hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
伝統組物技術を応用したスポーツ用品の開発

組物技術を用いると、複合材料1層中に、種類の異なる繊維や、異なる種類の樹脂を含浸させた繊維を用いることが可能である。すなわち、新規ハイブリッド複合材料の概念を適用し、要求性能に応じた組物複合材料の開発を行うことが可能である。本研究においては、組物技術により作製される組物複合材料円筒の力学的特性評価を行い、力学的特性を支配する因子の相互関係を明らかにし、最終的には、要求性能に応じた組物複合材料の設計手法を確立し、伝統組物技術を応用したスポーツ用品の開発へと展開した。組物複合材料円筒の構造および力学的特性を支配する因子は、材料の特性、繊維配向角度に加えて、繊維束形状、繊維東間距離、組構造、繊維体積含有率、クリンプ率など数多く挙げられる。これらの因子を最適に設計することで、要求性能に応じた複合材料の設計が可能である。また、組物技術の特長として、製品長手方向にその構造を変化させることが可能である。さらに、複合材料1層中に、種類の異なる繊維や、異なる種類の樹脂を含浸させた繊維を用いることが可能である。本研究においては、組物技術により作製される組物複合材料円筒の力学的特性評価を行い、力学的特性を支配する因子の相互関係を明らかにし、最終的には、要求性能に応じた組物複合材料の設計手法を確立し、伝統組物技術を応用したスポーヅ用品の開発へと展開する。上記目的を達成するため、平成19年度においては以下の研究を実施した。1.組物複合材料円筒の力学的特性評価材料および作製条件を変化させた組物複合材料円筒を作製し、断面観察により、作製条件と組物構造の関係を明らかにした。組物複合材料円筒の力学的特性評価を行い、組物構造と力学的特性の関係を明らかにした。破断面観察により、破壊メカニズムを解明した。以上の結果を元に、組物複合材料の力学的特性を支配する因子の相互関係を明らかにした。2.力学的特性の予測手法の確立(剛性予測)材料および作製条件から組物構造を予測する手法を確立した。組物構造を考慮した有限要素モデルを構築し、組物の構造から複合材料の剛性を予測する手法を確立した。以上の結果を元に、材料および作製条件から組物複合材料の剛性を予測する手法を確立した。本研究においては、組物技術により作製される組物複合材料円筒の力学的特性評価を行い、力学的特性を支配する因子の相互関係を明らかにし、最終的には、要求性能に応じた組物複合材料の設計手法を確立し、伝統組物技術を応用したスポーツ用品の開発へと展開する。上記目的を達成するため、平成20年度においては以下の研究を実施した。1.力学的特性の予測手法の確立(初期破壊応力予測)組物構造を考慮した有限要素モデルを構築し、初期破壊発生箇所および初期破壊を予測する手法を確立した。実験により得られた破壊メカニズムと比較検討した。2.新規ハイブリッド組物複合材料円筒の開発特性の異なる2種類以上の繊維束を用いて繊維ハイブリッド組物複合材料円筒を作製し、力学的特性を評価した。本研究では、プリプレグヤーンを用いる予定であり、繊維束にはあらかじめ樹脂が含浸している。特性の異なる樹脂(例えば、汎用樹脂と柔軟性樹脂)を含浸させた繊維を組み合わせることにより、樹脂ハイブリッド組物複合材料円筒を作製し、力学的特性を評価した。3.組物複合材料円筒のスポーツ用品への応用ゴルフシャフトへの応用を目的として、テーパを有する組物複合材料円筒を作製し、力学的特性を評価した。さらに、アイスホッケースティックへの応用を目的として、角型断面を有する中空組物複合材料を作製し、力学的特性を評価した。
冠動脈疾患の新しいバイオマーカーとしてのリポ蛋白中リゾリン脂質バランス変化

冠動脈疾患患者のLDL中に含まれるスフィンゴシン1-リン酸(S1P)とリゾフォスファチジン酸(LPA)の量を測定し、また、LDLによる血管平滑筋細胞の遊走反応を調べ、脂質分子バランスと平滑筋細胞の遊走反応との関係を検討した。基礎的検討において、LPAはLPA1受容体を介して血管平滑筋細胞の遊走活性を促進し、S1PはS1P2受容体を介して血管平滑筋細胞の遊走活性を抑制することを見出した。ヒト冠動脈平滑筋細胞の遊走反応は動脈硬化症、血管形成術後再狭窄時の内膜肥厚に伴う特徴的な細胞応答である。LDLは細胞遊走促進、HDLは遊走抑制を起こし、従来、指摘されているリボ蛋白の病態における作用と一致する。我々は既に、LPAはLDLと同様に遊走促進、S1PはHDLと同様に遊走抑制を起こすことを見出している。本研究ではLPA, S1Pの相反する作用の結果が反映されるこの遊走反応を調べることでリボ蛋白の血管病リスクに対するバロメーターとする。従って、各個体からLDLを調製し、LDLによる平滑筋細胞の遊走反応とLPA、S1P濃度比の関係を測定することをできるだけ多数の個体で調べ、脂質分子バランスが平滑筋細胞の遊走反応(強力な細胞遊走活性を有するPDGF有無)と相関することを証明することが目的である。準備状況で説明したように、そのための実験上の課題は全てクリアしている。しかし、この方法は理論的には問題がないが、LDLを調製直後に、これら一連の応答実験を行う必要があり、各個人から採血、リボ蛋白分離、透析(24h)、アッセイ(24h)を一定のスピードでおこなう必要性がある。更に、細胞遊走のための細胞をたえず準備しておく必要がある。従って、実験対象者が一人しかいない場合、この一連の実験のために膨大な労力をとる必要がある。(1)調製直後のLDLから保存可能なLPA、S1P画分を調製した後にこれらの一連の実験を行うことでも同様な結果がでることを確認している。(2)患者と健常者からの検体の採血、リポ蛋白分離、透析後、LPA、S1P画分を調製した後、細胞の実験まで保存が可能であることの確認をしている。(3)血管平滑筋細胞での遊走活性測定データの集積と解析を行っている。ヒト冠動脈平滑筋細胞の遊走反応は動脈硬化症,血管形成術後再狭窄時の内膜肥厚に伴う特徴的な細胞応答である。LDLは細胞遊走促進,HDLは遊走抑制を起こし,従来,指摘されているリポ蛋白の病態における作用と一致する。我々は既に,LPAはLDLと同様に遊走促進,S1PはHDLと同様に遊走抑制を起こすことを見出している。本研究ではLPA,S1Pの相反する作用の結果が反映されるこの遊走反応を調べることでリポ蛋白の血管病リスクに対するバロメーターとする。従って,各個体からLDLを調製し,LDLによる平滑筋細胞の遊走反応とLPA,S1P濃度比の関係を測定することをできるだけ多数の個体で調べ,脂質分子バランスが平滑筋細胞の遊走反応(強力な細胞遊走活性を有するPDGF有無)と相関することを証明することが目的である。各個人から採血し,リポ蛋白分離,LDLを調製直後に,透析(24h),アッセイ(24h)を一定のスピードで行い,更に,細胞遊走実験を行った。(1)調製直後のLDLから保存可能なLPA,S1P画分を調製した後にこれらの一連の実験を行うことでも同様な結果がでることを確認している。(2)患者と健常者からの検体の採血,リポ蛋白分離,透析後,LPA,S1P画分を調製した後,細胞の実験まで保存が可能であることの確認をしている。我々は既に、LPAはLDLと同様に遊走促進、SIPはHDLと同様に遊走抑制を起こすことを見出している。本研究ではLPA, SIPの相反する作用の結果が反映されるこの遊走反応を調べることでリポ蛋白の血管病リスクに対するバロメーターとする。従って、各個体からLDLを調製し、LDLによる平滑筋細胞の遊走厚応とLPA、SIP濃度比の関係を測定することをできるだけ多数の個体で調べ、脂質分子バランスが平滑筋細胞の遊走反応と相関することを証明することが目的である。

各個人から採血し、リボ蛋白分離、LDLを調製直後に、透析、アッセイを一定のスピードで行い、更に、細胞遊走実験を行った。(1)調製直後のLDLから保存可能なLPA、SIP画分を調製した後にこれらの一連の実験を行うことでも同様な結果がでることを確認した。(2)患者と健常者からの検体の採血、リポ蛋白分離、透析後、LPA、SIP画分を調製した後、細胞の実験まで保存が可能であることの確認をした。(3)血管平滑筋細胞での遊走活性測定データの集積と解析を行った。(4)LPAや癌性腹水による膵臓癌細胞の遊走に対してLPA1受容体は促進的に、LPA2受容体は抑制的に作用することを報告した。(Komachi M,et.a1. Carcinogenesis. 30(3):457-65,200g)(5)スカベンジャー受容体BIの誘導は血管内費細胞における肛)Lによる抗炎症作用のシンバスタチンの増強効果に重要である。(Kimura T,et.al. J Immunology.181(10):7332-40,2008)
心不全における内皮依存性血管拡張能異常に関する研究

心不全患者では、運動時の骨格筋の血流量増加が著しく制限されており、これが易疲労性の原因であると考えられている。氏かし、その発現材序は不明である。我々は、内皮依存性血管拡張能が心不全で低下している可能性を検討した。心不全患者(NYHA IIIIV度)(n=24)と同年令の正常者(n=12)を対象に、腕頭動脈にカニュ-レを挿入し、以下の薬物を動注した時の前椀血流量(FBF)の増加を測定した。内皮依存性血管拡張能を検討するためにacetylcholine(ACH)(2ー16μg/分)を、内皮非依存性血管拡張能を検討するためにsodiumnitoroprusside(SNP)(0.21.6μg/分)を動注した。安静時のFBFは心不全患者で減少していた(p<0、05)。Achによる量依存性血管拡張(%FBF増加)は、正常群に比し、心不全群で著明に(約1/3)に低下していた。一方SNPによる量依存性血管拡張は両群間で相違がなかった。この成績は、内皮依存性血管拡張能が心不全群で著明に低下していた事を示すものである。心不全群における内皮依存血管拡張能低下は、心不全の基礎疾患による差異はなかった。一方器値的心疾患はあるが心不全はない患者群では、AchおよびSNPによる量依存性血管拡張は、正常群と同等であった。血管内皮において、血管拡張物質はLーarginineを気質にして産生される。従って、次に、心不全患者における内皮依存性血管拡張能がLーarginineの前投与により改善されるか否かを検討した。安静時のFBSを変化させない程度のLーarginine動注(10mg/分)により、心不全群におけるAchによるFBF増加は有意に増加した(p<0.01)。以上の成績は、1)心不全では抵抗血管の内皮依存性血管拡張能が低下しており、2)その低下はLーarginine投与により改善する事を示すものである。
触法精神障害者の社会復帰支援計画におけるソーシャルワーカーの役割：日米比較研究

米国の調査対象州においては、精神障害を抱える被収容者の社会復帰支援のため精神科医、看護師、心理学者、臨床ソーシャルワーカー、そして社会復帰支援専従ワーカーが、矯正職員とともに多職種チームアプローチのもと、固有の矯正精神医療サービスを提供していた。また多職種チームにおいては、臨床実践、社会復帰支援、そして権利擁護実践をはじめ、ソーシャルワークの機能は広範囲にわたることが明らかになった。日本における社会復帰支援を中心とした実践とともに、臨床的実践にもさらに焦点をあて、多職種チームアプローチを重視した矯正ソーシャルワークの展開を図っていくための、より一層の実践研究が求められる。本研究は、精神障害を持つ被収容者に対する社会復帰支援計画の策定と実施において、ソーシャルワーカーが担う役割に関して、日本とアメリカの矯正精神医療システムを比較検討することにより、現状の課題と今後の貢献可能性について示唆することを目的としている。平成28年度は、触法精神障害者の社会復帰支援計画の実施状況に関して、日本及びアメリカの文献調査、資料の整理を行い、聞き取り調査実施のための事前検討を行った。その上で、アメリカにおける聞き取り調査の候補先としたコネティカット州の矯正システムを対象として、29年3月に実地調査を行った。コネティカット州の矯正医療システムの改革を十年来担ってきた責任者(精神科医)と面談し、触法精神障害者の社会復帰支援計画の実施状況について聞き取りを行った。また、同州に加え、アメリカにおいて触法精神障害者の社会復帰支援に関する先進的取り組みがなされている、他州の状況に関する情報提供と、専門的助言を受けることができた。さらに、州内の刑務所において長年ソーシャルワーカーとして勤務してきた研究者と面談し、社会復帰支援計画の対象者の選定方法、支援計画の構成内容、関係機関及び支援者との連携状況について、聞き取りを行った。同時期に開催された、当該分野の研究者・実践家が多数参加する国際会議(Academic & Health Policy Conference on Correctional Health)への参加を通して、各州の先駆的な実践と研究動向に関する情報収集を行うとともに、他州矯正システム関係者からも、今後の調査協力への意向を得ることができた。平成28年度は、聞き取り調査実施に向けた事前検討のため、触法精神障害者の社会復帰支援計画の実施状況に関する日本及びアメリカの文献調査、資料の読み込みと、それに基づく比較研究の分析枠組み構築に予想以上の時間を要したため、調査の日程調整の難航が予測されたアメリカにおける現地調査を優先して行った。一方で、日本における社会復帰支援計画に関しては、関連学会(日本司法福祉学会、日本司法精神医学会、日本犯罪心理学会、日本更生保護学会等)への参加による研究動向の調査、情報収集は積極的に行ったものの、28年度内における聞き取り調査実施までには至らなかった。本年度は、精神障害を持つ被収容者に対する社会復帰支援においてソーシャルワーカーが担う役割に関して、米国コネティカット州に加えニュージャージー州およびカリフォルニア州における取組みについても調査を行い、日米比較検討の精度向上に努めた。ニュージャージー州においては、州立大学ラトガース医学部の州矯正局事務所にて、精神医療責任者およびソーシャルワーク部門責任者から聞き取りを行った。社会復帰支援計画全体のプロセスとソーシャルワーカーの役割について、日米比較の視点から詳細に情報収集を行うことができた。カリフォルニア州では、矯正施設出所者の医療保健サービスを提供するTransitions Clinic Networkを訪問し、医師およびソーシャルワーカーから聞き取りを行った。また、連携機関であるReentry Resource Centerを訪問し、対象者の社会復帰を包括的に支援する地域活動を知ることができた点は有益であった。本年度研究計画では多職種チームに関する比較調査にも焦点をあてたが、対象3州の各モデルでは、チームの中でソーシャルワーカーが独自の役割を担っていることが明らかになった。日米比較検討のため、本年度も国内学会(日本司法精神医学会、日本司法福祉学会)等への参加を通して、日本における当該領域の研究動向調査、情報収集を継続した。また、法務省矯正管区における矯正専門職と面談し、ソーシャルワーカーの役割と概況について説明を受けるとともに、比較分析に際しての、触法精神障害者を取り巻く日米の歴史的・社会的背景の差異、そして社会復帰支援の実施環境の違いを明確化していく上での貴重な助言を受けた。研究成果の一部は、関連学会(日本司法福祉学会9月)及び研究会(早稲田大学社会安全政策研究所11月)において発表したが、新たな研究成果についても引き続き学会、論文を通して発表・報告を行っていく。平成29年度は、コネティカット州に関する調査継続と、他州における社会復帰支援計画の調査も計画する。また、28年度に調査を実施できなかった日本国内の矯正システムに関しては、医療専門施設(医療刑務所全国4ヶ所)から1ヶ所、医療重点施設(全国9ヶ所)から1ヶ所を選定し、社会復帰支援計画の構成内容の調査を計画する。平成29年度は特に以下の二つの項目に焦点をあて、比較分析を行う。(1)多職種チームに関する比較調査:社会復帰支援計画の策定と実施において、どの段階でどのような職員・専門職がかかわるのか、特に多職種チームの活動に焦点を当て、日米の比較分析を行う。

(2)ソーシャルワーカーの役割の日米比較分析:日本においては、社会福祉士・精神保健福祉士が、疾病や障害を持つ被収容者に対して、医療や福祉サービスにつなげ、出所後の地域生活に向けた相談援助を行っている。本比較研究では、触法精神障害者に焦点を当て、社会復帰支援計画の策定と実施において、ソーシャルワーカーが具体的にどのような役割を果たしているか、日本とアメリカの実践状況を調査し、明らかにする。比較分析に際しては、触法精神障害者を取り巻く歴史的・社会的背景の差異、そして矯正施設における社会復帰支援計画の実施環境の違いを精査した上で、現状の課題と貢献可能性について、示唆が可能となるようにする。最終的に調査結果をとりまとめ、学会発表・論文投稿を行い、研究成果を矯正、社会福祉研究者、実践家をはじめ、広く社会に発信することを計画する。29年度が最終年度であるため、記入しない。社会福祉学29年度が最終年度であるため、記入しない。アメリカの矯正精神医療システムにおけるソーシャルワーク実践戸井宏紀早稲田大学社会安全政策研究所第61回定例研究会報告(東京)2017年11月25日
ノンバーバル・手指動作における感性情報の記号化方法

聴覚障害者が日常のコミュニケーション手段として使用する手話を対象として、手話表現と感情表現との関連について、表現の記号化を目指して以下の検討を行った。1.日本語文章に対応する手話表現をビデオ録画し、手指動作と顔の表情などの非手指動作の特徴化について検討した。先天聾者、手話通訳者(健聴者)を対象として手話表現を収集した。手話習得環境の違いによって、日本語に対応する手話単語の語順、手話語彙の使用方法、顔の表情に代表される非手指動作の利用にかなり大きな違いがあることが明かとなった。2.6つの基本感情(恐怖、驚き、怒り、嫌悪、悲しみ、喜び)のもとでの手話単語表現をビデオ録画した。手話表現映像は、先天聾者と健聴者(手話通訳者)の合計4名について20単語について収集した。これらの映像を、手話表現者に確認してもらい、先天聾者(聾演劇活動者)の手話表現を解析データとして採用した。(1)感情表現による手指動作の長さ(手指動作の速度)を、手話表現ビデオ映像の解析で計測した。これから、感情表現「怒り」、「嫌悪」、「喜び」では動作速度が速くなる、「恐怖」では遅くなる傾向があることが分かった。(2)手話手指動作のみを提示したときの感情表現知覚を、手話会話が可能な健聴者、聴覚障害者を対象として調べた。また、顔部分も同時に提示した場合の知覚特性も調査した。これらの知覚特性の比較から、感情知覚には顔の表情が大きな役割を果たしていること、感情表現における顔表情の共通性が明かとなった。
アスパラギン酸アミノ基転移酵素の構造と機能

我々が従来より行ってきたアスパラギン酸アミノ基転移酵素(AspAT)に関する酵素化学的研究は,近年,遺伝子工学の手法の導入により新たな展開を迎えた。我々は酵素の機能発現と密接に関係すると推定される構造部位に人為的に数十種類の変異を導入し,その改変された酵素機能を酵素化学的,蛋白化学的の解析することにより,触媒機能と構造との関連を明確にしつつある。しかし,変異の導入に伴って起こると推定される極微細な構造変化を直接とらえる手段は,従来の蛋白化学的方法では適用限界があり,X線結晶解析に頼らざるを得ない。一方,国内外では本酵素のX線結晶解析が行われ,基質類似体との複合体構造を解析することにより酵素機能と密接に関わる構造が明らかになりつつある。しかし,X線結晶解析では,酵素構造の動的変化を経時的に観察することは不可能で,主として基質およびアナログとの反応動力学的解析により得られる情報が,データの解析に不可欠となっている。本共同研究では,酵素の機能と構造に関し,この2つの解析法の接点にわれわれの作成する変異酵素を置き,変異酵素のX線結晶解析を行い,既に得られている野性型酵素の構造データと比較検討することにより,変異の導入にともなう構造の変化に関する情報を得ることを目的とし,平成2年度から4年度にわたり,延べ10名の研究者を派遣し,2名の外国人研究者を招へいした。ブタAspATは,補酵素(PLP)を結合し活性域の大部分を構成する大ドメインと,基質の結合により活性中心に向かって動く小ドメインからなり,特に,小ドメイン内のアミノ基末端セグメント領域が′′induced fit′′というべき構造変化により活性中心を外部環境から遮断することにより,本酵素反応のキーステップである基質アミノ酸のα-水素の引抜きとそれに続くプロトン移動を特異的かつ効率的に起こさせると想定される。森野,棚瀬は,このアミノ基末端セグメント領域の残基1518及び3639の変異酵素を作成した。また,触媒のための適切な環境づくり,電子の移動などに関係していると考えられる活性域近傍に位置するHis残基の変異酵素を作成した。これらの酵素を米国に持参または送付し,X線結晶解析(Arnone)ならびにNMRによる解析(Metzler)を行った。その結果,1)Helix1を構成するVal15,Leu16残基のAsp,Proなどへの置換により基質との親和性は大きく低下するが,酵素蛋白の安定性は増すこと,2)Val17,Phe18残基は基質との結合を安定化するのに適切な疎水性とかさ高さを提供していること,Phe18のHis置換体のNMR観察から,このHis残基が基質結合に伴う構造変化を観察する指標となること,3)Val37,Gly38残基のAla,Serなどへの置換は基質結合に伴う構造変化を抑制し,触媒能を低下させること,4)補酵素結合部位深部に位置するHis143,189,193は協同して活性域に正電荷を提供し,触媒過程における電荷状態変化を適切に維持していることなどが示された。鏡山,倉光らは,大腸菌AspATを材料とし,主に活性域内にあり,基質や補酵素と直接相互作用し,結合や触媒反応に関連するアミノ酸残基の置換を行った。これらの変異酵素のX線結晶解析は広津が担当した。また米国で同じく大腸菌AspATの変異酵素を作成し機能構造相関を研究するKirschらのグループと討論を行った。その結果,1)PLPりん酸基近くのTyr70はPLPとの結合への関与は少なく,遊離型Lys258のε-アミノ基と相互作用する可能性があること,2)Tyr225とAsp222は触媒過程における補酵素の電子状態を大きく左右していること,3)Asp222と水素結合するHis143のPLPの電荷状態への影響は少ないこと,4)基質ω-カルボキシル基を結合するArg292の電荷の消失によりジカルボン酸基質との親和性を失い,芳香族アミノ酸基質に対する活性が増大すること,Argと同じ正電荷を持つLysではカルボキシル基の認識には不十分で代用できないことなどが観察された。X線結晶解析結果から,いずれの変異酵素においてもアミノ酸置換による酵素全体構造への影響は認められないこと,ほんどの変異酵素で置換した側鎖も元の位置を占めており,構造変化は置換したアミノ酸残基周辺に限られていることが明らかとなった。アミノ酸残基置換による酵素触媒機能への影響を考察する際,構造変化が局所に留まっていることが確認された意義は大きいと考えられる。

本共同研究では,酵素の機能と構造に関し,この2つの解析法の接点にわれわれの作成する変異酵素を置き,変異酵素のX線結晶解析を行い,既に得られている野性型酵素の構造データと比較検討することにより,変異の導入にともなう構造の変化に関する情報を得ることを目的とし,平成2年度から4年度にわたり,延べ10名の研究者を派遣し,2名の外国人研究者を招へいした。ブタAspATは,補酵素(PLP)を結合し活性域の大部分を構成する大ドメインと,基質の結合により活性中心に向かって動く小ドメインからなり,特に,小ドメイン内のアミノ基末端セグメント領域が′′induced fit′′というべき構造変化により活性中心を外部環境から遮断することにより,本酵素反応のキーステップである基質アミノ酸のα-水素の引抜きとそれに続くプロトン移動を特異的かつ効率的に起こさせると想定される。森野,棚瀬は,このアミノ基末端セグメント領域の残基1518及び3639の変異酵素を作成した。また,触媒のための適切な環境づくり,電子の移動などに関係していると考えられる活性域近傍に位置するHis残基の変異酵素を作成した。これらの酵素を米国に持参または送付し,X線結晶解析(Arnone)ならびにNMRによる解析(Metzler)を行った。その結果,1)Helix1を構成するVal15,Leu16残基のAsp,Proなどへの置換により基質との親和性は大きく低下するが,酵素蛋白の安定性は増すこと,2)Val17,Phe18残基は基質との結合を安定化するのに適切な疎水性とかさ高さを提供していること,Phe18のHis置換体のNMR観察から,このHis残基が基質結合に伴う構造変化を観察する指標となること,3)Val37,Gly38残基のAla,Serなどへの置換は基質結合に伴う構造変化を抑制し,触媒能を低下させること,4)補酵素結合部位深部に位置するHis143,189,193は協同して活性域に正電荷を提供し,触媒過程における電荷状態変化を適切に維持していることなどが示された。鏡山,倉光らは,大腸菌AspATを材料とし,主に活性域内にあり,基質や補酵素と直接相互作用し,結合や触媒反応に関連するアミノ酸残基の置換を行った。これらの変異酵素のX線結晶解析は広津が担当した。また米国で同じく大腸菌AspATの変異酵素を作成し機能構造相関を研究するKirschらのグループと討論を行った。その結果,1)PLPりん酸基近くのTyr70はPLPとの結合への関与は少なく,遊離型Lys258のε-アミノ基と相互作用する可能性があること,2)Tyr225とAsp222は触媒過程における補酵素の電子状態を大きく左右していること,3)Asp222と水素結合するHis143のPLPの電荷状態への影響は少ないこと,4)基質ω-カルボキシル基を結合するArg292の電荷の消失によりジカルボン酸基質との親和性を失い,芳香族アミノ酸基質に対する活性が増大すること,Argと同じ正電荷を持つLysではカルボキシル基の認識には不十分で代用できないことなどが観察された。X線結晶解析結果から,いずれの変異酵素においてもアミノ酸置換による酵素全体構造への影響は認められないこと,ほんどの変異酵素で置換した側鎖も元の位置を占めており,構造変化は置換したアミノ酸残基周辺に限られていることが明らかとなった。アミノ酸残基置換による酵素触媒機能への影響を考察する際,構造変化が局所に留まっていることが確認された意義は大きいと考えられる。
和漢薬と西洋薬との併用における適正使用に向けた臨床薬理学的研究

和漢薬と西洋医薬品との併用の有効性・安全性の評価法確立と、西洋医薬品の副作用回避のための和漢薬併用を検証する目的で、群馬大学病院和漢診療科との共同研究を開始し、胃がんや大腸がんの術後において、モサプリドクエン酸塩に大建中湯を併用することで、消化管運動促進、制吐作用等を期待できることが分かった。慶應義塾大学医学部漢方医学センターとの共同研究では、甘草やグリチルリチン製剤服用患者での偽アルドステロン症発症は、D-Bil高値やAlb低値の患者で頻度が高く、D-Bil高値の方が精度が高かった。国立がん研究センター東病院薬剤部との共同研究で、抗がん薬による吃逆を柿蔕湯が抑制する可能性が示唆された。本課題では、研究分担者(佐藤、坡下)の所属する群馬大学医学部附属病院において和漢薬が処方された症例を対象とし、その患者に併用された西洋薬の名称および適用疾患名を抽出することで、和漢薬と西洋薬との併用の実態を調査し、和漢薬の適正使用に向けた研究の基礎データの収集を目的としている。本研究課題に先行して、群馬大学医学部疫学研究倫理審査の承認を得て(No.24-21)、平成24年4月1日から平成25年3月31日までの1年間に漢方薬の大建中湯とオピオイド製剤との併用事例を、当該病院の診療データから抽出し連結不可能匿名化した。この匿名化されたデータを元に、平成25年は以下の研究実績が得られた。1)抽出したデータを解析したところ、7件の併用事例があり、うち3例はモルヒネによると思われる便秘の改善に大建中湯が処方されたことが推定された(未発表)。2)この予備検討を受け、研究データの収集期間を平成21年から平成25年までの5年間に拡大し、併用する薬剤を大建中湯だけでなく、同大学病院で採用されている全漢方薬および全西洋薬との併用事例を検討すべく、改めて同大学に疫学研究倫理審査の受審を申請し、平成26年2月に承認された。3)本研究に関わる上記倫理審査承認までの間に、漢方薬「柿蔕湯(していとう)」の吃逆に対する臨床効果を文献的に検証した(日本薬学会第134年会、熊本)。4)今後の遺伝子解析を含む検討に備え、備品類の購入を行ない研究基盤を整備した。平成26年度は、本研究代表者(中村)が統括する研究室に新たに加わった青森達博士を研究分担者として迎え、青森氏の元所属先である群馬大学病院薬剤部との連携を密にし、青森氏が直接指導する学部学生を群馬大学病院に引率してカルテ調査を行った。群馬大学病院にて大建中湯が処方された患者(378症例)の連結不可能匿名化された診療情報から、診療科、主傷病名および併用薬剤の集計を行い、大建中湯の使用実態を調査した。処方例の多かった胃癌、大腸癌の手術後にガスモチン単剤もしくはガスモチンと大建中湯を併用した患者46名を対象とし、術後の経過を2群間で比較した。なお調査対象としたデータは、連結不可能匿名化された情報のみを用い、「疫学研究に関する倫理指針」の対象とならない。また慶應義塾大学薬学部において研究を進める旨、群馬大学医学部における研究計画書に記載されている。結果として、大建中湯を最も多く処方した診療科は消化器外科であり、主傷病名の上位の2疾患は胃癌および大腸癌であった。併用された消化器系治療薬はガスモチン、オメプラール、ラキソベロン、ミヤBMおよびマグラックスなどが挙げられた。単剤群と併用群との比較では、嘔吐は併用群で有意に高く、在院日数、手術後の在院日数も有意に長かった。また、大建中湯はガスモチンの単剤治療で効果不十分な場合に追加で処方されていた。排便症状、嘔吐症状および腹痛症状は併用により改善の傾向が見られた。なお本結果については、日本薬学会第135年会(神戸)にてポスター発表した(平成27年3月26日)。今後は大建中湯を単剤で使用した患者についても調査する。また、ガスモチン単剤を増量した場合の変化についても前向きに検討する。平成26年度に引続き、群馬大学医学部附属病院でのカルテ調査を継続し、胃・大腸がん術後における大建中湯と西洋薬との併用に関する疫学的研究を行った。今回は原発性胃がん・原発性大腸がんの術後に、消化器機能調整のため大建中湯がモサプリドクエン酸塩と併用されている症例を対象とし、疫学調査研究で両剤併用の有効性・安全性を評価した。群馬大学医学部附属病院の診療情報端末より、患者背景や術後の経過に関する項目を抽出し、連結不可能匿名化した。まずモサプリドクエン酸塩単剤群とモサプリドクエン酸塩・大建中湯併用群で2群比較を行った。次いで時間経過による影響を考慮した比較を行うため、単剤群を前半と後半、併用群を単剤服用期間と両剤併用期間に分割し、それぞれ2群比較を行って変化を調査した。単剤群に比べ併用群において、術後在院日数、消化器症状の発症率が有意に高かったことから、併用群は単剤群より症状が重かったと考えられる。また併用群では、単剤期間から併用期間にかけて有意に改善した項目はなかったが、排便、蠕動、嘔気・嘔吐、ビオスリー使用の項目で改善傾向がみられた。

しかし腹部膨満感や腹痛の項目は併用群患者で重症だったために単剤群の方が改善したことや、併用群で消化管に影響のある薬剤の多くが増加したために純粋な大建中湯の併用効果を評価できないといった問題があった。今後前向きな調査が必要である。胃がん・大腸がんの術後においてモサプリドクエン酸塩に大建中湯を併用することで、消化管運動促進、制吐作用、腸内細菌調整作用が期待できる可能性がある。平成26年に発覚した群馬大学病院での医療事故を受け、臨床研究用データの抽出に一定期間の制約が生じ、研究の進行状況に明らかな影響が出てしまった。また群馬大学の共同研究者(坡下真大助教)の名古屋市立大学薬学部への転出も重なり、進行状況に遅れが出ている。本研究では、群馬大学医学部附属病院和漢診療科および同院薬剤部、慶應義塾大学病院漢方医学センター、ならびに国立がん研究センター東病院とそれぞれ連携し、漢方薬と西洋医薬品との薬剤併用の適正性を検証し、東西医薬併用の有効性および安全性の評価法確立ならびに西洋医薬品による副作用回避を目的とした漢方薬の併用事例を検証する研究に取り組んできた。最終年度の研究成果としては、慶應義塾大学医学部漢方医学センターとの共同研究では、1)偽アルドステロン症の予測因子についての診療録調査;2)グリチルリチン製剤使用患者における偽アルドステロン症発症と直接ビリルビン値高値の関連に関する後ろ向き観察研究に取り組んだ。本研究では、慶應義塾大学病院漢方医学センターを受診し、甘草含有の漢方方剤を服用した患者(男性57名、女性186名)の血中カリウム値と、血中直接ビリルビン値をカルテ調査し、低カリウム血症と直接ビリルビン高値との関連性の有無について調査した。結果として、3名の患者に低カリウム血症が見られ、うち2名では明らかに直接ビリルビン高値が相関づけられた(Yoshino, et al., Trad Kampo Med 2016;3(2):174-176)現在、国立がん研究センター東病院薬剤部との共同研究で、呼吸器悪性腫瘍患者で、抗がん薬投与による吃逆の副作用に対して、柿蔕湯(シテイトウ)の治療効果および効果寄与因子に関する研究を開始している。同研究センター東病院および中央病院では、抗がん薬による吃逆の治療に実際に柿蔕湯を臨床使用しており、我々はその効果およびその薬理メカニズムに科学的根拠を付与すべく研究を開始した。そこで本研究課題の中心課題として、抗がん薬の副作用として生じる吃逆に対する柿蔕湯の有効性を臨床薬理学的に検証し、そのメカニズムについて検討を続けている。和漢薬と西洋医薬品との併用の有効性・安全性の評価法確立と、西洋医薬品の副作用回避のための和漢薬併用を検証する目的で、群馬大学病院和漢診療科との共同研究を開始し、胃がんや大腸がんの術後において、モサプリドクエン酸塩に大建中湯を併用することで、消化管運動促進、制吐作用等を期待できることが分かった。慶應義塾大学医学部漢方医学センターとの共同研究では、甘草やグリチルリチン製剤服用患者での偽アルドステロン症発症は、D-Bil高値やAlb低値の患者で頻度が高く、D-Bil高値の方が精度が高かった。国立がん研究センター東病院薬剤部との共同研究で、抗がん薬による吃逆を柿蔕湯が抑制する可能性が示唆された。臨床研究倫理審査は2014年2月に承認され、カルテ調査を開始することができたが、その分の遅れを十分に挽回出来てはいない。しかし、このカルテ調査の結果については、予定通り、年度内に学会発表にいたることができた。また、群馬大学病院での医療事故を受けて、臨床研究用データの抽出に制約が生じているものと思われ、研究の進行状況に影響が出る可能性がある。平成27年度後半より、慶應義塾大学病院漢方医学センター(渡邉賢治教授)との共同研究体制が構築できた。
血管平滑筋細胞内カルシウムの画像解析による吸入麻酔薬の作用機序の解明

平成6年度は、細胞内にイノシトール三燐酸、ヘパリンを微量注入するための基礎的な実験を行った。ラット(6-8週令)胸部大動脈由来培養血管平滑筋細胞に蛍光カルシウム指示薬fura-2を負荷後、対物20倍レンズで観察した。既存のARUGUS200CA細胞内カルシウムイオン濃度測定装置により、340nm及び380nmの紫外線を交互照射し、各々500nmおける蛍光強度を測定した。既存のマイクロマニピュレータ5170(カ-ルツァイス社製)を用いて観察対象とする細胞近傍へ、あらかじめ細胞内組成液を充填した微小ピペットを近付けた。その後、マイクロインジェクタ5242(エッペンドルフ社製)により微量注入を行い、蛍光画像を取得した。微量注入操作のみによる細胞内カルシウムイオン濃度分布への影響を検索するために細胞外液のカルシウムイオン濃度、微小ピペット内の細胞内組成液のカルシウムイオン濃度、及びカルシウムキレーターの濃度、蛍光カルシウム指示薬fura-2の濃度、注入圧、注入時間等を変化させて実験を行った。その結果、1)微小ピペットによる細胞膜刺激のみで細胞内カルシウムイオン濃度上昇が観察された。2)細胞外液のカルシウムイオン濃度をカルシウムキレーターにより0mMとし、さらに微小ピペット内溶液にカルシウムキレーターを添加しfura-2を0.1mM加え、注入圧30-50hctPa、注入時間0.1-0.5秒の範囲で微量注入を試みたところ、細胞内蛍光強度の減少が見られた。3)そこで上記の条件でfura-2を10mM加え、色素注入を行い、fura-2の蛍光強度を360nmの紫外線を照射し観察したところ、注入時にfura-2は細胞全体に広がるが、その後蛍光強度は急峻に減少し、注入操作後、細胞の反応性を確認するために血管伸縮薬を投与した時の画像取得に耐えないことがわかった。以上より、細胞膜に非可逆的損傷を与えないためにより正確、精密な熟練した注入操作が必要であること、またカルシウムイオン濃度の急速な変化をとらえるためにカルシウムイオン濃度測定装置のコンピュータメモリを増設するなど時間解像度を改善すべきこと、より高倍率の対物位相差、及び対物蛍光レンズが必要であることがわかった。今後、これらの諸問題を解決すべく研究をすすめる予定である。
新規ビッグデータ解析手法による精神神経系診断薬開発法の確立

次世代シーケンサーやマイクロアレイなど、多次元データを用いた大規模データ産生システムの医療への応用が進んでいる。これらの多次元データから数理モデルを作成し、臨床診断への応用が期待されている。本研究では、これらの多次元データから、複数のマーカーを選択し、これらを組み合わせた数理モデルを作成する方法を確立することを目的とした。本研究では、精神神経系疾患を対象とし、それらの患者からの血液検体からのDNA、RNA試料を用いて分析を行い、そのデータをもとに、変数選択、モデル作成および最適化などを行い、高精度な数理モデル作成法を確立した。脳神経系疾患(うつ病、総合失調症、双極性障害)の網羅的メチル化解析と網羅的発現定量解析について、メチル化マイクロアレイと次世代シーケンサーを用いてデータの収集および、それらのデータを用いた判別分析による予備的な解析を行い、その有効性と、実施可能性について以下のような検討を行った。1.データの取得については、メチル化マイクロアレイについてはうつ病、総合失調症、双極性障害および健常者について、それぞれ約50検体のデータを取得した。次世代シーケンサーによる網羅的メチル化解析と網羅的発現定量解析については、うつ病および健常者についてそれぞれ約4検体分のデータを取得した。2.これらのデータを用いた予備的なデータ分析については、まずメチル化マイクロアレイについて、正規化を行った後、メチル化率において有意差の見られるメチル化部位を用いて判別分析を行った。その結果、複数のメチル化マーカーの組み合わせにより、うつ病、総合失調症、双極性障害をほぼ100%の感度および特異度で識別できることを示すことができた。網羅的発現定量解析については、予備的に定量PCRにより複数の発現遺伝子マーカーの組み合わせにより高い感度および特異度識別できることを示すことができた。これにより複数の定量マーカーの組み合わせによる臨床診断薬開発の目処がつけられた。3.上記の解析には、「京」互換スーパーコンピュータSCLS計算機システムや、AWSのクラウド環境を用いて実施し、その有効性を確認することができた。4.数理モデルの最適化については、モンテカルロ法を用いた説明変数の最適化がによる数理モデルの作成は有効であることを示すことができた。精神神経系疾患(うつ病、総合失調症、双極性障害)の網羅的メチル化解析及び発現定量解析で予備的に行った解析結果を使用して、数理モデルを作成し、その作成法の検討を行った。さらに、他の疾患や生物についても同様の数理モデル化の検討をし、本作成法が汎用的に有効であることを確認した。数理モデルの作成法については、詳細な特性の解析を行い、過学習や多重共線性などの問題点を解決する方法を検討した。本年は以下のような解析を行った。1、精神神経系疾患で検討した識別法(判別分析など)を用いて検討した最適化された説明変数を用いて数理モデルの作成を行った。2、これらの数理モデルの作成法が、大腸がんなど他の疾患や、他の生物(コケや菌類)などにおいても、臨床診断や、表現型予測に有効であることを確認した。3、モデルの作成にあたって、識別法によっては過学習及び、ランク落ちや多重共線性の問題が生じることが認められ、これらの問題を解決するために、大規模並列化計算を行い、多次元データの数理モデル化に必要な正則化などについて検討した。前年までに取得したデータを用いて、多次元データから、モンテカルロ法により説明変数を最適化し、数理モデリングを行う方法を確立した。作成した数理モデルの特性分析により、過学習及び、多重共線性を避ける方法を確立した。これらの方法は他の疾患や生物において、臨床診断や表現型予測に有効であることを示し、いろいろな応用ができることを示すことができた。これらの結果をまとめ、特許出願及び国際特許出願を行い、この方法の商品化、事業化への糸口をつけることができた。以上のことから、本研究は概ね順調に推移していると考えている。数理モデル作成の問題点として、訓練データを用いて作成した数理モデルが、テストデータでもいかに精度よく識別できるかということが重要である。すなわち過学習をいかに減らし、汎化性能の高いモデルを作成するかということである。そのためには、モデルに用いる説明変数をできるだけ減らした上で精度のいいモデルを作成ことがポイントである。昨年度までに、PCRを用いた遺伝子の発現定量解析についてある程度絞り込んだ説明変数(発現遺伝子マーカー)を総当たりで組み合わせてそのうつ病診断に対する識別精度を検討し、5個まで絞り込んだ発現遺伝子マーカーセットを用いて精度の高いモデルが作成できることを示した。本年度は、この発現遺伝子マーカーセットによる数理モデルが、うつ病以外の精神神経系疾患、すなわち、総合失調症、双極性障害に対する識別精度はどうなのかを調べることで、その汎化性能をさらに詳細に検討した。その結果、今回の数理モデルは、うつ病と健常者のみならず、うつ病とうつ病以外の精神神経系疾患(総合失調症や双極性障害)も識別できるモデルであることを示した。しかしながら、うつ病と健常者のみの間での識別精度(感度85%、特異度89%)よりも、うつ病検体とうつ病以外の検体(総合失調症、双極性障害、健常者)での精度はやや落ちることがわかった(感度64%、特異度67.9%)。したがって、これらのマーカーセットを用いた数理モデルは、うつ病と健常者は識別精度よく識別できるが、うつ病検体と他の精神神経系疾患などを含む検体との間の識別精度はやや落ちるため、うつ病特異的な臨床診断薬としての能力はやや劣っていることが示された。

これらの多次元データから数理モデルを作成し、臨床診断への応用が期待されている。本研究では、これらの多次元データから、複数のマーカーを選択し、これらを組み合わせた数理モデルを作成する方法を確立することを目的とした。本研究では、精神神経系疾患を対象とし、それらの患者からの血液検体からのDNA、RNA試料を用いて分析を行い、そのデータをもとに、変数選択、モデル作成および最適化などを行い、高精度な数理モデル作成法を確立した。新規ビッグデータ解析手法による精神神経系新案診断薬の開発について以下のような研究を実施した。1.データの取得については、メチル化マイクロアレイについてはうつ病、総合失調症、双極性障害および健常者について、それぞれ約50検体のデータを取得した。次世代シーケンサーによる網羅的メチル化解析と網羅的発現定量解析については、うつ病および健常者についてそれぞれ約4検体分のデータを取得した。2.これらのデータを用いた予備的なデータ分析については、まずメチル化マイクロアレイについて、正規化を行った後、メチル化率において有意差の見られるメチル化部位を用いて判別分析を行った。その結果、複数のメチル化マーカーの組み合わせにより、うつ病、総合失調症、双極性障害をほぼ100%の感度および特異度で識別できることを示すことができた。網羅的発現定量解析については、予備的に定量PCRにより複数の発現遺伝子マーカーの組み合わせにより高い感度および特異度識別できることを示すことができた。次世代シーケンサーによる解析について、網羅的メチル化解析の場合は、定量的なデータを得るために大量のデータが必要なことがわかり、今後メチル化マイクロアレイを中心にメチル化マーカーの解析を実施することとした。これにより複数の定量マーカーの組み合わせによる臨床診断薬開発の目処がつけられた。3.上記の解析には、「京」互換SCLS計算機システムや、AWSのクラウド環境を用いて実施し、その有効性を確認することができた。4.数理モデルの最適化については、モンテカルロ法を用いた説明変数の最適化による数理モデルの作成は有効であることを示すことができた。現在までに確立した数理モデルは、必ずしも最善ではなく細かいところで改良の余地が残されている。主な課題は、ベイズ推定法などの検討である。大腸がんなどの他の疾患や生物についても有効であることが示されたため、これらの商品化、事業化へ向けて必要な実装を試みる。生命・健康・医療情報学定量性とコストの関係から、今後は網羅的メチル化解析についてはメチル化マイクロアレイを用いて、網羅的発現定量解析については次世代シーケンサーを用いてデータの解析を進めることとする。本年度は、モンテカルロ法をもちいた並列処理による説明変数の最適化により、判別分析などを用いて、診断薬として有効な数理モデルの作成が可能であることが示された。今後は、これらの方法を用いて集中的にデータ分析を行い、モンテカルロ法をもちいた並列処理による説明変数の最適化による数理モデルの作成法の確立と臨床診断薬の開発、製品化に努めたい。
インビボパッチクランプによる麻酔薬の脊髄膠様質抑制性、興奮性神経細胞に対する作用

パッチクランプは電気生理学的手法の一種で、単一細胞レベルの細胞膜上のイオンチャネルを介した電流や電位の変化が観察できる。神経細胞からのパッチクランプ法を行うと詳細なシナプス応答が可能となる。本研究では生体ラットの脊髄からパッチクランプ記録を行い、脊髄において痛覚情報伝達がどのように行われるのかを観察した。さらに、麻薬性鎮痛薬であるレミフェンタニルが痛覚情報伝達に対しどのような影響を与えるのかを詳細に解析した。本研究では脊髄膠様質細胞に存在するGABAA受容体に着目した実験を行う事を目的としている。そのためにGABA_A受容体のリガンドであるGABAを放出する抑制性細胞に体する幅広い知識の習得を心がけ、数多くの学術集会に参加した。研究分担者である塩川浩輝は平成20年、21年時に海外で行った脊髄膠様質の抑制性細胞と興奮性細胞の特性の違いに関して本研究におけるプレリミナルな実験を既に行っており、その内容を平成22年10月に米国、サンディエゴで開催された、米国麻酔科学会において発表するとともに、脊髄での痛覚研究を行う海外の研究者の意見を仰いだ。通常電気生理学的実験セッとの組み上げには多くの時間と労力を要するのが普通であるが、本研究においては効率的、かつ、迅速的に実験に取りかかれるよう、熊本保健科学大学の吉村恵教授との共同研究を依頼した。今年度は熊本保健大学の実験室をお借りしする事とした。そのため、同大学内で電気生理学的実験台のセッティングを行い、実験を開始した。実験を始めるにあたり、関西医療大学の中塚映政教授のご指導の下、Whole-cellパッチクランプ法の技術は既に習得しているが、新たにインビボでのラットへの麻酔法、ラット脊髄の露出方法、脊椎の固定器具への取り付け方法に関するノウハウを習得した。現段階ではインビボラットの露出した脊髄膠様質細胞からのパッチクランプ記録と同細胞の痛覚応答の記録に成功しており、今後は各種麻酔薬の作用を観察する予定としている。本年度も平成22年度に引き続き熊本保健科学大学の吉村恵教授と共同で実験を行った。脊髄膠様質細胞からのパッチクランプ記録法を用いて脊髄細胞の痛覚応答を解析した。本プロジェクトでは脊髄後角に存在するGABAA受容体に関する研究を最終目標と定めているため、GABAA受容体作動性電流の観察を行った。記録ラットの足底にピンセットを用いて痛覚刺激を行ったところGABAA受容体作動性電流の発生頻度の増強を認めた。この現象は通常の痛覚刺激と同時に過剰な疼痛を抑制する生理学的なメカニズムであることが推察された。近年、GABAA受容体の機能不全あるいは減少によって痛覚過敏やアロディニア症状が起こり、神経障害性疼痛の一因となっている可能性を示唆する報告がなされている。また、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸のNMDA受容体の関与も示唆されている。そこでまず、NMDA受容体拮抗薬であるケタミンの鎮痛作用におけるGABAA受容体の関与について実験を行った。本実験によりGABAA受容体作動性抑制性電流の発生頻度の増強はNMDA受容体アンタゴニストの脊髄還流投与によって影響を受けないことが明らかとなった。現在、ケタミンを使用して検証している段階である。同様の結果が得られれば、鎮痛作用機序としてGABAA受容体は関与しないものと考えられる。残念ながら、平成23年度は研究内容を学会報告するにはデータが不十分であったため、発表には至らなかったが、着実にデータは揃いつつあり、次年度以降、学会発表と学術論文作成が可能である確信している。本年度も平成22年、23年度に引き続き、共同研究者である熊本保健科学大学の吉村恵教授とともに実験を行った。最終年度となる本年度は実際に麻酔薬が脊髄後角において痛覚情報伝達にいかなる影響を与えるかを観察し、鎮痛作用機序を検証した。そのための実験として、インビボラットを用いてパッチクランプ記録を行い、記録開始後に抑制性および興奮性細胞から放出される神経伝達物質の作用が麻酔薬によりどのように変化するのかを評価した。麻酔薬のうちセボフルラン、ミダゾラム、プロポフォールの脊髄におけるこれらの変化については既に報告されているため、今回はオピオイドであるレミフェンタニルとNMDA受容体拮抗薬であるケタミンの作用機序を検討した。レミフェンタニルの実験では、レミフェンタニルは脊髄灌流液に投与することによりオピオイド受容体を介して細胞膜電位を過分極させ、足肢からの痛覚刺激応答を抑制した。これまでレミフェンタニルは脊髄においては痛覚を増強すると考えられてきたが、本研究の結果からは逆に脊髄においても鎮痛効果を発揮していることが示唆された。さらに、レミフェンタニルがGABAやグリシンなどの抑制性入力に影響を与えないことも明らかにした。ケタミンは脊髄灌流に投与した場合においては痛覚応答に対する変化は示さなかった。これは濃度の問題であるのか直接的灌流投与方法に問題があるのかは現在のところ不明である。

今後ケタミンの作用としてNMDA受容体拮抗作用以外の作用機序にも焦点を当て、脊髄スライス標本を用いたパッチクランプ記録も併用し、詳細な検討を行なっていく予定である。今後の研究結果も含めて、国内あるいは国際学会でこれらの麻酔薬の脊髄に及ぼす新たな知見として評価や助言を参考にして、論文として公表する予定である。実験系を確立し、学会発表や論文に必要なデータをとっている段階であるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。麻酔薬の脊髄への還流投与によるデーターのみならず、静脈投与によるデータを取得したいと考えている。そのため、静脈路確保の技術を習得する必要があると考える。