hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動物眼を用いた内眼手術後の房水流出機構の実験的研究

申請者は、平成8-9年にかけて,眼の潅流,毛様体筋の電気生理および培養細胞の組織化学的研究を行い,内眼手術や外傷に関係したprostaglandins(PGs)や交感神経作動薬,活性酸素類の効果をまとめた.方法として一定圧または一定流量で眼内に潅流液を送り込み、定常状態が得られたときの房水流出率を調べた。結果および成果1)それぞれの内眼筋はPGに僅かに反応した.また流出率への影響も、PGs単独投与でわずかであった。ところが、indomethacinで処理しておくとD2以外のPGsは強力な効果を肉眼筋と房水流出率に示した(成果報告書に論文添付)。2)内眼手術後,交感神経系や活性酸素類と関連した出血や眼内タンパク質異常が生じ,高眼圧が持続することがある.交感神経作動薬や生体内活性酸素類を潅流するとdobutamineやisoproterenolは培養隅角内皮細胞を収縮させた。潅流3時間でdobutamine(1,10,100μM)による流出率は各々対照の、97.3±6.8, 80.8±5.9, 83.5±4.7%になった。3)H_2O_2では毛様体筋の収縮力が増強した.BCNUと3-aminotriazole(3AT)の処理下でC値はそれぞれ46.5±6.5%(H_2O_2存在下),22.1±7.2%(H_2O_2存在下)に増強した.しかしながら経寺するとBCNUの存在下でもH_2O_2では房水流出率が著明に低下した.この変化はdobutamineやisoproterenolによる隅各内皮細胞や房水流出率の経寺曲線と大きく異なっていたので,活性酸素類の緑内障への関与はcAMPやcGMPを介した反応ではなかろう.房水流出率を変化させ得る物質は殆ど知られていないが,以上の結果は活性酸素類が房水流出に著るしく影響する可能性がある.cGMP濃度を上昇させる一酸化窒素関連薬が強力な効果を追試確認した.我々はこの2年間の研究を通じzaprinastを初めて眼科領域で使用し,その房水流出改善効果を今後,他の動物でも確認していく予定である.本研究は緑内障の治療に貢献できると考えている.申請者は、平成8-9年にかけて,眼の潅流,毛様体筋の電気生理および培養細胞の組織化学的研究を行い,内眼手術や外傷に関係したprostaglandins(PGs)や交感神経作動薬,活性酸素類の効果をまとめた.方法として一定圧または一定流量で眼内に潅流液を送り込み、定常状態が得られたときの房水流出率を調べた。3)H_2O_2では毛様体筋の収縮力が増強した.BCNUと3-aminotriazole(3AT)の処理下でC値はそれぞれ46.5±6.5%(H_2O_2存在下),22.1±7.2%(H_2O_2存在下)に増強した.しかしながら経寺するとBCNUの存在下でもH_2O_2では房水流出率が著明に低下した.この変化はdobutamineやisoproterenolによる隅各内皮細胞や房水流出率の経寺曲線と大きく異なっていたので,活性酸素類の緑内障への関与はcAMPやcGMPを介した反応ではなかろう.房水流出率を変化させ得る物質は殆ど知られていないが,以上の結果は活性酸素類が房水流出に著るしく影響する可能性がある.cGMP濃度を上昇させる一酸化窒素関連薬が強力な効果を追試確認した.我々はこの2年間の研究を通じzaprinastを初めて眼科領域で使用し,その房水流出改善効果を今後,他の動物でも確認していく予定である.本研究は緑内障の治療に貢献できると考えている.申請者の一貫した研究目的は、眼の潅流実験,毛様体筋の電気生理的方法および培養細胞の組織化学的研究を併せ、房水流出率を向上させる方法を見いだすことである。本年度は内眼手術や外傷に関係したprostaglandins(PGs)や交感神経作動薬を主として調べた.方法として一定圧または一定流量で眼内に潅流液を送り込み、定常状態が得られたときの房水流出率をin vitroで調べた。内眼手術に関連したPGsや交感神経作動薬(dobutamine,salbutamol等)をウシ眼でスクリーニングした.結果および今年度のまとめPGs:それぞれの内眼筋は以前報告のようにPGに僅かに反応した.また流出率への影響も、PGs単独投与ではわずかであった。

ところが、indomethacinで処理しておくとD2以外のPGsは強力な効果を内眼筋と房水流出率に示した。交感神経作動薬:10^<-3>Mではdobutamineは3時間以内に、isopro terenolは6時間で細胞を収縮させた。Epinephrineやisopro terenolは10^<-3>Mの高濃度でも房水流出率を上げず,潅流3時間でdobutamine(10^<-6>,10^<-5>,10^<-4>M)による流出率は各々対照の、97.3±6.8,80.8±5.9,83.5±4.7%になった。なお,高濃度でもsalbut amolでは隅角内皮細胞や房水流出率は変化しなかった。交感神経作動薬の下で見られた隅角内皮細胞の細胞形態や房水流出率の変化はcAMPを介した反応であるかもしれない。しかしながらcGMP濃度を上昇させるzaprinastが強力な効果を示したこと(研究継続中)からcAMPとは別の経路も研究すべきであることがわかった。来年度はPGsやphosphodiesterase抑制薬等のこの方面の仕事をさらに続けたい.申請者の平成9年度の研究目的は、1)平成8年度から行ってきた内眼手術や外傷に関係したprostaglandins(PGs)や交感神経作動薬の研究を発展させ,房水流出率を向上させる方法を見いだすこと,2)PGsやphosphodiesterase阻害薬,特にその5型アイソエンザイムについて,眼の潅流実験,毛様体筋の電気生理および培養細胞の研究をさらに発展させること,3)上記の5型アイソエンザイムの阻害薬および関連薬が将来,治療薬となりうる可能性があるかどうかを検討することであった。結果および成果として1)一定圧で眼内に潅流液を送り込み、定常状態が得られたときの房水流出率をin vitroで調べ,PGsやdobutamine,salbutamol等の効果を平成9年度に発表した(成果報告書に論文添付).2)それぞれの内眼筋はPGに僅かに反応したが、indomethacinで処理しておくとPGsは強力な効果を内眼筋に示した。房水流出率についても発表した(成果報告書に論文添付).3)H_2O_2はカルバコールおよび神経刺激に対する毛様体筋の収縮を増強させた.BCNUと3-amino-triazole(3AT)の処理下でC値は1時間後に46.5±6.5%(H202存在下),22.1±7.2%(H_2O_2非存在下)に増強した.しかしながら3時間以上経過すると3AT,BCNUの存在下でもH_2O_2では房水流出率が著明に低下した.この際,dobutamineやisoproterenolと異なった隅角内皮細胞の形態変化と房水流出率の経時曲線を示したので,活性酸素類の緑内障への関与はcAMPやcGMPを介した反応とは異なるであろう.活性酸素類が房水流出に著るしく影響することを明らかにした.4)一酸化窒素関連薬関連薬が眼圧を下降させるということ[Nathanson]を追試,確認した.5)家兎眼を用いたin vivoの実験を計画していたが,この点に関しては残念ながら本年度中に実験結果は得られなかった.
IgA腎症患者の口腔検体と腎生検・摘出扁桃検体の歯科ー腎臓内科による学際的検討

本研究の目的は、これまでの知見をもとに、S. mutansやC. rectus、T. denticolaのIgA腎症や慢性腎臓病への関与について検討し、メカニズムの解明をすることである。
揺動機構内蔵スピンドルを有する硬脆ウエハ研削盤の開発

LEDや半導体パワーディバイスなどの広範な実用化に伴い,高品位・低価格な基板用サファイアウエハの高能率生産が求められている.一方,サファイアウエハは高硬度な脆性材料であり,難削材として位置付けられている.そこで,磁気アクチュエータを用いて砥石スピンドルをアキシャル方向に振動させるシステムを開発しロータリ研削盤に搭載した.試作機を用いて,サファイアの振動援用インフィード平面研削加工を試みた.その結果,難削材料であるサファイアウエハに対しては加工時間の短縮と研削比の向上が実現できた.地球温暖化や原子力発電所の課題などの影響もあり,再生可能エネルギや省エネルギ製品や関連技術が非常に注目されている.特に,LED照明やパワーデバイスなどは省電力・低炭素社会の実現に欠かせない製品として,近年の成長が著しい分野であり,これら高性能なデバイスの量産には,基板の高精度・高能率な加工が必要不可欠である.しかし,これらに用いられるサファイアやシリコンカーバイド(SiC)などの基板材料は,従来のシリコン(Si)と比較して化学的・機械的にも安定していることから加工が難しく,生産コスト上昇の一因となっている.特に,サファイアやSiCはダイヤモンドに次ぐ硬さを有していることもあり,基板ウエハの平坦化を行う研削加工においては,砥粒であるダイヤモンドが食い込みにくいことが低い加工能率の一因となっている.そこで本研究では,回転する砥石を揺動させる(ラジアル方向の振動を与える)ことで砥粒が断続的に接触し,積極的な切り屑の排出と研削点の冷却を行うことで,砥石の切れ味が長時間にわたり継続させることを試みる.さらに,被削材である基板材料に対して衝撃加工力が加わることで加工力が増し,砥粒を食い込みやすくすることを狙っている.初年度には,揺動機構を内蔵させるためのスピンドル(切込み機構内蔵水静圧砥石スピンドル)の基本性能測定を実施した.その結果,回転精度,静剛性,切込み分解能,位置決め精度ともに十分満足する結果を得ることができ,スラスト方向揺動運動に耐えうることを確認した.今年度は,本スピンドルの揺動運動を実現するプログラムを導入し,揺動周波数・振幅を測定するとともに,最初のステップとしてシリコンウエハの研削実験を行っている.最終年度ではサファイアウエハやSiCウエハの研削テストを行い,現在までの実験を発展させる予定である.平成27年度は,SiCウエハの揺動研削実験を実施する予定であったが,初年度(平成26年度)の機材(研削盤テーブルの水静圧軸受)故障により,研究実施計画の日程変更を余儀なくされた.スピンドルを揺動するためのソフトウェアを完成し,既存の切込み機能内蔵スピンドルを有するロータリー研削盤にインストールした.スピンドルの揺動性能を評価したところ,最大振幅9μm,4-15Hzの周波数範囲で揺動することがわかった.振幅はほぼ予定通りの値が得られたが,振動周波数に関しては,仕様の200Hzから比べると1桁低い値となった.いずれにしても,実験装置の試作を完了することができた.また,シリコンウエハに対して揺動研削を試みたが,表面粗さが劣化し,揺動の効果は見られなかった.初年度にロータリー研削盤の水静圧ロータリーテーブルが故障し,修理に半年以上を用した.その後の研究は,ほぼ予定通り進んでおり,平成29年3月までには報告書を完成する予定である.ただし,GaNウエハは入手が困難なため,サファイア及びSiCウエハを被削材とした揺動研削加工を実施予定である.本研究は,硬脆ウエハ加工用の立て軸ロータリ研削盤に対し,高速回転するカップ砥石をスラスト方向にも揺動させる機能を付与することにより,研削性能を向上させることを目的としている.平成26年度は,砥石スピンドルに揺動運動を付与するためのスピンドル制御プログラムを作成し,基本的な揺動運動を確認した.平成27年度はスピンドル揺動機能に関する試作を完了し,今まで加工実績のあるシリコンウエハを対象にして予備加工実験を実施した.平成28年度は,揺動運動不具合による故障のため,実験を中断した.更に,水静圧軸受けを有するワークテーブルが囓り,修理のために研削実験は実施できず,大掛かりな修理を余儀なくされた.その間,砥石軸の揺動性能を測定し,スピンドルシステムの特性を実験的に明らかにした.当初,3年計画の研究予定でスタートしたが,上記の理由により研究期間を1年間延長させていただいた.また,当初予定したビトリファイドダイヤモンドホイールでは,砥粒の脱落が大きくて研削性能の向上が望めないため,ホイールメーカーと打ち合わせの上,メタルダイヤモンドホイールを購入することとした.この際,各ダイヤモンドセクメントの突き出し高さを個々に調整できるように,ネジ止め機構を採用した.平成29年度は,最終年度としてサファイアウエハの揺動研削実験を実施し,砥石揺動効果の確認と最適加工条件を明らかにする予定である.研究内容は,国際会議にて学会発表し,論文として学会誌に投稿を予定している.試作した揺動機構内蔵砥石スピンドルと水静圧ワークテーブルが故障したため,実験をH28.4H28.5およびH28.7H29.1の長期間に亘り中断せざるを得なかった.その後,修理も完了したため,新規作製するメタルボンド砥石を用いてシリコンウエハおよびサファイアウエハの研削実験を実施し,4年間で本研究を終了する予定である.試作したスピンドルシステムを搭載したインフィードロータリ研削盤を用いてサファイアウエハの振動援用研削実験を行い,以下の結論を得た.砥石振動振幅の上昇に比例して砥石切込み速度は高くなる.

振動を付与しない場合は,ウエハ上に脱落した遊離砥粒のラッピング作用により摩滅摩耗が促進し,砥石摩耗高さが大きくなる.振幅510μm p-pの領域では研削油剤の侵入が容易になり,切り屑の排出が促進され,砥石摩耗高さは1μm以下まで小さくなる.10μm p-p以上では,砥石とウエハの衝突速度の上昇に伴い砥粒が脱落して砥石摩耗高さは大きくなる.振動を付与することで正味研削時間は短縮される.これは,砥石の切れ味が良くなったことに起因する.振動振幅が大きくなる砥石と工作物が離れて仕事をしない時間が長くなり,正味研削時間は徐々に長くなる.振幅1μm p-pの条件では,振動周波数の上昇に伴い,砥石切込み速度は上昇するが,やがて切込み速度は約9μm/sでほぼ一定になる.これは,砥石振動周波数の上昇に伴い振動振幅が減衰することにより,砥石切込み速度の上昇が制限されることに起因する.振動を付与しない場合は摩滅摩耗により砥石摩耗高さが大きくなる.振動周波数が8.6Hzまでは,自生発刃が活発になるため振動周波数の上昇に伴い砥石摩耗高さも大きくなる.8.7Hzを超えると,砥石摩耗高さは徐々に小さくなる.これは砥石の自生発刃が一定になることによる.一方振動の重畳により遊離砥粒や切り屑の排出も活発になり,砥石の摩滅摩耗が抑制され,砥石摩耗高さは徐々に低下する.振動を付与しない場合に正味研削時間が205sと長いのは,砥石の切れ味が悪いためだと考えられる.周波数8.7Hzで正味研削時間は180sで最小値となり,振動を付与しない場合より約12%短縮される.LEDや半導体パワーディバイスなどの広範な実用化に伴い,高品位・低価格な基板用サファイアウエハの高能率生産が求められている.一方,サファイアウエハは高硬度な脆性材料であり,難削材として位置付けられている.そこで,磁気アクチュエータを用いて砥石スピンドルをアキシャル方向に振動させるシステムを開発しロータリ研削盤に搭載した.試作機を用いて,サファイアの振動援用インフィード平面研削加工を試みた.その結果,難削材料であるサファイアウエハに対しては加工時間の短縮と研削比の向上が実現できた.平成26年12月より今日まで,当該研削盤のテーブルが故障したため修理に半年を要したが、今後遅れ分を取り戻す予定である.当初は,研削対象としてSiCウエハやGaNウエハを想定していたが,材料の入手が困難なため,同様な硬脆材料であるサファイアやSiCウエハを加工対象とする.様々な,振幅と周波数で研削実験を行い,揺動研削のメリットとデメリットを明らかにする.また,最適加工条件を実験的に明らかにする.サファイアウエハに対し,メタルボンドダイヤモンドホイールを用いて揺動研削実験を実施する.揺動研削の効果と最適加工条件を明らかにするとともに,加工メカニズムに関して検討する.工学揺動装置の性能(振動振幅・周波数など)を測定し、シリコンウエハを用いた予備実験、サファイアやSiCウエハを用いた本実験を実施する。次年度は最終年度であり,研削盤借用費と学会発表(国際会議)を予定している.1)切込み機構付水静圧トイシスピンドル内蔵ロータリー研削盤借上のため,その他契約の延長が必要となる.2)サファイアウエハ加工実験用カップ砥石の購入が必要となる.
新規な含セレン化合物の合成とその薬学的応用研究

申請研究課題の成果は、下記のように要約でき、所期の目的を達成した。1.環状セレヌラン類の合成と反応9位炭素とセレン原子を酸素またはアルコキシ基でつないだセレノキサンテンセレヌランを数種合成し、反応も検討した。これらの結果を学術誌に投稿すべく準備中である。2.イソセレノクロマン環外イリドの合成と反応イソセレノクロマンの環外に、電子吸引基で安定化したメタニド基をもつイリド数種を合成し、その熱反応、アセチレン類との反応を検討した。これらの結果について、J.Chem,Soc.,Perkin Trans.Iへ投稿予定である。3.環状セレノニウム塩類の合成と反応9位および10位にアリール基またはアルキル基をもつセレノキサンテニウム塩を多数合成し、それらの立体異性体の構造を明らかにした。塩基との処理によって生成するセレナアントラセン類は転位を起こしたり、脱アルキル(アリール)する反応が観察された。有機金属試薬との反応も検討し、薬学会第109年会で発表の予定である。4.セレノニウム塩の免疫賦活作用鎖状セレノニウネ塩の免疫賦活作用は弱く、期待した作用物質は見い出せなかった。申請研究課題の成果は、下記のように要約でき、合成面における所期の目的を達成した。1.環状セレヌラン類の合成と反応9位に水酸基またはヒドロキシアルキル基をもつセレノキサンテンをN-クロルスクシンイミドで処理して、酸素またはアルコキン基で架橋したセレヌランを数種合成した。これらの新しいセレヌランは対応するセレノニウム塩と ́H-NMRスペクトルを比較して構造を決定した。5-クロル-5,11-エポキシ-6,11-ジヒドロジベンゾ〔b,e〕セレネピンも同様に合成した。2.環状セレンイリド類の合成と反応イソセレノクロマンを母核として、電子吸引基で安定化されたイソド類の合成法として、ジクロルセレヌランと活性メチレン化合物のナトリウム塩を反応させる方法およびセレニルイミンと活性メチレンを反応させる方法を開発した。またSe-アルキル誘導体については、セレノニウム塩を塩基処理して合成しようとしたが不安定であったので、反応系中で発生させ、そのまま反応に用いた。これらのセレンイソドの反応では、炭素-セレン結合の切断にもとづく溶媒取り込み反応、環拡大反応など対応する硫黄イソドの反応とは異なる反応を見い出すことができた。セレンイソドの反応は、環状付加反応など他の反応も今後発展が期待される。3.鎖状セレノニウム塩の合成と薬理活性測定ジアルキルセレニドとハロゲン化アルキルからセレノニウム塩を合成しようとしたが、セレン原子上の置換基の交換などの反応がおこり、セレニドとスルホン酸エステルからセレノニウム塩類を合成した。今後、これらの化合物の免疫薬理活性を測定する予定である。申請研究課題の成果は,下記のように要約でき,合成面における所期の目的を達成した.1.環状セレノニウム塩の合成と反応: 9位にアルキル基またはアリール基をもつセレノキサンテンを,ハロゲン化アルキルー過塩素酸銀を用いてアルキル化またはジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレートを用いてフェニル化した.得られたセレノキサンテニウム塩類には,環反転およびピラミッド反転に基づく4種の異性体が考えられる.各セレノニウム塩は, 1H-NMRスペクトルを用いて,その異性体の立体構造を決定した.これらの新しいセレノニウム塩類に塩基で処理すると,不安定なセレノアントラセンを生成し,それらは転位または脱アルキル(アリール)化反応をおこした.セレン原子上置換基と9位カルバニオンがシス配置をとるセレノアントラセン類からは,高収率で転位生成物が得られ,トランス配置をとるセレノアントラセン類からは,脱アルキル化(脱フェニル化)生成物の生成率が高くなった.

このような立体化学の違いによる反応の相違は,低温で反応を行なうと更に顕著な反応の相違が期待される.2.薬理活性化合物合成と薬理活性の測定:鎖状セレノニウム塩の免疫賦活作用を測定したが,顕著な作用は認められなかった.他の向精神作用物質の合成などは,化合物が酸に不安定であり,合成のための反応条件の検討が必要であろう.本年度は、申請研究課題の成果を発表する準備のため、下記の研究について補足実験を行った。1.環状セレヌラン類の合成と反応セレノキサンテンセレヌランの反応生成物を単離し、その構造を決定した。2.イソセレノクロマン環外イリドの合成と反応電子吸引基1個で安定化されたイリド類の合成を行い、その熱反応を実施した。3.環状セレノニウム塩の合成と反応9位にoービフェニリル基およびイソプロピル基をもつセレノニウム塩を合成し、それらの反応について検討した。4.セレノニウム塩の免疫賦活による抗癌活性の測定ジメチルテトラヒドロフラニルメチルセレノニウム塩の抗癌活性を対応するスルホニウム塩などと比較して測定したが、弱い活性しか示さなかった。
性決定遺伝子の使い回しの分子機構

ツチガエルにおけるXX-XY型オス決定とZZ-ZW型メス決定の使い回しの分子機構を解明するため、性決定候補遺伝子SOX3の発現調節に注目して調べた。SOX3の発現はXX-XYおよびZZ-ZW型の両方においてメスで高いこと、高発現する雑種XZ雌ではZ-SOX3も発現誘導されることから、SOX3はメス決定が主な機能であり、オス決定はその抑制であることが示唆された。そして発現誘導にはエレメントの存在から自身によるオート制御が関与し、通常抑制されているZ-SOX3では、当該配列近郊のメチル化が抑制解除に関与することが示唆された。ただし、性染色体レベルでのシトシンのメチル化の違いは検出できなかった。脊椎動物の性決定遺伝子は一つに固定されたものではなく、種あるいは集団ごとに別の遺伝子と入れ替わる現象が知られるようになった。これを性決定遺伝子あるいは性染色体のターンオーバーと呼ぶ。その中に、XX/XY型とZZ/ZW型性決定機構の相互変換も含まれる。我が国に生息するツチガエルは地域集団によって性決定機構が異なり、両方のタイプが存在する。両タイプの性染色体はお互い相同であり、その上にあるSOX3遺伝子が、XY型ではオス決定、ZW型ではメス決定を行っている可能性が高い。本研究ではその使い分けを可能にする遺伝子発現制御の分子機構を明らかにする。平成27年度は次の結果を得た。1.XY型とZW型集団におけるSOX3遺伝子発現細胞これまでの研究において、ZWメスの未分化生殖腺においてSOX3タンパク質は中腎細胞に局在し、未分化生殖腺の中央部(髄部)への移動を示唆する結果を得ている。これまでに報告がない新規の発現パターンであり、メス決定との深い関連性が推測される。今回、XY集団において、抗SOX3抗体による免疫染色を行い調べたところ、XX雌(13日以降の幼生)においてもZW雌と同様、生殖腺の髄部に陽性細胞を確認し、とくに髄質部と皮質部の境界に陽性細胞が位置していた。一方、XY雄の生殖腺ではいずれのステージにおいても明確なシグナルを観察できなかった。なお、GFPのノックインによる発現解析はまだ導入が成功できていない。2.XY型とZW型集団における常染色体と性染色体のメチル化DNAメチルシトシン(5mC)およびその酸化産物であるDNAヒドロキシメチルシトシン(5hmC)に特異的な抗体を用いて、XX, XYおよびZZ,ZW細胞の染色体で免疫染色を行い、シトシンのメチル化パターンの比較を行った。その結果、両タイプにおいて、常染色体と性染色体の間、ないしZ,W、X,Y性染色体それぞれの間に染色パターンの違いを見いだすことはできなかった。DNAメチル化の解析を本年度に入れたため、発現解析が予定のすべてを実施できていないが、これに関しては継続して行う。我が国に生息するツチガエルは地域集団によって性決定機構が異なり、XX-XY型とZZ=ZW型のタイプが存在する。両タイプの性染色体はお互い相同であり、同じ染色体上にあるSOX3遺伝子が、XY型ではオス決定、ZW型ではメス決定を行っている可能性が高い。平成28年度は次の結果を得た。1.ノックインによるSOX3遺伝子の発現解析ツチガエルの性染色体上にあるSox3遺伝子内にEGFP断片を導入し、ゲノム内で融合遺伝子を作成することでSox3遺伝子の発現細胞を検出する実験を行った。28年度は導入DNA断片を一本鎖の状態でCrispr/Cas9と同時導入する手法を用いて、EGFP遺伝子をツチガエルのSOX3内に導入する実験を行った。EGFPのコード領域(714塩基)とその両端にsox3遺伝子配列(60塩基と58塩基)を含む836塩基を合成し、その一本鎖をCrispra/Cas9と共導入することで、Sox3の終止コドンの直前への導入を試みた。その結果、2種類の導入結果が得られた。一つは、計画通り、終止コドン直前に断片が組み込まれた。ただし、EGFPは285塩基と短く、半分ほどの領域が欠失していた。また、sox3の3`側のTAA下流には7塩基の重複が生じていた。もう一つは、終止コドンのTを含み上流の393塩基を欠失していた。いずれもほぼ予定領域の切断が生じたが、個体は幼生期途中で発生が停止し、課題が残った。2.XZ雌雄の作成XY性染色体とZW性染色体間でSOX3遺伝子の発現の違いに関与すると予想される上流領域のメチル化を調べるため、XZの作成を行った。昨年、作成していたXZのメスにZZのオスを交配し、遺伝子型XZでありながら表現型が雌雄のそれぞれ5匹ずつを作成することができた。以後の解析に用いる。28年度はノックインの実験に時間が取られ、sox3遺伝子メチル化の解析ができなかった。一方、XZ雌雄は作成する事ができたので,材料の準備は達成できた。本研究では、SOX3遺伝子のオス決定とメス決定の使い分けの分子機構を解明する目的でSOX3遺伝子の発現調節機構に注目して調べた。平成29年度は次の結果を得た。(1)XZ個体の性について:昨年度に加え、XZ個体(XX x ZZを4組、戻し交雑を7組)の生殖腺性分化の確認を行った。

雑種交雑ではXZの多くがメスに分化する一方、戻し交雑ではXZが雌雄半々に分化することがわかった。(2)XZにおけるSOX3遺伝子のメチル化: XZ成体の生殖腺と脳におけるSOX3遺伝子の発現をQ-PCR法で調べたところ、精巣で低く、卵巣及び脳で高い発現が観察された。特に、高発現を示す脳と卵巣ではZアリルの発現がXアリルより高いことがわかった。Z-SOX3遺伝子の上流領域にはSOX3結合配列が見つかり、その近傍に、X-SOX3遺伝子には存在しない12塩基の特異的配列が見つかった。このZ特異的配列の内部に存在するCGダイマーのメチル化をバイサルファイト法で調べた結果、Zアリルが高発現するXZ個体ではメチル化の比率が高い傾向が示された。この結果は、Z特異的配列による負の発現調節を示唆する。以上から、XZ個体におけるSOX3遺伝子の発現差にはZアリルの発現が鍵であり、Z特異的配列のメチル化を介したオートレギュレーションの差が個体間の発現差を生じ、これが雌雄決定に関与している可能性が示された。期間全体の研究を通じて、SOX3の発現パターンは雌で高いこと、また、XZ雌ではZ- SOX3が発現誘導されていることから、SOX3はメス決定が主な機能であり、オス決定ではその抑制が示唆された。発現誘導には自身によるオート制御が関与し、通常Z-SOX3ではそれが抑制されていること、抑制解除にはDNAのメチル化が関与することがXZの解析から推測された。ただし、染色体レベルでのDNAのメチル化の違いは検出できなかった。ツチガエルにおけるXX-XY型オス決定とZZ-ZW型メス決定の使い回しの分子機構を解明するため、性決定候補遺伝子SOX3の発現調節に注目して調べた。SOX3の発現はXX-XYおよびZZ-ZW型の両方においてメスで高いこと、高発現する雑種XZ雌ではZ-SOX3も発現誘導されることから、SOX3はメス決定が主な機能であり、オス決定はその抑制であることが示唆された。そして発現誘導にはエレメントの存在から自身によるオート制御が関与し、通常抑制されているZ-SOX3では、当該配列近郊のメチル化が抑制解除に関与することが示唆された。ただし、性染色体レベルでのシトシンのメチル化の違いは検出できなかった。SOX3遺伝子の発現解析は平成28年度も続ける。とくにノックインはまだ容易な手法ではないので、最終年度まで続けて行う予定である。なお、本技術に関しては当施設に両生類で成功している研究者がいるので、随時アドバイスを受けていく。平成28年度の実験は予定通りに実施する。ノックインについて、29年度には導入断片を環状にして導入するという新手法に加え、in situ hybridizationによる従来の手法も用いることで、XYとZW幼生生殖腺におけるsox3遺伝子の発現細胞の同定を行い、解析結果を得る。また、Sox3遺伝子のメチル化解析については材料がすべて揃ったので29年度に合わせて解析を行う。以上の結果をもとに、SOX3遺伝子発現がXY型とZW型で異なる機構を明らかにする。遺伝学
BIOETHICS AND CULTURE

平成17年度実施計画の主要項目は(1)社会文化的・組織文化的概念を応用した概念枠組み構築(2)Webページ作成、本テスト実施及びまとめであった。(1)本研究から、医療従事者、とりわけ看護職者が現場で直面する倫理的諸問題をどう認識し、意思決定及び介入するのかを質的に探求する上で、倫理的実践の背後にある社会文化的及び組織文化的要因に着目し、医療現場における倫理的問題を分析するための枠組みとして応用した。組織文化が病院のリスク管理や提供されるケアの質と関わるという研究報告もあり、特定の事象に対する一人ひとりの医療従事者の行動、態度、認識の質的な理解は、組織文化や専門職グループ文化の理解及び組織の現状理解へと繋がり(またその逆もあり得る)、問題解決の一助となるアプローチに成りうると考える。(2)前年度のプレテスト結果を基に、本テストを質問用紙にて実施。比較文化的に分析すると、同じ倫理的問題に対する見解や視点は、国及びキャリアや職位の違いによって若干異なることがわかった。また、組織における立場や医師との関係性が、看護師の反応や倫理的実践に影響を及ぼしていることも伺われた。ウェッブ上でのアンケート配布については現在倫理的議論がなされており、今回は実際のウェッブ上では回答を求めなかったが、作成したウェッブベースの質問票を活用できるよう倫理的問題をクリアーすること、質問票の改善とデーター数の増加が今後の課題である。報告書にて成果発表を行う予定である。1年目進捗状況平成15年度実施計画の重要項目である国内外の関連文献検索・レビュー及び関連学会・研究会への積極的参加を実施・継続中である。特に文献レビューについては、以下の2つの側面で成果が得られた。(1)本研究の概念的枠組みは、(1)波平(1994,1996);医療と文化の関連性について言及し、日本文化の中において、「生命とは」という問いは社会変化や集団・組織文化と複雑に絡み合っており、時代・世代・地域差があると指摘している。(2)日常的実践の中にある象徴的サインからその集団や文化における事象の意味を見いだそうとするDouglas(1978,1996)の視点を展開させたGoopy(2000)と山口(2002)、(3)人々の健康観や看護ケアへの期待の背景にある社会文化的影響に着目したLeininger(1984,1995)の視点、を起点として構築した。この枠組みによって、現代医療・看護場面における具体的な倫理問題は、その背景を含めて包括的に理解することが可能であり、文化・社会・グループによって問題の捉え方が異なることを幾つかの国を事例として検討している。(2)倫理的issueの選択については、倫理に関する幾つかの国内外文献・教科書的書物から、議論が盛んであり重要と思われるものを抜粋し、関連項目をADとグループ化した。その後、キーワード、予定対象国(日・伊・豪)をクロスリファレンス分析(過去5年間分)した結果から、各グループの比較的既存文献が多いと思われるものから選択した。それらは、A.生きる権利と死ぬ権利に関わる「安楽死/尊厳死」、B.命の誕生に関わる「人工妊娠中絶/不妊治療としての人工授精」、C.医療専門職者としての応用倫理「同輩のミス(医療事故)」、D.死の定義を問う「脳死(臓器移植技術と関連した)である。結果は各国の傾向・相違を示す一指標ともなった。例えば、「脳死」に対する日本の反応(文献数)は他の比較国の410倍、「人工授精」では日本・伊は豪の23分の1、「医療事故」に関するものでは、伊は日本と豪の45分の1であったことなどである。今後は、上記ADに更に焦点あてた各国の文献レビュー及び考察を遂行しつつ、プレテストを早期に実施することとする。平成16年度実施計画の主要項目は(1)国内外の関連文献レビューの継続(2)プレテストの実施であった。(1)現代医療場面の倫理的問題は、その脈絡及び背景を含め包括的に理解されるべきであり、社会文化的・組織的要因の及ぼす影響を熟慮しながら問題を捉えることの重要性について議論してきた。平成16年度は更に医療従事者が現場で倫理的諸問題に直面した時、問題をどのように認識し、意思決定及び介入するのか、又それらに影響する社会文化的要因、特に組織における立場、他エージェントとの関係に着目し、特に看護職者の倫理的実践の背後にあるものに注目する議論を合わせて展開した。組織における看護職者の倫理的問題への介入及び意思決定を看護のエンパワーメントと捉え、組織文化の概念を取り入れた枠組みで展開中。文献研究として、平成17年度上半期に成果発表する計画で準備中である。(2)日本の一公立病院外科病棟で同意の得られた医師、看護職者及び患者に対し、プレテストを実施した。平成15-16年に実施したクロスリファレンス分析結果からテーマを選択し、実際に起きた事例をもとに作成したケースを提示した。医師、看護職者及び患者各々の立場から同様の問題に対する見解、介入及び意思決定に関する回答を得た。結果は、同じ倫理的問題に対する見解や視点が、立場の違いによって若干異なる様相を示した。看護職者は、回答に時間を要し、回答の難しさを訴えたが、外国の協力者を対象にしたプレテストを早期に実施し、その結果と比較分析する必要がある。

異文化間及び組織内の立場の違いにおける医師、看護職者及び患者の倫理問題の捉え方及び倫理的実践の特徴や類似性及びその背後にあるものを探求する方向で、場面の倫理的問題にアプローチする。尚、研究実施について沖縄県立看護大学内倫理審査の承認を受けた。今年度は、質問量及び内容の改善後海外と比較文化的に本調査を実施し、結果をまとめる。平成17年度実施計画の主要項目は(1)社会文化的・組織文化的概念を応用した概念枠組み構築(2)Webページ作成、本テスト実施及びまとめであった。(1)本研究から、医療従事者、とりわけ看護職者が現場で直面する倫理的諸問題をどう認識し、意思決定及び介入するのかを質的に探求する上で、倫理的実践の背後にある社会文化的及び組織文化的要因に着目し、医療現場における倫理的問題を分析するための枠組みとして応用した。組織文化が病院のリスク管理や提供されるケアの質と関わるという研究報告もあり、特定の事象に対する一人ひとりの医療従事者の行動、態度、認識の質的な理解は、組織文化や専門職グループ文化の理解及び組織の現状理解へと繋がり(またその逆もあり得る)、問題解決の一助となるアプローチに成りうると考える。(2)前年度のプレテスト結果を基に、本テストを質問用紙にて実施。比較文化的に分析すると、同じ倫理的問題に対する見解や視点は、国及びキャリアや職位の違いによって若干異なることがわかった。また、組織における立場や医師との関係性が、看護師の反応や倫理的実践に影響を及ぼしていることも伺われた。ウェッブ上でのアンケート配布については現在倫理的議論がなされており、今回は実際のウェッブ上では回答を求めなかったが、作成したウェッブベースの質問票を活用できるよう倫理的問題をクリアーすること、質問票の改善とデーター数の増加が今後の課題である。報告書にて成果発表を行う予定である。
可動マイクロベンドによる２μｍ帯チューナブルＱスイッチファイバレーザの研究

ツリウム添加ファイバレーザにおいて、Qスイッチ発振ならびに可変波長制御を全ファイバ構成で実現した。ピエゾアクチュエータを用いて利得帯域での動的損失を得るため、ファイバの被覆層のみを偏平化し、そこへ可動性のマイクロベンドを形成した。その結果、出力100 mWクラスの1.63μmレーザダイオードを励起光源として、発振波長1.9μm帯、ピーク出力Wクラス、パルス幅1μsのレーザパルスを得た。また、コイルばねを利用して可変ファイバグレーティングを形成することで可変範囲100 nmの発振波長制御を行った。(1)ファイバレーザのためのインファイバQスイッチングファイバから光を取り出すことなく行えるQスイッチングの研究を進めている。今回、以下に示す方策を進めることで飛躍的な出力改善が得られた。まず、ピエゾ素子によるファイバ可撓性向上のため熱成形プロセスを改善し、柔軟性を損なうことなく被覆層の偏平化が行えた。次に、ファイバ中に動的マイクロベンドを形成するための波状プレートの形状パラメータの最適化を図った。その結果、周期に関しては偏平化ファイバにおいて650μmがもっとも効率良く透過制御が可能であり、デューティ比では0.25が効率的であった。また、リング入力カップラとして励起波長1.63μmと発振波長1.93μmでクロス/パラレル結合効率に優れるWDMファイバカップラを導入し、励起効率向上ならびに共振器損失低減を行った。さらに、共振器からの出力結合を出力カップラの分岐比を調整することで制御し、出力の最適化を行った。以上の結果として、半導体レーザからの擬似CW励起パワー154mWに対して、レーザパルス出力のピーク値42W(パルス幅1μs)を得た。(2)電磁石駆動ファイバグレーティングを利用したインファイバ波長制御電磁石を用いてファイバ中に長周期ファイバグレーティング(LPFG)を形成し、その周期を変えることでファイバレーザの発振波長を変えた。単一モードファイバを伝搬するコアモードを放射モードに変換する効率を電圧制御で行えるようになり、発振波長の再現性向上と切替え時間短縮が可能となった。上記方式による波長可変範囲を広げるため、LPFGの共鳴波長帯域を拡張し、その内部にパスバンドを形成する方式を進めている。今回、少モードファイバを利用し2つのコアモード間結合を利用することで共鳴帯域幅を広げることに成功した。今後、位相シフトを導入し、バンドパス型波長可変フィルタを構築する。1.ファイバレーザのファイバ共振器内Qスイッチングファイバ共振器内に動的マイクロベンドを形成する方式でQスイッチ動作を実施した。マイクロベンド形成用ファイバとして、コア径の異なる数種類のシングルモードファイバ(SMF)を試した結果、1.3/1.55μm用SMFがON/OFF比において優れていた。このファイバを一組の波形プレートで挟み、ピエゾ素子を用いて変形させた。ファイバの可撓性を向上させるため、ファイバ被覆を熱圧着により偏平化させた。その結果、Qスイッチ動作時のパルス出力向上が得られ、励起レーザダイオード光強度154 mWに対し、最大で1.45 Wのパルス出力を得た。パルス幅は1.1μs、中心波長は1.9μmであった。2.ファイバレーザのファイバ共振器内波長チューニングファイバレーザの発振波長を制御するため、可変周期の長周期ファイバグレーティング(LPFG)を形成した。フォースゲージを用いて、コイルばねをファイバに圧着することでLPFGを形成した。コイルばねの伸縮に応じてLPFG周期が変わるため、伝搬コアモードー漏洩クラッドモード間で生じる共鳴波長のシフトを起こせる。LPFGでは複数の共鳴波長においてそれぞれ損失帯が形成されるため、この損失帯間に生じる通過帯を用いてレーザ共振器の利得スペクトルを操作した。LPFG単体ではレーザ発振波長の可変範囲は80 nm程度であったが、異周期のLPFGを組み合わせて操作することで1865 nmから1972 nmにわたって発振波長をシフトできた。3.磁力誘起による可変LPFGの形成可変LPFGの損失振幅を電気的に制御することを目的として、磁力を利用する方式の検討を開始した。鉄製コイルばねをファイバを介して電磁石で誘引することで共鳴波長での損失帯を確認できた。今後、この方式を用いて波長可変制御の研究を進めていく。(1)ピエゾアクチュエータ(PA)を用いた全ファイバ構成のQスイッチレーザファイバ伝搬損失の制御をPAで効率良く実施するため、以下の研究を進めた。1動的マイクロベンドによる損失ピークがレーザの利得波長帯に合致するように周期を調整し、且つ結合効率向上のためデューティ比の最適化を行った。

2PA負荷を軽減し、ファイバへのマイクロベンド形成・消去を繰り返すため、クラッド形状は保ったまま、被覆層のみを偏平化させた。3PAの立下り(高Q時)にはファイバ弾性による遅れを補償するため急峻な励起電流パルスを加え、PAの立上り(低Q時)には応答速度を上げるため励起電流を瞬時に遮断する変調励起を併用した。その結果、全ファイバ構成のQスイッチTmファイバレーザを実現し、出力100 mW程度の1.6μm帯LDを励起光源として、発振波長1.9μm帯、ピーク出力Wクラス、パルス幅1μsのレーザパルスを得た。(2)電磁石駆動ファイバグレーティングを用いたファイバ内波長制御全ファイバ構成で発振波長制御を行うため、コイルばねを利用してファイバ中に長周期ファイバグレーティング(LPFG)を形成した。従来、光学ステージで機械的に圧力印加していたものをコイルばねと電磁石を用いて電圧制御できるようになり、発振波長の再現性向上と切替え時間の短縮を得た。さらに、LPFGを形成するファイバを2モードファイバとすることでコアモード同士の結合を利用でき、損失帯幅が拡大した。Tmファイバレーザ共振器内に可変LPFGを挿入し損失波長帯をシフトすることで1.9μm帯での発振波長を可変とした。さらに、最終年度ではコイルばねの特長を生かして、ピッチを一部変えることで位相シフト構造を盛り込み、損失帯域内にパスバンドを形成できた。パスバンドのシフトを発振波長制御に使用することで安定した波長可変性が得られると考え現在研究を進めている。工学本方式のインファイバQスイッチングをTmファイバレーザに適用することで、100mWクラスの励起半導体レーザを用いて1.9μm帯において40Wのピークパワーを有するパルス発振を得ることができた。省電力型ファイバレーザとして、エネルギ効率の極めて高い研究成果である。波長チューニング機構に関しては、従来、ファイバに機械的に圧力を加えて周期構造を形成していたのを磁力で結合効率を制御する機構に変えた。今回、このメカニズムをTmファイバレーザ共振器内に挿入することで1.9μm帯での波長可変実験を行い、発振波長のシフトを確認できた。得られた波長可変範囲は機械的調整で実現した値には達していないが、従来と異なり電気的制御が可能となり精度や再現性が大きく向上した。ファイバレーザの発振波長制御において、可変LPFGを構成し100 nmを超える波長可変範囲を得ることができた。一般的にファイバレーザの発振波長制御で使用される外部共振器グレーティングと異なり、全ファイバ構成の共振器内で実行できるため、高効率かつ安定なチューニング動作が期待できる。可変LPFGの形成にはフォースゲージによる機械的圧着を現在用いているが、今回、磁力利用のマイクロベンド形成に成功した。現段階では測定評価の容易な1.5μm帯でErファイバレーザを用いて波長可変発振の実験を行っている。その結果、可変範囲は狭いが発振波長のシフトを確認できた。今後、波長制御方式を詰めていき、次段階として2μm帯での波長可変実験を進める予定である。ピークパルスパワーの向上を目指して、ファイバの偏平化技術をさらに進め、共振器Q値のオンオフ比を改善する。さらに、通信波長帯半導体レーザを励起光源としている強みを生かして、駆動波形制御による利得スイッチングをQスイッチング技術と組み合わせる予定である。
非定常歩行特性を考慮した2足歩行機械の動的総合

腰部に対する足部の相対運動を創成するための脚機構および歩行機械の動的安定性を保持するための姿勢制御機構からなる2足歩行機械について,外乱に対する姿勢制御系の構成を行った.まず,歩行機械が左右方向軸回りの外乱モーメントに抗して安定な歩行を脚機構の運動を変化させることなく持続して行うために歩行機械腰部上に搭載される外乱補償機構として釣合質量が腰部に対して上方にある倒立振子形をとりあげ,歩行機械および補償機構を足部を有する二重倒立振子にモデル化した.そして,歩行機械に加わる外乱モーメントの大きさに応じて補償機構の運動を適切に決定して制御することによって動的に安定な歩行状態を得るために,振子に加わる外乱モーメントの大きさを下部振子の定められた姿勢角における角速度で表し,この角速度に対する外乱補償機構の目標運動をあらかじめ求めてデータベース化してフィードフォワード情報とする姿勢制御法を開発した.さらに,倒立振子形外乱補償機構の質量,振子長さなどのパラメータを変化させて二重振子が倒立可能な外乱モーメントの大きさを求めることによって,補償機構の機構パラメータと対応可能な外乱モーメントの大きさの関係をシミュレーションにより明らかにした.以上の結果に基づき,高速な制御演算が可能なトランスピュータをホストコンピュータとする実際の2足歩行機械を想定したパラメータを有する二重倒立振子を試作し,その機構パラメータおよび外乱モーメントを種々に変えて姿勢制御実験を行ったところ,本年度の研究で構成した姿勢制御系の有効性ならびにその適用範囲が確認できた.腰部に対する足部の相対運動を創成するための脚機構および歩行機械の動的安定性を保持するための姿勢制御機構からなる2足歩行機械について,外乱に対する姿勢制御系の構成を行った.まず,歩行機械が左右方向軸回りの外乱モーメントに抗して安定な歩行を脚機構の運動を変化させることなく持続して行うために歩行機械腰部上に搭載される外乱補償機構として釣合質量が腰部に対して上方にある倒立振子形をとりあげ,歩行機械および補償機構を足部を有する二重倒立振子にモデル化した.そして,歩行機械に加わる外乱モーメントの大きさに応じて補償機構の運動を適切に決定して制御することによって動的に安定な歩行状態を得るために,振子に加わる外乱モーメントの大きさを下部振子の定められた姿勢角における角速度で表し,この角速度に対する外乱補償機構の目標運動をあらかじめ求めてデータベース化してフィードフォワード情報とする姿勢制御法を開発した.さらに,倒立振子形外乱補償機構の質量,振子長さなどのパラメータを変化させて二重振子が倒立可能な外乱モーメントの大きさを求めることによって,補償機構の機構パラメータと対応可能な外乱モーメントの大きさの関係をシミュレーションにより明らかにした.以上の結果に基づき,高速な制御演算が可能なトランスピュータをホストコンピュータとする実際の2足歩行機械を想定したパラメータを有する二重倒立振子を試作し,その機構パラメータおよび外乱モーメントを種々に変えて姿勢制御実験を行ったところ,本年度の研究で構成した姿勢制御系の有効性ならびにその適用範囲が確認できた.
金型製作における加工・磨き・計測工程の総合化

CADデ-タを基に、加工用NC指令、磨き用制御指令、計測用測定指令を生成し、金型製作過程を情報ネットワ-クとして総合化する方法を提案し、その実用基本システムを構築することを目的として研究を進め、次のような成果を得た。1.マシニングセンタとエンジニアリングワ-クステ-ション(EWS)を、工業用ロボットとパソコンを、3次元測定機とパソコンを物理的に結合するとともに、パソコンとEWSを接続し、全体のネットワ-クを作りあげ、作動することを確認した。2.パソコン上で作動するCAD/CAMシステム(PCAP-S)をEWSに移植し、NC指令を高速に生成でき、DNCで加工を可能にした。3.工業用ロボットにCADデ-タから生成した制御指令を伝送できるように接続した。さらに空圧制御の磨き工具を設計・試作し、自在に動かすことが可能になった。4.製作された金型の寸法・形状測定を自動的に実施するために、画像デ-タを併用して、測定指令を自動生成できた。プリミティブの測定に加えて、自由曲面に対しても一部適用できる。5.開発したシステムの効果を確認するため、加工・磨き・計測の実験を行なった。加工に関しては、マウス、自由曲面など数種の形状を加工した。磨きは、基本デ-タ収集ということもあり、平面を研摩し、鏡面を得た。計測ではプリミティブを重あわせた工作物を作り、測定実験をして形状を評価することができた。このように頭初の研究計画をほぼ実施することができたが、実際の金型そのものを取り扱い、加工・磨き・計測を行なうことができなかった。さらに今後、システムの改良を図り、実用的なシステムにしてゆきたいと考えている。
In vivoマルチパッチクランプ法による島皮質統合機構の解明

皮質錐体細胞の膜電位は脱分極状態が1秒ほど継続するup stateを発現する、自発的なoscillationを有している。吻側島皮質無顆粒層II/III層の錐体細胞のoscillationは、一次体性感覚野の錐体細胞と比較して少ないことが明らかになった。また、up state後に認められる一過性の過分極は、GABAA受容体アゴニストで増強と持続時間の延長をされた。舌への電気刺激への応答性を確認したところ、中大脳動脈から1 mm前方の部位に存在する錐体細胞は高頻度でEPSPsを発現することが解った。一方で、中大脳動脈から3 mm前方の部位では低頻度のIPSPs応答を示すことが明らかになった。ラットの島皮質AI(agranular insular cortex)のII/III層錐体細胞は、舌刺激に対して吻側では抑制性に、MCA (mid central artery)近傍では興奮性に反応することが明らかになった。また、全身麻酔下のラットの島皮質AIのII/III層錐体細胞の膜電位は、およそ1 Hzのoscillationを有しているが、脱分極状態が1秒ほど継続するup stateの発現頻度が一次体性感覚野などの錐体細胞と比較して少ないことが明らかになった。また、up stateの後には一過性の過分極(after hyper polarization)が認められる。脳表面からのGABAA受容体アゴニストの浸漬投与は、oscillationの頻度ならびにup stateの頻度と時速時間には大きな影響は与えないが、AHPの増強と時速時間の延長をもたらすことが明らかになった。錐体細胞からの記録は概ね順調に行われているが、記録細胞の形態解析がやや遅れている。しかしながら、形態解析には時間がかかることは想定の範囲内である。ラットの島皮質II/III層に存在する錐体細胞の機能局在が明らかになった。舌への電気刺激やグルタミン酸の微速注入などの侵害刺激を加えることで、同部位の錐体細胞は興奮性、抑制性と多様な反応を示した。島皮質は顆粒細胞の分布から、GI(granular insular cortex)、DI(dysgranular insular cortex)、AI(agranular insular cortex)に分類が可能であるが、口腔内侵害刺激に応答する細胞は、主にGIとAIに分布していた。その中でもAIは、吻側的にほぼ中心部に相当するMCA(mid central artery)の1 mm前方の部位において、舌刺激へ興奮性に応答する細胞が高頻度で認められた。一方で、吻側部では興奮性応答は認められずに低頻度で抑制性応答が認められる結果となった。このことは、吻側部AIが疼痛刺激に関与するとの過去の報告とはことなり、更なる精査が必要である。皮質錐体細胞の膜電位は自発的なoscillationを発現しており、本研究方法では全身麻酔下の動物から神経活動を記録するために、所謂徐波と同程度の頻度で観察できる。興味深いことに島皮質細胞の膜電位oscillationは、脳表からのGABA受容体アゴニスト浸漬投与の影響をほとんど受けないことが明らかになった。その一方で、up state後に認められるafter hyperpolarizationが有意に増強かつ延長されることが確認された。更に、GABA受容体アゴニストの投与は前出の舌刺激への興奮応答性を抑制した。これは、イソフルラン全身麻酔下のラットの神経細胞間に生じる末梢入力に依存しない神経活動は、島皮質AIのみの活性調整では有意に変動しないが、末梢刺激への個々の神経細胞応答性は抑制されることが示された。錐体細胞からの記録は概ね順調に行われているが、記録細胞の単一標識が困難であるため形態学的解析がやや遅れている。舌刺激に対する一次体性感覚野での応答部位特性を明らかにし、島皮質と同時記録を行う。また、膜電位oscillationの特性に拘わる受容体機構を明らかにする。歯科薬理学記録細胞の単一標識の精度を上げるために、ピペット内液の成分調整などを行うと同時に、neurobiotinなどの他の標識試薬の使用も検討する。舌内刺激によって誘発される膜電位変動の背景に存在する受容体機構を各種アゴニストならびにアンタゴニストにて検討すると同時に、それぞれの反応に特異的な特性(吻尾的ならびに腹背側的部位、層、刺激応答性)を同定する。当該年度は本科研費以外に単年度使用制限のあるいくつかの研究資金を獲得することができ、そちらを重点的に使用したために次年度使用額が生じた。試薬ならびにガラス器具の繰り越し分が存在していたことと他の外部資金にて追加刺激装置の購入などが行えたことから次年度使用額が生じた。次年度の予算獲得状況に拘わらず、次年度で全ての予算を消化する。

その主な使用目的は、論文掲載料、試薬、実験動物となる予定であるが、実験の進捗状況では新たな生体アンプや記録装置の購入資金にもあてる可能性もある。昨年度の仕様により試薬、刺激電極、ガラス器具などの在庫数ほぼ無くなったことから新規購入費用に充てる。