hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然界への二酸化炭素吸収能増大技術の工学的評価

二酸化炭素を海洋を利用して吸収する一方法として、海洋にリン、窒素をまくことにより海洋中の生物体を増やし保持炭素量を増すという施肥法がある。本研究では本法の工学的評価として非定常応答のシミュレーションを行い、環境影響を考察するとともにエネルギー評価を行うことを本年度の目的とした。併せて他の自然界への二酸化炭素吸収技術、特に植林による二酸化炭素吸収の効果についても一次評価を行い、そのほかの対策技術との相互比較、評価を行うことを目的とした。植物プランクトンにより合成(表層での光合成量と分解量との差)された有機炭素と炭酸カルシウムの循環を組み入れた海洋のTwo Boxモデルにさらに人工的に散布された肥料量に相当する合成量を加えた。全ての肥料は植物プランクトンに固定されると仮定した。大気からの窒素固定は考えず、また窒素のみの挙動を追った。施肥開始後数年で大気中の二酸化炭素濃度は一定となった。表層、深海中の有機、無機、炭酸塩炭素、窒素の濃度の経時変化を求めた。百年間施肥を行ったところ、海洋表層の有機物濃度はほぼ定常となり、その濃度は現在の濃度の約2倍となった。肥料製造工程までを含めた過程で放出される二酸商炭素量は全固定量に対し約1割となった。海洋を利用する他の対策技術として、新エネルギーとして期待される海洋温度差発電採用による二酸化炭素発生量抑制効果を、化石燃料代替効果に加えて、深海水汲み上げによる吸収効果についても計算したところ、後者は前者の数%に相当することがわかった。一方、森林破壊、砂漠化を防止し、さらに従来の森林破壊速度と同速度で植林を行えば、大気中の二酸化炭素濃度の増大は抑えられる。本研究では併せて温暖化問題から考えた砂漠の工学的利用技術について、総合的検討を行い、その複合的利用の重要性を示唆した。
酸性土壌に適応した植物・微生共系の解析

強酸性環境に自生する抽水植物の酸性土壌適応に重要な役割を果たす共生微生物群で優占種として高いアルミ耐性を示すAcidocella属細菌を単離した。そのゲノム解析を進め酸性土壌適応機構を検討した。その結果、不溶性リン酸アルミニウム塩を可溶化する物質を同定し、その物質の合成遺伝子群の単離・解析を行った。また、機能が異なる複数のアンモニア輸送チャンネルタンパク質を持つことを明らかにした。耕作に適さない問題土壌は陸地面積の約30%を占め、耕作地への転換が急務の課題となっている。世界の問題土壌の約30%は酸性土壌であり、酸性土壌の改良あるいはpH2-4の酸性土壌でも経済的に栽培できる食用作物の開発が望まれる。酸性土壌環境では低pHに加え、その強酸性で各種金属類が可溶化する金属過剰害、土壌中のリン酸が金属と結合不溶化するリン酸欠乏などのストレスによる植物の生育阻害がおこる。なかでもアルミニウムイオン(Al)が酸性土壌における植物の生育阻害要因の最大の要因として挙げられている。本研究では、東南アジアの顕在性酸性硫酸塩土壌(actual acid sulfate soil :以降AASS)地帯のpH3、Al濃度70ppm以上の湿地や池に適応した植物を、植物だけでなく共生する微生物にも注目し、植物・微生物共生体として解析することにより、酸性の問題土壌に適応した食用作物を開発するために必要な基礎的知見を得ることを目指す。これまでにAASSの水環境に適応した植物の探索・同定、生育環境の解析、共生微生物の単離解析などを進め、高い酸耐性、Al耐性を示す抽水植物Panicum repensやEleocharis dulcisの共生微生物群から優占種として高酸耐性、高Al耐性を示すAcidocella属細菌を単離した。Acidocella属細菌の特徴付けを進めるとともに、遺伝子操作系、すなわち同菌で自律複製するプラスミドを選択し、外来遺伝子の導入回収系を確立した。トランスポソンを用いた同菌の突然変異株ライブラリーを作成し、AASS適応に関連すると考えられるAl耐性能、不溶性アルミニウムリン酸塩の可溶化能、pH上昇能などが欠損あるいは減少した変異株を多数選択した。酸性土壌では低pHに加え、その強酸性で各種金属類が可溶化する金属過剰害、土壌中のリン酸が金属と結合不溶化するリン酸欠乏などのストレスによる植物の生育阻害がおこる。本研究では、pH3、Al濃度70ppm以上の湿地や池に適応した植物を、植物だけでなく共生する微生物にも注目し、植物・微生物共生体として解析することにより、酸性の問題土壌に適応した食用作物を開発するために必要な基礎的知見を得ることを目指す。酸性土壌の水環境に適応した植物の探索・同定、生育環境の解析、共生微生物の単離解析などを進め、高い酸耐性、Al耐性を示す抽水植物Panicum repensやEleocharis dulcisの共生微生物群から優占種として高酸耐性、高Al耐性を示すAcidocella属細菌を単離した。更にA.aluminiidurans AL46株の遺伝子操作系を確立し、トランスポソン挿入変異ライブラリーを作製した。同ライブラリーより酸性土壌で形成される不溶性リン酸Al塩可溶化能を欠失した変異株を選択し、同菌の不溶性リン酸Al塩可溶化能の詳細な検討を行い、可溶化物質の同定を行った。急激な増加を続ける地球人口を支えるためには食糧増産が必須である。しかし乾燥化、塩類集積、土壌汚染などによる農地の荒廃は一段と進み、陸地面積の約30%は耕作に適さない問題土壌となっている。これら問題土壌の耕作地への転換が食糧増産への解決策として強く望まれている。酸性土壌は世界の問題土壌の約1/3を占めると言われ、酸性土壌の改良あるいはpH 2-4の酸性土壌でも作物を栽培できる技術の開発が急務となっている。酸性土壌では、アルミニウムイオン過剰、鉄などの重金属類過剰、可溶化したこれら金属イオンにより不溶性リン酸塩が生じリン酸欠乏となるなど、酸性だけでなく複合ストレスにより植物の生育阻害がおこる。われわれは酸性の問題土壌に適応した食用作物を開発するために必要な基礎的知見を得ることを目指し、これまでに強酸性の湿地や池に適応した植物の探索、生育環境の解析などを進めてきた。その結果、強酸性環境に適応した抽水植物Panicu mrepensやEleocharis dulcisの興味深い適応機構を発見するとともに、これら植物の酸性土壌の適応には共生微生物群が重要な役割を果たしていることを認めた。これら共生微生物群から優占種として高い酸耐性、Al耐性を示すAcidocella属細菌などを単離してきた。

本研究では、Acidocella属細菌のゲノム解析をさらに進め、その酸性土壌適応機構に検討を加えた。その結果、不溶性のリン酸アルミニウム塩を可溶化する物質の同定から、その物質の合成遺伝子群の単離・解析を行った。また、酸性環境下では同菌が興味深い窒素動態を示すことを発見し、窒素動態で重要な働きをするアンモニア輸送チャンネルタンパク質(Amt)を解析したところ、機能が異なる複数のamt遺伝子を持つことを明らかにした。
イチジク属植物の雌雄性を決定する遺伝的背景の解明

前年度AFLP解析を行った雌雄異株性のイチジク属植物3種(イヌビワ、オオバイヌビワ、ハマイヌビワ)について、花嚢からmRNAを抽出し、RT-PCRによってcDNAを作成して、雌雄で異なる発現パターンを持つ遺伝子の探索を行った。その結果、AFLP解析と同様に、いずれの種でも個体間でえられる増幅産物め差に乏しく、各系列に特異的な増幅産物は得られるものの、雌雄性と強く連鎖していると推定される産物は得られなかった。雌雄性とのあいだに弱い相関をもつ産物について塩基配列の決定を行ったが、これまで雌雄性との関連が知られている遺伝子の配列は得られなかった。この結果は、野外から採集した個体について行った解析結果でも同様で、栽培個体の場合より個体間でえられる増幅産物の差は大きかったものの、やはり雌雄性と強い連鎖を示す増幅産物は得られなかった。しかし、弱いながらも雌雄性と関連が見られたこれらの遺伝子の配列は、既知の遺伝子との明瞭な相同性がなかったため、雌雄性に関わる新規遺伝子である可能性がある。一方、昨年度に引き続き解析を行っているAFLP解析については、雌雄性とのあいだに弱い相関をもつ産物の近傍に位置する領域の塩基配列の決定を行った。その結果、部分的ではあるがORFとおぼしき配列が得られてきている。これらも上述の配列同様、既知の遺伝子との明瞭な相同性がなく、上述の配列とは異なるものであった。これらのことから、イチジク属植物の雌雄性決定機構には、複数の新規遺伝子が関与している可能性が示唆された。本年度は、雌雄異株性のイチジク属植物のうち、属内の系統関係と花の形態に基づいて材料として選択した3種(イヌビワ、オオバイヌビワ、ハマイヌビワ)について、現在栽培を行っている個体を中心にAFLP解析を行った。各種両親個体とそのF1について解析を行ったところ、いずれの種でも個体間でえられる増幅産物の差に乏しく、各系列に特異的な増幅産物は得られるものの、雌雄性と強く連鎖していると推定される産物は得られなかった。しかし雌雄性とのあいだに弱い相関をもつ産物は各種について2-3得られたので、これらの連鎖群内での位置を大まかに推定した。その結果それぞれの連鎖群内での位置は比較的近いことが予想され、雌雄性を決定している染色体上の領域は比較的制限されている可能性が示唆された。これら3種について野外から採集した個体についてもAFLP解析を行った。栽培個体の場合より個体間でえられる増幅産物の差が大きかったものの、全体的には種内の遺伝的変異に乏しく、やはり雌雄性と強い連鎖を示すマーカーは得られなかった。栽培個体を用いた実験で得られた結果に基づいて、雌雄性と弱い相関をもつ産物を野外個体からも得ることができたので、それらの塩基配列をダイレクトシークエンスによって決定した。その結果、得られた配列のいずれからもORFは発見されず、これらの産物からは直接雌雄性の遺伝的背景につながる情報は得られなかった。そのため、ゲノムからの探索と平行して、花序で発現しているmRNAからの探索も予備的に行った。サンプル数は十分ではないが、こちらの探索からは雌雄性に関連する遺伝子につながる可能性のある増幅断片が得られている。
ロシア・ソビエト音楽の歴史的展開に関する基礎研究

研究の目的は、1983年度の学術振興会派遣研究員としてソ連に長期滞在した際に入手したマイクロフィルムを焼付けて、これからの研究の基礎資料とすることであった。その意味で、今回の研究は十分な成果をあげることができた。マイクロフィルムで入手したものの主要な部分は、セットとしては今でも入手できない、ソ連の1930年代から1950年代初頭へかけての音楽雑誌であった。自分で撮影したフィルムであったので、一部鮮明な焼付けを行うことができず、残念であった。しかし、一万コマを越える大量なフィルムを一気に焼き付けることができたので、豊富な資料を手元に置くことができることになって、研究は大幅に進展した。資料整理の名目で、東京芸術大学大学院生3名をアルバイトに依頼したが、彼らがそれぞれの研究をまとめる上で、この資料が大いに役立ったことは、私としては、当初考えた以上の成果であったと思っている。(1986年度東京芸術大学博士論文、岡田敦子「スクリャービンの和声語法」、1987年度同大学院修士論文・安原雅之「ロシア・アヴァンギャルド音楽研究」、同年度同大学院修士論文・一柳富美子「ムーソルクスキイのオペラ作品研究」)。私自身の研究成果は、次項の「研究発表」に列挙するように、着実に行ってきたつもりでいるが、最終的には、芸術音楽と民族音楽を含めた、ソ連音楽史を完成するまで終わらない。ここでは、今回まとめた関連文献表を主たる研究成果として報告する。マイクロ・フィルムの焼付については、競爭入札の結果、単価が当初の見積りよりも大巾に低く抑えられたので、予定した焼付を全て完了した上に、かねてより購入を計画していて果せなかったアメリカでのこの分野の著作なども蒐集することができたし、関連する音源資料(レコード等)の補強にも手を広げることができた。ただ、大半のマイクロ・フィルムが私自身の撮影したもので、撮影の条件も悪かったので、焼上がりのよくないものもあって、その整理にはかなりの労力と時間をとられた。当初の目的であった要旨目録の作成については、昭和62年度(継続)の計画調書にも記しておいたように、いくつかのテーマに絞って目下進行中である。とくに、1920年代から30年代にかけての、アヴァンギャルド音楽とプロレタリア音楽の対立時代から、社会主義リアリズムの音楽の時代へと移行する過程に関しては、かなり整理が進んできた。整理の過程で出てきた新しい視点としては、ソ連政府の民族政策とも係わり、同時に社会主義リアリズムという芸術政策とも係わって、ソ連の諸民族の音楽に関する研究である。中央アジアやカフカーズの諸民族の音楽に関する記事が、かなり大きな話題として、「ソビエト音楽」誌を賑わせているのである。また、1930年代後半に、ロシア国民楽派の作曲家達の生誕100年が、次々と祝われたこととも係わって、同時に社会主義リアリズムの音楽を作り上げるうえでの方法論の研究とも係わって、大きな話題となっていることも注目に価いする。今回の研究はまだ終っていないが、現在の段階でも、以上述べたように、1930年代から40年代にかけてのロシア・ソビエト音楽の歴史的展開を考えていく上で、いくつかの新しい視点を得ることができたと言える。1.今年度は雑誌論文の要旨目録の作成を主たる研究内容とし,まず, 1920年代の雑誌と「ソビエト音楽」誌の主な論文について,目録カードを作成した.カードは本年度の研究実施計画にも記したように,いくつかのテーマに沿って論文をえらび,それについて作成した. (1)と(2)のアバンギャルド派(ASM)とプロレタリア派(APM)の対立から, 30年代初頭に関しては,ほぼ作業を完了した.(3)ソビエト音楽誌の発刊後については,とくに社会主義リアリズムと関連して,芸術に対する政治の関与の仕方について,実証的に論ずるための基本資料がそろってきたことを実感している.中でも,ロシア国民楽派の音楽とソ連邦諸民族の音楽に関する論文については,ほぼ作業を終えている.

この資料をもとに,本研究のまとめとして, 30年代から40年代にかけてのソビエト音楽史についての論文を,本学紀要のために準備している.2.本年度の研究実施計画に記した(4)以下の,ショスタコービチをめぐる批判に関連しては,論議がきわめて多面的に行なわれていて,まだカード作成の作業を終える段階には至っていない.このテーマについては,改めて計画をねり直して取りくむ必要を感じている.3.なお, 1920年代に関する資料は,昭和62年度東京芸術大学修士論文(安原雅之)の作成に,ロシア国民楽派に関する資料は,同じく昭和62年度東京芸術大学修士論文(一柳富美子)の作成に,利用された.
EDLとSPROUTYによるEGF・FGFシグナル伝達経路の制御

誘導は発生過程において細胞運命決定の主要な機構の一つであり、多くの場合、細胞種多様性の生成に用いられている。これに対し、神経系発生過程では、神経細胞やその前駆細胞が、周りの細胞を自分と「同じ」運命へと誘導することがある。この現象は、homeogenetic inductionnと呼ばれ、ショウジョウバエでは複眼のニューロン分化と胚伸展受容器前駆細胞の運命決定の際に起こる。誘導因子はEGF様分子Spitzであり、ras/MAPKシグナル伝達経路を介してets型転写因子PointedP2を活性化し、神経分化を引き起こす。homeogeneticinductionnの系で誘導が際限なく起こるのを防ぐためには誘導現象が負に制御されていなければならない。我々は複眼と伸展受容器の系で、3つの誘導制御システムが同時に働いていることを見いだした。2つは、誘導シグナルに応じて細胞非自立的抑制因子あるいは細胞自立的抑制因子を生産することによって誘導に対する反応を制御する機構である。非自立的抑制因子としてはEGFアンタゴニストArgosが知られていたが、我々は、新規蛋白Sproutyが細胞自立的に働くことにより誘導に対する反応性を押さえていることを示した。さらに、第3の抑制機構として、誘導能そのものが、誘導シグナルによって活性化されるPointedP2によって抑制されており、誘導によって生じた細胞は新たに誘導源にはならないことを見いだした。これら3種の抑制機構はどれも必要ではあるが十分ではない。従って、一定の誘導結果を得るためにはこれら3種の抑制機構の間に相互作用があるはずである。実際、ArgosとSproutyは相乗効果を示すことを見いだした。現在、3種の抑制機構の総合作用について遺伝学的及び細胞的手法を用いて解析を行っている。
励起分子線によるダイヤモンド表面化学反応の研究

本研究の目的は、ダイヤモンド表面に、水素またはヘリウムと炭化水素ガスを混合プラズマ放電させて生成した励起分子線を照射し、表面化学反応を反射高速電子回折(RHEED)法、走査トンネル顕微鏡(STM)法、原子間力顕微鏡(AFM)法、X線光電子分光法(XPS)、オージェ電子分光法(AES))により分析し、化学蒸着(CVD)法によるダイヤモンド合成の反応機構を解明する事にある。本年度は、励起分子線により反応した試料表面を、真空槽から出さないでAESを計測できるように円筒鏡型電子エネルギー分析器を作製した。高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面に窒素イオンビームを照射した際に出来た窒化炭素をXPSで分析し、スペクトルの帰属を行った。また、高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面にマイクロ波プラズマCVD法で作製した気相成長ダイヤモンド薄膜の表面のRHEED観察において、異常なRHEED図形が観察された。これは試料表面の微傾斜による結果であることが詳細な解析により明らかとなった。更に、高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面にマイクロ波プラズマCVD法で作製した気相成長ダイヤモンド薄膜の表面をSTMとAFMで観察し、接触式AFMにおける計測は真の原子分解能ではないことを示した。本研究の目的は、ダイヤモンド表面に、水素またはヘリウムと炭化水素ガスを混合プラズマ放電させて生成した励起分子線を速度選別して照射し、表面化学反応を反射高速電子回折(RHEED)法、走査トンネル顕微鏡(STM)法、原子間力顕微鏡(AFM)法、X線光電子分光法(XPS)、オージェ電子分光法(AES))により分析し、化学蒸着(CVD)法によるダイヤモンド合成の反応機構を解明する事にある。本年度は、高圧合成人工ダイヤモンド(100)表面にマイクロ波プラズマCVD法で作製した気相成長ダイヤモンド薄膜の表面を観察し、水素終端表面が2×1と1×2のダブルドメイン構造でほとんどが覆われていることをRHEEDを用いて確認した。また双晶欠陥を接触型AFMで観察し、その構造についての知見を得た。また本年度は、既に研究室にある接触型AFMを非接触型にバージョンアップした。また、このAFM装置が連結されている超高真空槽に連結予定の励起分子ビーム源を立ち上げて、準備実験としてヘリウムをプラズマ放電させて準安定励起原子ビームを作製して、ビーム強度測定を行った。このビーム源と超高真空槽を連結するための差動排気真空槽を当研究所工場で作製した。
排卵過程における卵巣内angiotensin II受容体の特性とその局在

以上より、排卵前家兎卵巣内には顆粒膜細胞および莢膜細胞にAngII受容体が局在し、AngIIに高親和性を示し、この受容体はAT2受容体であることが明らかとなった。
セメント水和物とアルカリの相互作用の計算科学によるコンクリートの超長期耐久性向上

研究分担者および国内外の研究協力者と複数の会合を持ち、実施内容を主導し、かつ統括することで研究を進めた。実験的検討として、セメントのアルカリの相互作用について、C-A-S-HのCa/(Si+Al)比の影響をこれまで調べてきたが、今年度は、セメントの炭酸化と溶脱の影響も調べた。変質状況を固体NMRを用い(研究分担者担当)、AlとSiの挙動を調べた。Cs吸着については、0.1μMから0.1Mの6桁の濃度範囲において、共存効果としてSrとNa, Kの影響を調べた。これらを記述する熱力学的相平衡モデルを検討した(国内の研究協力者担当)。数値シミュレーションでは、量子化学(力学)計算により(研究分担者担当)、モデルC-S-Hを構築し、シラノールへのNaイオンとその周辺に配位する水の構造を解析した。分子動力学計算では(海外の研究協力者担当)、前年度に検討した基本モデルを使用し、CsとNaが共存する系での計算を実施した。その結果、イオン半径が小さいNaがシラノールに強固に結合する結果となり、実験結果と異なる計算結果となった。この原因は未解明で今後の検討が必要である。さらに、超長期耐久性予測としてアルカリシリカ反応を考慮し、研究代表者らが新たに考案してきた試験法に本研究の成果を組み合わせた研究を実施した。その結果、従来は困難であったアルカリ骨材反応の経時的膨張特性について予測する基本的考え方を提示した。以上の研究成果をもとに、2018年度は6件の学会発表(国際会議4件)を行い、2019年度には3件の発表(国際会議2件)ほかを予定している。これらは、実施計画にある1)5)の合計6件と対応するものである。本研究は、研究代表者による研究計画の総括と成果の応用、研究分担者による固体NMR測定を含む実験的検討、研究分担者による量子化学計算、さらに研究協力者による相平衡計算のモデル化を予定通り実施してきた。研究は各担当により順調に進展した。学会発表については、予定した内容について、おおむね実行し、予定した件数(6件)の発表を実施した。ただし、フェロシアン化物に関するものは既に実施した以上の成果を上げられなかったため発表できなかった。しかし、研究成果をアルカリ骨材反応に関する実験へ応用し、予定外の成果を上げ、学会発表を実施した。以上より、全体としてはおおむね順調に進展していると判断する。2019年度は最終年度であるため、セメント水和物とアルカリの相互作用について、主にはこれまでの実験、分析、および数値計算を統合して、最終目的である超長期耐久性予測に資する成果を提示し、さらに今後の展開に向けて必要な研究を示唆する。超長期耐久性予測の具体的内容としては、CsやSrという放射性廃棄物処分で重要な核種の浸透予測、これまで経時的定量予測が困難であったアルカリシリカ反応による膨張の予測に応用する。また、本研究は基盤研究であり、研究代表者が関与するほかのプロジェクトにも本研究の成果を応用していく。具体的には、文科省英知事業の一つ、コンクリートの汚染機構解析に応用し、福島第一原子力発電所の廃炉工程の設計に資する。また、環境放射能除染学会が主催している研究会で検討しているオフサイトの放射能汚染した廃棄物の処分施設の耐久性確保のための技術戦略提案にも資する。放射性Csの安定化と処分を念頭に、セメント系水和物およびフェロシアン化物とアルカリイオンの相互作用につき、実験的および計算科学的検討を行った。合成したフェロシアン化物、粘土鉱物、ゼオライト、セメント水和物にCsを吸着させ、研究分担者が固体NMRによりケミカルシフトを測定した。この結果、フェロシアン化物で特に大きなケミカルシフトが認められ、特異吸着の理由と考えられた。別の研究分担者が実施した量子力学計算によってもケミカルシフトが大きいことが再現できた。研究協力者と連携し、分子動力学計算により、セメント水和物(C-S-H)が形成する1nmの層間空隙を設定し、その空隙とC-S-H表面におけるCsイオンの挙動を検討した。その結果、低濃度の場合C-S-H近傍でCsは特異的に吸着し、また空隙内では水も拘束され拡散係数が自由水中よりも1-2桁小さくなることが分かった。研究分担者により単純化したC-S-Hとアルカリの相互作用の量子力学計算も開始した。外部研究者と連携し、アルカリのマクロ挙動を反映する、アルカリシリカ反応についても検討し、促進試験においてアルカリ溶脱を防止し水分供給を十分に行うことが重要なことを示した。相平衡計算においては、外部研究者と連携しC-A-S-Hとアルカリの相互作用を組み込んだモデルを構築し、広いアルカリ濃度における相互作用の記載を試みた。得られた結果をもとに、国際学術誌3編投稿、国際会議4件、国内学会1件、招待講演1件の発表を行った。また、今後行うべき検討について、吸着実験(環境変化を考慮したセメント水和物への広範囲な濃度でのCsとSrの吸着)、固体NMR測定(同氏量のSi, Al)、分子動力学計算(C-A-S-H、多種イオンへの拡張)、量子力学計算(異なる遷移金属フェロシアン化物)、相平衡モデル構築(C-A-S-Hの変質の考慮)の各事項の方針を定めた。研究実施計画に示した各内容をほぼ実施できた。ただし、動力学計算と量子力学計算の結果を比較するまでには至っていない。

実際には、量子力学計算により、動力学計算に必要なパラメータ設定を行うべきではあるが、量子力学計算で取り扱える原子数に現有基材では限界があるため、計算実施可能範囲に計画を修正して今後実施する予定である。研究分担者および国内外の研究協力者と複数の会合を持ち、実施内容を主導し、かつ統括することで研究を進めた。実験的検討として、セメントのアルカリの相互作用について、C-A-S-HのCa/(Si+Al)比の影響をこれまで調べてきたが、今年度は、セメントの炭酸化と溶脱の影響も調べた。変質状況を固体NMRを用い(研究分担者担当)、AlとSiの挙動を調べた。Cs吸着については、0.1μMから0.1Mの6桁の濃度範囲において、共存効果としてSrとNa, Kの影響を調べた。これらを記述する熱力学的相平衡モデルを検討した(国内の研究協力者担当)。数値シミュレーションでは、量子化学(力学)計算により(研究分担者担当)、モデルC-S-Hを構築し、シラノールへのNaイオンとその周辺に配位する水の構造を解析した。分子動力学計算では(海外の研究協力者担当)、前年度に検討した基本モデルを使用し、CsとNaが共存する系での計算を実施した。その結果、イオン半径が小さいNaがシラノールに強固に結合する結果となり、実験結果と異なる計算結果となった。この原因は未解明で今後の検討が必要である。さらに、超長期耐久性予測としてアルカリシリカ反応を考慮し、研究代表者らが新たに考案してきた試験法に本研究の成果を組み合わせた研究を実施した。その結果、従来は困難であったアルカリ骨材反応の経時的膨張特性について予測する基本的考え方を提示した。以上の研究成果をもとに、2018年度は6件の学会発表(国際会議4件)を行い、2019年度には3件の発表(国際会議2件)ほかを予定している。これらは、実施計画にある1)5)の合計6件と対応するものである。本研究は、研究代表者による研究計画の総括と成果の応用、研究分担者による固体NMR測定を含む実験的検討、研究分担者による量子化学計算、さらに研究協力者による相平衡計算のモデル化を予定通り実施してきた。研究は各担当により順調に進展した。学会発表については、予定した内容について、おおむね実行し、予定した件数(6件)の発表を実施した。ただし、フェロシアン化物に関するものは既に実施した以上の成果を上げられなかったため発表できなかった。しかし、研究成果をアルカリ骨材反応に関する実験へ応用し、予定外の成果を上げ、学会発表を実施した。以上より、全体としてはおおむね順調に進展していると判断する。論文化・学会発表は、以下を予定。1)モデルC-S-HとCsの相互作用のMD計算、2)C-S-HへのAl置換、異なるイオン種との相互作用に関するMD計算、3)異なる遷移金属塩のフェロシアン化物にCsを吸着させ、固体NMRによりケミカルシフトを測定し、別途、量子力学計算による結果を比較、4)単純な2個のシリケート四面体への吸着Naの水和分子数によるエネルギー変化、5)異なる組成のC-A-S-Hへの、アルカリ吸着特性と、アルカリ濃度依存性の発表(2件)セメントによるアルカリ吸着は、セメントの変質(溶脱、炭酸化)の影響を強く受けることが分かったので、制御された条件でセメントペーストを変質させ、異なる種類のイオンを競争的に高濃度範囲で吸着させる実験を行う。試料は固体NMRで評価する。
遠赤外線画像を用いた呼吸気流の非接触計測に関する検討

本研究では,人の呼吸動作を非接触で計測する手法の実現に向けた基礎検討を行った.具体的には,遠赤外線画像上で鼻腔を含む領域を高精度で検出する手法を考案した.次に,計測時の頭部姿勢,及び呼吸の仕方に対する頑健性について検討を行い,提案手法の有効性と課題を明らかにした.併せて,身体マッサージの効果推定システムにおける有用性の考察を行った.これらの結果より,遠赤外線画像を用いた,非接触かつ拘束性の少ない呼吸計測法の実現可能性を示した.遠赤外線画像を用いた非接触計測の自動呼吸計測を実現すべく,本年度は以下の検討を行った.(1)申請者らがこれまでに考案した鼻呼吸の自動計測法について,計測時の頭部姿勢が呼吸の計測精度に与える影響を実験的に考察した.具体的にはまず,頭部の前後屈,左右側屈,左右回旋,並びにこれらの組み合わせにより,遠赤外線カメラと頭部の相対的な位置を変えた画像160000枚の撮影を行い,呼吸中の鼻部周辺の温度変化の分析を行った.次に,分析結果に基いて,呼吸計測のシミュレーション実験を行った.その結果,鼻腔内壁が隠れる前屈姿勢を除いて,概ね良好な精度で呼吸の自動計測が可能であることを確認した.(2)次に,呼吸の仕方が計測精度に与える影響を実験的に考察した.具体的には,上記(1)の各実験条件について,通常呼吸に加えて,努力性吸入・通常呼出による呼吸,通常吸入・努力性呼出による呼吸を行った際の画像約500000枚を撮影し,呼吸計測のシミュレーション実験を行った.その結果,呼吸の仕方によらずに,概ね良好な精度で計測可能であることを確認した.(3)申請者らの手法の口呼吸へ応用可能性を探るための検討を行った.具体的には,口のみを用いて呼吸を行った際の顔面熱画像の撮影を行い,口部付近の温度変化の分析を行った.次にこれらの結果から,申請者らのアプローチの適用可能性,及び口呼吸の非接触計測に向けた技術課題について考察した.その結果,口内部の温度変化を安定してとらえるために,計測時に一定以上の開口が必要であることが確認された.本研究では,人の呼吸動作を非接触で計測する手法の実現に向けた基礎検討を行った.具体的には,遠赤外線画像上で鼻腔を含む領域を高精度で検出する手法を考案した.次に,計測時の頭部姿勢,及び呼吸の仕方に対する頑健性について検討を行い,提案手法の有効性と課題を明らかにした.併せて,身体マッサージの効果推定システムにおける有用性の考察を行った.これらの結果より,遠赤外線画像を用いた,非接触かつ拘束性の少ない呼吸計測法の実現可能性を示した.遠赤外線画像を用いた非接触型の自動呼吸計測法を実現すべく,本年度は以下の検討を行った.(1)申請者らがこれまでに考案した遠赤外線画像上の鼻部領域検出手法(以下,従来法)について,約25000枚の画像を用いて鼻部領域検出のシミュレーション実験を行い,計測環境,及び頭部姿勢が性能に与える影響について考察した.その結果,撮影条件によって背景や顔以外の領域で誤検出が多く発生するケースがあること,頭部のヨー方向の回転に対し,十分な精度が得られないことを確認した.(2) (1)で確認された撮影条件に関する課題を解決すべく,従来法の改良を試みた.具体的にはまず,ヒトの体表温度は外気よりも高温であるという仮説に基いて,遠赤外線画像より顔面の候補領域を検出する手法の検討を行った.次に,前述の手法を用いて,従来法において生じる誤検出を識別する機能を取り入れた新手法を考案した.評価実験の結果,従来法よりも約30%,誤検出の発生率を1030%程度低減できることを確認した.(3)提案手法の具体的な応用として,マッサージ施術への適用可能性について検討した.具体的には,マッサージの効果の簡易な計測・評価手法の実現における,本提案手法の有用性について考察した.予備実験により,顔面温度分布,身体的疲労,並びに体感的疲労について,マッサージ前後の比較を行った結果,顔面の温度と体感的疲労に関連性がみられた.また,顔面温度分布の取得における提案手法の適用可能性,及び技術課題が明らかとなった.鼻部領域検出法について検討を進めてきたが,現時点で頭部姿勢の変化に対して十分な精度を達成できてないため.今後は,頭部姿勢の変化に対して頑健な鼻部領域検出法について更なる検討を行う.これに加えて,呼吸流量のモデル化を行うため,呼吸動作における呼吸流量と呼吸部位の温度変化,鼻,口の形状に関する詳細なデータを収集し,各パラメタ間の関連性を分析する.次に,呼吸動作中の鼻腔部,及び口部周辺における気温変化のモデル化を行うため,前述のデータに加えて,呼吸動作における気温の変化に関するデータを収集する.得られたデータから,各パラメタ間の関連性を分析する.以上の分析結果を基に,呼気・吸気の強弱,並びに一呼吸の時間間隔の推定モデル構築を試みる.また,これら一連の処理を実行する評価システムを試作し,提案手法の有効性と適用範囲,実用化に向けた課題の明確化を行う.呼吸流量の計測において,当初購入を予定していた測定器と計算機による計測方法は,予備検討,及び先行研究調査の結果,十分な精度が得られないことが判明した.そのため,計測の実施に必要な備品,消耗品,謝金などを再検討する必要があった.
眼内血管新生疾患に対する新規薬物療法の検討

生理的に眼内に存在する血管新生抑制因子であるテノモジュリン(TeM)のC末端機能ドメインの硝子体内投与が、虚血マウスモデルにおける眼内新生血管の発生と無灌流領域の形成を抑制し得る結果が本研究から得られた。この結果により、眼内新生血管に対する新規薬物による治療の可能性を見出した生理的に眼内に存在する血管新生抑制因子であるテノモジュリン(TeM)のC末端機能ドメインの硝子体内投与が、虚血マウスモデルにおける眼内新生血管の発生と無灌流領域の形成を抑制し得る結果が本研究から得られた。この結果により、眼内新生血管に対する新規薬物による治療の可能性を見出した19年度の研究項目の一つである広汎な新生血管増殖膜を伴う重症増殖糖尿病網膜症患者において手術前の抗ヒトVEGF抗体(bevacizumab)投与の有無による線維性新生血管膜の血管新生抑制効果ならびに線維性変化の有無を投与前後の蛍光眼底造影(FA)結果で比較し、さらに採取した増殖膜の免疫組織学的に検討することにおいて、臨床治療研究への参加を承諾して頂けた患者に対し、抗ヒトVEGF抗体(bevacizumab)投与を無作為的に選別したところ、これまでに投与群(n=5)と非投与群(n=3)のエントリーが得られた。検討の結果、先ずは抗ヒトVEGF抗体投与群でのFAにおいて、非投与群に比べて、有意に新生血管からの蛍光漏出が減少し、新生血管の活動性の抑制を示す結果でした。また、免疫組織学的検討において、投与群から採取した増殖膜において、非投与群に比較して、vimentinの発現が増強し、VEGF受容体であるVEGF-R1,VEGF-R2の発現が低下している所見が得られ、新生血管増殖膜の線維化の進行を示唆する所見が得られた。また、実際の手術において、投与群における新生血管増殖膜の退縮によって、術中出血の合併症が著明に少なかった。もう一方の研究項目である血管新生マウスモデルの作成において、高圧酸素負荷によるモデル作成ができ、フラットマウント切片で新生血管形成ならびに無灌流領域の形成を確認した。これに対してテノモジュリン(TeM)のリコンビナントタンパクを酸素負荷前に硝子体内(0.1〓g/0.1ml)投与したところ、対照群に比較して、有意に無灌流領域形成の減少を認めた(p<0.05)。さらに網膜切片による評価において、硝子体腔内への新生血管の発芽数が有意に少ない(p<0.0l)結果を得た。血管新生モデルマウス(正常酸素圧室で飼育開始の時点)に対し、30ゲージ針もしくはマイクロインジェクション用のガラス針にて、マウス眼球に対して、抗マウスVEGFモノクローナル抗体(0.1□g/10□1)硝子体内注入し、もう片眼にはマウスTeMタンパクを0.1(□g/10□1),1.0(□g/10□1),10.0(□g/10□1)の濃度でそれぞれ注入した。その後の蛍光造影剤の静脈注射を行い、両眼球の網膜のフラットマウントより新生血管からの蛍光漏出(新生血管)部位と無灌流領域を顕微鏡にて観察したところ、抗マウスVEGFモノクローナル抗体(0.1□g/10□1)硝子体内注入はマウスTeMタンパクのいずれの濃度よりも網膜新生血管の抑制がもっとも顕著に観察されたが、無灌流領域の形成抑制は0.1(□g/10□1)がもっとも有意であった(P=0.023)。TeMタンパク濃度1.0(□g/10□1),10.0(□g/10□l)では抗マウスVEGFモノクローナル抗体(0.1□g/10□1)と無灌流領域形成面積に有意差はなかった。以上のことから、TeMタンパクは濃度0.1(□g/10□1)で新生血管形成と無灌流領域形成の抑制効果が最も強い結果が得あられ、ヘマトキシリン・エオジン染色による網膜組織像の観察で、この濃度における網膜細胞層の変性などが見られないことから、血管新生モデルマウスにおける新生血管抑制の至適濃度である可能性が示唆された。一方、免疫組織学的検討において、抗マウスVEGFモノクローナル抗体投与眼とTeMタンパク投与眼では、血管内皮細胞におけるVEGF受容体であるVEGF-R1(Flt-1), VEGF-R2(KDR)の発現低下がみられず、CD31の発現にも両群で差が認められないことから、TeMタンパク投与による血管新生抑制のメカニズムを組織学的検討の側面から得ることはできなかった。また、硝子体ならびに網膜組織によるVEGFタンパク発現を検討したところ、抗マウスVEGFモノクローナル抗体投与眼ではマウスVEGFの発現が低下していたが、TeMタンパク投与眼ではマウスVEGFタンパクの発現低下がみられず、直接VEGHFを抑制することに介する血管新生抑制の可能性が否定された。今後はSDF1αや血球幹細胞系の血管内皮分化抑制を介した作用の検討を継続する予定である。
生物資源の持続可能な利用に関する原則および基準の研究

自然保全に関する条約もしくは生物資源利用に関する条約または各国の国内法においては、絶滅のおそれおよび持続可能性に関する原則や基準を提示する努力が続けられている。しかしながら、持続可能な開発または持続可能な利用に関する原則や基準については、持続可能性という概念が広まっている割には議論が進んでいない。それを受けて、この研究は、生物資源の持続可能な利用に関して法的観点から調査および分析を行い、共通項目を洗い出し、関連条約および国内法令において参考にし得る一般的な原則や基準を探ることを目的とした。そのための手法としては、文献調査とともに、既存条約のこれまでの締約国会議および関連下部委員会などにおいて行われた論議と検討について実態把握を行った。その際、生物多様性条約において採択されてきている「生態系アプローチ」および「アジスアベバ指針」、生物資源利用原則研究会による「生物資源持続可能利用原則案」などを参考とした。また、2002年4月にハーグで開かれた生物多様性条約締約国会議および11月にバレンシアで開かれたラムサール条約締約国会議などの国際会議を利用し、関係者と議論し要点を明確にした。それらの検討結果を踏まえ、一般化し得る法原則および基準は、いくつかのカテゴリーに分類することができる。具体的には、生物資源利用に当たっての基本項目を提示する「基本原則」、それらの適用に当たり必要とされる「基本手続き」、また、具体的な生物資源の管理に際して必要とされる項目を提示する「資源管理手法」、および、生物資源に関わる法制度、行政制度、経済制度を定める「制度整備」である。まず、基本原則としては、衡平確保、生態系優先、環境危害防止、予防対応、学際的対応、教育訓練啓発、国際協力があげられる。そのための基本手続きには、情報公開、事前評価、モニタリングが含まれる。そして、資源管理手法としては、生態系に応じた空間および時間枠、権限は地元に、適応型管理、参加型管理が必要とされる。また、制度整備としては、政策および法令の整備、支援措置の提供、慣習的権利および伝統的知識の尊重、司法救済、内部経済化と責任ある商慣行が求められる。なお、これらの原則などが適切に用いられているか否かを判定するためには、そのための指標群が必要であるが、その検討は今後の課題である。今年度は、主に、関連条約の締約国会議および各種委員会の議事録を入手し分析を行った。また、国内外における各種国際会合を活用して、主な参加者と論議を交わしまたはヒヤリングを行った。森林保全管理に関する持続可能性に関しては、新たに設置された国連森林フォーラムにおいて、森林条約を視野に入れて検討が進められている。その過程では、持続可能性を確保するための一手法として地元参加型の森林管理が提唱され、そのための基本原則を明らかにすることが求められている。また、生物多様性条約の下の「生物遺伝資源の入手およびその利用から生じる利益配分」に関する作業部会において、生物遺伝資源の持続可能な利用のための制度が検討されている。そこにおいては、生態系の保全、生物遺伝資源の管理、知的財産権の保護、伝統的知識の保護、人権保障、先住民の権利の保護、貿易管理、公衆参加の保証などの要素を含めて総合的に対応することが求められている。他方、持続可能性の確保との関係で予防原則が求められる場合が増えてきており、より詳細な基準や手続きを示すことが必要とされている。

次年度は、これらの新たな動向に注意を払いつつ、生物資源の持続可能な利用に関する法原則ならびに基準および指標を明らかにする予定である。今年度は、前年度の成果に基づき、生物資源の持続可能な利用に関する法原則ならびに基準および指標を検討し、整理した。そのために、第一に、個別分野で確立されてきている法原則などを明らかにするための研究活動を行った。第二に、それらの個別分野の分析に基づき、一般的に提示できる国際法原則などを明らかにした。それらには、たとえば、生物多様性の確保、絶滅防止、持続可能性の確保、事前評価、予防対応、適応的管理、情報公開および公衆参加などの原則が含まれている。いくつかの条約や国内法令においては、関連する基準や手続きが定められている場合もあるが、特に持続可能性に関する基準および指標については、生物学的プロセスが複雑であることと、利用背景および利用形態が多様であることから、さらに検討の余地がある。これらの研究活動も二つの柱に沿って行われた。一方は、関連条約および国際環境法における関連法原則の分析であり、関連する文献資料に基づいて行われた。そのため、関連条約の動向調査を継続するとともに、国際環境法および生物資源利用に関する追加資料の入手を行った。もう一方の柱は国内外の関係者との論議であり、関連条約のこれまでの運用経緯および関連文献資料に基づいて行った分析結果およびそれらの一般化作業について法的観点から議論し検討した。この過程を通じて、論点の明確化および詳細化を図ることができ、一般化された法原則および基準などの正確化が図られた。その際、前年度と同様に、効率的な研究実施のため、各地を回らなくて済むように関連条約の締約国会議などの場も活用してミニワークショップを行った。具体的には、2002年4月にハーグで開かれた生物多様性条約締約国会議および11月にバレンシアで開かれたラムサール条約締約国会議、また、他の目的で参加したその他の国際会議を利用した。
発癌性低分子量物質に対するモノクロナール抗体の作製とその予防医学的応用

近年、多数の発癌物質の発見や新しい食品添加物・健康食品の開発が相次いでいる。また、発癌率の上昇や食品添加物・健康食品の人体への有害性(副作用)も報告され、大きな社会問題の一つとなっている。発癌や食品添加物・健康食品の人体への有害作用を予防あるいは予知するためには、発癌のメカニズム・代謝経路・組織への親和性・毒性を明らかにすると共に、人体への暴露レベルも評価する必要がある。しかし、発癌物質・食品添加物・健康食品などは、一般に低分子量物質のものが多く、通常、抗体を作製することは極めて困難である。この研究では、食品中の発癌物質IQ(2-amino-3-methylimidazo[4,5-f]quinoline)(M.W.198)を例に取り、免疫回数・免疫原の一部として使用するキャリアプロテインの免疫原性の強さが低分子量物質に対する抗体作製にどの程度寄与するのか検討し、低分子量物質に対する抗体を作製するための必要条件を見い出すことを目的とした。6種類の免疫原((1)IQ-liposome(2)IQ-polyglutamic acid(3)IQ-polylysine(4)IQ-bovine serum albumin(5)IQ-keyhole limpet albumin(6)IQ-lysine-ascaris protein:(1)→(6)の順に免疫原性が強い)を作製しIQ量として約20μgに相当する各免疫原をBALB/Cマウスにフロイントのアジュバンドとともに、2週間おきに3回、5回、8回免疫した。そして、限界希釈法によりモノクロナール抗体を産生する単一クローンをスクリーニングした。IQに対するモノクロナール抗体は、免疫原IQ-lysine-ascaris proteinで8回免疫した条件のみで得られ、他の免疫原および免疫回数では得られなかった。以上の事実により、抗体作製が困難な低分子量物質に対する抗体を得るためには、免疫原性の強いキャリアプロテインの使用と免疫回数を増やすことが重要であると思われる。
乳癌内分泌療法によりG0期へ移行する細胞の解析

本研究は乳癌内分泌療法によってG0期(細胞静止期)に移行する細胞群に注目し、その生物学的特徴を解明することを目的とする。ホルモン陽性乳癌は術後5年以上経過してからの晩期再発を起こすことが珍しくない。そのような患者には内分泌療法を5年以上延長して投与すべきと考えられるが、どの患者が晩期再発を起こしやすいかはわかっていない。そこで本研究では内分泌療法に反応して細胞周期のG0期に入る細胞に注目し、その特徴を解明することでどのような患者に内分泌療法を延長するべきかを明らかにする。さらに治療反応性の機序を明らかにすることで、将来の新たな治療薬の開発につなげたい。FACSにおいてG0期特異的に発現低下する細胞増殖マーカ-Ki67でTAM治療後G0期移行の確認ができるか検討を行った。しかしHoechst/Pyronin染色が解析には適していることを確認した。さらに内分泌療法後のアポトーシスの程度や幹細胞性について、Annexin V, CD24, CD44染色による解析を行った。現在は内分泌療法後のG0期移行の再現性を実現しつつ効率を高めるための薬剤濃度や治療時間等の条件を継続して検討している。さらに現在も手術標本の免疫染色により、晩期再発を予測する因子の探索を行っている。日常業務の傍らで実験を継続的に、予定通りに進めることが困難であった。今年度は内分泌療法により細胞静止期に移行する乳癌細胞の単離・抽出に作業を集中して行う。さらに手術標本の免疫染色により、晩期再発を予測する因子の探索を行っている。通常業務の傍らで実験を継続的に予定通りに進めることが困難であった。計画した実験が予定通りに進まなかったため。次年度の実験のために使用する予定である。具体的にはFACSによりTAM治療下でG0期へ移行する細胞(TAM-G0細胞)の抽出を行う。さらにエストロゲンレセプター活性を評価するためのベクター(Ad-ERE-tk-GFP)を導入する。次に別のER陽性乳癌細胞株MCF7についても同様の手法で細胞を抽出する。抽出した細胞はクローニングする。次に抽出したTAM-G0細胞について癌幹細胞性やGFP測定によりER活性とTAM反応性の関係を明らかにする。さらにmRNAを抽出して網羅的遺伝子解析を行い、TAM-G0細胞の特徴とともに内分泌療法反応性維持に重要な遺伝子を明らかにする。
ブラキシズムの定量的評価法の開発

ブラキシズムを評価する指標として,心電図や呼吸状態といった生理的な変化を記録解析し,より確度の高いブラキシズムの定量的評価法を開発することを目的とした.自覚的あるいは他覚的にブラキシズムを有する被験者に対して,咬筋筋電図ならびに胸部誘導による心電図を記録した.また腹部取り付けたトランスデューサから呼吸曲線を記録た.さらに220g以上の咬合力で動作するスイッチにより咬みしめを判定した.これらのデータを4チャンネルポ-タブルデータレコーダに睡眠時間中記録した.4名の被験者で19夜の記録を行ったところ,以下の結果を得た.1.咬筋筋電図から記録したブラキシズムは,持続時間14.3±13.9秒であった.また,咬筋活動量は最大咬みしめ時の19.2±31.2%であった.2.咬筋筋活動が最大咬みしめの3%以上の活動を示す区間の心拍数は72.8±12.5pulse/秒であった.これは筋活動の起こる直前の5秒間の心拍数より18.0±9.2%上昇していた.3.呼吸数は咬筋筋活動の増加と心拍数の上昇とほぼ同時に増加し,呼吸曲線が大きく乱れる現象が観察された.以上のことから,咬筋筋電図に加えて心電図ならびに呼吸の変化を記録解析することにより,より定量的なブラキシズムの評価法を開発できる可能性が示された.支給された補助金により,測定装置製作のための印象材,および即時重合レジンならびに調整用咬合紙等を購入した.大容量の記録媒体として,MOディスク等を購入した.資料収集のため旅費を消費した.また研究の補助者に謝金を計上した.ブラキシズムを評価する指標として,心電図や呼吸状態といった生理的な変化を記録解析し,より確度の高いブラキシズムの定量的評価法を開発することを目的とした.自覚的あるいは他覚的にブラキシズムを有する被験者に対して,咬筋筋電図ならびに胸部誘導による心電図を記録した.また腹部取り付けたトランスデューサから呼吸曲線を記録た.さらに220g以上の咬合力で動作するスイッチにより咬みしめを判定した.これらのデータを4チャンネルポ-タブルデータレコーダに睡眠時間中記録した.4名の被験者で19夜の記録を行ったところ,以下の結果を得た.1.咬筋筋電図から記録したブラキシズムは,持続時間14.3±13.9秒であった.また,咬筋活動量は最大咬みしめ時の19.2±31.2%であった.2.咬筋筋活動が最大咬みしめの3%以上の活動を示す区間の心拍数は72.8±12.5pulse/秒であった.これは筋活動の起こる直前の5秒間の心拍数より18.0±9.2%上昇していた.3.呼吸数は咬筋筋活動の増加と心拍数の上昇とほぼ同時に増加し,呼吸曲線が大きく乱れる現象が観察された.以上のことから,咬筋筋電図に加えて心電図ならびに呼吸の変化を記録解析することにより,より定量的なブラキシズムの評価法を開発できる可能性が示された.支給された補助金により,測定装置製作のための印象材,および即時重合レジンならびに調整用咬合紙等を購入した.大容量の記録媒体として,MOディスク等を購入した.資料収集のため旅費を消費した.また研究の補助者に謝金を計上した.
インスリンによる交感神経活動への影響及び機序の検討

本研究の最初の目的はインシュリンによる中枢的交感神経活動調節の機序を検討する事にあったが、既存の報告と同様に、また、我々の結果においてもインシュリンラット中枢内投与は腎交感神経活動を増加させなかった(WKYとSHR)。一方インシュリンの末梢投与は、血管を拡張させるので、その機序について検討した。対照は健康成人とした。インシュリンは15μunit/Kg/1分を15分間前腕動脈内に投与した。インシュリン投与前及び直後に前腕血流量を測定し、観血的に測定した血圧から血管抵抗を算出した。インシュリンによる血管拡張作用をNOの合的阻害剤でL-NMMA(4μmol/分×5分)及びプロスタグランディン合的阻害剤であるインドメサシン(75mg)投与前後で検討した。[結果]インシュリンの投与は、前腕肘静脈のインシュリン血中濃度を約15から150μunit/molへと増加させた(n=7)。血中インシュリン濃度増加に伴い、前腕血流量は約20%増加し、プロスタサイクリンの代謝産物であるPGF_1 αも約15から30pg/mlへと増加した。インドメサシン投与後にはインシュリン投与によるインシュリン血中濃度はインドメサシン投与前と同様に増加したが、インシュリンによる前腕血流量の増加及びPGF_1 α増加は完全に抑制された。これらの事実は、インシュリンによる血管拡張作用はプロスタグランディンによる可能性を示唆する。次にインシュリンによる血管拡張作用がNOを介するか否かを検討するためにL-NMMA投与前後でインシュリンによる前腕血管拡張作用を検討した。インシュリンの血管拡張はL-NMMAによる抑制されなかった。L-NMMAの作用はNOの基質であるL-arginineにより元に戻った。[結論]ヒトにおけるインシュリンの血管拡張作用はプロスタサイリンを介する可能性がある。(はじめに)高インスリン血症が高血圧を来す可能性が示唆されている。その機序の一つとして、インスリンが交感神経緊張亢進を来すと考えられている。事実、euglycemic clampを用いてインスリンを静注すると、血中のカテコーラミンは増加し、また直接に測った交感神経活動も増加すると報告されている。しかしインスリンは血管拡張作用を有するので、交感神経活動亢進は神経反射を介する可能性が残る。そこで本研究の第一の目的は、インスリンを直接脳室内に投与し、インスリンが神経反射を介さずに交感神経緊張亢進を来すか否かを検討することにある。一方、自然発症高血圧ラット(SHR)の発症機序の一つとして交感神経活動亢進が示唆されている。そこで本研究の第2の目的は中枢に投与したインスリンがSHRでより著明に交感神経活動亢進を来すか否かを検討することにある。(方法)ラットをalpha-クロラロース麻酔、人工呼吸器下に脳固定装置に固定する。血圧を大腿動脈より記録し、心拍数を算出する。インスリンが作用する部位は筋肉なので、筋肉を支配する神経、即ち腰部交感神経を剥離同定する。脳室内にインスリン4及び40muUNITSをそれぞれ20分間側脳室内に投与し、血圧、心拍数及び腰部交感神経活動の変化を記録する。交感神経活動の変化が、インスリンの全身への漏れによる低血糖によるものでないことを検討するために血糖値を測定する。また脳室内投与と同量のインスリンを全身投与し、交感神経活動への影響を調べる。

更にはインスリンが動脈圧受容器反射に影響するか否かを検討するためにインスリン投与前後で、フェニレフリン静注による、心拍数、交感神経活動の変化を記録して圧受容器反射の検討を行う。(結果)インスリンの脳室内投与は腎交感神経活動を亢進した。腰部交感神経神経については検討中である。インシュリンの末梢投与は、血管を拡張させるので、その機序について検討した。対照は健康成人とした。インシュリンは15μunit/Kg/1分を15分間前腕動脈内に投与した。インシュリン投与前及び直後に前腕血流量を測定し、観血的に測定した血圧から血管抵抗を算出した。インシュリンによる血管拡張作用をNOの合的阻害剤でL-NMMA(4μmol/分×5分)及びプロスタグランディン合的阻害剤であるインドメサシン(75mg)投与前後で検討した。[結果]インシュリンの投与は、前腕肘静脈のインシュリン血中濃度を約15から150μunie/molへと増加させた(n=7)。血中インシュリン濃度増加に伴い、前腕血流量は約20%増加し、プロスタサイクリンの代謝産物であるPGF_1αも約15から30pg/mlへと増加した。インドメサシン投与後にはインシュリン投与によるインシュリン血中濃度はインドメサシン投与前と同様に増加したが、インシュリンによる前腕血流量の増加及びPGF_1α増加は完全に抑制された。これらの事実は、インシュリンによる血管拡張作用はプロスタグランディンにより可能性を示唆する。次にインシュリンによる血管拡張作用がNOを介するか否かを検討するためにL-NMMA投与前後でインシュリンによる前腕血管拡張作用を検討した。インシュリンの血管拡張はL-NMMAにより抑制されなかった。L-NMMAの作用はNOの基質であるL-arginineにより元に戻った。[結論]ヒトにおけるインシュリンの血管拡張作用はプロスタサイリンを介する可能性がある。