hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イミダゾール骨格を配位子とした金属触媒による高効率的カップリング反応の開発

われわれはパラジウムー窒素系配位子錯体を新規に開発し,そのカップリング反応にける触媒活性を調べた。窒素系配位子としては。アゾール系の窒素とピリジン由来の窒素とからなる二座キレート型配位子を合成し、そのパラジウム錯体を調製、単離して、炭素-炭素結合形成反応における触媒能を調べた。その結果、塩化パラジウム(II)-N.N二座配位子が反応性を示したが、触媒の構造を精査していく過程で、イミダゾールおよびそのジヒドロ体であるイミダゾリンの単座配位子-パラジウム錯体がより高い反応性を示すことがわかった。塩化パラジウム(II)-イミダゾール錯体、塩化パラジウム(II)-イミダゾール錯体のX線による構造も明らかにした。これらイミダゾール由来の配位子錯体は、窒素原子で直接配位しているという点でカルベン錯体とはまったく異なる。これらの単離したパラジウムーイミダゾリン錯体を用いて溝呂木-Heck反応を検討した。種々のイミダゾール、イミダゾリン誘導体を含むパラジウム錯体の触媒活性を調べたところ、現在のところ、塩化パラジウム(II)-イミダゾリン錯体が最も高い触媒活性を示すことがわかった。鈴木カップリング反応においても同様の結果が得られた。われわれはパラジウム-窒素系配位子錯体を新規に開発し,そのカップリン反応にける触媒活性を調べた。アソール系の窒素とピリジン由来の窒素とからなる二座キレート型配位子を合成し、そのパラジウム錯体を調製、単離して、炭素二炭素結合形成反応における触媒能を調べた。これらの単離したパラジウムーイミダソリン錯体を用いて溝呂木-Heck反応を検討した。種々のイミダゾール、イミダソリン誘導体を含むパラジウム錯体の触媒活性を調べたところ、現在のところ、塩化パラジウム(II)-イミダゾリン錯体が最も高い触媒活性を示すことがわかった。
三次元不均一電界を用いた高効率・高精度細胞分離技術の開発

流路内全域に不均一の交流電場を生成させるため、上面に平板電極、底面に対向式櫛形電極を設置した平行平板型マイクロ流路構造のDEPデバイスを作成し、出芽酵母、ヒト乳腺上皮細胞(MCF10A)の生・死細胞を試料細胞に、懸濁溶液として超純水、300mMのマンニトール溶液を用いて実験を行った。実験を負荷電圧、交流周波数、試料流量を適切な値に設定して行い、流路内での細胞の流動状態、分離過程について明らかにし、細胞分離の性能を評価した。その結果、数値シミュレーションともよく一致した設計通りの結果を得ることができた。特に細胞分離率に関しては非常に高い分離率を得ることが出来た。求められるDEPデバイスの性能として、1細胞試料に微量(<0.01%)に含まれる特定の細胞の分離を精度よく短時間で行うことが出来ること。2電界・Joule発熱による細胞のダメージを極力抑えるため、負荷電圧は可能な限り弱く、デバイスの大きさはこれら因子への細胞の暴露時間を最小限にするため可能な限り小さくすること。などを考慮し、流路寸法が1(高さ)×10(幅) ×50mm(長さ)のDEPデバイスを製作した。流路上面には平板ITO電極、底面には幅50 μmの短冊形電極を等間隔に配置し、1本おきに接続した対向型の櫛型ITO電極を用いた。流路底面の櫛型ITO電極はフォトリソグラフィー法で製作した。流路はITO電極板とシリコンスペーサを重ね合わせて製作し、細胞試料の流量をシリンジポンプで調節した。細胞試料には出芽酵母の生・死細胞を用い、細胞の生死判定用の蛍光色素にはSYTO9とPropidium Iodide (PI)を用いた。培養した出芽酵母を滅菌したMilliQ水に懸濁し、懸濁液の一部を熱処理して死細胞を準備する。生・死両方の細胞試料それぞれを蛍光染色後、死細胞を一定割合で含む細胞試料を調製した。細胞試料中の死細胞の混合比は細胞試料1に対し0.2とした。実験は、DEPデバイスを共焦点レーザー顕微鏡のステージに設置し、細胞試料を流路上流から導入する。流路内に試料が十分に分散した後、波形発生装置で流路に交流電圧を負荷し、様々な周波数・溶液導電率に対し細胞の挙動を調べた。生細胞は正のDEP力により高電圧側電極の縁に吸着する一方で、死細胞については電極への吸着はほとんど見られなかった。この傾向は周波数の大きさ(100K100MHz)や、溶液の導電率(0.110mS/m)の変化に対してもあまり変化せず、細胞分離性能は交流周波数がおよそ1MHz、導電率の時に最大効率を示した。開発するDEPデバイスの性能として、1細胞試料に微量(<0.01%)に含まれる特定の細胞の分離が精度よく短時間で可能である。2電場・Joule発熱による細胞のダメージを極力抑える。の2つを目標に実験を行った。提案するDEPデバイスの細胞分離性能を評価するため、細胞試料に培養出芽酵母の生・死細胞を用いた。流路に負荷する交流電圧は、電極ー細胞間のDEP力が失われない程度に限りなく小さくし、交流のピークツーピークの値を3Vに設定した。流路寸法は1mm(高さ) ×10mm(幅) ×50mm(長さ)とした。流路内に配置する電極については、流路上面は平板ITO電極とし、流路底面は櫛型電極とした。櫛型電極の幅は出芽酵母の平均径(6um)を考慮し50umとした。櫛型ITO電極はフォトリソグラフィー法で製作した。流路のテストセクションは上・底面のITO電極板に厚さ1mmのシリコンゴムシートを挟んで製作し、細胞試料はシリンジポンプを用いて流路上流から一定の流量で連続的に供給した。細胞試料の生・死細胞の比は4:1とした。実験はテストセクションを倒立型顕微鏡のステージに設置した後、細胞試料を導入する。流路内に細胞試料が十分に分散した後、波形発生装置を用いて流路に交流電圧を負荷し、細胞分離の状態を動画で記録した。周波数を1,2,10Mの3通り,試料の分散媒を、超純水,ショ糖等張溶液(非電解質),培養培地,の3通りに変えて、周波数と分散媒の性質が細胞分離性能に与える影響について調べた。生細胞は正のDEP力により流路底面の電極の縁に吸着される一方で、死細胞の電極への吸着はほとんど見られず、提案デバイスにより細胞の分離が可能であることが分かった。細胞分離性能は交流周波数が1MHzの時に最大効率を示し、同じ周波数では、超純水,ショ糖溶液,培地の順で細胞分離能力は低下した。当初の目標である出芽酵母の生・死細胞を効率よく分離する方法を見出すため、交流周波数,細胞試料懸濁液種類(導電率)の違いが分離性能に与える影響について調べた。本年度の研究で目標とする細胞分離のための最適条件を絞り込むことは出来たが、細胞分離を行う際に重要となる、流路内における生・死細胞の分布を調べるには至っていない。開発目標とするDEPデバイスの性能として、1細胞試料に微量(<0.01%)に含まれる特定の細胞の分離を精度よく短時間で行うことが出来ること。2電界・Joule発熱による細胞のダメージを極力抑えるため、負荷電圧は可能な限り弱く、デバイスの大きさはこれら因子への細胞の暴露時間を最小限にするため可能な限り小さくすること、がある。

昨年度に行った出芽酵母の生/死細胞の分離実験と数値解析の結果を踏まえ、今年度では目標の一つであるヒト細胞の分離技術の確立を目指した実験・数値解析を行った。今年度の実験では、動物細胞を用いるためにマンニトール溶液を用いた。また、誘電泳動力が弱まる事を予想し、流路高さを昨年度より低く、0.5mm(高さ) ×10mm(幅) ×50mm(長さ)のDEPデバイスを製作した。流路上面には平板ITO電極、底面には幅・間隔共に50μmの対向式櫛形電極を配置した。流路は電極板とシリコンスペーサを重ね合わせて製作し、細胞試料の流量をシリンジポンプで調節した。細胞試料にはヒト正常乳腺上皮細胞(MCF10A)の生/死細胞を用い、生/死細胞の判別用に明視野観察では死細胞をトリパンブルーで染色し、蛍光イメージング観察では生細胞をCalceinで、死細胞をPIで染色した。培養したMCF10Aをマンニトール溶液に懸濁し、懸濁液の一部を熱処理して死細胞を準備する。細胞を染色後、生/死細胞を1:1で含む細胞試料を調製した。実験は、DEPデバイスを位相差顕微鏡、もしくは共焦点レーザー顕微鏡のステージに設置し、細胞試料を流路上流から導入し流路に周波数10kHz、電圧20V(peak-to-peak)の交流電圧を負荷し、細胞の挙動を調べた。死細胞は正のDEP力により高電位側電極に吸着する一方で、生細胞については電極への吸着は見られず、流路下流に集められた。分離効率は90%の値を示した。流路内全域に不均一の交流電場を生成させるため、上面に平板電極、底面に対向式櫛形電極を設置した平行平板型マイクロ流路構造のDEPデバイスを作成し、出芽酵母、ヒト乳腺上皮細胞(MCF10A)の生・死細胞を試料細胞に、懸濁溶液として超純水、300mMのマンニトール溶液を用いて実験を行った。実験を負荷電圧、交流周波数、試料流量を適切な値に設定して行い、流路内での細胞の流動状態、分離過程について明らかにし、細胞分離の性能を評価した。その結果、数値シミュレーションともよく一致した設計通りの結果を得ることができた。特に細胞分離率に関しては非常に高い分離率を得ることが出来た。当初の目標である出芽酵母の生・死細胞を効率よく分離する方法を見出すため、まず最適なDEP電極の幅・間隔を決め、次に交流電圧の周波数と細胞試料懸濁液の導電率を調べてゆく方法を採用した。最初の電極形状の決定を比較的早期に行うことが出来たため、引き続き様々な条件での実験を試みることが出来た。そのため、概ね本年度の研究で目標とする細胞分離のための最適条件を探索することが出来た。昨年度までに得られた基礎データを元に、ヒト正常細胞と異常細胞(癌細胞)の分離の実験を進める予定である。生体流体力学出芽酵母を用いた実験を早期に終了し、得られた基礎データを元にヒト細胞を対象とし、正常細胞と異常細胞(癌細胞)の分離の実験を進める予定である。本年度の実験計画にやや遅れが生じたため、実施予定だったヒト正常細胞、異常細胞を用いた実験を行う時間が取れず,実験に必要な細胞、培地その他消耗品類(使用有効期限が短い)の購入を見合わせたため。研究計画に若干の遅れが出たので当初予定していた実験の一部を次年度に行うことにした.そのため,その実験に使う試薬類の購入を見合わせたため.次年度の早い段階で必要物品を購入し、実験を開始する予定である。平成27年度に使用予定
核融合炉トリチウム増殖候補材料の高温還元雰囲気下で蒸発挙動

核融合炉のトリチウム増殖材料から、トリチウムを回収するとき、その応答性を改善する目的で、グラファイトとの混合系にすることによって還元雰囲気とし、生成トリチウムの化学形をT_2OからT_2にシフトさせ、脱着を容易にして、この研究を推進した。それで、クヌーセン流出一質量分析分析法によって、種々のリチウム複合酸化物の中性雰囲気下およびグラファイト共存還元雰囲気下において、高温で平衡にある気相ガス種を明かにし、また、化学的安定性を熱力学の面から研究した。得られた成果は次のようである。1.Li_2O-ZrO_2系複合酸化物として、LiO_2ZrO_3,Li_6およびLi_8ZrO_6の中性雰囲気下での蒸発挙動を調べ蒸発ガス種とその分圧を決定した。Li_2O-ZrO_2系に限らず、一般にLi-M-0(M=Zr、Sn、Ti,Si,AI,Fe、Mo)各系の複合酸化物では、Li_20含有量の少ないもの程、熱力学的に安定であることを明らかにした。2.Li_2SnO_3では、構成酸化物のLi_2OとSnO_2からの生成エンタルピーが、周期律表で同じIV-bグループに属するしLi_2SiO_3より大きいこと、即ち原子番号が大きくなる程構成酸化物からの生成エンタルピーが大きくなることを見いだしたが、IV-aグループのLi_2TiO_3とLi_2ZrO_3では、逆に原子番号が大きいLieZrOsの方が小さいという興味ある結果を得た。3.Li_2O-ZrO_2系複合酸化物のコンピューターシミュレーションより、雰囲気中の酸素分圧が低い程、ステンレス鋼との共存性が良くなり、また生成トリチウムのTe2/T2比は、単純な熱力学的計算値に等しいという結果を得た。4.Li_2ZrO_3-グラファイト系では、Li_2ZrO_3-白金系の中性条件に比べて、酸素分圧を1500Kで8桁低下させることができること、即ちクラファイトの存在は酸素分圧を下げる目的に極めて有効であることを実証した。核融合炉のトリチウム増殖材料から、トリチウムの回収応答性を改善する目的で、グラファイトとの混合系にすることによって還元雰囲気とし、生成トリチウムの化学形をT_2OからT_2ガスにシフトさせることによって、脱着を容易にして回収効率を高めようとこの研究を推進した。先ずはその基礎研究として、クヌ-セン流出ー質量分析法によって、種々のリチウム化合物の高温で平衡にある蒸発種を含めた気相ガス種を明かにし、また高温での化学的安定性を熱力学の面から研究した。得られた研究成果は次のようである。1.Li_2ZrO_3(s)は広い温度範囲について蒸発種を検索した処、従来知られていたLi(g)に加え、Li_2O(g),LiO(g)Li_3O(g)とO_2(g)が蒸発することが分かった。Li_2O(g)が測定できたことにより、Li_2ZrO_3(s)中のLi_2O成分の活量が求まる。この値を他の三元系リチウム化合物と比較するとLi_2SiO_3、LiA10_2についで高温で安定であることが分かった。

2.Li_2SnO_3(s)では、構成酸化物のLi_2O(s)とSnO_2(s)からの生成エンタルピ-が周期律表で同じIVーbグル-プに属するLi_2SiO_3(s)より大きいこと、即ち原子番号が大きくなる程上記生成エンタルピ-が大きくなることを見いだしたが、IVーaグル-プのLi_2TiO_3(s)とLi_2ZrO_3(s)では、逆に原子番号の大きいLi_2ZrO_3(s)の方が小さいという興味ある結果を得た。3.LiーZrーO系やLiーSnーO系に限らず、一般にLiーMーO(M=Zr,Sn,Ti,Si,Al,Mo)系では、Li含有量の少ない化合物程、Li_2O(s)1分子当りの生成エンタルピ-が大きく、熱力学的に安定であることを明かにした。核融合炉のトリチウム増殖材料から、トリチウムを回収するとき、その応答性を改善する目的で、グラファイトとの混合系にすることによって還元雰囲気とし、生成トリチウムの化学形をT_2OからT_2にシフトさせ、脱着を容易にして回収効率を高めようと、この研究を推進した。それで、クヌーセン流出-質量分析分析法によって、種々のリチウム複合酸化物の中性雰囲気下およびグラファイト共存還元雰囲気下において、高温で平衡にある気相ガス種を明かにし、また、化学的安定性を熱力学の面から研究した。得られた成果は次のようである。2.Li_2SnO_3では、構成酸化物のLi_2OとSnO_2からの生成エンタルピーが、周期律表で同じIV-bグループに属するLi_2SiO_3より大きいこと、即ち原子番号が大きくなる程構成酸化物からの生成エンタルピーが大きくなることを見いだしたが、IV-aグループのLi_2TiO_3とLi_2ZrO_3では、逆に原子番号が大きいLi_2ZrO_3の方が小さいという興味ある結果を得た。3.Li_2O-ZrO_2系複合酸化物のコンピューターシミュレーションより、雰囲気中の酸素分圧が低い程、ステンレス鋼との共存性が良くなり、また生成トリチウムのT_2/T_2O比は、単純な熱力学的計算値に等しいという結果を得た。4.Li_2ZrO_3-グラファイト系では、Li_2ZrO_3-白金系の中性条件に比ベて、酸素分圧を1600Kで4桁低下させることができること、即ちグラファイトの存在は酸素分圧を下げる目的に極めて有効であることを実証した。
酸化ストレス制御に基づく気管支喘息の新規治療戦略

我々は、気管支喘息患者に対して、呼気中NO濃度、気道内の炎症細胞浸潤の程度・サイトカイン濃度を測定し、β2受容体刺激薬の効果との関連性を評価した。そこで、気道内の内因性窒素酸化物濃度が高い喘息患者において、β2受容体刺激薬による気管支拡張反応が著明に減弱するという事実を確認した。さらに、種々の薬物、および、抗酸化物質の前投与により、気管支喘息患者に対するβ2受容体刺激薬の作用増強効果が確認できるかどうかを検討した。現在の気管支喘息治療において、広く推奨されている吸入ステロイドの作用の一つに気道内窒素酸化物の生成抑制作用が確認されている。そこで、吸入ステロイドの投与前後において、呼気中・気道内分泌液中NO濃度を定量的に評価し、β2受容体刺激薬の効果増強に及ぼすNO濃度の変化について、その相互関係を明らかにした。第2の研究として、メサコリン等の気管支収縮物質にて強制的に気道収縮を惹起し、次に、β2受容体刺激薬にて得られる気管支拡張効果をステロイド吸入前後で比較した。この際も、NO濃度とβ2受容体刺激薬の効果に強い相関関係が認められた。さらに、気道内分泌液中の窒素酸化物に対する抗酸化能を初めて定量化する方法を開発した。この方法により気管支喘息患者の気道内では窒素酸化物の生成促進と抗酸化能の低下が共存するという事実が明らかにされた。これらの結果は、従来から指摘されていたステロイドのβ2受容体刺激薬の作用増強効果を説明する論理的な根拠を初めて提供したものと思われる。さ弓に、気道内分泌液中の窒素酸化物に対する抗酸化能を初めて定量化する方法を開発した。喘息気道においては過剰な新生血管を背景に、著明な血管透過性亢進が誘導され、運動誘発気道収縮反応が惹起される。この際、喘息の病態生理にとり重要なメディエーターであるヒスタミン・ロイコトリエン・窒素酸化物等が血管透過性亢進を介し、運動誘発気道収縮反応を増強させるというメカニズムを明らかにした。さらに、β2刺激薬・抗ロイコトリエン薬の運動誘発気道収縮反応抑制効果の一部は、血管透過性亢進の抑制を介してその薬理作用を呈することを確認した。また、吸入ステロイド薬は投与初期から血管透過性亢進抑制作用を有すること、長期的には血管新生促進因子の気道内での産生抑制及び、血管新生促進因子と抑制因子の比率を低下させることにより、血管新生を抑制するという可能性も明らかにされた。

我々は、既に気道内の窒素酸化物が血管透過性亢進作用を有するのみならず、血管新生促進因子の産生増強作用も併せ持つことを明らかにしている。さらに、我々が考案した内因性の窒素酸化物抑制活性の測定(Thorax 2002)により、両者の比率が血管新生・血管透過性亢進にとり極めて重要であるとの結果を得ている。このことからも、血管新生と血管透過性亢進は喘息の病態において強い関連性をもつ現象であることが示唆され、窒素酸化物の産生抑制・消去が運動誘発気道収縮反応の制御にとり重要な治療戦略であるという事実を提供する。我々は既にプラセボを用いた二重盲検法により喘息気道において、β2刺激薬・抗ロイコトリエン薬・吸入ステロイド薬が血管透過性亢進抑制作用を有している事を明らかにしている。これらの研究成果は、運動誘発喘息に対して、理論に裏付けられた治療戦略の初めてのケースとなるものである。
セル状多孔体の熱-ふく射物性モデルの確立

1) Ni-Cr、コージライト質のオープンセル状多孔体の減衰係数を、室温下で、垂直透過率適合法で決定し、また4001000Kでの非対称性パラメータ、アルベドを射出率分布適合法で決定するとともに、立方格子状ユニットセルモデルを提案し、それによる予測結果と比較した。また利用可能な他の研究者の実験データとも比較した。その結果、提案した理論モデルにより、我々のデータも含め、減衰係数については、データの81%を±25%以内の精度で、アルベドについては、約30%以内で、非対称パラメータについても、ほぼ30%以内で予測できることがわかった。さらに、アルベド、非対称性パラメータのスペクトル特性、温度依存性も再現できることが示された。2)上記の多孔体の平均全有効熱伝導率を、平板定常法で測定した。低温面温度は、約290Kで一定、高温面温度は、3701000Kの範囲で変化させた。さらに、熱-ふく射物性モデルに対する立方格子状ユニットセルモデルを、伝導とふく射の共存する本体系の解析に適用し、実験結果と解析結果を比較した。その結果、提案した理論モデルにより、温度分布、有効熱伝導率ともに±15%以内の精度で予測できることが示された。Ni-Crs,コ-ジライト質のオープンセル状多孔体の減衰係数を,室温下で,垂直透過率適合法で決定し,また4001000Kでの非対称性パラメータ,アルベドを射出率分布適合法で決定するとともに,立方格子状ユニットセル・モデルを提案し,それによる予測結果と比較した。その結果、提案した理論モデルにより,我々のデータも含め,減衰係数については,データの81%を±25%以内の精度で,アルベトについては,約30%以内で,非対称性パラメータについても,ほぼ30%以内で予測できることがわかった。さらに,アルベド,非対称性パラメータのスペクトル特性,温度依存性も再現できることが示された。本研究で確立されたふく射物性モデルは,たとえば,エンタルピーふく射変換体,超希薄燃焼器,燃焼ガスエクセルギ直接抽出システムの熱設計にそのまま応用可能である。N_i-C_r,コージライト質のオープンセル状多孔体の平均全有功熱伝導率を,平板定常法で測定した。低温面温度は約290Kで一定とし,高温面温度は,3701000Kの範囲で変化させた。さらに,前年度提案した熱-ふく射物性に対する立方格子状ユニットセルモデルを,伝導とふく射が共存する本体系の解析に適用し,実験結果と解析結果を比較した。その結果,提案した理論モデルにより,温度分布,有効熱伝導率とともに±15%以内の精度で予測できることが示された。また,一般に,オープンセル状多孔体内での伝導-ふく射伝熱では,ふく射が支配的であり,この効果は,平均温度,セル径とともに増大することが示された。今後,対流-ふく射が共存する複合伝熱系での検証が必要である。
経済データを用いた多元分割表のモデル提案と正確検定についての研究

これまで多元分割表に対してセル確率の対称構造を表す様々なモデルが提案されてきたが、その多くは数理的な妥当性や整合性を求めるあまり、解釈がしにくいという難点があった。本研究では、日本の株価のデータを多元分割表の枠組みで表現し、株価の推移の対称構造について「解釈が容易な」モデルの提案を行う。さらに年ごとに作成される分割表の解析をそれぞれ行うことで、年代による確率構造の変化を明らかにする。作成される分割表は十分な観測度数が確保できないため、適合度検定におけるカイ二乗近似がうまくいかないおそれがある。したがって、小サンプルの下でも使用可能な正確検定の導出も試みる。
「思いやりの必要性と自己責任性」の認知構造に関する研究

本研究では、思いやり行動に関する認知的要因について、主として必要性ならびに自己責任性にかかわる認知的要因という2つの観点からアプローチし、それらの構造に関して明確化することが目的であった。そこで研究1では思いやり行動(愛他行動)を明確化するために、必要性および自己責任性にかかわる要因を取り上げ、愛他行動を構成する要因についての尺度構成を試みた。その結果4つの因子が見出された。第1因子は、愛他行動をしないために、その根拠となる項目が集まった「抑制・消極」であった。第2因子は、愛他行動をすることための内的規範が関連した項目が集まった「良心・規範」であった。第3因子は、愛他行動を受ける相手との関係性を根拠とした項目からなる「互恵・友好」であった。第4因子は、より広い意味での他者からの評価と関連が深い項目からなる「社会的承認」であった。そこで研究2では研究1で得られた各因子がどのような発達的変化をたどるのかについて、小学生から大学生までその変化について検討した。その結果、因子によってその発達的変化の仕方に大きな異なりがあることが見出された。抑制・消極因子は、小学生、中学生の間に若干の差が見られるもののほとんど変化しないことに対して、互恵・友好は小学生と中学生の間に大きな差が見られた。このような結果は、思いやり行動が単純に変化するのではなく、それらを構成する因子によって違いがあることを示唆しており、これらのことが思いやり行動の遂行に複雑に影響している可能性を示している。本年度の計画では,思いやりに関する認知的要因を収集し,思いやりの必要性の認知を構成する要因について明確化することが目的であった.そこで大学生を対象に思いやり行動に関するアンケートを行い,それに従ってエピソードの分析を試みた.その結果,思いやり行動には無限のエピソードがあるが,思いやり行動を構成する主要な要因が,エピソードを代表する構成要因になるであろうことが想定された.そこで思いやり行動を構成する認知的要因を可能な限り部分に分割し,それらの再評価を通して,思いやり行動を分析するといった方針のもと,質問紙を作成した.質問紙を大学生を対象に,実施現在その分析作業を行っている.その結果に従って平成11年度の計画を実施することで,本研究全体の目的が達成されると考えられる.本研究では、思いやり行動に関する認知的要因について、主として必要性ならびに自己責任性にかかわる認知的要因という2つの観点からアプローチし、それらの構造に関して明確化することが目的であった。
培養神経細胞系を用いた低出力レーザーによる疼痛除去機構に関する研究

1.マウスの脊髄後根神経節からコラ-ゲナーゼ、トリプシン処理とパーコール密度勾配遠心分離法により分離精製した痛覚関連神経細胞を純粋に培養する技術および微細培養基板上に神経線維を一定方向に再生伸長させる技術を確立した。2.培養神経細胞より神経線維を出来る限り長く成長させる条件として、実験動物の週齢、細胞接着因子、神経成長因子、無血清培地組成などを検討し、8週齢のマウスの使用、ポリリジン、ラミニン、NGFなどの使用により約500μm程度の長さに伸長させることが出来た。3.低出力レーザー(Ga-Al-As半導体レーザー、波長830nm、出力2060mW)をレンズにより直径約1020μmの微小スポットに集光して、培養神経細胞の神経線維の先端に正確に照射する方法を確立し、実際の臨床的疼痛治療条件に近い60秒程度照射した結果、神経線維に顕微鏡的に顕著な消失や変形は観察されなっかった。4.パッチクランプ法により培養神経細胞の活動電位を測定した結果、培養23日目までは活動電位の測定が容易であったが、以降は細胞表面が硬く測定が困難であった。発痛物質であるブラジキニンを培養神経細胞に作用させると活動電位および細胞内カルシウムイオン濃度の増加が認められた。レーザー照射後は活動電位の放出頻度がやや低下した。発痛物質を神経線維の先端に作用させながらレーザーを照射し活動電位を測定する実験については、再現性の良い定量的データが得られていない現状であり、改良が必要である。5.本研究により低出力レーザーによる疼痛除去機構を細胞レベルで解析する方法論の基礎が確立された。さらに研究を進めて疼痛治療の改善に努める。1)マウスの脊髄後根神経節からコラーゲナーゼ、トリプシン処理とパーコール密度勾配遠心法により分離精製した感覚神経細胞を微細電極基板上にて培養する技術および細胞体と神経線維がシリコングリースにより疎水的に分離された状態で微細培養基板上に培養されるコンパートメント培養法を確立した。これにより、細胞体と神経線維とを独立に刺激したり、電位測定を行ったりすることが可能となった。2)培養神経細胞より神経繊維をできるかぎり長く成長させる条件として、実験動物の週令、神経成長因子、細胞接着因子などを検討し、8週令までの動物の使用やラミニン、NGFなどの使用により比較的好結果が得られている。3)低出力レーザーを微小スポットに集光して局所に照射することのできる実験系を検討し、微細な神経線維に照射するためのレンズ集光法による光学系を確立するとともに、40200mWの出力を有するレーザー発振器から連続的およびパルス的にレーザー光を照射することが可能となった。4)神経線維の刺激として電気刺激に加えて化学物質刺激法について検討した結果、ブラジキニン、カプサイシンなどの刺激が有効であるが、培養細胞ロット間での充分な再現性を得るために引き続き検討が必要である。5)上記の検討結果を踏まえて、神経末端にのみ痛み刺激をあたえながら細胞体の活動電位を測定する実験系を確立した。この系を用いてレーザー照射による疼痛除去についての細胞レベルでの検討を継続中である。1)低出力レーザー(Ga-Al-As半導体レーザー、波長830nm、出力2060mW)をレンズにより直径約1020μmの微小スポットに集光してマウス脊髄後根神経節より分離、精製、培養した神経細胞の神経線維に正確に照射する方法を確立し、実際の臨床的疼痛治療条件に近い60秒程度照射した結果、神経線維に顕微鏡的に顕著な消失や変形はみとめられなかった。2)パッチクランプ法により培養神経細胞の活動電位を測定した結果、培養2日目までは活動電位の測定が容易であったが、3日目以降は細胞表面が硬く測定に困難が伴った。

疼痛物質であるブラジキニンを培養神経細胞に作用させるとインパルス頻度および細胞内カルシウムイオン濃度が増加した。レーザー照射後はインパルス頻度がやや減少する傾向が認められた。3)培養神経細胞の神経線維にレーザー照射を行いながら活動電位の変化を測定する実験は再現性に問題があり、定量的データは得られていない現状であるが、ノイズの低減の工夫により精度の向上が期待される。4)本研究により低出力レーザーによる疼痛除去機構を細胞レベルで解析するための方法論の基礎が確立された。今後、痛み刺激による神経細胞の興奮のレーザー照射による抑制について定量的研究を進め、疼痛治療の改善に結び付けたい。
日本語作文支援システムのための複合機能表現の獲得と用法の分析

前年度までの研究で収集していた日本語の接続表現について、少し時間が経過し、明らかに接続表現でない表現が発見されたことやさまざまな知見を得たことから、あらためて接続表現の定義を見直した。その結果、いくつかの接続表現の削除、および指示代名詞を含み、かつ文中の動詞の格要素となる表現については、他の接続表現リストを参照してもリストアップされていないことから、これらを接続表現とみなさないこととした。最終的に収集できた接続表現は100語程度減少することとなった。収集した接続表現の構成要素に関する研究では、複合語からなる表現を形態素ごとに分割し、どのようなパターンがあるかをまとめあげた。そして接続表現の意味役割とパターンの関連性について調査を行っている。前述の指示代名詞を部分的に含む接続表現が多岐にわたることもあり、パターンの調査については継続中である。この調査が完成した暁には、我々の手法で収集できていない低頻度の接続表現についてパターンをもとに意味役割を付与することが可能になり、日本語学習者向け作文執筆支援システムに組み込むことで、網羅性の高い支援機能を有することになる予定である。最後に本年度の収集対象である副詞表現については、副詞の定義および収集方法の検討を開始した。まず副詞の語彙リストを既存のリソース(紙の辞典、形態素解析辞書、日本語学習者向けリスト)から収集した。次にこれらの表現についてコーパス中での出現傾向を調べている段階である。接続表現の定義見直し、接続表現の構成要素のパターン調査、副詞表現の接続傾向の調査など、おおむね本研究課題の申請書通りに進展している。本年度についても引き続き接続表現の収集および調査をおこなう。複合接続表現のパターン化については、意味役割との関連性を求め、実際の応用システムで利用するにあたり、リスト外の接続表現判定実験をおこない、精度を測る。副詞表現については出現傾向を把握し、接続表現の網羅的な収集手法についての研究をおこなっていく。残額が生じた物品費については、当初予定していたサーバのスペック増強を、調達価格の下落傾向を鑑み、次年度に繰り越すこととした。
日本における洞穴遺跡の構造論的研究

基盤研究(A)(1)の最終年度にあたり次の研究を行った。基礎的研究岐阜県内の石灰岩地帯を中心とする洞穴遺跡の分布調査を実施した。その中で発掘調査を実施しやすい洞穴、岩陰の選定を行った。実践的研究その結果、岐阜県吉城郡上宝村杖石岩陰の発掘調査を10月下旬から11月上旬までの10日間実施した。岩陰の規模は小さかったが縄文時代のキャンプサイトの様相をもっていた。研究集会本年度のまとめとして全国の研究者および協力者が参加した第三回シンポジウム「洞穴遺跡の諸問題」(公開講演を含む)を行った。東海地方の洞穴遺跡、洞穴遺跡の動物遺存体および古墳時代の洞穴利用の一形態(舟葬論)の三主題を中心に研究、討論した。総合研究Aの初年度に当たり、基礎的研究と実践的研究の両側面から計画を進めた。基礎的研究日本考古学協会による「洞穴遺跡調査特別委員会」が発足し、その成果は1967年『日本の洞穴遺跡』としてまとめられている。しかし、この一連の調査から約20年の歳月を経、またその後の洞穴遺跡の調査も増加してきた今日、洞穴遺跡報告書の文献目録、及び洞穴遺跡の地名表、洞穴遺跡の平面図・土層図の集成などの基礎的作業を再度行う必要性が生じた。本年度は、文献目録及び地名表を作成し「日本の洞穴遺跡地名表(附参考文献)」として刊行し、多くの関連研究者に配布するとともに、それらの情報収集に努めた。作成した地名表を基に、静岡県・愛知県の洞穴遺跡調査(6月)、群馬県の洞穴遺跡分布調査(8月)、埼玉県の洞穴遺跡分布調査(10月)、三浦半島の海食洞穴の分布調査と地質学的調査(1月)を分担者及び研究協力者とともに実施した。実践的研究ケーススタデイとして2つの洞穴遺跡と開地遺跡の発掘調査を実施した。1つは千葉県館山市所在の海食洞穴である(9月)。この洞穴からは丸木舟を用いた全国的に注目された船葬墓を検出し、その保存方法を検討した。もう1つは長崎県佐世保市の杉の尾洞穴とそれに関連する開地の横手遺跡の横手遺跡の発掘調査である(12月)。杉の尾洞穴から押型文期(縄文早期)、横手遺跡からはナイフ形石器(旧石器時代)の遺物・遺構を検出し、その解明にあたった。研究集会本年度のまとめとして全国の研究者および研究協力者が参加したシンポジウム『洞穴遺跡の諸問題』と題した研究集会を実施した(3月)。近年注目された9つの洞穴遺跡の成果報告と洞穴遺跡の問題点が検討された。その結果は『シンポジウム「洞穴遺跡の諸問題」発表要旨』として刊行した。全国の洞穴遺跡の発掘成果及び平面図・層位図・遺物集成を昨年から継続して行なった。洞穴の実地調査は、*岩手県の石灰岩洞穴を中心。(瓢箪穴洞穴・蛇王洞洞穴・小松洞洞穴ほか)*埼玉県の洞穴(神庭洞穴ほか秩父の洞穴)*島根県海食洞穴(サルガ鼻洞穴・権現山洞穴・森山洞穴・猪目洞穴ほか)*群馬県の洞穴(吾妻川流域の洞穴・忠治の岩屋洞穴・不動洞洞穴ほか)*神奈川県の海食洞穴(大浦山洞穴・間口洞穴・猿が島洞穴・毘沙門洞穴ほか)*千葉県の海食洞穴(大寺山洞穴・鉈切洞穴・出野尾洞穴・布良洞穴ほか)これらの洞穴遺跡の調査を通して、発掘調査すべき洞穴の選定・検討をしたが、いずれも条件が合わず、今回は洞窟成因に関する地質学的調査に留め発掘調査は見送ることとした。真央、これまでに蓄積した洞穴遺跡の問題点と課題を明確にするために、第2回洞穴遺跡シンポジウムを研究分担者・協力者及び全国の研究者約100名を集め、報告・討議を行なった。基礎研究(A) (1)の最終年度にあたり次の研究を行った。
高圧処理による筋肉内結合組織の軟化メカニズムの解明

高圧処理によって筋肉内結合組織は軟化し、特に筋周膜および筋周膜-筋内膜接合部のコラーゲン線維の脆弱化が明らかになった。また、高圧処理に伴うコラーゲン分子の分解は認められず、コラーゲン分子の会合もしくはコラーゲン細線維同士の接着の解離が示唆された。したがって、高圧処理は、コラーゲン分子を分解するのではなく、コラーゲン分子やコラーゲン細線維の会合状態を脆弱化させ、筋肉内結合組織の軟化に結びつくことが推察された。高圧処理は、加熱に代わる新たな食品加工技術として,近年,世界中で注目されている技術であり、水などの液体を介して1,000気圧(100MPa)以上の圧力をかける日本において提唱された新技術である。食肉科学分野でも食肉の軟化促進を引き起こし、筋原線維タンパク質の変化に伴う軟化効果がその要因であることが示されたが、筋肉内結合組織に及ぼす高圧処理の影響については全くわかっていない。我々は、単離した筋肉内結合組織すなわちコラーゲン線維に高圧を施す予備実験を行ったところ、高圧処理は筋肉内結合組織の軟化を引き起こすことを見出した。したがって、本研究は高圧処理による筋肉内結合組織の軟化メカニズムの解明を目的とし、本年度では、高圧処理による筋肉内結合組織の軟化の確認・評価、高圧処理による筋肉内コラーゲンの熱安定性の評価、高圧処理による筋肉内コラーゲン線維立体構築状況の解析を行った。得られた結果の大要は以下の通りである。(1)筋肉の硬さと同様に筋肉内結合組織の硬さも100MPa以上で有意に低下し、400MPa以上の高圧処理では未処理から約3040%軟化した。(2)筋肉内コラーゲンの熱安定性をコラーゲンの加熱溶解性ならびにDSCから解析した。コラーゲンの加熱溶解性は200MPa以上の処理で有意に上昇し、またDSC解析から、約300MPa以上の高圧処理で筋肉内コラーゲン線維の熱安定性の低下が起こることが示された。(3)SEMを用いて高圧処理による筋肉内コラーゲン線維立体構築状況を観察したところ、筋内膜コラーゲン細線維網には顕著な変化は認められなかったが、150MPa以上の高圧処理で筋周膜-筋内膜接合部の間隙が大きくなり、500MPaの高圧処理では筋周膜コラーゲン線維間の解離が認められ、高圧処理に伴う筋肉内コラーゲン線維立体構築の脆弱化が示された。以上の結果は、高圧処理が筋肉内コラーゲン線維の熱的および構造的脆弱化を引き起こすことで筋肉内結合組織の軟化を誘導することを示唆する。高圧処理は、加熱に代わる新たな食品加工技術として,近年,世界中で注目されている技術であり、水などの液体を介して100MPa以上の圧力をかける日本において提唱された新技術である。食肉科学分野でも食肉の軟化促進を引き起こし、筋原線維タンパク質の変化に伴う軟化効果がその要因であることが示されたが、筋肉内結合組織に及ぼす高圧処理の影響については全くわかっていない本研究は高圧処理による筋肉内結合組織の軟化メカニズムの解明を目的とし、昨年度の結果から高圧処理が筋肉内コラーゲン線維の熱的および構造的脆弱化を引き起こすことで筋肉内結合組織の軟化を誘導することが示唆されたので、本年度は、筋肉内コラーゲン分子挙動に及ぼす高圧処理の影響を検討した。(1)SDS-PAGEおよびNative-PAGEから、高圧処理は筋肉内コラーゲン分子のサブユニットへの解離や分解を伴わないことが確かめられた。(2)CDスペクトルおよび蛍光スペクトル解析から、加圧中のコラーゲン分子の2次および3次構造の変化は認められたが、圧力解放後には再びもとに戻った。したがって高圧処理はコラーゲン分子構造の不可逆的変性を引きこさないことが示された。(3)コラーゲンペプチド遊離試験からも高圧処理に伴うコラーゲン分子のペプチド化は示されなかったが、コラーゲン線維からのタンパク態コラーゲンの遊離が認められた。以上の結果は、高圧処理は、コラーゲン分子を変性・分解するのではなく、コラーゲン分子の会合状況を変化・脆弱化させることを示唆する。高圧処理は、加熱に代わる新たな食品加工技術として,近年,世界中で注目されている技術であり、水などの液体を介して100 MPa以上の圧力をかける日本において提唱された新技術である。

本研究は高圧処理による筋肉内結合組織の軟化メカニズムの解明を目的とし、これまでの結果から高圧処理が筋肉内コラーゲン分子を変性・分解するのではないことが示され、高圧処理に伴う筋肉内結合組織の脆弱化にはむしろコラーゲン分子の会合状態の変化・脆弱化が関与することが推定されたので、本年度はコラーゲン分子およびコラーゲン細線維の会合状態に及ぼす高圧処理の影響を検討した。得られた結果の大要は以下の通りである。(1)In vitroコラーゲン細線維形成に及ぼす高圧処理の影響を検討したところ、200 MPa以下の圧力はコラーゲン分子の自己会合を抑制し、300 MPa以上の圧力では自己会合を促進した。(2)コラーゲン分子の会合後の圧力処理は、コラーゲン細線維の集合を促進した。(3)形成したコラーゲン細線維に高圧処理を行うと、コラーゲン細線維間の間隙が大きくなり、高圧処理に伴う筋肉内コラーゲン線維構造の脆弱化とよく対応した。以上,これまでの結果から、高圧処理に伴う筋肉内結合組織の脆弱化は、内在性酵素によるコラーゲン分子の分解ではなく、コラーゲン細線維の会合状態の脆弱化が関与するものであり、これにはコラーゲン細線維間を接着している物質の遊離もしくは分解が関係するものと推察された。
内皮由来過分極因子(EDHF)の負の制御因子は一酸化窒素(NO)である

酸素や栄養を運搬する血液が流れている導管「動脈」のしなやかな動きは,からだを正常に保つために重要です。このような動脈の動きは,動脈を構成する細胞である「内皮細胞」が作り出す様々な物質によって調節されています。この研究では,そのような物質の中から2種類(一酸化窒素NOおよび内皮由来過分極因子EDHF)に着目し,お互いどのように調節しあっているのかについて調べました。その結果,NOが大量に存在する時にはEDHFを抑制する機構が存在することをみいだしました酸素や栄養を運搬する血液が流れている導管「動脈」のしなやかな動きは,からだを正常に保つために重要です。その結果,NOが大量に存在する時にはEDHFを抑制する機構が存在することをみいだしました本年度は、研究目的2に使用する予定であった特殊なモデル動物がH18-19年度の間で供与してもらえることになったため、当初H19年度以降に行う予定であった「メタボリックシンドローム病態時には一酸化窒素(NO)による内皮依存性過分極因子(EDHF)産生調節機構は破綻しているか否か」についての検討を急遽先に行うこととした。SHR.Cg-Lepr^<cp>/NDmcr(SHR-cp)およびSHRSP.Z-Lepr^<fa>/IzmDmcrラット(SHRSPZF)は、自然発症高血圧ラットに肥満遺伝子cpまたはfaが発現したラットである。これらのラットは、高血圧と肥満を自然発症するのに加え、高トリグリセリド血症、高コレステロール血症、高インスリン血症などを併発する、メタボリックシンドロームのモデルラットである。このような病態モデルを用いて、メタボリックシンドローム発症時における腸間膜動脈における内皮依存性弛緩反応の変化、すなわち、NOおよびEDHFを介した弛緩反応の変化を、マグヌス法および本研究で新たに用いる膜電位感受性色素を用いたEDHF依存性過分極反応測定法により測定し、正常動物のそれと比較検討した。その結果、SHR-cpおよびSHRSPZFともに、メタボリックシンドローム発症時には、腸間膜動脈における内皮依存性弛緩反応が減弱すること、その機序として、平滑筋におけるNOに対する反応性の低下と、EDHFを介した弛緩反応の減弱(弛緩反応性の低下および膜電位変化の低下)が関与することが明らかとなった。すなわち、メタボリックシンドロームのような重篤な病態時には、NOおよびEDHFともにその機能が低下しており、お互いを補足しあうための調節機構が破綻していると考えられた。我々は、メタボリックシンドロームモデルラットであるSHR.Cg-Lepr^<cp>/NDmcr(SHR-cp)ラットおよびSHRSP.Zr-Lepr^<fa>/IzmDmcr(SHRSPZF)ラットを用いた検討により、メタボリックシンドローム発症時に腸間膜動脈における内皮依存性弛緩反応が減弱していること、その機序として平滑筋におけるNOに対する反応性の低下およびEDHFを介した弛緩反応の減弱(弛緩反応性および膜電位変化の低下)が関与するごとを明らかとしてきた。このことは、メタボリックシンドロームの状態では、NOおよびEDHFはともにその機能が低下しており、お互いを補足し合う調節機構も破綻していると考えられた。そこで本年度は、薬物治療を行うことによりこのような調節機構の破綻が改善されるか否かを検討した。今回は、治療薬として、臨床で汎用される治療効果の異なる3種の薬剤を選択した。すなわち、カルシウム拮抗薬、アンギオテンシンII受容体拮抗薬およびインスリン抵抗性改善薬を、SHR-cpラットまたはSHRSPZFラットに1日1回2ケ月間経口投与した。薬物処置後、各動物より腸間膜動脈を摘出し、NOおよびEDHFを介する内皮依存性弛緩反応性を検討した。その結果、SHR-cpラットおよびSHRSPZFラットのいずれのメタボリックシンドロームモデルラットを用いた場合においても、アシギオテンシII受容体拮抗薬の処置によってのみ、血管弛緩反応の減弱が改善された。また、内皮依存性血管拡張反応に寄与するNOおよびEDHFの割合においては、アンギオテンシII受容体拮抗薬投与により正常動物WKYに匹敵する程度にまで改善されることが明らかとなり、補足調節機構の回復が認められた。以上の結果、メタボリッ.クシンドローム発症時に生じる血管拡張機能障害の予防・改善に対し、アンギオテンシンII受容体拮抗薬の処置が効果的であることが示された。本年度は、研究目的1の「血管拡張機能が正常な状態では、血管内皮細胞由来過分極因子(EDHF)の産生または作用は、一酸化窒素(NO)によってnegative regulationを受けているのではないか?このような負の調節機構が存在するのであれば、その機構はどのようなものか?」について、正常動物の腸間膜動脈を用いて検討を行った。実験には、Wistar系雄性ラットを用い、麻酔下に腸間膜動脈第3枝を摘出し、観察用窓を開けたリング状標本を作製した。標本に膜電位感受性色素をロードした後、共焦点レーザー顕微鏡のステージに設置した。

フェニレフリンを添加することにより標本を収縮させた後、引き続いてアセチルコリンを添加し、この時生じる膜電位変化を測定した。データは、アセチルコリン添加前後の膜電位の差をF/FOとして表した。また、動脈に過剰のNOを作用させる目的でニトロプルシドナトリウム(SNP)を、また、NOの産生または作用を抑制する目的で、NO合成酵素阻害薬であるL-ニトロアルギニンメチルエステル(LNAME)または可溶性グアニル酸シクラーゼ阻害薬であるODQを、それぞれ標本に前処置した後、上記と同様の方法で実験を行い、正常動脈におけるEDHFにより生じる膜電位変化に及ぼすNOの影響を検討した。その結果、アセチルコリンにより生じる過分極反応の程度は、SNPを前処置した標本においては抑制されるが、LNAMEおよびODQの前処置によっては影響をされないことをみいだした。以上のことから、過剰のNOはEDHFの産生または作用を抑制的に調節すること、その抑制機構にはcGMPは関与していないことが示唆された。一方で、NOの産生やその作用が低下した場合には、NOによるEDHFの促進的調節機構が存在する可能性は低いと考えられた。
脳損傷後のチャンネルトランスポーター解析と治療への応用

ラット脳虚血モデルでのアクアポリン4型遺伝子と蛋白は虚血の3-7日目をピークとして発現がみられた。また局在の検討ではアストロサイトにその局在があり、急性期には血管周囲足での発現が消失し、細胞体での発現が増強し、アクアポリン蛋白のターンオーバーが起こっていることが示された。さらに浮腫の強い部分で遺伝子、蛋白とも発現が強く、浮腫の発生とともに吸収にも関与することが示された。同様な所見は凍結脳損傷モデルでも示され、細胞外浮腫の消長に応じて、アクアポリン4型がダイナミックに変化していることが明らかになった。一方、培養グリア細胞に低酸素負荷を加えると、1,4,5,8型など各種のアクアポリンが発現することを明らかにし、その制御機構を明らかにした。オスモライト・トランスポータであるミオイノシトール・トランスポータの発現は、ラットくも膜下出血ではくも膜下腔に接する脳組織の神経細胞にみられ、脳組織の浸透圧変化に対応していることが示された。また、くも膜下出血急性期におこる全脳虚血のため、海馬にも発現がみられ、虚血性の浸透圧変化にも反応することが示された。ミオイノシトール・トランスポータの発現が有益な反応か否かは完全に解明することはできなかったが、慢性期にはその反応が消失することから、一過性の反応と考えられた。ラット線条体出血後には黒質の変性が起こることを明らかにしているが、この際、黒質神経細胞にもミオイノシトール・トランスポータの発現が起こることを明らかにした。しかしその生理学的意義については不明であり、解析を進めている。また、神経幹細胞をラット線条体出血後に移植すると、黒質の変性が修飾され、ミオイノシトール・トランスポータ発現が変化することを解析している。神経細胞やグリアの細胞膜表面には水、グルタミン酸、浸透圧物質などを選択的に通過させるチャンネル・トランスポーターが存在し、局所細胞環境を維持するために働いている。本研究では脳虚血、くも膜下出血、脳挫傷などの各種脳損傷加った時、神経細胞やグリアでこれらのトランスポーター機能がどのように変化するかを検討した。本年度(2年計画の1年目)は水チャンネル、グルタミン酸トランスポータ、浸透圧調節トランスポータの発現がどのように変化するかを解析した。その結果、びまん性軸索損傷では脳幹腹側にNa/myoinositoI cotransporterの遺伝子発現が亢進することを見出した(ueda et al.: MoI Braln Res)。また凍結脳損傷モデルでは浮腫水の広がりに応じて水チャンネルトランスポータのアクアポリン4遺伝子発現が増加することを見出した。またアクアポリン4のアストロサイトでの発現制御機構についても解析した(Yoneda et al.: MoI Brain Res、Yamamoto et al.: MoI Brain Res)。またこれらに先駆けて、脳損傷時にアストロサイトで即時遺伝子の発現冗進が起こることを培養モデルで見出した(Katano et al.: Newosci Lett)。これらの結果から、細胞膜トランスポーターを制御して細胞死の防止するという新しい治療の視点が確立できることが期待される。第2年目にはこれらトランスポーター遺伝子の発現制御機構を明らかにし、これをもとに細胞死防止法を開発することを研究目的とする予定である。ラツト脳虚血モデルでのアクアポリン4型遺伝子と蛋白は虚血の3-7日目をピークとして発現がみられた。

さらに浮腫の強い部分で遺伝子、蛋白とも発現が強く、浮腫の発生とともに吸収にも関与することが示された。同様な所見は凍結脳損傷モデルでも示され、細胞外浮腫の消長に応じて、アクアポリン4型がダイナミックに変化していることが明らかになった。一方、培養グリア細胞に低酸素負荷を加えると、1,4,5,8型など各種のアクアポリンが発現することを明らかにし、その制御機構を明らかにした。オスモライト・トランスポータであるミオイノシトール・トランスポータの発現は、ラットくも膜下出血ではくも膜下腔に接する脳組織の神経細胞にみられ、脳組織の浸透圧変化に対応していることが示された。また、くも膜下出血急性期におこる全脳虚血のため、海馬にも発現がみられ、虚血性の浸透圧変化にも反応することが示された。ミオイノシトール・トランスポータの発現が有益な反応か否かは完全に解明することはできなかったが、慢性期にはその反応が消失することから、一過性の反応と考えられた。ラット線条体出血後には黒質の変性が起こることを明らかにしているが、この際、黒質神経細胞にもミオイノシトール・トランスポータの発現が起こることを明らかにした。しかしその生理学的意義については不明であり、解析を進めている。また、神経幹細胞をラット線条体出血後に移植すると、黒質の変性が修飾され、ミオイノシトール・トランスポータ発現が変化することを解析している。
偏光場を活用したレーザー光還元法による超微細金属ナノ構造作製技術の開発

光閉じ込め効果や電場増強効果などの光学特異性を示すプラズモニックデバイスやメタマテリアルは,センサ,イメージング,ディスプレイ等への応用が期待され,次世代光学デバイスとして注目されている.我々は,これらデバイスを構成するうえでの基礎となる金属ナノ構造体の作製技術として,金属イオン溶解ポリマーの光還元反応によるレーザーパターニング技術に着目した.近年,金属ナノ構造がレーザー光の偏光に依存して形成されることを発見したため,本研究によりその形成メカニズムを解明し,超微細金属パターニング技術の確立を目指す.光閉じ込め効果や電場増強効果などの光学特異性を示すプラズモニックデバイスやメタマテリアルは,センサ,イメージング,ディスプレイ等への応用が期待され,次世代光学デバイスとして注目されている.我々は,これらデバイスを構成するうえでの基礎となる金属ナノ構造体の作製技術として,金属イオン溶解ポリマーの光還元反応によるレーザーパターニング技術に着目した.近年,金属ナノ構造がレーザー光の偏光に依存して形成されることを発見したため,本研究によりその形成メカニズムを解明し,超微細金属パターニング技術の確立を目指す.