hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症性サイトカインによる破骨細胞性骨吸収に対するカルデクリンの分子機構の解明

マウス骨髄マクロファージを低濃度で培養を行ったのち,RANKL, TNF, LPSに対する影響を評価した.またマウス骨髄マクロファージとマウス頭蓋冠由来骨芽細胞での共存培養においても同様にして評価した.【結果】LPSでの条件を検討したところ,単独添加では破骨細胞分化を抑制していたが,低濃度でのRANKL刺激(48hr)でのPriming処理をしたうえで同等のLPS添加であれば破骨細胞への分化と機能の発現がみられたが,予想に反しLPSが共存するとRANKLによる破骨細胞分化が抑制された.低濃度のRANKL処理がLPSによる破骨細胞誘導に必要であることが明らかになった.LPS刺激による破骨細胞形成系の構築に時間がかかったので計画の達成に遅れが生じていた.またこれに加えて,骨髄マクロファージと骨芽細胞を用いた共存培養法においても検討したところ,LPSによる破骨細胞分化(TRAP陽性)をカルデクリン添加により抑制傾向を示した.破骨細胞だけに作用することもさることながら,骨芽細胞に対するカルデクリンの作用点を解明すべく,シグナルについては現在解析中である.【材料および方法】マウス骨髄マクロファージを低濃度で培養を行ったのち,RANKL, TNF, LPSに対する影響を評価した.【結果】LPSでの条件を検討したところ,単独添加では破骨細胞分化を抑制していたが,低濃度でのRANKL刺激(48hr)でのPriming処理をしたうえで同等のLPS添加であれば破骨細胞への分化と機能の発現がみられた.予想に反しLPSが共存するとRANKLによる破骨細胞分化が抑制された.低濃度のRANKL処理がLPSによる破骨細胞誘導に必要であることが明らかになった.LPS刺激による破骨細胞形成系の構築に時間がかかったので計画の達成に遅れが生じた.これまでに細菌感染に関連した破骨細胞性骨吸収に対してCaldecrinは抑制的に作用していることが示唆されているため,上記の作用をCaldecrinは抑制的に影響を与えるのか評価するのみならず,骨芽細胞を介した破骨細胞の分化への影響をも解明すべく,炎症性サイトカインによる分化マウス破骨細胞前駆細胞および骨吸収モデルマウスにおける骨吸収能に対するカルデクリンの抑制効果を,各種サイトカイン受容体下流の破骨細胞シグナル(各濃度での)への影響で明確にする.
マグレブを用いた走行する極薄な柔軟鋼板の形状安定化と搬送技術に関する研究

磁気浮上技術の特長は物体を非接触に3次元空間上に固定・移動できる点である。鋼板の製造ラインで問題となっているローラとの接触による表面品質の劣化は磁気浮上による非接触支持・搬送により解決できる。しかし需要が急増している薄く強い鋼材は浮上中に複雑なモード形状の振動が発生し、鋼板の浮上制御は困難となる。そこで「布の両端を引っ張るように」水平方向から鋼板のエッジ部を把持することで極薄の柔軟鋼板の非接触支持・搬送を行う手法を提案した。有限要素法による解析と検証実験から、提案する手法を用いることで柔軟な鋼板に対してより効果的に支持・搬送が行えることを示すことができた。1.柔軟鋼板エッジ部に対する電磁吸引力印加時の理論モデルの構築と柔軟鋼板の動的挙動の解明:搬送される柔軟鋼板の理論モデルの構築するため、磁場解析ソフトJMAGを使用して移動するエッジ部の境界条件を磁場解析によって明らかにする必要があった。解析を行った結果鋼板のエッジ部に発生する水平方向の張力と支持力を得ることができた。さらに柔軟鋼板を搬送する際、走行状態では外乱(高速搬送時のフレームからの振動、空気抵抗など)の影響から、剛体運動、弾性振動が発生する。そこで本年度は境界条件を考慮した理論モデルの構築と、走行による鋼板の動的挙動について数値解析を用いて算出し、最も安定して支持可能な電磁石位置を得ることができた。2.エッジ部非接触支持による磁気浮上・搬送装置の設計・製作:エッジ部の変位検出用レーザセンサ、電磁石を使用した実験装置を新たに製作した。電磁石制御には、A/D・D/A変換器、DSP、現有する制御用パソコンを使用した。3.浮上実験の実施:本年度は、板厚0.3mmの鋼板に対して基礎的な浮上実験を実施しデータを収集、評価した。エッジ支持用電磁石の制御電圧は最適制御理論によって導出した。このとき現有のレーザー変位センサにより鋼板の面内の振動を測定した。また次年度の搬送実験を行うための予備実験として板厚0.3mmの鋼板を用いて低速での搬送実験を行い、エッジ支持による境界条件が準静的に変化した際の鋼板の振動を測定し、挙動解析の結果と比較して比較検討を行った。柔軟鋼板のエッジ部を支持して非接触支持を行う磁気浮上システムを実現させるためには、鋼板に対する電磁吸引力印加時の理論モデルの構築と柔軟鋼板の動的挙動の解明が不可欠である。このため有限要素法による磁場解析ソフトを用いて移動するエッジ部の境界条件を踏まえて磁場解析を行うことによって、鋼板のエッジ部に発生する水平方向の張力と支持力を得ることができた。これによって浮上制御に必要な制御モデル構築のためのデータを収集することができた。装置の制作についてもエッジ部の変位検出用レーザセンサ、電磁石を使用した実験装置を新たに製作し、電磁石制御には、A/D・D/A変換器、DSP、現有する制御用パソコンを使用した。また上記の解析結果を元に制御モデルを構築し、板厚0.3mmの鋼板を用いて浮上実験を行い浮上が可能であることを確認した。また、次年度の搬送実験を行うための予備実験として板厚0.3mmの鋼板を用いて低速での搬送実験を行い、エッジ支持による境界条件が準静的に変化した際の鋼板の振動を測定し、挙動解析の結果と比較して比較検討を行った。以上の成果から本申請の研究は概ね順調に進展しているといえる。そこで「布の両端を引っ張るように」水平方向から鋼板のエッジ部を把持することで極薄の柔軟鋼板の非接触支持・搬送を行う手法を提案する。本研究計画は浮上搬送中の柔軟鋼板の挙動の解明と非接触支持・搬送を実現させることを目的とし、柔軟鋼板の磁気浮上技術の基礎研究から実機へ応用までの一貫した研究基盤の確立を目指した。以下に本研究計画で得られた成果を列記する。1.柔軟鋼板エッジ部に対する電磁吸引力印加時の理論モデルの構築と柔軟鋼板の動的挙動の解明:磁場解析ソフトを用いて移動するエッジ部の境界条件を明らかにし、鋼板のエッジ部に発生する水平方向の張力と支持力を得ることができた。さらに電磁石の個数や間隔を変更して解析を行い、システムの安定性を高める設計指針を明らかにした。2.エッジ部非接触支持による磁気浮上・搬送装置の設計・製作:エッジ部の変位検出用レーザセンサ、電磁石、リニアモータを使用して鋼板を非接触に支持搬送できる実験装置を製作した。3.浮上・搬送実験の実施:板厚0.24mm, 0.3mmの鋼板を用いて支持実験を行い、水平方向の磁場のみで鋼板を非接触支持可能であることを実験的に示した。また搬送実験を行い、鋼板の振動を測定して挙動解析の結果と比較検討を行った。さらにロバストな制御理論であるスライディングモードを適用して浮上安定性が向上することが得られた。そこで「布の両端を引っ張るように」

水平方向から鋼板のエッジ部を把持することで極薄の柔軟鋼板の非接触支持・搬送を行う手法を提案した。有限要素法による解析と検証実験から、提案する手法を用いることで柔軟な鋼板に対してより効果的に支持・搬送が行えることを示すことができた。1.搬送路の最適化:前年度の理論モデル構築と動的挙動の解析結果を踏まえ、電磁石の個数と設置間隔に関する最適化を行う。最適化には遺伝的アルゴリズムを使用し、動的応答の数値解析を繰り返すことで、最適な搬送路の設計手法を明らかにする。2.制御対象のパラメータ変化に対する頑強なコントローラの設計:実機工程においては厚さなどの違う鋼板を搬送することが考えられ、制御対象である極薄鋼板の厚さ、剛性などのパラメータや境界条件の変動に対してロバストな制御理論を本制御システムに適用し、ロバスト性に関して実験的に検証する。3.搬送実験の実施:浮上中の鋼板の面内における複数の箇所での振動を同時に測定するためのレーザー変位センサを増設し、浮上搬送中の鋼板の挙動を実験的に明らかにする。その上で実機工程における柔軟鋼板の搬送中の搬送スピードと鋼板の共振周波数の関係を明らかにし、開始時と停止時を想定した加減速状態での振動抑制性能に関しての実験的検討を行い、磁気浮上柔軟鋼板に対する非接触支持機構の有効性を検証する。磁気浮上、メカトロニクス、振動工学浮上中の鋼板を搬送させる装置を構築するためのリニアスライダやリニアモータを購入する予定であったが、共同で研究を行っている東海大学の加藤助教が所有するリニアモータを利用して搬送実験を行うことができたため、購入を見送った。今年度制作した磁気浮上装置を用いて鋼板を浮上させた結果、浮上中に複雑なモード形状で浮上していることが観測できた。この浮上中の鋼板挙動を精密に測定するため、浮上中の鋼板面内の振動を測定、振動モード等を解析するためのレーザー変位センサ6基と振動解析システムの購入費用を予定している。
薄膜サブミクロン領域伝熱特性の電子顕微鏡による測定

電子顕微鏡の優れた空間分解能(nm)を生かして、薄膜の局別的な熱伝導率を測定する方法を確立し、30300nm程度の厚さを持つ結晶性薄膜に適用した。電子が薄膜を透過するとき熱散漫散乱を受け、電子顕微鏡の観測像面におけるビーム強度は試料温度によって変わる。また、集束レーザービームを薄膜に照射させると局所的に高速、高温、かつ、繰り返し加熱が可能となる。これらの機能を組み合わせると、高い空間分解能で薄膜の伝熱特性を調べることができる。振幅変調されたHe-Neレーザーの集光系を電子顕微鏡に取り付けられた。約10mWの電力を1020μm径の領域に集光させ、同時に試料状態を観察し、その小領域(試料上で1μmφ)のビーム強度を検出器で計測した。試料温度は膜の熱容量と熱拡散のため、レーザー出力の位相より遅れる。この位相差が膜の熱伝導率に換算される。そのさい、絶対温度や膜厚に無関係に熱伝導率が導出できる利点がある。厚さの異なる種々の蒸着膜(Al,Sn,Ni,Sb,Ge,Cu,Mg,Bi)について測定を試みた。一般に、薄膜の熱伝導率はバルクの値の30%から80%の範囲にあり、結晶粒が大きくなるにしたがって熱伝導率はバルクの値に近づく。また、膜厚の減少と共に熱伝導率が低下する傾向がある。今回の期間中には、粒界や欠陥などの微細構造が伝熱特性に及ぼす影響について調べることができなかった。これらは今後の研究課題として残った。初年度に当たる本年度は、電子顕微鏡試料を局所加熱するレーザー照射系の改良を行った。具体的には、光源としてこれまでの使用してきた半導体レーザーを補助金で購入したHeNeレーザーに切り換え、これに伴って、変調システム、照射位置微調装置、ならびに、集束レンズ系の手直しを行った。これにより、電子顕微鏡の試料面において、照射ビームの直径が14μmから10μmに縮小され、照射電力が6mWから10mWに上昇した。また、レーザーが可視光となり軸調などの調整がやり易くなった。装置が完成するまで、従来システムを用いて蒸着アルミ薄膜(約100nm)の熱伝導率を測定した。これは、レーザー強度を変調して試料に照射・加熱し、試料上の局所温度を電子ビームの熱散漫散乱特性を利用して測定するものである。照射電力と試料温度の位相遅れより熱拡散係数を導出する。その結果、薄膜の熱伝導率は110±22W/Kmの値を得た。これはバルク材料での値の約46%に相当した。この結果は第13回国際電子顕微鏡学会に投稿した。また、電子顕微鏡を用いた温度計測の精度について検討した結果は、Meas.Sci.Technol.に投稿し、掲載された。昨年度の補助金で電子顕微鏡試料を局所加熱することのできるHe-Neレーザー照射系が完成した。本年度はこの装置の軸調・集光特性を調べ、これを用いて薄膜の伝熱特性を測定した。照射レーザービームの強度を変調して薄膜試料を周期加熱し、電子顕微鏡電子ビームの薄膜での熱散漫散乱効果を利用して試料温度を計測する。そのとき生じる加熱と温度の位相遅れより熱伝導率を算出する。そのさい、加熱の変調周波数をパラメータと選ぶことにより精度の改善が図られる。この方法は次の利点を持つ。(1)試料とは非接触で、空間分解能が高く取れる。(2)膜厚が30nm300nmの範囲の薄膜に適応可能である。(3)測定法は膜厚に依存しない。(4)試料形状や構造の観察と測定が同時に行える。まず、種々の蒸着膜(Al,Sn,Ni,Sb,Ge,Cu,Mg,Biなど)について測定し、測定に適した材料と条件を調べた。

次に、熱伝導率に対する結晶粒の大きさや膜厚に対する依存性を調べた。一般に、薄膜の熱伝導率はバルクの値の30%から80%の範囲にあり、結晶粒が大きくなるにしたがって熱伝導率はバルクの値に近づき、また、膜厚の減少と共に熱伝導率も小さくなる傾向が見られた。
界面現象のダイナミクスを解明する最前線の数値解析とその展開

本研究では、過渡状態での解析に耐えうる理論的信頼性をもった実験及び数値計算法の確立という目的に沿って下記の現象i)iii)を中心に扱ってきた。i)反応拡散系に現れる空間パターンの変化ii)粘性流体でのヴィスコスフィンガリング現象iii)蒸発過程での浸透領域の変化その結果、これらの現象を中心にして多岐にわたる新しい界面現象が発見され、本目的を達成することができた。すなわち過渡状態の現象に接近できる信頼性の高い実験方法および数値解析法の開発が可能になり、多くの界面現象のダイナミクスの解明がなされた。同時に数値解析としては今後取り組むべき重要な問題点も提起された。主な成果は以下の通りである。1)反応拡散系の数値計算法については、TCD(Threshold Competition Dynamics)法でシミュレートする方法を開発した。これによって、多次元での位相的に複雑な界面挙動を高精度に且つ容易に再現することができた。また有限要素法による気泡上昇問題の解析ではその泡の併合現象の再現が可能となった。2)成長する結晶表面の動きの数理モデル化では反応拡散の他に輪送効果を導入することによって、これまでにない新しい様々な解析結果が得られた。3)ヴィスコスフィンガリング現象を再現するHele-Shawセル中を上昇する泡において、箒星の形状の伴流が実験で発見された。どのように数値シミュレーションで再現するかが今後の課題である。4)マルチスケール有限要素解析を用いて多結晶集合組織内での界面ダイナミクスを正確且つ高速に数値解析を行うことができた。5)空間2次元での蒸発過程に現れる浸透領域の分離・融合・再分離過程を再現する計算法とそのような現象を引き起こす初期分布関数の陽的表現を得ることができた。更に、その分離・融合を反復繰り返すための初期分布も決定することができた。反応拡散系、ヴィスコスフィンガリング、浸透領域の変化に関連した界面現象を探し、それらを解明する研究の基礎の構築を行なった。実績は以下の通りである。1)界面を記述する反応拡散系において遷移過程に現われる時空間パターンの解析に向けて、その数学的手法を開発した。2)新たな時空スケールによる界面現象の数理モデリングの可能性を探り、数学的解析手法を開発した。3)反応拡散系で表現される空間3次元円柱領域での燃焼方程式においてヘリカル波の存在とそれを再現する数値計算法を構築した。4)ヴィスコスフィンガリング不安定性は、複雑液体の示すレオロジー挙動の非線形によることが実験で関連付けられた。5)CCVD法によるカーボンナノチューブの合成法において、界面の定常成長過程が仮定できる場合の数理モデルを構築した。6)浸透領域の分離、融合、再分離を再現する差分法とその現象の正当性を数学解析的に示すことが出来た。7)熱対流問題を記述するレーリー・ベナール方程式に対して誤差評価付き有限要素法を作成し,その有効性が確認できた。8)特異表面エネルギーによる界面運動方程式をハミルトンヤコビ方程式の不連続解の追跡に応用し、等高面法による数値計算の基礎付けを行なった。9)等高点の軌跡を自由境界として扱うことによって、進行波解を追跡する無限精度シミュレーション法を開発した。10)双曲型方程式に現れる自由境界について、外力が定数で無い場合の大域解存在のための十分条件を得た。11)渦挙動の示す界面について数値解析を行い、緩和振動が発見するとともに平成16年度の日本数学会特別講演で発表した。12)界面ダイナミクスの計算に適する領域分割法において、各領域界面での物理量の跳びを処理する数学的概念の検討を行なった。

前年度招聘した研究協力者Ockendon教授と分担者とによる研究計画のレビューに沿って今年度は個々の界面現象に絞ってそれぞれに適応した数理モデル構築とそれに対する数値解析及び数学解析の開発を行い以下の実績を得た。1.沈殿反応におけるリーゼガング現象の解明、特にその遷移過程を再現するために反応拡散系を用いたモデルの構築と数値計算法の開発を行った。2.燃焼方程式において予測されていた燃焼パルス解をとらえる数値計算法を開発した。これによって燃焼パルスの衝突等、新しいパルスダイナミクスの分野を開くことができた。3.界面張力の働かないHele-Shawセル内でのヴィスコスフィンガリング実験から、先端分岐型パターンをイーデンパターンの出現が得られた。これはヴィスコスフィンガリングを記述する過程での重要な情報となった。4.カーボンナノチューブの合成過程や溶液、気相での結晶成長などにおいて、その第一歩として表面エネルギーが特異な平衡形をとらえた。結晶が大きい時、そのファセット(結晶面)の分裂を示した。5.蒸発過程での浸透領域分裂後に現れるその融合そして再分裂過程を示す流体の初期分布の形状を決定し、それに対する数値計算法の構築を行った。分離したときその領域の測度が正であるための初期分布に課す十分条件を得た。6.渦同士が接近するとその挙動の数値計算には困難さが生じる。これに対して天体力学問題で使用されている手法を持ち込むことによってその困難さを克服した。7.計算法においてはその安定性が保証されているにもかかわらず実際の計算では不安定性が生じる。その原因を突き止め二流体問題に用いる有限要素法において不安定性が解消され精度が得られた。今年度は界面パターンの特徴を実験、モデル論、数値計算、数学解析の4分野からの総合した観点から、国際研究集会「Understanding of Complex Pattern Dynamics」に招聘した5名の海外研究者と研究討議を通して以下の実績が得られた。同時に前年度までに得られてきた結果・予想をより確実なものにすることができた。1)自由境界問題及びパターン形成問題として反応拡散系に現れるパターンダイナミクスに対するアダプティブメッシュ有限要素法を確立した。更に沈殿反応におけるリーゼガング現象を解明するための数理モデルとそれを再現する数値計算法を確立した。2)定常燃焼波からヘリカル燃焼波の発生するメカニズムが空間一様状態からwave bifurcationの発生するメカニズムと同じであることを示唆する計算結果が得られた。3)Hele-Shawセル中のヴィコスフィンガリングのパターンとして泡の上昇する際の伴流の観察に成功した。それを追跡する数理モデルと計算法の構築を行った。4)流れ解析として泡上昇問題を扱いそれを再現するエネルギー安定な有限要素スキームを開発し、その結果、泡形状への界面張力係数の依存性などを詳細に調べることができるようになった。5)円柱状の結晶面が崩れていく現象を結晶表面での異方的ギブス・トムソン効果を考えたモデルで考察し、その解を構成した。
広帯域ISDNによる分散型マルチメディア学習支援システムに関する研究

ATMネットワークを利用して、下記3種類の研究計画を策定し、実行した。1)バーチャルラボラトリ-の実験広島市立大学情報科学部と九州工業大学情報工学部の間で、バーチャルラボラトリ-のための共同研究として、1年間、遠隔ゼミ、遠隔実験およびフリーディスカッションを行った。広島市立大学からは、教師1名、ネットワーク管理者1名が参加し、九州工業大学からは、教師1名、ネットワーク管理者2名、大学院博士前期過程2年生2名、学士過程4年生1名が参加した。遠隔ゼミにおいてもっとも大きい問題であったのは、討論資料を如何にシームレスに共有し、有効に利用するかという点であり、これに重点を置いて、設備と方法の両面からさまざまな実験を試み、成果を発表した。2)遠隔ゼミの実験九州工業大学情報工学部の大学院1年生を対象として、広島市立大学情報科学部から、6カ月の間、毎週1度づつ遠隔講義を実施した。双方向のインタラクションが重視されるゼミ形式の講義を行う場合に、教師と学生の距離を感じさせることなく、円滑に講義を進めるには何が必要かを調査する目的で、情報の流れの異なる4種類の環境を設定して、実験を行い結果を発表した。その結果、教師からのフィードバックの与え方によって、学生の受講姿勢が大きく変わることが分かった。さらにゼミで発表する学生が提示した資料を送信する際の圧縮方式の違いや、字の大きさの違いが、受講者の了解性や遠隔指導者の疲労度にどの程度の影響を及ぼすかの実験的調査を行った。3)ネットワーク上で用いる教材システムとオーサリングシステムの設計と制作語学学習システム、算術の文章題の学習システム、大学生用の科学技術英語の学習システム、分散協調学習システムなどの具体的なシステムの設計・制作を通して、領域独立な教育システムの機能と構成理論について検討した。本計画の目的は、広帯域ISDNを用いたオンデマンド方式のインタラクテイブな語学学習に用いるマルチメディア教育システムの、プログラムレスな作成環境を、マルチメディアデータの部品化と学習手続きの部品化、および自然言語処理と音声処理の道具化によって開発することである。本年度は、大学生用英語自習教材を、テキストと動画を入力して、コンピュータ上に自動生成するオーサリング部と、この教材を用いて英語の訓練を行なう教材学習部を実現した。現時点におけるこの研究の成果として、次の3項目が得られている。1)教材作成時の自然言語処理機能の強化とシ-ツ化入力されたテキストから、意味を抽出し、文脈をF構造と時空構造の間のリンクで表現する研究を完成した。この意味構造と、テキストと対で入力される映像情報によって学習者に伝達されるテキストの状況に関する知識を統合することによって、自然言語処理で発生する曖昧性を解消することができた。また、教材作成者が利用するプログラムレス・オーサリング環境を完成した。2)教材データの部品化と検察機能の実現教材作成時に、1文ごとにテキスト、映像、音声、構文情報、意味情報、映像からの状況知識の組を構成し、データベースを作成し、一元管理する方式を実装した。3)教材の作成と評価英語の技術文に関する学習教材のプロトタイプを構成した。これを用いて九州工業大学の学生を対象にして、教材を試用し、システムの評価を行った。ATMネットワークを利用して、下記2種類の研究計画を策定し、実行した。

遠隔ゼミにおいてもっとも大きい問題であったのは、討論資料を如何にシームレスに共有し、有効に利用するかという点であり、これに重点を置いて、設備と方法の両面からさまざまな実験を試み、成果を発表した。2)九州工業大学情報工学部の大学院1年生を対象として、広島市立大学情報科学部から、6ヶ月の間、毎週1度づつ遠隔講義を実施した。遠隔講義においては、双方向のインタラクションが重視されるゼミ形式の講義を行う場合に、教師と学生の距離を感じさせることなく、円滑に講義を進めるには何が必要かを調査する目的で、情報の流れの異なる4種類の環境を設定して、実験を行い結果を発表した。その結果、教師からのフィードバックの与え方によって、学生の受講姿勢が大きく変わることが分かった。さらにゼミで発表する学生が提示した資料を送信する際の圧縮方式の違いや、字の大きさの違いが、受講者の了解性や遠隔指導者の疲労度にどの程度影響を及ぼすかについての実験的調査を行った。ATMネットワークを利用して、下記3種類の研究計画を策定し、実行した。1)バーチャルラボラトリ-の実験広島市立大学情報科学部と九州工業大学情報工学部の間で、バーチャルラボラトリ-のための共同研究として、1年間、遠隔ゼミ、遠隔実験およびフリーディスカッションを行った。広島市立大学からは、教師1名、ネットワーク管理者1名が参加し、九州工業大学からは、教師1名、ネットワーク管理者2名、大学院博士前期過程2年生2名、学士過程4年生1名が参加した。2)遠隔ゼミの実験九州工業大学情報工学部の大学院1年生を対象として、広島市立大学情報科学部から、6ヶ月の間、毎週1度づつ遠隔講義を実施した。双方向のインタラクションが重視されるゼミ形式の講義を行う場合に、教師と学生の距離を感じさせることなく、円滑に講義を進めるには何が必要かを調査する目的で、情報の流れの異なる4種類の環境を設定して、実験を行い結果を発表した。さらにゼミで発表する学生が提示した資料を送信する際の圧縮方式の違いや、字の大きさの違いが、受講者の了解性や遠隔指導者の疲労度にどの程度の影響を及ぼすかの実験的調査を行った。3)ネットワーク上で用いる教材システムとオーサリングシステムの設計と制作語学学習システム、算術の文章題の学習システム、大学生用の科学技術英語の学習システム、分散協調学習システムなどの具体的なシステムの設計・制作を通して、領域独立な教育システムの機能と構成理論について検討した。
身体心理社会的な腰痛予防の視点をとりいれた生活支援技術教育プログラムの開発

身体心理社会的な腰痛予防の視点を取り入れた生活支援技術教育プログラムの構築に向けて3点から研究を進めた。1学修内容を構造化、2生活支援技術の修得過程を検討、3身体心理社会的腰痛要因の認知度を把握し、その内容を取り入れた介護過程から生活支援技術を理解するハンドブックを作成し学修過程を検討。以上より、生活支援技術教育プログラムの基盤として次の2点が示された。1到達目標と学修内容を意識し各段階でフィードバックすることで各領域の相乗効果を高める生活支援技術の修得過程、2介護過程と生活支援技術を関連させ、学内と介護実習で連携して学ぶことで介護アセスメント能力を育む学修過程生活支援技術教育の学習モデルに基づいたハンドブックの作成に向けて、以下3側面から検討した。生活支援技術を構成する原理原則として、次の3点を整理した。1認知、精神運動、情意領域の内容で構成された生活支援技術(基本技術)の修得、2ICFの視点をふまえた対象の理解、3人間性および価値観の基盤となる介護観の確立。そして、介護実践に向けて必要な項目として、1基本技術を修得する、2あらゆる場における支援方法を考える、3利用者の状況に応じて支援方法を判断する、など8点を整理した。また、生活支援技術の原理原則をふまえた介護実践を行うためには介護アセスメント能力が必須であることを再確認した。生活支援技術の移動に関する技術項目の学習内容について、生活支援技術は経験や履修した学習内容から得る既有知識の有無により、学習者の学びやすさは影響を受ける。そのため、基本的な技術項目から応用できる内容につながるよう、ポジショニング、自然な動き、体位変換、移乗、移動へと進度を構成した。介護福祉士養成課程の主要テキストにおいて、腰痛を従来の生物学的損傷群と捉えた内容がほとんどであるため、自身の腰痛要因を適切に理解し対処する腰痛予防に関する学習内容の構築に向けて、介護福祉士616名を対象に質問紙調査票を郵送依頼し腰痛の実態調査を行った。結果、腰痛有訴率は77.1%と高く、腰痛は身体とともに心理社会的要因と関連した。しかし、心理社会的要因への認知度は身体的要因よりも低かった。上記3点の結果から、生活支援技術の原理原則と介護実践の関係性を理解するために、アセスメントを含む介護過程と生活支援技術を一体化し、身体心理社会的腰痛要因を認知できるよう姿勢認知教育プログラム内容を含めたハンドブック(案)を作成した。今年度は、身体心理社会的な腰痛予防の視点を取り入れた生活支援技術教育プログラムの構築に向けて、以下3点から検討した。1ワークシート「車いすで平地の移送介助ができる」を講義,演習,実習時に形成評価し、学生の技術の修得過程を明らかにした。介護福祉士養成2年制課程および4年制課程の学生ともに,講義、演習、実習と進む過程で評価が有意に向上した。とくに、実習を経験することで認知、情意領域の学修内容の評価が向上する様相を示した。2昨年度に作成した「介護過程から理解する生活支援技術ハンドブック」を学生および介護職員に無償配布した。内容の理解度について、「わからない:1点」「よくわかる:4点」の4件で質問紙調査を行った。結果、総合評価の平均点は学生が3.4、職員は3.5と、高評価を得た。また、両者にほとんど有意差はみられず、ハンドブックは学生と職員共通に活用できることが確認できた。3腰痛の改善・予防を目指す姿勢認知教育プログラムの内容を検討するために、腰痛を有する介護職員を対象に、プログラムを実施した。実施後、腰痛の身体的要因の認知度は92%と高く、心理社会的要因の認知度は20%に満たなかった中、腰痛は有意に改善し身体的ストレスも軽減するなど、一定の効果を得ることができた。その他、生活支援技術の到達度について4年制課程の学生を対象に3年間にわたる到達率を検討した。結果、到達率70%以上となった項目は、到達度Iの45項目では12項目(26.7%)、到達度IIの20項目では7項目(35.0%)であった。到達率70%以上の項目は、すべて経験率80%以上であった。今年度は、身体心理社会的な腰痛予防の視点を取り入れた生活支援技術教育プログラムの構築に向けて以下3点から検討した。1ワークシート「車いすで平地の移送介助ができる」を講義、演習、実習時に形成評価し、学修者の技術の修得過程を2014年度と同様に継続調査し、同様の結果を得た。介護福祉士養成2年制課程および4年制課程の学生ともに、講義、演習、実習と進む過程で評価が有意に向上し、実習を経験することで認知、情意領域の学修内容の評価が向上する様相を示した。2昨年度,「介護過程から理解する生活支援技術ハンドブック」ver.1の評価をふまえて、事例を取り入れるなど修正した「介護過程から理解する生活支援技術ハンドブック」ver.2を作成した。昨年度同様に学生および介護職員に無償配布し、内容の理解度について、評価項目を細分化し「わからない:1点」「よくわかる:4点」の4件で質問紙調査を行った。結果、両者ともにハンドブックの内容の理解度は全項目が3.0以上となり、介護職員は学生よりも腰痛予防に関する内容の理解度が高かった。学生はver.1に比べてver.2では、「情報収集」の理解度が有意に向上した(t = -2.874、p = .005)。

それに伴い、「情報の整理」「情報の関連付けと解釈」「ニーズ・課題の分析」などの理解度も高まった。3生活支援技術の卒業時到達度について2年制課程および4年制課程の学生を対象に経験率および到達率を検討した。結果、到達度Iの項目で到達率70%以上となった項目は14項目(31.8%)であり、すべて経験率90%以上であった。しかし、「トイレの介助ができる」は経験率が100%あるも到達率は54.2%と低く、経験率が高ければ到達するとは言い難い項目もみられた。以上の結果をふまえて、生活支援技術教育プログラムの検討を行った。身体心理社会的な腰痛予防の視点を取り入れた生活支援技術教育プログラムの構築に向けて3点から研究を進めた。1学修内容を構造化、2生活支援技術の修得過程を検討、3身体心理社会的腰痛要因の認知度を把握し、その内容を取り入れた介護過程から生活支援技術を理解するハンドブックを作成し学修過程を検討。以上より、生活支援技術教育プログラムの基盤として次の2点が示された。1到達目標と学修内容を意識し各段階でフィードバックすることで各領域の相乗効果を高める生活支援技術の修得過程、2介護過程と生活支援技術を関連させ、学内と介護実習で連携して学ぶことで介護アセスメント能力を育む学修過程昨年度作成した「介護過程から理解する生活支援技術ハンドブック」を学生および介護職員に無償配布し、その効果と課題を検証した。また、介護職員を対象に腰痛の改善・予防を目指す姿勢認知教育プログラムを実施した。実施後に心理社会的腰痛要因の認知度が有意に向上し、腰痛の改善も確認できた。以上より、今年度は腰痛予防の視点を取り入れた生活支援技術教育プログラムの構築に向けて、生活支援技術を介護過程から理解する学修内容と姿勢認知教育プログラムの内容を検証することができた。社会科学今年度は、姿勢認知教育プログラムの効果と課題を吟味し、身体心理社会的な腰痛予防の視点を取り入れた生活支援技術教育プログラムを構築する予定である。卒業するまでに必要とされる生活支援技術を修得するために,学内と介護実習で共通して活用できる教材としてハンドブックの作成に向けて,以下の内容を検討することができた。まず,生活支援技術構成要素および介護実践の必要内容を吟味した結果,アセスメントを要する介護過程は必要不可欠であることが再認識できた。そして,生活のあらゆる場面に伴う移動技術の学習内容の進度を検討した。さらに,多くの介護者が発症する腰痛を鑑みて,介護者の腰痛予防に関する学習内容を抽出するために,質問紙調査を行った。結果,腰痛の心理社会的要因への認知度は身体的要因よりも低いことが明らかとなった。以上より,今年度はアセスメントを含む介護過程と生活支援技術を一体化し、身体心理社会的腰痛要因を認知できるような学習内容を含めたハンドブック(案)を作成した。当初予定していた連携研究者の学会参加および会議を諸事情により実施しなかったため、旅費等の経費が予算を下回ったが、それ以外は計画通りに遂行している。ハンドブック(案)を冊子とし学生に無償配布し,授業および介護実習で活用する。最終的にそれらの活用状況に対して,実践的検証を行う予定である。結果に基づき,学習内容および評価尺度の妥当性を検証し,効果と課題からハンドブックを修正する。腰痛予防について,昨年度の結果をふまえて具体的な姿勢認知教育プログラムを考案する予定である。
網膜神経節細胞の多様化と標的識別の分子・細胞機構

網膜神経節細胞(RGC)の網膜内における二次元的、位置的(領域的)多様化が視中枢(視蓋)における投射の領域特異性に対応し、また、RGCの質的多様化が投射の層特異性に対応すると考えられている。我々はこの考え方を証明する分子・細胞的基盤を追求する研究を行った。1)RGCの位置的多様化我々は神経結合における領域特異性決定の分子機構を明らかにすることを目指して、ニワトリ網膜の前側あるいは後側の領域に特異的に発現する分子の単離を行ってきたが、この条件を満たす転写制御因子としてCBF-1,CBF-2を見い出していた。本研究ではこれらの分子をレトロウィルスベクターを用いて、ニワトリ網膜において異所的に強制発現させ、網膜視蓋投射における位置特異性に対する効果を見た。その結果、それぞれの分子を、本来発現しているのとは反対側の領域に発現させた場合、網膜のそれぞれの領域から伸長した軸索は、視蓋上で本来投射する領域と反対の領域に投射することが明らかになった。この結果は、転写調節因子の網膜における領域特異的な発現が、すなわち、CBF-1が網膜の鼻側領域、CBF-2が網膜の耳側領域の、RGCの視蓋への投射における位置特異性を決定していることを示唆している。2)RGCの質的多様化本研究では、RGCのサブセット及び視蓋の一部の層を選択的に染色するモノクローナル抗体の単離と、その抗原分子の同定を目指した研究を行った。得られた抗体の内、TB4は、網膜視蓋投射の過程でRGC軸索の標的である視蓋において選択的にF層を染色した。この抗原は視蓋F層に投射するRGCのサブセットで発現している。いくつかの証拠から、この層特異的染色はRGCから視蓋への本抗原の輸送によるものと結論づけられた。cDNAクローニングによってこの抗原分子を同定したところ、エズリンであることが判明した。エズリンは、細胞表面に存在する免疫グロブリンスーパーファミリー細胞接着分子アクチンを中心とする細胞骨格系を架橋している分子である。エズリンがRGCのサブセットに発現し、その神経終末がシナプス結合する中枢に局在することは、神経軸索が特異的標的と結合を形成する際に何らかの重要な機能を有することが推定される。
骨髄球系細胞に特有のポドソーム制御機構と細胞遊走制御機構の解析

好中球やマクロファージといった骨髄球系細胞は,感染炎症応答の初期に,速やかに遊走・集積し,貪食,サイトカイン産生といった機能を介して生体防御に重要な役割を果たしている。好中球やマクロファージの細胞遊走と貪食の制御機構を理解するうえで,細胞骨格系の再構築とその制御機構を理解することは重要な課題の一つである。本研究では,抑制性レセプターLy49Qによる好中球およびヤクロフブージの新しい細胞骨格制御機構と細胞遊走制御機構を明らかにすることを目的として行った。材料として,Ly49Q.を発現しない骨髄球系細胞WEHI3にLy49Qの野生型および恒常的不活性型分子を発現させたトランスフェクタント,およびLy49Qの発現レベルが異なる亜集団から成るマクロファージ細胞株RAW264より樹立したLy49Q陽性および陰性クローンを用い,以下の点を明らかにした。(1)Ly49Qは膜表面でMHCクラスIとシス会合し,MHCクラスIと共に細胞内に取り込まれること。(2)Ly49Qの細胞内への取り込みの制御には細胞内領域のITIMが重要な働きをしていること。(3)Ly49Qはマクファナージの細胞接着および細胞極性形成に関与すること。(4)Ly49Qによる細胞接着および細胞極性制御にはITIMとそれに会合するフォスファターゼが重要な役割を果たすこと。これらの結果より,Ly49QとそのリガンドであるMHCクラスIは,マクロファージの細胞接着と細胞遊走を制御することが明らかとなった。
ラフパス解析に基づく非有界変動制御理論の開拓

本課題は,不規則雑音のような非有界変動過程が含まれるシステム(非有界変動システム)の安定化問題についての基礎理論を構築するための足固めを行うものである.より具体的には,ラフパス解析によって非有界変動システムのダイナミクスを記述し,同システムのリャプノフ安定論を展開するとともに,隠れたダイナミクスを陽に表す「修正項」を用いた制御戦略を開拓し,さらに外乱としての非有界変動信号による修正項を同定もしくはモデリング手法の構築を目指すものである.最終年度である平成30年度の主たる目標はラフパスを含む信号を加えた修正項制御による非ホロノミックシステムの安定化に端を発して、非線形制御システムにおける可制御性判定条件の拡張を実施することであった。これは概ね達成し、先行研究では判定ができなかったクラスの可制御性が判定できることを示した。また、修正項制御において発生してしまう「余計な修正項」についての検討を行い、ラフ信号を状態変数の値と連動させつつより細かく生成する(状態依存ラフパス)ことで所望の修正項のみを励起できる可能性について検討した。また、ラフ信号の高次化にも取り組み、高次チェインドシステムの安定化をするための状態依存ラフパスを設計し、数値シミュレーションにより有効性を確認した。また、確率システムをラフ信号で表した場合の従来理論との整合性についても検討を行い、確率システムが問題なくラフパス解析の理論体系で再構築可能なことを確認した。今年度の目標であった「ラフ信号による非線形制御システムの可制御性判定条件の緩和」が概ね達成されたため。ラフ信号による可制御性判定と安定化理論とを照らし合わせ、通常の常微分方程式システム(有界変動システム)との差異についてより詳しく調査する予定である。本課題は,不規則雑音のような非有界変動過程が含まれるシステム(非有界変動システム)の安定化問題についての基礎理論を構築するための足固めを行うものである.より具体的には,ラフパス解析によって非有界変動システムのダイナミクスを記述し,同システムのリャプノフ安定論を展開するとともに,隠れたダイナミクスを陽に表す「修正項」を用いた制御戦略を開拓し,さらに外乱としての非有界変動信号による修正項を同定もしくはモデリング手法の構築を目指すものである.初年度である平成28年度の目標はラフパス解析を用いたシステム表現(ラフ微分方程式)をダイナミクスとして持つようなシステムの平衡点におけるリャプノフ安定性を構築し,ラフ信号に基づく安定化がどのような条件下で起こるのかについて検討することであった.これらについて,まず確定システムと確率システムの安定性の違いについて明確にし,ラフ微分方程式におけるリャプノフ安定性は確率システムにおける概安定性と等しいことを示した.さらに,確率的ラフ信号を用いた安定化と確定的ラフ信号を用いた安定化が非ホロノミックシステムの安定化にもたらす基礎的な影響を,簡単な例題をもとに考察した.その結果,確率的ラフ信号の場合はリャプノフ関数に微分不可能性が必要なことが多いのに対し,確定的ラフ信号の場合は滑らかなリャプノフ関数が存在し易いのではないかという考察結果を得た.また,これらについて数値シミュレーションを行い,ラフ信号ならびに状態変数の変化の仕方を検討した.今年度の第一目標であった「ラフ微分方程式で表されたダイナミクスのリャプノフ安定論を構築する」という項目が達成されているため.本課題は,不規則雑音のような非有界変動過程が含まれるシステム(非有界変動システム)の安定化問題についての基礎理論を構築するための足固めを行うものである.より具体的には,ラフパス解析によって非有界変動システムのダイナミクスを記述し,同システムのリャプノフ安定論を展開するとともに,隠れたダイナミクスを陽に表す「修正項」を用いた制御戦略を開拓し,さらに外乱としての非有界変動信号による修正項を同定もしくはモデリング手法の構築を目指すものである.二年目である平成30年度の主たる目標はラフパスを含む信号を加えることで自在に「修正項」を設計し,それを用いて,制御が難しいクラスである非ホロノミックシステムの安定化を試みることであった.そこで,まずは非ホロノミックシステムにおける基礎的なクラスであるチェインドシステムならびに高次チェインドシステムの安定化問題を解いた.また,この手法が,当初予想していた通りに「近似アルゴリズム」の発展型,もっと言えば理論的には,この手法によって得られるシステムの解軌道が,微分方程式の「近似解」ではなく真の解であることを明らかにした.また,加えたラフ信号が,理論解析的にはその積分値の振幅が消失する「零標準ラフパス」から構成されていることを明らかにした.

さらに,ラフパス解析において最も盛んに行われている確率微分方程式システムと,本研究課題の中心である確定的ラフ信号が加えられたシステムとの比較を,平衡点のリャプノフ安定性に関して比較検討し,確率・確定システムの制御理論の統合を図る第一歩とした.今年度の第一目標であった「ラフ信号による非ホロノミックシステムの安定化」という目標が概ね予定通りの進捗となったため.本課題は,不規則雑音のような非有界変動過程が含まれるシステム(非有界変動システム)の安定化問題についての基礎理論を構築するための足固めを行うものである.より具体的には,ラフパス解析によって非有界変動システムのダイナミクスを記述し,同システムのリャプノフ安定論を展開するとともに,隠れたダイナミクスを陽に表す「修正項」を用いた制御戦略を開拓し,さらに外乱としての非有界変動信号による修正項を同定もしくはモデリング手法の構築を目指すものである.最終年度である平成30年度の主たる目標はラフパスを含む信号を加えた修正項制御による非ホロノミックシステムの安定化に端を発して、非線形制御システムにおける可制御性判定条件の拡張を実施することであった。これは概ね達成し、先行研究では判定ができなかったクラスの可制御性が判定できることを示した。また、修正項制御において発生してしまう「余計な修正項」についての検討を行い、ラフ信号を状態変数の値と連動させつつより細かく生成する(状態依存ラフパス)ことで所望の修正項のみを励起できる可能性について検討した。また、ラフ信号の高次化にも取り組み、高次チェインドシステムの安定化をするための状態依存ラフパスを設計し、数値シミュレーションにより有効性を確認した。また、確率システムをラフ信号で表した場合の従来理論との整合性についても検討を行い、確率システムが問題なくラフパス解析の理論体系で再構築可能なことを確認した。今年度の目標であった「ラフ信号による非線形制御システムの可制御性判定条件の緩和」が概ね達成されたため。初年度の第一目標が達成できたため,次年度では確定的ラフ信号を用いた非ホロノミックシステムの安定化について従来研究である「近似アルゴリズム」より簡便な設計手法を提案したい.また,その後は非線形システムの可制御性についてラフパス解析に基づく整理を行いたい.その他,ラフシステムについてのオブザーバを構築するための基礎準備を行い,必要に応じて超音波モータ等で実機実験を重ねたい.二年目の第一目標が達成できたため,次年度では非線形システムの可制御性に対する新しい知見を得るとともに,確定的ラフ信号を用いた線形化手法の構築にトライしたい.また,第二のテーマである,ラフシステムについてのオブザーバを構築するための基礎準備を行い,超音波モータ等で実機実験を重ねたい.ラフ信号による可制御性判定と安定化理論とを照らし合わせ、通常の常微分方程式システム(有界変動システム)との差異についてより詳しく調査する予定である。計画初年度ということもあり多くの使用が想定されていたが,予定していた国内会議・国際会議および学術論文誌での発表が次年度以降になってしまったこと,研究資材の調達が次年度にずれ込んだこと等による.(理由)予定していた国内会議・国際会議および学術論文誌での発表が次年度以降になってしまったこと,研究資材の調達が次年度にずれ込んだこと,ならびに効率的な金銭の使用等による.(使用計画)まずは遅れている国内会議および国際会議での発表を早急に実現させたい.また,研究資材を早々に調達し,学術論文誌での発表も充実させたい.(理由)予定していた国内会議・国際会議および学術論文誌での発表が次年度以降になってしまったこと,研究資材の調達が次年度にずれ込んだこと,ならびに効率的な金銭の使用等による.(使用計画)まずは遅れている国内会議および国際会議での発表を早急に実現させたい.また,研究資材を早々に調達し,学術論文誌での発表も充実させたい.まずは遅れている国内会議および国際会議での発表を早急に実現させたい.また,研究資材の調達も計画的に行いたい.その上で,成果を学術論文誌に掲載させたい.
誘電スペクトルの解析による心筋のリアルタイムなバイアビリティー評価法の確立

心臓移植における保存中のドナー心のリアルタイムかつ定量的なviability評価法の確立をめざし、誘電スペクトル法を用いて解析した心筋の電気的周波数特性の応用を検討することを研究目的とした。周波数特性を表現するパラメータであるloss tangentの極大値(tan δm)を、4°C生理食塩水と4°CUniversity of Wisconsin Solutionに浸漬保存した雑種成犬の心筋で経時的に8時間計測した。これを心筋内ATP含有量の推移と比較検討した。保存直後のtan δmを100とする%tan δmは,ATPの残存率と、両群でそれぞれ良好に相関していた(生食群: r^2=0.81、UW群: r^2=0.66)。さらに保存中の電気的周波数特性の変化と左室Emaxを指標とした移植後の心機能との関係について検討した。4°C生理食塩水に浸漬保存したブタの摘出心を用いた。保存中tan δmを経時的に計測し、その後異所性腹部心移植を行った。保存前5.5±0.5であったtan δmは保存中(150360分)、徐々に低下した。保存中に示した最低値即ち移植前後(3.8±0.8)と保存前に対する移植再灌流2時間後の左室Emaxの回復率は良好に相関していた(r=0.85)が、保存時間とは相関しなかった(r=0.37)。また、4°C生理食塩水に浸漬保存したブタの摘出心の電子顕微鏡による組織学的な変化とtan δmの推移との関係を検討した。tan δmの変化は心筋細胞の細胞膜の破壊の程度と関係づけられる可能性が示唆された。心筋の誘電スペクトルは、単純浸漬保存中の細胞障害を鋭敏に反映している。保存中にtan δを計測することにより、リアルタイムに心筋のviabilityを評価し得る可能性が示唆された。心臓移植における保存中のドナー心のリアルタイムかつ定量的なviability評価法の確立をめざし,誘電スペクトル法を用いて解析した心筋の電気的周波数特性の応用を検討することを研究目的とした.周波数特性を表現するパラメータであるloss tangentの極大値(tanδm)を,4°C生理食塩水と4°CUniversity of Wisconsin Solutionに浸漬保存した雑種成犬の心筋で経時的に8時間計測した.これを心筋内ATP含有量の推移と比較検討した.保存直後のtanδmを100とする%tanδmは,ATPの残存率と,両群でそれぞれ良好に相関していた(生食群:r^2=0.81,UW群:r^2=0.66).さらに保存中の電気的周波数特性の変化と左室Emaxを指標とした移植後の心機能との関係について検討した.4°C生理食塩水に浸漬保存したブタの摘出心を用いた.保存中tanδm経時的に計測し,その後異所性腹部心移植を行った.保存前5.08±1.05であったtanδm保存中(145350分),徐々に低下した.

保存中に示した最低値即ち移植前値(2.564.49)と保存前に対する移植再灌流2時間後の左室Emaxの回復率は良好に相関していた(r^2=0.78).また,4°C生理食塩水に浸漬保存したブタの摘出心の電子顕微鏡による組織学的な変化とtanδの推移との関係を検討した.tanδmの変化は心筋細胞の細胞膜の破壊の程度と関係づけられる可能性が示唆された.心筋の誘電スペクトルは,単純浸漬保存中の細胞障害を鋭敏に反映している.保存中にtanδを計測することにより,リアルタイムに心筋のviabilityを評価し得る可能性が示唆された.心臓移植における保存中のドナー心のリアルタイムかつ定量的なviability評価法の確立をめざし、誘電スペクトル法を用いて解析した心筋の電気的周波数特性の応用を検討することを研究目的とした。周波数特性を表現するパラメータであるloss tangentの極大値(tan δm)を、4°C生理食塩水と4°CUniversity of Wisconsin Solutionに浸漬保存した雑種成犬の心筋で経時的に8時間計測した。これを心筋内ATP含有量の推移と比較検討した。保存直後のtan δmを100とする%tan δmは,ATPの残存率と、両群でそれぞれ良好に相関していた(生食群:r^2=0.81、UW群:r^2=0.66)。さらに保存中の電気的周波数特性の変化と左室Emaxを指標とした移植後の心機能との関係について検討した。4°C生理食塩水に浸漬保存したブタの摘出心を用いた。保存中tan δmを経時的に計測し、その後異所性腹部心移植を行った。保存前5.5±0.5であったtan δmは保存中(150360分)、徐々に低下した。保存中に示した最低値即ち移植前値(3.8±0.8)と保存前に対する移植再灌流2時間後の左室Emaxの回復率は良好に相関していた(r=0.85)が、保存時間とは相関しなかった(r=0.37)。また、4°C生理食塩水に浸漬保存したブタの摘出心の電子顕微鏡による組織学的な変化とtan δmの推移との関係を検討した。tan δmの変化は心筋細胞の細胞膜の破壊の程度と関係づけられる可能性が示唆された。心筋の誘電スペクトルは、単純浸漬保存中の細胞障害を鋭敏に反映している。保存中にtan δmを計測することにより、リアルタイムに心筋のviabilityを評価し得る可能性が示唆された。
心筋細胞のcyclic AMP依存性クロライドチャネル調節機構の解明

心筋CI電流に対する交感神経性αおよびβ作用の干渉今回、心筋CI電流の交感神経性β作用による活性化は同じく交感神経性のα作用によって抑制を受けることを見出し、そのメカニズムについて検討した。モルモット心室筋細胞においてwhole cell clamp下にCI電流を測定した。α,βagonistであるnoradrenalineによって活性化されたCI電流は、α_1遮断薬(prazosin)添加により増大した。βagonistであるisoproterenol(ISO)によって活性化されたCI電流は、a_1 agonistのphenylephrine(PHE)によって抑制された。CI電流に対するISOの用量作用曲線をみると、K_<1/2>は対照時28nM、PHE(30mM)存在下で86nMであった。このようなα-β作用の相互干渉は、単一チャネルレベルでも確認された。すなわち、outside-out膜においてβ作用により活性化されたCIチャネル活動がPHEによって抑制されることが観察された。以上の結果は、心筋におけるβ作用によるCI電流活性化に対してα_1作用が抑制的に働くことを示す。一方、PHEはadenylate cyclaseのactivatorであるforskolinによって誘発されたCI電流に対しては効果を示さず、また、GTP_γSの細胞内負荷および一時的なβ刺激により持続的に活性化されたCI電流に対しても無効であった。これらの結果は、α_1刺激によるβ作用の減弱はadenylate cyclaseを介するものではないことを示す。PKCのactivatorであるTPAにはPHEのような作用はなく、また、PHEによるβ作用減弱効果は細胞内に20 mMBAPTAを負荷した場合にも存続した。すなわち、観察されたα_1作用にはPKCやCaイオンは関与していないと考えられる。