hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自動観測と非自動観測を伴う繰り返しゲームの分析

2018年度は完成した分析に関する論文を完成させつつ、拡張研究に関する分析を進めた。自動観測と非自動観測を伴う観測構造を拡張した分析については、各プレーヤーが不完全なシグナルを受け取るものと想定した。具体的には、プレーヤーはある確率で不完全なシグナルを受け取り(情報源A)、残りの確率でより精度の低い不完全なシグナルを受け取る(情報源B)という状況である。プレーヤーはより低い精度の情報源からシグナルを受け取ったかどうかは知ることができる。つまり、2つの情報源のどちらからシグナルを受け取ったのかがわかる状況を想定している。ブラックウェルの情報価値基準の観点からは情報源Aは情報源Bよりも精度が高いものと仮定した。精度の低い情報源からシグナルを得た場合には望めば、追加費用を伴うことなく精度の高い情報源から不完全なシグナルを得ることができるものと仮定した。このとき、情報源Aからシグナルを得る確率が変化したときに均衡利得集合が単調性に変化するのかどうかについて分析した。一回限りの関係においては、ブラックウェルの定理により、各プレーヤーは情報源Aからシグナルを得ることによって損をすることはない。よって、非退化利得構造の下では各プレーヤーは情報源Aからシグナルを得ることが均衡となる。しかしながら、その結果を有限回繰り返しゲームにそのまま適用することはできない。我々が考察した自動観測と非自動観測を伴う観測構造の下で明らかにしたように、各プレーヤーは情報が得られなかったときに情報を得ることが弱い意味で支配戦略となっているが、各プレーヤーは情報が得られなかったときに情報を得ないような均衡が存在し、均衡集合の中ではパレート効率的になっているのである。不完全なシグナルを受け取る場合にも同様の結果が得られるかは非常に困難な問題であることを明らかにした。研究の出発点となる分析は完成し、論文の完成も近づいている。定評のある学術専門雑誌に投稿できる水準の内容であると言える。「研究実績の概要」で説明したように、自動観測と非自動観測を伴う観測構造を拡張した研究については、問題は全く自明なものではないことが明らかとなり、取り組む価値は非常に高いことがわかった。以下の「今後の研究の推進方策」で説明するように次年度における進展の方向性もある程度立っていることから順調に進んでいると判断する。自動観測と非自動観測を伴う分析については2019年前半には論文を完成させ、国際査読雑誌に投稿する。それを拡張した確率的に2つの情報源から不完全なシグナルを受け取る情報構造について、さらに深く分析を進める。2018年度の分析により、一般的な特徴付けを行うことは非常に難しいことであることがわかった。そこで特定の性質を持つ利得構造に着目し、自明ではない均衡が存在することがあるかどうをか明らかにする。計算を完了させることを目指す。自動観測と非自動観測を伴う繰り返しゲームに関する理論的分析を行った。研究分担者と関連文献の輪読を行いながら研究を進めた。完全観測の有限回繰り返しゲームにおいては段階ゲーム(繰り返しゲームの成分ゲーム)が一意の相関均衡をもつ場合には、それに対応する行動の繰り返しのみが部分ゲーム完全均衡となることが知られている。本研究が想定する自動観測と非自動観測を伴う有限回繰り返しゲームについて、段階ゲームが一意の相関均衡をもつ場合にも非自明な部分ゲーム完全均衡が存在することがあることを示した。上の結果は次のような観測構造の下で得られたものである。各プレーヤーはある確率で自動的に相手プレーヤーが選択した行動が確実にわかり(自動観測)、残りの確率で相手が選択した行動に関する情報を全く得ない。この場合、プレーヤーは相手プレーヤーが選択した行動を観測するかしないかを決めることができる(非自動観測)。観測する場合は無費用で相手が選択した行動を確実に知ることができる。自動観測にせよ非自動観測にせよプレーヤーが得た情報は私的情報となる。よって、私的観測に分類される観測構造である。上記の観測構造を拡張した分析も行った。自動観測にせよ非自動観測にせよプレーヤーが得る情報は相手プレーヤーが選択した行動に関する不完全はシグナルであると想定した。この分析は現在も継続中である。本研究の出発点となる分析は完成している。学会で研究発表も行っており、関連分野の研究者からは概ね好意的な評価を得ている。よって順調であると判断する。

我々が考察した自動観測と非自動観測を伴う観測構造の下で明らかにしたように、各プレーヤーは情報が得られなかったときに情報を得ることが弱い意味で支配戦略となっているが、各プレーヤーは情報が得られなかったときに情報を得ないような均衡が存在し、均衡集合の中ではパレート効率的になっているのである。不完全なシグナルを受け取る場合にも同様の結果が得られるかは非常に困難な問題であることを明らかにした。研究の出発点となる分析は完成し、論文の完成も近づいている。定評のある学術専門雑誌に投稿できる水準の内容であると言える。「研究実績の概要」で説明したように、自動観測と非自動観測を伴う観測構造を拡張した研究については、問題は全く自明なものではないことが明らかとなり、取り組む価値は非常に高いことがわかった。以下の「今後の研究の推進方策」で説明するように次年度における進展の方向性もある程度立っていることから順調に進んでいると判断する。自動観測にせよ非自動観測にせよ各プレーヤーが相手プレーヤーが選択した行動が確実にわかる場合についての分析は完成したと言える。今後はその観測構造を拡張した不完全観測の場合について分析を行う。そして、観測精度が変化したときに均衡利得集合が単調に変化するのは観測精度がどのような性質をもつ場合かを明らかにする。そのために観測精度の定義から検討したい。最も標準的な観測精度の定義はブラックウェルの情報価値基準である。ブラックウェルの情報価値基準で観測精度を順序付けた場合、観測精度の変化によって均衡利得集合の単調性に変化するのかどうかも明らかにする。自動観測と非自動観測を伴う分析については2019年前半には論文を完成させ、国際査読雑誌に投稿する。それを拡張した確率的に2つの情報源から不完全なシグナルを受け取る情報構造について、さらに深く分析を進める。2018年度の分析により、一般的な特徴付けを行うことは非常に難しいことであることがわかった。そこで特定の性質を持つ利得構造に着目し、自明ではない均衡が存在することがあるかどうをか明らかにする。計算を完了させることを目指す。講義の都合上、出席を考えていた国際学会に参加することができなかった。次年度に参加することを予定している。
低温度差スターリングエンジン試作による実践的「ものづくり教育」の試行

【研究目的】工学部,特に機械工学の技術者育成に際して「ものづくり教育」が重視されている.「ものづくり教育」の実施にあたっては,同一題材に対して設計・製図から加工までの一連の工程が完結した環境が理想であるが,複雑な形状の加工には高額なNCマシーンを必要とすることから,現状では設計と加工は別題材で行い,加工工程の講義では簡単な加工例の紹介にとどまっている.このような設計と加工の不連続性は,各工程から現実性を喪失させ,結果として学生の興味を阻害する要因となっている.最近,比較的廉価な3Dプリンターが開発され,材料や大きさは限られるが複雑な造形の加工が可能となった.本研究では, 3D-CADと3Dプリンターを組み合わせて小型の低温度差スターリングエンジンを試作することにより,設計から加工までを同一題材で行う実践的な「ものづくり教育」を試行する.【研究方法】3D-CADと3Dプリンターおよびマシニングセンターを使用して,実践的な「ものづくり教育」を行う.【研究成果】本年度は3D-CADと3Dプリンターおよびマシニングセンターの導入を行った.導入した機器は多面加工ができる5軸制御マシニングセンター(OKUMA・MU-400V)と最大造形サイズが幅254ミリ×奥行き254ミリ×高さ305ミリメートルの3Dプリンター(Stratasys・FORTUS 250mc)である.本装置の技術習得とともに既存の3D-CADおよび3Dプリンターを組み合わせて,具体的な「ものづくり教育」に関する試行を行った.また,技術支援により研究装置を製作することで,後述の研究成果に寄与した.【研究目的】工学部,特に機械工学の技術者育成に際して「ものづくり教育」が重視されている.「ものづくり教育」の実施にあたっては,同一題材に対して設計・製図から加工までの一連の工程が完結した環境が理想であるが,複雑な形状の加工には高額なNCマシーンを必要とすることから,現状では設計と加工は別題材で行い,加工工程の講義では簡単な加工例の紹介にとどまっている.このような設計と加工の不連続性は,各工程から現実性を喪失させ,結果として学生の興味を阻害する要因となっている.最近,比較的廉価な3Dプリンターが開発され,材料や大きさは限られるが複雑な造形の加工が可能となった.本研究では, 3D-CADと3Dプリンターを組み合わせて小型の低温度差スターリングエンジンを試作することにより,設計から加工までを同一題材で行う実践的な「ものづくり教育」を試行する.【研究方法】3D-CADと3Dプリンターおよびマシニングセンターを使用して,実践的な「ものづくり教育」を行う.【研究成果】本年度は3D-CADと3Dプリンターおよびマシニングセンターの導入を行った.導入した機器は多面加工ができる5軸制御マシニングセンター(OKUMA・MU-400V)と最大造形サイズが幅254ミリ×奥行き254ミリ×高さ305ミリメートルの3Dプリンター(Stratasys・FORTUS 250mc)である.本装置の技術習得とともに既存の3D-CADおよび3Dプリンターを組み合わせて,具体的な「ものづくり教育」に関する試行を行った.また,技術支援により研究装置を製作することで,後述の研究成果に寄与した.
細胞質特異性を有する核遺伝子の単離とその機能に関する分子生物学的研究

本研究は、ライムギ細胞質を有する普通系コムギ(cereale)-CSに存在する小型染色体(midget)から、ライムギ細胞質のオルガネラに作用しその機能を制御する核遺伝子の単離を目的として計画された。酵母人工染色体(YAC)ベクターを使い、染色体のテロメア領域のクローニングを行い、テロメアYACクローンを起点としたYACクローンの整列化を試みた。しかし、得られたクローンの多くに構造変化が認められ、整列化は非常に困難となった。この問題を解決すべく酵母のrad二重突然変異体を導入したが、得られる形質転換クローンはごくわすかであった。そこで、ストラテジーを変更し、(cereale)-CSからcDNAライブラリを作成し、直接この系統に特異的なcDNAを選び出すことにした。そのため、ディファレンシャルスクリーニング法に改良を加え、ライムギとコムギから合成したcDNAをプローブに用いた。その結果、ライムギ型のcDNAが1種選び出された。塩基配列から、これはライムギ葉緑体DNAにコードされているRuBiscoのラージサブユニット(rbcL)遺伝子であることが明らかとなった。この方法では一般的に、発現量の多いmRNAがcDNAとしてクローン化され易く、実際選抜されたクローンの多くがrbcL、rbcS (RuBisco small subunit)やcab (chlorophyll a/b binding protein)のcDNAであった。今後は、cDNAの均一化(normalization)をはかるなどしてこの方法をさらに改良する必要があると考えている。ライムギの細胞質を有する六倍性コムギ(cereale)-CSには、"midget"と呼ばれる非常に小型の染色体が存在する。本研究では、この染色体に座乗し、ライムギの細胞質と相互に作用する遺伝子の単離を目的としている。本年度は、特異的DNAマーカーの探索を、RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)法を用いて行った。約300種類の任意の10塩基オリゴマーを用いてPCRを行ったところ、(cereale)-CS DNAに特異的な2種のRAPDマーカーが得られた。現在これらをクローン化中で、今後周辺の塩基配列を決定することにより特異性を高めるオリゴマーを作製する予定である。さらに、これらのマーカーが有効に利用でき、巨大DNAをクローニングできる酵母人工染色体(YAC)ベクター(pJS97/pJS98)を使い,(cereale)-CS DNAをクローン化している。このベクター系では、pJS97とpJS98がそれぞれ、(cereale)-CS DNAの両端にライゲートすると初めて、人工染色体として機能する。現在まで、数千のクローンが単離されたが、挿入されているDNAのサイズは、150kb前後とまだ短い。また、クローン化されたDNAの構造変化が最近明かとなり、今後の研究に支障となった。この原因は、クローン化されたDNAに多く含まれる反復配列であると考えられた。そこで、組換え(rad)の二重突然変異株(YKK115)の分与を受け、形質転換を行った。しかしながら、この宿主では形質転換率が非常に低くなるため、多くのクローンを拾うのに多大の労力と時間を必要とすることが明かとなった。現在は、これらの問題を解決すべく、形質転換法等の改良を行っている。本研究は、ライムギ細胞質を有する普通系コムギ(cereale)-CSに依存する小型染色体(midget)から、ライムギ細胞質のオルガネラに作用しその機能を制御する核遺伝子の単離を目的として計画された。この問題を解決すべく酵母のrad二重突然変異体を導入したが、得られる形質転換クローンはごくわずかであった。

そこで、ストラテジーを変更し、(cereale)-CSからcDNAライブラリを作成し、直接この系統に特異的なcDNAを選び出すことにした。そのため、ディファレンシャルスクリーニング法に改良を加え、ライムギとコムギから合成したcDNAをプローブに用いた。その結果、ライムギ型のcDNAが1種選び出された。塩基配列から、これはライムギ葉緑体DNAにコードされているRuBiscoのラージサブユニット(rbcL)遺伝子であることが明らかとなった。この方法では一般的に、発現量の多いmRNAがcDNAとしてクローン化され易く、実際選抜されたクローンの多くがrbcL、rbcS (RuBisco small subunit)やcab (chlorophyll a/b binding protein)のcDNAであった。今後は、cDNAの均一化(normalization)をはかるなどしてこの方法をさらに改良する必要があると考えている。
Full-field holographic optical coherence tomography combined with Raman spectroscopy for in vivo microscopic imaging of biological tissue

生物組織の構体と分子を測定できるように新しい非標識顕微鏡を作る。構体計測は光干渉断層像の技術を使い、スキャニングを使わずにフルフィールドを測定する。この顕微鏡は1ミクロメートルの等方的な分解能を果たすために、白いスパーコンティユームで100ナノメートルの帯域幅を使う。システムの分光パーツは通常の赤外ラマンのスキャニング技術を使う。この方法は遅い測定しても、ここでは光干渉断層像を使い、関心領域のみ測定すれば、速く試料の分光情報を読み出せる。システムの履行を検証するために、組織ファントムを作り、ゼラチンの中にポリスチレン玉を入れ、顕微鏡の分解能を確かめられ、構体も(肌や筋肉)測定できると確認した。総合理工
実体験によるネットコミュニケーションの特性理解を基にしたモラル指導に関する研究

チャット体験を基にしたネットコミュニケーションにかかわる情報モラル学習を実践し,その結果を分析した。実験群の児童はチャット体験におけるネットコミュニケーションの特徴に関する気付きを共有し,留意点を話し合い,授業終了時に学習のまとめとして再度チャットを行った。統制群の児童はチャット体験を行わず,実験群のチャットのログを読んだ気付きを基に同様の授業を行った。統制群の児童は,ネットコミュニケーションの長所に関する気付きが少なくなる傾向が見られたが,留意点は実験群より多く考えることができた。しかし,学習のまとめのチャット・遅延テストでは,実験群の方が,統制群よりも望ましい発話が多く,問題のある発話が少なかった。統制群は留意点を多く考えることができたが,それを実際のネットコミュニケーションの場面で生かすことができないことから,実体験を基にした学習活動の有効性が示唆された。上の実践では,実体験を取り入れることの有効性が示唆された。そこで,次の授業実践では,チャットの実体験のみを行う場合と,チャットの実体験とチャットのログの読み取りの両方を行う場合の違いについて検討した。その結果,実体験に加えて,チャットのログの読み取りを行った方が,学習のまとめのチャットで,相手の気持ちを考えた会話のやりとり等,望ましい会話が多く見られた。自分が体験をするだけでなく,他者のチャットの記録を客観的に読むことにより,多面的に望ましいチャットについて考えることができたためと考えられる。
^3He-^4He混合液体の過熱限界点測定による気泡核形成の研究

液体の過熱限界点(T_S)を測定してnucleation理論と比較することにより、気液相転移のonsetにおける気泡核の形成率・形成エネルギー・大きさについて有用な情報が得られる。この種の研究において、液体ヘリウムは高純度なサンプルが得られ、しかも量子性が顕著であるのでnucleationの研究にとって極めて興味深い研究対象である。本研究は液体^3Heに^4He分子を混入させると、過熱限界点すなわち気泡核のhomo geneous nucleationにどのように影響するかを明らかにする目的で行われた、初めての実験的研究である。実験値は核形成理論による予言値と比較検討した。実験に用いたサンプルは、^3Heモル濃度が25.00%,50.01%,74.99%,94.57%の4種類である。サンプル液体の容積は7.13×10^<-3>ccである。サンプル液体の加熱には、ガラスキャピラリー法とヒートパルス法を採用し、定圧下で得たサーモグラムよりT_Sを決定した。測定の温度範囲は1.54.1Kであり,サンプルにかかる圧力の範囲は0.051.00atmである。理論値の計算に必要なサンプルの密度にはE.C.Kerr等のデータを、また表面張力にはB.N.Esel'son等のデータを用いた。得られた主な結果は、(1)圧力が小さい領域では、T_Sは圧力に大きく依存するが、圧力が大きい領域ではほぼ直線的に変化する。(2)圧力が約0.1atm付近ではT_Sの実験値と理論値はほぼ一致しているが、圧力が大きくなると実験値が理論値よりもsystematicに大きくなる。(3)このようなsystematicなズレは、純粋な液体^3Heや液体^4Heでは認められず、混合系に特有な現象である。
プロスタグランジンによる肺機能の制御機構解明と新規治療法の開発

肺サーファクタントは肺の拡張を制御しているため、サーファクタントの産生低下や消失は呼吸困難を引き起こし、重篤な場合、死に至る。肺機能維持、サーファクタント産生調節に様々な脂質メディエーターが関与していることが示唆されているが、肺サーファクタントの産生調節機構については分かっていない。本研究は、PG類によるサーファクタントの産生調節機構および、分子制御機構に基づいた肺機能不全に対する新たな治療薬を探索する。肺の拡張は両親媒性の肺サーファクタントにより調節される。敗血症や喘息による肺組織での炎症は、サーファクタントの産生を低下させ、肺機能不全を引き起こし重篤な場合は死に至るが、サーファクタントの産生を促進させる有効な治療法はない。本研究では、肺サーファクタントの調節に関わるプロスタグランジン(PG)類を同定することを目的とした。マウスの気管内に塩酸を投与することで、肺炎モデルを作製した。正常マウスおよび肺炎モデルマウスの気管支洗浄液を採取し、ELISA法にてPG類の産生量を測定した。PGD2およびPGF2αの産生量が顕著に増加していた。肺炎モデルマウスにおいて産生量が増加していたPGD2およびPGF2aの受容体阻害剤を投与し、塩酸誘導性の肺炎モデルを作製した。PGF2αの受容体阻害剤を投与したマウスでは、肺サーファクタントの産生低下を伴う肺炎の悪化が観察された。これらの結果から、PGF2αが肺サーファクタントの産生調節に関与している可能性が示唆された。肺サーファクタントの産生調節に関わるプロスタグランジン類を同定できたことからおおむね順調に進展していると判断した。肺サーファクタントの産生を調節しているPGF2αの受容体の遺伝子欠損マウスを用いて、サーファクタントの調節機構を明らかにする。
エキソソームmicroRNA発現解析に基づく新たな脳腫瘍バイオマーカー同定の試み

悪性神経膠腫培養液、脳腫瘍患者血清中のエキソソーム分離、分泌型microRNAの抽出、発現解析法を確立した。培養液中から腫瘍で高発現しているmicroRNAを同定することができた。さらに膠芽腫摘出標本より脳腫瘍幹細胞を樹立し、脳腫瘍幹細胞移植モデルを作成し、その全血清より分泌型microRNAの分離・同定、定量に成功した。神経膠腫におけるmicroRNA発現と遺伝子発現解析より、miR-128aとmiR-504の形質転換への関与を明らかにした。脳腫瘍摘出標本より核酸抽出と幹細胞培養の継続:脳腫瘍(神経膠腫)手術症例より核酸抽出と幹細胞培養を継続し、腫瘍幹細胞を樹立した。従来のLOH解析にIDH遺伝子変異、MGMTプロモーターメチル化解析を追加し、genotypingを継続した。IDH変異解析に関しては新たにhigh resolution melting: HRM法を導入し、ルーチン検査として確立した。脳腫瘍幹細胞異種動物移植モデル作成:樹立した脳腫瘍幹細胞を免疫不全マウスに移植し、脳腫瘍幹細胞脳内移植モデル、皮下移植モデルを作成した(19バッチ、57匹)。移植前後での遺伝子発現、miRNA発現変動を検討し、脳内腫瘍と皮下腫瘍にて異なる遺伝子発現を示した。脳腫瘍移植モデル血中microRNA発現解析:脳腫瘍移植マウスモデル12匹(4バッチ)に対し、右心房より全血を採取し、全血清より分泌型microRNAを抽出した。TaqMan法にてmicroRNA発現解析が可能であることを証明した。細胞培養液中の分泌型miRNAの同定、発現解析:7つ脳腫瘍細胞株の培養液よりexosomeを分離。細胞株および対応するmediumから分離したexosomeよりtotal RNAを抽出し、real time PCRを行った。Exosome分離にはExoquick (System biosciences)を使用し、mirVana RNA extraction Kit (Ambion)を用いて、miRNAを含むtotalRNAを抽出した。TarMan法により、miR16, miR21, miR196a, miR196bの発現解析を行い、medium内のmiRNA発現解析が腫瘍におけるmiRNA発現と相関して発現することを同定した。脳腫瘍症例血清中のmiRNAの同定、発現解析:髄膜腫、膠芽腫患者および健常者(髄膜腫6例、膠芽腫7例、健常者5例)の血清および血漿より同様にexosomeを分離し、miRNA発現解析を行った。血清exosome内のmiRNA発現が低い事が確認できた為、その他の方法を検討した。超遠心、総血清を用いてmiRNAを抽出し、発現解析を行った。その結果、総血清を用いた解析が最もmiRNA発現が高いことが証明された。摘出脳腫瘍標本におけるmicroRNA発現解析:九州大学脳神経外科手術症例のうち、神経膠腫136例(GBM 74例、AA 16例、AO 18例、DA 15例、OD 13例)より神経膠腫解析パネルを作成した。我々が同定した神経膠腫悪性化に関与する13個のmicroRNAおよび近年同定された幹細胞、神経膠腫関連microRNA9個の発現解析を行った。本研究はmicroRNA(miRNA)発現に基づく血中バイオマーカー同定を目的とした研究である。本年度は血中miRNA同定法を確立する段階であり、健常人と脳腫瘍患者より血液を採取し、血清、血漿、エキソソーム分画よりmiRNAを抽出し発現解析を行った。それぞれmiRNA発現解析が可能であることが証明され、解析法に関しては確立しつつある。今後は臨床症例の血液を経時的に採取し、研究を継続することとなり当施設の脳腫瘍症例数に研究進行度が依存する部分がでてくることが予想される。前年度、臨床症例末梢血からのmiRNA抽出法、解析法がほぼ確立したが、血清、血漿、エキソソーム中のmiRNA発現に差異があり、今年度早期にその解析法の確立を要す。同時に当施設における脳腫瘍患者から経時的に末梢血を採取し、miRNA発現解析を継続する。さらに脳腫瘍動物モデルにおける腫瘍形成過程の血中miRNA発現の推移を検討することで、臨床サンプルからは得ることができない腫瘍形成過程のmiRNAの発現変動を解析する。臨床サンプル、動物モデルの2つの系での解析結果をもとに臨床上有用なmiRNA同定に努める。腫瘍、末梢血中のmiRNA発現の相関、推移を比較検討することでバイオマーカーとしてのmiRNAの有用性を検討する。末梢血におけるmiRNA発現解析法の確立:末梢血におけるmiRNAの発現解析に関しては、血清、血漿、エキソソーム中でその発現に差異があることがわかっており、初期は再度その発現解析法を検証する。脳腫瘍症例におけるmiRNA発現解析:脳腫瘍症例における摘出標本、末梢血中のmiRNA抽出を継続する。脳腫瘍摘出標本と末梢血中のmiRNA発現の相関および経時的推移を検討する。我々が同定した脳腫瘍(神経膠腫)

関連miRNAの発現に関しては、TaqMan法、Locked Nucleic Acid (LNA)法を用い解析を行う。有意なmiRNAが同定できない場合は再度microarrayを用いた網羅的解析を追加検討する。さらに末梢血中miRNAの経時的変化(術前、術後、初期治療前後、再発時など)を検討し、バイオマーカーとしての有用性を検証する。神経膠腫において有意な解析結果が得られれば、他の脳腫瘍症例に対しても同様の解析を行い、腫瘍型に特異的なmiRNAの同定を目指す。動物モデルにおけるmiRNA発現解析:現在、当施設で行っている免疫不全マウスへの脳腫瘍幹細胞移植モデルを用いて、脳腫瘍動物モデルにおける腫瘍形成過程の血液中miRNA発現解析を行い、腫瘍形成過程における末梢血中miRNA発現の推移を検討する。最終的には腫瘍形成後に摘出した腫瘍標本のmiRNA発現解析を行い、腫瘍形成過程、腫瘍形成後の血中miRNA発現変動を解析し、腫瘍形成過程で増加、減少傾向を示すmiRNAを同定し、臨床症例におけるmiRNAプロファイルと併せ、臨床上有用なバイオマーカーとなりうるmiRNA同定を目指す。
3-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素活性複合体の形成機構と機能制御

3-イソプロピルリンゴ酸(IPM)脱水素酵素(IPMDH,E.C.1.1.1.85)は、必須アミノ酸ロイシンの生合成過程における律速酵素として、補酵素NADの存在下IPMから2-オキソイソカプロン酸への酸化・脱炭酸を触媒する。本酵素の超分子形成機構や機能制御の研究は、酵素の人為的改質の指導原理確立の基礎として重要なだけではなく、必須アミノ酸生合成の特異的阻害剤を基盤とする除草剤・抗菌剤開発の観点からも注目される。基質類似体である3-ビニルリンゴ酸を合成し、IPMとの反応を検討した。高濃度の酵素存在下では基質として機能しNADHを産生するが、低濃度の酵素条件下ではIPMに対し競争的阻害を示した。正規の反応の後二重結合が異性化した3-エチリデンオキザロ酢酸が生成したと思われ、現在その単離と確認を検討している。3-イリデンオキザロ酢酸が優れた競争的阻害剤になり得ると推定させるので、3-イソプロピリデンリンゴ酸を合成して検討したところ、酵素反応は進行せず、また阻害も示さなかった。基質の配座が酵素活性中心との相互作用に微妙に寄与していることを示唆すると考えている。一方、3-イソプロピリデンオキザロ酢酸の合成も検討している。酵素-補酵素相互作用を明らかにすべく、計算化学により酵素タンパク質のArg225がNADのリン酸ジエルテル結合と相互作用すると推定し、変異酵素Gln225を造成すべくE.coliクローニング系を用いて部位特異的変異を行った。大量発現による酵素分子の精製を検討している。また、光親和性標識による酵素-補酵素相互作用の検討のため、NAD分子のN-(4-アジド-2-ニトロ)フェニル-β-アラニンによるアシル化を行なった。さらにアデニン8位のアジド化を検討している。
ケイ酸施用によるソルガムの吸水能力向上機構の解明及びケイ酸応答性の規定要因の検討

ソルガムを供試材料として,その吸水能力にかかわる各種生理的要因に及ぼすケイ酸施用効果を明らかにするための実験を行った.ソルガム幼植物体を対象とした水耕試験の結果から,ケイ酸施用によりソルガムの吸水能力が向上すること,その効果は浸透圧ストレス条件下で特異的に発現すること,さらにその効果はケイ酸施用濃度の上昇に伴って顕著になることを確認した.またこのとき,イネで報告されているようなケイ酸施用によるクチクラ蒸散抑制効果はソルガムでは認められないことを明らかにした.水耕栽培条件下で認められたケイ酸施用による吸水能力の向上は,葉面積に対する根量の相対的な増大によるものではなく,浸透圧ストレス条件下での通水抵抗の増加抑制によるものであったことが示された.次いでハイプレッシャーフローメーター法とルートプレッシャーチャンバー法を用いて通水抵抗を定量的に評価しようと試みたが,ソルガムでは根系加圧時に茎基部の節根発生部位から漏水が生じるため,測定が困難であった.そのため,現在測定方法を改良中である.一方,根の通導組織の形態的特徴から吸水能力について検討したところ,ケイ酸施用個体では無施用個体に比較して,根の横断面における中心柱および導管の占める割合が多くなる傾向が認められたが,その変化は個体全体としての吸水能力に大きな影響を及ぼす程度ではないと判断された.このことから,ケイ酸施用による吸水能力向上効果には,通導組織の形態的な変化ではなく,水チャンネルや根圧など,根の生理的活性に関連する要因の変化によってもたらされていることが示唆された.ソルガムを供試材料として,その吸水能力にかかわる各種生理的要因に及ぼすケイ酸施用効果を明らかにするための実験を行った.ソルガム幼植物体を対象とした水耕試験の結果から,ケイ酸施用によりソルガムの吸水能力が向上すること,その効果は浸透圧ストレス条件下で特異的に発現すること,さらにその効果はケイ酸施用濃度の上昇に伴って顕著になることを確認した.またこのとき,イネで報告されているようなケイ酸施用によるクチクラ蒸散抑制効果はソルガムでは認められないことを明らかにした.水耕栽培条件下で認められたケイ酸施用による吸水能力の向上は,葉面積に対する根量の相対的な増大によるものではなく,浸透圧ストレス条件下での通水抵抗の増加抑制によるものであったことが示された.次いでハイプレッシャーフローメーター法とルートプレッシャーチャンバー法を用いて通水抵抗を定量的に評価しようと試みたが,ソルガムでは根系加圧時に茎基部の節根発生部位から漏水が生じるため,測定が困難であった.そのため,現在測定方法を改良中である.一方,根の通導組織の形態的特徴から吸水能力について検討したところ,ケイ酸施用個体では無施用個体に比較して,根の横断面における中心柱および導管の占める割合が多くなる傾向が認められたが,その変化は個体全体としての吸水能力に大きな影響を及ぼす程度ではないと判断された.このことから,ケイ酸施用による吸水能力向上効果には,通導組織の形態的な変化ではなく,水チャンネルや根圧など,根の生理的活性に関連する要因の変化によってもたらされていることが示唆された.
毛根cDNAを用いたアッシャー症候群・難聴の簡易精密遺伝子診断法の確立

RT-PCR法を用いて毛根中にアッシャー症候群(USH)原因遺伝子のmRNAが発現していることを発見し、本疾患の遺伝子診断に毛根cDNAが利用可能であることを明らかにした。本方法を利用して、本邦USHタイプ1、2患者の遺伝子解析を行い、5人中4人(タイプ1)、9人中7人(タイプ2)において疾患原因変異を同定した。本邦患者では新規遺伝子変異が多く同定され、欧米人とは全く異なる変異により発症していることを明らかにした。アッシャー症候群(USH)は、網膜色素変性症に感音難聴を合併する常染色体劣性遺伝性疾患である。USHは、臨床症状によりタイプ1からタイプ3の3つのタイプに分類され、さらに原因遺伝子がマップまたはクローニングされたものはサブタイプとして分類されている。現在までに、1B1H、2A、2C、2D、3A、3Bの12のサブタイプが知られている。臨床症状よりタイプ1と診断した5人の患者を対象として、タイプ1B、1Dの原因遺伝子であるMYO7A、CDH23の遺伝子解析を行った。遺伝子解析は、白血球より抽出したゲノムDNAをテンプレートとして、原因遺伝子の全エキソン(MYO7A:エキソン149、CDH23:エキソン169)をPCRダイレクトシーケンス法にて解析した。4人のタイプ1患者において5種の疾患原因と考えられる変異を同定した。5種の変異の内訳は、ナンセンス変異2種、欠失変異1種、ミスセンス変異2種であり、全ての変異は日本人の正常コントロールにおいて1例にも認められなかった。MYO7Aの1種(p.Ala771Ser)、CDH23の1種(p.Tyr1942SerfsX23)は現在までに報告されていない新規の変異であった。p.Tyr1942SerfsX23は、エキソン4446を含む5078塩基が欠失する巨大欠失変異であった。欧米におけるアッシャー症候群タイプ1患者の遺伝子解析では、約7080%の患者がMYO7AまたはCDH23に遺伝子変異を持つことが報告されている。本邦患者でも、5人中4人(80%)においてMYO7AまたはCDH23に遺伝子変異が同定されたことは、欧米人と同様にこの2種の遺伝子変異によってUSHを発症する患者が多いことを示唆している。アッシャー症候群(USH)は、感音難聴に網膜色素変性症を合併する常染色体劣性遺伝性疾患である。USHは難聴の程度と前庭障害の有無などの臨床症状により、タイプ1からタイプ3の3つのタイプに分類され、さらに原因遺伝子がマッピングまたはクローニングされたものはサブタイプに分類されている。現在までに、タイプ1B1H、タイプ2A、2C、2D、タイプ3A、3Bの12のサブタイプが知られている。臨床症状よりアッシャー症候群タイプ2と診断した患者を対象として、タイプ2の原因遺伝子であるUSH2Aの遺伝子解析を行った。平成23年度は、7人の患者において6種の疾患原因と考えられる変異を同定した。平成22年までに12人の患者において同定した17種の変異と合わせて解析を行った。19人中15人の患者で23種の疾患原因と考えられる変異を同定した。19種は新規であり、そのうち1種(c.8559-2A>G)は4人に共通する変異で、本邦における高頻度変異の可能性が示唆された。この変異が創始者効果によるものか検討するため、変異を同定することができた15人の患者において、ハプロタイプ解析を行った。c.8559-2Gアリルでは、同塩基の前後635kbにわたってハプロタイプが同じであったが、c.8559-2Aアリルではそれぞれのアリルにおいてハプロタイプは全く異なっていた。ハプロタイプ解析において、c.8559-2Gアリルでは、635kbにわたってハプロタイプが同じであり、本変異は創始者効果によるものと思われた。変異を同定することができた15人の患者の出生地を検討したところ、c.8559-2A>Gをもつ4人の患者は全て出生地が西日本であった。さらに、本変異は2人の中国人患者においても同定されており、西日本のみならず東アジアにも分布していることが考えられ大変興味深い。
海洋境界域における乱流混合の定量的な評価とその深層海洋大循環への影響

Eikonal approachという手法を用いて,海底の粗い地形の上で潮流により引き起こされる混合強度が,どのようなパラメータに依存するのかを調べた。水平波数・成層・緯度をパラメータとして変化させて実験を行った結果,結果として得られるエネルギー消散率は,砕波するパケットの波数が高く,背景の成層が強いときほど大きくなることが分かった。さらに,そのような状況では,エネルギー消散率の鉛直スケールハイトが短くなることが分かった。大循環モデルなどでしばしば用いられる500mというスケールハイトの境界混合を深層で引き起こすには1kmよりも小さい水平スケールの内部潮汐波が重要であることが分かった。また,これらの実験から,大循環モデルでしばしば用いられるような水平に一様なスケールハイトを持つ鉛直混合のパラメタリゼーションが不滴切であることを示唆した。高解像度数値モデルとマルチビーム観測から得られた詳細な地形データを用い,Eikonal approachの結果がら示唆された水平1km以下のスケールの内部波の鉛直境界混合における影響を調べた。マルチビーム観測の地形と,2km以下のスケールを落とした地形の両方に対して数値シミュレーションを行い,結果を比較した。二種類の地形を用いた結果は大きく異なっており,詳細な地形データを用いた場合のみで観測に近いエネルギー消散率の鉛直分布が再現された。その実験では,水平1kmより小さいスケールの内部波の運動エネルギースぺクトルが,なめらかな地形の場合の10-100倍程度となっており,Eikonal approachで示唆された水平1km以下の内部波の重要性がプリミティブ方程式モデルにおいても確認できた。また,このような高波数の内部波の影響は浅海にはほとんど及んでいないことが,エネルギー消散と励起される内部波エネルギーとの割合を調べることで確認された。過去の研究で簡略化した海山を含む鉛直2次元プリミティブ方程式モデルを用い,Garrett-Munk内部重力波場と内部潮汐波の非線形相互作用を調べた結果,海山の近傍では緯度によらず強い近慣性流鉛直シア構造が形成された.計算結果を解析し,海山で励起された内部潮汐波のエネルギーのうち,どの程度が海山の近傍で消失するかを調べた結果,約6070%が海山近傍で消失するという結果が得られた.これは,大きなエネルギーが海山近傍で混合に使われている可能性があることを示唆している.また,海山近傍での近慣性流鉛直シア構造の形成機構を調べるため,Garrett-Munk内部重力波場を取り除いた場合について実験を行なったところ,Garrett-Munk内部重力波場が存在しない場合でも,近慣性流鉛直シア構造が形成されるという結果が得られた.この結果から,内部潮汐波から高鉛直波数の近慣性内部波へのエネルギーカスケードにおいて,重要であると考えられてきた内部波の三波共鳴以外にも,カスケードをコントロールする物理機構が存在することが明らかになった.そこで,海山と潮汐の非線形相互作用によって生じる潮汐残差流に着目して解析を行なったところ,海山の直上に強いラージスケールのシアを持った潮汐残差流が形成されており,高鉛直波数の近慣性流シアはその残差流の強いところで形成されることが明らかになった.残差流のある場所でシア構造が形成される原因として,スケールの小さい内部重力波が残差流シアによりドップラーシフトされるという機構を提案した.本研究で示した物理機構は海山や陸棚斜面などに潮汐が入射した場合,緯度によらず起こりうるものであり,海洋境界域での普遍的な混合メカニズムのひとつであるといえる.ハワイ海嶺の中でも特に顕著な内部潮汐波の励起源であるとされているFrench Frigate ShoalsやKaena Ridgeを例として,内部潮汐波により引き起こされる鉛直乱流混合の強度とその空間分布を,非静力学モデルによる数値実験で見積もった.これまでの先行研究などから示されてきたように,内部潮汐波のエネルギービームに沿って,特に,海山の両側から射出されるエネルギービームが交差するところで,非常に大きいエネルギー散逸が見られるという計算結果が得られた.また鉛直平均した拡散係数の値は,Rudnick et al.(2003)の観測により示されたハワイ海嶺付近での鉛直乱流拡散係数の空間分布(水平方向の減衰の仕方)と,良い一致を示した.潮汐流により励起される内部波の挙動をコントロールすると考えられる幾つかのパラメータに関して,理想化した海底地形の下で数値実験を行い,それぞれのパラメータに対する依存性を調べるとともに,得られた結果を2007年度日本海洋学会春季大会において発表した.これまで数値実験を行なったパラメータの範囲内では,得られるエネルギー散逸率に大きな差は見られなかったが,エネルギー散逸率の空間パターンなどはパラメータに強く依存していた.例えば,潮汐周波数が慣性周波数を上回る場合と下回る場合は,波の伝播の仕方に対応したエネルギー散逸率の空間パターンが見られたが,これは潮汐流の流速が小さいときだけであり,その流速がフルード数が1を超えるほど大きい場合は,潮汐周波数による空間分布の違いはあまり見られなくなっていた.Eikonalapproachという手法を用いて,海底の粗い地形の上で潮流により引き起こされる混合強度が,どのようなパラメータに依存するのかを調べた。

大循環モデルなどでしばしば用いられる500mというスケールハイトの境界混合を深層で引き起こすには1kmよりも小さい水平スケールの内部潮汐波が重要であることが分かった。また,これらの実験から,大循環モデルでしばしば用いられるような水平に一様なスケールハイトを持つ鉛直混合のパラメタリゼーションが不滴切であることを示唆した。高解像度数値モデルとマルチビーム観測から得られた詳細な地形データを用い,Eikonal approachの結果がら示唆された水平1km以下のスケールの内部波の鉛直境界混合における影響を調べた。マルチビーム観測の地形と,2km以下のスケールを落とした地形の両方に対して数値シミュレーションを行い,結果を比較した。二種類の地形を用いた結果は大きく異なっており,詳細な地形データを用いた場合のみで観測に近いエネルギー消散率の鉛直分布が再現された。その実験では,水平1kmより小さいスケールの内部波の運動エネルギースぺクトルが,なめらかな地形の場合の10-100倍程度となっており,Eikonal approachで示唆された水平1km以下の内部波の重要性がプリミティブ方程式モデルにおいても確認できた。また,このような高波数の内部波の影響は浅海にはほとんど及んでいないことが,エネルギー消散と励起される内部波エネルギーとの割合を調べることで確認された。
口腔ジスキネジア発症機構の神経化学的および行動薬理学的検討

1.口腔ジスキネジアは,下顎・口唇がしきりに動く顎顔面領域に起こる異常な不随意運動である。実験動物を用いた研究から口腔ジスキネジア様のラットの常同的な顎運動の発現には,線条体と側坐核のドパミン(DA)神経活動の亢進が重要な役割を果たすことが示唆されている。しかしながら,これら中枢DA神経機能亢進の発現機構の詳細は明らかでない。そこで,本研究では,(1)覚醒アミンのdexamphetamineの線条体内への微量注入,(2)δ受容体アゴニスト候補物質のTAN-67の側坐核への灌流投与,(3)内因性μ受容体アゴニスト候補物質のendomorphin (EM)-2,EM-1の側坐核への灌流投与が,それぞれ誘発した細胞外DA遊離に注目し,これらの発現機構の特徴についてラットを用いてin vivo脳微小透析法により検討を行った。また,(4)DAの細胞内由来を検索するため,DA合成律速酵素阻害薬alpha-methyl-p-tyrosine (AMPT)の脳内灌流投与が線条体または側坐核の基礎DA遊離に及ぼす効果についても検討を加えた。2.その結果,以下のことが示された。(1)dexamphetamineの線条体内局所投与が誘発した線条体のDA遊離は,シナプス小胞ξ細胞質の両方の細胞内DAプールを由来としている。(2)(-)-TAN-67の側坐核への投与は,フリーラジカルの産生を促し,その結果生成されたグルタミン酸によるNMDA受容体の活性化が同部位のDAの遊離を起こす可能性がある。(3)EM-2の側坐核への灌流投与は,オピオイド受容体を介さずに,また,EM-1の側坐核への灌流投与はμ1受容体を介して同部位のDA遊離を惹起する。(4)AMPTの局所灌流投与は,脳内のある特定の領域におけるAMPT感受性のDAプールの役割を分析する上で有用だが,その効果を脳内の領域問で比較するのには適さない。口腔ジスキネジアの発現には,中脳辺縁系ドパミン(DA)神経の終末領域の側坐核のDA神経機能亢進が関与することが指摘されている。ペプチド型δ受容体作動薬は側坐核に灌流投与すると,同部位のDA遊離を著しく促進する。しかし非ペプチド型のδ受容体作動薬候補物質として近年開発されたTAN-67の側坐核DA遊離への作用については明らかでない。そこで,TAN-67が側坐核細胞外DA量に及ぼす効果について,脳微小透析法を用いて検討を行った。実験にはSD系雄性ラット(体重約200g)を用い,透析プローブで側坐核からサンプルを回収し,25分毎にDAをHPLC-ECD法で定量した。TAN-67は灌流液に溶解し,透析プローブを介し逆透析で側坐核に灌流投与した。その結果,(-)体または(+)体のTAN-67(25,50nmol)の側坐核への投与は,同部位のDA量を用量依存的に増加した。

このDA量の増加は,ナロキソン(1mg/kg)の前投与やTTX(2μM)の併用灌流投与では抑制されなかったが,レセルピン(5mg/kg),α-メチルチロシン(250mg/kg)の単独前処置で抑制され,併用前処置でほぼ完全に抑制された。一方,(-)-TAN-67誘発DA遊離は,NMDA受容体拮抗薬のイフェンプロジル(20mg/kg)またはMK-801(0.5mg/kg),フリーラジカル除去薬のN-2-MPG(100mg/kg)の前投与で強く抑制された。以上の結果から,TAN-67は,(-)体,(+)体とも,側坐核に灌流投与すると,同部位のDA量を,オピオイド受容体は介さずに神経活動非依存性に増加することが示唆された。また,このDAは殆どDA神経由来であることが示された。さらに,(-)-TAN-67誘発側坐核DA遊離の発現には,NMDA受容体の活性化やフリーラジカル類の産生が関わる可能性が示唆された。口腔ジスキネジアの発現には,黒質線条体系ドパミン(DA)神経機能亢進が関与することが指摘されている。細胞外に放出されたDAは,シナプス小胞のみならず細胞質にも由来しており,DA合成律速酵素阻害薬のα-MPTがこの細胞質プールの役割の研究に用いられている。Dexamphetamineは,線条体背側部に局所投与すると同部位のDA放出を促進するが,このDA放出における細胞質プールの役割の詳細は明らかでない。そこで,このdexamphetamineの線条体背側部への局所投与が誘発したDA放出における細胞質プールの役割についてα-MPTを用いて検討を行った。また,小胞内DA枯渇薬のreserpineも用いてこのdexamphetamine誘発DA放出におけるシナプス小胞プールの関与についても検討を行った。その結果,1.ラットの線条体背側部へのdexamphetamineの局所注入(1.0,0.5μg/0.5μl)は,同部位のDA量を用量依存的に増加した。3.基礎DA放出とdexamphetamine誘発DA放出に対するα-MPTとreserpineの抑制効果の合計は,それぞれ基礎DA放出で約146%,dexamphetamine誘発DA放出では約144%であった。以上の結果から,dexamphetamineのラットの線条体背側部への局所投与の誘発したDA放出は,細胞質とシナプス小胞の両方に由来することが示された。さらに,DAはシナプス小胞から細胞質へ移動する可能性が示唆された。
進化論的計算手法による適応ディジタルフィルタの構成に関する研究

本研究では、本研究代表者が提案している進化論的計算手法による適応ディジタルフィルタである進化論的ディジタルフィルタ(evolutionary digital filter: EDF)の収束特性の向上と並列実現を目的として、(1)計算機上でのソフトウェアによる実現と(2)高並列VLSIシステムのプロトタイプによる実現を行い、提案しているEDFの適応信号処理能力を総合的に評価する。これまでに、EDFを並列プロセッサ上で実現するために適応アルゴリズムと構造を改良した並列EDFを検討している。そこで、本研究では、EDFを高速に実行するための高並列VLSIシステムのプロトタイプを試作し、その性能として、処理速度や回路規格などを評価している。まず、単一のFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)上でのEDFの実現と評価を行った。前年度検討した並列EDFを高速に実行するための高並列VLSIシステムのプロトタイプを試作し、性能を評価した。設計は、ハードウェア記述言語によって行い、FPGAによって実現する。ここでは、高並列VLSIシステム実現の基礎的実験として、単一のEDFを単一のFPGA上で実現し、処理速度や回路規模、VLSI実現の適合性を評価した。次に、EDFのVLSI実現に関して総合的に評価している。上述のEDFのFPGA上での並列実現による実験結果に基づき、単一のEDFのVLSIシステムを試作し、性能を評価した。設計は、ハードウェア記述言語によって行った。チップ試作は、東京大学大規模集積システム設計教育センター(VDEC)を通して行い、このチップに関して、処理速度や回路規模を評価した。評価実験により、今回試作したチップではサンプリング周波数は3.7KHzであり、ソフトウェア上でEDFを実現した場合に対して2.2倍高速に動作する。今後、今回の評価で明らかになった問題点を解決して音声帯域をカバーできるサンプリング周波数を実現することを予定している。本研究では,本研究代表者が提案している進化論的計算手法による適応ディジタルフィルタである進化論的ディジタルフィルタ(evolutionary digita filter:EDF)の収束特性の向上と並列実現を目的として,並列形のEDFである分散形EDFを提案し,その特性について評価している.EDFには,(1)多峰性の評価関数空間において極小値にとらわれることなく最小値を探索できる,(2)応用にあわせて評価関数を選択できる,という利点がある.しかし,EDFには,LMSアルゴリズムを用いた適応フィルタ(LMS-ADF)よりも,1入力あたりの乗算回数が多いという問題点がある.これは,EDFが多くの内部フィルタを持ち,これにより多点探索を行っているからである.そこで,本研究では,EDFの収束特性の向上と並列実現を目的として,並列形のEDFである分散形EDFを提案している.提案法では,従来提案してきたEDFの個体群を小さな個体群に分割する.その上で,分割された生物群に対して,生物数が少なくなったという点を除いて元のEDFと同じ処理を行う.さらに,分散アルゴリズムによりそれぞれの分割した小さな生物群から適応度の高い個体を選択し,他の個体群に移民させる.評価実験により,分散形EDFが,従来の手法であるLMS-ADFだけではなく遺伝的アルゴリズムを用いた適応フィルタ,さらには従来提案してきたEDFよりも収束速度が速く,収束後の2乗誤差の大きさが小さいという意味で収束特性がすぐれていることを示した.本研究では、本研究代表者が提案している進化論的計算手法による適応ディジタルフィルタである進化論的ディジタルフィルタ(evolutionary digital filter: EDF)の収束特性の向上と並列実現を目的として、(1)計算機上でのソフトウェアによる実現と(2)高並列VLSIシステムのプロトタイプによる実現を行い、提案しているEDFの適応信号処理能力を総合的に評価する。
^<19>F-NMRを用いたセボフルランの脳よりの排出に関する研究

セボフルラン麻酔における摂取相と排泄相は両方とも、急速に摂取あるいは排泄される速い成分とゆっくり摂取あるいは排泄される遅い成分の2項指数曲線にもっともよくあてはまることが分かった。脳、肝、骨格筋、動脈血、静脈血のそれぞれにおける指数曲線のパラメーターを求めた。摂取および排泄の速い順序は概ね、動脈血、肝、脳、静脈血、骨格筋の順であった。またこれらの摂取曲線あるいは排泄曲線と、呼気終末セボフルラン濃度の曲線を比較すると、動脈血では非常に呼気終末濃度と一致した動態を示したのに対して、脳では呼気終末濃度の変化とはかなり遅れて変化することが分かった。吸入麻酔薬セボフルランの摂取および排泄の動態を、磁気共鳴スペクトルを用いてウサギにおいて調べた。セボフルランの脳内での分布を画像化することを試みたが明瞭な画像は得られなかった。セボフルランの密度が低すぎることが考えられた。フッ素原子を多量に含むパーフルブロンによる部分液体換気中のパーフルブロンの画像化を行い、新しい知見を得た。3.0-3.5kgの日本白ウサギ10羽をケタミン50mg/kg筋注にて麻酔後、気管切開し、気管内チューブを挿入し、一回換気量40ml、呼吸回数25回/分にて人工呼吸した。耳静脈および耳動脈にカテーテルを挿入し、輸液および動脈圧測定を行った。加温ブランケットを用いて体温を38-39度に保った。必要に応じて麻酔薬および筋弛緩薬を投与した。磁気共鳴スペクトルは、直径3cm1巻きの表面コイルを用いて、ウサギ頭部よりF19スペクトルを測定した。得られたスペクトルによる脳内よりのセボフルラン排泄は、考えられるよりも異常に遅く、頭部の皮膚および骨などの組織に溶解したセボフルランの影響と考えられた。そこでウサギに対して直径2.5cmの開頭をし、直径1.4cm2巻きまたは直径1.0cm3巻きの表面コイルで測定したところ、直径1.0cmのコイルで良好なスペクトルが得られた。セボフルラン4%で30分以上麻酔後、セボフルラン吸入を停止し、呼着麻酔ガス分析をDatex社製赤外線麻酔ガス分析計にて、またセボフルラン濃度をシーメンス旭社製4.7テスラ磁気共鳴装置によるスペクトルにて測定した。測定は、吸入停止前、吸入停止後1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、30、40、50、60分後に行った。これによって得られたデータを指数関数曲線にあてはめ、排出曲線を求めている。体重2.9kgから3.4kgの14匹の兎を脳群(B)、横紋筋群(M)、肝臓群(L)に分けた。ケタミン筋注後、ケタミンとキシラジンで静脈麻酔をし、気管切開をし人工呼吸を開始した。4%のセボフルレンを一定時間吸入させた後、セボフルレンの吸入を停止し各臓器からの排泄を19F MRSで測定した。B群は開頭し硬膜の表面に、M群、L群はそれぞれ、大腿筋、肝臓の表面に直径1cm、2巻きの表面コイルを置き、4.7Teslaの磁場の中で120分間測定した。同時に呼気ガス中のセボフルレン濃度も測定した。【結果】セボフルレン吸入時間は111±10.9分、Paco2は34.5±4.6mmHgであった。排泄開始時を100%とし、それぞれの臓器からの洗い流し曲線をカーブフィットさせたところ、以下の式で表わされるBiexponential curveによくフィットした。y=k1^*e(-x/τ1)+k2^*e(-x/τ2)(y:排泄割合、x:時間(分)、k1、k2:定数、τ1、τ2:時定数)k1、k2、τ1、τ2の値は以下の様になった。脳では、τ1=10,2、τ2=151、筋では、τ1=24.3、τ2=131、肝では、τ1=5.5、τ2=105であった。時定数は、全体の63%が排泄された時の時間を表わしている。薬物動態学的には、単一臓器からの排泄は、Monoexponential curveで説明されるはずで、今回の結果はそれとくい違う。今回の結果は、それぞれの臓器の中でも排泄の速度の異なる2つの何らかの"成分"が存在することを示唆する。