hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Pt溶解と析出機能を内蔵した環境負荷のない燃料電池発電システム

H2O2を含む0.5M硫酸溶液中の連続電位掃引によるPt溶解において,各種金属イオンの添加効果を調べた。H2O2にFe2+を共存させるとPtは一桁以上の速度で溶解した。電気化学水晶振動子マイクロバランス法(EQCM)を用いてFe2+とH2O2が共存する硫酸溶液中でPtの電気化学溶解について研究した。1.36 / 0.36 V vsRHE間の電位ステップが4回目の卑電位ステップから顕著なPt溶解が見られ,それはFe2+の添加により加速された。3回までの電位ステップでPt電極重量の増減はFe2+添加により増大した。希硫酸という穏和な環境下でPtが還元時に高速溶解する機構とその応用が議論された。本研究の目的は,使用して寿命を迎えた固体高分子形燃料電池(PEFC)の電極触媒から電気化学的にPtを高効率で溶解して,その後電析によりPt回収する技術を省エネルギーかつ低環境負荷プロセスにて行うことにある。当研究グループでは,高濃度の強酸を使用することなく,Ptを電気化学的に溶解する研究を行っている。特に,0.5 M硫酸中に過酸化水素を添加した場合,Ptが高速溶解する現象を見出して報告してきた。本研究は,この知見をさらに発展させたPt超高速溶解を実現し,環境負荷のないPtリサイクルプロセスを提案することにある。本年度は,過酸化水素含有した0.5 M硫酸溶液中のPt電極連続電位掃によるPt溶解試験において,Fe (Fe2+、Fe3+)、Ce (Ce2+、Ce3+)、Mn (Mn2+)等の金属イオンの添加効果を実施した。まず、金属イオンのない298 mM過酸化水素+ 0.5M硫酸中の連続電位掃引はPt電極の重量減少を示した。上記の金属イオンを溶液に添加すると、電位掃引によるPt溶解量はより増し,特にPt重量はFe2+と過酸化水素の共存下で10倍以上の速度で減少した。さらに、この加速的Pt溶解はFe2+と過酸化水素濃度のいずれにも依存し、最大Pt減少量(257マイクログラム)がFe2+=10 mM、H2O2=298 mMで得られた。この結果はFe2+とH2O2がPt溶解に相乗的に作用することを表している。Pt溶解に対するFe2+と過酸化水素濃度の依存性は,過酸化水素の分解量で説明されると思われる。以上のように,本研究の遂行により低濃度酸性水溶液中で,Ptが高速溶解する要因が把握でき,環境負荷のないPtリサイクルの要素技術に関する研究が進展した。固体高分子形燃料電池(PEFC)を使用後に解体して電極触媒であるPtを回収する方法として,高濃度酸である王水を用いて溶解する方法が確立されている。当研究グループでは,希硫酸溶液にH2O2を加えて電位制御することでPtを高速溶解する技術を開発した。前年度はこれに金属イオンを添加することで,Pt溶解速度が10倍以上に増大することを見出した。本年度は,効果的な金属イオンにFe2+を限定し,Pt高速溶解を生ずる機構と電位の関係を明らかにするとともに,環境負荷の少ないPtリサイクルプロセスを提示する。電気化学水晶振動子マイクロバランス法(EQCM)を用いてFe2+とH2O2が共存する硫酸水溶液中でPtの電気化学溶解について研究した。まずH2O2を含む硫酸水溶液中でPt電極の重量減少を調べたところ,1.36 / 0.36 V vs. RHE間の電位ステップが4回目の卑電位ステップ以降で顕著なPt溶解が観測され,それはFe2+の添加でさらに加速された。Fe2+の添加による3回までの電位ステップ下のPt電極重量の増減はさらに増した。このことは,Pt電極表面のラフネスが端的に増えたことを表している。この現象については,H2O2の分解量が増えたことでO2発生量が増大したことによると考えられる。結果的に,Pt酸化体が還元溶解する過程はPt原子の再配列が関与することが分かった。これらによりFe2+とH2O2が共存する環境下でPtが高速溶解する機構が説明された。このように,0.36 V vs. RHEの還元電位でPtの高速溶解が生ずる。これを水素酸化と組み合わせると,電力消費量を最小にしてPt溶解と回収を行うことが可能になる。以上,本研究の遂行により低濃度酸性水溶液中で,Ptを高速溶解ならびに回収するPtリサイクルの要素技術に関する研究が進展した。比較的穏やかな酸性水溶液中でPtを高速溶解させる因子が抽出された。これは,過酸化水素と金属イオンの組合せで特徴づけられることが分かり,過酸化水素の分解と関係する知見を得た。このように,ほぼ当初の計画通りに研究を遂行している。

環境学(1)過酸化水素と金属イオンの組合せに対する電位の影響を詳細に調べ,(2)Ptリサイクルのための省電力プロセスを提案する。電気化学水晶振動子の特注品の試作に時間を要することが分かり,発注が次年度に移行したことによる。上記の電気化学水晶振動子(特注品)をH27年4月に発注する。
タンパク質架橋反応による腸管免疫の情報伝達制御

トランスグルタミナーゼ(TGase)は、タンパク質の架橋反応を触媒する酵素である。最近、キイロショウジョウバエTGaseのRNAi実験により、TGaseは腸管免疫の制御に関与していることが示唆された。腸管免疫制御の分子機構は未解決の問題である。そこで、本研究では腸管免疫におけるTGaseの機能を調べた。本研究の結果、TGaseは、腸管の免疫経路を負に制御し、過剰な免疫反応を抑え、腸内細菌の恒常性に寄与していることが明らかとなった。トランスグルタミナーゼ(TGase)は、タンパク質め架橋反応を触媒し、皮膚の角質化や血液凝固、またアポトーシスなどを引き起こす生体に必須の酵素である。ごく最近、キイロショウジョウバエのTGaseが腸管め免疫経路を制御していることを見いだした。まず、腸管免疫におけるTGaseの機能を調べるために、TGaseをRNAiした系統と、コントロール系統の、腸管における各種免疫関連因子の産生量をリアルタイムPCR法により定量化した。その結果、主要な免疫経路であるIMD経路の抗菌ペプチド群が、RNAi系統において著しく亢進していることが判明した。一方で、無菌状態で飼育したRNAi系統では、有意な抗菌ペプチドの産生が認められなかった。また、腸管特異的にTGaseをRNAiした系統では、コントロール系統と比較して高頻度で細胞死が誘発されており、生存率も減少していた。興味深いことに、RNAi系統を無菌状態にすると、細胞死は認められず、生存率も大幅に回復した。さらに、TGaseのRNAi系統の腸管抽出物を、無菌化した野生型系統に経口投与すると、TGaseをRNAiしたときと同様に寿命が大幅に短くなった。以上より、TGaseは腸管免疫を負に制御し、腸内細菌叢の維持を行っている可能性が高い。そこで、TGaseの基質タンパク質を同定するために、TGaseの合成基質を用いた実験を行った。TGaseの合成基質を成虫に経口投与すると、この基質がIMD経路の抗菌ペプチド発現に関与する転写因子に、TGase依存的に敢り込まれることが判明した。また、TGaseのRNAi系統では、この転写因子が高頻度で核内に移行していた。TGaseによる転写因子の架橋様式を確かめるため、TGaseと転写因子の両タンパク質を昆虫細胞により共発現させたところ、この転写因子はTGaseにより高度に架橋されることが明らかとなった。以上のことから、TGaseは転写因子を架橋して不活性化させ、腸管免疫の恒常性維持に寄与していることが判明した。トランスグルタミナーゼ(TG)は、タンパク質の架橋反応を触媒する生体に必須の酵素である。最近、キイロショウジョウバエのTGが腸管免疫を制御していることを見出した。そこで、本研究では腸管免疫におけるTGの機能を調べた。まず、腸管免疫におけるTGの機能を調べるために、TGをRNAiした系統と、コントロール系統の、腸管における各種免疫関連因子の産生量を定量化した。その結果、主要な免疫経路であるimd経路の抗菌ペプチド群が、RNAi系統において著しく亢進していることが判明した。また、TGをRNAiした系統では、コントロール系統と比較して生存率が減少しており、高頻度で腸管上皮の細胞死が誘発されていた。興味深いことに、RNAi系統を無菌状態にすると、生存率は大幅に回復し、細胞死も認められなかった。さらに、RNAi系統の腸管抽出物を、無菌化した野生型系統に経口投与すると、生存率が低下した。以上より、TGは腸管免疫を負に制御し、腸内細菌叢の維持を行っていることが示唆された。そこで、TGをRNAiした系統とコントロール系統の腸内細菌叢の解析を行った。コントロールの系統では、抗菌ペプチド感受性が高い細菌群が50%以上占めていた一方で、TGをRNAiした系統では、抗菌ペプチド抵抗性を有するPseudomonas属が大半を占めていた。さらに、TGの基質を同定するために、TGの合成基質を用いた実験を行った。TGの合成基質を成虫に経口投与すると、imd経路の抗菌ペプチド発現に関与する転写因子に、TG依存的に取り込まれた。TGによる架橋様式を確かめるため、組換え体を用いた架橋実験を行ったところ、この転写因子はTGにより高度に架橋されることが明らかとなった。以上のことから、TGは転写因子を架橋して不活性化し、腸管免疫の恒常性維持に寄与していることが判明した。当初予定していた計画のうち、TGaseが関与する腸管免疫のシグナル伝達経路の特定と、その経路における基質タンパク質の同定が達成された。さらに免疫経路の抑制方法の概要も判明し、平成24年度分の計画もほぼ達成された。現在、これらの成果をまとめた論文を投稿中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。

平成24年度以降は、TGase基質の架橋に関わると推定されるアミノ酸残基に変異を加えた各種組換え体を作製し、架橋反応に関わるアミノ酸残基の特定を行う予定である。また、TGaseをRNAiした系統とコントロール系統の、生後各日数における腸内細菌種の同定を進めている。TdaseをRNAiした系統に特有の細菌種を、コントロール系統に感染させることにより、生存率や細菌に対する応答などを評価して、短命の原因細菌を特定したい。さらに、TGaseがIMD経路以外の免疫系へ関与している可能性が出てきたので、その免疫系および基質を、RNAiや生化学的手法を用いて解明したい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
中国の政治経済改革に関する総合研究

我々は中国のポスト毛沢東期における政治改革と開放政策について研究を進めた。改革はもともとは農業の分野で始まり、人民公社の解体、生産責任制システムの導入が行われた。その後、改革は都市の経済活動の分野に広げられた。その結果、中国人の生活水準は向上した。しかし、経済改革と開放政策の成功により、別の課題、すなわち政治改革と民主化の問題が浮上してきた。中国人の中には政治改革と民主化を「第5の近代化」と呼ぶものがいる。中国の学生と知識人は「第5の近代化」という考え方を支持した。政治改革の課題は必ずしも中国共産党の指導者によって無視されたわけではなかったが、彼らによって支持された活動は、「行政改革」の分野、すなわち過度の権力集中、党と政府の機能の分離、機構の合理化、人事任用制度の改革に制限されていた。これらは経済改革を推進するための手段と見なされていた。中国の指導者の中には、民主化を共産党の統治に対する潜在的な脅威とみなすものもいる。しかし、1989年6月におこった天安門事件の後も中国の指導者は、改革と開放政策は継続されるべきだと主張している。もはや中国は改革と開放政策の時計を後戻りさせる立場にはない。それは、これらの政策が中国の民衆によって強く支持されているからである。そして、開放政策の結果として中国は国際的なコミュニティのネットワークに入った。もはや中国は「自力更正」政策に固執する国ではなくなっている。中国経済はグローバルな経済とのつながりなくしてテイクオフすることは出来ない。この見解は中国の指導者によっても共有されている。我々はこのような点について知見を深めることができた。平成4年度の研究は、中国の章治経済改革の現状を把握することに重点をおいた。たまたま昨年10月には、中国の執政党である中国共産党が第14回党大会を開き、中国の改革・開放を加速することを決め、さらに社会主義市場経済システムの樹立を打ち出した。社会主義市場経済論を打ち出した背後には、計画と市場はともに経済的な手段にすぎず、社会主義と資本主義を区別する本質的なものではない、という認識がある。しかし、中国経済の実態は、中央の指令的目標にしたがって生産する計画経済の、市場経済への移行が進みつつある。特に、消費の分野では、その傾向が顕著で、穀物価格も市場で決まるところが、増している。糧票(食料キップ)は廃止の方向に向かっている。また、発展を続ける私有企業の中には、赤字に悩む国営企業の吸収合併を進めていることろもある。しかし、問題は経済改革と政治改革の関係にある。中国では「小政府、多服務(小さい政府、多いサービス)」というスローガンが、かかげられており、市場経済化の進展に伴い、巨大化した政府機構をスリムにすることをめざしている。しかし、これは行政機構改革であり、政治の民主化とはいえない。中国指導部は、経済発展のためには政治的安定が必要である。という論理で、政治システムの改革にとりくむことを避けており、国家安全法の制定など、秩序維持のための法制度の整備を急いでいる。こうした、政治的には引き締めを強化しつつ、経済発展をはかる方式は、台湾やシンガポールの歩んだ道に似ている。政治的民主化の課題はおきざりにして、開発独裁型の国づくりを進めつつある、といえよう。今後は、本年度の研究で得られた。中国の政治経済改革に関する知見をもとにして、台湾やシンガポールを経験と比較しつつ、中国の動向についての研究をより深めていきたい。平成5年度の研究は、引き続き中国の政治経済改革の現状を把握することに重点を置いた。研究代表者石井明は、中国におけるナショナリズムへの傾斜について研究を深めた。

中国では一昨年秋、執政党である中国共産党が第14回大会を開き、改革・開放の加速を決め、更に昨年秋の第3回中央委員会総会において社会主義市場経済システムを築くための具体的な方策を定めた。しかし、中国指導部は、経済発展のためには政治的安定が必要であるという論理で、政治システムの改革に取り組むことは避けている。国民を改革・開放に動員するためにもはやイデオロギーは使えなくなっており、中国指導部はナショナリズムのシンボル操作を行っている。石井の研究はこの点について考察を加えたものである。中国指導部はまた、秩序維持のための法制度の整備を急いでいる。研究分担者の木間正道は現行の法制度の持つ問題点の検討を進め、論文「中国における『行政強制措置』と人身の自由-『収容審査』の存廃問題をめぐって」をまとめたが、これは印刷して関係者に配布した。その他の研究分担者もそれぞれの研究テーマに関して研究を深めている。今後は、昨年及び本年度の研究で得られた、中国の政治経済改革に関する知見をもとにして、台湾やシンガポールの歩んだ道-開発独裁型の国づくり-と比較しつつ、中国の動向についての研究をより深めていきたいと考えている。中国の政治経済改革に関する総合研究の最終年度にあたり、中国の経済発展が持続可能なコースをたどり、今後、「発展した、安定的な中国」として存在しうるようになりうるかどうかについて、検討を加えた。中国と周辺諸国の相互依存関係は深まっていくと思われるが、それが、今後、どの程度の深まりをみせるのか、研究した。中国とロシア、朝鮮半島、日本、アメリカ、台湾、香港、ベトナム、東南アジアとのバイの関係がどうなるかを個別に研究するとともに、中国とアジア・太平洋の周辺諸国・地域の関係が全体としてどうなるのか、という点についても併せて考察した。香港の主権返還が1997年とまじかに迫り、中国と台湾の関係がどうなるかが、大きな課題である。台湾では、台湾アイディンティティの確立を求める動きが強まっている。こうした台湾ナショナリズムの高揚に対し、中国当局は中華民族のナショナリズム論の立場に立ち、台湾の祖国復帰による中国の統一を求めている。台湾海峡を挟んで、2つのナショナリズムがぶつかっているわけである。また、中国当局は、独立か統一かという座標軸でしか、台湾情勢を分析できず、台湾における民主化の進展を評価できない。さらに中国内部では、チベット、新疆で少数民族を担い手とする、いわばサブ・ナショナリズムの運動が根強く繰り広げられている。こうした動きに中国当局は、地方分裂主義というレッテルを貼っている。今後、国内の統合の問題も中国にとって大きな問題となってくることが予想される。危機に直面している中国当局は、上からの愛国主義の注入によって12億人を束ねて行こうとしているが、その前途には、大きな困難が予想される。
究極のナノスクイッドの開発とデバイス展開

単一の電子スピンの検出と少数スピン系の時間緩和過程の解明を行うナノスクイッド(nano-SQUID)の形成法を確立した。自己成長InAs量子ドットで結合したスクイッドで、π接合動作に成功した。これは量子インターフェースへの第一歩である。スクイッドのデバイス展開としては、Sr2RuO4のジョセフソン接合を用いた非S波超伝導によるSRO-SQUIDを作成し、P波超伝導内の3K相においてπSQUID状態から0-SQUID状態の転移が起こることを明らかにした(1)少数スピンの緩和過程の解明を目的として、ナノスクイッドの開発を進める。(2)InAs量子ドットで結合した超伝導磁束量子干渉計(SQUID)を実現し、光系と超伝導系の間の量子インターフェースの基礎を確立する。そのための、光系と超伝導系の間の古典的結合を確認する。具体的には、量子ドットに光を照射し、ドット中にスピンを励起し、これによって、量子ドット接合がπ-接合となることを確認する。次に、光系の光子のあるとない状態の量子重ね合わせ状態を、SQUID系のπ-接合と通常接合の量子力学的重ね合わせ状態への転写をおこなう。(3)さらにスクイッドのデバイス展開という観点から、研究計画の途中から、ナノスクイッドを用いた物性探索を新たに加えることとした。具体的には、非S波超伝導体と考えられているRu-Sr2RuO4共晶と従来型超伝導であるNbで超伝導ループを構成したハイブリッドナノスクイッドを作製しカイラルP波超伝導体に特徴的なπ-SQUID状態、半整数量子渦状態のSQUIDによる検出を目指す。スクイッドのデバイス展開としては、Sr2RuO4のジョセフソン接合を用いた非S波超伝導によるSRO-SQUIDを作成し、P波超伝導内の3K相においてπSQUID状態から0-SQUID状態の転移が起こることを明らかにした平成20年度はナノスクイッド作製法の開発とスピン状態制御観測の測定技術の開発を行った。まず、単一スピン観測のために必要なμメータ以下のサイズのナノスクイッドは、収束イオンビーム(FIB)を用いニオブによる弱結合型のナノスクイッドでの作製をめざし作成法の開発を行った。作製した弱結合型のナノスクイッドは臨界電流密度や磁場応答など良好な特性を得ることが出来た。ナノスクイッドの作成法はほぼ確立し、少数スピンの観測のための重要な一歩である。また、スピン量子ビットとスクイッド量子ビット間の量子力学的結合を目指すために、量子ドットを接合として用いたスクイッドの作成法の開発を行い、困難だと考えられた100nmのオーダーの量子ドット2つに電極を狙って付ける技術を完成させ、量子ドット2つをループに含み超伝導体にアルミを用いたスクイッドを作製した。量子ドット基板上にスクイッドを作る方法はほぼ確立された。ただしこのスクイッドは超伝導電流を観測できたが、その特性は制御しきれておらず量子ドットとアルミとの界面状態の制御などに更なる改善が必要なことが分かってきている。測定技術の開発としてはまず本年度購入した無冷媒希釈冷凍機の立ち上げを行い、10mK以下での長期連続計測を可能にした。また光によるスピン状態の制御のために、100mK4Kの極低温中で、量子ドットや超伝導-常伝導体接合への光照射のための機構の開発を行い、光照射効果の空間分解測定を行った。その結果、超伝導-常伝導体接合の微分コンダクタンスの空間分布を得、接合近傍で大きな信号を観測した。初年度に作製法を確立した超伝導/量子ドット/超伝導接合(QD接合)を用いたSQUID自身の特性の評価、さらに光励起スピン検出のためのSQUID作製法の改良を行った。まず、量子ドット接合の電子状態をバックゲート電極とサイドゲート電極によって制御し、QD接合の状態がゲートによって0-π接合転移する原因を量子ドットと電極との結合状態を制御したことによることを示した。また、これはゲート電極による近藤状態の制御を意味している。このQD-SQUIDは環境に強いπSQUID量子ビットとしての可能性をもつ。さらに従来のトンネル接合によるSQUIDを量子ドット基板上に直接作製し、このSQUIDを用いた光励起スピン観測用のシステムを開発し光照射実験を行い、光励起電子スピンの観測を目指している。また、希釈冷凍機強磁場中走査近接場顕微鏡(SNOM)を用いた光子照射手法の確立のために、極低温での量子ホール端状態の観測を試み、量子ホール端状態の縞状構造を初めて観測した。本研究成果は、極低温強磁場中で100nm域への光照射が可能であり、100nV代の微小光起電圧を測可能であることを示したもので、光とスピン、超伝導量子ビットとの量子力学的結合の実現へ向けてのマイルストーンとなるものである。また、Nb系のnano-SQUID作成に関して制御性、再現性を高めるために、Nb/Au構造の2層膜を用いて収束イオンビーム(FIB)加工を用いたプロセスの最適化を行い、Ic^20mA、変調率10%程度のSQUIDのプロセスを確立し、このSQUIDを用いて、Mn12Phの磁化トンネリングの観測を行った。

また鉄ヒ素系超伝導体を用いたSQUIDの作成を目指してPrFeAsO_<0.7>の固有ジョセフソン接合を作成し、ジョセフソン効果に対応するヒステリシスの観測を行い、将来的にSQUIDへの応用が可能であることを示した。第一にスクイッド近傍に埋め込まれた量子ドット等に光子照射を行うための希釈冷凍機強磁場中走査近接場顕微鏡(SNOM)を用いた手法の開発を実施した。開発されたSNOMの性能評価のため、二次元電子系端状態のマッピングを行い、試料温度200mK、空間分解能100nmの性能が得られた。スクイッド近傍に埋め込まれた単一量子ドットの光子照射のために十分な性能が達せられた。Nbナノスクイッドを用いた走査型ナノスクイッドのためのドライエッチングによるSiプローブを作製した。また、微小超伝導体の局所磁束状態を検出するための、弱結合型ナノスクイッドの開発を行い、弱結合部の構造の構造と磁場変調との対応をシステマティックに計測した。その結果、弱結合部の実効接合長をより短くすることにより、より変調度が増加し、30%程度の変調度を有するナノスクイッドの作成に成功した。また、ab面内の切片を有するNb/Sr2RuO4のSQUIDを開発するための基礎技術として、Au/Sr2RuO4接合およびNb/Sr2RuO4のジョセフソン接合の作成に成功し、SQUID開発のための準備を整えた。また、超伝導/量子ドット/超伝導接合(QD接合)を用いたdc-SQUID(QD-SQUID)による光励起スピンの観測に向けた実験についてはQD接合部にのみ光を照射できるようにマスクをつけたSQURDを作製し希釈冷凍機温度において光照射実験を行った。光照射がQD-SQUIDの電気伝導に大きな影響を与えることを確認したが、光の偏光状態による差異は見られず、今のところ単一スピンの観測には成功していない。これは基板の表面準位の影響が大きいと考えられ今後は表面準位の影響とドット内に励起された電子の影響とを切り分けた実験を行っていく予定である。SIS-SQUIDによる量子ドットのスピンのアンサンブル平均の観測に向けた実験では、まず量子ドット基板を表面に量子ドットが露出したものからギャップ層を伴った埋め込み型の量子ドット基板に変更を行った、これは埋め込み型量子ドットの方が光励起スピンの緩和時間をより長くすることが出来るためで、スピン観測とその制御により適しているためである。スピン観測とその制御のためSQUIDと顕微PL測定を組み合わせた計測が可能なサンプルを作製し実験を行った。Sr2RuO4のジョセフソン接合を用いた非S波超伝導によるSRO-SQUIDについてはP波超伝導内の超伝導対称性の相転移を反映したπSQUID状態からO-SQUID1状態の転移を観測した。またSROに半整数量子渦がトラップされたと考えられ超伝導/量子ドット/超伝導接合(QD接合)を用いたdc-SQUID(QD-SQUID)による光励起スピンの観測に向けた実験についてはQD接合部にのみ光を照射できるようにマスクをつけたSQUIDを作製し希釈冷凍機温度において光とマイクロ波照射実験を行った。光の偏光状態による差異は見られず、単一スピンの観測には成功しなかった。
セロトニンニューロン系の錐体外路系機構に対する役割 免疫組織化学的研究

錐体外路系機能に対するセロトニンニューロンの役割を明らかにする目的で、各種哺乳類(ラット、ネコおよびサル)の錐体外路系諸核(線条体、視床下核、黒質)におけるセロトニン線維の分布を、浮遊切片PAP法を用いて、免疫組織化学的に検索した。線条体:新線条体(尾状核と被殻)に分布するセロトニン線維は、明瞭な、無数の小結節を含む有節線維からなり、密な神経網を形成していた。その分布密度は中枢全域のそれと対比したとき、ほぼ中等度と判断され、腹、内、尾側部において濃密で、淡匹球との境界領域ではとくに密であった。サルでは内、外髄板に沿って走行する神経路を構成する太い線維が顕著な発達を示していた。ラットおよびネコの古線条体(淡蒼球、脚内核)およびサルの淡蒼球内節は、繊細な小結節線維によりび慢性の密な分布を受けているが、サルの淡蒼球外節で疎な分布がみられることは特徴的であった。視床下核:繊細な網状の有節性線維の分布がみとめられたが、その分布密度はサルにおいてもっとも高く、ラットにおいてもっとも低かった。ラットとネコではセロトニン線維は一様の分布を示すのに反し、サルでは核内における局所的分布密度の差が明瞭で、とりわけ腹内側部が密な分布を受けていた。また貫通線維としてこの核領域を貫く神経路を構成する線維の発達も明瞭二観察された。黒質:網状の有節性線維がすべての動物の黒質でみとめられたが、一般に緻密帯で疎、網状帯で密であった。この核では、サルにおいて局所的分布密度の差が顕著で、櫛状に濃厚な部位が存在していた。錐体外路系諸核は上記のように、すべて豊富なセロトニン線維の分布を受けていた。現在はこれらの線維のニューロンに対するシナプス形成の状態を電顕的に追究し、セロトニンの運動機能発現に対するコントロール機構を解明しつつある。
顎下腺の唾液分泌刺激における細胞内Ca2+シグナリングの研究

温度感受性SV40large T抗原を導入したトランスジェニックラットより樹立した顎下腺細胞株の、細胞内Ca情報伝達系について詳細な検討を行った。1.細胞内Ca情報伝達系に関わる分子の発現検討樹立した細胞株を39°C培養して分化を誘導した後、細胞のライゼートを調製してSDS-PAGEを行い、各種細胞内Ca濃度の調節に関わっている分子の抗体を用いてウエスタンブロッティング法でその発現の有無を検討した。その結果、細胞内CaチャンネルであるIP3レセプターはタイプ1,2,3について、CaポンプはPMCA, SERCA2b,3について発現が認められた。この細胞をIP3レセプター2の抗体で免疫染色を行ったところ、この分子が細胞の頂部に特に豊富に局在していることが明らかとなった。これらの結果はラットから単離した顎下腺腺房細胞を用いて我々が以前報告した知見と一致していた。2.アゴニスト刺激による細胞内Ca濃度変動の解析唾液分泌を促進し細胞内Ca濃度を上昇させるアゴニストに対する細胞の応答を、細胞内Ca濃度指示薬Fura-2,Calcium Green-1を用いて蛍光光度計で検討した。アドレナリン作動性のエピネフリンでは細胞内Caの上昇が弱かったが、イソプロテレノール、ムスカリン作動性のカルバコール、プリン作動性のATPではよく反応が認められた。以上の結果より、この細胞株は顎下腺腺房細胞のCa情報伝達系に関して分子的背景を良く維持しており、アゴニストに対する反応性も概ね生体内でのイベントを反映していると考えられる。本細胞株は分泌刺激でのCa情報伝達系を研究する優れたツールとなることが強く示唆された。唾液分泌刺激によって唾液腺細胞では細胞内Ca濃度変化をはじめ、様々な情報伝達系が活性化されていると考えられる。我々はこれまで唾液腺の主たるCa結合蛋白質が分泌蛋白質であることを明らかにし、分泌顆粒も細胞内Ca貯蔵庫として機能しうる可能性を示唆してきた。しかしこれらの知見は組織をホモジェナイズして得られた懸濁液を生化学的に解析したin vitroでの結果でしかなく、細部レベルあるいは組織レベルでの検証が必要である。そこで本年度は、よりvivoに近くまた分子生物学的なマニピュレーションを行いやすいよう、分泌顆粒を有する唾液腺細胞株の樹立を行った。従来の唾液腺初代培養系では、腺房細胞を分泌蛋白を発現させたまま維持することは大変困難であった。そこで温度感受性SV40 large T抗原を導入されたトランスジェニックラットを利用した。このトランスジェニックラットに導入されている温度感受性SV40largeT抗原は、33°Cで活性型、39°Cで不活性型になるので、細胞は33°C培養下では脱分化して増殖に向かい39°C培養下で増殖が抑制され細胞は分化した形質を示すことが期待される。我々は33°C培養下で不死化した4系統の顎下腺細胞株を樹立することに成功した。うち1つの細胞株は39°C培養で分化を誘導することにより、腺房細胞に特徴的に発現しているCa結合分泌蛋白質を大量に有していることが明らかになった。樹立した細胞株は、カルバコール刺激によって細胞内Ca濃度の上昇も観察された。これらの結果から、我々の樹立した細胞株は分泌顆粒を持つ腺房細胞由来の株であると考えられる。さらに刺激に対する細胞内Ca濃度変化の応答性とCa結合蛋白質を保持していることから、我々の目的とするCa情報伝達系を研究する上で優れたツールとなる可能性が示唆された。
加速を伴う気液二相流の界面波動特性

本研究は、蒸発管のように加熱により流れに加速を伴う気液二相流を空気-水系で模擬し、その界面波動特性を実験的に調べることを目的としている。水平長方形流路の実験装置を用いて、流動様式の遷移に対する加速の影響、および加速区間における擾乱波の生成、成長、衰退の機工を調べた。装置の概要と主な結果は以下の通りである。(1)水平流路は幅50mm、長さが、助走部1840mm、加速部500mm、下流部1750mmで構成されるアクリル樹脂製であり、加速部では流路高さを30mmまたは20mmから10mmまで減少させている。液膜厚さは電気コンダクタンス法で測定した。(2)目視観察により流動様式線図を作成し、従来の研究と比較・検討した結果、気体速度の大きい場合は単位流路幅あたりの液体流量と気体のみかけ速度の関係でよく整理できるが、気体速度の小さい場合も含めると、液体、気体のみかけ速度をパラメータとして分類・整理したほうが適切であることがわかった。(3)加速部の各断面において測定した液膜厚さの時間変動の解析により、加速に伴う波形の変遷を明らかにした。助走部で発生した2次元波がペブル波、擾乱波、リップル状の波へと遷移する際、波高の大きい波は増幅されるが、小さい波は減衰し消滅していく状況が観測された。さらに、相互相関のピーク値から波の速度の変遷を定量的に示した。(4)液体スラグの崩壊時に類似した波が、加速により擾乱波へと遷移する状況が明らかとなり、空気-水系二相流による模擬実験の有効性が確認された。本研究は、加熱により流れに加速を伴う蒸発管内流を、流路断面を変化させた空気ー水系二相流で模擬し、その界面波動特性を実験的に調べることを目的としている。本年度はその第一段階として,水平長方形流路実験装置を製作し、流動様式の遷移に対する加速の影響、および加速過程におけるじょう乱波の挙動を調べた。装置の概要と実験結果は以下の通りである。(1)流路幅が50mm、全長が助走部1840mm、加速部500mm、下流部1750mmで構成されるアクリル樹脂製の水平流路を製作した。加速部において流路高さは30mm(または20mm)から10mmまで減少させた。液膜厚さを電気コンダクタンス法により測定するため、電極として直径1mmのステンレス鋼線を、加速部を挟む約1000mmの区間の流路底面に5mmの間隔で埋め込んだ。液膜厚さは予め検定した出力電圧との関係から求めた。(2)目視観察により分類して得られた流動様式線図を、従来の研究と比較・検討した結果、気体流量の大きい場合は単位流路幅あたりの液体流量と気体のみかけ速度をパラメ-タとし、また、気体流量の小さい場合は、液体、気体共にみかけ速度をパラメ-タとして流動様式の分類を行うことが適切であることがわかった。(3)加速部の4断面において測定した液膜厚さの時間変化の解析により、加速に伴って2次元波がペブル波、じょう乱波、さらにはリップル状の波へと遷移していく状況を明らかにした。相互相関により各断面の波のピ-クをほぼ対応させることができることを示した。(4)本年度の研究では波高の測定個所が少なく、じょう乱波への遷移過程を詳細に記録できなかったため、次年度は測定個所を約40断面まで増やしてその詳細を検討する予定である。本研究は、加熱により流れに加速を伴う気液二相流を空気ー水系で模擬し、その界面波動特性を実験的に調べることを目的としている。昨年度に製作した水平長方形流路実験装置を用いて、流動様式の遷移に対する加速の影響、および加速区間におけるじょう乱波の生成と発達の挙動を調べた。

装置の概要と主な結果は以下の通りである。(1)水平流路は幅が50mm、全長が助走部1840mm、加速部500mm、下流部1750mmで構成されるアクリル樹脂製であり、加速部では流路高さが30mmから10mmまで減少している。液膜厚さは流路底面に5mmの間隔で埋め込んだ電極間の電気コンダクタンスから測定される。これは、予め検定した液膜厚さと出力電圧との関係から求めた。(2)目視観察により流動様式線図を作成し、従来の研究と比較・検討した結果、気体流速の大きい場合は単位流路幅あたりの液体流量と気体のみかけ速度を、気体流速の小さい場合は、液体、気体のみかけ速度をパラメ-タとして流動様式の分類を行うことが適切であることがわかった。(3)加速部の各断面において測定した液膜厚さの時間変化の解析により、加速に伴う波形の変遷を明らかにした。助走部で発生した2次元波がペブル波、じょう乱波、リップル状の波へと発達していくが、波高の大きい波は増幅され発達を続けるが、小さい波は減衰して消滅していく状況が観測された。この間の変化は2断面間の相互相関からも明確にすることができ、さらに、そのピ-ク値から波の速度の変遷を定量的に明らかにした。
糖尿病発症・進展におけるインクレチンを介したグルカゴン分泌の重要性に関する研究

消化管ホルモンであるグルカゴン様ペプチド1(GLP-1)の作用を代替または促進することをは、グルコース刺激性インスリン分泌(GSIS)を治療に有効である。しかし、GLP-1が膵島におけるインスリン分泌を直接作用するかについては明らかではない。本研究では、GLP-1がマウスおよびヒトの膵島におけるインスリン分泌を刺激する機序を検討した。これまでの高濃度を用いた実験結果より、GLP-1の作用機序はPKA依存性と考えられてきた。しかし、生理的低濃度ではPKC依存性経路によりインスリン分泌を促進することが明らかになった。血糖依存性に膵β細胞からのインスリン分泌を亢進する作用をもつ消化管ホルモン(Glucagon-like peptide-1, GLP-1)の分解産物の産生亢進とグルカゴン血中濃度の抑制に強い相関性が認められること、およびこの作用がGLP-1分解酵素の阻害薬の共存により消失すること、等のこれまでに得た予備成績を踏まえ、糖尿病の発症およびその進展にGLP-1とその分解産物を介したインスリンおよびグルカゴン分泌が関与する可能性を明らかにすることを目的として、マウスより単離した膵αおよびβ細胞および消化管細胞を用いて検討した。初年度では膵細胞上に存在するGLP-1受容体の特徴を明らかにする目的で、マウスより調整した膵β細胞を用いて検討した。単離したマウス膵β細胞に諸種の濃度のGLP-1作動薬による刺激を行ったところ、GLP-1作動薬の低濃度側(数pM)と高濃度側(数十nM)において、protein kinase C系とprotein kinase A系を介した異なる細胞内情報伝達経路の活性化が生じることが確認された。同様の検討を膵α細胞についても行ったところ、その活性化機構に連関する細胞内情報伝達経路は膵β細胞の場合とは異なること、DPP-IV阻害薬の有無によりGLP-1刺激に伴うグルカゴン分泌量が異なる系においては、両者の間に中性付近の蛋白質のリン酸化が複雑に関与する可能性を示す成績が得られた。以上の成績より、GLP-1刺激に伴う膵α細胞の機能変化には多面性が存在することが明らかとなった。本研究では、血糖依存性に膵β細胞からのインスリン分泌を亢進する作用をもつ消化管ホルモン(GLP-1)の分解産物の産生亢進とグルカゴン血中濃度の抑制に強い相関性が認められること、およびこの作用がGLP-1分解酵素の阻害薬の共存により消失すること、等のこれまでに得た予備成績を踏まえ、糖尿病の発症およびその進展にGLP-1とその分解産物を介したインスリンおよびグルカゴン分泌が関与する可能性を検討した。単離精製マウス膵β細胞に諸種の濃度のGLP-1作動薬による刺激を行ったところ、GLP-1作動薬の低濃度(EC50 = 0.4 pM)刺激時において、protein kinase C (PKC)とprotein kinase A (PKA)の両系を介した活性化が生じることが確認された。一般に酵母を用いた組換えシステムでは、GLP-1受容体の刺激はGαq依存性機構を介したphospholipase C活性を誘発するが、膵臓β細胞ではGLP-1のpmol濃度刺激はPKCを直接活性化し、それに続いてPKA-非依存性かつPKC-ζ/ PKC依存性の細胞膜脱分極とそれに伴う活動電位の上昇によりインスリン分泌を刺激することが判明した。この効果は、PKCを活性化するPMAによって再現され、PKA阻害剤(例えばミリストイル化されたPKI)あるいはKATPチャネル阻害薬(例えばトルブタミド)の共存により完全に阻害された。この膜電位と電気的活動にけるPKC依存性の効果は、Na+透過性TRPV4チャネルの活性化によって生じていること、さらにリソソームのCa2+放出チャネルであるTPC1とTPC2を欠損したβ細胞では保持された。今回の成績は、GLP-1による治療に新たな機序の可能性が示され、生理的血中濃度のインクレチンは、β細胞に直接作用することによりインスリン分泌を刺激するのに十分であることが判明した。本研究では、血糖依存性に膵β細胞からのインスリン分泌を亢進する作用をもつ消化管ホルモン(GLP-1)の産生亢進とグルカゴン血中濃度の抑制に強い相関性が認められること、およびこの作用がGLP-1分解酵素の阻害薬の共存により消失すること、等のこれまでの成績を踏まえ、糖尿病の発症およびその進展におけるGLP-1の機序の詳細を、マウスより単離した膵β細胞を用いて検討した。低濃度GLP-1はインスリン分泌、カルシウム電流および活動電位を有意に増加させたが、細胞内cAMPの増加は従来の報告と同様に低濃度GLP-1では認められず、高濃度でのみ有意に認められた。低濃度GLP-1に伴うインスリン分泌等の増加は、PKA阻害薬では抑制されなかった。一方、PKC阻害薬により低濃度GLP-1の作用は完全に抑制された。低濃度および高濃度GLP-1はいずれもジアシルグリセロールを増加させ、その効果は低濃度のほうが有意に高かった。低濃度GLP-1による活動電位はPLC阻害薬により抑制された。低濃度GLP-1はリン酸化PKDを有意に増加させたが、その作用はPKC阻害薬により抑制された。GLP-1によるインスリン分泌の増強機序は、従来から高濃度GLP-1を用いた実験結果からEpac2-PKA依存性経路が関与していると考えられてきた。

しかし今回得られた成績では、生理的濃度と考えられる数pM程度の低濃度GLP-1刺激では、PKA経路ではなく新たにPKC依存性経路を介したインスリン分泌機構が存在することが判明した。GLP-1による二相性経路が判明したことにより、グルカゴン分泌における多様性についての検討への応用が期待される。本研究代表者は、一昨年の6月に研究機関を安田女子大学から明治国際医療大学に移籍した関係で、新しい研究機関での研究室の立ち上げに時間が生じたこと、また前研究機関で行った研究成績の再現実験に時間を要したこと、さらに現所属機関附属病院での臨床業務が多忙であったために、交付申請書類に記載した「研究の目的」に対する最終年度までの達成度は70%と考えている。上述の理由から、本研究の研究期間を1年延長とした。本研究では、血糖依存性に膵β細胞からのインスリン分泌を亢進する作用をもつ消化管ホルモン(GLP-1)の産生亢進とグルカゴン血中濃度の抑制に強い相関性が認められること、およびこの作用がGLP-1分解酵素の阻害薬の共存により消失すること、等のこれまでの成績を踏まえ、糖尿病の発症およびその進展におけるGLP-1の機序の詳細を、マウスより単離した膵β細胞を用いて検討した。1 pM GLP-1による活動電位は、PLC阻害薬により抑制された。1 pM GLP-1はリン酸化PKDを有意に増加させ、その作用はPKC阻害薬により抑制された。GLP-1によるインスリン分泌の増強機序は、従来から高濃度GLP-1を用いた実験結果からEpac2-PKA依存性経路が関与していると考えられてきた。しかし今回得られた成績では、生理的濃度と考えられる数pM程度のGLP-1濃度の刺激では、PKA経路ではなく新たにPKC依存性経路を介したインスリン分泌機構が存在することが判明した。すなわち、低濃度GLP-1による細胞膜の脱分極効果は、PKA阻害剤、KATPチャネル遮断薬、およびL型Ca2+チャネル遮断薬の存在下においても、PKCの活性化因子であるPMAによって再現されたが、この脱分極は細胞外Na+を低下させることによって消滅した。膜電位に対するGLP-1のPKC依存性効果および膜電位活性は、タプシガルジン感受性Ca2+貯蔵からの細胞内Ca2+の動員によるNa+透過性TRPM4およびTRPM5チャネルの活性化によって媒介されることが判明した。同様にこのGLP-1効果はTrpm4またはTrpm5をKOした膵島細胞で消失した。これらのデータは、GLP-1の治療作用に対する重要な方向性を示すものであり、このホルモンの循環レベルがβ細胞によるインスリン分泌を直接刺激することを示唆することが明らかとなった。消化管ホルモンであるグルカゴン様ペプチド1(GLP-1)の作用を代替または促進することをは、グルコース刺激性インスリン分泌(GSIS)を治療に有効である。しかし、GLP-1が膵島におけるインスリン分泌を直接作用するかについては明らかではない。本研究では、GLP-1がマウスおよびヒトの膵島におけるインスリン分泌を刺激する機序を検討した。これまでの高濃度を用いた実験結果より、GLP-1の作用機序はPKA依存性と考えられてきた。
近代日本における衛生学の発展 北里柴三郎の門弟を中心に

北里の弟子達について、一次文献を中心に調査を進めた。北里の後継者・北島多一については、彼の留学先マールブルク大学の研究者と共著論文を2点発表。1911年のドレスデン衛生博覧会に関与した宮島幹之助を起点に、同じ寄生虫学者・宮入慶之助や台湾で衛生学普及に努めた高木友枝の功績や位置づけも明らかにし、ドイツで計3回講演を行った。日本語では今回撮影した写真を活用し、2015年から皮膚科専門誌で連載を行い、感染症や寄生虫病の研究と克服の歴史を扱った。2018年1月には撮りためた写真をふんだんに用いた単著を刊行。皮膚科に焦点をあてながら、秦佐八郎が取り組んだ梅毒研究なども含む近代日独医学交流を概観した。北里の門弟に関する資料を所蔵している北里柴三郎記念室(東京・白金)と緊密な連携をとりながら、初年度の調査を進めた。同記念室はもちろん、北里一門と関連の深い慶應義塾図書館や本郷の東大医学部図書館はじめ、多くの大学附属図書館の協力を得て、基本資料の収集およびその内容確認を行った。特に今年度は北里の直接の後継者とされる北島多一を重点的に調査することにし、彼の留学先マールブルク大学医学史研究所およびベーリング文書館においてドイツ側の北島関連資料調査を現地スタッフの協力を得て行った。さらに2016年3月上旬には、事前に医科研OBとの入念な打ち合わせをしたうえで、北島のハブ毒研究の舞台となった奄美大島の東大医科学研究所附属奄美病害動物研究施設および関連史跡の訪問・調査を実施した。なお国内調査という点では、寄生虫学者・宮島幹之助などと関連の深い長野の宮入慶之助記念館には2015年5月に訪問、主に一次資料の調査・撮影を行った。その後も同館とは所蔵資料に関する情報交換を行っている。なおドイツ出張中、マールブルク以外にも、ベルリン・シャリテの医学史博物館ではちょうど秦佐八郎と志賀潔が指示したP.エールリヒ企画展が開催中で、この機会を有効に使って資料を収集、館長ほか医学史関係者とも直接の情報交換を積極的に行った。以上の研究成果の一部は、早速、本研究の前身にあたる挑戦的萌芽の成果とあわせ、2015年8月から隔月連載をスタートさせた『西日本皮膚科』(本文:石原、写真:大西)に積極的に盛り込み、公表している。今年度は当初予定していた秦佐八郎ではなく、北島を優先的に扱ったが、便宜的な順番入れ替えで、研究の遅滞を意味するものではない。なお北里の門弟と親しい関係にあった九大の寄生虫学者・宮入については、今年度中に九州出張も計画していたが、日程調整の関係で若干延期せざるを得なくなった。しかし日程打ち合わせの過程で、すでに研究に関連した貴重な情報や他の関連施設への連絡等もできており、むしろより綿密な準備を進められている。また2015年夏以降、医学雑誌で研究成果を定期的に発表するようになってから、研究の趣旨や撮影作業について医学関係者や担当窓口から今まで以上のご理解ご協力を得られるようになった。加えて、こちらが把握していなかった歴史的施設や人物についても資料や情報の提供があり、限られた予算を考慮しつつ、これをどう残る2年間の研究に組み込んでいくかが新たな課題となっている。平成28年度前半は、石原がドイツ・フランクフルトを研究拠点に約3か月間比較的長期の研究滞在を行ったため、ドイツ留学経験のある北里の弟子達に関して、ドイツ側での研究調査が飛躍的に進んだ。特にP.エールリッヒに師事した秦・志賀については彼らが勤務したゲオルグ=シュパイヤー=ハウスやフランクフルト市のアーカイブ等でも調査し、かなり明確に彼らの足跡を辿ることができた。同じくヘッセン州のマールブルク大学医学史研究所でも北島多一とベーリングの関係を詳しく調査し、こちらは日独両方の資料を比較検討した成果を、同研究所スタッフ、エンケ博士と共著論文にまとめた(2017年公表予定)。さらにベルリン医学史博物館の仲介で、スイス・チューリッヒ大学とも情報交換ができた。また6月には「挑戦的萌芽」の時点からお世話になったドレスデンのドイツ衛生博物館で、代表者・石原が分担者・大西の撮影データを活用して、1911年の衛生博覧会で責任者となった2名の北里の弟子、宮島幹之助と高木友枝に関する情報も含めてドイツ語の招待講演を行った。この講演内容はさらにドイツ語論文としてまとめ直し、年度末に公表した。9月上旬(本来は4月上旬に熊本・福岡出張を予定していたが、地震発生で急遽延期となった)には九州大学医学部を中心に、北里門下と関連の深い寄生虫学者の宮入慶之助、また北島同様、マールブルク大学に籍を置いた医学者・田原淳などについて詳しく調査・撮影を行い、同学附属博物館・文書館の学芸員・担当者とも情報交換を積極的に行った。高木友枝については別途、特に北里研究所のご協力により、寄贈資料の調査を継続・進行中。東大医科学研究所や東大医学部図書館などからも撮影協力・資料提供があった。研究分担者撮影の写真を使い、今年度も医学専門誌『西日本皮膚科』で4回、綜説の書下ろし論文として共同の研究成果を一部公表した。全体的な研究成果から言えば、「おおむね順調」と言えるのかもしれないが、日程的な面では予定よりも「若干遅れている」。

たとえば4月始めには九州大学の福岡だけでなく、北里ゆかりの熊本出張を予定し、北里柴三郎記念館(小国町)とも綿密に連絡を取って準備したが、前日に熊本大地震が発生し、安全確保を優先に急遽取りやめ、9月に福岡(九大)のみに絞って出張した。また4月の出張延期後は、個々の作業遂行には影響がなかったものの、撮影を含む調査出張については、今年度は長期休暇や出講日も合わず、また調査対象が、平日しか入れない大学研究施設が中心であったため、計画を立てるのが非常に難しかった。さらに12月には研究分担者の入院があり、共同作業の見込みが立たなくなった時期があった。いずれも不可抗力の理由であり、他方、個人作業は予想より順調に進んでいる部分も多いので、全体的に見ればさほど遅れはなく、研究に大きな影響はないと判断している。本年度は北里柴三郎を支えた最初の同僚兼弟子・高木友枝(1858-1943)と高木が後藤新平に請われて台湾に赴いた後、研究上の後継者となった北島多一(1870-1956)にウェイトを置きつつ、全体の研究成果のまとめ・公表に努めた。高木については、特に台湾・中国関係の国内外研究者および北里柴三郎記念室のご協力を得て、2018年3月二北里研究所より論文集冊子『高木友枝台湾衛生学の父』(ISSN 2433-7900)を刊行。なお、本冊子では高木と親交のあった宮入慶之助や伝染病研究所(現・東大医科学研究所)の歴史、加えて台湾の一番弟子・杜聡明などにも言及している。北島については、6月末に彼の留学先・マールブルク大学で薬学・医学史研究者向けに同大で学んだ明治期の日本人医学者(宇良田唯や田原淳なども紹介)に関してドイツ語で講演を行った。また同大ベーリング文書館のエンケ博士とは、1回ずつ筆頭執筆者になって国際共著論文を投稿。査読を経て、ドイツ語論文2点とも日独両方の老舗科学史雑誌に掲載された。なお本課題をきっけかけに、マールブルクをはじめ、ベルリン、デュッセルドルフ、ゲッティンゲン、さらにスイス・チューリッヒなどのドイツ語圏大学附属医学史研究所の専門研究者たちとも頻繁に情報交換や資料のやりとりをするようになり、国際的な研究ネットワークが自然発生的に構築されたのも収穫のひとつと言える。この成果の一部は専門誌『西日本皮膚科』で2018年から再開のムラージュ(医学蝋製標本)連載番外編で発表していく。本課題とその前2年間の挑戦的萌芽課題を加えた計5年にわたる研究成果として、貴重な歴史的所蔵品の写真をふんだんに盛り込んだフルカラー書籍『日本のムラージュ』(青弓社)を2018年1月に刊行した。テーマがやや特殊だが、写真選定および文章記述にも注意を払い、一般向け読者にも理解できる内容に仕上げた。北里の弟子達について、一次文献を中心に調査を進めた。北里の後継者・北島多一については、彼の留学先マールブルク大学の研究者と共著論文を2点発表。1911年のドレスデン衛生博覧会に関与した宮島幹之助を起点に、同じ寄生虫学者・宮入慶之助や台湾で衛生学普及に努めた高木友枝の功績や位置づけも明らかにし、ドイツで計3回講演を行った。日本語では今回撮影した写真を活用し、2015年から皮膚科専門誌で連載を行い、感染症や寄生虫病の研究と克服の歴史を扱った。2018年1月には撮りためた写真をふんだんに用いた単著を刊行。皮膚科に焦点をあてながら、秦佐八郎が取り組んだ梅毒研究なども含む近代日独医学交流を概観した。北島については一定の成果が得られたので、2016年度はドイツ・フランクフルトでP.エールリヒに師事した秦および志賀潔についてドイツ側での研究調査を重点的に進めたい。
落葉樹の葉のタンパク質代謝に関する酵素化学的研究

落葉樹であるコマユミ(ニシキギ科植物)の葉を用いて、葉の加齢に伴うタンパク質代謝に関わるアミノペプチダーゼを調べたところ、全生育期を通じて、少なくとも三種類の酵素が含まれていることがわかった。したがって、これらの酵素の分離と性質の研究を行い、合せて四季を通じての活性の変動を調査した。その結果、三種類のアミノペプチダーゼAPAase,LPAase2,およびLPAase1の各酵素はいずれも、秋の紅葉に高活性で見出され、特にLPAase2とAPAaseとが高活性で見出されるとともに、葉の老化に伴うタンパク質代謝に重要な働きをしていることが示唆された。また、APAaseとLPAase2は老化葉において平行して活性が高まることから、コマユミの葉においては両酵素が葉中のペプチドに相補的に作用し、代謝を推し進めているものとみられる。今日まで、落葉樹の葉の老化に伴うタンパク質代謝については全く研究されておらず、本研究によって示された結果は、今後樹木の窒素代謝生理を研究するうえに、重要な知見を与えているものである。
体外衝撃波を用いた難治性不整脈に対する非侵襲性治療法の開発

頻脈性不整脈の原因領域を経皮経カテーテル的に高周波で焼灼する高周波カテーテル・アブレーション治療は、頻脈性不整脈の根治療法の第一選択として、現在、広く普及しつつある。しかし、心筋の深層や心外膜側に起源を有する不整脈に対しては、心内膜側からでは焼灼効果が不十分のため、新たな治療法の開発が待たれている。我々は、新しい難治性不整脈の根治療法のエネルギー源として、低侵襲性体外衝撃波に注目した。低侵襲性体外衝撃波は、現在、結石破砕治療として広く臨床応用されている。当施設でも、重症狭心症を対象に世界初の臨床試験を実施しているが、技術的には、体外衝撃波を調節し不整脈の原因となる心筋の深層部位のみに正確に照射することが可能である。本研究では、こうした背景を受けて、体外衝撃波を用いた難治性不整脈に対する非侵襲性治療法の開発を目指す。今回、われわれは、最初に、心腔内の各所にマッピングが可能な既存のカテーテルシステムを応用し、心腔内からの衝撃波エネルギーにより心筋をアブレーションする衝撃波アブレーションカテーテルの作成とその効の検討について試みた。衝撃波の基礎的実験により、不整脈の原因となる組織の破壊に足るエネルギーを発生させることを確認した。頻脈性不整脈の原因領域を経皮経カテーテル的に高周波で焼灼する高周波カテーテル・アブレーション冶療は、頻脈性不整脈の根冶療法の第一選択として、現在、広く普及しつつある。我々は、新しい難冶性不整脈の根治療法のエネルギー源として、低侵襲性体外衝撃波に注目した。低侵襲性体外衝撃波は、現在、結石破砕冶療として広く臨床応用されている。本研究では、こうした背景を受けて、体外衝撃波を用いた難冶性不整脈に対する非侵襲性冶療法の開発を目指す。今回、われわれは、最初に、心腔内の各所にマッピンクが可能な既存のカテーテルシステムを応用し、腔内からの衝撃波エネルギーにより心筋をアブレーションする衝撃波アブレーションカテーテルの作成とその効果の検討について試みた。現在は、その衝撃波発生装置をカテーテルの先端に装着した衝撃波アブレーションカテーテルを考案中である。以上の基礎的な研究を基に、難冶性不整脈の新しい非薬物根冶療法の開発を目指している。今回、われわれは、最初に、心腔内の各所にマッピングが可能な既存のカテーテルシステムを応用し、心腔内からの衝撃波エネルギーにより心筋をアブレーションする衝撃波アブレーションカテーテルの作成とその効果の検討について試みた。

本年度も、その衝撃波発生装置をカテーテルの先端に装着した衝撃波アブレーションカテーテルの試作を開発中であったが、未完成であった。以上の基礎的な研究を基に、難治性不整脈の新しい非薬物根治療法の開発を目指している。