hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウマヘルペスウイルス1型レセプターの機能解析とそれを基盤とした感染予防法の検討

ウマ脳微小血管内皮細胞cDNAライブラリーより発現クローニングされたウマヘルペスウイルス1型(EHV-1)レセプター(ウマMHCクラスI分子A68)の機能を解析し、同分子がEHV-1のエンベロープ蛋白gDと相互作用するエントリーレセプターとして機能すること、ならびにN末端から173番目に位置するアミノ酸がレセプター機能に重要であることを明らかにした。加えてA68遺伝子導入マウスの作製と、可溶性A68分子の感染阻害効果に関する検討を行った。ウマヘルペスウイルス1型(EHV-1)はアルファヘルペスウイルス亜科に属し、ウマに呼吸器症状、流産、脳脊髄炎を惹き起こす。臨床上特に問題となる流産と脳脊髄炎では、妊娠子宮、中枢神経系特異的に血管内皮細胞へのウイルス感染が生じ、それに続発する血管炎、血栓形成、循環障害が病態発生に大きな役割を果たしている。従って、血管内皮細胞へのウイルス感染は流産、脳脊髄炎の発症において最も重要なステップであるにも関わらず、その感受性を規定するウイルスレセプターに関しては不明な点が多い。本研究では、ウマ脳血管内皮細胞からクローニングしたEHV-1レセプターの機能解析を行い、レセプター遺伝子導入によるマウスモデルの作製とウイルスエンベロープ蛋白-レセプター相互作用を利用した感染予防法の検討を行う。ウマ脳血管内皮細胞よりクローニングしたEHV-1レセプター(以下EHVRと略す)の機能を解析する目的で、平成20年度は以下の実験を行った。ウマ皮膚線維芽細胞由来細胞株E.DermよりRT-PCR法を用いてEHVRのホモログ分子を2種類クローニングし、レセプターとして機能しないホモログの細胞外ドメインと、EHVRの細胞外ドメインとの置換変異体を作製した。これらをEHV-1非感受性細胞NIH3T3で一過性に発現させ、EHV-1に対する感受性を比較検討したところ、EHVRに存在する3個の細胞外ドメインのうち、アミノ末端より2番目のドメインがレセプター機能に重要な役割を果たすことが明らかになった。アルファヘルペスウイルスではエンベロープ蛋白gDが細胞への吸着・侵入に関与すると考えられている。EHV-1のgD遺伝子をクローニングし、昆虫細胞発現系を用いて膜貫通領域を欠いた分泌型可溶性蛋白を作製した。EHVRを安定発現させたNIH3T3細胞を調製し、可溶性組換えgDで細胞を前処理した後にウイルスを感染させたところ、感染阻害効果は認められず、gD以外のエンベロープ蛋白がEHVRのリガンドとなる可能性が示唆された。in vivoにおける病原性への関与を検討する目的で、ウマ体内におけるEHVR遺伝子発現組織の検索を行った。Northern hybridizationでは、検索したすべての臓器においてEHVRのシグナルが検出された。脳、肺をin situ hybridizationにより解析した結果、脳血管内皮細胞と細気管支上皮細胞にEHVRのシグナルが検出された。現在、EHVR遺伝子導入マウスの作製に適したプロモーター、エンハンサーの検討を行っている。ウマ脳血管内皮細胞よりクローニグしたEHV-1レセプター(以下EHVRと略す)の機能を解析する目的で、平成21年度は以下の実験を行った。EHVRを安定発現させたNIH3T3細胞(3T3-EHVR細胞)とEHV-1感受性細胞株であるCHO細胞、RK13細胞におけるウイルス侵入様式を比較解析した。EHV-1のCHO細胞への侵入はエンドサイトーシスを介するのに対し、RK13細胞への侵入は細胞膜とウイルスエンペロープ膜の直接融合によることが過去に報告されている。これら細胞のエンドサイトーシスをATP枯渇により阻害し、EHV-1の細胞内侵入に及ぼす影響を調べた。その結果、3T3-EHVR細胞におけるウイルス侵入量はCHO細胞と同様に減少し、一方で、RK13細胞においてウイルス侵入の阻害は認められなかった。従って、EHV-1はエンドサイトーシス経路を利用して3T3-EHVR細胞に侵入することが明らかとなった。HSV非許容細胞であるCHO-K1細胞にEHVRを一過性発現させ、ヒト単純ヘルペスウイルス(HSV)を感染させたが、HSVに対する感受性は認められなかった。従って、EHVRはHSVに対してはレセプターとして機能しないと考えられた。Northern hybridizationによる検索で、EHVRはウマ体内においてほとんど全ての臓器に発現することが明らかとなっている。より自然宿主に近い病態を再現するマウスモデルを作成するため、導入遺伝子をubiquitousに発現させるプロモーターを使用してEHVR遺伝子導入マウスを作製し、系統の樹立を現在行っている。以上に加え、EHV-1が細胞内侵入の際に利用するエンドサイトーシス経路は細胞株によって異なることを明らかにし、報告した。ウマ脳血管内皮細胞よりクローニングしたウマヘルペスウイルス1型(EHV-1)レセプター(EHVR)の機能を解析する目的で、平成22年度は以下の実験を行った。

なお、申請者らがEHVRとしてクローニングした分子A68 (DDBJ accession number AB525079)はウマ主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI遺伝子重鎖であり、本年度に論文公表したため、以下では分子名を特定して記載する。マウスH-2プロモーターを使用したA68遺伝子導入マウスを平成21年度に作製し、平成22年度はその系統樹立を試みた。最終的に得られた1系統に関し、ヘテロ雄とヘテロ雌の交配により得られた産仔をgenotypingした結果、トランスジーン陽性個体は全てヘテロ接合体であり、ホモ接合体の作出が非常に困難であることが判明した。6週齢のA68遺伝子導入マウス(ヘテロ個体)ならびに対照マウス(同腹のトランスジーン陰性個体)に4×10^6PFUのEHV-1を経鼻接種し、接種後5日目、10日目の肺を病理組織学的に検索した。その結果、対照マウスに比較して、A68遺伝子導入マウスにはより重度の肺炎像が観察された。以上に加え、ウマMHCクラスIのリガンドとなるウイルスエンベロープ蛋白を同定する目的で、細胞への感染に必須であるglycqprotein D (gD)の細胞外ドメインとヒトIgGI Fc領域との融合蛋白(gD-Ig)を作製し、解析に用いた。A68を安定性発現させたNIH3T3細胞へのEHV-1感染はgD-Igおよび抗gDポリクローナル抗体によって阻害された。また、gD-IgはA68分子に特異的に結合することが免疫沈降法により確認された。これにより、ウマMHCクラスIがEHV-1 gDをリガンドとするエントリーレセプターであることが明らかとなり、報告した。ウマ脳血管内皮細胞よりクローニングしたウマヘルペスウイルス1型(EHV-1)レセプター(ウマMHCクラスI分子A68)の機能を解析する目的で、平成23年度は以下の実験を行った。48週齢のA68遺伝子導入マウスに様々なウイルス力価でEHV-1を経鼻感染、腹腔内感染させたが、脳脊髄炎を惹起できなかった。自然宿主である馬において、EHV-1は末梢血単核球(PBMC)に感染し、感染PBMCによる細胞随伴性ウイルス血症が、ウイルスの体内播種に重要な役割を果たす。導入遺伝子のN末端側に付加したFLAGタグを認識する抗体を使用し、A68遺伝子導入マウスのPBMCをFACS解析したところ、A68分子の細胞表面発現が認められなかった。従って、本研究で作製されたA68遺伝子導入マウスのPBMCはウイルス感受性を有さず、これに起因する細胞随伴性ウイルス血症の欠如が、中枢神経系の血管内皮細胞へのウイルス伝播を妨げていると考えられた。ウマMHCクラスI分子のN末端から173番目のアミノ酸がEHV-1gDとの結合ならびにレセプター機能に重要な役割を果たし、同部位にアラニン等の疎水性アミノ酸を有するサブセットがレセプターとして機能することが明らかとなり、報告した。A68の細胞外領域とヒトIgGlFc領域との可溶性融合蛋白(A68-Ig)
フローサイトメトリーを用いた水産増養殖場における底泥細菌の群集構造解析と底質改善

本研究の目的は、フローサイトメータや蛍光分光光度計などの光学的手法を細菌の動態解析に応用し、環境評価や環境改善に役立てることである。この目的のために、本研究では以下の通り、室内実験と現場調査の2つに分けて作業を進めた。室内実験では、これまで大腸菌をモデルとしてその環境適応を知るために、細胞内のタンパクを蛍光抗体法を利用して解析する方法を確立することから開始した。そのため本研究費で購入した蛍光分光光度計を活用して、抗体の蛍光強度やスペクトルの測定を行なった。結果として大腸菌においてはシグマタンパクなど環境適応の分子機構を蛍光抗体法で測定することができ、底泥や水の現場の細菌に応用できる見通しがついた(論文1,2)。現場実験ではフローサイトメータを活用した微生物の群衆構造の把握から開始した。底泥の細菌を直接フローサイトメータで計数するためには各細菌の抗体を作成しなければならないので、その手始めとして水中および底泥中のピコプランクトンの計数から着手した。その結果、自家蛍光をもつピコプランクトンをその蛍光の違いによって識別できることができ、各細菌に対する抗体ができ次第、細菌群の構造解析ができる見通しがついた(論文3,4,5)。また、鹿児島湾の約60ヶ所から試料を採取し、底質および水質について分析を行なった。その結果、鹿児島湾の富栄養化の進行の程度は大きく、早急な対応策が必要なことを指摘した(論文6,図書1,2,新聞報道等)本研究の目的は、フローサイトメータや蛍光分光光度計などの光学的手法を細菌の動態解析に応用し、環境評価や環境改善に役立てることである。その結果、鹿児島湾の富栄養化の進行の程度は大きく、早急な対応策が必要なことを指摘した(論文6,図書1,2,新聞報道等)本年度は底泥の一般的性質の把握と、フローサイトメトリーによる底泥細菌の識別手法の確立を目指した。得られた結果は以下のとおりである。1.鹿児島県下の養殖場29個所の底泥試料をKK式コアサンプラーによって採取した。3.SOD値と硫化物濃度を比較すると、SOD値が高いところでの硫化物濃度には、高濃度と低濃度の二つの傾向が見られた。これには、化学的酸素消費と微生物学的酸素消費のいずれが酸素消費に大きく関わるかに関係していると推測される。4.底質指標細菌としての硫酸還元菌、硝化細菌、脱窒細菌、メタン細菌の菌数と化学的な指標との間にはよい相関は得られていない。5.今後は抗体や色素を応用して各細菌の計数精度を向上させるとともに現場の底質データの蓄積を行う予定である。また、鹿児島湾の約60ケ所から試料を採取し、底質および水質について分析を行なった。その結果、鹿児島湾の富栄養化の進行の程度は大きく、早急な対応策が必要なことを指摘した(論文6,図書1,2,新聞報道等)
加齢と全身麻酔が体内時計に与える影響；遺伝子改変マウスを用いた時間生物学的解析

睡眠や覚醒など様々な生理機能には約24時間のリズムがあり、生物が普遍的に備える「体内時計」によって制御されている。「体内時計」は律動的に発現する時計遺伝子が、調和のとれた生体機能を生み出す一連のシステムを指している。一方、多くの疾病には発症や悪化をきたしやすい時間帯があることから、医療の分野では時間生物学的な知見を取り入れた時間医学の概念が提唱され、疾患の予防や治療に生かそうとする試みが始まっている。このような背景の中、全身麻酔薬が「体内時計」に与える影響が動物実験により検討され、メカニズムの詳細は不明だが、全身麻酔薬が「体内時計」の中枢である視交叉上核の時計遺伝子発現に影響を及ぼすことが挙げられている。一方、高齢社会の進展とともにエイジング(加齢)に関する研究も盛んに行われ、視交叉上核の働きは加齢とともに減弱するという結果も発表されている。そこで、加齢によって視交叉上核の機能が減弱している状態に、全身麻酔薬が作用することで、体内時計機構に顕著な不調和が発生し術後合併症として現れているのではないか?と考え、麻酔薬と加齢・時計遺伝子の関係を確認することを目的とした。昨年度は、まず、時間生物学的な実験を行う上で、当研究室のみで単独使用できる動物室を確保し、厳密な光・温度・湿度条件の管理下にて、実験用マウスを維持できる環境を整備した。マウスを飼育する際の何気な環境の変化やイベント(暗期における光暴露や餌・水切れなど)が、マウスの生命活動全般にわたるリズムに影響を与えうるため、時計遺伝子を評価する上で、これらの条件を厳密に管理することが実験の第一歩として必須だからである。本研究を展開するための準備期間に想定以上の時間を要してしまったが、今年度からは本格的に研究を開始する。昨年度は、時間生物学的な実験を行う上で、当研究室のみで単独使用できる動物室を確保し、厳密な光・温度・湿度条件の管理下にて、実験用マウスを維持できる環境を整備した。マウスを飼育する際の何気な環境の変化やイベント(暗期における光暴露や餌・水切れなど)が、マウスの生命活動全般にわたるリズムに影響を与えうるため、時計遺伝子を評価する上で、これらの条件を厳密に管理することが実験の第一歩として必須なためだったが、この研究セットアップに想定以上に時間がかかってしまった。しかし、本年度からは申請通り研究を開始する予定である。1)10週齢(=Young群)の雄性マウス(PER2::LUCノックインマウス)を、室温23 ±1°Cの静穏な施設において、自由給水・自由摂食、12時間ごとの明暗サイクル条件下で飼育し、輪廻し活動を2週間にわたり計測する。2)暗期開始時(マウスの活動期)に、short; 2時間、long; 10時間の全身麻酔を、セボフルラン群とデスフルラン群に分けて行う。3)全身麻酔後に摘出した視交叉上核を、細胞培養液に入れ、1週間にわたり発光リズムを計測する。または、再び輪廻し活動を記録する。4)コントロール群では、全身麻酔の行程を除き同様の実験を行う。5)70週齢(=Old群)の雄性マウスを用い、上記と同様の方法で実験を行う。この際、輪廻し活動を記録する群のマウスは、上記で使用した10週齢マウスを70週齢になるまで飼育することで、同一個体での加齢変化が比較可能となる。6)得られたデータより、Old群とYoung群を比較し、「体内時計」に影響を及ぼす外的因子;全身麻酔薬の種類と麻酔時間、内的因子;加齢変化について検討する。7)以上の結果をまとめ、学会報告及び論文発表を行う予定である。

昨年度は、時間生物学的な実験を行う上で、当研究室のみで単独使用できる動物室を確保し、厳密な光・温度・湿度条件の管理下にて、実験用マウスを維持できる環境を整備した。マウスを飼育する際の何気な環境の変化やイベント(暗期における光暴露や餌・水切れなど)が、マウスの生命活動全般にわたるリズムに影響を与えうるため、時計遺伝子を評価する上で、これらの条件を厳密に管理することが実験の第一歩として必須なためだったが、この研究セットアップに想定以上に時間がかかってしまった。しかし、本年度からは申請通り研究を開始する予定である。1)10週齢(=Young群)の雄性マウス(PER2::LUCノックインマウス)を、室温23 ±1°Cの静穏な施設において、自由給水・自由摂食、12時間ごとの明暗サイクル条件下で飼育し、輪廻し活動を2週間にわたり計測する。2)暗期開始時(マウスの活動期)に、short; 2時間、long; 10時間の全身麻酔を、セボフルラン群とデスフルラン群に分けて行う。3)全身麻酔後に摘出した視交叉上核を、細胞培養液に入れ、1週間にわたり発光リズムを計測する。または、再び輪廻し活動を記録する。4)コントロール群では、全身麻酔の行程を除き同様の実験を行う。5)70週齢(=Old群)の雄性マウスを用い、上記と同様の方法で実験を行う。この際、輪廻し活動を記録する群のマウスは、上記で使用した10週齢マウスを70週齢になるまで飼育することで、同一個体での加齢変化が比較可能となる。6)得られたデータより、Old群とYoung群を比較し、「体内時計」に影響を及ぼす外的因子;全身麻酔薬の種類と麻酔時間、内的因子;加齢変化について検討する。7)以上の結果をまとめ、学会報告及び論文発表を行う予定である。【理由】今年度は、本研究に関連する学会参加のため、旅費の計上が多くなったが、並行して遺伝子組換えマウスの維持管理費や、遺伝型判定のための測定機器一式、免疫組織化学染色法によるタンパク同定および定量関連試薬、一般試薬、外科用処置セット、などを購入した。しかし、次年度も実験継続のために今年度と同等の維持費がかかると予想されるため、大型の機器は別予算から計上し、当該研究費は次年度分の実験継続のための資金として予算配分をしたことにより、次年度使用額が生じた。【使用計画】今年度は、遺伝子組み換えマウスの維持管理費用の他、遺伝型判定のための測定機器一式、免疫組織化学染色法によるタンパク同定および定量関連試薬、一般試薬などを購入予定である。これらに加え、共同研究先との研究打ち合わせ、関連学会、勉強会などへの参加、さらには論文投稿料として使用する計画である。
免疫機能低下を指標とした人工心肺操作の最適化に関する研究

本研究では、免疫系における心臓手術での体外循環の影響を明らかにするために、リンパ球機能に着目し、リンパ球の幼若化能について検討した。Phytohemagglutinin(PHA)刺激において、人工肺あり群と人工肺なし群では人工肺あり群に有意にリンパ球幼若化能低下が見られた。血液回路閉鎖群と血液回路開放群では差は見られなかった。また、人工肺へのガス吹送あり群とガス吹送なし群とでも差は見られなかった。【目的】本年度は、人工心肺材料として人工肺とリザーバに着目し、ex vivoにおいて人工肺の有無でのリンパ球機能とリザーバ内の空気接触の有無でのリンパ球機能について検討した。【方法】ブタ血液をHt30%にし、この血液を34°Cにて保存したもの(34°C群)、リザーバと血液回路のみで循環させたもの(人工肺なし群)と血液回路に人工肺を組み込み循環させたもの(人工肺あり群)を比較対象とし、またソフトリザーバから空気を抜いて循環させたもの(閉鎖回路群)とソフトリザーバに空気を入れて循環させたもの(空気接触群)を比較対象とした。循環時間は3時間、流量は3l/minで循環させた。それぞれの各群より得られた血液からリンパ球を分離し、リンパ球のmitogenであるConcanavalinA(ConA)を添加したもの、Phytohemagglutinin(PHA)を添加したものと無刺激のものを48時間培養した。その後、WST-8を加えてそれぞれの吸光度を測定し、培養前の吸光度と比較することで、増殖能を評価した。【結果】人工肺の有無の違いによるリンパ球増殖能は、ConA刺激、PHA刺激とも、34°C群、人工肺なし群、人工肺あり群の順に低下し、PHA刺激では人工肺なし群、人工肺あり群の間に有意差が見られた。空気接触の有無の違いによるリンパ球増殖能はConA刺激、PHA刺激ともに有意差はなかった。【考察、結語】このことからリンパ球は体外循環により機能は低下するが、そのほとんどはリザーバでの空気接触によるものではなく、循環による血液回路、人工肺など人工肺材料の接触で影響が受けると考えられる。【目的】本年度は、ex vivoにおいて人工肺におけるガス交換でのリンパ球機能について検討した。【方法】ブタ血液をHt 30%にし、この血液を34°Cにて保存した"34°C群"と、血液回路に人工肺を組み込み、人工肺のガス側を閉鎖した"人工肺吹送なし群"と血液回路に人工肺を組み込み、人工肺のガス側に空気を吹送させた"人工肺吹送あり群"に分類し比較対象を行った。循環時間は3時間、循環温度34°C、血流量は3l/min循環させた。また、人工肺吹送なし群のガス側は窒素で充填して閉鎖し空気の接触がないようにし、人工肺吹送あり群の空気流量は2l/minで行った。それぞれの各群より得られた血液からリンパ球を分離し、リンパ球のmitogenであるConcanavalinA (ConA)を添加したもの、Phytohemagglutinin (PHA)を添加したものと無刺激のものを48時間培養した。その後、WST8を加えてそれぞれの吸光度を測定し、培養前の吸光度と比較することで、増殖能を評価した。【結果】、PHA刺激において34°C群に比べ人工肺吹送なし群と人工肺吹送あり群で有意に低下した。しかし、人工肺吹送なし群と人工肺吹送あり群との間ではConA刺激、PHA刺激ともに有意差は見られなかった。【考察、結語】このことからリンパ球は体外循環により機能は低下するが、人工肺のガス交換での影響が受けないと考えられる。
地域の全体最適を目指した減災ケアの可視化とツールの開発

本研究の目的は、災害時の水・食糧・生活環境・健康に関する「人・場所・時間」データを構造化し、地域の全体最適を目指した減災ケアの情報共有モデルを構築することである。情報の確実性評価と災害時に有効な手段を検討するために、岡山県倉敷市において、避難所の位置・名称情報の同定と地図情報システム上への表出を行った。指定避難所以外の避難、車中泊の多様化のほか、個人・家族の状況を改善するために、避難先を変えたり、自宅や親戚宅を行き来する行動が見られ、全体像を把握することの課題が明らかになった。減災ケアのニーズ情報をケア提供者別、対象者別、ケア提供場面及び時期別に分類し項目化する。「水・食糧・生活環境・健康」に関して、必要最小限の基礎情報項目を抽出した。既存の避難所アセスメント票、保健医療アセスメント票、避難所連絡票、及びWHO-EMSを比較し、共通の項目を検討したところ、先行研究で得られている水・食料・生活環境・健康を軸に見たところ、避難所の重要な視点として水問題を衛生問題として抱合的に捉えることが必要であると考えられた。これらの中の個々の単語について、分野を越えた情報交換や時系列で連結できるように、表記・意味を統一化した共通語彙案とするための操作的定義として、WHOが示す国際機能分類(ICF)を用いることとした。有効なデータの抽出法を検討するために、決められたアセスメント項目以外の情報共有者(行政・災害対策本部や保健医療支援者等)に関しても、2019年度の水災害に着目し、実際の活動における会話や会議録などを収集した。情報共有者を一つの組織と見立て、組織全体を通じた業務・システムの最適化を図るため、高知市を対象に災害対策本部における情報共有訓練への参加、及び情報伝達のシミュレーション実験を行った。昨年度は災害が多発し、その中で様々な課題が明らかになった部分もあり、当初予定していた点ができなかった部分もあり、方法や対象の変更もあったが、概ね予定通りである。昨年の研究の中で、災害時の情報の運用、利活用に関わる点での合意形成や目標設定が必要であるとわかった。平成31年度はまず減災ケア情報共有システムのプロトタイプを作成する。一方で、実用可能な運用を検討するために、昨年情報収集した岡山県倉敷市において、エスノグラフィとしてリアルな時間軸、課題を想定して描写し、(1)業務体系、(2)データ体系、(3)分析体系、(4)利活用体系に分け、業務とシステムの現状とゴールを整理し、実用可能なケアのための情報の創出、共有、運用を検討したい。その中で、現行の情報技術で効率的に伝達できる情報項目を選別し、適切な伝達手順と仕組みを検討し、地域の看護職を対象に教育を通して実装に向け検討する。
シュタルクビート分光法による電子励起状態の電気双極子モーメントの測定

本研究は、レーザー光の持つコヒーレントな性質を利用した量子ビート分光法とシュタルク効果の組み合わせからなる高分解能分光法(いわゆるシュタルクビート分光法)を用いて電子励起状態における分子の電気双極子モーメントの精密測定を行うことが目的である。その為には分子の個々の電子振動回転準位を励起し、外部電場の関数として蛍光減衰曲線を測定する必要がある。そこで超音速ビーム発生装置を改良し透明電極を取付けた。この平行、平面電極の中心を分子ビームおよびレーザービームが交差するように配置し、透明電極を通過する蛍光を電場の関数として測定できるように実験装置を改良した。この実験系を用いて代表的な三原子分子であり環境問題からもその光化学反応が重要視されている二酸化硫黄および代表的なアザ芳香族分子であるピリミジンの電子励起状態における電気双極子モーメントの測定を試みた。また観測されるシュタルクビートの帰属を明らかにするために、励起光および観測光の偏光方向を色々変えて測定を行った。その結果二酸化硫黄のA^1A_2←X^1A_1遷移のクレメンテのEレターバンドと呼ばれている振電バンドの^rR_0(0)回転線励起で得られるシュタルクビートから励起状態での電気双極子モーメントは2.66デバイと求められた。この値は基底電子状態での値(1.633デバイ)よりもはるかに大きい。またピリミジンのS_1←S_0遷移の0-0バンドのR(0)およびR(1)回転線を励起して得られたシュタルクビートからこの分子のS_1励起状態での電気双極子モーメントは、0.58デバイと得られ基底状態での値よりもはるかに小さいことがわかった。これはこの吸収がπ^*←n遷移であることと対応する。
ダイズ品質・収量の空間変動を是正し実需者のニーズに応える可変量管理の実証

品質・収量の向上と安定化が急務である水田作ダイズを対象に、その品質・収量の圃場間・圃場内変動を是正する栽培管理(Precision Crop Management;PCM)の設計と実証を西日本の複数の集落営農で実施することを目指し、品質としてタンパク含量を取り上げ、先行研究の成果を活用し、作物の生育特性や土壌特性の圃場間・圃場内変動が作物の生長を介して収量と品質の変動を規定する機構に基づいたPCMを地域ごとに設計するために、研究分担者などが開発した可変播種同時施肥機などを用いてPCMを実施し、PCMの実証では変動の是正による品質・収量の高位安定生産と、PCMで是正された品質変動に基づく区分収穫の効果を各集落営農組織・実需者らと共に評価し、その結果をフィードバックすることで実効性の高いPCMの開発と普及を目指した。具体的には、1奈良、石川、山口の各県において栽植密度の異なる試験区を設け研究を実施した。2個体密度(栽植密度と一株個体数)と苗立ち時の地上部重・窒素保有量、開花始期と着莢期、および成熟期の地上部重と窒素保有量を実測とリモートセンシングにより測定した。3品質と収量を枝条別に測定した。5実需者のニーズを幅広く収集するために、近畿地域のダイズ生産と実需者の現状に詳しい研究協力者北尾幸吉雄氏((株)北尾吉三郎商店代表取締役)から情報提供を受けた。アウトリーチ活動として、平成29年度近畿産大豆生産・需要拡大協議会講演会(近畿農政局)で研究内容を報告した。品質・収量の向上と安定化が急務である水田作ダイズを対象に、その品質・収量の圃場間・圃場内変動を是正する栽培管理(Precision Crop Management;PCM)の設計と実証を西日本の複数の集落営農で実施するための現地研究を行い、基礎的データを得ることができた。得られた成果を活用し、作物の生育特性や土壌特性の圃場間・圃場内変動が作物の生長を介して収量と品質の変動を規定する機構に基づいたPCMを地域ごとに設計する。PCMの実証では変動の是正による品質・収量の高位安定生産と、PCMで是正された品質変動に基づく区分収穫の効果を各集落営農組織・実需者らと共に評価し、その結果をフィードバックすることで実効性の高いPCMの開発と普及を目指す。
金属間化合物―固溶体ハイブリッドアロイを用いた高効率触媒系の開発とその学理の構築

2018年度においては、排ガス浄化反応系に着目し、その中の重要な反応であるNO-CO反応に対し、既に高いN2選択性を示すことが判明しているPdIn金属間化合物触媒のInを一部第三金属で置換したPd(In1-xMx)(M = Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga)の触媒性能を検討した。その結果、M = Cuとした場合にN2選択性を低下することなく、NO転化率が劇的に向上することが判明した。また、EXAFS、STEM-EDS、CO吸着FT-IRを用いた多角的なキャラクタリゼーションにより、ハイブリッドアロイ構造を有する合金ナノ粒子が実際に構築されていることを実証した。一方で、その他の金属で置換した場合には活性向上は見られず、本現象はCu置換において特異的に見られることが分かった。さらにCu置換量を変化させ最適化した結果、x = 0.67の場合に最も高い活性が得られることが判明した。また反応条件を最適化した結果、200°Cの低温条件下において、NO転化率100%、N2選択率100%を達成した。これは金属触媒を用いて達成された世界初の例である。さらに、詳細な反応機構解析やDFT計算を用いた検討から、触媒性能向上に対するInおよびCuの効果を原子レベル、素過程レベルで明らかにした。本結果は化学分野におけるトップジャーナルに論文として掲載され(Chemical Science, 2019, 10, 4148-4162)、掲載号のバックカバーにも選定された。またこれらに加え、当初の研究計画で予定していたPd3Pb上でのアミン酸化によるイミン合成の系に対し、Pdの一部を種々の金属に置換したハイブリッドアロイ触媒を用いて触媒探索を行った。その結果、Pdの一部をAuに置換した(Pd0.5Au0.5)3Pbを用いた場合に、触媒活性が大幅に向上することを見出した。当初の計画で予定していたアミン酸化の系においてハイブリッド化により触媒活性向上が可能な金属の組み合わせを見出した。また、当初の計画で予定していなかったNO-CO反応の系において、ハイブリッドアロイをベースとした触媒設計により極めて高性能な触媒を開発するとともにその作用機構を詳細に解明した。DFT計算を含めた詳細な検討により、ハイブリッドアロイの触媒化学に関する学理構築を大幅に推進することが出来た。以上の進捗状況から、本研究は当初の計画以上に順調に進展していると判断した。本年度は対象反応として、メチルシクロヘキサン脱水素およびアミン酸化に着目し、これらの系において高効率な触媒の開発をハイブリッドアロイの概念をベースに行う。具体的には、メチルシクロヘキサン脱水素においては、これまでの検討から、Pt3Inが高い選択性・耐久性を示すことおよび、Pt3Feが高い触媒活性を示すことを見出している。そこでこれらをハイブリッドさせた、Pt3(In0.5Fe0.5)を開発し、活性、選択性、耐久性全てにおいて優れた特性を示す高性能触媒を開発する。またアミン酸化においては、既にPd3Pbより高い活性を示すことを見出している(Pd0.5Au0.5)3Pbに関して、Auの置換量や担体の最適化を行い、更なる触媒の高性能化を達成する。また、いずれの系においても、反応機構を詳細に解析することでハイブリッド化がどのようにして性能向上に寄与しているかを明らかにする。さらにDFT計算による詳細な検討も加えることにより、原子レベル・素過程レベルでこの現象を解明することで、最終目標であるハイブリッドアロイの触媒化学における詳細な学理を構築すると共にその深化を図る。今年度は、自動車排ガス浄化反応のひとつであるNO-CO反応に着目し、200°C以下の低温領域で高いN2選択性を示す高性能Pd系合金触媒の開発に着手した。Pd系触媒は特に200°C以下の低温領域において、地球温暖化係数の極めて高いN2Oが副生成物として、高い割合(N2O選択率6070%)で生成するため、N2Oの生成を抑え、N2の選択性を高める必要がある。種々のPd系合金を検討した結果、Al2O3に担持したPdInが本反応に高い選択性を示すことを見出した。一方でInの添加は触媒活性(NO転化率)を低下させることが判明したため、PdInの高いN2選択性を維持したままNO転化率を向上させる触媒設計を次に行った。そこでInの一部を第3金属で置換するハイブリッドアロイ構造の適用を検討し、PdIn/Al2O3に様々な第3金属を添加しその効果を検討した結果、Cuの転化により、触媒活性を大幅に向上させることができ、高いNO転化率、N2選択性を両立できることを見出した。Pd(In0.33Cu0.67)/Al2O3は150200°Cの低温領域でGHSV=30,000h-1の条件において、NO転化率100%、N2選択率100%(N2収率100%)を達成し、Pd系触媒を用いて低温におけるNOxの完全分解に初めて成功した。またこれ以外にも、RhBi/SiO2がジエン類の位置選択的水素化反応において、高い末端C=C結合選択性を示すことを見出した。本触媒は位置選択性だけでなく、目的生成物であるアルケンの逐次水素化を抑制する高い化学選択性をも兼ね備えていることが判明した。

またDFT検査員を含む詳細な反応機構研究から、表面の特異的原子配列(一次元に配列したRh)および原子半径の大きなBiの立体障害により、内部C=C部位の吸着が抑制され、高い選択性が発現することが示された。本研究の主目的であるハイブリッドアロイ構造を適用した触媒設計により、劇的な触媒性能の向上を達成することに成功した。これは当初の目標を十分にクリアしているものであり、計画は順調に進展していると判断できる。またそれ以外にもRhBiの系で非常に興味深い触媒特性の発見とその発現メカニズムの解明を達成し、その成果をトップジャーナルに掲載するまでに至った。以上の成果から、本研究は当初の計画以上に進展していると判断できる。2018年度においては、排ガス浄化反応系に着目し、その中の重要な反応であるNO-CO反応に対し、既に高いN2選択性を示すことが判明しているPdIn金属間化合物触媒のInを一部第三金属で置換したPd(In1-xMx)(M = Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga)の触媒性能を検討した。その結果、M = Cuとした場合にN2選択性を低下することなく、NO転化率が劇的に向上することが判明した。また、EXAFS、STEM-EDS、CO吸着FT-IRを用いた多角的なキャラクタリゼーションにより、ハイブリッドアロイ構造を有する合金ナノ粒子が実際に構築されていることを実証した。一方で、その他の金属で置換した場合には活性向上は見られず、本現象はCu置換において特異的に見られることが分かった。さらにCu置換量を変化させ最適化した結果、x = 0.67の場合に最も高い活性が得られることが判明した。また反応条件を最適化した結果、200°Cの低温条件下において、NO転化率100%、N2選択率100%を達成した。これは金属触媒を用いて達成された世界初の例である。さらに、詳細な反応機構解析やDFT計算を用いた検討から、触媒性能向上に対するInおよびCuの効果を原子レベル、素過程レベルで明らかにした。本結果は化学分野におけるトップジャーナルに論文として掲載され(Chemical Science, 2019, 10, 4148-4162)、掲載号のバックカバーにも選定された。またこれらに加え、当初の研究計画で予定していたPd3Pb上でのアミン酸化によるイミン合成の系に対し、Pdの一部を種々の金属に置換したハイブリッドアロイ触媒を用いて触媒探索を行った。その結果、Pdの一部をAuに置換した(Pd0.5Au0.5)3Pbを用いた場合に、触媒活性が大幅に向上することを見出した。当初の計画で予定していたアミン酸化の系においてハイブリッド化により触媒活性向上が可能な金属の組み合わせを見出した。また、当初の計画で予定していなかったNO-CO反応の系において、ハイブリッドアロイをベースとした触媒設計により極めて高性能な触媒を開発するとともにその作用機構を詳細に解明した。DFT計算を含めた詳細な検討により、ハイブリッドアロイの触媒化学に関する学理構築を大幅に推進することが出来た。以上の進捗状況から、本研究は当初の計画以上に順調に進展していると判断した。今後は今回見出されたPdIn系触媒をベースに、NO-CO反応以外の様々な排ガス浄化反応(例えばNO-CO-O2、NO-CO-O2-C3H6、NO-H2反応など)に本触媒系を適用し、第二金属、第三金属、およびその組成比を各反応において最適化することで、高効率な触媒反応系群を開発していく予定である。
超微細テキスチャリングによる耐摩耗硬質皮膜のナノ摩擦低減制御法の確立

ナノ・マイクロトライボロジーの分野において未だ解決されていない「耐摩耗性と摩擦力の極小化」の両特性を併せ持つ機能性表面の創成と,低摩擦発現メカニズムの解明及びその制御パラメータの確立を目指す.平成17年度は,フェムト秒レーザによる超微細テキスチャリングと環境制御下での凝着力測定に主な課題として研究を行った.平成18年度は,低摩擦発現・持続のための制御パラメータの確立と発現機構の解明を主な課題とし,環境制御型原子間力顕微鏡(AFM)を用いて,窒素ガス中および相対湿度を変化させた大気中でナノ摩擦試験を行った.また,平成17年度に開発したペルチェ素子を利用したAFM用試料ステージを用いて,凝着力に及ぼす相対湿度の影響について調べた.さらに,DLC膜のマイクロ領域での摩擦試験も行った.(1)フェムト秒レーザによる超微細テキスチャリング(微細表面構造制御加工)成膜した耐摩耗性を有する硬質皮膜に対して,フェムト秒レーザによる表面処理を行うことにより,微細に構造制御した皮膜表面を創製した.また,表面構造を制御するためのレーザ照射条件を各種試行した.(2)ペルチェ素子を利用した独自のAFM用試料ステージの開発表面上の雰囲気気体の凝集を急速な冷却・加熱によって制御できる試料ステージを試作した.(3)ペルチェ素子を利用した独自のAFM用試料ステージによる凝着力の測定表面上の雰囲気気体の凝集を急速な冷却・加熱によって制御できる試料ステージを組み込んだ雰囲気制御型AFMを用いて,相対湿度を変化させた大気中での凝着力の測定を行い,接触角と凝着力との相関関係について調べた.特に,水の凝縮が生じる露点前後での凝着力の変化について詳細に検討し,その影響について考察した.(4)各種雰囲気中でのナノ摩擦試験曲率半径の異なる数種類の探針を用いて摩擦力と凝着力の表面形状依存性・荷重依存性・速度依存性を調べ,表面分析の結果と併せて低摩擦発現・持続のための制御パラメータからその発現機構について検討する.・各種雰囲気中での超微細テキスチャ形状と摩擦力の関係(5)DLC膜のマイクロ摩擦試験mNオーダーの微小荷重変動型往復摩擦試験機を用いて,マイクロ領域でのトライボロジー特性について検討し,さらに広範囲の実用性・汎用性について調べる.ナノ・マイクロトライボロジーの分野において未だ解決されていない「耐摩耗性と摩擦力の極小化」の両特性を併せ持つ機能性表面の創成と,低摩擦発現メカニズムの解明及びその制御パラメータの確立を目指す.平成17年度は,フェムト秒レーザによる超微細テキスチャリングと環境制御下での凝着力測定に主な課題として研究を行った.平成18年度は,低摩擦発現・持続のための制御パラメータの確立と発現機構の解明を主な課題とし,環境制御型原子間力顕微鏡(AFM)を用いて,窒素ガス中および相対湿度を変化させた大気中でナノ摩擦試験を行った.また,平成17年度に開発したペルチェ素子を利用したAFM用試料ステージを用いて,凝着力に及ぼす相対湿度の影響について調べた.さらに,DLC膜のマイクロ領域での摩擦試験も行った.(1)フェムト秒レーザによる超微細テキスチャリング(微細表面構造制御加工)成膜した耐摩耗性を有する硬質皮膜に対して,フェムト秒レーザによる表面処理を行うことにより,微細に構造制御した皮膜表面を創製した.また,表面構造を制御するためのレーザ照射条件を各種試行した.(2)ペルチェ素子を利用した独自のAFM用試料ステージの開発表面上の雰囲気気体の凝集を急速な冷却・加熱によって制御できる試料ステージを試作した.(3)ペルチェ素子を利用した独自のAFM用試料ステージによる凝着力の測定表面上の雰囲気気体の凝集を急速な冷却・加熱によって制御できる試料ステージを組み込んだ雰囲気制御型AFMを用いて,相対湿度を変化させた大気中での凝着力の測定を行い,接触角と凝着力との相関関係について調べた.特に,水の凝縮が生じる露点前後での凝着力の変化について詳細に検討し,その影響について考察した.(4)各種雰囲気中でのナノ摩擦試験曲率半径の異なる数種類の探針を用いて摩擦力と凝着力の表面形状依存性・荷重依存性・速度依存性を調べ,表面分析の結果と併せて低摩擦発現・持続のための制御パラメータからその発現機構について検討する.・各種雰囲気中での超微細テキスチャ形状と摩擦力の関係(5)DLC膜のマイクロ摩擦試験mNオーダーの微小荷重変動型往復摩擦試験機を用いて,マイクロ領域でのトライボロジー特性について検討し,さらに広範囲の実用性・汎用性について調べる.ナノ・マイクロトライボロジーの分野において未だ解決されていない「耐摩耗性と摩擦力の極小化」の両特性を併せ持つ機能性表面の創成と,低摩擦発現メカニズムの解明及びその制御パラメータの確立を目指す.平成17年度は,フェムト秒レーザによる超微細テキスチャリングと環境制御下での凝着力測定に主な課題とし,以下の研究を行った.(1)耐摩耗硬質皮膜の成膜条件の確立できるだけマクロパーティクルが少なく平滑かつ耐摩耗性を有する硬質皮膜(例えば,CrN, CrN+TiO2,TiNなど)を成膜するための条件を確立し,成膜条件を制御して機械的特性の異なる数種類の硬質皮膜を製作した.(2)フェムト秒レーザによる超微細テキスチャリング(微細表面構造制御加工)

成膜した耐摩耗性を有する硬質皮膜に対して,フェムト秒レーザによる表面処理を行うことにより,微細に構造制御した皮膜表面を創製した.また,表面構造を制御するためのレーザ照射条件を各種試行した.(3)超微小硬さ試験機とスクラッチ試験機による硬質皮膜の機械的特性評価数種類の硬質皮膜について,基本的な機械的特性を測定するとともに,スクラッチ試験時の摩耗痕からそれらの破壊形態と破壊メカニズムについて考察し,成膜条件へフィードバックした.(4)ペルチェ素子を利用した微小液滴凝集法の開発ペルチェ素子を利用して接触角測定に用いる液滴を従来よりも小さくする手法を試行した.(5)ペルチェ素子を利用した独自のAFM用試料ステージの開発表面上の雰囲気気体の凝集を急速な冷却・加熱によって制御できる試料ステージを試作した.(6)各種環境中での凝着力の測定既存設備である雰囲気制御型AFMを用いて,真空中や相対湿度を変化させた大気中での凝着力の測定を行い,接触角と凝着力との相関関係について調べた.特に,探針の曲率半径が異なるガラス球探針を使用し,凝着力の変化について詳細に検討し,その影響について考察した.ナノ・マイクロトライボロジーの分野において未だ解決されていない「耐摩耗性と摩擦力の極小化」の両特性を併せ持つ機能性表面の創成と,低摩擦発現メカニズムの解明及びその制御パラメータの確立を目指す.平成18年度は,低摩擦発現・持続のための制御パラメータの確立と発現機構の解明を主な課題とし,環境制御型原子間力顕微鏡(AFM)を用いて,窒素ガス中および相対湿度を変化させた大気中でナノ摩擦試験を行った.また,平成17年度に開発したペルチェ素子を利用したAFM用試料ステージを用いて,凝着力に及ぼす相対湿度の影響について調べた.さらに,超微細テキスチャリングを施したDLC膜のマイクロ領域での摩擦試験も行った.(1)耐摩耗硬質皮膜の成膜(本田・岩井)マイクロ摩耗試験用の成膜を行い,機械的特性の異なる数種類の硬質皮膜を製作する.(2)各種雰囲気中でのナノ摩擦試験(本田)曲率半径の異なる数種類の探針を用いて摩擦力と凝着力の表面形状依存性・荷重依存性・速度依存性を調べ,表面分析の結果と併せて低摩擦発現・持続のための制御パラメータからその発現機構について検討する.・各種雰囲気中での超微細テキスチャ形状と摩擦力の関係(3)DLC膜のマイクロ摩擦試験(本田・岩井)mNオーダーの微小荷重変動型往復摩擦試験機を用いて,マイクロ領域でのトライボロジー特性について検討し,さらに広範囲の実用性・汎用性について調べる.(4)ペルチェ素子を利用した独自のAFM用試料ステージによる凝着力の測定(本田)表面上の雰囲気気体の凝集を急速な冷却・加熱によって制御できる試料ステージを組み込んだ雰囲気制御型AFMを用いて,相対湿度を変化させた大気中での凝着力の測定を行い,接触角と凝着力との相関関係について調べた.特に,水の凝縮が生じる露点前後での凝着力の変化について詳細に検討し,その影響について考察した.
熱帯地住人の環境適応能の解明とそれに及ぼす生活環境要因

本研究では,(1)熱帯地住人の熱放散反応特性を検討するため,タイ人と日本人の若年成人運動鍛錬者(T群)と非鍛錬者(U群)に対し,a)下肢温浴テスト(25°C環境下で下腿を42°Cの湯に60分間浸す),b)自転車運動テスト(35%,50%,65%VO2maxの自転車運動を各20分間,計60分間連続負荷),c)アセチルコリン(ACh)誘発性発汗テストを実施した.さらに(2)その発育・老化特性を検討するために,タイ人の思春期前男児,若年成人男性,高齢者男性および日本人の若年成人男性,高齢者男性に対し,上記a)とc)のテストを負荷した.(1)タイ人は日本人に比し発汗より皮膚血流量により依存した熱放散特性を有すること,タイ人でも抑制された発汗機能を長期的運動トレーニングで亢進できることが下肢温浴と自転車運動テストで明らかにされた.このタイ人の長期暑熱順化および長期的運動トレーニングに伴う発汗機能の修飾は,ACh誘発性の軸索反射性発汗および直接刺激性発汗でも観察されたことから,交感神経節後線維や汗腺それ自体の修飾に起因することが示唆された.(2)タイ人においても,日本人と同様に,若年成人に比し,思春期前児童は発汗より皮膚血管拡張に依存した熱放散特性を有すること,高齢者は低い発汗量と皮膚血流量を有すること,児童や高齢者の低い発汗量は低い単一汗腺出力(SGO)に起因すること,が下肢温浴テストで明らかにされた.ACh誘発性発汗テストにおいて,若年成人に比し,児童は直接刺激性発汗が有意に低く(軸索反射性発汗には年齢差なし),この低い発汗量は活動汗腺数(ASG)ではなく,低いSGOに起因した.高齢者は低い軸索反射性と直接刺激性発汗を示し,この低い直接刺激性発汗は低いASGand/or SGOにそれぞれ起因した.以上のように,タイ人の汗腺機能にも発育・老化特性は観察されるものの,その変化は日本人より小さかった.そのため,長期暑熱順化が汗腺機能を抑制する影響は,若年成人でより顕著だった.本研究では,(1)熱帯地住人の熱放散反応特性を検討するため,タイ人と日本人の若年成人運動鍛錬者(T群)と非鍛錬者(U群)に対し,a)下肢温浴テスト(25°C環境下で下腿を42°Cの湯に60分間浸す),b)自転車運動テスト(35%,50%,65%VO2maxの自転車運動を各20分間,計60分間連続負荷),c)アセチルコリン(ACh)誘発性発汗テストを実施した.さらに(2)その発育・老化特性を検討するために,タイ人の思春期前男児,若年成人男性,高齢者男性および日本人の若年成人男性,高齢者男性に対し,上記a)とc)のテストを負荷した.(1)タイ人は日本人に比し発汗より皮膚血流量により依存した熱放散特性を有すること,タイ人でも抑制された発汗機能を長期的運動トレーニングで亢進できることが下肢温浴と自転車運動テストで明らかにされた.このタイ人の長期暑熱順化および長期的運動トレーニングに伴う発汗機能の修飾は,ACh誘発性の軸索反射性発汗および直接刺激性発汗でも観察されたことから,交感神経節後線維や汗腺それ自体の修飾に起因することが示唆された.(2)タイ人においても,日本人と同様に,若年成人に比し,思春期前児童は発汗より皮膚血管拡張に依存した熱放散特性を有すること,高齢者は低い発汗量と皮膚血流量を有すること,児童や高齢者の低い発汗量は低い単一汗腺出力(SGO)に起因すること,が下肢温浴テストで明らかにされた.ACh誘発性発汗テストにおいて,若年成人に比し,児童は直接刺激性発汗が有意に低く(軸索反射性発汗には年齢差なし),この低い発汗量は活動汗腺数(ASG)ではなく,低いSGOに起因した.高齢者は低い軸索反射性と直接刺激性発汗を示し,この低い直接刺激性発汗は低いASGand/or SGOにそれぞれ起因した.以上のように,タイ人の汗腺機能にも発育・老化特性は観察されるものの,その変化は日本人より小さかった.そのため,長期暑熱順化が汗腺機能を抑制する影響は,若年成人でより顕著だった.本研究では熱帯地住人の熱放散反応特性を解明するため,1)下肢温浴テスト,2)イオントフォレーシス発汗テストをそれぞれ実施した.1)下肢温浴テスト:11名のタイ人運動鍛錬者(Thai-T)と11名のタイ人同非鍛錬者(Thai-U)および10名の日本人に対し,25°C環境下で60分間下肢温浴テスト(42°Cの湯に下腿を浸す)を負荷した.さらに,日本人には35°C環境下の60分間下肢温浴テストも負荷した.深部体温の調節には民族および運動トレーニングの影響はみられなかったものの,熱放散反応には民族および運動トレーニングの影響が認められた.すなわち,タイ人は日本人に比し発汗より皮膚血流量により依存した熱放散特性を有した.さらに,タイ人が運動トレーニングを継続すると,熱放散反応はより発汗に依存する傾向であったことから,長期暑熱順化したタイ人でも,その熱放散特性が運動トレーニングで修飾されることが示唆された.

タイ人の高い皮膚血流量(vs.日本人)およびThai-Tの亢進した発汗機能(vs. Thai-U)は,前額および胸で顕著であった.2)イオントフォレーシス発汗テスト:618歳の57名のタイ人に対し,10%アセチルコリン溶液を用いた5分間のイオントフォレーシス法(2mA)で前腕屈側に発汗を誘発した.通電終了後5分間の発汗量と活動汗腺密度(ASG)を測定し,単一汗腺あたりの汗出力(SGO)を算出した.これまでの西洋人・日本人での先行研究結果と同様に,タイ人小児でもASGは体表面積と負の相関を,SGOは体表面積と正の相関を示した.ASGには性差はみられなかったが,SGOは女児が男児より低値を示した.10歳男児のタイ人と日本人(30°C環境下の45分間の中等度運動負荷時)におけるASGおよびSGOの比較において,SGOには民族差がみられなかったが,ASGはタイ人が高値を示した.これらの結果は末梢性発汗機能の発達には民族差が存在する可能性を示唆している.本年度は,熱帯地住人の熱放散特性を検討するため,タイ人と日本人の運動鍛錬者(Thai-TとJap-T)と同非鍛錬者(Thai-UとJap-U)を対象として,次の2実験を実施した.1)運動時の発汗反応:Thai-T,Jap-T, Thai-U, Jap-Uに35%,50%,65%VO_2maxの自転車運動を各20分間,計60分間連続的に負荷した.安静時および各負荷強度時の直腸温・心拍数には有意な群差はみられなかった.総発汗量(g/m^2/h)は,Thai-U<Thai-T=Jap-U<Jap-Tなる群差が観察され,T・U群ともタイ人が日本人より有意に少なく,両民族ともT群がU群より有意に多かった.前額・胸・前腕の局所発汗量(SR)は,両民族とも50%・65%VO_2max運動時でT群がU群より有意に多かった.SRでは,Thai-U vs.Jap-Uには有意な群差はみられなかったものの,50%時の前額と65%時の前額・前腕でThai-TがJap-Tより有意な低値を示した.これらのSRに観察された運動トレーニングおよび民族差は,活動汗腺数ではなく,単一汗腺出力の相違に起因した.以上の結果,タイ人における発汗量の抑制は運動に伴う多量発汗時にも観察され,その抑制は末梢機構の変容に起因することが示唆された.2)アセチルコリン誘発性発汗:上記実験で推察されたタイ人の発汗量抑制機序を末梢から詳細に検討するため,各被験者に前腕と大腿皮膚面に10%アセチルコリン溶液を2mAの直流通電で5分間それぞれ投与し,軸索反射性(AXR)・直接刺激性(DIR)発汗を測定した.その結果,交感神経節後線維の要素をより反映するAXRおよび汗腺自体の要素をより反映するDIRとも,タイ人は日本人より抑制されていた.その抑制は,タイ人でも運動トレーニングで日本人と同等に促進されることが示唆された.これらの民族差やそれに及ぼす運動トレーニングの影響には身体部位差が存在し,前腕より大腿で顕著だった.タイ人の20名の思春期前児童(B群:10歳前後),20名の若年成人(Y群:20歳前後),21名の中高年者(O群:60歳前後)に対し,(1)下肢温浴テスト(28°C環境下で下腿を42°Cの湯に40分間浸す),(2)イオントフォレーシス発汗テストを実施し,熱帯地住人における熱放散反応の発育・老化特性を検討した.さらに,(2)のテストでは日本人のY群(27名)やO群(15名)とも比較して長期暑熱順化の影響も併せて検討した.(1)下肢温浴テス下:タイ人においも,日本人と同様に,B群はY群に比し発汗より皮膚血管拡張に依存した熱放散特性を示した.O群では前額・胸で有意に低い局所発汗量(SR)と皮膚血流量を示したものの,大腿ではそれらの差はみられなかった.この低いSRは活動汗腺数ではなく,単一汗腺あたりの汗出力の低下に起因することが明らかにされた.(2)イオントフォレーシステスト:1)