hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種心肺停止時の心肺蘇生に対する内服β遮断薬の影響

ラットを用いて以下の心停止,危機的ショックについて検討した.(1)大量出血による心肺停止に対する内服β遮断薬の影響では,出血性ショックの前にβ遮断薬を内服しているとその予後を悪化させることが判明した.(2)気道閉塞による心肺停止に対する内服β遮断薬の影響では,β遮断薬内服が上気道閉塞による心停止に対して有益に作用する可能性を示唆した.(3)エンドトキシンショック対する内服β遮断薬の影響では,β遮断薬が生存率および血行動態,代謝状態に悪影響を及ぼす可能性を示唆した(4)盲腸結紮穿刺による敗血症モデルに対する内服β遮断薬の影響では,β遮断薬が敗血性ショックの予後に影響与えない可能性を示唆した.エンドトキシンショック対するβ遮断薬の影響ラットに一定期間β遮断薬を内服(えさに薬剤を混合して,循環動態およびβ遮断薬の血中濃度で薬効を確認)させた群と通常飼料群とに無作為にわけ,,各種カテーテル挿入後,一定の安定化期間をとった後に,エンドトキシンの静脈内投与によってエンドトキシンショックを作成する.以下の項目を観察評価した.評価項目: 8時間後の生存率,経過中の呼吸循環動態,血中サイトカイン値の変動,血中β遮断薬濃度で比較し,エンドトキシンショックにおけるβ遮断薬の影響について検討した.さらに,エンドトキシンショックよりも実臨床に近い盲腸結紮穿孔モデルでのβ遮断薬の影響を検討する必要が出てきたため,モデル作成を行った.400g前後のSDラットに,ペントバルビタール40mg/kgの腹腔内注射にて全身麻酔導入を行い,2cmの腹部正中切開を行う.盲腸を同定し,回盲部で腸閉塞を作らないように栄養血管を含めて結紮した(絞扼性イレウス).結紮された盲腸に18G針にて,腸間膜の対側側に2箇所穿刺する(腸管穿孔).これによって絞扼性イレウスから腸管穿孔を来したラット敗血症モデルとした.モデル作成のために,16匹のSDラットに盲腸結紮穿孔を行ったところ,75%のラットが死亡するモデルであることが判明した.エンドトキシンショックに対するβ遮断薬の影響に関しての論文は,現在投稿中であり,次年度には報告できると考えている.1.大量出血による心肺停止に対するβ遮断薬の影響(H23):出血性ショック導入前にβ遮断薬を内服していたラットでは,β遮断薬を内服していない群よりも有意に蘇生率も生存率も有意に低かった.2.気道閉塞による心肺停止に対するβ遮断薬の影響(H23):気道閉塞によって心肺停止を導入する前にβ遮断薬を内服していたラットでは,内服していなかったラットと比較して,気道閉塞から心停止に至るまでの時間,自己心拍再開率,生存率のいずれも有意に改善した.3.エンドトキシンショックに対するβ遮断薬の影響(H24):エンドトキシンショックを導入する前にβ遮断薬を内服していたラットでは,内服していないラットと比較して有意に生存率が悪化した.4.エンドトキシンショックは実際の臨床における敗血症ショックと様々な面での相違性が指摘されており,実際の敗血症に近い盲腸結紮穿刺モデルでの再検討の必要性が生じた.盲腸結紮穿刺モデルにおけるβ遮断薬の影響(H25):盲腸結紮穿刺による敗血症導入前にβ遮断薬を内服していたラットと内服していなかったラットでは,生存率に有意差を認めなかった.この理由についてはさらに検討が必要であるが,β遮断薬が明らかな悪影響をおよぼすとはいえないことがわかった.有意差は出ていないが,敗血症導入後12時間目の採血では血中乳酸値はβ遮断薬低用量投与群で高用量投与群よりも低い傾向があり,β遮断薬の低用量投与は高用量投与よりも循環不全が生じにくい可能性が示唆された.ラットを用いて以下の心停止,危機的ショックについて検討した.(1)大量出血による心肺停止に対する内服β遮断薬の影響では,出血性ショックの前にβ遮断薬を内服しているとその予後を悪化させることが判明した.(2)気道閉塞による心肺停止に対する内服β遮断薬の影響では,β遮断薬内服が上気道閉塞による心停止に対して有益に作用する可能性を示唆した.(3)エンドトキシンショック対する内服β遮断薬の影響では,β遮断薬が生存率および血行動態,代謝状態に悪影響を及ぼす可能性を示唆した(4)盲腸結紮穿刺による敗血症モデルに対する内服β遮断薬の影響では,β遮断薬が敗血性ショックの予後に影響与えない可能性を示唆した.1)大量出血による心肺停止に対するβ遮断薬の影響出血性ショック導入前にβ遮断薬(カルベジロール)を内服していた群では,コントロール群(カルベジロール非内服群)と比較して有意に蘇生率および生存率が悪かった.現在,手術前の術前内服薬としてβ遮断薬は通常内服を継続することとなっているが,この結果を踏まえると今後大量の出血が予想される手術ではβ遮断薬の内服は中止したほうが良いのかもしれない.今後は臨床でも前向きに検討が必要になってくる.2)気道閉塞による心肺停止に対するβ遮断薬の影響気道閉塞によって心肺停止を導入する前にβ遮断薬(カルベジロール)を内服していた群では,コントロール群(カルベジロール非内服群)と比較して,気道閉塞から心停止までの時間,自己心拍再開率,生存率ともすべて有意に高かった.

また,ベースライン(気道閉塞前)の心拍数と気道閉塞から心停止までの時間を回帰分析すると,ベースラインでの心拍数が低いほうが心停止までの時間がのびることが明らかとなった.これは,β遮断薬内服によって心拍数が下がり心筋細胞内のエネルギー消費率が低下するためではないかと考えられる.今後は,手術中に低酸素血症をきたすおそれがあるような呼吸器系の手術では,予防的にβ遮断薬を内服することで低酸素血症→心停止という不幸な転機を予防できるかもしれない.また集中治療の分野でも重度の低酸素血症を示す肺炎などでβ遮断薬を予防的に内服させることで,死亡率の低下を得ることができるかもしれない.研究の目的通り,順調に進展している.出血性ショック,エンドトキシンショック,気道閉塞による心停止に対するβ遮断薬の影響については,概ね順調に実験が進んできた.研究の目的通り,順調に進展している.昨年度,モデル作成に成功した盲腸結紮穿孔モデルを使用し,実臨床に近い形での敗血症モデルにおけるベータ遮断浴の影響を検討していく予定である.研究の目的に記載されたとおり,推進していく.ラット購入費,麻酔薬や薬剤の購入費,サイトカイン測定キット,海外学会への旅費,解析用ソフトの購入に適切に使用していく.昨年度は,サイトカイン測定キットを前年度に購入したもので足りたため,未使用額が発生した.本年度は,追加の実験も行う予定であり,追加のラット購入費,サイトカイン測定キット購入費に昨年の未使用額を使用する予定である.ラット購入費,麻酔薬や薬剤の購入費,サイトカイン測定キット,海外学会への旅費,解析用ソフトの購入に適切に使用していく.平成23年度の未使用研究費(1031円)は,効率的な予算執行により端数が生じたために研究費の残額となった.
加速過分割照射法による耳下腺放射線損傷の軽減

加速過分割照射法(CHART)による耳下腺損傷について、モデル実験系により検討した。耳下腺損傷の検出にあたって、磁気共鳴画像(MRI)装置を用いて、(1)CHARTによるラット耳下腺の、自由水プロトンと高分子結合プロトンとの間の磁化移動の変化(Magnetization Transfer Contrast、MTC)と(2)CHARTによる損傷耳下腺の糖代謝の変化を画像化した。これら(1)、(2)と耳下腺の損傷とを定量的に評価するため、ラット耳下腺にX線照射後、損傷した耳下腺由来の血清アミラーゼ活性、尿中に排泄された層アミラーゼ活性ならびに耳下腺中に残存している総アミラーゼを経時的に測定した。MTCの検出に用いるパルスシーケンスは、グラディエントエコー法あるいはFISP法が優れていることがわかった。耳下腺の吸収線量が小線量と大線量とでは、尿中総アミラーゼ活性の最大値発現に時期が異なることが明らかになった。このことは、耳下腺腺房細胞の、照射による細胞死の発現の機構が、小線量と大線量とでは、異なることを示唆するものである。次いで、耳下腺損傷に伴う口内の粘膜炎に付随する疼痛と三叉神経痛とを鑑別するために、MRIを用いて、その結果、三叉神経痛の評価には、CISSシーケンスならびにFISPシーケンスが有効であることが明らかにされた。三叉神経痛の責任血管は、上小脳動脈(SCA)が54例中25例(46.2%)と最も多く、ついで前下小脳動脈(AICA)9例(16.6%)、SCAとAICAのサンドイッチ圧迫が5例(9.2%)とつづいた。MPRの断層方向、すなわち冠状断、矢状断、三叉神経に直交する断面ならびに平行な断面の4方向のいずれも、神経と血管との相対的な位置関係の把握が可能であった。三叉神経第II枝に疼痛が発現している患者は、Root Entry Zoneにおいて、血管が三叉神経神経根の内側を圧排し、三叉神経第III枝に疼痛が発現している患者は神経根の外側が圧排されている傾向にあった。神経根を圧迫する部位に依存して、疼痛の出現する領域(神経支配領域)が異なることが明らかにされた。耳下腺損傷の検出にあたって、実験動物用磁気共鳴画像(MRI)装置(4.7テスラ)を用いて、CHARTによるラット耳下腺の、自由水プロトンと高分子結合との間の磁化移動の変化(Magnetization Transfer Contrast、以下MTC)の検出を試みた。耳下腺に最適なMTCを得るために、ラット頭頚部用のプローブコイルを作成した。用いるパルスシーケンスを決定するため、波形、印加時間、off-resonanceのための周波数のそれぞれの条件を変えて試行し、最適な撮像条件を決定した。その結果、MTCの検出に用いるパルスシーケンスは、グラディエントエコー法あるいはFISP法が優れていることが明らかとなった。次いで、ラット固定具により、ラットを無麻酔下で固定し、片側の耳下腺に限局してX線を照射する。X線照射条件のパラメータの内、X線照射回数を1回に固定し、吸収線量を変えた条件下で(030Gy)、耳下腺の損傷を検討した。

決定したMTCパルス波形とパルスシーケンスに基づき、X線照射後1日、3日、1週、2週、1ヶ月、3ヶ月、6ヶ月のラット耳下腺MTC画像を得た。MTC画像を撮像した後、耳下腺を摘出し、(1)耳下腺の前アミラーゼを定量する群と、(2)耳下腺の組織標本を検討する群とにより、得られたMTC画像と耳下腺組織損傷とを対比した。アミラーゼの定量は、耳下腺をホモジナイズ後、酵素法による。組織標本は、ヘマトキシリン・エオジン染色、光顕による。MTCの定量的評価は、各線量照射耳下腺における、MTCパルスにより高分子結合プロトンを飽和したときの信号強度(Ms)とMTCパルス無しの信号強度(高分子結合プロトンを飽和しないときの信号強度)(Mo)との比、Ms/Moを求め、得られたMs/Moと線量との相関を現在、求めている。スペクトラム・アナライザを用いて、19FMR信号採取のためのラット頭頚部用プローブコイルを作製した。作製したプローブコイルは、目的核種の19Fとシミング用1Hのダブルチューニングプローブである。ラットに、グルコースの類縁物質であるフロロ-2-D-デオキシグルコース(FDG)を経静脈的に投与した後、耳下腺に限局して、X線を照射し、損傷を惹起する。実験動物用MRI装置(4.7テスラ)を用いて、フッ素核(19F)のMR信号を採取し、この19F信号に基づくMR画像を得た。MR画像を得るために、スピンエコー法、グラジエントエコー法などのパルスシーケンスを検討するるとともに、FDG投与量、投与後経過時間を変化させて、最適な損傷耳下腺の糖代謝の変化の画像化を現在、めざしている。加速過分割照射法(CHART)による耳下腺損傷について、モデル実験系により検討した。耳下腺損傷の検出にあたって、磁気共鳴画像(MRI)装置を用いて、(1)CHARTによるラット耳下腺の、自由水プロトンと高分子結合プロトンとの間の磁気移動の変化(Magnetization Transfer Contrast、MTC)と(2)CHARTによる損傷耳下腺の糖代謝の変化を画像化した。これら、(1)、(2)と耳下腺の損傷とを定量的に評価するため、ラット耳下腺にX線照射後、損傷した耳下腺由来の血清アミラーゼ活性、尿中に排泄された層アミラーゼ活性ならびに耳下腺に残存している総アミラーゼを経時的に測定した。MTCの検出に用いるパルスシーケンは、グラディエントエコー法あるいはFISP法が優れていることがわかった。血清アミラーゼ活性は、耳下腺照射12時間後から経時的に高くなり、照射20時間後に最大値を示した。線量の大小による最大値発現の時期に差は認められなかった。これに対し、尿中総アミラーゼは、血清アミラーゼ上昇よりも遅れて徐々に高くなり、15Gyならびに20Gy照射時には2448時間後に最大値を示したが、10Gy照射では4872時間後に、5Gyでは96120時間後にそれぞれ最大値を示した。すなわち、耳下腺の吸収線量が小線量と大線量とでは、尿中総アミラーゼ活性の最大値発現に時期が異なることが明らかになった。このことは、耳下腺腺房細胞の、照射による細胞死の発見の機構が、小線量と大線量とでは、異なることを示唆するものである。CHARTによる損傷耳下腺の糖代謝の変化を画像化については、ラットにグルコースの類縁物質であるフロロ-2-D-デオキシグルコースを経静脈的に投与した後、耳下腺にX線を照射した。その後、フッ素核のMR信号を採取し、このMR信号に基づき、耳下腺の糖代謝変化の画像化を進めている。
南海トラフの巨大地震・津波に対する社会基盤施設の安全性評価と効果的な対策法の構築

南海トラフの巨大地震の特徴は、地震動が長周期・長継続時間であること、強い揺れの後に時を待たずして大津波が来襲すること、そしてその被害が複数の府県を跨ぐ広域災害になり得ることである。本研究では、社会基盤施設がこのような巨大地震・津波に対して、(1)ネットワークとしてどこまでその安全性を担保できるのか、(2)社会的要請としてどこまで構造的、機能的役割を果たすべきか、そして(3)そのための具体策をどのようにとればよいか、を明らかにするために、社会基盤施設の評価に適した入力地震動の設定、社会基盤施設の耐震・耐津波性能の評価、そしてネットワークとしての性能を考慮した効果的な対策の策定を行った。被災事例および耐震耐津波評価項目の検討に関しては、2回の研究打ち合わせと1回の国際シンポで相互の議論を行い、それぞれの研究に反映させるべく検討を行った。東北地方太平洋沖地震および南海トラフ地震津波の被災予想地域における水道施設の津波被害についてアンケート調査を行い、津波対策の現状を明らかにした。通信インフラについても管路、電柱、通信専用橋などを対象として、東日本大震災の教訓を今後に活かすための研究を進めた。さらに、東日本大震災におけるいわき市の埋設管路の被害データから本震とその後の誘発地震の被害事例を分類し、強震履歴の有無による埋設管路の地震時損傷関数への影響を検討した。南海トラフの地震・津波に関しては、各種社会資本施設の耐震性評価を行うために、社会基盤施設の総合的な安全性評価のための強震動予測手法に関する検討を行った。経験的サイト増幅・位相特性を用いた強震動予測手法の改良と検証,適用を行うとともに、既往地震において地震計の設置されていない施設に作用した地震動を推定する手法の開発を行った。また、内陸線状構造物の多重防御効果に関する研究と杭基礎を有する鉄筋コンクリート建物の耐津波性能に関する研究を進めた。社会基盤施設の耐震/耐津波安全性評価に関しては、津波が地震後の土木・建築構造物の安定性に及ぼす影響について、遠心力載荷装置を用いた模型実験と数値解析的検討により、被災メカニズムを解明した。また、新たな数値解析法(SPH)により、地盤中を移動する円形構造物に作用する荷重の評価を行った。ネットワークとしての安全性評価に関しては、鉄道組積造橋脚の挙動及び地震耐力を明らかにすることを目的とした数値シミュレーションにより、その保有耐力についての検討を行った。また膨大な数の道路盛土の安全性について、滑動量を簡易に算出する回帰式と滑動量を指標とした滑動量スペクトルを提案した。2回の研究打ち合わせ会と1回の国際シンポを開催し、研究の推進に努めた。本研究ではその目的を達成するために、継続的に以下の3つ、すなわち1)社会基盤施設の評価に適した入力地震動の合理的な設定、2)社会基盤施設の耐震・耐津波性能の評価、3)ネットワークとしての性能を考慮した効果的な対策の策定、に対する研究体制を敷き、研究を遂行している。「南海トラフの入力地震動と津波モデル」に関しては、強震動パルスを含む長周期・長継続時間地震動をライフラインシステムに反映させるための方法論を展開・適用し、実務設計を念頭に置いた地震外力モデルを構築した。「社会基盤施設の耐震/耐津波安全性評価」に関しては、液状化や地すべり現象に対してパラメトリックな3次元数値解析および模型実験を継続するとともに、道路・鉄道盛土や地中構造物の安全性評価のための基礎資料を集積した。鉄道橋梁については、旧式橋脚の耐震補強や対策法の提案を行った。津波に関しては、地震の揺れと同様に、被害を作用外力との関係で表現できるような指標を検討した。南海トラフ地震の際に津波被害を受ける可能性のある沿岸部の水道事業体へのアンケート調査結果を用いて、津波被害を行うとともに有効な対策について検討した。「ネットワークとしての必要性能と安全性評価」に関しては、現行の設計基準に照らして十分な性能を持っていない通信地下施設を評価し、適切な対策を施すための研究を進めるとともに、水循環システムの耐震・耐津波安全性評価を行った。また、物資輸送のための緊急輸送路の被害の影響を定量的に検討し、来るべき南海トラフの大地震に対する復旧戦略のための基礎資料を策定した。「南海トラフの入力地震動と津波モデル」に関しては、実務設計を念頭に置いた外力モデルを構築し、長周期・長継続時間地震動をライフラインシステムに反映させるための方法論を展開した。「社会基盤施設の耐震/耐津波安全性評価」に関しては、インフラを支える様々な要素技術が完成に向かいつつある。通信設備では、現行の設計基準に照らして十分な性能を持っていない通信地下施設を評価し、適切な対策を施すための研究を進めた。建設後数十年が経過して劣化の進行も見られる中、膨大な地下施設をスクリーニングして効率的に評価するための条件を明確にした。構造物周辺の地中埋設管路については、周囲の地盤が液状化したときの地盤と管路の挙動に着目して研究を行っている。大型遠心力載荷装置を用いた模型振動台実験により、被災メカニズムの解明に資する成果が得られた。無筋コンクリート橋脚を有する在来鉄道の典型的な被害形態は、打ち継ぎ目での水平ずれと、その下側のコンクリートの剥落であるため、改良版個別要素法を用いて被災メカニズムを分析し、耐震対策の効果を検討した。また、粒子法に基づいた地すべりの数値シミュレーションを行うとともに、盛土斜面が地震によって崩壊した際に、その盛土中に埋設されていた管路に作用する荷重の特徴と被災のメカニズムを検討した。

巨大津波に対する道路・鉄道盛土、鉄筋コンクリート建物への減災効果の検討を進めた。「ネットワークとしての必要性能と安全性評価」に関しては、東日本大震災の震災報告書の文書からライフラインに関連する用語を抽出し、地震後のライフライン相互の関係について定量化することを試みた。また、水道に関しては、南海トラフ地震の際に津波被害を受ける可能性のある沿岸部の水道事業体へのアンケート調査結果を用いて、津波被害を行うとともに有効な対策について検討した。本研究ではその目的を達成するために、以下の3つの研究体制、すなわち1)社会基盤施設の評価に適した入力地震動の合理的な設定、2)社会基盤施設の耐震・耐津波性能の評価、3)ネットワークとしての性能を考慮した効果的な対策の策定、の体制を敷き、研究を遂行した。これまでの研究成果を踏まえて最終年度に行った事の概要は以下の通りである。(1)「南海トラフの入力地震動と津波モデル」に関しては、これまでに検討した強震動パルスを含む長周期・長継続時間地震動とそれをライフラインシステムに反映させるための方法論を基に、社会基盤施設の総合的な安全性評価のための強震動予測手法を提示した。また、内陸活断層地震に対しても、断層近傍の社会基盤施設の地震時挙動を適切に反映させた入力地震動モデルを提案した。(2)「社会基盤施設の耐震/耐津波安全性評価」に関しては、これまで2次元/3次元数値解析および模型実験結果を基にして、地震動と津波の複合作用による社会基盤施設の安全性評価を行うとともに、社会基盤施設の津波安全性と減災効果の検討を行った。また、ライフラインの地震時安全性に大きく影響する巨大地震時の自然斜面の安定性評価や道路盛土の安全性・安定性評価手法を構築した。(3)「ネットワークとしての必要性能と安全性評価」に関しては、これまでの研究成果を基に、通信基盤設備の地震津波評価技術と効果的な対策の提案を行った。また、水循環システムの巨大地震・津波対策、および復旧性能を考慮したインフラシステムの地震・津波対策を包括的に提示した。これまで行った物資輸送の阻害要因の定量的評価に加え、その脆弱性を地震動と津波外力を同一指標で表現できる手法を策定した。総括として、これまで国際的な視野に立った新たな研究シーズの導入と成果公表を図るべく、タイと台湾で開催した国際シンポジウムをタイのチェンマイ大学で開催した。南海トラフの巨大地震の特徴は、地震動が長周期・長継続時間であること、強い揺れの後に時を待たずして大津波が来襲すること、そしてその被害が複数の府県を跨ぐ広域災害になり得ることである。本研究では、社会基盤施設がこのような巨大地震・津波に対して、(1)ネットワークとしてどこまでその安全性を担保できるのか、(2)社会的要請としてどこまで構造的、機能的役割を果たすべきか、そして(3)そのための具体策をどのようにとればよいか、を明らかにするために、社会基盤施設の評価に適した入力地震動の設定、社会基盤施設の耐震・耐津波性能の評価、そしてネットワークとしての性能を考慮した効果的な対策の策定を行った。平成26年度は、具体的に以下の目標を掲げて共同研究を行った。(1)社会基盤施設の被災事例の調査収集と系統整理:現地での聞き取り調査等を援用し、揺れの影響と津波力の影響を極力分離して施設被害を分析する。
寺社縁起類を中心とする霊地ネットワークの形成・展開をめぐる研究

『説話文学研究』40(2005.7)所収「縁起と流記をめぐる覚書-長谷寺流記の検討を起点として-」では、散佚書「長谷寺流記」の検討を起点とし縁起・流記の概念を再検討するとともに、『長谷寺縁起文』等の出典ともなった「長谷寺流記」が一箇のテクストではなく、言説群の呼称であることを指摘。堤邦彦・徳田和夫編『寺社縁起の文化学』(森話社、2005.11)所収「組織と縁起-平安・鎌倉期の真言密教における縁起言説-」では、空海仮託『遺告二十五箇条』を題材として縁起的言説を分析しつつ、縁起の概念を再検討した。『遺告二十五箇条』については、一昨年度から継続している随心院調査の報告書『随心院聖教と寺院ネットワーク』3にて、「近世の空海遺告注釈書・随心院蔵『御遺告秘釈』について(中)-坤巻翻刻-」として、江戸期にそれまでの『遺告二十五箇条』注釈をめぐる諸説を集成した書を翻刻し全文紹介を終えた。伝承文学研究会・第340回東京例会(2005.12)における口頭発表「天神仮託の縁起-大安寺と長谷寺-」では、『長谷寺縁起文』の菅原道真仮託の問題と大安寺との関わりを考える手掛かりとして、南都が言説形成の磁場となった可能性を指摘。寺社縁起研究会・伝承文学研究会共催シンポジウム「寺社縁起の文化学-新たな縁起研究をめざして-」(2006.3)における口頭発表「室町・江戸期の長谷寺縁起-<本縁起>から絵巻・絵入版本・略縁起へ-」では、<本縁起>たる『長谷寺縁起文』成立以降の長谷寺縁起類の展開相を通観し、問題点を指摘した。このほか、長谷寺・随心院をはじめとして各地の文庫・図書館等で長谷寺・東大寺・真言密教・寺社縁起関係の資料を蒐集・整理し、いまだ公開には至らぬまでも、データベース化の作業を進めている。また、これまでの研究成果を『長谷寺縁起の言説世界』と題し、臨川書店より出版予定であり、現在、原稿執筆中である。伝承文学研究会・平成15年度大会(2003.9)にて「東大寺創建をめぐる諸伝承」と題して口頭発表を行った。これは、以前発表した「『長谷寺縁起文』に見る<東大寺>-役行者・法起菩薩同体説と伊勢参宮説-」(『説話文学研究』34/1999.5)を相対化するための目論見であり、長谷寺サイドで受容された東大寺四聖本地説が東大寺の真言教学の勃興・展開の中で成立してゆく様相を解き明かすものである。『伝承文学研究』54(2004.5)に東大寺四聖本地説の成立」と題して掲載予定。『国文学解釈と教材の研究』48-11(2003.9)に「寺院ネットワークと伝承-興福寺と長谷寺-」を発表。『長谷寺密奏記』の伝本のうち、興福寺と関わる奥書を有する二本を採り上げ、長谷寺別当を兼帯した興福寺大乗院門跡が接することのできた長谷寺をめぐる伝承世界の一端を論じた。真言密教圏のみならず、南都仏教圏との関わりについて考察するための一助でもある。『古典遺産』53(2003.9)では「宝珠をめぐる秘説の顕現-随心院蔵『宀一山秘記』の紹介によせて-」として、今までの研究で重視してきた真言密教・両部神道系のテクスト『宀一山秘密記』を最古伝本である随心院蔵『宀一山秘記』によって紹介した。併せて「随心院蔵『宀一山龍穴秘記』と安禅寺旧蔵聖教群」(『随心院聖教と寺院ネットワーク』1/2004.3)で、同じく随心院に蔵される『宀一山秘密記』の特異な伝本である『宀一山龍穴秘記』を紹介するとともに、本書を含む安禅寺旧蔵聖教群の存在を指摘した。また、現段階では未完成であるが、『長谷寺験記』の成立年代を論ずる際に重要である散佚書『行仁上人記』や、『長谷寺縁起文』『長谷寺験記』に引用される「流記」についての論も準備中である。このほか、随心院をはじめとして各地の文庫・図書館等で東大寺・華厳教・長谷寺・真言密教・両部神道関係の資料を蒐集・整理し、かつ、データベース化の作業を行っている。またその一方で、博士論文を基にした研究書の出版準備も進めている。巡礼記研究会・第1回例会(2004.8)にて「『建久御巡礼記』長谷寺条の位相」と題し、また、説話文学会・仏教文学会・平成16年度合同例会(シンポジウム「寺社縁起」)にて、「縁起と流記をめぐる覚書-長谷寺流記の検討を起点として-」と題し、それぞれ口頭発表を行った。南都系縁起説の重要性を論じた前者は『巡礼記研究』(2004.12)に「南都系長谷寺縁起説の展開-『建久御巡礼記』、『諸寺建立次第』、護国寺本『諸寺縁起集』の検討から-」として掲載され、縁起・流記の概念を再検討した後者は『説話文学研究』40(2005.7)に掲載が決定している。

『古典遺産』54(2004.9)では「『長谷寺密奏記』の諸本と注記」として、今までの研究で重視してきたテクスト『長谷寺密奏記』について、その諸本の概略を述べるとともに、注記を検討することにより享受圏についても考察した。『伝承文学研究』54(2004.12)では、「東大寺四聖本地説の成立」と題し、東大寺四聖本地説が東大寺の真言教学の勃興・展開の中で成立してゆく様相を論じた。以下は未刊行であるが、すでに掲載が決定しているものである。『寺社縁起の文化学』(森話社)に「組織と縁起-平安・鎌倉期の真言密教における縁起言説-」という論文を寄稿したが、これは、"縁起"概念を再検討するため縁起的言説を分析したものである。前年度から継続している随心院調査では報告書『随心院聖教と寺院ネットワーク』2が刊行されるが、そこに「近世の空海遺告注釈書・随心院蔵『御遺告秘釈』について」として、江戸期にそれまでの遺告注釈をめぐる諸説を集成した書を翻刻・紹介することになっている。また、神戸大学の『国文論叢』では「長谷寺研究」の特集が組まれ、そこに依頼を受け、「『長谷寺験記』の成立年代と「行仁上人記」」と題する論文を寄稿した。これは、長谷寺縁起類を論ずる際に逸することのできない『長谷寺験記』の成立年代をめぐる新説を提示するものである。このほか、随心院をはじめとして各地の文庫・図書館等で長谷寺・東大寺・真言密教・寺社縁起関係の資料を蒐集・整理し、かつ、データベース化の作業を進めている。『説話文学研究』40(2005.7)所収「縁起と流記をめぐる覚書-長谷寺流記の検討を起点として-」では、散佚書「長谷寺流記」の検討を起点とし縁起・流記の概念を再検討するとともに、『長谷寺縁起文』等の出典ともなった「長谷寺流記」が一箇のテクストではなく、言説群の呼称であることを指摘。堤邦彦・徳田和夫編『寺社縁起の文化学』(森話社、2005.11)所収「組織と縁起-平安・鎌倉期の真言密教における縁起言説-」では、空海仮託『遺告二十五箇条』を題材として縁起的言説を分析しつつ、縁起の概念を再検討した。『遺告二十五箇条』については、一昨年度から継続している随心院調査の報告書『随心院聖教と寺院ネットワーク』3にて、「近世の空海遺告注釈書・随心院蔵『御遺告秘釈』について(中)-坤巻翻刻-」として、江戸期にそれまでの『遺告二十五箇条』注釈をめぐる諸説を集成した書を翻刻し全文紹介を終えた。伝承文学研究会・第340回東京例会(2005.12)における口頭発表「天神仮託の縁起-大安寺と長谷寺-」では、『長谷寺縁起文』の菅原道真仮託の問題と大安寺との関わりを考える手掛かりとして、南都が言説形成の磁場となった可能性を指摘。寺社縁起研究会・伝承文学研究会共催シンポジウム「寺社縁起の文化学-新たな縁起研究をめざして-」(2006.3)における口頭発表「室町・江戸期の長谷寺縁起-<本縁起>から絵巻・絵入版本・略縁起へ-」では、<本縁起>たる『長谷寺縁起文』成立以降の長谷寺縁起類の展開相を通観し、問題点を指摘した。このほか、長谷寺・随心院をはじめとして各地の文庫・図書館等で長谷寺・東大寺・真言密教・寺社縁起関係の資料を蒐集・整理し、いまだ公開には至らぬまでも、データベース化の作業を進めている。また、これまでの研究成果を『長谷寺縁起の言説世界』と題し、臨川書店より出版予定であり、現在、原稿執筆中である。
ゲル化過程の動力学理論

ゲル化とは、温度や溶媒など外的条件を変えた時、高分子やコロイド系が流れる状態(ゾル)から流れない状態(ゲル)へ転移する現象である。ゲル化はこれまでパーコレーションの理論により取り扱われてきたが、このようなゲル化理論では、鎖の運動性やゲル化に伴う構造変化を調べることができない。本研究ではゲル化を物理的に記述する理論の構築を目指している。この目的のために本研究では、ゲル化に伴う構造変化を考慮したモデルを用いてゲル化過程のシミュレーションをおこなった。高分子はいくつかの会合点を持っており、会合点と会合点が一定距離以内に近づくと一定の結合エネルギーだけ下がる。結合は特異的であるので一定数(4ないし5)以上の結合はできない。初期状態として高分子がランダムに分布している状態を考え、モンテカルロ法により、系の時間発展を追った。平均分子量の時間変化よりゲル化速度を計算した。この結果以下のことが分かった。(1)ゲル化に伴い相分離に見られるような高分子濃度の大きな不均一が現れる。相分離では散乱ピークを与える波数は時間とともに減少するのみであるが、ゲル化に置いてはある時間より先は波数の変化が見られなくなる。これらの結果は中性子散乱の実験結果と一致している。(2)ゲル化にともない重量平均分子量は時間のほぼ2乗に比例して増大するが、その代表的に時間は濃度の-2乗に比例している。一方、ゲル化は広い意味での高分子系の構造形成と考え、構造形成にともなうレオロジー的な挙動の変化の研究も行った。具体的には、ABAブロック高分子のミクロ相分離相の粘弾性を計算し、ABブロック高分子との粘弾性の違いを明らかにした。またABブロック高分子のつくるラメラ相に流れを加えたときの構造変化とレオロジーの関係も明らかにした。この目的のために本年度は、以下のようなモデルについてゲル化過程のシミュレーションをおこなった。本年度は鎖の両端に結合点を持つような鎖について実験を行った。また結合エネルギーを大きくとり、ゲル化過程が不可逆である場合を考えた。平均分子量の時間変化によりゲル化速度を計算した。現在、これらの研究結果をまとめている最中である。

本研究ではゲル化を物理的に記述する理論の構築を目指している。この目的のために本研究では、ゲル化に伴う構造変化を考慮したモデルを用いてゲル化過程のシミュレーションをおこなった。高分子はいくつかの会合点を持っており、会合点と会合点が一定距離以内に近づくと一定の結合エネルギーだけ下がる。結合は特異的であるので一定数(4ないし5)以上の結合はできない。初期状態として高分子がランダムに分布している状態を考え、モンテカルロ法により、系の時間発展を追った。平均分子量の時間変化よりゲル化速度を計算した。この結果以下のことが分かった。(1)ゲル化に伴い相分離に見られるような高分子濃度の大きな不均一が現れる。相分離では散乱ピークを与える波数は時間とともに減少するのみであるが、ゲル化に置いてはある時間より先は波数の変化が見られなくなる。これらの結果は中性子散乱の実験結果と一致している。(2)ゲル化にともない重量平均分子量は時間のほぼ2乗に比例して増大するが、その代表的に時間は濃度の-2乗に比例している。一方、ゲル化は広い意味での高分子系の構造形成と考え、構造形成にともなうレオロジー的な挙動の変化の研究も行った。具体的には、ABAブロック高分子のミクロ相分離相の粘弾性を計算し、ABブロック高分子との粘弾性の違いを明らかにした。またABブロック高分子のつくるラメラ相に流れを加えたときの構造変化とレオロジーの関係も明らかにした。
高レベル廃棄物処分場の地下水環境におけるベントナイト緩衝材の膨潤特性評価法の開発

本研究の当該研究期間である平成14年度平成16年度までに得られた主な成果は以下の通りである.すなわち,(1)茨城大学工学部都市システム工学科に平成15年度設置の「標準口径(直径60mm)供試体用膨潤特性試験装置」を用いた一次元自己シール挙動モデル実験による各種ベントナイトの自己シール性能評価,(2)人工海水環境下における各種ベントナイトの自己シール性能の実験的調査,(3)「ベントナイト系緩衝材・埋戻し材の膨潤理論評価式」の適用性調査,(4)以上の研究成果を踏まえた,海水環境における自己シール性の観点からのベントナイト系緩衝材の設計手法の構築である.(1)では,3種類のNa型ベントナイトに対して,乾燥密度1.21.9Mg/m3の範囲での自己シール性能を調査しデータベース化した.(2)では,前述の3種類のベントナイトに対して,人工海水環境下での自己シール性能実験を行い,人工海水環境下でも所定の自己シール性能を発揮できるベントナイトの特徴と緩衝材仕様条件を明らかにした.(3)では,(1),(2)で得られた実験データに対して,研究代表者が提案する「ベントナイト系緩衝材・埋戻し材の膨潤理論評価式」の適用性を数値解析により検討した.その結果,良好な適用性を有していることが分かると共に,締固めたベントナイトには海水中のNa, Ca, K, Mgイオンを濾過する機能を有することが示唆された.(4)では,以上の(1),(2),(3)の研究成果を総合化し,海水環境における自己シール性の観点からのベントナイト系緩衝材の設計手法の構築し,具体的な設計手順フローを提示した.本研究の当該研究期間である平成14年度平成16年度までに得られた主な成果は以下の通りである.すなわち,(1)茨城大学工学部都市システム工学科に平成15年度設置の「標準口径(直径60mm)供試体用膨潤特性試験装置」を用いた一次元自己シール挙動モデル実験による各種ベントナイトの自己シール性能評価,(2)人工海水環境下における各種ベントナイトの自己シール性能の実験的調査,(3)「ベントナイト系緩衝材・埋戻し材の膨潤理論評価式」の適用性調査,(4)以上の研究成果を踏まえた,海水環境における自己シール性の観点からのベントナイト系緩衝材の設計手法の構築である.(1)では,3種類のNa型ベントナイトに対して,乾燥密度1.21.9Mg/m3の範囲での自己シール性能を調査しデータベース化した.(2)では,前述の3種類のベントナイトに対して,人工海水環境下での自己シール性能実験を行い,人工海水環境下でも所定の自己シール性能を発揮できるベントナイトの特徴と緩衝材仕様条件を明らかにした.(3)では,(1),(2)で得られた実験データに対して,研究代表者が提案する「ベントナイト系緩衝材・埋戻し材の膨潤理論評価式」の適用性を数値解析により検討した.その結果,良好な適用性を有していることが分かると共に,締固めたベントナイトには海水中のNa, Ca, K, Mgイオンを濾過する機能を有することが示唆された.(4)では,以上の(1),(2),(3)の研究成果を総合化し,海水環境における自己シール性の観点からのベントナイト系緩衝材の設計手法の構築し,具体的な設計手順フローを提示した.平成14年度はの主な成果として,次の3事項が挙げられる.すなわち,(1)特徴の異なるベントナイト材料選定と基礎的な土質物性データの収集,(2)海水環境下での上記基礎的土質物性データの変化に関する調査,(3)茨城大学工学部都市システム工学科に既設置の「小口径供試体用膨潤特性試験装置」を用いた,各ベントナイトの膨潤圧特性に及ぼす水質の影響に関する実験的検討,である.(1)においては,国内において入手可能な13種類のベントナイトの基本的な物理化学特性(土粒子密度,液性・塑性限界,交換性陽イオン交換容量,交換性Na, Ca, K, Mg交換容量)を測定し,性質に差異が認められる5種類のベントナイト(Na型3種類,Ca型1種類,Na交換型1種類)を選定した.(2)においては,各ベントナイトの液性限界値・塑性限界値について蒸留水と人工海水の環境でその変化を実験的に調査し,水質の影響を受けにくいベントナイトの特徴を概観した.それによるとCa型のベントナイトは海水の影響を受けにくい. Na型ベントナイトの液性限界値についてはそれぞれ約80%低下しており,水質の影響を顕著に受けるものと考えれれる.塑性限界については,いずれも人工海水の影響をほとんど受けていないものと考えられる。液性限界と塑性限界に対する水質の影響の違いから,ベントナイトの膨潤特性に及ぼす水質の影響程度は,その締固め密度に依存することが予想される.(3)では,(1)で選定したベントナイトに対し,「小口径供試体用膨潤特性試験装置」を用いて膨潤圧特性について水質の影響を調査した.基本的には,いずれのベントナイトに対しても膨潤圧については水質の影響は小さいものと考えられる.特に締固め密度が高い場合には,水質の影響はほとんどないものと考えられる.この傾向は(2)の結果と整合しているものと思われる.平成15年度の主な成果として,次の3事項が挙げられる.すなわち,(1)茨城大学工学部都市システム工学科に既設置の「小口径(直径28mm)供試体用膨潤特性試験装置」を用いた,各ベントナイトの膨潤圧特性および膨潤変形特性に及ぼす水質の影響に関する総合評価,(2)茨城大学工学部都市システム工学科に平成15年度設置の「標準口径(直径60mm)

供試体用膨潤特性試験装置」を用いた,各ベントナイトの膨潤圧特性に及ぼす供試体寸法の影響,(3)膨潤圧・膨潤変形特性とベントナイト供試体周辺水の水質分析結果との相関性である.(1)では,平成14年度の膨潤圧特性に及ぼす水質の影響評価に加え,平成15年度は一定鉛直圧下での膨潤変形特性に及ぼす水質の影響を調査した.その結果,鉛直圧が大きいほど,ベントナイト供試体の膨潤変形特性は水質の影響を受けにくくなる傾向が認められた.特に1000kPaの鉛直圧下での膨潤変形特性は,蒸留水と人工海水のいずれの環境でも,ほとんど差異は認められなかった.このことから,有効な自己シール性を発揮する拘束条件を1000kPaとしてベントナイト系緩衝材の仕様を設計した場合,その仕様は人工海水の環境でも適用できるものと考えられる.(2)では,ベントナイト系緩衝材の固有の物理量と考えられる膨潤圧・膨潤変形特性が供試体寸法の影響を受けるか否かを調査したもので,平成14年度の研究成果から課題として残った事項について検討したものである.その結果,膨潤圧・膨潤変形特性を調査する上で,供試体寸法の影響がほとんど無いことが分かり,「小口径(直径28mm)供試体用膨潤特性試験装置」による膨潤圧・膨潤変形の測定は妥当であることが明らかになった.(3)では,実験後に供試体周辺の水を採取しイオンクロマトによるNa,Ca,K,Mgの各陽イオン濃度を測定した結果から,ベントナイトの膨潤圧・膨潤変形特性との関係を整理した.その結果,供試体周辺水の陽イオン濃度が,特に膨潤変形特性に大きく影響を与えることなどが分かった.本研究の最終年度である平成16年度までに得られた主な成果は以下の通りである.すなわち,すなわち,(1)茨城大学工学部都市システム工学科に平成15年度設置の「標準口径(直径60mm)供試体用膨潤特性試験装置」を用いた一次元自己シール挙動モデル実験による各種ベントナイトの自己シール性能評価,(2)人工海水環境下における各種ベントナイトの自己シール性能の実験的調査,(3)「ベントナイト系緩衝材・埋戻し材の膨潤理論評価式」の適用性調査,(4)以上の研究成果を踏まえた,海水環境における自己シール性の観点からのベントナイト系緩衝材の設計手法の構築である.(1)では,3種類のNa型ベントナイトに対して,乾燥密度1.21.9Mg/m^3の範囲での自己シール性能を調査しデータベース化した.(2)では,前述の3種類のベントナイトに対して,人工海水環境下での自己シール性能実験を行い,人工海水環境下でも所定の自己シール性能を発揮できるベントナイトの特徴と緩衝材仕様条件を明らかにした.(3)では,(1),(2)で得られた実験データに対して,研究代表者が提案する「ベントナイト系緩衝材・埋戻し材の膨潤理論評価式」の適用性を数値解析により検討した.その結果,良好な適用性を有していることが分かると共に,締固めたベントナイトには海水中のNa, Ca, K, Mgイオンを濾過する機能を有することが示唆された.(4)では,以上の(1),(2),(3)の研究成果を総合化し,海水環境における自己シール性の観点からのベントナイト系緩衝材の設計手法の構築し,具体的な設計手順フローを提示した.
光音響法による各種化学材料の計測技術の開発と応用に関する研究

高機能性材料とりわけ半導体材料の開発とその評価技術の開発は緊急課題である。本研究はそのような観点より立案されたもので、光ビームを用いる材料計測技術の革新を目指している。すなわち、半導体を用いる各種集積材料の合成および製造に重要な役割りを果たしている超純水の品質管理分析の開発を目的とし、近年とみに注目される光音響法を本課題に適用しようと試みるものである。近年、超純水に要求される許容超微粒子数或は数密度は厳しく、水1cc中に0.1μm粒径の粒子が100個以下であるべきとされている。従って超純水のモニタリングの為の計測技術の能力は上記のレベルを有さなければならない。このような超微粒子の計測は、従来光散乱法が多用されているが本法では液体による光のレーリー散乱強度が計測可能な微粒子濃度の下限を決めている。可視レーザー光を用いた場合、光散乱法では、粒径0.5μmの粒子のカウンティングが最小検出限度とされている。一方、光音響法は粒子によって吸収された光エネルギーを熱エネルギーに変換し、最終的には音波として計測するので、粒径は光音響信号強度に影響を与えるだけであるので、使用するレーザー光強度を大きくすることによって解決することが原理的には可能である。申請者は、検出法の最適化を計るため、信号発生機構の理論解析など基礎検討を試みてきたが、本年度の成果を列挙すると以下の様になる。【◯!1】2Wアルゴンレーザー(488nm)を光源として用いるとき、水中の最小検出可能な微粒子は、0.3μm粒径の粒子の場合約160個/ccであった。【◯!2】0.1μm粒径粒子のカウントの為には約10Wのレーザーパワーが必要である。特に【◯!2】はパワーが大きく、実用的に困難を伴うことが分ったので、瞬間的に高出力光の得られるNd-YAGレーザー(8ns.60mj)を用いて、水中の超微粒子を誘電破壊し、その際発生する音響波をカウントしたところ、0.1μm粒径粒子の計測が可能との見通しを得た。
遺伝子導入による膜電位律動機能付与のための分子ツールキットの開発

HCNチャネル(mHCN2のホモテトラマー)のPIP2感受性部位について、ツメガエル卵母細胞を用いた発現系で電気生理解析を行った結果、GVカーブの負の電位へのシフトとコンダクタンスの減少を見いだし、VSPを用いてHCNチャネルの活性を制御できることを見いだした。この変化は細胞毎のばらつきが大きく、cAMPに感受性のあるHCNチャネルにおいて細胞毎のcAMP量の違いがこの原因であると予測され、cAMP感受性を失う変異体をVSPと共発現をさせた。cAMP感受性を失った変異体ではHCNチャネルの電流量が小さく、HCNチャネルやVSPクローンの選別、および発現系細胞などの変更を検討する必要が生じた。本研究では、KirチャネルとHCNチャネルのPIP2依存性と、Ci-VSPの電位依存的PIP2脱リン酸化活性に基づいて、自律的に膜電位を変動させる遺伝子ツールキットを構築することと、HCNチャネルのイノシトールリン脂質による制御機構を解明することを目的としている。当初用いる予定であったウニ由来HCNチャネルの替わりに、ヒトに近い系での適用を考える上で有利な哺乳類由来のクローンを用いることとした。mouse HCN2のcDNAのプラスミドをイタリア、ミラノ大学のDr. Annalisa Bucchiより供与してもらった。mouse HCN2のcRNAをin vitroで合成し、Ci-VSPのそれとXenopus oocyteへ共発現させ、2本微小電極による膜電位固定法によるHCNチャネル電流の計測を行った。プレパルスの脱分極によるVSPの活性化によって、PIP2レベルを減少させたときに、過分極で活性化されるHCNチャネル電流のコンダクタンスおよび電流電圧曲線の変化を検討した。その結果、VSPの活性化により、電流電圧曲線が過分極側にシフトする傾向が見られた。また10%から20%程度のコンダクタンスの減少も観察された。しかし、コンダクタンス量の減少の程度と、電流ー電圧曲線のシフトは、細胞毎にばらつきが大きく、Ci-VSPの発現の程度によっても、結果が大きく変動することが明らかになった。この細胞毎のばらつく原因として、HCNチャネルにはcAMP感受性が内在しておりoocyte毎のcAMPの濃度が異なることに由来するのではないか、と考えるに到った。一方で、この変化については細胞毎のばらつきが大きく、cAMPによる調節能をもつHCNチャネルにおいて細胞毎のcAMP量の違いがこの原因と成っていると予測されたので、cAMP感受性を失う変異体をイタリアの研究グループから供与してもらい、VSPとの共発現を試みた。しかし、cAMP感受性を失った変異体ではHCNチャネルの電流量が小さく、VSPの効果の検出が困難であり、HCNチャネルやVSPクローンの選別、および発現系細胞などの変更を検討する必要が生じた。今後stable cell lineを作成するステージなどへ進展するには、一過的発現系での詳細な検討が必要であると同時に、数理モデリングなどによる、自律能機能獲得を目指した、戦略的な実験のデザインが必要と考えられる。HCNチャネル、Kチャネル、VSPの発現量のコントロールと各因子の分子特性を両方勘案して実験を計画することが求められる。これらを再検討しながら、次のステップに繋げていく予定である。本研究において、HCNチャネル活性のPI(4,5)P2依存性を明らかにし、Ci-VSPにより電流量と電位依存的ゲート特性がどのように変更されるかを明らかにすることが最も重要な過程のひとつであった。現時点で、すでにVSPを用いて、HCNチャネルのコンダクタンスの減少と、電流電圧曲線の過分極側へのシフトが見られており、PI(4,5)P2の減少によってHCNチャネルの活性の減弱が期待され、今後Kirチャネルを合わせて用いることで、自律的な膜電位変化をもたらせる可能性がでてきた。生理学これまでの実験に於いて2つの克服すべき点があることが判明した。まず、細胞毎のばらつきが大きかった。これは、cAMPによりチャネル特性が変化することによる可能性が考えられた。そこで、cAMP感受性部位を変異させたコンストラクトを用いて実験を行う。また、VSPの効果は、Ci-VSPの発現量に依存することから、HCN2とCi-VSPの発現比率により効果の見やすさが変動する。そこで、HCNチャネル電流の変化が見やすい、Ci-VSPの発現量を検討する必要がある。発現量の調節が行いやすいアフリカツメガエル卵母細胞の系で実験系が確立したら、培養細胞での実験に取り組む予定である。

当初の予想に反して、cAMP結合部位の存在のために、VSPによるPIP2濃度変化に応じたHCNチャネル電流の変化を安定に計測して、評価することが難しいことが判明し、cAMP結合部位の変異を導入する必要があることがわかった。今回cAMP結合部位の問題が判明したのは、3回の発現実験を行った段階であり、すでに確立している実験系を利用して計測を行うことができた。そのため、当初積算していた、発現実験にかかる物品は今回購入せずに実験を行うことができ、次年度の実験の際に購入する計画となった。今後cAMPの結合部位を変異させたコンストラクトを利用できるようになったら、分子生物学および生理学関連の物品を購入して、頻繁にcRNAの合成や顕微注入を行う計画である。また、細胞培養のための血清や抗生物質などの物品を購入して培養細胞での発現実験や、イメージング実験を行う計画である。また、情報入手のための出張を行い、イノシトールリン脂質とイオンチャネルの相互作用について専門家の意見をきく計画である。
「脱細胞化マトリックスを用いた心臓の再生」～立体臓器構築をめざした基盤技術の確立

成獣ラット心臓を、界面活性剤を用いて脱細胞化処理し、心臓細胞外マトリックスを作成、新生仔ラット心臓由来単離心臓構成細胞を播種し、臓器様3次元心筋組織を構築、光学マッピング法等による方法で機能・形態解析を行なった。本成果は国際生体材料科学雑誌に報告した(Yasui et al. Biomaterials. 2014; IF 8.387)。さらに、組織透明化技術を応用し、マウス心臓における冠血管走行と交感神経の分布を3次元で解析することに成功し、臓器様3次元心筋組織における形態特性の評価に利用可能な技術の確立を行った(Yokoyama et al. AHA2016他で発表。論文投稿中)。[1]脱細胞化マトリックスの作製:野生型Wistarラット(8週齢)から心臓を摘出し、ランゲンドルフ灌流状態で、SDSおよびTritonXを灌流し、すべての細胞を除去した脱細胞化心(細胞外マトリックス)を作製した。[2]ラット新生仔由来心筋細胞の再播種:新生仔ラットより心臓を摘出し、酵素法により、心臓構成細胞を単離、培養し、おおよそ1x10^8の浮遊心臓構成細胞を得た。アデノウイルスを用いて、これらの浮遊心臓構成細胞にGFPあるいはCa感受性蛍光色素GCaMP2の遺伝子導入を行なった。その後、これらの細胞を、[1]で作成した脱細胞化細胞外マトリックスに大動脈経由で冠動脈注入した。再細胞化心臓はフラスコ内に留置し、ペリスタポンプで灌流しながら、インキュベータ内で培養を続けたところ、再播種数日後より再生心全体の自己拍動が観察された。[3]再細胞化心の機能解析(光学的心表面興奮マッピングおよび圧測定実験):再細胞化心をランゲンドルフ灌流し、高速CMOSカメラを用いて、光学的心表面マッピング実験を行い、再生心臓の興奮生成・興奮伝播過程を調べた。その結果、再細胞化心全体が同期して興奮するタイプの他に、また、心表面電位図を記録するとともに圧センサー付カテーテル(Millar社)を左室に直接挿入し、左室内圧を測定した。さらに、再細胞化心臓を固定し、免疫染色あるいは電子顕微鏡撮像により、形態を評価した。本研究課題においては、これまでに3次元心筋組織の構築を目的として、成獣ラット心臓を界面活性剤を用いて脱細胞処理を行い、新生仔ラット培養心臓構成細胞を冠動脈から再播種し、再細胞化を行った。その結果、再播種数日後より再細胞化心臓は収縮を示し、典型的なサンプルでは立体組織全体に安定した興奮伝播を示したが、一部の心臓では興奮は不安定であった(Yasui et al. Biomaterials. 2014)。この興奮伝播の不均一性は、再播種心筋の不十分かつ不均一な生着が原因と考え、ラット心臓構成細胞、特に心筋細胞においてintegrin-beta1、laminin-a2、VE-cadhelin等の接着因子発現を促進するパラクライン因子の探索を行った。その結果、EGF, bFGF, vEGF, IGF1, Ascorbic acid, Heparin, Hydrocortisoneを含む培養液中で培養を行うと、培養3日目における心筋細胞のlaminin-a2とVE-cadhelinの遺伝子発現が有意に増強した。一方、integrinの発現は有意な差が見られなかった。一方、ラットおよびヒトiPS細胞から心筋細胞への分化誘導を行い、ほぼすべてのサンプルで自己拍動細胞塊を得ている。ライブセルイメージング法による観察により、心筋細胞様の活動電位およびCaトランジエントが見られており、iPS細胞由来心筋細胞を用いた3次元心筋組織構築に向けた研究を現在進めている。新生仔ラット心臓に対して界面活性剤を用いた脱細胞化を行ったところ、成獣心臓同様にほぼすべての細胞成分が除去され、3次元心筋組織構築のscaffoldとなりうることが示唆され、再細胞化心臓の構築に向けた研究を進めている。成獣心由来マトリックスをすべて再細胞化するに十分に足る数のiPS細胞由来心筋細胞を得ることにおいて技術的な困難が生じている。本研究課題においては、これまでに脱細胞化心臓マトリックスを用いた3次元臓器様心筋組織構築(Yasui et al. Biomaterials. 2014)方法を報告した。当該年度においては、再播種心筋細胞が細胞外マトリックスに生着するうえで必要な細胞接着因子の発現を制御する生理活性物質を調べた。その結果、EGF、bFGF、vEGF、IGF1、Ascorbic acid、Heparin、Hydrocortisoneを含む内皮関連因子をラット新生仔培養心室筋細胞に添加すると、接着因子のlaminin-alpha2とN-cadhelinの遺伝子発現の有意に増加が観察された。この条件下では、心筋細胞は3次元に凝集し、自己拍動の増強が観察された(投稿準備中)。また、効率的な脱細胞化方法を確立するために、新生仔ラット心臓を用いた評価プラットフォームを構築し、種々の界面活性剤の効果を調べた。その結果、従来「冠潅流法」でのみ達成できると考えられていた脱細胞化が、新生仔ラット心臓を用いた場合は、「浸透法」でも達成できることが判明した。(最適な脱細胞マトリックスを得るための界面活性剤の探索が進行中である。)脱細胞化組織(切片)へのiPS細胞由来心筋細胞播種を用いた評価系では、接着蛋白を添加することにより、再細胞化組織の収縮性の増大が見られた。