hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔質の機能を活用した液体燃料からの水素のパッシブ生成

多孔質のもつ多様な機能(毛管給液機能、マイクロチャネル熱伝達機能、触媒担持機能)を利用し、一つの熱源からの熱のみにより液体燃料から水素を迅速に生成する方法を提案し、メタノールの分解反応系を例に、同方法が有効であることを実験により確認した。反応収率は多孔質内の反応を伴う熱・物質移動のモデル解析と一致した。実験と解析結果に基づき、反応収率と熱利用率を向上させるための指針を得ることができた。中空部を有する触媒担持多孔質体にメタノールを含浸させ、内壁に接する熱源によりこれを加熱することで、多孔質体内に形成する気相部と液相部のそれぞれに誘起される熱流とこれに対向する流体流れを利用して、熱源からの熱のみにより液体燃料から水素を効率よく発生させるパッシブ生成法を提案し、その有効性を明らかにすることを目的として研究を行った。中央の貫通孔周囲に触媒を担持させた多孔質体を、メタノールを含浸させた後、孔内面に接触配置させたコイルヒークにより加熱し、生成する気体の温度、生成速度、組成、エネルギー利用効率、多孔質体内温度分布、また多孔質体素材、寸法などの影響について調べ、以下の結果から同方法が基本的に有効であること明らかにした。1.生成気体の温度は、加熱量とともにメタノール分解反応に適した温度範囲で上昇し、反応速度も顕著に増加する。生成気体中の非凝縮性成分の組成は反応の化学量論比に概ね等しい。2.装置から外部への熱損失は原理通り加熱量の増加とともに減少する。実際に反応する分のメタノールの加熱と反応に利用される割合は加熱量とともに顕著に増加する。3.孔内面付近の触媒担持領域には乾燥域が形成し、乾燥域は反応に適した温度に上昇する。乾燥域の厚さは加熱量とともに顕著に増加する。4.貫通孔深さ方向の多孔質体厚さを減少させ、その分コイルピッチを減少させると低加熱量における反応速度を顕著に増加させることができる。5.熱伝導率の大きい多孔質材を使用すると反応に寄与する乾燥域の範囲はより広くなる。6.毛管限界モデルにより、乾燥領域が形成し始める加熱量を予測することができる。中央に貫通孔を有し触媒を担持させたセラミック系多孔質体に液体メタノールを含浸させ、孔内壁をこれに接触させたコイルヒータにより加熱することで、多孔質体内に形成する気相部と液相部それぞれに誘起される熱流とこれに対向する気液流を利用して熱源からの熱のみにより液体燃料から水素を生成する方法について、その有効性や効率の増大化等を図るための指針を得ることを目的として研究を行った。昨年度(本研究課題初年度)の結果、本方法の水素生成に関する有効性は示されたものの、(a)未反応蒸気の生成に消費される熱量が大きい、(b)多孔質体への原料液供給形態により反応に必要な乾燥領域の大きさが影響される、(c)加熱密度の影響が明瞭でない、(d)反応場の温度の制御が重要であることなどが明らかとなった。そこで今年度は、反応収率向上の観点から(a)(d)の項目の検討をさらに進め、その結果、1.多孔質体の小型化による加熱密度の増加は、ガス生成速度の顕著な増大に効果的であること2.乾燥部内の温度分布が急峻になり温度が過剰に上昇する傾向があることから、触媒層内の温度が全域にわたり反応に適した温度(200300°C)に制御できる加熱方法を考案する必要があること3.反応収率の点で適切となる触媒層厚さを要素実験により確認する必要があること4.多孔質体への液供給を制限すると乾燥域が広がり温度分布も緩やかになる一方で安定性が損なわれること5.温度場に伴う熱応力により割れを生じることのない多孔質体構造を考案する必要があることなどが明らかとなった。これらの結果を受けて、改善策を既に考案しており、来年度(本研究課題最終年度)にその効果を確認していく予定である。多孔質のもつ多様な機能(毛管給液機能、マイクロチャネル熱伝達機能、及び触媒担持機能)を利用して、一個の熱源からの熱のみにより液体燃料から水素を生成する新たな方法を提案し、同方法の有効性や効率の増大化等を図るための指針を得ることを目的として研究を行った。具体的には、中央に貫通孔を有し触媒を担持させたセラミック系多孔質体に液体メタノールを含浸させ、孔内壁をこれに接触させたコイルヒータにより加熱することで、多孔質体内に形成する気相部と液相部それぞれに誘起される熱流とこれに対向する気液流を利用して、メタノールの分解反応を進行させ、その際のガス生成速度と成分の分析を行った。

本研究課題のこれまで(平成21及び22年度)の研究から、本方法の水素生成に関する有効性が示されたものの、反応場の温度制御性の向上や反応への供給熱量の利用率の向上が図れ、かつ熱応力による割れを生じることのない反応器(多孔質体)構造とする必要があることなどの課題があることが明らかとなった。そこで、最終年度(平成23年度)は、多孔質内の液予熱場と反応場を予め分離した構造とすることが有効と考え、メタノール液を含浸させる多孔質体の貫通孔の中に、触媒を担持した多孔質管を、隙間を隔てて設置し、この多孔質管にコイルヒータを挿入し加熱する(二重)構造の装置を作成して実験を行った。その結果、触媒担持層全体を反応に適した温度に安定して保つことができ、かつ反応収率と反応への供給熱量の利用率を飛躍的に向上させることができた。また加熱開始から僅か1分で定常値の反応速度を得ることができる迅速応答性を有していることも明らかとなった。反応収率は多孔質管内の反応を伴う熱・物質移動の解析モデルにより予測した値と一致した。このことから、さらに触媒層厚さ(多孔質管の肉厚)を含め、反応収率と反応への熱利用率をさらに向上させるためのパラメータと指針を得ることができた。
血管内皮ー成熟脂肪細胞ネットワークによる新規脂肪血管新生・恒常性維持機構の解明

本研究課題では、私達が独自に見出した肥満関連代謝異常の発症・進展に関わる2つの候補遺伝子(Nrg4とFam13a)についてその機能とメカニズムの解析を行った。研究期間内にNrg4、Fam13aによる新規の代謝制御メカニズムを数多く明らかとすることでできた。Fam13aはインスリン受容体直下でシグナルを受け取るIRS-1のプロテアソームにおける分解を阻害する結果、脂肪細胞のインスリンシグナルを増強した。IRS-1のプロテアソーム分解にはセリン・スレオニン残基のリン酸化が重要であり、Fam13aは脱リン酸化酵素であるPP2AをリクルートしてIRS-1のセリン・スレオニンリン酸化レベルを低下させることでIRS-1をプロテアソーム分解から保護することがわかった。Fam13aを欠損したマウスでは脂肪組織のインスリンシグナルが低下する結果、肥満の程度に関わらず、全身のインスリン感受性が低下していた。一方Nrg4は膜蛋白であるが、その細胞外ドメインが切断されて分泌され、EGF様増殖因子として機能することが知られていた。私達はNrg4が血管新生を誘導する新規のアディポカインであることを見出した。Nrg4を欠損したマウスでは脂肪組織の血管密度が低下する結果、褐色脂肪におけるエネルギー消費が低下し、脂肪を蓄積しやすくなることがわかった。また肥満時には白色脂肪組織の血管密度が低下する結果、低酸素状態が悪化し、脂肪の慢性炎症を惹起して肥満関連代謝異常を増悪させることがわかった。メカニズムは全く異なるが、Fam13a、Nrg4はいずれも脂肪細胞が発現し、肥満・代謝異常を抑制する新規遺伝子であることがわかった。肥満に伴って、これら2つの遺伝子発現が著明に減少することから、Fam13a、Nrg4の活性化は肥満に伴う代謝異常に対する全く新しい治療戦略になり得ると考えられた。平成28年度はNrg4の機能解析を精力的に行った。血管内皮細胞をリコンビナントNrg4で刺激すると増殖能・管腔形成能の亢進およびアポトーシスの減少が誘導され、Nrg4は血管新生を誘導する増殖因子であると考えられた。次にNrg4を欠損したKOマウスを作成し、その代謝表現型を解析した。Nrg4-KOマウスは野生型と比べ、通常食を与えた状態でも体重・体脂肪が多い傾向を示し、高脂肪食を与えると明らかに肥満しやすいことがわかった。そのメカニズムとして、Nrg4-KOマウスでは褐色脂肪の血管密度が低下しており、熱産生能が低下してエネルギー消費量が減少する結果、肥満が増悪すると考えられた。Nrg4-KOマウスでは白色脂肪の血管密度も低下しており、肥満に伴う慢性炎症が著しく増悪していた。肥満・白色脂肪組織の慢性炎症が増悪する結果、Nrg4-KOマウスでは肥満関連代謝異常が著明に増悪していた。一方、脂肪組織においてNrg4を過剰発現するNrg4-Tgマウスは野生型と比較して体重・体脂肪率に有意な差を示さなかったが、通常食下でも高いインスリン感受性を示し、高脂肪食下では肥満関連代謝異常の顕著な改善を認めた。そのメカニズムとして白色脂肪組織の血管密度がTgマウスでは有意に増加しており、肥満に伴う脂肪組織の慢性炎症も著明に軽減していることがわかった。以上の結果からNrg4は成熟脂肪細胞が分泌する新規の血管新生誘導アディポカインであり、脂肪組織の血管密度を上昇させて褐色・白色脂肪の機能維持に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。研究実績の概要で述べた通り、研究は概ね計画通りに進展している。私達が発見したFam13aは健康な脂肪組織で高い発現を示す一方、肥満マウスの脂肪組織ではその発現が著明に減少していた。脂肪細胞中のFam13aをノックダウンするとインスリンシグナルが減弱し、Fam13をHEK293細胞に過剰発現させるとインスリンシグナルは逆に増強された。そのメカニズムとしてFam13aはインスリンシグナル伝達分子のIRS-1とcoiled-coil domainを介して結合し、そのプロテアソームにおける分解を阻害することでインスリンシグナルを増強することがわかった。更にFam13aはセリン・スレオニン脱リン酸化酵素のPP2Aとcoiled-coil domain非依存的に結合し、PP2AをIRS-1にリクルートすることでIRS-1のセリン・スレオニンのリン酸化を抑制し、その結果プロテアソーム分解が阻害されることを明らかとした。Fam13aを欠損したFam13a-KOマウスは通常食を与えた環境でも野生型と比べて高いインスリン感受性を示し、高脂肪食を与えると野生型と同等に肥満するにも関わらず、インスリン感受性・耐糖能が良く維持された。Fam13a-KOマウスの白色脂肪ではIRS-1発現が増加し、インスリンシグナルが増強されていた。一方、脂肪細胞特異的にFam13aを過剰発現するaP2-Fam13a-TgマウスはKOマウスと反対にインスリン感受性が野生型よりも低下した。これら結果からFam13aは脂肪細胞中のIRS-1発現を高め、インスリンシグナルを良好に維持することで代謝恒常性を保つ新規分子であることがわかった。また肥満時に脂肪細胞中のFam13aが減少することが脂肪組織のインスリン抵抗性の原因であることが示唆された。これら結果は、PNAS 115, 2018に論文発表を行った。Fam13aの機能解析は現在までにほぼ終了し、その成果をPNASに発表した。Nrg4の機能解析も計画通り進んでおり、その成果をまとめた論文は現在投稿中である。

本研究課題では、私達が独自に見出した肥満関連代謝異常の発症・進展に関わる2つの候補遺伝子(Nrg4とFam13a)についてその機能とメカニズムの解析を行った。研究期間内にNrg4、Fam13aによる新規の代謝制御メカニズムを数多く明らかとすることでできた。Fam13aはインスリン受容体直下でシグナルを受け取るIRS-1のプロテアソームにおける分解を阻害する結果、脂肪細胞のインスリンシグナルを増強した。IRS-1のプロテアソーム分解にはセリン・スレオニン残基のリン酸化が重要であり、Fam13aは脱リン酸化酵素であるPP2AをリクルートしてIRS-1のセリン・スレオニンリン酸化レベルを低下させることでIRS-1をプロテアソーム分解から保護することがわかった。Fam13aを欠損したマウスでは脂肪組織のインスリンシグナルが低下する結果、肥満の程度に関わらず、全身のインスリン感受性が低下していた。一方Nrg4は膜蛋白であるが、その細胞外ドメインが切断されて分泌され、EGF様増殖因子として機能することが知られていた。私達はNrg4が血管新生を誘導する新規のアディポカインであることを見出した。Nrg4を欠損したマウスでは脂肪組織の血管密度が低下する結果、褐色脂肪におけるエネルギー消費が低下し、脂肪を蓄積しやすくなることがわかった。また肥満時には白色脂肪組織の血管密度が低下する結果、低酸素状態が悪化し、脂肪の慢性炎症を惹起して肥満関連代謝異常を増悪させることがわかった。メカニズムは全く異なるが、Fam13a、Nrg4はいずれも脂肪細胞が発現し、肥満・代謝異常を抑制する新規遺伝子であることがわかった。肥満に伴って、これら2つの遺伝子発現が著明に減少することから、Fam13a、Nrg4の活性化は肥満に伴う代謝異常に対する全く新しい治療戦略になり得ると考えられた。研究実績の概要で述べた通り、研究は概ね計画通りに進展しており、今後も当初の計画に従って研究を進めていく。引き続き、Nrg4の機能解析を進め、その成果を論文に発表します。残金が少なく、研究に必要な物品を購入するには足りなかったため。当初の計画通り使用しますが、助成金を有効に使い切るために購入物品を事前に吟味するようにします。
π∇中間子光生成による原子核構造の研究

昭和60年度の科研費により、スペクトロメータ系の改良は殆ど終了していたが、更に61年度の科研費により光電子増倍管を購入追加し、回路系も一部改良した。カウンター系の夫々及び相互間の同時計数系を調整し、系の特牲を調べ、全系のテスト実験を行なった。総合的には、π中間子の辨別が電子によるバックグランドの【10^(-5)】程度迄可能な事が分り目的を達成した。今年度の実験のテーマとしては【^(15)N】【(r,π^-)^(15)】Og.s.を取り上げ、先づ【^(15)N】の液体アンモニアターゲット系を製作し、之を散乱槽内に設置して予備実験を行なった。ターゲットの実効的な厚さの変化を入射電子の強度を変えてチェックした所、ターゲットの実効的厚さは入射電子ビーム強度に依存するが、強度を一定に保てば一定である事が分った。従って実験をビーム強度一定で行なった。又ターゲットに含まれるHから生成される【π^+】をも測定し、絶対値の較正に用いた。【^(13)C】【(γ,π^-)^(13)】Ng.s.反応と同様に【^(15)N】【(γ,π^-)^(15)】Og.s.の核の状態は夫々【(1/2)^-】であり、可能な転移はMI,EOである。計算によると、MI成分はスピン・アイソスピン反転型でその角分布は70°附近で谷を示し、この附近でEO成分が極大となる。従ってEO成分の研究が可能であり、核内の△の寄与等が研究出来ると考えられる。理論の計算結果は大阪大学や日本大学の理論家との数度にわたる討論及び学生アルバイトを派遣しての計算の結果求められたものである。実験結果は理論結果に比較して小さく、谷の位置も異なる。計算に用いた残留状態等の波動関数は電子散乱の実験結果を再現するものであるが、電子散乱と(γ,【π^-】)反応の相互作用ハミルトニアンのわずかな相違が(γ,【π^-】)反応の結果の大きな相違となって現われるものと考えられる。この結果は重要で、更に理論計算によるチェックを進めると共に実験も追加し結果を確認する予定である。
不飽和粘土の水分および密度評価を目的とした超音波トモグラフィー技術の開発

2018年度は、以下の3点での成果が得られた.(1)波形処理の効率化:不飽和粘土試料を使った超音波計測結果から群速度データを得るために必要な一連の波形解析を自動化することで,多数の波形データを一括処理することが可能となった.具体的には,粘土試料および参照試料の情報と波形データを,データベースに登録し,群遅延の計算に必要な情報を波形処理プログラムから直接参照できる形でデータ管理を行う仕組みを整備した.さらに,これまで手作業で設定していた窓関数のパラメータを,ヒルベルト変換による波形ピーク位置検出結果から自動的に設定することで,一切の手作業無く群速度スペクトルを得ることが可能となった.その結果,データ処理の効率化に加え,波形解析パラメータ設定の客観性も担保することができるようになった.(2)群速度データの蓄積:不飽和粘土試料の弾性波速度と,含水比および乾燥密度の関係を詳しく調べるため,含水比15%25%の試料を新たに50体作成して透過超音波の計測を行った.なお,粘土試料は,作成直後から次第に乾燥して水分量と密度が変化する.このことを利用し,各試験体について時間をおき繰り返し計測することで,試験体を追加で作成することなく,密度と水分量を変化させた試料で透過波形を計測した.その結果これまでに500波形程度の超音波波形データを取得することができた.(3)密度-含水比空間における群速度曲面の推定:これまでに計測した全ての波形データを同一条件で処理して得られた群速度データを回帰分析することで,群速度と粘土試料の乾燥密度および含水比との関係を調べた.その結果,含水比が一定の場合,群速度は乾燥密度が高いほど一貫して大きな値をとることが分かった.一方,乾燥密度が一定の場合,縦波速度は含水比と正の相関があるものの,横波群速度は水分量の影響をほとんど受けないことが明らかとなった.今年度までの研究において,密度と水分量をコントロールした不飽和粘土試料を作成し,縦波および横波透過波の計測を再現性をもって行うことのできる実験装置と手順を構築することができた.また,大量の計測波形と試料情報を一括管理して効率よく波形解析を行うための,一連のデータ処理プログラムも作成済みとなった.その結果として,これまでに順調に透過超音波波形データと縦波および横波群速度のデータを蓄積することができ,本課題の研究期間中に十分な量と質のデータを取得できる見通しが得られた.なお,現時点で得られた波形データはすでに波形解析を終えており,水分量および密度と群速度の関係を,定量的に分析することが可能であることを示す結果が得られている.以上の成果は,本研究の最終的な目標である超音波トモグラフィーによる密度および水分量マッピングを実現する際の重要なバックデータとなるだけでなく,密度と水分が弾性波速度に与える影響を分離して示した初めてのデータという点でも学術的な意義をもつ.以上の事から,本研究は概ね順調に進展していると判断する.来年度は,以下3点について研究を行う.(1)不飽和粘土-珪砂混合系での超音波計測:これまでの研究では,純粋なスメクタイト粘土からなる粘土試料を用いて実験を行ってきた.しかしながら,天然の粘土や廃棄物処分場の遮水材用いられる建設材料としての粘土は,通常,粘土と石英等の鉱物の混合系となっている.この点に配慮して最終年度は,スメクタイトと珪砂の混合系で不飽和粘土試料を作成し,透過波計測と群速度の推定を行う.推定結果を用いて弾性波速度と密度,含水比の関係を調べ,特に,締固めによる異方性の程度,縦波と横波の比について,純粋なスメクタイトを試料作製に用いた場合との違いを明らかにする.(2)非均質不飽和粘土試料の作成と超音波計測:乾燥密度と水分量が不均一な試料を意図的に作成し,計測位置によって異なる密度と水分量を推定することが可能かどうかを明らかにする.特に,密度,水分量が急変する部位が,弾性波によってどの程度正確に検出できるかを調べる.この目的に用いる非均質試料は,含水比の異なる複数の粘土粉末を段階的にモールドへ投入して締め固めることで作成する.また,作成した試料の一部は,温度湿度を制御したチャンバーに保管して一定の状態を保ち,残りの試料は室温で緩やかに乾燥させて状態を変化させる.それぞれの試料は,一定の時間間隔て繰り返し超音波計測を行い,試料の物性が時間的に変化する様子を超音波によってモニタリングすることを試みる.(3)群速度トモグラフに基づく超音波イメージング:非均質な不飽和粘土試料で得られたすべての波形データを統合し,密度および水分量が急変する試料の部位を可視化する技術を開発する.これにより,粘土試料内部の水分と密度の状態とその推移を,画像ベースで非破壊的に調べることのできる超音波トモグラフィー手法を開発する.ベントナイト(クニピアF)粘土を用いて、所定の含水比を持つペレット状の水分不飽和供試体を作成する手順を確立した。具体的には、再現性のある計測を行うために、乾燥ベントナイトと純水を正確に計量して小型ミキサーで混合し、円筒状のモールド内で圧縮成型することで、直径30mm、厚さ10mm程度の円柱状供試体を作成した。今年度は、含水比1725%の試料を計30体作成し、各々の試料について、実際の含水比を全ての実験が終了した後、炉乾燥を行って測定した。

このようにして作成した粘土試料を用いた超音波計測では、試料厚み方向に透過する縦波と横波について、弾性波速度と水分量及び密度の関係を調べた。超音波波形の測定には、周波数500kHz1MHzの圧電超音波探触子を用い、パルス透過法によって実施した。得られた波形データは、周波数領域で解析することで、縦波および横波の群速度を算出した。その結果、縦波音速は300m/sec1200m/sec、横波音速は250m/sec550m/sec程度の値をとり、水分量と密度に対してともに増加傾向を示すことが明らかとなった。また、超音波計測は、試料作成直後と7日後に実施し、両者の結果を比較した。その結果、試料作成7日後に計測を行なった場合の方が、水分量と弾性波速度の関係がより明確であり、試料内の水分分布を均質化するための緩和時間をとることで、より信頼性の高い音速測定が可能となることが分かった。なお、水分量の指標には、飽和度や含水比、体積含水比等を用いることができるが、縦波計測結果は飽和度との相関がもっとも一貫しており、水分測定には縦波の利用が特に有効であることが明らかとなった。初年度に実施した研究の結果、所定の含水比を持つ不飽和粘土試料を、正確かつ再現性を持って作成できることが示された。また、粘土試料は超音波に対して高減衰材として振る舞うものの、現有の標準的な超音波探傷装置で、縦波、横波ともに透過波を十分な信号強度で計測できることが分かった。さらに、計測波形を周波数領域で解析することで、客観的かつ定量的に縦波、横波速度が算出でき、その結果として得られた音速値は、密度と水分量に明らかな相関があることも明らかにすることができた。以上により、試料作成と弾性波速度測定は、研究計画時に想定した方法で実際に行なうことができ、計測結果も概ね期待した通りに試料密度と水分量に関する情報を含むことを確認できたことから、研究は順調に進展していると判断した。2018年度は、以下の3点での成果が得られた.(1)波形処理の効率化:不飽和粘土試料を使った超音波計測結果から群速度データを得るために必要な一連の波形解析を自動化することで,多数の波形データを一括処理することが可能となった.具体的には,粘土試料および参照試料の情報と波形データを,データベースに登録し,群遅延の計算に必要な情報を波形処理プログラムから直接参照できる形でデータ管理を行う仕組みを整備した.さらに,これまで手作業で設定していた窓関数のパラメータを,ヒルベルト変換による波形ピーク位置検出結果から自動的に設定することで,一切の手作業無く群速度スペクトルを得ることが可能となった.その結果,データ処理の効率化に加え,波形解析パラメータ設定の客観性も担保することができるようになった.(2)群速度データの蓄積:不飽和粘土試料の弾性波速度と,含水比および乾燥密度の関係を詳しく調べるため,含水比15%25%の試料を新たに50体作成して透過超音波の計測を行った.なお,粘土試料は,作成直後から次第に乾燥して水分量と密度が変化する.このことを利用し,各試験体について時間をおき繰り返し計測することで,試験体を追加で作成することなく,密度と水分量を変化させた試料で透過波形を計測した.その結果これまでに500波形程度の超音波波形データを取得することができた.(3)密度-含水比空間における群速度曲面の推定:これまでに計測した全ての波形データを同一条件で処理して得られた群速度データを回帰分析することで,群速度と粘土試料の乾燥密度および含水比との関係を調べた.
食の安全性確保のための残留農薬簡易多成分一斉分析法の確立

本課題は分析操作のミニサイズ化と自動化(試料調製、抽出、精製(クリーンアップ))及びGC-ECD.GC-FPD、HPLC及びGC/MSを組み合わて、食品中の残留農薬を簡便に分析するシステムを開発し、食品の安全性を確保するものである。本年度は、食品中残留農薬の多成分自動分析を目的とした、オンラインGPC-GC/MSの開発のを行った。実際は下記の検討を行った。1、GC/MSへの注入法及び注入量の検討:従来のガスクロマトグラフ(GC)では、通常12ulを注入する。そこで、GC注入部及びインサートガラスの形状や注入速度、注入口の昇温条件等を詳細に検討した。試料の注入速度、インサートガラスの形状の改変及び注入口の温度プログラム等を改良した注入装置を開発し、安定して100ul200ul注入することを可能にした。2、GPC力ラム:試料の前処理に用いるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)のミクロ化を検討した。上記大量注入装置により、GCヘ200ulの抽出液を注入することが可能となったことから、これに合わせた新規GPC力ラムの検討を行った。従来の大量分取に用いていたカラムの小スケール化、あるいは新規充填材の検討を行った結果、分取フラクションが200ulとなるカラムを開発した。これにより、従来1試料につき抽出液5ml、所要時間約40分、使用溶媒約200mlであったものが、それぞれ20μl、10分、1mlへと大幅に節減することができた。ガスクロマトグラフへの大量注入法及びセミミクロGPC力ラムの検討を行った。これらの装置を用いることにより、100種類以上の農薬について回収率85100%を得た。また、分析に必要な時間、有機溶媒の使用量とも大幅な削減が可能となった。I.農薬抽出:(1)液・液抽出法:物理的、化学的性質の大きく異なる多種類の農薬を一斉に分析するためには抽出溶媒が重要な鍵である。そこで無極性農薬だけでなく極性農薬をも効率よく抽出できる抽出溶媒系の検討を行った。その結果、アセトン及びアセトニトリルが現時点では最適であった.(2)高速溶媒抽出法:抽出作業の迅速化と精度管理を目的として、高速溶媒抽出装置を用いて有機リン系農薬の抽出条件を検討した.その結果、抽出溶媒は酢酸エチルが最適であることが明らかになった.その他の最適条件はそれぞれ、抽出温度:100°C、抽出圧力:1500psi、抽出時間:20分であった.有機リン系農薬40種類の添加回収率は一部の農薬(メタミドホス、アセフェイト等)を除いて8090%であり、変動係数は10%以下であった.II.精製(クリーンアップ):多成分を効率よく抽出できることは妨害成分をも多く抽出することを意味する。そこで本研究では妨害成分の除去(クリーンアップ)に分子サイズにより物質を分離するGPCの適応を試みた。このGPCによるクリーンアップ操作においては試料注入、農薬画分の分取、濃縮までをシステム化を試み自動化を行った.種々の検討の結果、GPCゲルにENVIROSEP-ABC(350x21mm)、移動層には酢酸エチル/シクロヘキサン(1:1)、流量:5ml/minの条件で農薬と食品中のトリグリセライドや葉緑素との分離が可能であった。1.農薬抽出法の検討1)高速溶媒抽出法:高速溶媒抽出では加熱加圧された溶媒により抽出を行うため、抽出溶媒の溶質を溶解させる能力が高い。このような特徴をいかして、農産物及び加工食品中の防かび・殺菌剤の迅速抽出法を検討した。抽出溶媒として、種々の溶媒を検討した結果、メタノールが最適溶媒であることが明らかになった。ただし、高脂肪食品では、アセトニトリルが最適であった。その他に最適条件はそれぞれ、抽出温度:100°C、抽出圧力:2000psi、抽出時間:5分であった。2.残留農薬の自動分析システム野開発農産物及び加工食品中の残留農薬の自動分析法の開発の一環として、ゲル浸透クロマトグラフィー/ガスクロマトグラフィー/質量分析計(GPC/GC/MS)システムの開発を検討した。1)GCの大量注入法の開発:一般的にGCへの試料注入量は12μLである。そこで、大量注入を目的にインサートの形状を種々検討した。その結果、インサートに特殊な凹凸を施すことにより、300μLまで注入できるようにした。これを用いて、約100種類の農薬について検討した結果、再現性のあるデータが得られた。2)GPCとGC/MSの連結:GPCで溶出した画分を直接GC/MSにオンラインで注入するための、インターフェースを作成した。

試料の注入速度、インサートガラスの形状の改変及び注入口の温度プログラム等を改良した注入装置を開発し、安定して100ul200ul注入することを可能にした。2、GPC力ラム:試料の前処理に用いるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)のミクロ化を検討した。上記大量注入装置により、GCヘ200ulの抽出液を注入することが可能となったことから、これに合わせた新規GPC力ラムの検討を行った。従来の大量分取に用いていたカラムの小スケール化、あるいは新規充填材の検討を行った結果、分取フラクションが200ulとなるカラムを開発した。これにより、従来1試料につき抽出液5ml、所要時間約40分、使用溶媒約200mlであったものが、それぞれ20μl、10分、1mlへと大幅に節減することができた。ガスクロマトグラフへの大量注入法及びセミミクロGPC力ラムの検討を行った。これらの装置を用いることにより、100種類以上の農薬について回収率85100%を得た。また、分析に必要な時間、有機溶媒の使用量とも大幅な削減が可能となった。
ナノビーズ技術を駆使した2型糖尿病感受性SNP 結合因子の単離同定と機能解析

2型糖尿病に関連する重要な遺伝因子KCNQ1は、ゲノム上の一塩基の違い(SNP)が2型糖尿病発症リスクを高める。本研究では、ナノビーズ技術を用いることによって、KCNQ1遺伝子のSNP領域において、アリル特異的にDNAに結合する因子が同定され、遺伝子発現制御に関与しうることが示された。つまり、ゲノム上の一塩基の違いがDNA-タンパク質間の親和性を変え、その制御下にある遺伝子の発現を変えることにより、糖尿病発症に繋がる可能性が示された。本研究で対象とするKCNQ1遺伝子は、日本人において重要な2型糖尿病関連遺伝因子である。しかし、疾患に関連する一塩基多型(SNP)は、KCNQ1遺伝子のイントロン領域に集中しており、KCNQ1タンパク質の機能変化には直結しない。KCNQ1遺伝子自体あるいはKCNQ1近傍遺伝子の発現変化を介して作用する可能性が考えられるが、疾患感受性SNPが2型糖尿病発症リスクを高めるメカニズムは依然不明である。そこで本研究では、疾患感受性SNPの機能的意義を、分子レベルで解明することを目的とする。平成22年度は、ナノビーズ技術を用いて、KCNQ1遺伝子のSNP領域に結合する新規因子(以降、KSBFs)の単離・同定を行った。1.疾患感受性SNPを含むゲノム領域について、リスクアリルあるいはノンリスクアリルを固定化したナノビーズを、それぞれ作製した。2.疾患感受性SNPの関与が最も疑われる膵β細胞を対象とし、ラット膵β細胞株INS-1の細胞抽出液から、SNP領域に結合するタンパク質の精製を行った。3.アリル間(リスクアリルとノンリスクアリル)で結合に差異のある因子について、マススペクトル解析を行い、KSBFsを同定した。4.組換えKSBFsタンパク質を作製し、SNP領域固定化ナノビーズとの結合実験を行い、KSBFsのSNP領域への結合と、アリル間での結合の差異とについて確認した。今後、KSBFsの機能解析を行い、膵β細胞機能との関連について解析を進めることにより、疾患感受性SNPと2型糖尿病発症との関連について、分子レベルでの解明につながると考えられる。また将来的には、糖尿病の新薬創製に向けた基礎データとなるとともに、機能ゲノム学の進歩にも役立つと考えられる。しかし、疾患に関連する一塩基多型(SNP)は、KCNQ1遺伝子のイントロン領域に集中しており、疾患感受性SNPが2型糖尿病発症リスクを高めるメカニズムは依然不明である。平成22年度には、ナノビーズ技術を用いて、KCNQ1遺伝子のSNP領域に結合する新規因子(以降、KSBFs)の単離・同定を行い、KSBFsのSNP領域への結合と、ノンリスクアリル・リスクアリル間での結合の差異とについて確認した。平成23年度には、同定したKSBFsについて、以下の解析を行った。1.SNP周辺を転写制御領域とするレポーターベクターを作製し、KSBFs発現ベクターとともに細胞にトランスフェクションし、KSBFsによるSNP周辺領域を介した転写制御能について解析を行った。その結果、KSBFsは、転写制御領域にノンリスクアリルを有する場合にのみ、SNP周辺領域を介した転写を促進できることが示された。2.種々のヒト由来細胞株について、SNP周辺領域のシークエンスを行い、ノンリスクアリル・リスクアリルのいずれを有するか決定した。KSBFsのノックダウンによって、ノンリスクアリルを有する場合にのみ、発現量が変化する遺伝子が、疾患感受性SNPと2型糖尿病発症リスクとを繋ぐ鍵分子と考えられる。現在、KCNQ1遺伝子およびその近傍遺伝子について、アリル間(細胞間)での比較解析を進行中である。疾患感受性SNPが集中するKCNQ1遺伝子領域において、アリル特異的にDNAに結合する因子が同定され、転写に関与することが示されたことは、疾患感受性SNPの機能的意義の解明へ向けた大きな前進であり、意義深いと考えられる。本研究で対象とするKCNQ1遺伝子は、日本人において重要な2型糖尿病関連遺伝因子であるが、疾患に関連する一塩基多型(SNP)が、2型糖尿病発症リスクを高めるメカニズムは、依然不明である。平成22年度には、ナノビーズ技術を用いて、KCNe1遺伝子のSNP領域に結合する新規因子(以降、KSBFs)を単離・同定し、ノンリスクアリルとリスクアリルとにおける結合の差異について確認した。平成23年度には、KSBFsは、SNP領域がノンリスクアリルを有する場合にのみ、その領域を介した転写を促進できることを明らかにした。さらに、このSNP領域とKSBFsとによって発現が制御される遺伝子を明らかにするため、KCNQ1遺伝子およびその近傍遺伝子の発現変動について解析を行った。

平成24年度には、クロマチン免疫沈降アッセイにより、KSBFsは、細胞内においてもアリル特異的に、このSNP領域に結合することを明らかにした。さらに、このSNP領域とKSBFsとの制御下にある遺伝子について、DNAマイクロアレイを用いた網羅的解析を行ったが、同定するには至っていない。また、公開されたENCODEプロジェクトの結果から、これまで解析を行ってきたSNP領域以外にも、遺伝子発現制御に関与する可能性が高いと予想されるSNP領域が見出されたため、追加解析を進行させている。疾患感受性SNPが疾患発症リスクを高めるメカニズムを解明するには至っていないが、KCNO1遺伝子領域における疾患感受性SNPが、DNA-タンパク質問の親和性を変化させることを明らかにし、また、その領域にアリル特異的結合する因子が、遺伝子発現制御に関与しうることが示されたことは、疾患感受性SNPの機能的意義の解明へ向けた大きな前進であり、意義深いと考えられる。SNPを含むイントロン周辺の塩基配列は種間の相同性が高くないため、ヒト由来の細胞を用いた解析が必要となる。ところが、ノンリスクのアリル頻度が低いため、ノンリスクアリルを有するヒト由来細胞株の入手に時間を要した。そのため、ヒト由来の細胞株を用いた機能検証が進まなかったが、現在は既に入手できており、解析を進めている。今後は、KSBFsによって制御される遺伝子、あるいは未知の転写産物を明らかにし、膵β細胞機能との関連について解析を進めることにより、疾患感受性SNPと2型糖尿病発症との関連について、分子レベルでの解明につながると考えられる。また将来的には、糖尿病の新薬創製に向けた基礎データとなるとともに、機能ゲノム学の進歩にも役立つと考えられる。
胆管粘膜でのToll-like receptorの発現とその制御異常

胆管系疾患の病態形成における自然免疫の関与を、人体材料およびヒト培養胆管細胞を用い、以下の結果を得た。(1)胆管系自然免疫トレランスの解析:胆管細胞はTLRを発現し、細菌菌体成分などのPAMPs刺激に対して自然免疫応答を示すが、生理的状態では常在菌体成分に対するトレランスが胆道系ホメオスターシスの維持に重要である。培養胆管細胞を用いた検討にて、TLR4リガンドであるLPSの2段階刺激でエンドトキシントレランスが誘導されることを明らかにし、更にTLR細胞内シグナルの負の制御因子であるIRAK-Mがトレランス誘導に関与していることも明らかにした。(2)胆道閉鎖症におけるレオウイルス科ウイルスの関与:胆道閉鎖症の原因として二本鎖RNAウイルスであるレオウイルス科ウイルスの感染が推測されている。胆管細胞は二本鎖RNAの認識受容体であるTLR3を発現し、リガンド刺激にてNF-κB活性化およびIFN-β1産生の誘導とアポトーシス誘導分子であるTRAILの発現亢進がみられた。また胆道閉鎖症の肝外胆管ではTLR3とTRAILを発現し、またNF-κBの活性化が証明された。ウイルス感染が胆道閉鎖症の胆管消失に直接関与していることが示唆された。(3)胆道系自然免疫と胆管細胞アポトーシスの解析:原発性胆汁性肝硬変(PBC)は胆管細胞アポトーシスによる胆管消失を特徴とする自己免疫疾患で、病因として細菌感染症の関与が想定されている。胆管細胞アポトーシスの分子基盤および自然免疫の関与について解析した結果、胆管細胞は蛋白合成抑制状態ではPAMPs刺激にて直接アポトーシスが誘導されることを示し、さらにPAMPsに対する抗アポトーシス効果の一つとしてNF-κB依存性のHIAP-1発現亢進が重要であることを示した。肝内胆管上皮は胆汁中に含まれる胆汁酸、解毒代謝産物に加え、細菌成分であるリポポリサッカライド(LPS)やリポタイコ酸(LTA)などの起炎性物質に常時暴露されているが、生理的状態では胆管系に炎症は生じない。最近の腸管での研究で、菌体成分に対するシグナルレセプターであるToll-like receptor(TLR)が腸管上皮の細胞表面に分布し、これが炎症性サイトカインの産生や腸管の細菌成分に対する炎症の制御に関係していることが明らかとなっている。本研究では、菌体成分に対する胆管系の炎症制御機構とその異常を菌体成分のシグナルレセプターであるTLRの関与を中心に検討し、炎症性胆管系疾患におけるTLRの病的役割を明らかにすることが目的である。今年度の研究で以下の事が明かとなった。1.ヒト肝内胆管癌培養株およびマウス培養肝内胆管上皮初代培養株を用い、TLR110とその関連分子(MD-1,-2,MyD88など)の発現を蛋白レベル、およびmRNAレベルで検討した。胆管上皮には、TLR2,TLR4,さらにMD-2、MyD88の発現があり、さらに菌体成分(リポポリサッカライド、リポタイコ酸)、IL-1β、TNF-αの添加により活性化し、NF-κBの活性化、さらには炎症性サイトカインのup-regulationがみられた。2.ヒト正常肝および病的な胆管系でのTLR110とその関連分子の分布と発現を蛋白レベルとmRNAレベルで検討した。正常肝では、肝内胆管上皮においてTLR2,TLR4の発現がみられた。さらに炎症性の胆道系疾患では、これらのTLRの発現が亢進していた。

TLRが、ヒト胆管系での病態に深く関係することが示された。胆管系疾患の病態形成へToll-like receptor(TLR)の関与を、人体材料(肝胆管組織)および培養胆管上皮を用い検討し、以下の結果を得た。1.胆管系での自然免疫関連分子の発現と胆管病態の制御:肝内胆管では自然免疫に関連するトル様受容体(TLR)1-6や抗菌ペプチドβdefensin等が恒常的に発現することを明らかにした。感染性胆道系疾患でこれら分子の発現が亢進し,胆管系の生体防御に関連していた。原発性胆汁性肝硬変(PBC)では,傷害胆管でのTLR4の活性化,フラクタルカインやその受容体CX3CR1の発現亢進,リンパ球走化が胆管炎の発生に関連していた。さらに,PPAR-γリガンド(15d-PGJ2)が培養胆管上皮でのTLR4活性を抑制,サイトカイン,ケモカイン産生を抑制することを明らかにした。自然免疫の活性化を背景に発生するPBCの胆管病変を,PPAR-γリガンドを用い制御・抑制できる可能性が示された。2.自然免疫と胆管上皮アポトーシス:PAMPs(pathogen associated molecular patterns)処理により胆管上皮細胞でアポトーシス関連分子(Bcl-2↓やFas↑)が異常発現し,アポトーシス促進的に作用することを示した。この系に関与するTLRファミリやNOD、さらに細胞内シグナル伝達を明かにしつつある。3.動物モデルでの検討:フラクタルカイン受容体CX3CR1ノックアウトマウスを用い、胆管上皮の培養株を樹立した。フラクタルカイン発現のシグナル伝達を解析している。胆管系疾患の病態形成へのToll様受容体(TLR)の関与を、人体材料(肝胆管組織)およびヒト培養胆管細胞を用い、以下の結果を得た。(1)ヒト胆管細胞は機能的なTLR1TLR6を発現していることを示した。また、Th1型サイトカインであるIFN-γが胆管細胞でのTLR発現亢進とリガンド(pathogen-associated molecular pattern,PAMPs)に対する感受性も亢進させた。Th1環境への偏位が見られるPBCの胆管では自然免疫が亢進し、胆管病変の病態形成に関与していると考えられた。(2)PBCの障害胆管では、Th1環境に起因する抗炎症因子ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)γの発現低下が見られ、自然免疫を負に制御する機構が減弱していることを示唆した。また、自然免疫の亢進を背景に発生するPBCの胆管炎をPPARγリガンドで制御・抑制できる基礎的データを得た。(3)Th1型サイトカインやPAMPs刺激で胆管細胞からのフラクタルカイン(ケモカインの一種)産生誘導を明らかにし、PBC胆管周囲への炎症細胞浸潤にTh1環境や自然免疫が関与していることを示唆した。(4)胆管上皮層内の浸潤炎症細胞の解析を行った結果、ユニークな細胞集団であるCD4+CD28-細胞がPBCの胆管病変形成に重要であることを示した。(5)TLRリガンド刺激により胆管細胞での抗アポトーシス因子(Bcl-2,Bcl-2-related protein A1)の発現亢進が見られ、自然免疫によるアポトーシス制御機構の存在を示唆した。さらに詳細なシグナル伝達の解析を遂行中である。胆管系疾患の病態形成における自然免疫の関与を、人体材料およびヒト培養胆管細胞を用い、以下の結果を得た。(1)胆管系自然免疫
中国仏教金石学の基礎的研究

本年度は主に日本に現存する中国鐘の調査ならびに銘文読解をおこなった。知見の限りでは、日本には二六個の中国鐘が存在し(尚、内一個は現在のところ所蔵者がかわり行方不明)、それらは北九州4、広島・鳥取各1、大阪4、京都・奈良5、愛知周辺7、東京3という具合であるが、東京と外のものすべてを熟観し、それらの多くについて採拓・撮影・計測をおこない、かつそれらの将来の由来などもかなり調査しえた。現在、それら資料にもとづいて銘文の読解をおこなっている。当初の予測では、第二次大戦中に将来されたものがおおいと思われたのだが、むしろ日清戦争時に将来されたものが多いようである。今後は計測資料をパソコンで解析し、梵鐘の形態を作図すること、銘文にもとづいて中国の金石書や地方志と対照し、銘文の史料性について考えることを課題とし、いずれそれらの総括を報告論文にまとめることにしたい。いまだこの種の全体的な報告はなされていないからである。一方、幸いなことに、昨年末の朝日新聞夕刊の「空白への挑戦」欄は「梵鐘の戦争」と題して、第二次大戦中の金属回収による供出鐘ならびに日本現存の中国鐘がとりあげられた。担当記者にかなりの資料を提供したので、間接ながら啓蒙的な役割をはたしたと思われる。本研究は日本現存中国鐘に限定されるものではなく、中国現存の中国鐘や仏足石も対象である。この課題については本年は資料の蒐集につとめることを中心とした。
放射性同位元素による肝血流態解析法の開発

肝細胞性肝癌の外科的切除術あるいは経動脈塞栓術治療に際して、総肝血流量および門脈血流量の多寡は予後を左右する重大な因子となる。本研究では^<133>Xe法による門脈および総肝血流量の測定法を確立し、更にその臨床的有用性を検討した。また浸龍の少い体外計測法による肝循環評価も試みた。1.肝悪性腫瘍が疑われ、血管造影検査が実施された83例を対象とした。各種検査により肝正常群、慢性肝炎群および肝硬変群に分類し、肝血管造影検査に引き続きカテ-テル先端を固有肝動脈内に進めて、^<133>Xe5mciを投与した。肝の流い出し曲線から総肝血流量を、バル-ンカテ-テルで動脈を閉塞させた際の流い出し曲線から門脈血流量を測定した。測定成績は右葉と左葉では差がなく、充分な再現性があることを示した。^<133>Xeを治療目的で門脈にカテ-テルを留置した患者で門脈より投与した症例で投与して総肝血流量を測定した成績はバル-ン法で得られた値とよく一致した。局所総肝血流量はコリンエステラ-ゼ値、総ビリルビン量およびKICG値と有意の相関である(P<0.05)が必ずしも良好ではない。このことは肝腫瘍の外科治療あるいは経力カテ-テル肝動脈塞栓術の実施に当って、肝機能検査のみでは残存肝機を予測するのは不充分であり、総肝血流量および門脈血流量の測定が必要なことを示す成績を得た。本測定の精度をあげるためには(1) ^<133>Xeの肝組織。血流分配係数をヒト組織で得る。(2)全例で肝動脈遮断ができない(3)門脈血流量が肝動脈遮断時に生理的に増加する可能性(4)脂肪肝では^<133>Xeが脂溶性のため分配係数が変動しているなどの諸点を考慮した検討が必要である。2.体表外計測法では肝臓部希釈曲線を肝動脈成分と門脈成分内分離が容易ではなく、正確な肝血流動態を示す諸値の算出は信頼性に欠け、今後の検討が必要と考えられた。体外より門脈血流量の絶対値を測定する方法を確立するために^<133>Xe洗い出し法とバルーンカテーテルを用いた新しい門脈血流量の測定法を確立し、測定法の再現性、肝血流の均一性の検討を行った。肝悪性腫瘍を疑われて腹部血管造影が施行された患者を対象にした。これらは対照群、慢性肝炎群、肝硬変群の3群に分類された。I.血流測定法:カテーテルを総肝動脈、または固有肝動脈まで挿入し、それより^<133>Xeを注入する。門脈血流量を測定するために考案した方法は、エンドホールのバルーンカテーテルを固有肝動脈まですすめ、^<133>Xe注入後、バルーンを膨ませて固有肝動脈の血流を遮断する。これにより肝内に注入された^<133>Xeは門脈血によってのみ洗い出されることになり、門脈血流量の測定が可能になる。

一方、肝悪性腫瘍の治療目的にて、門脈にカニュレーションした患者に対しては、門脈カニューレより、^<133>Xeを注入して総肝血流量の測定を行った。^<133>Xeワンショット注入後、肝臓部の時間・放射能曲線を作成し、コンピューターシステムを用いて次式に基づいて局所肝血流量Fを算定した。F=100×K+λ/ρ(λ:分配係数,ρ:肝比重)本法による血流量が肝右葉と肝左葉で同じか否かを検討した結果、右葉47.1±17.6,左葉45.1±12.9と有意差は認めなかった。即ち肝血流の均一)が示された。一部症例で局所門脈血流量および局所総肝血流量を少なくとも30分以上の間隔で二度測定したが、本法の再現性は良好であった。また^<133>Xeを肝動脈から注入する場合と門脈より注入する場合で、局所総肝血流量の値に差が出るかどうかを3例で検討したが、両測定法の値はよく一致した。局所総肝血流量は対照群では71.53±10.01ml/100g/min,慢性肝炎群では78.51±13.47ml/100g/min,肝硬変群では49.87±14.95ml/100g/min,と肝硬変群では有意に低下した。昭和63年度の研究において、バル-ンカテ-テルを固有肝動脈内に挿入してXeー133を注入しその洗い出し曲解から総肝血流量を測定し、さらにバル-ンを膨張させて肝動脈血流を遮断の上で再びXeー133を投与して同様の解析によって門脈血流量を測定した。その結果、得られた情報が、肝切除術あるいは肝癌の肝動脈塞栓術実施を安全に実施する上で極めて有用であることを確認した。しかしながら、本法は股動脈よりカテ-テルを刺入するという軽度とはいえ侵襲性のある検査法である点で問題があった。平成元年度においては昭和63年の研究の成果に基いてより侵襲性の少い検査法の開発とその有用性を検討した。Tcー99m標識アルブミンを肘静脈よりボ-ラスとして注入し、シンチカメラを用いて関心領域を心臓、腹部大動脈、脾臓および肝臓上に設定して夫々当該部の時間放射能曲線を得た。肝臓部の時間放射能曲線は初期の増加部にひきつづき比較的大きい曲線を形成し、夫々肝動脈血流および門脈血流を示すものと考えられた。両成分の分離は腹部大動脈上に設定した関心領域より得られた曲線を参考に行なった。以上の解析によって肝の動脈血流量と門脈血流量の比が得られ、びまん性肝疾患の血流機能を知る上で有力な情報を与えるものと考えられた。しかしながら、症例によっては肝動脈成分と門脈成分が判然と分離できないものがあり、また肝動脈血流量と門脈血流量の絶対値が現在得られていないので、今後これら2点について解決する必要があると考えられた。尚本法によって肝内の血流のうち短絡を示したものについての定量化が可能であり、今後肝血流量の定量が行なえることになれば短絡血流量の絶対量も算出可能と考えられた。昭和63年度および平成元年度において固有肝動脈に留置したカテ-テルからXeー133を投与して肝動脈および門脈血流量を測定することが、原発性肝細胞癌の動脈塞栓術あるいは手術による治療を安全に実施する上で有用なことを確認した。しかしながら経カテ-テル的に動脈および門脈血流を測定することは侵襲が大きい。平成2年度においては非侵襲的に体表外からアイソト-プ希釈曲線を得て肝の希釈曲線を肝動脈成分と門脈成分に分けて、とりあえず総肝血流量を肝動脈。門脈血流比に分けることを検討した。関心領域を左心室,肺野および肝臓に設定し、^<99m>Tc標識赤血球10maを肘静脈よりボ-ラスとして注入し,各領域において時間一放射能曲線を得た。左心室放射能を入力とし、肝放射能を出力としてDecenvolution法で肝血流量を得た。また肝希釈曲線の初期相を肝動脈成分,後期相を門脈成分として総肝血流量のうち肝動脈と門脈の比率を得た。
拡散モデルの構築

1.モンゴロイド・デ-タベ-スの構築考古学や民族学、生物学、遺伝学、植物学、自然環境学などの分野が収集した文字・数値、写真、スケッチ、図形デ-タをコンピュ-タに入力し、多角的な検索ができるソフトウェアの開発を行なった。遺跡や調査地点を世界地図の上にマッピングし、そこからの出土品や自然的環境の様子を画像で表示することができる。2.頭骸骨などの立体計測遺跡からの出土品の計測にコンピュ-タを利用することを試みた。これは骨や頭骸骨から人間の変化を知るための一環である。従来のものに比べてかなり良好な結果が得られている。3.地図の多角的表示対象デ-タの分布図を棒グラフや円グラフで表示する方法や、同一のデ-タを様々な図法の世界地図の上に表示する方法を開発した。4.成人T細胞白血病(ATL)の分布に関するシミュレ-ションATLに関する報告文献からその世界的な分布図を作成した。またATLの母子感染率、男女間の水平感染率をパラメ-タにして、この特異な分布をコンピュ-タによってシミュレ-ションを行なった。5.移住と拡散のシミュレ-ション先史人類集団の移住と拡散のシミュレ-ションモデルを構築している。このモデルは、出生率、死亡率、居住地の人口支持力などを考慮しており、人口の推定、拡散の状況についての情報を得ることができる。6.モンゴロイドのアメリカ大陸への拡散モデル先史モンゴロイドがアメリカ大陸に進出した可能性を反応拡散モデルを用いて検討した。氷河を渡るのに要する時間および平衡状態における中央の領域の人口の推定などを検討している。
人間の認知理解過程モデルに基づく自然言語意味記述の研究

人間の自然言語理解過程を思考心理実験によって詳細に記録分析し、その結果と我々の自然言語処理モデル(IMAGES-III)の主要な機能を比較検討し意味記述および各機能の精密化を行うことを目的として本年度は主に以下のことを実行した。1.人間の心像現象に基づく自然言語意味記述:人間のもつ事象概念の基本形(パターン)を時間的なもの約40、空間的なもの約10種類を抽出した。2.自然言語概念体系の論理的構成:自然言語の概念体系が外界(物理的世界)、内界(精神世界)および外界と内界の境界にそれぞれ関する三つの部分体系から成ると考え、本年度は、外界に関する事柄の論理的構成を試みた。その結果、自然言語の意味処理に不可欠と思われる定式約100個を抽出記述した。3.思考心理実験:被験者10名に対して自然言語文の理解過程の調査を行った。その結果から、人間のイメージ操作過程の性向がある程度明らかになり、本研究に対する良い見通しを得た。
遺伝性ニューロパチーの病態解明および治療法の検討

ヒトNav1.6cDNAを単独およびAnkyrinGやナトリウムチャネルβ1サブユニットと培養細胞系に発現させ,パッチクランプ法を用いて検討した.Nav1.6遺伝子単独発現により持続性内向き霜流を認め,Ankyrin Gとの共発現により持続性電流は著減し、不活性化曲線がシフトした.即ちAnkyrin Gにより不活性化のゲーティングが変化することが示された.論文を作成し,雑誌に掲載した.