hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体系的認知機能調節機構の解明

糖尿病を伴う認知機能の低下に関与する血中因子を同定するため、DIOマウスの血液を用いたタンパク質多項目解析およびELISA解析から、変化する候補因子群を同定した。一方、半年齢以降の次世代型アルツハイマー病モデル(APPKI)マウスが呈する認知機能障害にもDIOマウス同様の脳インスリンシグナルの変化が付随することが判った。さらに、興味深いことに、認知機能障害発症前の若齢APPKIマウスの血中で、同定した血中因子の1つがDIOマウスの血中同様に変化していることが判明した。これらの結果から、同定血中因子は、糖尿病の有無に関わらず、認知機能障害を予見するバイオマーカーとなる可能性が示された。1.体系的な変化によって認知障害が誘導されることを確認した生理的糖尿病モデルマウスの血中で変化する血中因子をタンパク質多項目同時解析およびELISA法によって複数単離した。2.単離した1つの血中因子を若齢野生型マウス尾静脈内へ投与後、Water T maze (WTM)テストを行った結果、認知機能は顕著に低下することが判った。3.血中因子の若齢野生型マウスへの投与は、生理的糖尿病モデルマウスと同様に海馬歯状回の神経細胞新生を有意に減少させ、幼弱神経マーカーDcx陽性細胞の樹状突起の複雑性・パターン形成の衰退も誘導した。4.生理的糖尿病モデルマウス海馬では神経炎症が増加することを明らかにしていたが、血中因子の投与により若齢野生型マウスにおいても海馬の活性化型ミクログリア数の増加による神経炎症が著しく亢進することが判った。研究代表者の現所属への異動に伴い、前所属から現所属へマウスを個体で移動する予定であったが、前所属動物センターのギョウ虫感染問題に巻き込まれ(研究代表者のマウス全系統は一貫してギョウ虫感染を含む全ての微生物検査は陰性だったが)、現所属へマウス個体で搬入することが不許可となった。そのため、クリーンナップ(各系統雄マウスの精巣を搬入後、体外受精にて各系統を再作製)を強いられ、現所属でのマウスのセットアップが予定より7ヶ月遅れた。この予定の遅延により、研究の実施も予定よりかなり遅れている。体外受精によって再作製した各変異マウスを含む全てのマウス系統のコロニー作成の見通しが、年度末にどうにか立ったため、今後は遅れを挽回するため、さらに綿密に計画を立て直す予定である。これまで、我々は、脳のインスリンシグナルが、寿命および老化に伴う認知機能の変化に関与することを見出していた。しかしながら、糖尿病に伴う認知機能の低下にも脳インスリンシグナルが関与するかについては不明であった。我々は、認知機能障害を伴う糖尿病モデルとして生理的2型糖尿病モデル(Diet Induced Obesity:DIO)マウスを採用し、脳インスリンシグナルについて検討を行った。その結果、DIOマウスの脳インスリンシグナルは老化同様の変化を伴うことが判った。さらに、DIOマウスと同齢野生型(WT)マウス間の交換輸血およびパラバイオーシスの実験から、DIOマウスの認知機能衰退と脳インスリンシグナルの変化が血中因子を介した体系的な機構に因るものであることを見出し、DIOマウスの血中から、原因因子の候補となる血中因子群を同定した(血中因子群を含む研究成果について、現在、特許申請準備中)。次に我々は、脳インスリンシグナルの変化および同定した血中因子と認知症との関係を調べるため、次世代型アルツハイマー病モデル(APPKI)マウス(理研BSI西道研究室との共同研究)を用いて解析を行った。予備実験結果から、認知機能障害を発症するとされる6ヶ月齢以降のAPPKIマウスの脳インスリンシグナルは、老齢および糖尿病モデルマウスと同様の変化を示す傾向にあることが判り、さらに、興味深いことに、認知機能障害をまだ発症しない6ヶ月齢以前のAPPKIマウスの血中で、我々が同定した血中因子がDIOマウスと同様に変化している傾向にあることを見出している。解析に必要なAPPKIマウスの数がまだ十分に得られていないため、現在、繁殖を行っている。数が得られ次第、予備実験結果の確認と更なる解析を行う予定である。1.単離血中因子が認知機能へ与える影響:a)単離血中因子の若齢野生型マウス尾静脈内投与による記憶学習能低下作用を確認するため、単離血中因子と共に中和抗体(対照群にはアイソタイプ抗体)を投与後、行動解析を行い記憶学習能を精査し、その後、海馬インスリン様シグナル(IRS2, PTEN, AKT)への影響について解析を行う。変化が見られた場合は、海馬の神経細胞新生、神経炎症についても解析を行う。b)単離血中因子の中和抗体(対照群にはアイソタイプ抗体)を生理的糖尿病マウス尾静脈内へ投与し、記憶学習能および海馬インスリン様シグナル(IRS2, PTEN, AKT)への影響について解析を行う。

変化が見られた場合は、海馬の神経細胞新生、神経炎症についても解析を行う。2. APP変異遺伝子ノックイン次世代型アルツハイマーモデルマウスにおける単離血中因子の変化についての解析:a)次世代型アルツハイマーモデルマウスにおける単離血中因子の変化を調べるため、次世代型アルツハイマーモデルマウスの血清/血漿をサンプルとしたELISA法による解析を行う。b)単離血中因子の中和抗体の投与が当該マウスの認知機能へ与える影響を精査するため、次世代型アルツハイマーモデルマウスの尾静脈内へ投与後、水T字迷路テストにより認知機能への影響を調べ、また海馬の神経細胞新生およびインスリン様シグナル(IRS2, PTEN, AKT)の変化にいても同様の解析を行う。複合領域前述の通り、研究代表者の現所属への異動に伴うマウスの移動に問題が発生し、マウスの移動、セットアップが予定より7ヶ月遅れ、H27年度はこれらのマウスを使用した実験の一部を行うことができなかった。そのため、本年度実施できなかった実験を次年度に行うため、実験に係る研究費分を繰り越した。実施予定であった若齢野生型マウス、生理的糖尿病モデルマウス、次世代型アルツハイマーモデルマウスへ投与予定の中和抗体および関連薬の購入に当てる予定である。
高等植物における受精点と胚発生第一分裂面の位置関係

ほぼ全ての被子植物の受精卵は、細胞質に富んだ小さな頂端細胞(apical cell)と液胞が発達した大きな基部細胞(basal cell)よりなる2細胞胚へと不等分裂し、その後、頂端細胞は胚領域に基部細胞は胚柄へとそれぞれ発達する。このことから高等植物の受精卵は極性をもち、かつ、その胚発生第一分裂は植物の軸形成の最初のステップであると考えられている。しかしながら、この受精卵の極性形成および胚発生第一分裂の過程を生きた細胞・胚を使って経時的に観察した例はなく、これら過程と受精点との関係は未だに未知のままである。一方、脊椎動物のカエルや脊索動物のホヤの受精系を用いた研究では、精子と卵が融合する点(受精点)が受精卵の極性形成時に位置情報として働いていることが示されている。本研究は、高等植物の受精点と受精卵の不等分裂面の位置関係をin vitro受精法を用いて詳細に観察し、高等植物の初期胚発生機構に関する基礎的な知見を得ることを目的として遂行された。今年度は、イネin vitro受精系を用いて受精点の可視化および受精卵の連続観察を試みた。受精点の可視化は精細胞膜を蛍光標識レクチンで染色した後、その精細胞を卵細胞とin vitro受精させることで可能となった。また、支持細胞を前培養した培養液で作成したマイクロドロップ中で受精卵を培養することにより、受精卵の第一分裂および初期胚への発達過程を連続(経時)的に観察することに成功した。今後は、これら受精点の可視化法および受精卵の連続観察法を組み合わせて、植物の受精点と受精卵の不等分裂面の位置関係を決定する。今年度は、トウモロコシin vitro受精系に加え、モデル植物であるイネの配偶子細胞を用いたin vitro受精系の確立を試みた。その結果、イネ卵細胞・精細胞の単離、配偶視細胞の電気的融合(受精)、および受精卵の球状胚までの培養系の確立に成功した。さらに、イネ受精卵は不等分裂ではなく等分裂により2細胞胚を形成することが明らかにされた。来年度は、これら2つのin vitro受精系を用いて受精点と受精卵の分裂面の位置関係を決定し、受精卵の不等分・不等裂機構の解明および比較をおこなう。
アセチルコリン神経を標的基盤とする精神病認知機能障害に対する創薬アプローチ

既存の抗精神病薬では治療が困難とされる統合失調症の認知機能障害の病態解明、ならびに新規治療標的の探索を目的に検討を行った。研究実施計画に基づき、アセチルコリン(ACh)エステラーゼ限害薬であるガランタミンとドネペジルの臨床における薬理学的なプロファイルの違いを明らかにすることを目的に検討を行った。これまでに、両薬物の作用の違いを検出できるモデルとして考えられる長期隔離飼育マウスにおいて、認知機能障害を反映する感覚情報処理障害に対するガランタミンの改善効果には、ニコチン性ACh(nACh)受容体ではなく、ムスカリン性ACh(mACh)、特にM_1-mACh受容体が関与していることを明らかにしてきた。そこで、両薬物のM_1-mACh受容体に対する作用をin vitroならびにin vovoの実験系を用いて検討を行った。In vitroでは、神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞での、M_1-mACh受容体を介する細胞内Ca^<2+>濃度の増加を指標に、ガランタミンとドネペジルの作用について追究した。その結果、ドネペジルが用量依存的に細胞内Ca^<2+>濃度の増加を抑制することを見出した。一方で、ガランタミンは何ら影響を与えなかった。In vivoでは、M_1-mACh受容体アゴニストである遅デスメチルクロザピンによる大脳皮質細胞外ドパミン量の増加を指標に、両薬物の作用について追究した。その結果、in vitroでの結果と同様に、ドネペジルがM_1-mACh受容体を介するドパミン遊離増加作用を抑制することを見出した。以上のことから、両薬物の薬理学的なプロファイルの違いにはM_1-mACh受容体に対する作用の違いが関与していることが示唆された。研究実施計画に基づき、アセチルコリン(ACh)エステラーゼ阻害薬であるガランタミンとドネペジルの臨床における薬理学的なプロファイルの違いを検出できる、長期隔離飼育マウスを精神疾患モデル動物として用い、認知機能障害の一症状として知られる感覚情報処理障害(プレパルスインヒビション障害:PPI障害)を指標として検討を行った。具体的には、ガランタミンが長期隔離飼育マウスの示すPPI障害に対し改善効果を示すこと、またその作用機構にはニコチン性ACh(nACh)受容体ではなく、ムスカリン性ACh(mACh)受容体が関与していることを明らかにした。さらに、mACh受容体の活性化には、ガランタミンのAChエステラーゼ阻害作用に加え、ドパミンD_1受容体の活性化を介した細胞外ACh量の増加が関与していることを見出した。続いて長期隔離飼育マウスPPI障害におけるACh神経系の病態的意義を追究する目的で、マウス脳内ACh神経機能への長期隔離飼育の影響を検討した。AChの合成や分解といった脳内でのAChの代謝機能において、集団飼育群と隔離飼育群との間に違いは認められなかった。一方で、nACh受容体機能は維持されていたものの、mACh受容体、特にM_1-mACh受容体機能が低下していることを見出した。しかし、M_1-mACh受容体の発現レベル(蛋白量)は長期隔離飼育により影響を受けなった。以上のことから、長期隔離飼育によりM_1-mACh受容体の発現そのものではなく、受容体以降のシグナル伝達に変化が生じている可能性が考えられた。これまで統合失調症でのPPI障害、あるいは認知機能障害においてACh神経系の機能的役割は解明されていなかった。本研究の成果は、統合失調症の治療戦略におけるACh神経系の制御の重要性を前臨床レベルで示したものである。
鉄筋コンクリート造建物の限界状態設計法における荷重・耐力係数に関する研究

限界状態設計法における荷重・耐力係数の設定に際しては、荷重や構造特性に含まれるばらつきを適切に評価する必要があり、確率統計的手法の適用が不可欠である。本研究では、ばらつきが大きく設計上重要な荷重である地震荷重について検討を行った。まず、地震荷重のモデル化に際しては、対象建物敷地の周辺に発生した過去の地震に関する歴史資料および敷地で実際に観測された地震動記録を基に、非定常確率過程として入力地震動のモデル化を行った。建物のばらつきに関しては、都市の中に存在する建物の群としての耐力・剛性のばらつきに着目し、これらの確率モデルを作成した。これにより、新耐震設計法の以前と以後の建物の耐震性能の違いを、応答曲面法を用いた確率統計的手法により定量的に明らかにした。次に、仙台・東京・大阪を対象に、終局強度型の耐震設計法により設計されたモデル骨組の耐震信頼性解析を行い、場所による耐震性能の違いや、設計法のもつ耐震安全性のレベルについて検討した。解析の結果は、50年・100年・500年間の建物の最大地震応答変形の超過確率として定量化した。その結果、建物の地震危険度の上限値が、建物の周期・耐用年限によらず比較的安定した値であることを明らかにした。以上の研究成果により、地震荷重係数の設定に際しては、対象とする建物敷地や各限界状態における設計のクライテリアにより係数の値を適切に設定する必要があることが明らかになった。また、本研究により提案された解析手法は、荷重係数値の具体的設定やその妥当性を判断するための現行の設計法とのキャリブレーションに適用が可能である。
中性子回折実験による水素を含むマントル構成鉱物の構造とその圧力応答の解明

オリビン(化学組成:(Mg,Fe)_2SiO_4)の高圧相で、深さ410kmから520km、520kmから670kmでそれぞれマントルの体積にして約60%を占めるリングウッダイトとワズレアイトには、質量比にして最大で約3%もの水が含まれうることが報告されている。無水鉱物中に取り込まれる水素の存在は微量であっても高温高圧下における鉱物の物性に多大なる影響を与え、地球全体の化学的、熱的進化過程の変化へと波及することから特に重要視されてきた。しかしこれまで無水鉱物中の水素結合の状態は赤外吸収スペクトルやラマンスペクトルといった分光学的手法、または水素に対しては感度の低いX線を用いた結晶学的な情報から推定されてきたにすぎない。本研究ではこれまで間接的な情報から議論されてきたこれらの鉱物中の水素の位置を直接決定すること、酸素雰囲気や組成による水素位置への影響を調べることを目的として、中性子回折実験を進める。今年度は高温高圧実験により合成した含水ワズレアイトについて常圧での中性子回折実験を行った。中性子回折実験用の出発物質は東北大学設置の川井式マルチアンビル型高圧発生装置を用いて合成した。目的の組成になるように混合したオリビン・エンスタタイト・ブルーサイトの粉末を白金または金カプセルに封入し、ワズレアイトの安定領域である17万気圧で1400度付近にて数時間保持した。その際、軽水素は中性子回折実験のバックグラウンドを上げてしまうため、重水素化したマグネシウム水酸化物(ブルーサイト)を出発物質に加えることにより重水素化した試料を合成した。このようにして合成した含水ワズレアイトについて、フランスInstitut Laue-Langebin内のD20ビームラインにて中性子粉末回折実験を行った。得られた回折パターンについて、現在解析中である。
レーザーインジェクションによる標的真核細胞およびオルガネラの遺伝子発現制御

独自に開発したレーザーインジェクション法(Laser-assisted Thermal-expansion Microinjection法,LTM法)を用いて、標的細胞やオルガネラの遺伝子発現制御を行うことを目指した。特に、胚嚢(雌性配偶体)が裸出するユニークな植物トレニアにおいて、遺伝子発現抑制を行い、標的遺伝子の特異的な発現の低下を確認することも目指した。その結果、トレニアの胚嚢にモルフォリノアンチセンスオリゴを導入することで、標的遺伝子を特異的にノックダウンすることに成功した。標的遺伝子として、助細胞特異的に発現する花粉管誘引ペプチド候補であるLURE1およびLURE2を用いたところ、ノックダウンにより花粉管の誘引が阻害されることが明らかとなった。この実験により、花粉管誘引物質の同定に成功するという画期的な成果につながった。モルフォリノアンチセンスオリゴが植物にも有効であることが示され、また、原生生物である粘菌においてもその有効性が示されたことから、マイクロインジェクション技術の組み合わせにより、広く真核細胞の遺伝子発現抑制に用いることの技術であることが明らかとなった。マイクロインジェクションは、狙った細胞に核酸、タンパク質、薬剤など様々な物質を導入するための、重要な細胞工学技術である。しかし、従来法では、対象となる細胞が、大型の動物卵細胞やディッシュに接着した培養細胞などに限定されなど、技術的な制約が大きかった。研究代表者は、レーザー光を熱源とし、レーザー吸収剤の熱膨張圧によりマイクロインジェクションを行う方法を発明した。これにより、従来法では難しかった微小な細胞、多糖質の堅い細胞壁をもち内部には高い膨圧を保持する植物細胞、そしてそのオルガネラに至るまで、インジェクションに成功した。このような精密なインジェクションを簡便に行える方法・装置は、世界的にも実用化に至った例がない。本研究では、任意の細胞系で、狙った個々の細胞で確実に遺伝子の発現制御を行う技術の開発を目指す。これにより、細胞工学的に遺伝子発現制御を行うための基本原理を解明する。このために、遺伝子発現制御を、外来遺伝子の発現と、標的遺伝子の機能発現阻害の2つに大きく分けて研究を進める。植物の培養細胞(タバコBY-2)への抗体のインジェクションによる機能阻害、ならびに、植物の雌性配偶体細胞(トレニアの裸出胚嚢)へのモルフォリノアンチセンスオリゴのインジェクションによる遺伝子発現阻害実験を中心に、レーザーマイクロインジェクション法の評価・最適化を進めた。はじめにレーザーインジェクターの実用化(販売開始)を行い、それにともない、レーザー吸収剤や紫外線硬化性樹脂などの検討、および実験手法の最適化(マニュアル化)を行った。これにより、レーザーインジェクターを購入した研究者と、異なる細胞系での結果について情報を得ることもできるようになった。さらに上述の解析を進めたところ、インジェクションを高効率で行うための重要なポイントが多く明らかとなり、さらに抗体のインジェクションによる阻害効果が見られ始めた。また、モルフォリノアンチセンスオリゴの導入により、花粉管ガイダンスが阻害されるという予備的な結果が得られ始めた。現在、特異的に目的遺伝子の発現量が減少しているか、コントロールとなる遺伝子の探索と、インジェクション後の試料のRT-PCR解析の条件検討を進めている。細胞2個に由来するmRNAから安定してRT-PCRを行えるようになりつつある。コントロールとなる標的細胞の他の特異的遺伝子が複数同定されてきており、アンチセンスオリゴ導入の効果が、近く判別できるものと考えられる。またさらに、遺伝子発現を行わせる系の確立に向け、mRNAのin vitro精製などの条件検討を開始した。昨年度に実用化(販売開始)を行ったレーザーインジェクターを用いて、植物の雌性配偶体細胞(トレニアの裸出胚嚢)へのモルフォリノアンチセンスオリゴのインジェクションによる遺伝子発現阻害実験を中心に進めた。レーザーマイクロインジェクション法の評価・最適化を進めた結果、標的とした花粉管誘引物質の候補遺伝子の遺伝子発現阻害に成功し、候補遺伝子が真の花粉管誘引物質であることを証明できた。同定した遺伝子は2種あり、それぞれLURE1およびLURE2という、ディフェンシンに類似した低分子量タンパク質である。そのそれぞれの遺伝子に対する特異的なアンチセンスオリゴを導入した場合、アンチセンス特異的に花粉管誘引が阻害された。また、それぞれのアンチセンスオリゴ単独で、誘引が阻害されたことから、それぞれの遺伝子が異なる機能を持つ可能性も考えられる。その成果は、Nature誌に掲載せれ、表紙を飾った。

植物細胞においてモルフォリノアンチセンスオリゴの初めての使用例としても、メーカーから紹介された。現在、特異的に目的遺伝子の発現量が減少しているか、リアルタイムRT-PCR解析の条件検討を進めている。本年度にコントロールとなる遺伝子も取得でき、細胞2個に由来するmRNAから、cDNA増幅を介して、安定してリアルタイムRT-PCR解析が行えるようになった。今後、個々のサンプルでの標的遺伝子の発現量を調べ、この実験系が遺伝子発現抑制のモデル系として利用できるか、明らかにする。これまでに、植物の雌性配偶体細胞(トレニアの裸出胚嚢)へのモルフォリノアンチセンスオリゴのレーザーインジェクションにより、LURE遺伝子が胚嚢へのガイダンスを司る真の花粉管ガイダンス分子であることを示した。本年度は、LURE遺伝子の発現がどの程度抑制されているのか、定量的な解析を試みた。トレニアの組織を培養開始後すぐに、胚嚢へのインジェクションを行い、さらに1日間培養したのち、微小な胚珠組織を顕微操作により1つずつ回収した。個々の胚珠は、LUREを発現する助細胞を2つもつが、その胚珠組織からmRNAを精製し、安定してリアルタイムPCRを行う方法を開発した。その結果、アンチセンスオリゴを導入した胚珠特異的に、mRNAがほとんど検出されないほど減少していることが明らかとなった。アンチセンスオリゴは翻訳開始点と、スプライスドナー、スプライスアクセプターの3箇所に対するものを混合して導入している。したがって、スプライス阻害によりmRNAがナンセンスメディエイテッドmRNA崩壊(NMD)を受けている可能性が考えられる。また例えばLURE1を標的とした場合は、LURE2をはじめ、他の助細胞特異的遺伝子の発現は減少しないなど、標的遺伝子特異的に発現が減少していることも示唆された。モルフォリノアンチセンスオリゴによる遺伝子発現抑制が、トレニアの胚嚢で非常に良好にはたらいていることが示唆されたので、今後、トレニアの胚嚢をモデル系とした、ユニークな解析が展開されることが期待される。最終年度は、懸案となっている遺伝子発現について、解析を進める予定である。これまでに、植物の雌性配偶体細胞(トレニアの裸出胚嚢)へのモルフォリノアンチセンスオリゴのレーザーインジェクションにより、LURE遺伝子が胚嚢へのガイダンスを司る真の花粉管ガイダンス分子であることを示すとともに、胚珠1つ(LUREを発現する助細胞2つ)から安定してリアルタイムPCRを行う方法を開発した。本年度は、こうした系を用いて、LURE以外の重複遺伝子群の機能解析に対するレーザーインジェクションの有効性と、より安価で短時間で入手できるS化DNAオリゴの有効性について検証した。トレニア助細胞のEST解析から、システインに富むペプチドの他に、ペクチンメチルエステラーゼインヒビター(PMEI)に類似の遺伝子群などが主に発現していることを見出した。
弓部大動脈瘤手術の安全性向上を目的とした脳モニタリングシステムの開発

【平成4年度】弓部大動脈瘤手術時の脳循環モニタリングシステムの開発を目的としてまず、体重2.5kgの家兎を用いた体外循環実験モデルを確立し、高度血液希釈による脳障害を作成し、脳実質pH、内頸静脈血酸素飽和度(SjO2)の測定を行った。『結果』1)脳実質温の低下と共にSjO2は上昇し、血液温25°C到達30分後には全例95%以上となった。2)低体温中は脳実質pHは上昇するが、脳pHとHb値、SjO2値は正の相関関係を示し(r=0.634、r=0.620)、希釈が高度なものほど脳pHのacidosisは進行した。3)復温開始後SjO2、脳pHは低下したが、希釈が高度なものほど脳実質のacidosisは進行した。【平成5年度】家兎体外循環モデルにて、脳潅流量100ml/kg/minの定常状態より80、60、45、30ml/kg/minと減少させ脳障害を惹起し、脳pHと近赤外分光法による脳内酸素量変化量との関係を検討した。『結果』1)所定潅流時平均7.28n脳組織pHは、30ml/kg/min時には所定潅流時に比し0.19±0.08(mean±SD)と有意に低下した。2)潅流量の低下に応じて脳内還元Hbは有意に増加し、30ml/kg/min時には15.8±11.9μMの増加を認めた。3)脳組織pHと還元Hbとの間には負の相関関係を認めた。【平成6年度】近赤外分光法による脳内酸素量変化測定の臨床応用を中等度低体温体外循環及び脳分離体外循環症例に行った。『結果』1)成人例では酸化Hbは体外循環(CPB)中、前値に比し有意に低値を示し還元Hbは有意に高値を示したが、その変動は各々には有意な差はなく一定であった。2)小児例では酸化HbはCPB中前値に比し有意に低値を示し、還元Hbは有意差を認めなかったが高値を示した。また共に有意な変動を認めなかった。3)脳分離体外循環中における脳潅流量と酸化Hb値は正の有意な相関を示した。4)以上より近赤外分光による脳内酸素量変化測定は、簡便かつ無侵襲であり脳循環のモニターと成りうる可能性が示唆された。平成4年度の研究成果は体外循環施行動物において開頭し、脳実質pH、脳波、内頚静脈血サンプリングなどを安定して施行可能な実験モデルを作製できたことであった。【対象、方法】体重2.5kgの家兎10羽を対象とした。alpha stat管理下に潅流量100ml/kg/minで体外循環をおこなった。

20分間の常温平衡状態の後、20分間中心冷却を行い血液温25°C,咽頭温28°Cにて、60分潅流した。以後復温し、30分後に常温に復した後30分潅流を続けた。血液希釈と内袈静脈酸素飽和度、脳における酸素摂取率、脳pHよりみた脳代謝との関係を検討した。脳実質温と脳pHは頭頂葉に刺入した組織pHモニター計にて連続的に測定した。【結果】体温(脳実質温)の低下と共に内頚静脈血酸素飽和度は上昇し、血液温25度になって30分後には全例95%以上となった。同時に低体温中は脳実質pHは上昇するが、このpHは動脈血液中のHb値、動脈血酸素含量と正の指数相関を示し、希釈が軽度なほど脳pHのalkalosisは進行したが、Hb値が最低の3g/dlの実験例でもacidosisにはならなかった。血液温25度の安定状態における脳実質pHとの相関係数はHb値との相関ではr=0.634、酸素含量とではr=0.620であった。復温とともに内頚静脈血酸素飽和度、脳実質pHは低下した。復温開始後30分には脳実質温は冷却前の常温時に復しており、以後30分間の脳実質pHと動脈血液中のHb値、動脈血酸素含量は正の指数相関を示し(各々の相関係数r=0.716,0.779)、酸素含量の高値なもの程脳実質のacidosisは進行しなかった。内頚静脈酸素飽和度が低く酸素摂取率が高いものほどacidosisは高度であった。復温後の内頚靜脈酸素飽和度、脳酸素摂取率は脳実質pHの変化と相関し低酸素による脳代謝障害のよい指標となるが、復温の経過時間が長いほど障害が増強することが示唆された。【まとめ】内頚静脈酸素飽和度は脳代謝障害の良い指標となると思われた。平成5年度は、前年度に確立した家兎を用いた体外循環実験モデルを用いて、脳血流量を減ずることにより脳障害を惹起させ、その脳障害を的確にモニターできる指標を求めた。【対象、方法】体重2.5kgの家兎10羽のうちデータの採取できた5羽を対象とした。血液温37°Cの常温血液希釈体外循環を行った。まず灌流量100ml/kg/minの定常状態(以下所定灌流時と略す)をえた後、灌流量を80、60、45、30ml/kg/minに減じ、各々20分間続けた後、再び100ml/kg/minに戻した。測定項目は大脳側頭葉に直接穿刺した組織pHモニター計により連続測定した脳組織pHと脳実質温、近赤外分光により連続測定した脳内酸素量の変化、経時的に観血的に測定した内頚静脈血の酸素飽和度及びpHであった。【結果】灌流量の低下とともに灌流圧は低下したが、45ml/kg/minまでは所定灌流時と有意差は認めなかった。所定灌流時平均7.28の脳組織pHは、灌流量を30ml/kg/minにした時有意に低下し、所定灌流時に比して0.19±0.08(平均±標準偏差)低下した。脳内還元Hb量は、灌流量の低下に応じて有意に増加し、所定灌流時に比して30ml/kg/minの灌流時には15.8±11.9microMole/L増加した。この還元Hb増加量と脳組織pH低下量の関係は、個々の実験例では相関係数rが0.363から0.942(平均0.727)の有意な負の直線相関をえ、還元Hb量が増加したものほど脳組織pHはacidosisとなった。しかし、5実験例全部で検討すると負の直線相関をえたが有意なものではなかった。【まとめ】1)常温体外循環において、灌流量の低下は脳組織pHの低下を来し、特に灌流量が30ml/kg/minではそれが著明であった。2)脳内還元Hb量は灌流量の低下とともに増加した。3)個々の実験例において、脳内還元Hb量が増加するほど脳組織pHは低下した。しかし、脳内酸素量変化と脳障害の関係については更なる検討が必要と考えられた。平成6年度は、低体温体外循環時における脳循環のモニターとして近赤外分光法による持続脳内酸素量変化測定を成人開心術症例8例、小児例5例、脳分離体外循環下に手術を施行した胸部大動脈瘤症例6例について行い、その臨床的有用性を検討した。【方法】
電子機能部品のダウンサイジングを可能とするポリマーの表面金属化技術の開発

本研究のコンセプトは、申請者がアメリカの学術雑誌(Mcromolecules)に発表した2つの基礎研究をベースとしている。すなわち、ポリマー表面の金属化は、"金属と強く相互作用する部位をポリマー表面に植え込む"ことで、ポリマーと金属との密着力の増大を図ろうとするものである。このコンセプトを実現させるため、つぎの実験計画を立てた。対象とするポリマー:絶縁特性、機械的特性、熱的特性にすぐれたポリイミドとポリマーの中で誘電率が最小であり、高周波領域での絶縁材料であるフッ素ポリマーを選択した。金属(銅)と強く相互作用する部位:ポリイミドフィルムにはイミダゾール基を、フッ素ポリマーにはカルボニル基を選択した。部位をポリマー表面に埋め込む方法:ポリイミドフィルムにはシランカップリング反応を利用してイミダゾール基を埋め込む。シラン化合物として、3'(trimethoxysilyl)propoxy-2-hydroxypropyl-1,3-diazoleを選択した。フッ素ポリマーには、リモート水素プラズマを照射し、脱フッ素化と同時に生成する炭素ラジカルを空気酸化することでカルボニル基をフッ素表面に埋め込む。これらの手法によって改質したポリマー表面は、無電解メッキと電解メッキを併用した表面金属化が可能であり、ポリマーと金属層との密着力は良好で、実用化の可能性が高い。マルチメデア時代を迎える21世紀には、電子機器の小形軽量化が必須である。この小型化には半導体自体の高集積化もさることながら、半導体以外の電子機能部品も同時にダウンサイジングが図らねばならない。本研究は、電子機能部品のダウンサイジングを図る観点から、その基盤技術となるポリマーの表面金属化技術を開発することを目的として本年度よりスタートした。本研究目的を達成するために、次の研究計画を実行した。プロジェクト(1):金属とポリマーとの密着力を高めるために、金属とポリマー表面とを結びつける(金属と強い相互作用する)機能分子、あるいは官能基を開発する。プロジェクト(2):プロジェクト(1)で開発した機能分子、あるいは官能基をポリマー表面に植え込む技術を開発する。プロジェクトC:表面金属化技術を開発する。本年度は、表面金属化するポリマーとして、ポリマーの中で誘電率、誘電損失のもっとも小さなポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(テフロン)と耐熱性に優れたポリイミドを対象とした。PTFEの表面金属化には、リモート水素プラズマ処理によって酸素官能基を表面に導入し、無電解メッキによって表面金属化に成功した。また、ポリイミドに対してはアルゴンプラズマ処理とシランカップリング反応を併用し、銅と強い相互作用を発揮するイミダゾール基をポリマー表面に植え込むことに成功した。この表面の機能化によって、ポリイミドの表面金属化にめどが立った。これらの研究成果は、本年春の高分子学会年次大会で講演発表する予定である。マルチメデア時代を迎える21世紀には、電子機器の小型軽量化が必須である。これには電子機能部品のダウンサイジングを必要としている。本研究は、このような時代の要請から電子機能部品である同軸ケーブル、プリント配線基板のダウンサイジングに不可欠なポリマーの表面金属化技術を開発としてスタートしたプロジェクトで、2年目を経過した。本研究は3つのプロジェクト(プロジェクトA:金属と強く相互作用する機能分子を開発する。プロジェクトB:カップリング反応、プラズマ反応を利用し、プロジェクトAで開発した金属と強い相互作用する機能分子をポリマーフィルム表面に植え込む技術を開発する。)から遂行した。その成果を以下にまとめる。同軸ケーブル、プリント配線基板のポリマー素材であるフッ素ポリマー、ポリイミドを表面金属化の研究対象とした。フッ素ポリマーはリモート水素プラズマ照射によって表面に脱フッ素化と酸素官能基の導入が起こり、フッ素ポリマーの無電解メッキが可能となること。無電解メッキと電解メッキとを併用すると、同軸ケーブルの作成が可能である。銅と強く相互作用するイミダゾール基をシランカップリング反応を利用してポリイミド表面に植え込むことができること。この植え込みによって、銅とポリイミドフィルム間の密着力が飛躍的に高めることが可能である。電子機器の高性能化、小型軽量化の流れは著しく、マルチメディア時代を迎える21世紀には、予想もつかない展開をみせることが必須である。

電子機器の高性能化、小型軽量化には半導体自体の高機能化、高集積化もさることながら、半導体の実装時に使用される回路基盤(いわゆる、フレキシブルプリント基板、FPC)、高周波信号伝送路体(いわゆる、同軸ケーブル)などの電子機能部品も同時にダウンサイジングが図らねばならない。本研究は、電子機能部品のダウンサイジングを図る観点から、その基盤技術となるポリマーの表面金属化技術を開発することを目的とし、次の成果をえた。この基本方針をもとに電気特性の優れているテフロン、ポリイミドをポリマー基材として取り上げ、その表面への銅メタライジングの基本的手法の確立した。テフロンポリマーの銅メタライジングに関しては、リモート水素プラズマによってポリマー表面を改質し、無電解メッキ、電解メッキを併用することで銅メタライジングが可能となる手法を開発した。この成果は、Journal of Applied Polymer Science,vol.71,p.2191-2200(1999)およびMacromolecules vol.32,p.8566-8571(1999)に発表した。ポリイミドポリマーの銅メタライジングに関しては、アルゴンプラズマ処理と銅と強く相互作用するイミダゾール基を含むシランカップリング剤を用いたカップリング処理の併用によって改質すると、銅メタライジングが可能となる手法を開発した。この成果は、Journal of Applied Polymer Science,vol.73,p.1645-1654(1999)に発表した。
カテコール基含有ポリマーを用いた階層的多孔質材料の創製および太陽電池への応用

カテコール基含有のランダムコポリマーを合成し、クロロホルム中においてポリマーと無機ナノ粒子とを混合することで無機ナノ粒子表面の被覆を行った。カテコール基含有のランダムコポリマーは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミ等のナノ粒子表面に結合し、ナノ粒子をクロロホルム等の有機溶媒中に安定に分散させることが可能であることがわかった。特に従来用いられているカルボキシル基を有する両親媒性高分子と比較した際、カルボキシル基を有するコポリマーで被覆したナノ粒子が凝集してしまう分散媒条件においても、カテコール基を有するコポリマーで表面を被覆したナノ粒子は安定に分散できることがわかった。カテコール基含有コポリマーによって被覆したナノ粒子の分散液に、Breath-Figure法を適用することで水滴を鋳型にマイクロサイズの多孔質構造体を有するハニカム状多孔質膜の作製に成功した。作製した膜の光透過率を紫外可視分光法により求めた。膜内部にマイクロサイズの構造体があることで、長波長領域においてミー散乱よって光透過率が低下し、光が内部で散乱回折していることがわかった。また一方で、カテコール基含有ブロックコポリマーをRAFT重合法によって新規に合成し、その機能を初めて報告した。カテコール基は貴金属イオンに対して還元剤として作用することが知られているため、重合したポリマーを銀イオンと混合することで還元剤として使用し銀ナノ粒子の作製を試みた。カテコール基含有ブロックコポリマーを還元剤およびナノ粒子の被覆剤として用いることで、作製した銀のナノ粒子が有機溶媒中で安定に分散できるだけでなく、粒子のサイズがカテコール基を有するユニットであるジヒドロキシスチレンの分子量によってナノオーダーで制御することが可能であることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。
近世近代における農民的開墾に関する実証的研究

本研究の成果は、江戸時代における中国地方の開墾面積を数量的に明らかにできたことである。沿岸・島嶼部と内陸部では相当に開きがあるが、それでも内陸部においても耕作可能な土地はほとんど田畑として開発され、検地帳登録の畑の大半が水田に地目変更されていたことが明らかになった。また瀬戸内海の島々では山林面積より田畑面積が広い村が多数を占め、段々畑の景観がすでに成立していたことがわかる。本研究の目的は、近世近代における開墾の様相を瀬戸内海および中国山地を対象として明らかにすることである。本年度は主に地租改正史料を中心に開墾関連史料の収集を行った。具体的には、山口県文書館において西中国山地の西端に位置する奥山代宰判の農民経済に関する塩田家文書、各種の周防国の小村帳・小村絵図、広島大学附属図書館において安芸・備後国、周防国および出雲国の郡村レベルの耕地面積関係史料などを調査した。また島根県雲南市の田部家において、たたら関係史料のみならず、山林と耕地に関する古文書の調査を行い、さらに引き続いて備後国旧恵蘇郡奥門田村の栗本家文書の調査・整理を実施している。これらの史料の分析は未だ十全ではないが、瀬戸内海地域の島嶼部では山林を潰して田畑に開墾していく様相がうかがえるが、今後はその開発の論理について考察する予定である。また中国山地では山林の持っ固有の役割が大きく、農民的開墾は平坦部に限られることが知られるが、その開墾は予想以上にさかんであったことなどがうかがえる。次年度の課題として村落共同体と開墾の関係についての言及が求められる。また今年度は特殊な開墾の事例として、標高800メートルの山上を開発するという一大プロジェクトを紹介したが、この1830年代の開墾がいかに困難であったか、あるいは周辺村落との関わりのなかで明らかにした。本研究の目的は、近世・近代における開墾の様相を瀬戸内海および中国山地を対象として明らかにすることである。本年度は前年度に実施した広島大学附属中央図書館、および山口県文書館で蒐集した資料の分析を行うとともに、あらたに愛媛県立図書館の伊予八藩土地関係資料の調査を行い、芸予諸島の開墾を推測させる資料を得ることができた。今年度の研究成果として、(1)芸予諸島においては、近世に開墾が進み、村によっては山林面積より田畑面積が広い村が多数にのぼること、(2)出雲国においても切添えによる開墾が進んでいること、(3)防長両国においても宝暦検地以降、それぞれ3万町歩に及ぶ開墾がなされていることである。このように具体的な数値を掲げて近代初頭の耕地面積を指摘したのは、これまでの研究では見られなかったことである。今後の課題として、山林を開墾していくという行為を、当時の環境問題と照らし合わせながら、さまざまな面から開墾を考察していく必要がある。本年度は山口県文書館を中心として周防大島の史料を収集し、また島根県雲南市において田部家文書を調査するとともに、前年度までに蒐集した史料の分析を行い、研究の一応の総括を試みた。今年度の研究成果として、(1)芸予諸島および周防大島においては、近世期に開墾が進み、村によっては山林面積より田畑面積が広い村が多数にのぼること、(2)これらの地域では金肥の導入によって、肥料減としての山林の地位が低下しつつあったこと、(3)また中国山地地域においても切添えによる開墾が進み、さらに畑地の水田化など水利設備の整備によって、19世紀に入ると米の反当収量が2石をこえるようになったこと、(4)防長両国においては、18世紀半ばの宝暦検地以降、それぞれ3万町歩におよぶ開墾がなされていたこと、(5)伊予国においても島嶼部の耕地増加率が高く、芸備地方と同様の傾向を見せていたことを明らかにした。以上は、藩営新田などをはるかに凌駕する農民的開墾であった。ここでは具体的数値をあげなかったが、近世期において郡村レベルで耕地面積の増加を明らかにした研究は余りみられなかった。残された課題として、山林を開墾していくという行為と、山林資源の活用がどのような関係にあったのかについて、当時の環境問題と照らし合わせながら、さまざまな面から開墾について考察していく必要がある。
事業継続の実効性を高める復旧時間の予測法に関する研究

地震などの災害が生じた後に速やかに事業を復旧させることができれば、企業利益に与える影響も少なく、ひいては安定した雇用を維持することができる。事業継続は早期復旧を目指した取り組みであるが、その実効性において疑問がある。本研究は、地震などの災害後の復旧時間を予測できる理論の構築、予測のために必要なデータの収集と整備、および本理論の適用を試みた。その結果、予測理論の構築はできた。また、2011年東北地方太平洋沖地震の後に実施した事業継続アンケート結果を再整理し、本研究期間中に発生した2016年熊本地震の後に事業継続アンケートを実施してその結果をまとめた。これらの2地震の調査結果から有益な情報を得た。平成26年度では以下の4項目について研究・検討を行った。(1)「イベントツリーを準用した確率計算」について:イベントツリーとは、あるインシデント(災害や事故のことを言う)が発生した際の種々の事象(イベント)の破壊の有無を樹形図のように作成したものであり、事象の従属関係を加味した被害確率の計算を行える特徴がある。しかしイベントが多いと計算が膨大になるため、イベントツリーを簡素化した確率計算方法の確立を行った。この結果、37イベントのイベントツリー(最低でも2の37乗個のシナリオとなる)の計算を市販されているノートパソコンで1分程度で計算を終えることができるようになった。(2)「復旧に関わる要因分析」について:重要要素の復旧には,撤去,現地調査,経営判断,製作,施工,試運転などさまざまな要因が影響する。ヒアリングの結果、生産品の種類によりこれらの工程は変化するため、ユーザーが指定した工程を入力できるよう要因を一般化させた。(3)「被害状況・事業継続状況に関するアンケート調査」について:当初、2011年東北地方太平洋沖地震の被害地域を対象とした生産施設の被害状況と事業継続状況に関するアンケートを実施する予定であった。しかし、その後各機関で実施したアンケートも多数あることが判明した。また、研究者らも本研究課題の前に実施したアンケートもある。平成26年度では、これらのアンケート調査の分析を中心に行った。(4)「模擬工場の製作」について:板金工場を模擬した工場の仕様を考案した。また、実際の工場を参考に自動車部品メーカーをモデルに工場の仕様を作成中である。これらの模擬工場は復旧時間予測のキャリブレーション用として利用される。平成27年度では以下の5項目について研究・検討を行った。(1)複数分岐を有するイベントによる理論構築および(2)イベントツリー解析との比較および精度確認⇒⇒⇒理論の構築を行った。しかし、計算結果は2分岐イベントとそれほど大きな差異が見られなかった。寧ろ、各イベントの発生確率を規定する被害率(フラジリティ曲線)の精度が重要である。(5)とも関係するが、強風リスクを中心に表記検討を行った。(3)生産設備等の耐震強度実験⇒⇒⇒2011年東北地方太平洋沖地震の後に実施した事業アンケート調査によれば、生産施設(工場)において地震に起因する事業中断理由の最大要因は生産設備の故障などであった。しかし、これらの設備を床などの固定部分の破損や、固定したことにより生じた大きな加速度が慣性力となり設備等を破損させている。本実験では、設備の固定を解除した場合の設備の地震時挙動、およびそれに伴う建築物の挙動を実験で確認した。(4)フラジリティ曲線の作成⇒⇒⇒地震を対象としたフラジリティ曲線は概ね完成したため、他の災害のフラジリティ曲線の考案を行った。ここでは洪水、津波、積雪、強風の各フラジリティ曲線を構築した。しかし、計算結果が実況を反映していない結果も見られ、フラジリティ曲線の修正が必要である。(5)立地リスク予測法の確立⇒⇒⇒(4)と関連するがフラジリティ曲線と同時にハザード曲線を作成し地震を含めた5種類の災害に対する立地リスクを計算した。計算結果が実情とずれていると思われる部分もあり、研究成果を発表するには至っていない。前記(1)(5)に着手し、概ね所期の課題の把握と技術的解決に向けた研究を行えている。しかし、平成28年度が最終年度であることを考え、範囲を限定し、本テーマの着地点を明確にする必要がある。また、これまでの研究から方向性を変えるべきものが生じたため、一部研究内容を変更している。前述の(3)について、実際は設備固定の耐力の実験予定であったが、フラジリティ曲線を検討している過程で、固定していない設備や什器の移動(すべり)がそれらの被害率、さらには建築物の被害率に影響することが分かった。そこで、設備などの重量物のすべりがフラジリティ曲線に与える影響を主に研究を行っている。また、最終的には(5)を発展させてプログラムを公開するところを平成28年度に予定している。現在プログラム作成に着手しているが、昨年度の研究進捗状況を踏まえて、対象災害などを限定する可能性がある。本研究は、事業継続を効果的に進めるために必要な情報・リソースを提供するために、ビジネスインパクト分析に必要となる復旧時間の予測法の開発と関連情報の提供を目的とする。平成28年度は、復旧期間予測のためのロジック修正と、事業所への本法の適用を目的としていた。しかし、2016年4月に熊本地震が発生したため、急遽並行して熊本地震の事業継続調査の実施を行った。期首に想定していたロジックの修正については、前年度までに概ね完遂し、平成28年度は一部の修正をするにとどまった。

しかし、事業所の適用については、前年度より調整を進めていたが、事業継続計画が経営判断事項でもあることから、平成28年度中の実施が困難となった。また、平成28年度には本法のプログラムを完成し、公開することを目的としていたが、年度中の完成に至らなかった。一方、2016年熊本地震の調査では、2011年東北地方太平洋沖地震の際に実施したものと同一の内容のアンケートを実施し、両地震の類似点と相違点を確認することができた。本結果については2017年89月に実施される、日本建築学会大会で報告する予定である。3年間を通して復旧時間予測プログラムを構築・公開することが本研究の目的であったが、ロジックの構築はできた。また、対象ハザードを増加させた立地リスクの計算ロジックを確立した。しかし、プログラムの一部は完成したものの全体としては未完となった。この理由として、施設の状況に応じた復旧時間を予測する際に、設備・備品等の地震時の滑動によるリスクが復旧時間に大きく影響することに気づき、滑動の影響の定量化に多大な時間を要したことが主な原因である。この滑動による地震応答特性の把握は、本研究から派生した副次的な課題であるが、この課題に対する既往の研究は少なく有意な結果を得ることができた。この結果を、査読付き論文1編、口頭発表3件にまとめた。地震などの災害が生じた後に速やかに事業を復旧させることができれば、企業利益に与える影響も少なく、ひいては安定した雇用を維持することができる。事業継続は早期復旧を目指した取り組みであるが、その実効性において疑問がある。本研究は、地震などの災害後の復旧時間を予測できる理論の構築、予測のために必要なデータの収集と整備、および本理論の適用を試みた。その結果、予測理論の構築はできた。また、2011年東北地方太平洋沖地震の後に実施した事業継続アンケート結果を再整理し、本研究期間中に発生した2016年熊本地震の後に事業継続アンケートを実施してその結果をまとめた。これらの2地震の調査結果から有益な情報を得た。平成26年度の研究計画について多少の変更を生じたが、概ね予定通り達成したと考えている。最終成果としての論文(口頭発表を含む)やツールの公開にはまだ時間がかかるが、論文やツール公開の足がかりを得ることができた。平成28年度では以下の2点について明らかにすることが期首の目標である。しかし、前述の変更点を踏まえ、今後の推進方策を以下のとおりとする。(1)前年度までの結果を反映したロジックの修正およびプログラム作成修正点が想定していたものよりやや多い状況である。今後は、雷、火山噴火、土砂災害を自然災害リスクの対象に加えて実施するが、以上を限度とし、これ以外の自然災害リスクの研究には着手しない。また、事業環境リスクについては物流リスクについて検討を行ったが、それ以外には送電リスクを加えるのみとする。また、研究者(学部生や院生)を増員し、平成26年度では4名、平成27年度では1名だった研究者を8名に増員し、課題解決に取り組む。また、プログラムを検証するためのツールを複数購入し、同時並行で研究課題に取り組む予定である。(2)プログラム公開
変動強磁界の神経伝達機構に及ぼす影響と環境規制基準への応用

変動強磁界が神経伝達物質の放出に及ぼす影響のメカニズムを解明することを本研究の目的とする。カテコールアミンニューロンからの神経伝達物質であるカテコールアミンの放出には、ニューロン内のCa^<2+>の上昇が必須である。そこで、最良のモデルである副腎髄質クロマフィン細胞の培養系を用いて、Ca^<2+>等のイオン輸送およびカテコールアミン放出に及ぼす変動強磁界の影響を明らかにする目的で研究を遂行した。脳内での神経伝達物質の一つとされているブラジキニンを用いて、細胞内Ca^<2+>濃度の変動に対する変動強磁界(0.07^1.7T)の影響を観察した。その結果、副腎クロマフィン細胞を曝磁すると、ブラジキニンによる細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出は抑制された。細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出には、細胞内情報伝達物質であるイノシトール3リン酸が重要な役割を演じている。イノシトール3リン酸の生成量は曝磁により影響されなかったが、細胞内ヘイノシトール3リン酸の導入による細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出は曝磁により抑制された。この成績は、磁界が細胞内情報伝達物質の生成に影響するのではなく、細胞内Ca^<2+>貯蔵部位に何らかの作用をしているものと考えられる。以上の成績から、磁界暴露が副腎髄質クロマフイン細胞の細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>遊離を抑制することを示唆された。現在、変動強磁界による細胞内Ca^<2+>濃度の上昇抑制が如何なる機構によるものかを詳細に検討している。今回の知見は、磁界が神経伝達を阻害していることを示唆するものである。磁界を応用している高度医療機器MRI解析をおこなった患者が、診療後に「意識の鮮明さに欠ける。」との訴えもあり、脳神経への曝磁と患者の意識の鮮明さに何らかの関係があるものと推察される。今後、この関係について新たな解析をおこなうことが重要と考えている。脳内での神経伝達物質の一つとされているブラジキニンを用いて、細胞内Ca^<2+>濃度の変動に対する変動強磁界の影響を観察した。その結果、ブラジキニンによる細胞内Ca^<2+>濃度の上昇は、変動強磁界(0.071.7T)に暴露されることにより抑制された。この抑制は、細胞外液Ca^<2+>を除去しても観察された。磁界暴露がブラジキニン以外の神経伝達物質及び神経性ペプチドによるCa^<2+>遊離に対してもブラジキニン同様に抑制作用を有するか否かについて検索を行っている。

以上の成績から、磁界暴露が副腎髄質クロマフィン細胞の細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>遊離を抑制することを示唆された。現在、変動強磁界による細胞内Ca^<2+>濃度の上昇抑制が如何なる機構によるものかを検討している。またこれらの成績を発展させ、磁界発生種々機器の安全基準を作成できることを最終目的として研究を遂行している。刺激分泌連関を解明することは、神経伝達を知る上で重要である。カテコールアミンニューロンのモデルである副腎クロマフィン細胞は、絶えず刺激を受け、開口分泌の様式でエピネフリンを放出している。この開口分泌におけるCa^<2+>の必要性については論を異にすることはない。そこで、最良のモデルである副腎髄質クロマフィン細胞の培養系を用いて、Ca^<2+>等のイオン輸送およびカテコールアミン放出に及ぼす変動強磁界の影響を明らかにする目的で研究を遂行した。脳内での神経伝達物質の一つとされているブラジキニンを用いて、細胞内Ca^<2+>濃度の変動に対する変動強磁界(0.07^1.7T)の影響を観察した。その結果、副腎クロマフィン細胞を曝磁すると、ブラジキニンによる細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出は抑制された。細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出には、細胞内情報伝達物質であるイノシトール3リン酸が重要な役割を演じている。イノシトール3リン酸の生成量は曝磁により影響されなかったが、細胞内へイノシトール3リン酸の導入による細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>放出は曝磁により抑制された。この成績は、磁界が細胞内情報伝達物質の生成に影響するのではなく、細胞内Ca^<2+>貯蔵部位に何らかの作用をしているものと考えられる。現在、変動強磁界による細胞内Ca^<2+>濃度の上昇抑制が如何なる機構によるものかを詳細に検討している。今回の知見は、磁界が神経伝達を阻害していることを示唆するものである。磁界を応用している高度医療機器MRI解析をおこなった患者が、診療後に「意識の鮮明さに欠ける。」との訴えもあり、脳神経への曝磁と患者の意識の鮮明さに何らかの関係があるものと推察される。今後、この関係について新たな解析をおこなうことが重要と考えている。