hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林生態系からのアミノ態窒素の流出が水田肥沃度に及ぼす影響

また、土壌中の窒素無機化特性を調べるため、アミノ酸の生分解試験を実施した。14C標識アミノ酸を水田土壌へ添加し、14CO2放出速度を測定することで平均滞留時間を求めた。渓流水には各種遊離アミノ酸が数百nmolレベルで存在し、渓流水中の溶存窒素に占める遊離アミノ酸の割合は210%であった。渓流水中の主要なアミノ酸はセリン、グリシン、アラニン、オルニチンであった。全遊離アミノ酸に占めるオルニチンの割合は給源となる森林土壌でも高かった。一方、湛水前の水田土壌ではグルタミン酸、セリン、グリシン、チロシンが主体であった。田面水にはこれに加えヒスチジン、オルニチン、リシンが含まれていた。渓流水を介した遊離アミノ酸移動量は数百g N ha-1 yr-1に過ぎず、森林から水田への窒素移動は懸濁態(CN比714)が主体であった(230 kg N ha-1 yr-1)。渓流水を介した遊離アミノ酸の供給量は小さいものの、水田土壌における平均滞留時間は数時間であり、即効性のある窒素供給源として働き得る。一方、懸濁態物質のアミノ酸を介した無機化による窒素供給量は10-20 kgN ha-1 yr-1あり、渓流水を介した森林から水田への懸濁態物質の移行は、水田の地力窒素を高めていることが定量的に示された。森林-水田の地目連鎖系では渓流水を通した塩基類の供給が知られているが、窒素供給は低いと考えられてきた。しかし、渓流水を介して水田へと移動する窒素には懸濁態、有機態成分も存在する。そこで、森林・水田土壌における窒素フラックスを推定するとともに、湛水条件下の水田土壌における窒素の無機化能を検証した。この結果、渓流水を介した遊離アミノ酸の供給量は小さいものの、水田土壌における平均滞留時間は数時間であり、即効性のある窒素供給源として働き得ることが示された。一方、渓流水を介した森林から水田への懸濁態物質の移行量、その無機化による窒素供給量は大きく、水田の地力窒素を高めていることが定量的に示された。これまでに森林から水田へのアミノ態成分を含む物質の移動量を定量評価するため、富山県上市町、京都府宮津市の森林・水田系において、渓流水、田面水の定期採取、観測を開始した。また、水田におけるアミノ態物質の利用可能性を調べるため、微生物によるアミノ酸、アミノ糖の生分解試験を実施した。森林から水田へ懸濁物質を含む窒素成分が渓流水によって移動すること、冬季よりも雨の多い夏季にその量が大きいことを解明した。さらに、供給されたアミノ成分は微生物によって速やかに無機化されることを確認しており、着実に成果を得ている。現場で取得している窒素フロー(イネの養分吸収量、窒素収支)および気象・土壌環境データ(温度・水分、酸化還元電位、pH)とともに、土壌水、渓流水、田面水中のアミノ酸の組成と微生物代謝のデータを取りまとめ、森林が水田肥沃度に果たす窒素供給機能について総括する。土壌生態学物質移動の季節性及び窒素の年間移動量を求めるため、富山県上市町、京都府宮津市の森林・水田系において、渓流水を介した物質フラックスの観測を継続して行う。また、アミノ酸およびアミノ糖の供給源を特定するため、土壌水中のアミノ糖成分および微生物群集組成の解析を行う。これによって、森林と水田を結ぶ物質循環を量とメカニズムの両面から解明する。
脂肪肝における虚血再灌流傷害分子機序の解明と治療法の開発

脂肪肝ラット群と正常肝ラット群に対して70%温虚血再灌流を行い、肝障害、NOX発現の変化を検討をした。温虚血再灌流障害にて脂肪肝群は生存率が低下し、肝壊死面積、TNFα、IL-6、8-OHdG等の炎症性サイトカインの増加が見られた。NOX発現は脂肪肝で増加していた。p47phox、TLR-4発現は脂肪肝ラットで有意に増加し、虚血再灌流後それぞれ24時間、4/24時間でピークとなった。HMGB1の発現は脂肪肝ラットにて減少していた。p47phox阻害剤apocynin投与群においては肝温虚血再灌流障害後の生存率が有意に改善し、しかもその効果は正常肝ラットよりも脂肪肝ラットにおいて顕著であった。1.脂肪肝ラットの作成・評価:6週齢のS-Dラットに3週間MCD(メチオニン・コリン欠乏)食を投与して作成した。組織学的評価では約50%のmacrovesicular steatosisが確認され、線維化は認めなかった。2.脂肪肝温虚血再灌流モデルによる検討:脂肪肝ラットと正常肝ラット(コントロール)に80分間の70%温虚血後再灌流し比較したところ、脂肪肝ラットでは再灌流24時間後の肝組織壊死領域が正常肝ラットと比較し有意に増加していた。3.温虚血再灌流後のp47phoxの発現の検討:p47phox免疫組織学的検討において、温虚血再灌流後は脂肪肝、正常肝とも再灌流6時間後からp47phoxの発現の増加がみられ、24時間後に最も多く発現していた。また、脂肪肝群、正常肝群の間で比較したところ、脂肪肝群では正常肝群と比較し、有意に再灌流24時間後のp47phoxの発現量が多かった。また、二重免疫染色にて、p47phoxはKupffer cellの細胞膜に発現していた。1.脂肪肝温虚血再潅流モデルによる検討:脂肪肝ラット群と正常肝ラット群に対して70%温虚血後再潅流を行い、肝傷害、NOX発現の変化を評価する。(結果)1虚血再灌流傷害にて脂肪肝群は生存率が低下し、肝壊死面積、8-OHdG、TNFαおよびIL-6の増加が見られた。2NOXは脂肪肝群で発現が増強し、再還流後24時間でピークが見られた。3TLR4は脂肪肝で発現が増強し、HMGB1の増加を伴い再還流後に増加した。2.NOX阻害下における脂肪肝温虚血再潅流傷害の検討:脂肪肝ラット、正常肝ラットNOX阻害剤apocyninを投与し、Vehicle投与群と比較する。(結果)NOX阻害剤投与群で生存率の改善、肝壊死面積、8-OHdG、TNFα、IL-6の減少が見られた。NOX阻害剤投与群では再還流直後のTLR4やHMGB1に影響はなく、再還流後24時間のTLR4の発現増加やHMGB1の核外放出が抑制された。順調に進展している。1.脂肪肝温虚血再灌流モデルによる検討:脂肪肝ラット群と正常肝ラット群に対して70%温虚血後再灌流を行い、肝障害、NOX発現の変化を評価する。(結果)1虚血再灌流障害にて脂肪肝群は生存率が低下し、肝壊死面積、8-OHdG、TNFαおよびIL-6の増加が見られた。2NOXは脂肪肝群で発現が増強し、再灌流後24時間でピークが見られた。3TLR4は脂肪肝で発現が増強し、HMGB1の増加を伴い再灌流後に増加した。2.NOX2阻害下における脂肪肝温虚血再灌流障害の検討:脂肪肝ラット、正常肝ラットにp47phox(NOX2)阻害剤apocynin(100mg/kg)を投与し、vehicle投与群と比較する。(結果)western blottingによる検討にてapocynin投与群ではVehicle群と比し細胞膜上のp47phox発現が有意に低下していた。免疫染色でもp47phox発現細胞の減少が確認された。また、脂肪肝においてTLR4発現は温虚血再灌流4時間後と24時間後にpeakがみられ、apocynin投与群では虚血再灌流24時間後のTLR4の発現の低下がwestern blotting、免疫染色にて確認された。HMGB1の肝細胞内発現は脂肪肝ラットにおいて虚血再灌流後有意に減少していたが、apocynin投与によって発現が保持された。apocynin投与群において肝温虚血再灌流障害後の生存率が有意に改善し、しかもその効果は正常肝ラットよりも脂肪肝ラットにおいて顕著であった。

p47phox阻害剤apocynin投与群においては肝温虚血再灌流障害後の生存率が有意に改善し、しかもその効果は正常肝ラットよりも脂肪肝ラットにおいて顕著であった。順調に進展している。平成28年度は脂肪肝ラット全肝移植(冷虚血再灌流)モデルを使用して移植後肝障害の評価、分子機序の解明、更にNOX阻害剤の効果を検討する方針である。肝臓外科平成27年度は前年度確立したラット脂肪肝モデルを使用し、肝温虚血再潅流後の肝傷害に対するNOX阻害剤の有用性を、平成28年度は脂肪肝ラット全肝移植(冷虚血再灌流)モデルを使用して移植後肝障害の評価、分子機序の解明、更にNOX阻害剤の効果を検討する方針である。
精神科看護師の熟練形成プロセスと精神科看護スキルの継承に関する研究

本研究は、精神科看護スキルがどのようなプロセスを経て熟練形成されるのかについて明らかにし、精神科看護スキルの継承に寄与することを目的とし、精神科に従事する新人・中堅・熟練看護師を対象に以下の3段階で研究するものである。研究Iでは文献検討の結果をもとに、精神科看護スキルの理解度と実施度を尋ねる質問紙調査を行い、精神科看護スキルを把握する。研究IIでは、新人・中堅・熟練看護師それぞれに半構成的インタビューを行い、精神科看護師が有しているスキルとその熟練形成のプロセスを明確にする。研究IIIでは、新人・中堅・熟練看護師から構成されるグループにインタビューを行い、困難な臨床場面の検討を通じて、熟練看護師の有しているスキルが次世代の看護師にどのように継承されているのか、その契機を分析し、新人・中堅・熟練看護師が獲得した実践知の継承可能性を検証する。現在まで、筆者が作成した質問票に基づき、精神科に従事する看護師に精神科看護スキルの理解度と実施度を尋ねるアンケート調査を行った。対象者は、長野県内の精神科病院および病棟に勤務する精神科看護師である。データ収集は、長野県の精神科病院および精神科病棟の承諾が得られた施設に、協力可能な人数を確認してアンケート用紙を送付した。看護管理者を介して質問紙を対象者に配布し、回収は対象者に個別の封筒を配布し回答後に封をして対象者ごとに郵便ポストに投函してもらい回収した。現在、経験年数をもとに新人・中堅・熟練看護師それぞれが習熟している精神科看護スキルを整理している最中である。経験年数をもとに新人・中堅・熟練看護師それぞれが習熟している精神科看護スキルを把握することを目的に、収集したデータを分析しているが、データに欠損等が見られ、当初の計画より分析に時間を要している。今後、所属機関の研究者からスーパーバイズを受けるなどして、量的研究の知見を深め、最終年度での報告書の完成を目指す。本年度は、質問紙調査で得られた結果から、半構成的インタビューを行う。対象者は新人・中堅・熟練看護師各5名の合計15名である。新人・中堅・熟練看護師にインタビューを1回6090分程度実施する。ただし、対象者に疲労がみられた場合は適宜休憩を入れる。インタビュー内容は了承を得てICレコーダーに録音する。録音不可の場合はメモの承諾を確認する。メモの同意が得られない場合は調査を実施しない。施設による偏りをなくすため同様に3施設で行う。ただし、インタビュー中に、状況を詳しく説明する図や資料などの提出を可能にする。精神科看護師のスキルを明確にし、個人の経験において重要なエピソードとそこから得られた教訓や知識について尋ね、精神科看護師として習熟したプロセスを明らかにする。令和2年度は、新人・中堅・熟練看護師から構成されるグループに、臨床場面を提示しながらグループインタビューを行う。対象者は新人・中堅・熟練看護師各35名のグループ35回の合計15名である。調査は施設による偏りをなくすため3施設以上で行う。インタビュー内容は了承を得てICレコーダーまたはビデオカメラに録音録画する。録音録画不可の場合はメモの承諾を確認する。新人・中堅・熟練看護師のそれぞれが、どのような臨床場面を通じて精神科看護スキルを獲得・継承しているのか、その契機を明らかにする。令和3年度は、精神科看護師の実践能力がどのような熟練のプロセスから形成され、熟練看護師の有しているスキルが次世代の看護師にどのように継承されているのか、その過程を分析し、困難な臨床場面の検討を通じて、実践知の継承可能性を検証し報告書にまとめる。

今後、所属機関の研究者からスーパーバイズを受けるなどして、量的研究の知見を深め、最終年度での報告書の完成を目指す。本年度は、質問紙調査で得られた結果から、半構成的インタビューを行う。対象者は新人・中堅・熟練看護師各5名の合計15名である。新人・中堅・熟練看護師にインタビューを1回6090分程度実施する。ただし、対象者に疲労がみられた場合は適宜休憩を入れる。インタビュー内容は了承を得てICレコーダーに録音する。録音不可の場合はメモの承諾を確認する。メモの同意が得られない場合は調査を実施しない。施設による偏りをなくすため同様に3施設で行う。ただし、インタビュー中に、状況を詳しく説明する図や資料などの提出を可能にする。精神科看護師のスキルを明確にし、個人の経験において重要なエピソードとそこから得られた教訓や知識について尋ね、精神科看護師として習熟したプロセスを明らかにする。令和2年度は、新人・中堅・熟練看護師から構成されるグループに、臨床場面を提示しながらグループインタビューを行う。対象者は新人・中堅・熟練看護師各35名のグループ35回の合計15名である。調査は施設による偏りをなくすため3施設以上で行う。インタビュー内容は了承を得てICレコーダーまたはビデオカメラに録音録画する。録音録画不可の場合はメモの承諾を確認する。新人・中堅・熟練看護師のそれぞれが、どのような臨床場面を通じて精神科看護スキルを獲得・継承しているのか、その契機を明らかにする。令和3年度は、精神科看護師の実践能力がどのような熟練のプロセスから形成され、熟練看護師の有しているスキルが次世代の看護師にどのように継承されているのか、その過程を分析し、困難な臨床場面の検討を通じて、実践知の継承可能性を検証し報告書にまとめる。物品費に関して当初の予定より安価で商品を購入できたこと、また旅費に関して仕事により研究テーマに関連した学会に赴けなかったことで当該年度の実支出額を低く抑えられたことが主な理由である。翌年度は計画的に物品を購入するとともに、インタビュー調査に赴くため速やかに旅費を清算する。
アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成とケタミンの有用性の検討

アルコール依存症とうつ病は合併頻度が高く、既存の抗うつ薬では治療効果が低いことから、合併患者における発症メカニズム解明と治療法の開発が求められているものの、動物モデルを用いたアルコール依存併発の難治性うつ病研究は殆ど行われていない。本研究では、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスを作成し、行動薬理学的解析によりケタミンの有効性を評価するとともに、遺伝子欠損マウスを用いてケタミンの抗うつ効果発現におけるNMDA受容体GluN2Dサブユニットの役割を明らかにすることを目的として研究を進めた。アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成を試み、処置アルコールの濃度・期間ならびに負荷ストレスの強度・期間を検討し、処置アルコールの濃度を段階的に引き上げた後、3週間の自己選択式アルコール処置を行ったマウスにおいては、5日間連続拘束ストレスを負荷することで強度の抑うつ様行動が見られることを、スクロース嗜好性試験および新奇環境摂食抑制試験により明らかにした。また、この抑うつ様行動は、フルオキセチン20 mg/kgを5日間連続処置することでは寛解しないが、ケタミン10 mg/kg単回投与で寛解することを明らかにし、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスとして有用である可能性を示した。さらに、GluN2Dの遺伝子欠損マウスを用いて、ケタミンおよびその光学異性体の抗うつ作用の変化を尾懸垂試験により解析し、光学異性体のRケタミン単回投与後において見られる持続的な抗うつ作用発現においては、GluN2Dが重要な役割を担っていることを明らかにし、論文報告を行った。さらに、副作用発現に関する機序に関しても検討を進め、ケタミンおよびその光学異性体の認知機能阻害効果発現においても、光学異性体のRケタミンの作用発現にGluN2Dが重要な役割を担っていることを明らかにし、論文投稿中である。アルコール依存症とうつ病は合併頻度が高く、このような合併例では既存の抗うつ薬の治療効果が低いことが知られており、合併患者における発症メカニズム解明と治療法の開発が求められている。しかしながら、アルコール依存併発の難治性うつ病に関する研究は少なく、特に動物モデルを用いた研究は殆ど行われていない。また、近年、難治性うつ病の治療薬としてNMDA受容体チャネルを主要標的とするケタミンが注目されている。さらに、研究代表者らは、ケタミンによる運動量亢進がNMDA受容体チャネルGluN2Dサブユニットの遺伝子欠損マウスでは消失していることを見出している。本研究では、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスを作成し、モデルマウスを用いた行動薬理学的解析によりケタミンの有効性を評価するとともに、遺伝子欠損マウスを用いてケタミンの抗うつ効果発現におけるNMDA受容体チャネルGluN2Dサブユニットの役割を明らかにすることを目的とする。本年度は、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成を試み、処置アルコールの濃度・期間を検討し、1ヶ月未満のアルコール処置ではうつ病の難治化が引き起こされにくいことが示された。また、GluN2Dの遺伝子欠損マウスを用いて、既存の抗うつ薬(フルオキセチン)とケタミンの抗うつ作用の変化を尾懸垂試験により解析し、ラセミ体のケタミン処置による抗うつ作用発現へのGluN2Dの関与は少ないものの、光学異性体ケタミンでは、R体とS体で関与が異なることを示す結果を得つつある。アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成に関しては、確立はしていないものの、アルコール処置濃度や期間に目途が立ってきており、おおむね順調である。また、GluN2D欠損マウスを用いた解析においては、ラセミ体ケタミンのみならず光学異性体を含めた解析も研究計画を前倒しにして始めており、全体として研究の進捗状況はおおむね順調であると評価できる。本研究では、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスを作成し、モデルマウスを用いた行動薬理学的解析によりケタミンの有効性を評価するとともに、遺伝子欠損マウスを用いてケタミンの抗うつ効果発現におけるNMDA受容体GluN2Dサブユニットの役割を明らかにすることを目的として研究を進めている。昨年度に引き続き、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成を試み、処置アルコールの濃度・期間ならびに負荷ストレスの強度・期間を検討し、アルコール濃度を段階的に増やした後、3週間の自己選択式処置を行ったマウスにおいては、5日間拘束ストレスを負荷することで抑うつ様行動が見られることを、スクロース嗜好性試験および新奇環境摂食抑制試験により明らかにしている。この抑うつ様行動は、フルオキセチを5日間処置では寛解せず、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスとして有用である可能性がある。さらに、ケタミンの単回投与で抑うつ様行動が寛解する傾向を示しており、より臨床の報告に即したモデルとなることが期待される。また、GluN2Dの遺伝子欠損マウスを用いて、ケタミンおよびその光学異性体の抗うつ作用の変化を尾懸垂試験により解析し、その抗うつ作用発現においてはGluN2Dの関与は少ないものの、単回投与後において見られる持続的な抗うつ作用発現においては、光学異性体のRケタミンの作用発現にGluN2Dが重要な役割を担っていることを明らかとし、論文報告を行った。

さらに現在、ケタミンおよびその光学異性体の副作用発現におけるGluN2Dの役割に関しても検討を進めている。アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成に関して、確立の目途が立ってきており、おおむね順調である。また、GluN2D欠損マウスを用いた解析においては、ラセミ体ケタミンのみならず光学異性体を含めた解析も研究計画を前倒しにして進め、研究成果を論文報告の形で公表しており、全体として研究の進捗状況はおおむね順調であると評価できる。アルコール依存症とうつ病は合併頻度が高く、既存の抗うつ薬では治療効果が低いことから、合併患者における発症メカニズム解明と治療法の開発が求められているものの、動物モデルを用いたアルコール依存併発の難治性うつ病研究は殆ど行われていない。本研究では、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスを作成し、行動薬理学的解析によりケタミンの有効性を評価するとともに、遺伝子欠損マウスを用いてケタミンの抗うつ効果発現におけるNMDA受容体GluN2Dサブユニットの役割を明らかにすることを目的として研究を進めた。アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス作成を試み、処置アルコールの濃度・期間ならびに負荷ストレスの強度・期間を検討し、処置アルコールの濃度を段階的に引き上げた後、3週間の自己選択式アルコール処置を行ったマウスにおいては、5日間連続拘束ストレスを負荷することで強度の抑うつ様行動が見られることを、スクロース嗜好性試験および新奇環境摂食抑制試験により明らかにした。また、この抑うつ様行動は、フルオキセチン20 mg/kgを5日間連続処置することでは寛解しないが、ケタミン10 mg/kg単回投与で寛解することを明らかにし、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウスとして有用である可能性を示した。さらに、GluN2Dの遺伝子欠損マウスを用いて、ケタミンおよびその光学異性体の抗うつ作用の変化を尾懸垂試験により解析し、光学異性体のRケタミン単回投与後において見られる持続的な抗うつ作用発現においては、GluN2Dが重要な役割を担っていることを明らかにし、論文報告を行った。さらに、副作用発現に関する機序に関しても検討を進め、ケタミンおよびその光学異性体の認知機能阻害効果発現においても、光学異性体のRケタミンの作用発現にGluN2Dが重要な役割を担っていることを明らかにし、論文投稿中である。尾懸垂試験法の結果を基準として、抑うつレベルが高い条件を見出していき、アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス候補を見出す。さらに、得られたモデルマウスにおける既存の抗うつ薬(三環系抗うつ薬ならびにSSRI)の抗うつ作用の変化を、尾懸垂試験により解析し、抗うつ薬投与にて抑うつ様行動が改善しないモデルを、難治性うつ病モデルマウスとして確立する。さらに、モデルマウスにおけるケタミンの抗うつ効果に関して検討を行うことで、その有用性を検討する。また、GluN2D欠損マウスを用いたモデルマウス作成を行うことで、アルコール依存併発の難治性うつ病におけるGluN2Dの役割を明らかにする。アルコール依存併発の難治性うつ病モデルマウス候補におけるケタミンの抗うつ効果に関して検討を行うことで、その有用性を検討する。
乳幼児中耳貯留液の診断における1000Hzティンパノメトリーの有用性の検討

ティンパノメトリーによる鼓膜のインピーダンス測定は、中耳滲出液貯留を簡便に検出する検査法である。通常226Hzのプローブ音を用いるが、乳幼児には1000Hzが有用であるとされており、局所所見を取るのが困難な児にも推奨されている。当研究では乳幼児253耳に1000Hz、226Hzティンパノメトリーを実施し、臨床データと併せて有用性を検討した。1000Hzティンパノメトリーの感度84.6%、特異度62.3%であり、226Hzよりも感度は高いが、特異度は低い結果であった。乳幼児の滲出性中耳炎の診断には1000Hzティンパノメトリーだけでなく局所所見や検査データも考慮し、評価すべきである。本研究の目的は、新生児聴覚スクリーニング検査(Newborn hearing screening、以下NHS)で要精密検査となった児(耳)の中で、中耳貯留液、貯留物の存在が原因である児を1000Hzティンパノメトリーによりどれほどの精度で検出できるか検証することである。平成26年度、平成27年度は、当院もしくは検査協力機関を受診したNHS要精密検査児に対して、初診時、生後36ヶ月時、911ヶ月時の1顕微鏡もしくは拡大鏡下での鼓膜所見、2他覚的聴力検査(ABRもしくはASSR)結果、3BOA、COR結果、4226Hzおよび1000Hzティンパノメトリー検査を行う予定であった。また、NHSで両耳パスであったが何らかの理由により、当院もしくは協力施設を受診した生後6ヶ月未満の児、NHS片耳要精密検査であった児においても、226Hzおよび1000Hzティンパノメトリーを実施することにしていた。1000Hzティンパノメトリー機器の選定に時間を要したため、本年度は主に考察の基礎となるパイロットデータを収集した。現在のところ、乳児期早期の1000Hzティンパノメトリーの有用性も波形を解析する限りでは2峰性であったり、ピークが出現しにくかったりする傾向が強く、226Hz比較して明確なメリットは証明されていない。今後症例数を増やしていくことで、1000Hzティンパノメトリーの有用性と限界について検証する予定である。平成26年度、27年度は「新生児聴覚スクリーニング検査要精密検査児(耳)の1000Hzティンパノメトリー評価」「正常聴力児(耳)の1000Hzティンパノメトリー評価」を予定している。目標症例数はそれぞれ120例、100例である。現在のところ、120例に検査を実施しており、視診に加え、1000Hzティンパノメトリーおよび226Hzティンパノメトリー、ASSR、DPOAE等を行っている。保護者から研究協力が得られないケースもある。また中耳貯留液を有する症例も少ないため、目標症例数には到達していないが、平成28年度も検査を継続しながら解析を行う予定である。現在1000Hzティンパノメトリーの中耳貯留液診断における有用性、また226Hzティンパノメトリーと比較した場合の差がみられるかについての検討を行っている。通常用いられるのは226Hzのプローブ音を用いたティンパノメトリーであるが、これは乳幼児では柔らかい外耳道のために正確な測定が困難で、特に生後6ヶ月以下の児には適さず、高周波数1000Hzのプローブ音を用いたティンパノメトリーを使用することが推奨されている。しかし本邦で広く用いられているティンパノメトリーは226Hzで、1000Hzティンパノメトリーはほとんど使用されていなく、日本人の乳幼児における1000Hzティンパノメトリーの評価の妥当性も確立されていない。

本研究の目的は、乳幼児の滲出性中耳炎の有無を1000Hzティンパノメトリーによりどれほどの精度で検出できるか検証すること、また従来広く使用されている226Hzティンパノメトリーと比較し、1000Hzティンパノメトリーが有用か否かを明らかにすることである。本研究では乳幼児253耳に1000Hz、226Hzティンパノメトリーを実施し、臨床データと併せて有用性を検討した。対象児の1000Hzティンパノグラムは70.3%の児で両耳、19.5%で片耳解読可能な波形で描出されていたが、10.2%で両耳とも解読もしくは検査不可能であり、226Hzティンパノグラムと同程度であった。滲出性中耳炎の診断における感度は1000Hzティンパノメトリーでは84.6%、226Hzティンパノメトリーは73.1%で、1000Hzティンパノメトリーの方が高い検出率であった。一方、特異度は1000Hzティンパノメトリーでは62.3%、226Hzティンパノメトリーは81.5%で、226Hzティンパノメトリーの方が高い結果であった。乳幼児の滲出性中耳炎の診断には1000Hzティンパノメトリーだけでなく局所所見や検査データも考慮し、評価すべきである。ティンパノメトリーによる鼓膜のインピーダンス測定は、中耳滲出液貯留を簡便に検出する検査法である。通常226Hzのプローブ音を用いるが、乳幼児には1000Hzが有用であるとされており、局所所見を取るのが困難な児にも推奨されている。当研究では乳幼児253耳に1000Hz、226Hzティンパノメトリーを実施し、臨床データと併せて有用性を検討した。1000Hzティンパノメトリーの感度84.6%、特異度62.3%であり、226Hzよりも感度は高いが、特異度は低い結果であった。平成26年度、27年度は「新生児聴覚スクリーニング検査要精密検査児(耳)の1000Hzティンパノメトリー評価」「正常聴力児(耳)の1000Hzティンパノメトリー評価」を予定している。目標症例数はそれぞれ120例、100例である。現在のところ、43児に検査を実施している。内訳としては、NHS両側要精密検査8例16耳、片側要精密検34例(要精密検査34耳、異常なし33耳)、NHS両側異常なし症例2例4耳に対し、視診に加え、1000Hzティンパノメトリーおよび226Hzティンパノメトリー、ASSR、DPOAE等を行っている。1000Hzティンパノメトリー新機種の販売を待って購入したため、現時点では目標症例数には到達できていないが、今後も検査を継続していく予定である。平成28年度は、データ収集と並行して、これまで得られたデータの解析に着手している。正常耳と中耳液貯留耳においてのデータをJerger、Marchant、Keiの分類法を用いて評価する。これらのデータを解析し、乳幼児における1000Hzティンパノメトリーの中耳貯留液診断における有用性、現在広く使用されている機器である226Hzティンパノメトリーと比較した場合に有意差がみられるかの検討を行う。この結果は平成28年10月行われる日本耳科学会で報告を行う予定である。聴覚医学平成27年度は、平成26年度と同様に「新生児聴覚スクリーニング検査要精密検査児(耳)の1000Hzティンパノメトリー評価」および「正常聴力児(耳)の1000Hzティンパノメトリー評価」のデータ収集および解析を行う。本邦では正常児(耳)の1000Hzティンパノメトリーに関する研究もされていないため、まず正常児のデータ収集を行う。また、初回検査を実施した症例の2回目以降の検査データの経時的変化を解析する。
植物ペルオキシソームの品質管理におけるオートファジー制御機構の解明

本研究はオートファジーによるペルオキシソーム分解のシグナル伝達経路の解明、および植物におけるオートファジー制御機構の特異性を明らかにすることが目的であり、本年度は以下の解析を進めた。1. LON2によるオートファジー抑制機構の解明:LON2の相互作用因子を同定したところ、候補因子の中に、サイトゾルおよび顆粒状構造に局在するものがあった。動物細胞において、この因子はオートファジーに関与することが報告されており、ペルオキシソーム膜のLON2との相互作用が選別機構の鍵となる可能性が示唆された。2.植物における新規オートファジー遺伝子の探索:ペルオキシソームの分解が抑制されたpeup変異体群を得ている。選択的ペルオキシソーム分解に関わる遺伝子欠損株を選抜するために、さらに2段階のスクリーニングを行い、peup32を解析対象として絞り込んだ。peup32はペルオキシソームの形態に異常が見られた。またPEUP32の欠損により細胞死が促進することが明らかとなった。3. atg変異体の解析:植物におけるオートファジー分解の過程を詳細に観察するために、atg2、atg7変異体においてATG18a-GFPによるオートファゴソーム膜の可視化を行った。その結果、これらオートファジー因子の欠損株においてもオートファゴソーム膜の伸展が見られ、ペルオキシソームを囲むような像が得られた。この結果は、酵母における報告とは異なるものであり、例え同じ遺伝子のセットを有していても、その制御機構は生物種により異なることを示唆する興味深いものである。27年度が最終年度であるため、記入しない。1. LON2によるオートファジー抑制機構の解明:LON2欠損株ではオートファジーによるペルオキシソーム分解が亢進する。LON2によるオートファジー制御機構を明らかにするために、GFP-LON2を発現させた形質転換体を作出し、GFP抗体による免疫沈降および質量分析を行い、LON2と相互作用する因子の同定を進めた。2.植物における新規オートファジー遺伝子の探索:ペルオキシソーム数が増加し局在が異常となったpeup変異体が多数単離されており、複数のオートファジー遺伝子が含まれることを明らかにした。また、遺伝子未同定の変異体群の中には、動物や酵母では発見されていない新規の因子が含まれる可能性があるため、次世代シークエンサーにより変異箇所の特定を行った。変異箇所をより限定するためのマップベースクローニングを行う準備を進めた。3.オートファジー関連因子のホモログの解析:他生物において近年報告されたペルオキシソーム分解に関わる因子のホモログを植物において探索し、変異系統の確立およびそれら変異体でのペルオキシソームの可視化を推進した。peup変異体群の解析は、植物における新規オートファジー因子の発見を目指すものであるが、次世代シークエンサーのみでは原因遺伝子の特定に困難を見出した。しかし、マッピングを行うための準備を進めることができたので、次年度以降、遺伝子の同定を推進できると考えている。その他、可視化ライン、変異株の確立など、次年度の解析のための準備が進んでいる。前年度に引き続きLON2相互作用因子の解析を行う。また、これまでに得られているpeup変異体の遺伝子同定を行う。植物におけるオートファジーの特徴を把握する為に、植物のatg変異体を用いた各種生理実験を行う。
歯科用デジタルX線画像診断システムの性能評価と至適運用に関する調査研究

デジタル画像診断システムのなかで、歯科に固有な口内法X線撮影システムは、少しずつ普及が進みつつある。この口内法デジタルX線画像診断システム(以下デジタルシステムと略す)の性能と適用、および従来のアナログフイルム画像との違いを研究・調査した。さらにデジタル画像法の将来の応用・発展について調査し、最適のシステムの確立に向けて、今後の研究・実験、さらに本格的な実用化に向けての計画を企画立案した。さらに将来の歯科医療におけるデジタル画像の応用とその役割についても調査検討した。調査研究メンバーとして、全国の歯科大学・歯学部の中で、口内法デジタルX線画像診断システムを利用・研究しつつある研究者8人の協力により、下記の検討結果を得た。1)各種デジタルシステムのデジタル画像の画質評価を行った。2)各種デジタル装置の性能評価、操作性および規格性の検討を行った。3)デジタルシステムを利用するにあたって、デジタル画像通信およびデジタル画像用語の検討を行った。4)デジタルシステムを利用する中で、そのデジタル画像管理方法の検討を行った。5)デジタルシステムを一般利用する上で、放射線防護上からみた利用指針の検討を行った。6)デジタルシステムの健保上の取り扱いに関する検討を行った。7)デジタルシステムを院内ネットワークに組み込むためのシステムに関する検討を行った。
先天代謝異常症の治療法選択を支援する^13C呼気試験による酵素活性評価システム

高グリシン血症の酵素診断を目的とした[1-^<13>C]グリシン呼気試験、およびフェニルケトン尿症の診断を目的とした[1-^<13>C]フェニルアラニン呼気試験の開発を行った。どちらの方法においても、正常対照に比し患者群では有意に低い^<13>CO_2排出を認め、その信頼性が示された。^<13>C呼気試験は、安全でかつ残存酵素活性の程度が評価できるため、予後の予測や治療法の選択に役立つ有用な検査と考えられた。高グリシン血症の酵素診断を肝生検などの侵襲的な手技を行うことなしに実施する目的で、[1-^<13>C]グリシンを利用した呼気試験を開発し、2004年に特許出願した(特願2004-20934)。欠損酵素であるGCSはグリシンの脱炭酸反応を含み、1[1-^<13>C]グリシンを用い^<13>C呼気試験を10名の正常対象者と6名の高グリシン血症の患児に対し実施した。(本研究は、東北大学医学部倫理員会の承認を受けている。)患児における^<13>CO_2の排出は正常対照より極めて低値で、診断に有用である事を報告した(Kure S, et.al., Ann Neurol 59:862, 2006)。これらの経験から、安全かつ残存酵素活性の程度が評価できる^<13>C呼気試験を他の先天代謝異常症の診断に導入し、予後診断や治療法選択に有用なシステムを作る事を目的とする。システム作成上、次の条件を検討した。1)^<13>C化合物の種類と投与量、2)呼気検体の採取時間と回、3)呼気試験全体の実施時間(観察時間)、4)正常対照者における個人差の程度。初めに、13C-フェニルアラニンを用いた呼気試験を実施し、上の条件を検討した。遺伝子検査による遺伝子型と13C累積回収率の結果を比較検討する事により、13C呼気試験の結果は、フェニアルアラニン水酸化酵素の残存酵素活性よく反映することが判明した。今後、他の疾患に対して新しいシステムの開発を行っていく予定である。高グリシン血症の酵素診断を行う目的で、[1-^<13>C]グリシンを利用した呼気試験を開発した。欠損酵素であるGCSはグリシンの脱炭酸反応を含み、1[1-^<13>C]グリーシンを用い^<13>C呼気試験を行ったところ、患児における^<13>CO_2の排出は正常対照より極めて低値で、診断に有用である事を報告した(Kure S et al, Ann Neurol 59 : 862, 2006)。これらの経験から、安全かつ残存酵素活性の程度が評価できる^<13>C呼気試験を多くの先天代謝異常症の診断に導入し、予後診断や治療法選択に有用なシステムを作る事を目的とする。種々の遺伝性代謝病に対する^<13>C呼気試験の実施プロトコールを作成する。平成20年年度は、高グリシン血症とフェニルケトン尿症の呼気試験の条件検討をほぼ終了した。平成21年度は、高グリシン血症とフェニルケトン尿症の臨床試験を更に進める。安定同位体である^<13>Cで標識されたグリシン及びフェニルアラ人を正常人に投与し、呼気中の^<13>CO_2の濃度を赤外分光法で測定する。具体的には、1)^<13>C化合物の種類と投与量、2)呼気検体の採取時間と回数、3)呼気試験全体の実施時間(観察時間)、4)正常対照者における個人差の程度、などのパラメーターを少しずつ変えながら、プロトコールの作成を行った。その後、患者家族の協力を得て、プロトコールの有用性を検討する。本研究は、東北大学医学部倫理委員会に承認されている(No.2003-041)。専用の説明文書を承諾書のフォームが既に作成済みで既に使用している。説明文書中には、(1)研究への協力は任意であること、(2)希望すればいつでも研究協力を中止できること、(3)呼気試験と遺伝子検査の具体的な検体の採取方法、(4)研究結果はその結果が誰のものか分からないようにして上で学術発表する可能性があること、を含んでいる。アミノ酸代謝異常などの酵素欠損症の残存酵素活性を知ることは、より良い治療法の選択や予後予測に有用である。欠損している酵素によっては、血液細胞や繊維芽細胞には発現していないものもあり、その場合には酵素診断のために肝組織の生検などの侵襲的な検査が必要になる。

本研究では、安定同位体^<13>Cで標識されたアミノ酸などの化合物を服用後、呼気中に排出される^<13>CO_2を定量する事で酵素活性を推定する^<13>C呼気試験の開発を目的とする。研究の開始にあたり、東北大学医学部倫理委員会に本研究の審査を請求し、承認された。初めに高グリシン血症の酵素診断を目的とした、[1-^<13>C]グリシン呼気試験の開発を行った。高グリシン血症患児における^<13>CO_2の排出は、正常対照者に比べ極めて低値であり、[1-^<13>C]グリシン呼気試験はグリシン開裂酵素の酵素活性の評価に有用であることを確認できた。次に、[1-^<13>C]フェニルアラニンを用いた呼気試験によりフェニルケトン尿症の酵素診断を行った。正常対照に比しフェニルケトン尿症患者群では、^<13>CO_2排出が有意に低く、欠損酵素であるフェニルアラニン水酸化酵素活性を非侵襲的に評価できることが分かった。更にピルビン酸脱水素酵素欠損症などの他の先天代謝異常症にも応用が可能であった。^<13>C呼気試験は、安全でかつ残存酵素活性の程度が評価できるため、予後診断や治療法選択に有用な検査と考えられた。
光励起多重項形成条件の確立へ新規な光磁気物性を持つ分子素子構築を目指して〜

ニトロキシドラジカル(NR)が結合したポルフィリン(Por)、フタロシアニン(Pc)色素系は、光による磁気的性質の制御と関連して興味深い化合物である。その磁性制御には、励起三重項(T_1)色素と基底二重項(D_0)NRから構成される励起多重項の形成が必要である。昨年度は、ZnPcにNRを配位結合させた錯体について、時間分解ESR(TRESR)を用いて研究し、励起多重項形成条件を調べた。本年度は、過渡吸収、りん光から励起多重項状態の寿命を測定し、TRESRと対応させることで以下のことが明らかとなった。(1)りん光寿命Por-NR間の距離が異なる幾つかのNR配位型亜鉛オクタエチルポルフィリンについて、りん光寿命、TRESR測定を行った。Pcと同様に、距離が10Å以上ではT_1PorのTRESRを示し、8Å以下ではT_1Por-D_0NR間相互作用により励起四重項(Q_1)状態を形成することが解った。Q_1TRESRスペクトルを示す錯体では、りん光寿命が短く(<1/10)なったのに対し、T_1TRESRを示す錯体では、りん光が消光されなかった。これにより、TRESRスペクトルとりん光寿命は、良い相関を持つことが示された。(2)過渡吸収NR配位型Pcは溶液中の実験に適さないので、NRがケイ素に共有結合したケイ素Pcを新規に合成した。その結果、(1)NRが結合することで励起多重項の寿命が短くなること(1/100)、(2)励起二重項(D_1)とQ_1がエネルギー的に近接した錯体において、最も励起多重項の寿命が短くなること等を見出した。後者は、D_1-Q_1の混合で説明され、TRESRと過渡吸収の比較から得られた興味深い結果である。ニトロキシドラジカルが結合したポルフィリン、フタロシアニン色素系は、光による磁気的性質の制御と関連して興味深い化合物である。その磁性制御には、励起三重項色素と二重項ニトロキシドラジカルから構成される励起多重項の形成が必要である。そこで本研究では、金属ポルフィリン、フタロシアニンに、一つのニトロキシドラジカルを配位結合させた錯体について研究を行った。励起三重項色素-二重項ラジカルからなる励起四重項について時間分解ESR測定を行い、以下のことが明らかになった。(1)ラジカル-色素の励起エネルギーの相対関係-ポルフィリンの最低励起一重項(S_1)、三重項(T_1)のエネルギーを変え、ニトロキシドラジカルの最低励起二重項(D_1)エネルギーとの相対関係について研究を行った。その結果、T_1のエネルギーがD_1のエネルギーよりも低い系においてのみ励起四重項が観測され、励起エネルギーに関する光励起多重項形成条件が確立された。(2)ラジカル-色素間の距離依存性-亜鉛フタロシアニン-ラジカル間の距離が異なる幾つかの錯体を合成し、測定を行った。その結果、フタロシアニン中心とラジカル中心間の距離が8Å以下では励起四重項の形成が確認されたのに対し、10Å以上ではラジカル-励起三重項間電子交換相互作用がほぼ0であることが明らかとなった。常磁性種間磁気的相互作用の距離依存性に関するESR研究は、これまで基底状態についてがほとんどだったが、今回励起状態に関して知見を得ることができたことは大変興味深い。
天体物理学における高密度プラズマ:縮退星の構造と動力学

天体高密プラズマとは、中性子星、白色矮星、太陽、赤色矮星、巨大惑星などの内部、表面、外気にみられる物質を意味する。これらの物質は電磁力を中心とする粒子間相互作用の効果が強く、種々の相転移-結晶化、組成分離、金属・非金属転移、磁気転移-を引き起こす可能性をもつ。高密物質の状態式や相図は、天体中での基本的な物理過程-原子・分子過程、電子伝導、光子輸送、エネルギーの生成・散逸-と密接に関わっており、これらを通じて天体の内部構造と進化や固有振動現象を左右する主な要因となる。本研究は、高密プラズマ中のこれらの基礎過程を解明し、その結果を白色矮星、太陽、巨大惑星などの構造、進化、振動特性の解析に応用することを目的とする。(一丸、尾形、Hubbard,Van Hom)のグループは、基礎物理過程の解明と構造・進化の解析を分担、また(尾崎、柴橋、Thomas,Van Hom)のグループは、構造・振動特性の解析を分担した。得られた主な成果は次の通りである。A)熱核融合および冷核融合反応率1多種イオン高密プラズマ中熱核融合反応増大率2星内高密固相物質中の冷核反応における熱的な増倍効果3超高圧金属水素中核反応(p-d,d-t,p-Li)理論とその応用4太陽中核反応率・エネルギー輸送率に対するクーロン遮蔽効果とニュートリノB)電離度に依存する高密物質中のエネルギー輸送に関わる基礎物理過程1部分電離高密物質の基礎熱力学関数の導出2電離の進行に伴うエネルギー伝達の異常3高Z物質の電気・熱伝導度に関する解析表式の導出4光子の自由-自由散乱に伴う輻射輸送係数C)高密物質中の相転移現象1量子クーロン固体の状態式を経路積分Monte Carlo法により導出2多種イオン高密プラズマの状態式と相分離現象の解析3部分電離高密プラズマ物質の相図の導出4荷電フェルミ液体の磁気相図における有限温度での交換相互作用効果の解明D)天体の固有振動1強い磁場をもつ恒星の非動径固有振動モードの解析2彗星の衝突による木星の非動径振動励起の可能性の検討3音波の伝播特性を用いた太陽表面直下の構造探索天体高密プラズマとは、中性子星、白色矮星、太陽、赤色矮星、巨大惑星などの内部、表面、外気にみられる物質を意味する。A)熱核融合および冷核融合反応率1多種イオン高密プラズマ中熱核融合反応増大率2星内高密固相物質中の冷核反応における熱的な増倍効果3超高圧金属水素中核反応(p-d,d-t,p-Li)理論とその応用4太陽中核反応率・エネルギー輸送率に対するクーロン遮蔽効果とニュートリノB)電離度に依存する高密物質中のエネルギー輸送に関わる基礎物理過程1部分電離高密物質の基礎熱力学関数の導出2電離の進行に伴うエネルギー伝達の異常3高Z物質の電気・熱伝導度に関する解析表式の導出4光子の自由-自由散乱に伴う輻射輸送係数C)高密物質中の相転移現象1量子クーロン固体の状態式を経路積分Monte Carlo法により導出2多種イオン高密プラズマの状態式と相分離現象の解析3部分電離高密プラズマ物質の相図の導出4荷電フェルミ液体の磁気相図における有限温度での交換相互作用効果の解明D)天体の固有振動1強い磁場をもつ恒星の非動径固有振動モードの解析2彗星の衝突による木星の非動径振動励起の可能性の検討3音波の伝播特性を用いた太陽表面直下の構造探索高密度プラズマ物質中の核融合反応率を理論的に解明し、太陽巨大惑星褐色矮星白色矮星などの天体に応用し、超新星過程や天体の進化に関する有意義な知見を加えた。高密度多成分プラズマ物質の液相固相両面での状態方程式を、計算機シミュレーションを主要手段として明らかにした。これらの結果を、白色矮星の内部構造や進化、さらには固有振動モードの解析に組み込む研究を進めた。高密度量子固体の調和非調和振動励起を取り入れた状態方程式を、量子モンテカルロ法により計算した。この結果を白色矮星内部の固化転移に応用し、また固相内核反応の温度効果を検討するのに用いた。高密度高原子電荷プラズマ物質の電気熱輸送現象を解析し、正確な伝導度の表式を導出した。この結果は、巨大惑星や白色矮星におけるエネルギー輸送方程式に応用される。

高密度物質中で電離過程を伴う状態の変化を解明し、状態方程式と金属非金属転移を含む相図を導出した。この結果は、巨大惑星の内部構造や固有振動の解析に応用される。強い磁場を持った恒星の非動径固有モードの性質を解析し、内部磁場との関連を調べた。巨大惑星の非動径固有モードと、彗星の衝突によるその励起の可能性を調べた。これたすべての研究実績は、本研究計画による日米研究者の共同研究により推進された。
プロスタノイドによる中枢シナプスネットワーク調節

プロスタグランジン(PG)類の生体作用は、アスピリンの標的として発熱などの中枢作用がよく認識されているにも関わらず、いまだ全く新しい機能が隠され、既知作用についてもその分子機構は不明であった。そこで本研究では、アミロイドβ蓄積や性特異的ネットワーク形成に関わるPG受容体に着目し、PG作用発現の分子機構の解明を試みた。以下に21年度の成果を示す。1. PGE2-EP4シグナルによるアミロイド-β蓄積機構...EP4受容体活性化によるアミロイド-βの蓄積は、エンドサイトーシス阻害剤により阻害された。またEP4受容体作動薬はY-セクレターゼを活性化すること、EP4受容体は活性化によりインターナリゼーションを受けること、C末端を欠失させたEP4受容体はインターナリゼーションを示さず、また同時にY-セクレターゼ活性化やアミロイド-β蓄積能を示さなかった。また免疫沈降法により、EP4受容体は、Rab7(エンドソームマーカー)とともにY-セクレターゼの触媒サブユニットであるPS-1と共沈降されること、この三者複合体は野生型マウス脳でも認められたが、EP4受容体欠損型では見られなかった。従って、EP4受容体は、活性化に伴うエンドサイトーシスによりPS-1とともにendosomeに移行し、Y-セクレターゼを活性化することでアミロイド-β蓄積を促進する可能性を示した。2.脳の性特異的な神経ネットワーク形成機構...脳の性特異的なネットワーク形成と性行動発現におけるプロスタノイドの役割を明らかにするため、8種類の受容体欠損マウスの性行動を解析した。その結果、ある種のEP受容体シグナルはマウス脳の性分化(オス化)に必須の役割を果たすことを見出した。また視索前野ニユーロンのフィロポディア密度と神経突起長に対して、PGE2、EP受容体作動薬、膜透過性cAMPは促進し、インドメタシン、EP受容体遮断薬、EP欠損は阻害した。従って、PGE2-EP受容体はcAMP依存的に視索前野ニユーロンの突起伸長とフィロポディア形成をともに促進することでオス特異的な神経ネットワ-クを形成する可能性を示唆した。プロスタグランジン(PG)類の生体作用は、アスピリンの標的として発熱などの中枢作用がよく認識されているにも関わらず、いまだ新奇機能が隠され、既知作用についてもその分子メカニズムは不明であった。PGの作用は、各PGに特異的な受容体によって介達されるが、研究代表者はこれまで、PG受容体欠損マウスを作成・解析することで、PGの病態・生理作用に関わる責任受容体を同定してきた。そこで本研究では、発熱(EP3)や脳の性分化(EP4)に関わるPG受容体に着目し、PG作用発現の分子機構の解明を試みた。以下に20年度の成果を示す。(1)発熱-EP3受容体視索前野EP3発現ニューロンの解析から、PGE2による発熱応答時には視索前野のGABA-A受容体蛋白の発現が低下すること、PGE2のこの作用はEP3受容体とGi/o蛋白を介することを見出し、PGE2による発熱作用は、GABAの脱抑制を介する可能性を示唆した。(2)脳のオス化-EP4受容体EP4受容体欠損オスマウスは、マウンティングや挿入などのオス型性行動の発現が顕著に減弱する。脳のオス化を支配する視索前野ニューロンの初代培養を用いてPGE2の効果を調べたところ、PGE2はフィロポディア形成促進作用ならびに先導端への細胞骨格制御タンパク質の局在促進作用を示すことを見出した。現在、これらPGE2作用の分子基盤的解析を進めている。

また視索前野ニユーロンのフィロポディア密度と神経突起長に対して、PGE2、EP受容体作動薬、膜透過性cAMPは促進し、インドメタシン、EP受容体遮断薬、EP欠損は阻害した。従って、PGE2-EP受容体はcAMP依存的に視索前野ニユーロンの突起伸長とフィロポディア形成をともに促進することでオス特異的な神経ネットワ-クを形成する可能性を示唆した。
回転場の境界層における伝熱促進に関する基礎研究

平成11年度から2年間にわたり、ガスタービンを始めとする回転機器の冷却性能向上のための基礎研究として、コリオリ力を受ける回転平板境界層における熱伝達特性について実験的研究を実施した。実験は、回転風洞試験設備を用いて行なわれ、層流から乱流への遷移段階と十分発達した乱流の段階の両方について行なった。加熱は等熱流束条件とし、壁温の測定には感温液晶とCC熱電対を使用し、熱線流速計による流速測定および熱電対トラバースによる流れの温度分布の測定も行った。この系では、コリオリ力が壁面に直角に作用するため,回転方向に応じて境界層の安定性が影響を受けるほか、壁面と主流の温度差が大きい場合には、遠心浮力の効果も複合されると考えられるので、主流速と風洞回転速度のほか、壁面温度も変化させた。実験に先立ち、レイノルズ平均の運動量式とエネルギー式に含まれるコリオリ力項ならびに遠心浮力項について吟味し、乱流熱伝達に与える座標系の回転による効果について検討した。得られた主な結論は以下の通りである。1.加熱領域前縁が層流境界層か始まる場合,境界層が層流に留まっている限り高圧面でも低圧面でもコリオリ力の影響はまったく現れない。遷移領域にさしかかると高圧面では熱伝達率の顕著な上昇が見られる。これはコリオリ力によるゲルトラー不安定の結果、壁面垂直方向の熱対流が活発化したためと説明できる。一方低圧面ではこのような変化は生じない。2.加熱領域前縁からすでに乱流境界層となっている場合には、高圧面では熱伝達率が上昇し、低圧面では逆に減少する。しかしこの変化は、遷移領域ほどは顕著でない。以上の傾向は、回転速度がたかいほど、また主流速が小さいほど顕著に表れる。3.遠心浮力の効果は回転方向に関わらず乱流境界層の熱伝達率を上昇させる傾向がある。感温液晶シートとステンレス膜ヒーターを積層した試験平板を回転風洞内に設置し、平板前縁に平行な軸周りに回転させ、回転速度と回転方向及び主流流速を変えながら、等熱流束加熱条件のもとで伝熱実験を行った。この系では、コリオリ力が試験平板に垂直に、また遠心浮力が主流方向に作用するが、壁面と主流の温度差が小さいことから後者は無視し、速度場は温度場と独立に決まるという立場で実験を行った。過去に行われた層流境界層に関する同様の実験では、コリオリ力の作用方向に応じて流れの安定性に変化が現れることがわかっており、乱流境界層の熱伝達にも影響が現れるものと予想された。まず非加熱条件のもとで、熱線流速計を用いて境界層平均速度分布と乱れ強さ分布を測定した。その結果、本実験のパラメータ範囲では、どちらも系の回転によって明確な変化は現れないことが確認された。次に、ヒーターを通電加熱し、感温液晶の色変化を、回転風洞に搭載したデジタルビデオカメラにより撮影した。そして、予め既知の温度場で行われた検定結果を用いて色を壁面温度に換算し、局所熱伝達係数を見積もった。その際、裏面への熱伝導損失を補正するために、合計28本のCC熱電対を壁面に理め込み、試験平板内部の温度場の測定も合わせて行った。その結果、コリオリ力が壁面に向かって作用する回転方向では、回転速度の増加とともに熱伝達係数が増大すること、逆回転の場合には減少すること、この効果は主流流速が小さいほど顕著であることが明らかになった。