hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脱分化脂肪細胞(DFAT)を導入した次世代型人工皮膚の開発

その適応はIII度熱傷を含む体表面積30%以上の熱傷症例であるが、III度熱傷創の焼痂を切除した後の真皮の欠損した全層皮膚欠損創には培養表皮の生着は著しく不良であるので、凍結保存同種皮膚あるいは人工真皮を用いて真皮再構築を行うことが前提である。同種培養表皮の供給に制限のある本邦では人工真皮による真皮再構築が重要な方法であるが、人工真皮上への自家培養表皮の生着率は40%程度であるのが現状である。その原因は培養表皮移植後の表皮真皮接着層におけつ基底膜構築の遷延であることが指摘されている。すなわち、培養表皮は表皮と真皮の共同作業により基底膜を再構築して生着するが、人工真皮で構築された真皮上に培養表皮を移植した後の基底膜構築過程の研究によるとcollagenIV, laminin-5などの基底膜構成タンパクの発現が遅延し、collagen VIIを主成分とするanchoringfibrilの形成も数ヶ月以上を要することが明らかとなっている。今回ブタによる実験モデルで人工真皮移植時に移植床に自家DFATを投与し、10日目に自家培養表皮を移植し、14日目に組織採取して検索した。その結果、DFAt投与群では真皮表皮接着層におけいてcollagen IV, laminiin-5の発現が対照群と比較して著明に促進されていた。また、真皮表皮接着層の透過電子顕微鏡像で検討したところ、対照群では基底膜も断続的で不完全な構築であったのに比較して、DFAT治療群では基底膜構築が著明に促進されておりanchorig fibrilの形成も確認された。真皮表皮接着層と脂肪固有基底膜で構成タンパクが共通であることからDFAT投与により人工真皮内に基底膜構成タンパク発現が促進されたものと推測している。今後臨床応用を視野に研究を継続する。本邦でも2009年に重症広範囲熱傷に対して自家培養表皮による治療が保険収載された。培養表皮は真皮成分のない移植床には生着しないので、凍結保存屍体皮膚や人工真皮を用いて真皮再建を行った後に移植する方法が行われている。しかしながら、現状ではその生着率が不良であることが課題である。培養表皮は移植床との間で基底膜を再構築して生着するので、collagen IVやlaminin-5などの基底膜構成タンパクが移植床に存在することが生着条件である。脱分化脂肪細胞(DFAT)を真皮構築の際に投与すると、CEA後の真皮表皮接着層における基底膜構成タンパクの発現が促進され基底膜構築が促進されることを明らかにした。今後、大動物を用いた移植実験を家畜ブタを用いて行う予定である。平成28年度はGreen型ブタ培養表皮移植実験によりDFATの培養表皮生着促進効果の検証および人工真皮と分層皮膚の同時移植実験により人工真皮と分層皮膚の同時移植の可能性の検証を行う予定である。これらの実験によるデータを蓄積してヒトへの臨床応用実験への基礎とする計画である。家畜ブタを用いた自家培養表皮移植実験を来年度も継続して行い、nを増やして科学的データを採集する予定である。また、分層皮膚と人工真皮の同時移植実験も行い、広範囲重症熱傷患者の治療でのDFATの有用性に関するデータを蓄積して臨床応用のための基礎データとする計画である。形成外科概ね予定通りに使用したが、端数の127円が次年度繰越となった。旅費として国際学会への出張旅費も含めて40万円を計上していたが平成28年度は国内学会のみに参加したので旅費が計上額より低くなってしまった。次年度の研究に使用する物品費に計上する予定である。
不確実性を有する離散型生産システムの設計・運用支援環境の開発

本研究では,システムを流れるものの処理時間・処理工程が動的に変更されるという不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成から運用方策までを協調して最適化する手法の開発を目指した.そのために,処理の間の因果関係やシステム動作に含まれる不確実性を確率分布付きのネットワーク型モデルを共通に用いて表した.そして,これらのモデルをもとに,システムの構成手法,運用に係る意思決定支援の手法,ネック工程の改善手法を開発した.本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成とその下での運用方策の同時最適化手法を開発するとともに,それに基づく設計・運用支援環境の開発を行うことである.このなかで平成25年度は,そのために必要なシステムモデル表現手法とそのモデルの構築手法の開発を行った.得られた知見は以下のようである.(1)生産システムのモデルとして,離散事象システムの定性モデルであるペトリネットに処理時間の不確実性を表す確率分布を導入したモデルを考え,そのモデルをもとに処理完了時刻の推定法,および各処理がクリティカルパスに含まれる確率分布を求める方法を考案した.これより,システム構成と各処理時間の不確実性を表すモデルが与えられたとき,生産システムのネック工程を抽出できることがわかる.(2)処理の流れを表すペトリネットモデルの事象間の因果関係をもとに,異常時における事象の発生間隔に関する確率分布を学習により求めておき,そのモデルをもとに異常診断を行う方法を考案した.これより,システム構成を表す定性モデルの情報の活用が,システムの処理時間や移送時間および事象発生系列の不確実性を表す定量モデルの効率的な学習に有効であることが示唆された.(3)生産システムに要求される処理形態(実行可能な処理順序の集まり)が与えられたとき,その処理形態を実現するペトリネットモデルを構成する1つの方法を考案した.考案した方法は,処理形態が表す事象間の因果関係を線形不等式の形に変換し,それらを制約条件とする0-1計画問題を繰り返し解くことによりペトリネットモデルを構成しようとするものである.これより,システム構成を表す定性モデルをシステマチックに構成できることがわかる.本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成とその下での運用方策の同時最適化手法を開発するとともに,それに基づく設計・運用支援環境の開発を行うことである.このなかで平成26年度は,平成25年度に引き続きシステムモデル表現手法を検討するとともに,そのモデルをベースにした最適化手法の開発を行った.得られた知見は以下のようである.(1)生産システムのモデルとして,離散事象システムの定性モデルであるペトリネットに処理時間の不確実性を表す確率分布を導入したモデルを考え,そのモデルをもとに各処理がクリティカルパスに含まれる確率分布を求めるいくつかの方法を考案し,数値計算を通して各方法の特徴を明らかにした.これにより,システム構成と各処理時間の不確実性を表すモデルが与えられたとき,生産システムのネック工程を抽出できる.さらに,ネック工程に関する解析から各処理装置能力の改善に関わる1つの最適化問題の解法を示した.(2)評価基準が異なる多工程を有する生産システムのマッチング問題に対する1つのヒューリスティックな解法を考案した.各工程はその評価基準の高い製品から処理されるが多少処理順が前後しても構わないという曖昧さを情報エントロピーを用いて表現した.これにより,確定的なスケジューリング問題以外の対象を扱うことが可能となった.(3)ジョブがある分布に従って到着する生産システムの装置前バッファの滞留量を制御するにあたって,その分布をベイズの定理を用いて推定し,その情報を利用したフィードバック制御系を構築した.これにより,不確実性を含む生産システムの最適運用を図ることができた.本研究の目的は,不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成とその下での運用方策の同時最適化手法を開発するとともに,それに基づく設計・運用支援環境の開発を行うことである.このなかで平成27年度は,平成26年度までに検討してきたシステムモデル表現手法をもとに最適化手法の開発を行った.得られた知見は以下のようである.(1)生産システムのモデルとして,離散事象システムの定性モデルであるペトリネットに処理時間の不確実性を表す確率分布を導入したモデルを考え,そのモデルをもとに各処理装置能力の改善に関わる1つの最適化問題を取り上げ,その解法をいくつか提案した.最適化問題は生産システム全体のプロセス完了時刻の期待値とばらつきを小さくする2目的最適化問題であり,提案した解法はその近似パレート解を求めるものである.これにより,不確実性を有する離散型生産システムの最適なシステム構成を考えることが可能となった.(2)評価基準が異なる多工程を有する生産システムの工程間のマッチングに関わる問題をブロック積み替え問題としてとらえ,その1つのヒューリスティックな解法を考案した.各工程はその評価基準の高い製品から処理されるが多少処理順が前後しても構わないという曖昧さを情報エントロピーを用いて表現した.これにより,確定的なスケジューリング問題以外の対象を扱うことが可能となった.(3)多種類の材料が流れる待ち行列ネットワーク型の生産システムに対して,装置前バッファの滞留量を制御するにあたって,ベイズ推定をもちいてシステムの状態を推定し,その情報をもとにしたフィードバック制御系を構築した.これにより,不確実性を含む生産システムの最適運用を図ることができた.

本研究では,システムを流れるものの処理時間・処理工程が動的に変更されるという不確実性を有する離散型生産システムを対象に,システム構成から運用方策までを協調して最適化する手法の開発を目指した.そのために,処理の間の因果関係やシステム動作に含まれる不確実性を確率分布付きのネットワーク型モデルを共通に用いて表した.そして,これらのモデルをもとに,システムの構成手法,運用に係る意思決定支援の手法,ネック工程の改善手法を開発した.平成26年度の計画は,不確実性を有する離散型生産システムを表すモデルをベースに,そのモデルの構築手法の開発,運用方策の獲得手法の開発,ネック工程の導出・評価・解消手法の開発を行うことであった.これらに対する評価は,以下のようである.・処理時間や処理工程の不確実性を表す確率分布の構築は,実績の欄内の(3)に示すように,いくつかの分布モデルを用意しておき,ベイズ推定を用いてオンラインで切り替えることにより行うことができた.・生産システムの運用方策獲得については,実績の欄内の(2)によるヒューリスティック手法による運用,実績の欄内の(3)によるベイズ推定により得られたジョブ到着分布を利用した運用が不確実性を有する離散型生産システムに有効である可能性を示せた.・実績の欄内の(1)によるクリティカルパスの推定法の開発により,不確実性を有する離散型生産システムのネック工程の導出・評価が可能となった。また,処理装置改善に関わる最適化手法の開発により,ネック工程の1つの解消手段を示せた.以上より,達成度は「おおむね順調に進展している」と評価した.しかしながら,システム構成変更に伴う不確実性の変化については,今のところシステム構成変更の度に学習するによる対応しかなく,平成27年度も引き続き検討する予定である.プロセスシステム工学当初の研究計画および平成26年度の実績およびその達成度より,平成27年度は以下のことを行う予定である.(1)システムモデル構築手法の開発:実績の欄で述べたように,システム構成とその下での運用方策の同時最適化を行うためのモデルおよび方法を開発したものの,システム構成変更に伴う不確実性の変化について柔軟に対応できるとはいえない.このためベイジアンネットワークを用いて,システム構成変更に伴う新たな確率分布の導出について検討する.(2)ネック工程の解消手法の開発:ネック工程と判断された装置やバッファに対して,装置の能力,バッファの容量を改善させてネックの解消方策を探る方法を開発する.平成26年度では,解消対策として特定の装置能力改善のみを対象とした検討を行ったが,平成27年度はこれをさらに一般化した問題に対して検討を行う.(3)システム設計・運用支援環境の開発:これまでの成果をもとに,不確実性を有する離散型生産システムの設計および運用を支援する環境の枠組を示す.そして,いくつかのケーススタディを通して,その支援環境の有効性を示す.平成25年度の計画は,不確実性を有する離散型生産システムを表すためのシステムモデル表現手法とそのモデルの構築手法の開発を行うことであった.
ダイアモンドアンビルセルによる超高圧下での準結晶の安定性とアモルファスへの相変態

研究成果は以下のとおりである.(1)その場X線回折測定の結果より,d-Al_<72>Ni_<20>Co_8準結晶,i-Al_<72>Pd_<18.5>Mn_<9.5>準結晶,i一Zn_<55>Mg_<35>Y_<10>準結晶は,いずれの準結晶も70GPaまでの超高圧下で安定であり,アモルファスへは変態しないことが明らかになった.(2) d値の圧力依存性は,いずれの準結晶もすべて圧力増加に対して,単調に連続的に減少した.このことから,70GPaまでの超高圧下までいずれの準結晶もそれぞれの準結晶構造に大きな変化はないことが明らかになった.(3) d値の圧力依存性から評価された圧縮曲線から,いずれの準結晶も圧縮挙動は等方的であることが明らかになった.(5) d-Al_<72>Ni_<20>Co_8準結晶の周期方向と準周期方向に相当する回折線の半値幅から評価された歪みの圧力依存性より,高圧力下での歪みは異方的であり,準周期方向はより歪みやすいことが明らかになった.(7)その場測定前と70GPaからの回収後のX線回折パターンの半値幅の解析より,残留歪みはi-Al_<72>Pd_<18.5>Mn_<9.5>準結晶では約0.53%,i-Zn_<55>Mg_<35>Y_<10>準結晶では約0.73%と評価された.研究成果は以下のとおりである.(1)その場X線回折測定の結果より,d-Al_<72>Ni_<20>Co_8準結晶,i-Al_<72>Pd_<18.5>Mn_<9.5>準結晶,i一Zn_<55>Mg_<35>Y_<10>準結晶は,いずれの準結晶も70GPaまでの超高圧下で安定であり,アモルファスへは変態しないことが明らかになった.(2) d値の圧力依存性は,いずれの準結晶もすべて圧力増加に対して,単調に連続的に減少した.このことから,70GPaまでの超高圧下までいずれの準結晶もそれぞれの準結晶構造に大きな変化はないことが明らかになった.(3) d値の圧力依存性から評価された圧縮曲線から,いずれの準結晶も圧縮挙動は等方的であることが明らかになった.(5) d-Al_<72>Ni_<20>Co_8準結晶の周期方向と準周期方向に相当する回折線の半値幅から評価された歪みの圧力依存性より,高圧力下での歪みは異方的であり,準周期方向はより歪みやすいことが明らかになった.(7)その場測定前と70GPaからの回収後のX線回折パターンの半値幅の解析より,残留歪みはi-Al_<72>Pd_<18.5>Mn_<9.5>準結晶では約0.53%,i-Zn_<55>Mg_<35>Y_<10>準結晶では約0.73%と評価された.
カーテン・スクリーン類の日射遮蔽性能の定量化と簡易的な評価手法に関する研究

本研究の目的は、窓に付属するカーテン・スクリーン類の熱的な性能を体系的に整理することである。開口部の日射熱取得率の評価法は,JIS A2103による計算法とJIS A1493による測定法が規格として整備されている。しかし,いずれも日射が開口面に対して法線方向から入射した場合の評価を主としており,斜め方向から入射した場合の評価法やレースカーテン等の複雑な形状の付属部材の評価法は充分に整備されていない。本研究では屋外環境下での開口部の日射熱取得率の測定方法を開発し、建物での実際の使用状況に近い環境で日射熱取得性能を評価した。最終年度は内付けスクリーン4種とレースカーテン3種を対象として、これらを透明複層ガラス窓に設置した場合の日射熱取得率を測定した。また前年までの試験体も含め計15種について測定値とJIS A 2103による計算値と比較し、両者がどの程度一致するか検証した。その結果、測定値と計算値の差は最大でも0.06であり概ね良好な値が得られた。スクリーンの光学特性と日射熱取得率との関係をみると、日射反射率が低いほど日射熱取得率は大きく、他の光学特性のなかでも日射反射率が日射熱取得率に大きく関与していることが分かった。併せて日射透過率が大きい場合でも、日射吸収率が高ければ、日射熱の流入によって日射熱取得率が増加することがわかった。アメリカのASHRAEで提案されているスクリーン生地の分類と日射熱取得率の関係をみると、同じ分類に属するスクリーンは概ね近い値を示した。レースカーテンは日射遮蔽性能が高く、特に遮熱タイプはロールスクリーンで最も日射遮蔽性能が高いものと同程度の性能が得られることがわかった。ロールスクリーンとレースカーテンの日射熱取得率を定量的に明らかにしたことは大きな成果と言える。窓の日射熱取得性能は、窓単体に対する評価方法は確立されているが、カーテン類のようにヒダや網目のある付属物については、現象を精度よく再現するモデルは未整備であり、実用的な評価方法は確立されていない。特に斜め入射日射に対する日射熱取得率の測定が課題となっている。そこで屋外環境下で開口部の日射熱取得率を測定できる装置を制作し、鹿児島大学建築学科棟屋上で試験を行った。試験装置は1面に開口を持つ直方体の箱で、開口部を通して室内に侵入する日射熱を測定する。侵入熱量の測定方法として、日射熱吸収体(アブソーバ)出入口での冷媒の温度差と流量から熱量を測定する方法(熱量計測定法)とアブソーバ表面に貼付した熱流計で直接的に熱量を測定する方法(熱流計測定法)を考案し、2種類の測定装置を作成した。予備試験として装置の開口部にガラスのみを設置し日射熱取得率を測定した結果、熱量計測定法では温度センサーの誤差の影響が大きく、十分な精度を得ることができなかった。この点については高精度の測温抵抗体に変更するなど継続して改良を試みている。熱流計測定法に関しては、計算値との差が5%以内に収まることを確認した。この装置を用いて、ロールスクリーンおよびブラインドが付属した状態で窓の日射熱取得率を測定し、JIS A2103による計算値と比較した。ブラインドに関してはスラット角度の影響をみるため角度を変えて5回の測定を行った。測定値と計算値の差は最大でも10%程度となり、自然光を用いた日射熱取得率の測定が可能であることを明らかにした。初年度の目標としていた、日射熱取得率測定装置の作成と測定精度の確認をおこなった。また開口部にスクリーンやブラインドが付属した状態で日射熱取得率を測定し、計算値との比較をおこなった。測定値と計算値の差は10%以内であり、試験方法として実用的な精度が得られることを確認できた。一方、熱量計測定法と呼ぶ試験装置は温度センサーの誤差の影響が大きく、実用的な精度は得られていない。このことから自己点検の評価は、「おおむね順調に進展」とした。自然光を用いた窓の日射熱取得率の測定装置を作製し、付属部材の日射遮蔽性能の定量化を試みている。昨年度は窓にブラインドやスクリーンが付属した状態の日射熱取得率を測定し、JIS A 2103による計算値と比較し、両者がどの程度一致するか検証した。その結果、ブラインドについては概ね近い値となったが、スクリーンは計算値と測定値に乖離が見られた。そこで今年度はスクリーンに的を絞って、12タイプの生地の日射熱取得率を測定した。スクリーンのサンプルは、ASHRAE Handbook:Chapter15 Fenestrationで提示されている生地の粗さと色味を考慮した分類を参考に選定した。測定は屋外の自然光を用いるため、天気が安定していることが条件となる。スクリーンを定期的に交換して測定し、11タイプについて有効なデータが取得することができた。その結果、各スクリーンの日射熱取得率は0.3から0.6の間で安定していた。またASHRAEのスクリーン生地の分類において、同じ区分に属するスクリーンの日射熱取得率は、概ね近い値を示した。

スクリーンの光学特性と日射熱取得率との関係をみると、日射反射率が低いほど日射熱取得率は大きく、他の光学特性のなかでも日射反射率が日射熱取得率に大きく関与していることが分かった。併せて日射透過率が大きい場合でも、日射吸収率が高ければ、日射熱の流入によって日射熱取得率が増加することがわかった。測定値と計算値の比較では、スクリーンの入射角特性が課題となった。現状では全て拡散反射と仮定しているが、根拠が不十分なので、スクリーンの光学特性データを収集する必要がある。平成28年度に日射熱取得率の測定装置を製作し実用的な精度が得られることを確認した。また窓にブラインドやスクリーンが付属した状態の日射熱取得率を測定し、JIS A 2103による計算値と比較した。その結果、ブラインドに関しては測定値と計算値が±5%以内で一致した。スクリーンは両者に乖離が見られたので、平成29年度にサンプル数を増やして測定し、12タイプの生地について有効なデータを整理した。現状ではスクリーンの斜め入射に対する光学特性が不明のため計算値との比較までできていないが、分光反射率,透過率を測定する計器の準備までは完了した。これらのことから研究は概ね順調に進展しているとした。本研究の目的は、窓に付属するカーテン・スクリーン類の熱的な性能を体系的に整理することである。開口部の日射熱取得率の評価法は,JIS A2103による計算法とJIS A1493による測定法が規格として整備されている。しかし,いずれも日射が開口面に対して法線方向から入射した場合の評価を主としており,斜め方向から入射した場合の評価法やレースカーテン等の複雑な形状の付属部材の評価法は充分に整備されていない。本研究では屋外環境下での開口部の日射熱取得率の測定方法を開発し、建物での実際の使用状況に近い環境で日射熱取得性能を評価した。最終年度は内付けスクリーン4種とレースカーテン3種を対象として、これらを透明複層ガラス窓に設置した場合の日射熱取得率を測定した。また前年までの試験体も含め計15種について測定値とJIS A 2103による計算値と比較し、両者がどの程度一致するか検証した。その結果、測定値と計算値の差は最大でも0.06であり概ね良好な値が得られた。アメリカのASHRAEで提案されているスクリーン生地の分類と日射熱取得率の関係をみると、同じ分類に属するスクリーンは概ね近い値を示した。レースカーテンは日射遮蔽性能が高く、特に遮熱タイプはロールスクリーンで最も日射遮蔽性能が高いものと同程度の性能が得られることがわかった。ロールスクリーンとレースカーテンの日射熱取得率を定量的に明らかにしたことは大きな成果と言える。熱流計測定法に関しては、実用的な測定精度が得られることを確認したが、室温の制御に課題が残ったので、細部を改良して測定精度の向上を試みる。また試験装置を増やして、同一気象条件下で比較測定ができるようにする。屋外での測定は気温や日射量などの環境条件が変化するので、同じ試験体でも測定結果にばらつきが見られる。基準となる試験体を定めて、複数の試験装置で同時に測定することで、付属部材の日射熱取得率を定量的に評価できるようになる。試料については、ロールスクリーンで測定値と計算値の差が大きくなった。
エキシトン機構によるナノ構造室温超伝導体の創製とテラヘルツ素子プロトタイプの作製

理論的には、ナノ構造金属/誘電体界面におけるエキシトン室温超伝導系を取り上げ、金属として金超薄膜、誘電体エキシトン層としてC_<60>誘導体単分子膜からなる低次元ナノ構造系で高温超伝導が期待できることを論じた。実験的には、金超薄膜/C_<60>界面に着目したナノ構造室温超伝導モデル物質系を作製した。単結晶MgO、SrTiO_3、Al_2O_3を酸素フロー中、700°C1000°Cにて熱処理を行って表面の清浄化後、ステップ・テラス構造を形成し、そのステップに沿って金粒子細線形成後、C_<60>誘導体ベンゼン溶液中へ作製した金超薄膜を浸積し、C_<60>誘導体単分子膜を自己組織的に形成した。得られた試料の表面を観察評価し、ほぼ所望の構造が作製されたことを確認した。主な結果として、測定電極構造を改良し、再現性良く、従来の実験結果と同様な数%程度の微小な超伝導的抵抗の異常減少を確認できた。さらに、ナノスケールでの電気伝導特性の温度依存性を精密測定することを目指し、収束イオンビーム膜堆積法を用いるミクロ電極作製プロセスを開発した。作製した間隔約2μmの電極を用い、基板のステップライン方向ならびに垂直方向に対し、電気抵抗率を4端子測定法により精密に測定したが、明確な異方性と大きな抵抗変化を観測することは出来なかった。一連の結果は新しい高温超伝導モデルの有望性を示している。ナノ構造金属/誘電体界面におけるエキシトン室温超伝導系の理論的解析を行った。金属として金、誘電体としてπ電子を豊富に持つC_<60>誘導体とC_<60>の単分子膜からなる低次元ナノ構造が有望であることを示した。金超薄膜/C_<60>界面に着目したナノ構造室温超伝導モデル物質系を作製した。得られた試料の表面を原子間力顕微鏡にて観察評価し、ほぼ所望の構造が作製されたことを明らかにした。試料の基礎物性評価と抵抗異常測定ならびに室温超伝導を検証することを試みた。現在までのところ、超伝導的抵抗の変化を確認することには成功していない。しかし、ナノスケールでの電気伝導特性の温度依存性を精密測定することを目指した、収束イオンビーム膜堆積法を用いるミクロ電極作製プロセスを開発した。電極間隔約2μmの電極作製に成功した。このミクロ電極を用い、基板のステップライン方向ならびに垂直方向に対し、電気抵抗率を4端子測定法により精密に測定中である。単結晶MgO、SrTiO_3、A1_2O_3を酸素フロー中、700°C1000°Cにて熱処理を行って表面の清浄化後、ステップ・テラス構造を形成し、そのステップに沿って金粒子細線形成後、C_<60>誘導体ベンゼン溶液中へ作製した金超薄膜を浸積し、C_<60>誘導体単分子膜を自己組織的に形成した。

主な結果として、測定電極構造を改良し、再現性良く、従来の実験結果と同様な数%程度の微小な超伝導的抵抗の異常減少を確認できた。さらに、ナノスケールでの電気伝導特性の温度依存性を精密測定することを目指し、収束イオンビーム膜堆積法を用いるミクロ電極作製プロセスを開発した。作製した間隔約2μmの電極を用い、基板のステップライン方向ならびに垂直方向に対し、電気抵抗率を4端子測定法により精密に測定したが、明確な異方性と大きな抵抗変化を観測することは出来なかった。一連の結果は新しい高温超伝導モデルの有望性を示している。
主客未分の体験を現代芸術の造形に照らして相互ケアの論理へと再編成するための研究

主客未分の体験という概念は、人間に与えられた無条件の相互理解の場を指して肯定的に用いられるが、他者の住まう空間を自己もまた分有するというこの考えの中には、明らかに不合理なものが含まれている。この研究では、主客未分という概念によって示されていることがらを「寸断された身体」をはじめとする精神分析の概念によって練り直し、人間が幼児期に経験する自己身体との間の不協和の体験が、人間相互の身体が混じり合うような不合理な感じ方をも可能にしていると考えた。この可能性を現代芸術の造形原理の中で体験することを通じて、人間の相互ケアにおいても互いの身体を自他未分化の水準で捉える実践を開き得ることを見出した。本研究の目的の前半は、「従来しばしば「主客未分」などとして語られてきた自他の共有領域の構造、起源、そして機能を、現代芸術の身振りによって、明らかにすること」である。この目的に沿い、平成25年度に関して、この自他の共有領域をめぐる文献の糾合を行って、現代芸術における空間構成のあり方を参照しながら考察し、論文化する計画を立てた。そして昨25年度中に、現代芸術の作品として、ゴンザレス=トレスの作品を取り上げて、上記の「主客未分」の領域の構造についての微視的な解明を行い、この領域に関しては「主客未分」と見えているものは、より精密には「主体の位置変換」と言えるような細かな往還運動の連続体であることを明らかにした。この運動は、視点を能動極と受動極のそれぞれに取ることによって「主体の消失」という位相を含むことになり、体験構造としてこの消失の位相が重要となることが見いだされた。トレスの作品がインスタレーション作品であり、また彼の対象喪失経験を反映したものであったことから、とくに「喪」という人間的経験の範例において、生者と死者の間でのこの領域の活動が大きな意味を持つ可能性が強く示唆された。またこの往還運動の起源は、幼年期よりの人間の自己意識の形成過程に求められる。研究協力者を指導し、これらのことを「主体の喪失ー「主体の位置変換」と「寸断された身体」を通してー」と題した論文にまとめて、研究協力者が投稿した(査読中)。また、「主客未分」の領域の動態をケアの行為において探査するという課題について、リハビリテーションの理論と実践を、この探査の領域に選び、関連する文献の調査を開始した。リハビリテーションでは、他者の「身体図式」という空間体験を共有することが問題になることから、ここで問題にしている自他の共有領域の把握を適用し、ケアという行為のより良い概念化に繋いでゆく予定を立てた。平成26年度中に、現象学的に主客未分の領域とされてきたものを、精神分析における「リトラル(沿岸地帯)」の概念の中に見出し、それを精神分析の、なかんずくフロイト自身の文献とラカンの講義録の中で跡付けた。その内容を現代美術の映像表現として具体化する展示を行った。その際には研究代表者の新宮と研究協力者の岡田が討論してコンセプトを作り、大阪芸術大学の大橋勝講師が制作に当たり、映像を展示した。人間の身体内部を形作る水分の感覚と外界から注がれる光の交錯を、リアプロジェクションを用いて一つの面に示したこの作品については、映像が部屋の全体を満たしているように感じられるという評が得られ、いわゆる主客未分の領域の有する、内部と外部の相互移行による全体性という一要素を、感覚的に取り出すことができた。また「リトラル」の概念には海と陸の間において相互移行を見出すという志向性が含まれているので、陸にあるものを自己の身体とすると、他の諸身体のありようを海としてとらえ、両者の間に移行や重なりを見出すことが有用である。研究代表者はこの点について、フロイトの欲動論と治療論の論文を再検討し、自己身体と他者の身体の差異を消去するという幼児期の空想的な遊びの経験を持っていた自験例を、フロイトの概念に沿って検討し、転移の構造の中で、「海辺」の表象がこの差異の消去の舞台として選ばれるという無意識に備わった傾向を明らかにした。そして現在、研究代表者の新宮と研究協力者の佐藤は、他者の身体を如何に自己身体と重ねて感じうるのかという課題への応答を、脳卒中後のリハビリテーションにおける治療者の経験から引き出すことを試み、所属研究科の倫理委員会の承認を経て、当事者の語りのデータを収集しており、これを質的研究の方法論的解析にかけて論文化するための作業を行っているところである。本研究は、主客未分の体験として現象学的に語られている体験様式に、現代美術の造形と精神分析的の理論からより明確な構造化を与え、それをケアの論理へと再編成することを目的とするものである。精神分析の「リトラル」の概念によって示される海と陸のどちらともつかぬ時空を、現代美術によって造形された、動きを已めぬ表面の文様によって思考した。このことは皮膚同士の触れ合いにおける主客未分の体験の独自性をより明確な平面にもたらし、ケアの場においては運動を障害された筋肉とそのリハビリの施行者との間での出来事を記述することへの見通しにつながった。引き続き精神分析の理論から主客未分の体験領域を考察してゆき、精神分析における、自他の特異的な重なり合いを表現するとされる不安の対象が、この体験領域に位置するという洞察に至った。

この対象が、乳児期から幼児期にかけて経験される「寸断された身体」と呼ばれる自己身体の不協和状態に根差すものであるところから、主客未分の体験もまた、切れ目のない融合体験であるというよりは、多くの錯綜した断裂線を含んだ体験であって、主体の側と客体の側のともどもの断裂が主客未分と言える混在状態を生むのであると推定することができた。このことは精神分析の研究からのみならず、発達心理学の幼児観察記述からも確認することができた。現代美術の映像における散在する複数の人間の四肢を暗い空間において目撃することによって、こうした発達上の位相の再体験を試み、またケアの場において失語と麻痺を患う人とリハビリの術者との接触の際の相互経験を記述した。患者の精神はその接触を有意義と感じながらもそこから逃げるという葛藤的な状態の中にあった。主客未分の体験は、究極的な融合体験ではなく、むしろ「寸断された身体」による抵抗を含んだ両価的経験であって、そこにこそその相互的交流運動の発条としての可能性があると考えられた。主客未分の体験という概念は、人間に与えられた無条件の相互理解の場を指して肯定的に用いられるが、他者の住まう空間を自己もまた分有するというこの考えの中には、明らかに不合理なものが含まれている。この研究では、主客未分という概念によって示されていることがらを「寸断された身体」をはじめとする精神分析の概念によって練り直し、人間が幼児期に経験する自己身体との間の不協和の体験が、人間相互の身体が混じり合うような不合理な感じ方をも可能にしていると考えた。この可能性を現代芸術の造形原理の中で体験することを通じて、人間の相互ケアにおいても互いの身体を自他未分化の水準で捉える実践を開き得ることを見出した。主客未分または自他の融合の現象学的記述と精神分析的構造化を、現代美術の造形による検証とケアの現場の記述から行う計画のもとに研究を進め、現代美術の造形について実際の映像美術の制作、および、ケアの現場でのインタビューを行った。それらにより作品展示を実践しインタビューのデータを収集することができた。しかし、前者に関しては他の現代美術作品との比較に基づく構造的考察を論文化することがまだ残されており、これについては26年度中に投稿できなかった。また後者に関しては他者の身体になってみるという表現に実質を与えてケア論として論文を作成中であるが、その投稿が26年度中にできなかった。招聘講演と海外調査の結果を参照して、精神分析における主客未分に関わるイメージの構造化について、一つの論文の掲載が26年度中に実現したが、もう一つの論文作成についてはまだ資料収集の段階である。精神医学、精神分析3つの領域に分け、完成に向けて研究を推進する。一つは現象学的な主客未分の領域を精神分析的に構造化すること。この際に現代美術の造形の論理を参照する。第二は、第一の領域で参照した現代美術の造形において、言語化されないまま用いられている主客未分の論理を取り出すこと。第三は、ケアの領域において「他者の身体」がどのように経験されているかを検証し、上記の二つの領域で構造化された主客未分の論理をそこに適用して、ケアの実際において「他者の身体」の経験を感覚的に拡張することである。第一の領域では、精神分析の分野に立脚して理論的な論文を前報に引き続いてもう一つ執筆する。第二の領域では、海外における現代美術に潜在する主客未分のテーマを取り出して、現象学と精神分析を用いて構造化して論文を執筆する。第三の領域では、すでに収集されているデータの解析を迅速に行って、論文にまとめて投稿する予定である。計画のうち、概念形成の部分を遂行したが、投稿した論文の査読結果がまだ出ていないこと。
肺癌において拡散強調画像は一体何を表しているのか?

極細径圧プローブを用いて、肺癌切除標本の腫瘍内圧を測定した。176例の肺癌の平均腫瘍内圧は8. 7±6. 3mmHg(0-37)であった。腫瘍内圧は、1)陽電子断層法における標準化最大集積値と相関を認めた(r=0. 398)。2)腫瘍サイズと相関を認めた(r=0. 326)。3)リンパ節陽性肺癌は陰性より有意に腫瘍内圧が高かった(p=0. 005)。4)拡散強調画像における見かけの拡散係数とは相関を認めなかった(r=0. 114)。肺癌に対する腫瘍内圧測定法の確立肺癌に対する腫瘍内圧測定の至適方法の確立を行うために、臨床研究・医療技術倫理委員会の許可を得た後、切除肺を用いそ、腫瘍内圧測定を行なった。Millar社のUltra-Miniature Mikro-Tip Pressure Transducer Catheters(SPR1000)を22G注射針の中に入れた状態で腫瘍を穿刺し、カテーテル先端を腫瘍内に残すように注射針を引き抜いた。2分ほどで、圧は定常状態となったので、この時点の圧を腫瘍内圧とすることとした。平成21年9月より平成22年4月までに23例に腫瘍内圧が測定可能であった。その内訳であるが、腺癌および扁平上皮癌がそれぞれ11例、腺扁平上皮癌が1例であった。CT上の腫瘍の平均最大径は3.0±2.0cm(0.9-7.9)であり、組織型での有意差は認めなかった(p=0.09)。平均腫瘍内圧は9.1±8.6mmHg(2.1-37.2)であった。組織型毎の平均腫瘍内圧は,腺癌6.2±3.3mmHg(2.1-13.8」)(n=11)、扁平上皮癌11.9±11.6mmHg(2.5-37.2)(n=11)であり、有意に扁平上皮癌の腫瘍内圧が高かった(p=0.023)。同時に核磁気共鳴拡散強調画像を撮影し、apparent diffusion coefficient(ADC)を測定した症例において、ADCと腫瘍内圧の相関を検討したところ、r=0.134であり、相関は認めなかった。今後は開胸時における血流が保持されている時点で、腫瘍内圧を測定し、ADCとの相関の有無を検討したい。肺癌に対する腫瘍内圧測定法の確立肺癌に対する腫瘍内圧測定の至適方法の確立を行うために、臨床研究・医療技術倫理委員会の許可を得た後、切除肺を用いて、腫瘍内圧測定を行なった。Millar社のUltra-Miniature Mikro-Tip Pressure Transducer Catheters (SPR1000)の不具合が生じ、装置を改良し、腫瘍内に生理食塩水を満たした注射針を挿入することにより、腫瘍内圧を測定した。平成21年9月より平成23年4月までに90例の肺癌に対し、腫瘍内圧が測定可能であった。その内訳であるが、腺癌57例、扁平上皮癌26例、腺扁平上皮癌5例、そして大細胞癌が2例であった。同時に核磁気共鳴拡散強調画像を撮影し、apparent diffusion coefficient (ADC)を測定した症例において、ADCと腫瘍内圧の相関を検討したところ、r=0.114であり、症例を追加しても、両者の相関は認めず、扁平上皮癌および腺癌に限って検討を加えても相関は認めなかった。今後は拡散強調画像の本質に迫る研究と同時に、肺癌における腫瘍内圧の臨床的意義について検討を加える予定である。(はじめに)核磁気共鳴拡散強調画像は、フルオロデオキシグルコース陽電子断層法と似たような画像が得られる、肺癌診療に有用な画像診断法である。しかし、拡散強調画像が何を表しているかを探るため、腫瘍内圧を測定し、その関連性を検討した。(方法)2009年より2011年に熊本大学で肺癌の手術を受けた患者のうち、95例(男性62人、女性33人、平均年齢70歳)を対象とした。この際、純粋なすリガラス影を呈する病変は対象外とした。腫瘍内圧は22ゲージ注射針に内装した極細径圧センサーカテーテル(SPR1000,ミラー社)を用いて、腫瘍中心部で計測。(CT所見)病変の平均長径2.9cm。病変の性状は、充実性67例、すりガラス陰影成分を含むもの32例。(病理)組織学的内訳は、腺癌57例、扁平上皮癌26例、腺扁平上皮癌5例、大細胞癌2例。IA期49例、IB期23例、IIA12例、IIB期4例、IIIA期7例。

T1a35例、T1b20例、T2a28例、T2b5例、T37例。(結果)拡散強調画像における見かけの拡散係数の平均値は10±0.4x10^<-3>mm/sec(0.3-2.2)。陽電子断層法の標準化最大集積値の平均値は4.6±3.5(0.3-15.1)。平均腫瘍内圧8.4±7.0mmHg(0-37.2)であった。腫瘍内圧は、見かけの拡散係数との間に相関を認めなかった(r=0.114)が、標準化最大集積値都の間には相関を認めた(r=0.439)。病理分類毎の腫瘍内圧は、腺癌7.1±5.8mmHg(0.8-32)(すりガラス影を含まないもの9.2±6.7mmHg(1.2-32)、)、扁平上皮癌11.2±8.6mmHg(5.7.14.1)、腺扁平上皮癌6.6±3.8mmHg(1.9-10.9)、大細胞癌15.3±5.8mmHg(0.8-32)であった。組織型による腫瘍内圧の有意差は認めなかった。病理病期においては、pT1の腫瘍内圧は6.5±3.9mmHg(0.8-17.2)であったが、pT2-3のそれは11.0±9.1mmHg(1.0-37.2)であり、有意差を認めた(P=0.004)。(結語)肺癌において、腫瘍内圧は陽電子断層法における標準化最大集積値と病理学的T因子および病期との相関を示した。
ハイブリッドマイクロチャンネルエピタキシーを用いたSi上のGaAs無転位結晶

縦型マイクロチャンネルエピタキシー(V-MCE)を実現するために、SiO_2マスクを用い選択的に基板をエッチングしキャビティ構造を作製した。キャビティ構造は、SiO_2マスクによる庇(ひさし)ならびにエッチングにより形成された空洞構造より成る。SiO_2マスクは、結晶成長時に原料の飛来を防ぐ。一方、開口部からキャビティ構造内部に飛来した原料が結晶成長に関与する。これらの構造を例えれば、両側からの庇が伸びている小路に真上から太陽が照り付けているようなものである。つまり、小路の真中だけ直線状に日のあたる場所がある。この日のあたる場所に、原料が供給され結晶成長が行われる。成長が進むと、成長層は壁状になり、ついには、庇の高さを追い越す。また、結晶成長条件を適切に選べば、この壁構造はSiO_2マスクを越えても成長可能であり、良好なV-MCE構造が実現できる。上記のような方法で成長したV-MCE層を評価したところ、例えば、高さ6.4μm、横幅3.5μmであり、縦横比が1.8に及ぶものも得られた。エッチピット観察より、転位密度も低減しており、V-MCE側面から転位が排出されたことも確認できた。一方、フォトルミネッセンスのピークシフトを用いた残留応力の評価から、V-MCE構造は残留応力低減化に効果があることも確かめられた。づぎに、V-MCE構造をデバイス作製に応用するため、横型マイクロチャンネルエピタキシー(H-MCE)を用いて、シリコン基板の上にGaAs系発光ダイオード(LED)の製作を試みた。その結果、GaAs基板を用いた参照サンプルと同等な良好な発光特性を得た。以上より、MCEは格子不整合の大きな系の結晶成長において、転位密度、残留応力の低減に効果が高く、MCEを用いれば、シリコン基板上にデバイス作製可能な良好なGaAs層の成長が可能なことがわかった。本研究では、ハイブリッドマイクロチャンネルエピタキシを用いてSi基板上に無転位のGaAs層を成長することを目指している。Si基盤上に高品質のGaAs層を成長することができれば、光・電子集積回路実現に向けて大きなブレークスルーとなる。ここで、光・電子集積回路を実現するためには、優れた光デバイスが作製できる技術が必要となる。本年度は、GaAs基盤を用いて、良好な光デバイス実現のための成長技術を確立することを目標とした。良好な光デバイスを実現させるためには、結晶の光学的特性を向上させることが不可欠である。通常、半導体結晶の光学特性を劣化させる要因として、不純物の混入があげられる。酸素などの不純物が結晶中に混入することにより、非発光センターが形成され、発光特性が大幅に劣化する。したがって、そのような不純物の混入を極力抑えるため、以下のような手段を講じた。結晶成長に用いる分子線結晶成長装置内部の不純物を、原料をならびにるつぼを新しいものと取り代える、装置を良くベーキングする、という手段を用いて低減させた。また、一方、分子線結晶成長装置に外部から取り込まれる不純物を極力低減させるために、リークを抑える、ウエファーの出し入れを窒素雰囲気で行えるよう装置を改造する、など改善をはかった。以上を行うことにより、成長される結晶の光学特性の大幅な向上がはかられる。これを確認するため、端面発光型レーザーを、改善前、改善後双方で作り、その特性を比較した。その結果、改善前に比べ、改善後のレーザーは、しきい置電流密度の低減を含めた大幅な特性の改善を示し、結晶の光学特性の向上がレーザー特性の改善という結果につながることが確認できた。

以上より、MCEは格子不整合の大きな系の結晶成長において、転位密度、残留応力の低減に効果が高く、MCEを用いれば、シリコン基板上にデバイス作製可能な良好なGaAs層の成長が可能なことがわかった。
虚弱高齢者の身体機能維持のための運動プログラムの開発

高齢者の身体機能の維持改善をはかることは高齢者自身が健やかな長寿を享受するために必要な条件である。本研究では虚弱高齢者の身体機能を維持するために至適な運動プログラムの開発を目的とし、平成15年度は虚弱高齢者の下肢筋力やバランスなどの体力因子と日常生活自立度との関連性について分析し、高齢者の生活自立に必要な体力レベルの指標作成にあたった。本年度はこの指標に基づき虚弱高齢者の機能に応じた低負荷かつ簡便な運動プログラムを作成、1年間の運動プログラムを実施し、高齢者の身体機能に及ぼす効果について検証した。対象は養護老人ホームに入所している高齢女性28名であった。運動トレーニングは週4回以上、1年間実施した。運動の内容は座位での膝伸展や立位での股屈曲・股外転、足底屈等、下肢の筋機能向上を目的としたものとした。運動強度は主観的運動強度スケールでややきつい程度とし、対象者の機能に応じて足部に重錘バンドを負荷して実施した。身体機能評価として、膝伸展筋力、握力、バランステスト(Functional reach)を測定し、訓練前後におけるトレーニング群・コントロール群の身体機能を比較した。その結果、膝伸展筋力はトレーニング群では訓練終了後に有意な増加が認められたが、コントロール群では1年間で有意差は認められなかった。Functional reachはトレーニング群において1年間で変化はみられなかったのに対して、コントロール群では有意な減少が認められた。握力はトレーニング群では終了後に増加傾向を示したが、コントロール群では有意差はみられなかった。本トレーニングプログラムは虚弱高齢者に対しても安全であり、かつ低負荷刺激であっても筋力やバランスといった身体機能の維持改善に有効であることが証明された。虚弱高齢者がこのような簡便な運動プログラムを日々継続することは、介護予防対策として有用であると思われる。虚弱高齢者や要介護高齢者の介護の重度化を予防するためには、身体機能を維持改善し、日常生活の自立を保つための対策を確立することが重要な課題である。本研究は虚弱高齢者の身体機能を維持するために至適な運動プログラムを開発することを目的とし、本年度は高齢者の日常生活自立に必要な体力レベルの指標作成にあたった。対象は養護老人ホームに入所している高齢者36名(平均年齢:82.8±5.7歳)であった。日常生活動作能力の評価はFIM(Functional Independence Measure)により、(1)ベッド、椅子、車椅子への移乗(2)トイレへの移乗(3)浴槽、シャワー使用場所への移乗(4)歩行(5)階段の5項目に関して行った。FIMの5項目すべてが完全自立レベルである者を自立群、それ以外の者を介助群に対象者を分類した。体力評価として、膝伸展筋力、握力、30秒間の立ち座り回数、Functional reachテスト、Up & Goテストを測定した。自立群、介助群それぞれの各体力測定値を比較した結果、握力を除く全ての項目において自立群は介助群より有意に成績が良かった。また有意差が認められた項目について、判別分析を用いて自立群と介助群とを最もよく判別する値を求めたところ、膝伸展筋力の判別値は1.1Nm/kg(判別的中率:74.3%)、立ち座り回数では11.7回(判別的中率:70.8%)、Functional reachテストでは17.4cm(判号的中率:68.8%)、Up & Goテストでは17.1秒(判別的中率:70.1%)であった。本研究において虚弱高齢者の体力レベルと日常生活自立度には密接な関連性があることが確認され、判別分析により日常生活自立に必要な体力レベルの水準値が明らかとなった。これらは虚弱高齢者に運動療法プログラムを処方する際の具体的かつ簡便な指標になり得ると考える。
心筋の内向き整流性カリウムチャネルの分子基盤の解明

1.心筋細胞の内向き整流性カリウムイオン(K^+)チャネルを流れる電流の振幅は、細胞内のポリアミン分子やマグネシウムイオン(Mg^<2+>)によるチャネル孔の膜電位依存性ブロックにより制御されると考えられているが、その詳細なメカニズムはよく解っていない。我々は心筋細胞の内向き整流性K^+チャネルの主要サブユニットをコードする遺伝子Kir2.1をヒト培養細胞株293Tに導入し、膜電位固定下にパッチ膜を流れるKir2.1チャネル電流を記録し、細胞内側のポリアミンやMg^<2+>によるブロックを詳細に解析した。その結果、Kir2.1チャネルを流れる電流はポリアミンやMg^<2+>によるブロックに対する感受性が異なる2種類の状態のチャネル群を流れる電流振幅の和であることが解った。また2種類のチャネル状態の存在比率はブロックの部位とは異なる細胞内側部位におけるチャネルとポリアミンとの相互作用によって変化することが解った。心筋の活動電位の最中に内向き整流性K^+チャネルを流れる外向き電流は主にブロック感受性の低い比較的少数(約10%)のチャネル群を流れ、細胞内Mg^<2+>はブロック感受性の高いチャネル群(約90%)を選択的にブロックすることにより外向き電流を増大させることが示唆された。2.心室筋と心房筋の内向き整流性K^+チャネルを流れる電流の性質の違いがどのような要因に基づくものであるかについて、チャネルを構成するサブユニット(Kir2.1、Kir2.2、Kir2.3)と細胞内ポリアミン濃度という2つの観点から検討した。その結果、心房筋細胞の方が心室筋細胞よりも遊離ポリアミン濃度が高いことがその違いに大きく関与しているという知見を得た。心筋細胞の内向き整流性カリウムチャネルを流れる外向き電流は、心筋活動電位の再分極相を担う主要な電流であり、その振幅変化は心筋活動電位の持続時間を変化させ、その異常により不整脈が誘発されることが解っている。内向き整流性カリウムチャネルを流れる外向き電流振幅は、細胞内の有機アミン(ポリアミン)やマグネシウムイオンなどによるチャネルの電位依存性ブロックによって制御されていることがわかっているが、詳細はいまだ不明である。我々は本チャネルを形成する主要なサブユニットをコードするKir2.1遺伝子をヒト細胞株(HEK293T細胞)に導入して癸現させ、イオンサイド・アウトパッチ膜より記録されたチャネル電流に対するポリアミン(スペルミン・スペルミジン)やマグネシウムイオンによるチャネル・ブロックを詳細に調べた。その結果、単一の遺伝子から発現されるチャネルにも係わらず、ポリアミンやマグネシウムイオンに対する感受性の異なる2種類のチャネルが細胞膜上には存在し、外向き電流は主として、少数の感受性の低いチャネルを流れることを明らかにした。また感受性の異なる二種類のチャネルの割合は、ブロックとは異なるメカニズムによって細胞内のポリアミンにより制御されることも明らかにし、Kir2.1チャネルを流れる外向き電流振幅を細胞内のスペルミンとスペルミジン濃度の関数として定量的に再現できる数学モデルを作成し、これらの結果をJournal of Physiologyに発表した(2004年)。また、マグネシウムイオンは感受牲の強いチャネルタイプを選択的にブロックし、外向き電流振幅を制御することを見出した(投稿準備中)。これらの研究成果は心臓の収縮機能や不整脈の原因究明のために重要な知見であり、さらに数学モデルの作成は心臓機能を忠実に再現できるコンピューターモデルの完成にむけて必要不可欠な重要な成果であると考えられる。心筋細胞の内向き整流性カリウムイオン(K^+)チャネルを流れる外向き電流は、心筋活動電位の再分極最終相を担い、その電流振幅の変化は心筋活動電位の持続時間を変化させ、その減少により不整脈が誘発される。内向き整流性K^+チャネルを流れる外向き

電流振幅は、細胞内のポリアミンやマグネシウムイオン(Mg^<2+>)によるチャネル孔の膜電位依存性ブロックにより厳密に制御されているがその詳細なメカニズムは解っていない。我々は心筋細胞の内向き整流性K^+チャネルサブユニットをコードする遺伝子Kir2.1を293T細胞に導入し、膜電位固定下にパッチ膜を流れるKir2.1チャネル電流の細胞質側のポリアミンやMg^<2+>によるブロックを詳細に調べた。その結果単一の遺伝子から発現したチャネル蛋白にもかかわらず、ポリアミンやMg^<2+>によるブロック対する感受性が異なる2種類のチャネルが存在し、その存在比率が細胞質側のポリアミンとチャネルとの(ブロックとは異なる)相互作用により変化しうる事を見出した。実験結果をもとにKir2.1チャネル電流振幅の膜電位依存性を、ポリアミンやMg^<2+>濃度の関数式によって定量的に再現する数学モデルを作成したところ、心筋の内向き整流性K^+チャネルの外向き電流は主にブロックに対する感受性の低い比較的少数のチャネルを流れ、Mg^<2+>はブロック感受性の強いチャネルを選択的にブロックする事によって再分極中に流れる外向き電流を一過性及び持続性に増大させるという結論を得た。また心室筋と心房筋の内向き整流性K^+チャネル電流の差異の要因を調べ、これが細胞内ポリアミン濃度の違いによるという新知見を得た。これらの成果は心臓不整脈の原因究明に寄与するものであり、数学モデルの作成は心臓機能を再現するコンピューターモデルの完成にむけて重要な成果であると考える。研究結果は3編の論文として学術誌に発表した。