hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
３次元無線実装のための強磁性共鳴を利用した狭帯域近接磁場アンテナ原理の検証

3次元半導体無線実装に利用するために強磁性共鳴状態の磁性体を用いて10GHz以上で動作可能な短距離磁気アンテナの研究を行った。コプレーナー線路上にFeCo磁性体薄膜を配置した試料を作成し、磁性体をどのように配置すれば強度が増大するか調べ、細い信号線路のエッジ部分に磁性体を置くことで大きなインピーダンス変化が得られることを調べた。また、作成したデバイス間の透過特性を測定し、強磁性共鳴が生じている周波数帯域で信号伝達が見られた。高周波伝送線路上に配した、薄膜磁性体パターンからの放射について研究を行った。コプラナー線路周辺に生じる電流磁界によって磁性体は歳差運動を行う。歳差運動の位相はショート端コプラナー線路上では場所によって異なるため回転運動の位相や距離を制御することで放射磁界の強度が強くなる位相や強度分布が変化することをシミュレーションで確認した。GSGコプラナー線路のシグナル上にスリット型のFeCo磁性体をEBリソグラフィーとArミリングによって作成し、実際に強磁性共鳴を測定した。強磁性共鳴は線路のエッジ付近に磁性体を配した場合において最も強くなり、1μm以下の僅かの距離でエッジから内側に磁性体を配置するとFMR信号強度は大幅に減衰した。これはコプレーナ線路上で電磁界の放射吸収するエリアがエッジ付近に限定されており、主にこの部分に配した磁性体が歳差運動していることが分かった。これは従来知られているコプラナー線路を用いた強磁性共鳴現象についての単純な理解とは異なっていることがわかった。また磁性体の体積に対して強磁性共鳴強度は単調に増加しており、線路エッジに近接する磁性体が歳差運動を生じさせ、空間の磁束の変化を生じさせていることが分かった。一方、磁性体と線路エッジとの間にわずかな距離をとると共鳴スペクトルがアンチローレンチアン型からずれていくことが分かり、線路のエッジ付近に空間的にx-zベクトル成分を持つ誘導磁界を受けて運動していることが期待される。このような磁場分布を制御することで放射損が強くなる状態を生み出すことができることが期待される。これらの知見を元に、強磁性共鳴アンテナの設計指針を得ることができた。積層半導体チップ間のデジタル情報の無線伝送に利用可能な10GHz100GHzの帯域における新規の磁気アンテナの開発を目的としてコプレーナ線路(CPW)上の磁性体の強磁性共鳴(FMR)現象について実験研究を行った。磁気アンテナのマイクロ波の放射強度を増強させるためには放射アンテナに磁性体を付与することで比透磁率を増大させられると考えられ、アンテナデバイス内部でのFMRを制御する必要がある。この実験状況はブロードバンドFMRとしてよく知られる実験方法である。しかしながら、実験条件によって強磁性共鳴線幅が異なっていたり、共鳴信号の位相が複雑となって観測されるなど十分理解されていない。本研究は線路幅、薄膜矩形磁性体(FeCo)のサイズ・位置の異なる試料においてネットワークアナライザーを用いてFMRスペクトルの現れ方の違いを調べた。CPWは長さ1000μm・信号線幅は10、20μmである。2段階のリソグラフィーとエッチングによって約300nm厚さのquarts/Cu/Ta/FeCo膜を非磁性CPWと磁性体矩形パターンに加工した。測定はS11の磁場による変化分から磁性体に起因する信号を分離した。実験の結果、信号線路のエッジ部分に変位電流が集中しており、その部分に磁性体を配することで大きなFMR強度が得られ、1μm程度エッジから離れることで速やかに信号強度が減衰し半分以下になることが分かった。また線路方向に試料サイズを伸ばすことで信号を試料長さに比例して増大させることができることが分かった。また信号線幅に反比例してFMR信号は増大した。これらの知見から30mVの大きなFMRによる信号変化が得られる線路を実現できた。また、この試料を貼り合わせS21測定を行い、若干の信号変化を検出することができた。この結果は新しいコンセプトのマイクロ磁気アンテナを実現するうえで重要な知見となった。スピントロニクス試料作製、計測装置トラブルなどによって、計測が不能な期間が多く当初の予定よりも研究の進展が遅れている。特に100nm程度のナノドット磁性体を用いた研究を主体とすることを想定していたが、それについて十分に研究を行うことができなかった。具体的には電子線描画装置の故障、測定システムの除振等に関わる影響、測定プローブを安定操作するためのマイクロポジショナーの故障などのトラブルが続き、信頼性のある計測を行うことができなかった。ナノドット磁性体の研究から信号のQ値を支配する共鳴線幅を決定する原理を明らかにする予定であった。ナノドットはサイズによって熱擾乱の影響が大きくなるためサイズ依存性などを計測することで熱擾乱と線幅の影響を調べることを期待していたが行うことができなかった。また、ナノドット化することでフィルムの形状

異方性とは異なる異方性となるため、歳差運動の軌道を制御することができる。この影響と線幅の影響についても調べることができなかった。そこで、簡便に研究を行うことができる、大パターン(数100μm)の磁性体スリットパターンをコプラナー線路に配した研究を主体として進めた。その結果、従来予想していたような誘導磁界による磁気励起と異なっており、磁性体内部に不均一な磁場強度・ベクトルを持つ誘導磁場を受けて不均一に歳差運動しており、このことが、他機関でもしばしば観測されるコプラナー線路上のFMR測定における大きな線幅と関係している可能性が高いことが示唆された。これらの知見を元に、今後、より効率的な磁気アンテナの設計を行えると期待している。磁気アンテナの実現と、その証明に向けて、主にスリット型磁気パターンをコプラナー線路上に配した実験について研究を行う。計算に基づく予想を行い、位相制御された複数の磁性体の回転運動に伴う磁気放射を計測する。絶縁体基板上に非磁性マイクロコイルを作成し、放射磁界の計測を行えるようにする。そのための計測装置と解析手法について実験を進める。磁気アンテナ上に垂直に立てた非磁性コイルを走査することで、磁気アンテナからの放射によるS21測定を行う。これによって、磁性体スリットパターンの大きさや配置によって放射磁界が空間でどのように変化するか計測を行う。測定した放射磁界と理論予想を比較することで放射磁界の存在と、その制御方法を明らかにし、強磁性共鳴アンテナ動作と動作原理を実験的に確認する。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である次年度も引き続き高周波計測部品や放射磁場計測のための物品の購入を行う。また、会議発表や論文投稿料に使用する予定である。また外部研究者との共同研究を進める予定であり、長期滞在の旅費にあてる。
変換群の理論と応用

本研究課題は、微分方程式、特に完全積分可能系など,解析学に現れる変換群について,統一的な立場からの研究を行うことを目的としたものである。特に,複素領域において定義された完全積分可能系の変換群を中心に,これまでの成果をまとめ,さらに新しい視点を得ることが目標である。今回の研究計画においては,微分方程式とくに複素領域において定義された完全積分可能系の変換群を調べ,その代数的な構造をあきらかにすることに力点を置いた。とくに,研究代表者を中心とする東京大学のグループでは,主として非線型完全積分可能系の解の構造を代数的に解明することを主要テーマとして研究を続けている。具体的には以下の3点である。(1)特殊な型の偏微分方程式のみが,豊富な代数的な構造を許容する。その様な方程式の実例は,十分に知られているとはいえないので,これを組織的に構成すること。(2)ガルニエ系を中心として,非線型完全積分可能系の変換群を構成すること,特にその非線型表現について調べること。(3)数理物理学への応用が期待される完全積分可能系について,その変換群を構成する方法を発見し,特にその非線型表現について調べること。変換群の解析学の立場からの研究,とくに,研究代表者の研究テーマである微分方程式の変換群の研究を推進するためには,まず代数的構造を明らかにすることが不可欠である。本研究課題の推進は2年度にわたって行った。初年度である平成6年度は,とくに手法を制限せず,各研究分担者が各自の立場からの研究を行った。2年目の平成7年度には,このようないろいろな立場からの研究を取りまとめた。その際,研究代表者及び研究分担者は,それまでにえられた研究成果を,各研究機関において発表した。本研究課題は,微分方程式とくに複素領域において定義された完全積分可能系の変換群を調べ,その代数的な構造をあきらかにすることが目標である。特に,代数的研究を深め,完全積分可能系の解の大域的解析に役立てることは重要な目標の一つである。研究計画実施の初年度である平成6年度は,特に手法を制限せず,各研究分単者が各自の立場から研究を行うこととした。また,研究対象も変換群の理論と応用に関するものであるならば自由に設定するものとした。旧来の手法やテーマに固執することなく,専門にこだわらず学外諸機関の研究者と学問的交流を深めることにより、本研究課題についていくつかの成果が得られた。具体的な成果の主なものは次のとおりである。研究代表者は,研究計画全体の総括を行いつつ,その中で線形微分方程式の変形理論、とくにモノドロミ-を不変とする変形について研究を進めた。リーマン球面上の微分方程式のホロノミックな変形については、既に多くのことが調べられている。今年はトーラス上の微分方程式の変形に対し特異点の位置を変形のパラメータとする場合について計算が完成した。この結果については今年中にも公表される予定である。また,大学院数理科学研究科内の別のグループの研究者により,この分野の研究が幾何学に応用され重要な結果が得られたが、これも本研究課題の成果であるといえる。完全積分可能系は広範な数学の分野と関連しており,研究協力者によりそれぞれの立場から研究が進められ成果が得られた。その主なものを報告する。線形偏微分方程式の特殊解の組織的な構成,とくに多変数特殊関数の特徴付けについて,堀川穎二により,ゲルファント超幾何関数が詳しく調べられ,また,コンフィギュレイション空間上の超幾何関数とその合流のスキームについて木村弘信等は新しい知見を得た。代数的な研究では中島匠一により,整数論的な立場からいくつかの重要な成果が得られた。

本研究課題は,微分方程式とくに複素領域において定義された完全積分可能系の変換群を調べ,その代数的な構造をあきらかにすることが目標である。特に,代数的研究を深め,完全積分可能系の解の大域的解析に役立てることは重要な目標の一つである。研究計画実施の最終年度である平成7年度は,昨年度に手法を制限せずに行われた各研究分担者の研究を引き続き遂行し,同時にこれらの諸結果をとりまとめることを目標とした。研究対象は変換群の理論と応用に関するものであるならば自由に設定した。旧来の手法やテーマに固執することなく,専門にこだわらず学外諸機関の研究者と学問的交流を深めることにより,本研究課題についていくつかの成果が得られた。また,これらの結果は研究代表者および研究分担者により,論文としてあるいは口頭発表により公表された。具体的な成果の主なものは次のとおりである。研究代表者は,研究計画全体の総括を行いつつ,その中で線形微分方程式の変形理論について研究を進めた。トーラス上の微分方程式の変形に関する結果は今年度中に公表された。特に重要な研究対象であるパンルヴェ方程式について,その変換群を応用することにより,タウ関数の満たす代数的な関係式を得た。また,パンルヴェ方程式の拡張である二変数完全積分可能系について同様な結果を得た。さらに新しい多変数完全積分可能系を発見した。この結果については来年度中にも公表される予定である。また,他研究機関の研究者との共同研究により,いくつかの成果が得られた。その一つはパンルヴェ方程式の解の構造に関する結果であり,今一つは本研究課題で遂行された研究手法がある組み合わせ論の問題の解決に応用されたものである。完全積分可能系は広範な数学の分野と関連しており,研究協力者によりそれぞれの立場から研究が進められ成果が得られた。
スクリーニング検査のためのベータ線弁別プラスチックシンチレーションカウンタの開発

福島第一原子力発電所事故の影響で発生している汚染水は増加の一途をたどっている。将来的に汚染水の処理をするためには、一定基準の放射能を含むか否かのスクリーニング検査が必要になると予想される。放射性核種のうち、ベータ線しか放出しないために難測定核種として知られるSr-90およびトリチウムのスクリーニング検査の実現を目指し、検査装置の開発に従事した。目指した装置のイメージは、簡易的な液体シンチレーションカウンタ(LSC)である。LSCは複数の光センサーで試料を囲み、それらが同時に反応したときだけデータを取得(同時計数)することでバックグラウンドが大幅に低減される。一方、LSCの欠点は液体シンチレータのクエンチング(発光量の減衰)と廃液の問題である。これらに対し本研究では、同時計数法を採用してバックグラウンドを下げ、液体シンチレータの替わりにプラスチックシンチレータ(PS)を使用することでクエンチングと廃液の問題を解消した。検査装置のプロトタイプはモジュール化されている電子回路を組み合わせ、光センサー2本による同時計数回路を構築した。試料とプラスチックシンチレータを入れる容器としては、測定に有利な材質と形状にするために特注のガラスセルを用意した。実験の第一段階として、塩化カリウムKCl水溶液の濃度を変えて測定した。KClには天然の放射性核種であるK-40が含まれているため、本研究で構築した装置で測定することができる。その結果、K-40の放射能(Bq)と計数率(cps)の間によい直線性が見られた。さらに、同様の測定を繰り返した結果、再現性もあり、一定の換算係数が得られることがわかった。そしてSr-90溶液を使った測定でも、放射能と計数率によい直線性が見られ、本手法でSr-90のスクリーニングが可能であることが示された。新たに立ち上げられた研究機関において、研究するための環境作りとして、科研費の執行に関する規定並びに主要な装置類やプラスチックシンチレータ(PS)、放射線源などを整備した。そして、装置同士の接続端子の製作やノイズ対策を行い、放射線測定ができるようにした。ガンマ線とベータ線を区別するための信号処理方法を考案し、株式会社ANSeeNに依頼して専用の電子回路を製作してもらった。薄いPSの放射線に対する応答性について基礎データ取得のため、次のような測定を行った。(1)ガンマ線を照射したときの応答、(2)ベータ線を照射したときの応答、(3)ガンマ線とベータ線を同時に照射したときの応答、(4)宇宙線バックグラウンドに対する応答。(5)(1)から(4)において遮蔽体を置いたときの応答。当初、薄い特殊なPSと厚いPSを組み合わせ、出力波形の違いを利用してガンマ線とベータ線を区別する計画であった。製作してもらった専用の電子回路を用いればそれは可能である。しかし、基礎データを取得してみたところ、薄いPSのみでも高い効率でそれら2つの放射線を区別できることが判明した。これは、意図していた以上に容易にベータ線用の検出器を製作できる可能性がある。また、適切な厚みの遮蔽体を使えば、ある程度ベータ線のエネルギーを選んで計数することも可能である。さらに、PSを使って空気中の放射性核種から放出されるアルファ線を計数できることも偶然発見した。このことは、核物質の処理施設におけるアルファ線用モニタなどへの応用ができる可能性がある。現在の所属機関は2016年度に開所した新しい施設であり、科研費を獲得したのは自分が初めてであった。新たに立ち上げられた研究機関において、まずは科研費の執行に関する規定を固めていくことが必要不可欠であった。それと並行して物品の購入などの研究環境の整備を進めていったた。また、購入した測定モジュールの仕様が想定していたものと異なっていたことが判明し、信号処理回路のマイナーチェンジをせざるを得なくなった。これらのような理由のため、研究の進捗がやや遅れ気味となった。

さらに、同様の測定を繰り返した結果、再現性もあり、一定の換算係数が得られることがわかった。そしてSr-90溶液を使った測定でも、放射能と計数率によい直線性が見られ、本手法でSr-90のスクリーニングが可能であることが示された。東京インキ株式会社が新規に開発した国産のプラスチックシンチレータ(PS)と使用予定であったサンゴバン社のPSの応答を比較して、ふさわしいPSを選定する。前者は大変に安価であるので、スペックに申し分なければ、検出器開発の幅が広がる。2つのタイプの検出装置の開発を考えている。(1)液体シンチレーションカウンタのシステムを簡易的に実現するプラスチックシンチレーションカウンタ、(2)ベータ線とガンマ線を区別して計数できるサーベイメータタイプの検出器である。それぞれのデザインを考案し、プロトタイプを開発する。その上で、濃度既知の液体の標準線源を測定し、実現可能性および測定可能な放射能レベルについてを探っていく。放射線測定用の電子回路の製作費用が想定の半額より優に安価に済んだ。その浮いた分を他の必要物品の購入に充てたが、それでも繰越金が発生する結果となった。繰越金と平成30年度分の経費を合わせ、主として次のような用途に使う。・(1)ベータ線とガンマ線の混在場においてベータ線だけを計数するための測定、及び(2)低エネルギーベータ線放出核種の分析のためのシンチレーションカウンターのための測定に対応するための信号処理回路のカスタマイズ・(2)のシンチレーションカウンターの装置筐体の組み立て
脳神経再生医薬を目指した天然物基盤ケミカルバイオロジー研究

本研究では神経幹細胞を活性化し種々の神経細胞に分化させる化合物を天然物を基盤として見いだすことを目標とした。神経幹細胞で働く転写因子を標的とする独自に開発した細胞アッセイ、タンパク質アッセイを用い、活性な天然物を得ることに成功した。また、天然物骨格を基盤とする合成化合物ライブラリーの構築を行い、これらの中からも神経再生医薬のリードと期待できる化合物を見いだすことに成功した。本研究は神経再生医療のサポート医薬に結びつく有用化合物の発見を目的とする。本研究は3つの柱を含む天然物基盤ケミカルバイオロジー研究である。「化合物ライブラリー」:天然物基盤合成ライブラリーと、天然物の抽出エキスライブラリーからの新規天然物を対象とする。2つ目は「新規アッセイ法の開発」:たんぱく質担持磁気ビーズを用いるアッセイ、蛍光プレートリーダーを用いるアッセイの構築。3つ目は「細胞を用いるアッセイ、細胞への化合物の影響の解析」:細胞を用いたアッセイにて、化合物の有用性を見いだす。1.新規アッセイ系の構築:神経幹細胞の増殖を制御するbHLH転写因子の一つHes1のダイマー阻害剤探索について、蛍光プレートリーダーによるハイスループットアッセイの確立に成功した。本アッセイ系を用い、世界初のHes1のダイマー阻害剤を数種見いだした。細胞内でもこれら阻害剤が働くことを確認した。2.化合物ライブラリーの構築:天然物骨格を基盤とする化合物の固相合成によるライブラリー構築を行った。我々が開発したMichael-aldolのタンデム型one-pot反応による,効率的なヘテロ環置換基を有するクロモン、フラボノイド誘導体合成反応を用いて固相でのライブラリー構築を検討中。その他、当研究室で変形菌より単離された新規化合物Melleumin A, BおよびFC-5の全合成に成功しており,本化合物誘導体のライブラリーの合成検討を開始した。3.細胞を用いたアッセイ:(1) Hes1を一過性に増やすことは,成人脳での神経幹細胞を増やすことになる。本年度はHes1プロモーター活性をLuciferaseを用いたレポータージーンアッセイを構築に成功した。これを用いて,新規天然物の探索を行い、フラボノイドを含む4種を活性化剤として単離した。(2)神経幹細胞の選択的分化誘導を起こす化合物を形態変化で見いだすアッセイ系を確立した。合成化合物に、神経幹細胞の分化を著しく活性化するものを見いだした本研究は神経再生医療のサポート医薬に結びつく有用化合物の発見を目的とする.本研究は次の3つの柱を含む天然物基盤ケミカルバイオロジー研究である.「化合物ライブラリー」,2つ目は「新規アッセイ法の開発」,3つ目は「細胞を用いるアッセイ,細胞への化合物の影響の解析」.1.新規アッセイ系の構築:本年度は,磁気ビーズ担時タンパク質を用いる,迅速な天然物の単離の方法を開発し,ビタミンD受容体をモデルタンパク質として用い,新規天然物を2種,迅速に単離,構造決定に成功した.本アプローチは標的とする他のタンパク質に応用できる重要な方法である.2.化合物ライブラリーの構築:天然物骨格を基盤とする化合物の固相合成によるライブラリー構築を行った。我々が開発したMichael-aldolのタンデム型one-pot反応による,効率的なヘテロ環置換基を有するクロモン、フラボノイド誘導体合成反応を用いて固相でのライブラリー構築に成功し,651種のライブラリーを完成した,その中に,神経幹細胞の分化を促進するものを見いだした.当研究室で変形菌より単離された新規化合物Fuligocandin Bの全合成に成功の成功をうけ,固相合成の検討を行った.3.細胞を用いたアッセイ:(1)昨年度に作成した,細胞を用いたHes1プロモーター活性をLuciferaseを用いたレポータージーンアッセイを構築に成功した。合成化合物に、神経幹細胞の分化を著しく活性化するものを見いだした本研究は神経再生医療のサポート医薬に結びつく有用化合物の発見を目的とする.本研究は次の3つの柱を含む天然物基盤ケミカルバイオロジー研究である.「天然物を基盤とした化合物群」,2つ目は「タンパク質を用いるアッセイ法の開発」,3つ目は「細胞を用いるアッセイ法の開発」.1新タンパク質アッセイ系の開発:昨年度に開発したビーズ担時タンパク質を用いる迅速な天然物の単離法を応用し,神経幹細胞で働くbHLH転写因子Hes1ビーズを用いる方法を開発した.本方法を用いて天然物を2種,迅速に単離,構造決定に成功した.そのうち1種はHes1二量体形成阻害能を有していた.2化合物ライブラリーの構築:天然物骨格を基盤とする化合物の固相合成によるライブラリー構築をめざし,昨年度全合成を行った,Fuligocandin A,Bの固相合成法の検討を行った.

我々が開発したMichael-aldolのタンデム型one-pot反応による,効率的なヘテロ環置換基を有するクロモン、フラボノイド誘導体合成反応を用いて固相でのライブラリー651種の中に,bHLH転写因子Hes1のプロモーター活性阻害剤を見いだした.3細胞を用いたアッセイの構築:細胞を用いた神経幹細胞のニューロンへの分化を促進するbHLH転写因子Ngnのプロモーター活性を,Luciferaseを用いるレポータージーンアッセイとして構築した.これを用いて,当研究室保有の天然物エキスライブラリーをスクリーニングし,その中の一種から,神経幹細胞をニューロンへ選択的分化誘導を起こす天然物を見いだした.
情報爆発時代に向けた新しいIT基盤技術の研究

平成17年平成22年度のご年間にわたり、総括班、支援班、および四つの柱A01(計画研究5件、公募研究26件)、A02(計画研究4件、公募研究9件)、A03(計画研究3件、公募研究11件)、B01(計画研究1件、公募研究5件)による研究を推進し、本年度は事後評価審査を9月に、最終成果を広く公開するためにウェブ上にデモビデオをアップロードし、1月16,17日に情報爆発国際シンポジウムを開催した。・事後評価ヒアリング平成22年3月9日11日に五年間にわたる領域全体の成果報告会議を開催し、海外も含めた評価委員から高い評価を得た。その結果を基に、9月6日に事後評価ヒアリングが行われ、設定した目標を十分に達成すると共に、産業界、実利用を狙える研究成果の成熟度、若手研究者の大幅な育成、新たなIT技術研究プロジェクトへのアウトリーチなど、五年間の成果が高く評価され、Aの評価を頂戴した。・研究成果のデモビデオを情報爆発ウェブ上にアップロードし、広く一般に研究成果を公開した。・電子情報通信学会会誌8月号にて、本特定領域研究で得られた成果のなかから、分かりやすい成果をまとめるとともに、情報爆発後の情報処理技術の研究、開発を視野にいれた小特集号「情報爆発が作り出すサイバーフィジカルな情報処理」を企画し、報告した。海外からの招待講演4件、パネル2件、鼎談2件、講演2件の中で、本特定領域で何をなしえたかを総括すると共に、IT研究における次の重要課題について活発な議論が交わされ、725名の参加者があった。本特定領域は4つの研究柱にのべ100以上の研究グループが参画したものであったにも関わらず、まとまった成果が出た事後評価ヒアリングでも評価をAを頂戴し、また、1月に開催した国際シンポジウムでは725名の参加者があるなど、特定領域研究が終了したにも関わらず、ITの研究者、技術者の間で注目されていることが確認された。本特定領域は本年度で終了である。人類によって創出される情報量は2000年以降爆発的に増大していることが明らかになりつつある。本特定領域研究は情報爆発時代に向けた先進的なIT基盤技術の構築を目指すものである。即ち、爆発する大量で多様な情報から真に必要とする情報を効率良く且つ偏りなく安心して取り出すことを可能とする技術、大量の情報を管理する大規模な情報システムを安定・安全に運用するための新しいサステナブルな技術、並びに、人間とのしなやかな対話により誰もが容易に情報を利活用できるようにする技術の確立を目指した。更に、多様な情報を活用した先進的なITサービスを人間社会に受け入れ易くするための社会制度設計も視野に入れ、情報学諸分野における様々な先端的手法を有機的に融合することにより総合的に取り組んだ。平成18年度から研究を本格実施するための準備として、下記を行った。・評価組織を固めるために総括班会合を開催するとともに、公募研究募集のための活動を行った。総括班の重要な役割は、領域内の研究の評価を実施しそれを毎年の研究活動に反映していくことである。まず、5年に渡る研究期間を前半3年と後半2年にわけた。前半では計画研究や公募研究の間での研究項目を越えた連携と優れた成果につながる研究の萌芽を重視して評価する。後半の2年は成果の取りまとめに重点を移し、本領域としてのわかりやすい成果を結実させるような連携を取るように研究活動を調整した。・支援班における設備やコンテンツ作成等の活動の全体計画を詳細化して方針を確定した。・国際連携、調査企画、広報などの個別の活動をする母体となるワーキンググループ組織を構成し、研究機関に渡る具体的な活動方針を立案した。前年度に準備した計画に基づき、総括班、支援班、および四つの柱AO1(計画研究4件、公募研究24件)、AO2(計画研究4件、公募研究16件)、AO3(計画研究3件、公募研究16件)、BO1(計画研究1件、公募研究6件)による研究を推進するべく、領域全体の会議を年度当初および年度末に、また、柱長を中心とする総括班会議を7回開催し、柱間を横断した研究の推進を進めた。また、支援班として、領域全体で共有、利用可能な大規模研究共通基盤を立上げ、個々の研究班だけでは実現不可能なシステム構築を行い、他柱の研究班とのシナジー効果も得られる研究を目指した。・キックオフシンポジウム:平成18年6月7日、8日に領域全体における研究目的、研究方針を確認すべく全領域の研究班の研究に関する発表および支援班における設備やコンテンツ作成等の活動の全体計画について報告、討論をいった。本会議には、総括班外部評価委員を招き、初年度の研究体制、方針、目標などについて、具体的な意見、評価をもらった。・成果報告会:平成19年1月24、25日に、領域全体の成果報告会を開催し、領域全体で得られた成果、支援班により構築されたシステムの紹介を中心に、全研究班の成果報告を行った。参加者は本領域外の一般参加者も広く寡り、400名以上の参加を得た。初年度ながらも、各柱ごとに56件のデモも行い、領域の成果を広く示すことができた。・総括班会議を7回開催し、領域の研究が遅滞なく進むことを確認すると同時に、次年度の公募班の応募を含め、二年度以降の研究計画の立案を行った。・国際連携、調査企画、広報として、異なる研究機関に渡る具体的な活動方針を立案した。

また、外部への広報の一環として、和文、英文のパンフレットを作成した。前年度に準備した計画に基づき、総括班、支援班、および四つの柱A01(計画研究5件、公募研究32件)、A02(計画研究4件、公募研究15件)、A03(計画研究3件、公募研究18件)、B01(計画研究1件、公募研究9件)による研究を推進するべく、領域全体の会議を年度当初および年度末に、また、柱長を中心とする総括班会議を7回開催し、柱間を横断した研究の推進を進めた。また、支援班として、領域全体で共有、利用可能な大規模研究共通基盤を立上げ、個々の研究班だけでは実現不可能なシステム構築を行い、他柱の研究班とのシナジ-効果も得られる研究を目指した。・キックオフシンポジウム:平成19年6月21日22日に領域全体における研究目的、研究方針を確認すべく全領域の研究班の研究に関する発表および支援班における設備やコンテンツ作成等の活動の全体計画について報告、討論を行った。本会議には、総括班外部評価委員を招き、初年度の研究体制、方針、目標などについて、具体的な意見、評価を得た。・成果報告会:平成20年3月3、4日に、領域全体の成果報告会を開催し、領域全体で得られた成果、支援班により構築されたシステムの紹介を中心に、全研究班の成果報告を行った。参加者は本領域外の一般参加者も広く募り、500名以上の参加を得た。昨年に引き続き、各柱ごとに56件のデモも行い、領域の成果を広く示すことができた。・総括班会議を回開催し、領域の研究が遅滞なく進むことを確認すると同時に。中間報告へ向けて各柱連携を含む研究進展を速やかに図ると共に三年度目以降の研究計画の立案を行った。・国際連携、調査企画、広報として、異なる研究機関に渡る具体的な活動方針を立案した。また、大規模研究共通基盤に関するチュートリアルを行うと共に、情報処理学会第70回全国大会にて、デモ展示、「情報爆発」セッションで150件を超える成果発表を行い、外部に向けて成果を広く公開した。前年度に準備した計画に基づき、総括班、支援班、および四つの柱AO1(計画研究5件、公募研究32件)、AO2(計画研究4件、公募研究15件)、AO3(計画研究3件、公募研究18件)、BO1(計画研究1件、公募研究9件)による研究を推進するべく、領域全体の会議を年度当初および年度末に、また、柱長を中心とする総括班会議を7回開催し、柱間を横断した研究の推進を進めた。また、支援班として、領域全体で共有、利用可能な大規模研究共通基盤を立上げ、個々の研究班だけでは実現不可能なシステム構築を行い、他柱の研究班とのシナジー効果も得られる研究を目指した。・キックオフシンポジウム:平成20年7月23、24日に領域全体における研究目的、研究方針を確認すべく全領域の研究班の研究に関する発表および支援班における設備やコンテンツ作成等の活動の全体計画について報告、討論を行った。本会議には、総括班外部評価委員を招き、中間評価に向けての研究体制、方針、目標、本プロジェクトの課題などについて、具体的な意見、評価を得た。・中間評価:平成20年9月17日に中間評価が行われ、本領域は評価Aを得た。・新規公募:四年度目、最終年度に向けて、新たに公募班を募集するため、広報を行い、最終年度に向けて意欲ある公募班を募った。・成果報告会:平成21年1月20, 21日に、領域全体の成果報告会を開催し、領域全体で得られた成果、支援班により構築されたシステムの紹介を中心に、全研究班の成果報告を行った。
ストレスは痛みの伝達機構に影響をもたらすか？―不安による侵害刺激伝達変調の研究―

慢性の痛みとストレス、特に不安の影響について研究を行った。うつ、不安関連行動が認められるストレス(SARTストレス)を負荷する。。SARTモデルの後に座骨神経結紮モデル(CCIモデル)を作成する。その後の疼痛関連行動、うつ、不安行動を観察した。その結果疼痛関連行動においてはsham群に対して、ストレス負荷群は神経障害側と反対側にも疼痛関連行動を認めた。不安うつ関連行動も増強を認めた。特に高架式十字迷路において強い相乗効果を認めた。今回の研究ではストレスにより痛みは増強することが示され、それは組織障害とは関係ない部位にまで及ぶことが明らかになった。23年度まではあらかじめストレス負荷を加えることで、後に生じる神経障害性疼痛が増強されることが明らかであった。24年度ではこのモデルの不安・うつ関連行動を観察し、やはり増強されることが明らかになった。マウスをもちいて慢性疼痛モデル(座骨神経結紮モデルCCI)を作成し、疼痛関連行動(機械的刺激に対する疼痛関連行動;allodaynia,熱刺激に対する疼痛関連行動;hyperalgesiaおよびフォルマリン誘発炎症行動)を観察した。あわせてうつ(強制水泳)不安関連行動(高架式十字迷路、open field)も今回申請した資器材を用いて観察した。従来の報告と同じく、慢性疼痛の発症にあわせてうつ、不安関連行動も観察された。このモデルを対照群として、ストレス負荷をあらかじめ加えたマウスに対してCCI処置を行った。ストレス負荷3週間後、8週間後のマウスではそれぞれ疼痛関連行動の増強が認められた。さらに不安、うつ関連行動でも増強が認められた。このstress-inducedの疼痛増強に対してグリア細胞を抑制するミノサイクリンをくも膜下腔に投与した場合に、疼痛の増強は認められなかった。また疼痛増強がみられなかったこれら治療群では不安、うつ関連行動の増強も抑制された。これらの結果からストレス負荷に起因する疼痛増強、不安、うつ関連行動の増強はグリア細胞の活性化が関連しており、これは脊髄レベルでも生じていることを明らかにした。さらにこの結果は痛みが先かうつが先かという問題にたいして痛みが先ということを示唆しており、その増強にかつて経験した過剰なストレスが、時間的な要素に関係なく作用していることが明らかになった。(背景)慢性疼痛におけるストレス負荷の影響を行動学的に検討した。(方法)8週齢雄性wisterラットに繰り返し寒冷ストレス(SARTストレス)を負荷する。SARTモデルの後に代表的な神経障害性疼痛の座骨神経結紮モデル(CCIモデル)を作成する。ストレス負荷をCCI作成に対して1)4週間前(4wks群)2)8週間前(8wks群)3)作成と同時に負荷した群(0wks群)および4)対照群(sham群)とで以下の行動を観察した。(結果)疼痛関連行動においてはsham群に対して、0wks群は神経障害側のみにhyperalgesia、allodyniaの増強を認めた。4wks群、8wks群は神経障害側と反対側にも疼痛関連行動を認めた。これは4wks群に比較して8wks群に強い相乗効果を認めた。不安うつ関連行動は4wks群、8wks群ともにsham群、0wks群と比較して不安うつ行動の増強を認めた。特に不安行動が4wks群に比較して8wks群に強い相乗効果を認めた。(考察)今回の研究では1)ストレスにより痛みは増強することが示され、それは組織障害とは関係ない部位にまで及ぶことが明らかになった。2)また併せて不安うつ行動も増強され、不安がより増強された。3)ストレス負荷の時期は過去にさかのぼって方が強い影響因子であった。臨床でも強いうつ不安に苛まれている慢性疼痛症例は多い。これら心療内科ではうつの発症においてその心当たりになるイベントを発症因子と位置づけている。これと同等かもしくはより重要視しているのがそれまでのストレス曝露の準備因子である。本検討ではまさにその準備因子としての過去のストレス経験が中枢性の慢性疼痛の原因になり、不安うつも増強することを示唆する。現在この現象を免疫染色法で病理組織学的に検討中である。今後各種薬剤や作用部位の検索を継続していきたい。。口腔顔面痛を初め痛みは本来侵害的な刺激に対する危険信号で生体維持のうえでは不可欠な感覚である。しかし痛みが遷延する慢性痛は本来の防御機構としての痛みの意味から大きくかけ離れ、それそのものが人々を苦しめ生活の質を低下させる。これまで基礎、臨床で多くの疼痛研究がなされてきた。しかしいまだ多くの明らかでない課題が山積しているのが現状ある。

近年、慢性疼痛モデル動物では不安様行動、うつ様行動が認められ(Suzuki T et al. 2007)、実験的不安、うつモデル動物では痛覚過敏反応が認められる(Imbe et al 2006)など痛みには負の情動の変化が強く影響することを示唆する報告が散見される。情動ストレスが実験的慢性疼痛モデルにどう影響するかを検索する本研究では申請後に現職に異動となったために23年度は新たな研究システムの構築から始まった。本研究の行動評価のための高架式十字迷路、オープンフィールドを新規購入した。またストレス負荷のための温冷庫を購入して実験系の一部が確立された。本年度はあらたに組んだ実験系にてストレス負荷が動物の不安、うつ関連行動にどのように影響しているかを検索して現在の環境で安定したデータを得るために条件設定を行っている。目標として疼痛関連行動と不安、うつ関連行動の観察は行えた。次の目標とするその神経学的メカニズムの解明を目指す。脊髄レベル、上位中枢レベルでのグリア細胞の関連を検討することが目標である。異動に伴い実験系を新たに構築している段階であるが、機器も揃って予定としていた動物の行動観察を行っている。本年度は行動学的なことに加え組織学的検討を行う。取り出したマウスの脊髄、脳のグリア細胞の活性化を確認する。本年度は動物の行動観察に加え、脊髄内、脳内のグリア細胞の活性化を確認する予定である。実験の運営に60万円を見込んでいる。この結果は学会発表および論文として公表する。(その経費に旅費20万円、投稿料として10万円を見込んでいる)足りない機器の追加と動物購入および研究成果まとめの為の経費として使用予定である。
インデンテーション法を応用した結晶粒レベルのミクロ残留応力測定

結晶構造を持つ材料の不均質性と強度特性との関係を残留応力の面から把握することは,疲労やSCCに代表されるき裂発生進展ならびに破壊挙動などの力学的挙動に関するメカニズムの解明や材料設計を行う際に有益な情報をもたらす.このことから本研究では,結晶粒内や界面近傍でのミクロンオーダーでの残留応力分布を把握するため,インデンテーション試験時における圧子の形状として四角錐,さらには菱形形状など先端部が鋭利な形状を用いることにより,得られた荷重変位曲線から応力成分の影響を考慮することができる高精度なミクロンオーダーでの残留応力測定手法を構築した.本研究では,結晶粒レベルでのミクロオーダーの応力・ひずみ特性ならびに残留応力分布の測定方法の開発と,その適用による機械的特性の不均質性と巨視的な強度特性との関係についての検討・検証を行った.すなわち,微小領域での応力・ひずみ特性の推定方法として,これまでにも球圧子によるインデンテーション試験で得られる荷重・押込み深さ曲線から応力・ひずみ特性を推定する方法が提案されているが,この方法では,除荷過程における曲線の傾きからヤング率を決定し,試験片と球圧子との接触半径や接触圧力を,材料の加工硬化指数と関連づけることにより加工硬化指数を決定するが,球圧子では試験片との接触領域が大きくなるため,決定したヤング率や加工硬化指数が平均的なものとなってしまうこと,また,押込み荷重を小さくすれば接触領域を小さくすることができるが,荷重が小さくなると測定中の振動の影響が大きく現れるため,精度の良い荷重・押込み深さ曲線を得るには測定装置の大幅な改良等が必要となることを確認した.そこで,個々の結晶粒内や界面の両側に対するミクロンオーダーでの機械的特性の分布を測定できるようにするため,圧子の形状を三角錐や四角錐など先端部が鋭利な形状を用いることを試み,得られた荷重-押込み深さ曲線から応力-ひずみ特性を測定する方法に種々の荷重負荷法法の下で挑戦した.この中で,四角錐圧子を用いた応力・ひずみ特性の測定に関しては,複数の四角錐圧子による荷重・押込み深さ曲線とインデンテーション試験を模擬したFEM解析から降伏応力や加工硬化指数を同定する方法と,球圧子での理論を応用した方法,すなわち,四角錐圧子で得られる圧痕からそれに相当する球圧子を仮定することによる方法をハイブリッド的に組み合わせた測定方法の開発,さらにその実験的検証を行った.結晶粒レベルでのミクロオーダーの応力・ひずみ特性および残留応力分布の測定方法の開発と,その適用による機械的特性の不均質性と巨視的な強度特性との関係についての検討・検証を行った.すなわち,微小領域での応力・ひずみ特性の推定方法として,これまでに提案されている球圧子によるインデンテーション試験で得られる荷重・押込み深さ曲線から応力・ひずみ特性を推定する方法では,除荷過程における曲線の傾きからヤング率を決定し,試験片と球圧子との接触半径や接触圧力を材料の加工硬化指数と関連づけることにより加工硬化指数を決定するが,球圧子では試験片との接触領域が大きくなるため,決定したヤング率や加工硬化指数が平均的なものとなってしまうこと,また,押込み荷重を小さくすれば接触領域を小さくできるが,荷重が小さくなると測定中の振動の影響が大きく現れるため,精度のよい荷重・押込み深さ曲線を得るには測定装置の大幅な高精度化が必要となることを確認した.その上で,個々の結晶粒内や界面の両側に対するミクロンオーダーでの機械的特性の分布を測定できるようにするため,圧子の形状として先端部が鋭利な形状を用いることを試み,得られた荷重-押込み深さ曲線から応力-ひずみ特性を測定することを種々の荷重負荷法の下で試みた.ここで,四角錐圧子を用いた応力・ひずみ特性の測定として,複数の四角錐圧子による荷重・押込み深さ曲線とインデンテーション試験を模擬した数値解析から降伏応力や加工硬化指数を同定する方法と,球圧子での理論を応用した方法,すなわち,四角錐圧子で得られる圧痕からそれに相当する球圧子を仮定することによる方法をハイブリッド的に組み合わせた測定方法を提案し,さらにそれらの検証を実験的および数値解析的に行うことにより,妥当性を確認することができた.結晶構造を持つ材料の不均質性と強度特性との関係を残留応力の面から把握することは,疲労やSCCに代表されるき裂発生進展ならびに破壊挙動などの力学的挙動に関するメカニズムの解明や材料設計を行う際に有益な情報をもたらす.このことから本研究では,結晶粒内や界面近傍でのミクロンオーダーでの残留応力分布を把握するため,インデンテーション試験時における圧子の形状として四角錐,さらには菱形形状など先端部が鋭利な形状を用いることにより,得られた荷重変位曲線から応力成分の影響を考慮することができる高精度なミクロンオーダーでの残留応力測定手法を構築した.本研究では,結晶粒レベルでのミクロオーダーの応力・ひずみ特性ならびに残留応力分布の測定方法の開発と,その適用による機械的特性の不均質性と巨視的な強度特性との関係についての検討・検証を行った.

まず,微小領域での応力・ひずみ特性の推定方法として,これまでに,球圧子によるインデンテーション試験で得られる荷重・押込み深さ曲線から応力・ひずみ特性を推定する方法が提案されているが,この方法では,除荷過程における曲線の傾きからヤング率を決定し,試験片と球圧子との接触半径や接触圧力を,材料の加工硬化指数と関連づけることにより加工硬化指数を決定するが,球圧子では試験片との接触領域が大きくなるため,決定したヤング率や加工硬化指数が平均的なものとなってしまうこと,また,押込み荷重を小さくすれば接触領域を小さくすることができるが,荷重が小さくなると測定中の振動の影響が大きく現れるため,精度の良い荷重・押込み深さ曲線を得るには測定装置の大幅な改良等が必要となることを確認した.そこで,個々の結晶粒内や界面の両側に対するミクロンオーダーでの機械的特性の分布を測定できるようにするため,圧子の形状を三角錐や四角錐など先端部が鋭利な形状を用いることを試み,得られた荷重-押込み深さ曲線から応力-ひずみ特性を測定する方法に挑戦した.三角錐圧子を用いた応力・ひずみ特性の測定に関しては,複数の三角錐圧子による荷重・押込み深さ曲線とインデンテーション試験を模擬したFEM解析から降伏応力や加工硬化指数を同定する方法と,球圧子での理論を応用した方法,すなわち,三角錐圧子で得られる圧痕からそれに相当する球圧子を仮定することによる方法をハイブリッド的に組み合わせた測定方法の開発を行った.(1)従来から提案されている,微小領域での応力・ひずみ特性の推定方法として,球圧子によるインデンテーション試験で得られる荷重・押込み深さ曲線から応力・ひずみ特性を推定する方法に対し,この方法では,除荷過程における曲線の傾きからヤング率を決定し,試験片と球圧子との接触半径や接触圧力を,材料の加工硬化指数と関連づけることにより加工硬化指数を決定するが,球圧子では試験片との接触領域が大きくなるため,決定したヤング率や加工硬化指数が平均的なものとなってしまうこと,また,押込み荷重を小さくすれば接触領域を小さくすることができるが,荷重が小さくなると測定中の振動の影響が大きく現れるため,精度の良い荷重・押込み深さ曲線を得るには測定装置の大幅な改良等が必要となることを定量的に明らかにしたこと.(2)その定量的結果を受け,個々の結晶粒内や界面の両側に対するミクロンオーダーでの機械的特性の分布を測定できるようにするため,圧子の形状を三角錐や四角錐など先端部が鋭利な形状を用いることを試み,得られた荷重-押込み深さ曲線から応力-ひずみ特性を測定する方法に挑戦し,四角錐圧子を用いた応力・ひずみ特性の測定に関して,複数の四角錐圧子による荷重・押込み深さ曲線とインデンテーション試験を模擬したFEM解析から降伏応力や加工硬化指数を同定する方法と,球圧子での理論を応用した方法,すなわち,四角錐圧子で得られる圧痕からそれに相当する球圧子を仮定することによる方法をハイブリッド的に組み合わせた測定方法の開発方針を決定するとともに,具体的開発ならびにその実験的検証を進めたこと.(1)従来から提案されている,微小領域での応力・ひずみ特性の推定方法として,球圧子によるインデンテーション試験で得られる荷重・押込み深さ曲線から応力・ひずみ特性を推定する方法に対し,この方法では,除荷過程における曲線の傾きからヤング率を決定し,試験片と球圧子との接触半径や接触圧力を,材料の加工硬化指数と関連づけることにより加工硬化指数を決定するが,球圧子では試験片との接触領域が大きくなるため,決定したヤング率や加工硬化指数が平均的なものとなってしまうこと,また,押込み荷重を小さくすれば接触領域を小さくすることができるが,荷重が小さくなると測定中の振動の影響が大きく現れるため,精度の良い荷重・押込み深さ曲線を得るには測定装置の大幅な改良等が必要となることを明らかにしたこと.
室町時代における「行幸」および「御成」の総合的研究

1.研究の目的:天皇の皇居外への出向である「行幸」、室町将軍の将軍邸外への出向である「御成」について、(1)基礎史料の蒐集と書誌的な研究、(2)その政治的な意味の解明、(3)同時に行なわれる芸能(和歌・漢詩・音楽・蹴鞠)の考察を行なおうとした。以下、項目ごとに研究実績の概要を示す。2.史料研究:(1)天皇の室町将軍邸行幸は、行幸勘例によれば、義満の時代の2度、義教の時代の1度と、計3度しかない。行幸の記録は、網羅的な記述を持つものと、例えば歌や音楽といった一部分のみが特に詳しい記録と、二種類ある。前者は意図的に作られた公式記録、後者は歌や音楽をいわば「家職」とするその家の者がまとめた記録と考えてよいであろう。史料はその成立の事情に十分配慮して使用されるべきである。(2)室町将軍の御成は多いが、公式的なものとなるとおのずと限定される。今回は天皇の行幸に見合うような大規模なものに重点を置いて調査を進め、義輝の三好義長邸御成記などに行幸記と通じる記載が認められた。3.行幸の政治史:室町将軍邸への3回の行幸はいずれも政治的な意味が大きい。永徳3年の花御所行幸は義満の公家社会との交流のきっかけ、応永15年の北山殿行幸は義満の継嗣問題に対する示威行動、永享9年の室町殿行幸は義教の政治的絶頂を象徴するものであった。同時期の日記などによってこの間の考察を行なった。4.行幸と芸能:室町期の晴の行事に、古くからの和歌・漢詩・音楽と並んで蹴鞠が加わったのは永徳の北山殿行幸がきっかけであった。蹴鞠はこれ以降武家社会に浸透することになる。義満が公家社会の文化であった蹴鞠に傾倒するようになる背後には二条良基がいるのではないか、という想定で考察を進めた。
血管壁細胞の酸素ラジカル代謝制御によるplaque rupture予防法の開発

近年、冠動脈造影検査などから、心筋梗塞が高度の冠動脈狭窄病変から発症するものではなく、軽度の動脈硬化病巣が不安定化することにより、動脈硬化巣の破裂(plaque rupture)を生じ、plaque内容物の放出、さらには、血栓形成により冠動脈の閉塞をもたらし発症する可能性が指摘され、心筋梗塞の発症予防には、plaque rupture予防法の開発が急務となっている。本申請研究においては、動脈硬化巣における炎症反応、特に、活性酸素ラジカル代謝がWillersonらの主張する「動脈硬化巣のホットスポット」を作成し、plaqueの不安定化をもたらすとの仮説に則り、ラジカル代謝を制御することによりplaqueの安定化が図れるか否かを検討した。初年度において、ラット大動脈由来の培養血管平滑筋細胞の低酸素-再酸素化モデルにおいて、温熱負荷(heat shock)、または、TNF-αによるプレコンディショニングが、平滑筋細胞内のMn-SOD誘導ともに酸化ストレスに対する耐性を増大させることを明らかにした。第二年度には、Mn-SODのアンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド投与によりTNF-α刺激によるMn-SOD誘導が著明に制御されたが、この時、平滑筋細胞の酸化ストレスに対する耐性も抑制されたこと、リポフェクション法により、Mn-SODは平滑筋細胞内に局在して導入されたが、同時に、細胞の酸化ストレス耐性が亢進することを明らかにした。以上の結果は、血管壁細胞における抗酸化酵素の発現が平滑筋細胞の生存と密接にかかわっており、積極的にMn-SODを血管平滑筋細胞に誘導、または、導入することにより、動脈硬化病巣の安定化を図れる可能性を示している。本申請研究においては、動脈硬化巣における炎症反応、特に、活性酸素ラジカル代謝がWillersonらの主張する「動脈硬化巣のホットスポット」を作成し、plaqueの不安定化をもたらすとの仮説に則り、ラジカル代謝を制御することによりplaqueの安定化が図れるか否かを検討する。この目的を達成するため、in vitroの培養血管壁細胞を用いてラジカル産生が細胞機能障害をもたらすか否かを検討し、内因性ラジカル消去系の誘導を介したplaque ruptureの予防が可能か否かの検討を開始した。ラット大動脈由来の培養血管平滑筋細胞に低酸素-再酸素化を負荷すると、細胞よりLDH湧出が認められた。前もって温熱負荷(heat shock)、または、TNF-αを負荷すると、低酸素-再酸素化による平滑筋細胞からのLDH遊出が抑制された。かかるheat shock、TNF-αによるプレコンディショニング時の平滑筋細胞内Mn-SOD蛋白質量をELISA法にて定量すると、著明な蛋白質量の増加を認めた。一方、Mn-SOD mRNAに対するアンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド投与によりMn-SOD誘導を抑制すると、プレコンディショニングによる平滑筋細胞障害の減弱効果は抑制された。以上の結果は、平滑筋細胞内のMn-SODは、種々の外的刺激により誘導されること、酸化ストレスに対する血管平滑籍細胞の耐性はかかるMn-SOD誘導によって増強し得ることを示している。初年度において、ラット大動脈由来の培養血管平滑筋細胞の低酸素-再酸化モデルにおいて、温熱負荷(heat shock)、または、TNF-αによるプレコンディショニングが、平滑筋細胞内のMn-SOD誘導とともに酸化ストレスに対する耐性を増大させることを明らかにしたが、本年度においてはMn-SOD誘導とストレス耐性との直接の因果関係を検討するため、アンチセンスオリゴデオキシリヌクレオチド(AODN)を用いたMn-SOD誘導の抑制、および、リポフェクション法によるMn-SODの導入を試み、低酸素-再酸素化後の細胞障害を比較検討した。

その結果、(1) AODN投与によりTNF-α刺激によるMn-SOD誘導が著明に抑制されたが、この時、平滑筋細胞の酸化ストレスに対する耐性も抑制された。また、(2)リポフェクション法によるMn-SODは、平滑細胞内に局在して導入されたが、同時に、細胞の酸化ストレス耐性が亢進した。以上の結果は、血管壁細胞における抗酸化酵素の発現が平滑筋細胞の生存と密接にかかわっており、積極的にMn-SODを血管平滑筋細胞に誘導、または、導入することにより、動脈硬化病巣の安定化を図れる可能性を示している。現在、これらのin vitroの検討を病態モデル動物に敷衍するため、ウサギ高脂血症モデル、イヌ血管障害モデルを作成して検討を開始している。