hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性膵炎発生メカニズムにおけるプリン代謝面からの実験的検討(特にキサンチンオキシダ-ゼ活性の関与について)

昨年度は,体重約200250gの雄性Wistar系ラットにcaerulein50μg/kg・weightを皮下注射し,急性膵炎実験モデルを作成した.Caerulein投与前および投与後30分,1時間,6時間,12時間目にエ-テル麻酔下で開腹し,採血ならびに膵組織を採取し,血清アミラ-ゼの測定,膵組織内尿酸・キサンチン・ヒポキサンチンおよびcーAMP濃度を測定した.また,組織学的検索を併せて行った.この結果,caerulein投与により血清アミラ-ゼの上昇を認めるとともに組織目的にも急性膵炎像を確認した.一方,caerulein投与により膵組織内尿酸値は有意に増加したが,キサンチン・ヒポキサンチンおよびcーAMPは有意の減少を認めた.このことは本急性膵炎実験モデルにおいてキサンチンオキシダ-ゼ活性の増加に起因したプリン代謝系の賦活化が起こっているものと考えられる.キサンチンオキシダ-ゼ活性の上昇は末梢循環不全状態において組織内にfreeradicalsを容易に発生せしめる状況にある.本研究では直接的にfree radicalsを証明するものではないが,プリン代謝系の亢進とキサンチンオキシダ-ゼ活性の上昇より考察すると,急性膵炎の発症にfree radicalsの関与が強く示唆される.今後は,同実験モデルにおいてキサンチンオキシダ-ゼ阻害剤であるallopurinolやSODなどのfree radicals scavengerを投与し,これまでの研究成果と比較検討することで急性膵炎発症におけるfree radicalsの関与をさらに追求する予定である.昨年度は,体重約200250gの雄性Wistar系ラットにcaerulein50μg/kg・weightを皮下注射し,急性膵炎実験モデルを作成した.Caerulein投与前および投与後30分,1時間,6時間,12時間目にエ-テル麻酔下で開腹し,採血ならびに膵組織を採取し,血清アミラ-ゼの測定,膵組織内尿酸・キサンチン・ヒポキサンチンおよびcーAMP濃度を測定した.また,組織学的検索を併せて行った.この結果,caerulein投与により血清アミラ-ゼの上昇を認めるとともに組織目的にも急性膵炎像を確認した.一方,caerulein投与により膵組織内尿酸値は有意に増加したが,キサンチン・ヒポキサンチンおよびcーAMPは有意の減少を認めた.このことは本急性膵炎実験モデルにおいてキサンチンオキシダ-ゼ活性の増加に起因したプリン代謝系の賦活化が起こっているものと考えられる.キサンチンオキシダ-ゼ活性の上昇は末梢循環不全状態において組織内にfreeradicalsを容易に発生せしめる状況にある.本研究では直接的にfree radicalsを証明するものではないが,プリン代謝系の亢進とキサンチンオキシダ-ゼ活性の上昇より考察すると,急性膵炎の発症にfree radicalsの関与が強く示唆される.今後は,同実験モデルにおいてキサンチンオキシダ-ゼ阻害剤であるallopurinolやSODなどのfree radicals scavengerを投与し,これまでの研究成果と比較検討することで急性膵炎発症におけるfree radicalsの関与をさらに追求する予定である.
運動学習における運動不振者のイメージの視点について

本研究は、大学生の運動不振の実態を運動イメージの視点から分析するとともに、運動不振者の運動学習におけるイメージの応用可能性を明らかにするものである。運動イメージはスキルの習得や学習といったメンタルプラクティスにおいて重要な役割を果たすが、自分の姿を思い描く際には「内的(=一人称イメージ)」と「外的(=三人称イメージ)」というイメージの「視点」が重要であり、運動の熟練度や学習段階において性質や働きが異なることが示されている。運動時における不器用さについては、「発達性協調運動障害(DCD)」「運動遅滞」「運動不振」等の用語を用いて児童を対象とする研究が多い。しかし運動への苦手意識や運動経験の少なさは幼児期から持ち越されがちであり、運動が苦手な親や保育者のもとでは子どもの運動能力が低いという指摘からも、保育や幼児教育の重要性が高まる現代においては保育者の運動能力が果たす役割も極めて大きく、女子大学生を対象として運動不振の実態を探る意義があると考える。不器用さの改善や運動能力の向上を含めた運動学習においてイメージ能力が貢献する可能性は大きいが、運動不振者の不振の理由の一つに、動作以前にイメージすらできず、特に「筋感覚イメージができない」ことが挙げられており、イメージの視点をコントロールすることが動作の習得や器用さの獲得に繋がると推測される。これまで、女子大学生を対象に「運動不振尺度(古田,2008)」等を用いて運動不振の実態について比較を行った結果、大学生においてはボール操作に比べて身体操作に関する運動不振が高まり、このことが全体的な運動不振に繋がることが示唆された。今年度は運動イメージ鮮明性テストを実施し、運動イメージ中の心的時間やイメージに対する評価から、女子大学生の運動イメージ能力についての実験を行った。当初の研究計画では、昨年度残されたイメージ課題や測定方法についてのいくつかプロトコル上の問題や機器操作の問題を解決し、多機能生体測定計を用いて精神生理学的に運動イメージ能力を測定するための実験対象者を選定し、実験を完了することを今年度の達成目標としていた。しかし4月より四年制大学へ異動となり、担当科目数や業務内容が増大したことから、落ち着いて研究を進めることができなかったため、進捗が遅れることとなった。早急に昨年度からの課題となった実験手法と機器の問題について解決し、多機能生体測定計を用いた実験を完了させる。運動不振と判定された学生を対象に、イメージ想起の際の視覚的運動イメージ(外的視点イメージ)と筋感覚的運動イメージ(内的視点イメージ)のイメージタイプ分けのため「運動イメージ質問紙日本語版」の測定を行う。さらに、「運動イメージ質問紙日本語版」の身体動作をイメージ想起課題とし、イメージ時の背景脳波、呼吸数等をワイヤレス生体計測装置( Polymate Mini AP108,ミユキ技研製)を用いて測定することで、内的イメージと外的イメージによる精神生理学的反応の違いを明らかにする。これまで保育士養成校に所属する女子大学生を対象に調査を行ってきたが、4年制の教員養成系大学である環境を生かし、男子学生にも対象を拡大し、運動不振者における運動イメージ能力の多角的な分析を行いたい。そこで今年度は、幼児教育学科に所属する女子大学生を対象に「運動不振尺度(古田,2008)」「運動経験に関する調査」を行い、体育実技の観察を行うことで運動不振の実態と運動経験について調査した。また、運動部所属学生に対しては「運動イメージ質問紙日本語版(長谷川,2002)」「モーズレイ性格検査(MPI)」も行うことで非運動不振者の実態についても調査したところ、外的視点イメージが優勢であり、外向性との関連が示唆された。当初の研究計画では、「運動不振尺度」「運動有能感尺度(岡澤,1996)」「運動に対する好悪感情」「これまでの運動経験」等の質問紙を用いて、運動不振判定を手掛かりとしながら、運動経験や有能感との関連について分析を行い、運動不振学生の実態とその特性を明らかにするとしていた。さらに多機能生体測定計を用いて精神生理学的に運動イメージ能力を測定するための実験対象者を選定することを今年度の達成目標としていたが、使用する質問紙の見直しなどを行っていたため、やや遅れが生じている。

一方で、日常的に高いレベルで運動をしている運動部学生に対しては運動イメージ能力についても調査を行ったことで、今後、運動不振者との比較が可能であると考えられる。本研究は、大学生の運動不振の実態を運動イメージの視点から分析するとともに、運動不振者の運動学習におけるイメージの応用可能性を明らかにするものである。運動イメージはスキルの習得や学習といったメンタルプラクティスにおいて重要な役割を果たすが、自分の姿を思い描く際には「内的(=一人称イメージ)」と「外的(=三人称イメージ)」というイメージの「視点」が重要であり、運動の熟練度や学習段階において性質や働きが異なることが示されている。運動時における不器用さについては、「発達性協調運動障害(DCD)」「運動遅滞」「運動不振」等の用語を用いて児童を対象とする研究が多い。しかし運動への苦手意識や運動経験の少なさは幼児期から持ち越されがちであり、運動が苦手な親や保育者のもとでは子どもの運動能力が低いという指摘からも、保育や幼児教育の重要性が高まる現代においては保育者の運動能力が果たす役割も極めて大きく、女子大学生を対象として運動不振の実態を探る意義があると考える。不器用さの改善や運動能力の向上を含めた運動学習においてイメージ能力が貢献する可能性は大きいが、運動不振者の不振の理由の一つに、動作以前にイメージすらできず、特に「筋感覚イメージができない」ことが挙げられており、イメージの視点をコントロールすることが動作の習得や器用さの獲得に繋がると推測される。今年度は、女子大学生を対象に「運動不振尺度(古田,2008)」「運動経験に関する調査」を行い、小中学生時と大学生時の現在とを比較し、運動不振の実態について比較を行った。その結果、大学生においてはボール操作に比べて身体操作に関する運動不振が高まり、このことが全体的な運動不振に繋がることが示唆された。また運動不振と判断された学生を対象に、運動イメージ鮮明性テストを実施させ、運動イメージ中の大脳活動について精査すべく実験を行った。当初の研究計画では、「運動不振尺度」「これまでの運動経験や運動に対する意識」等についての質問紙を用いて、運動不振判定を手掛かりとしながら、運動経験や有能感との関連について分析を行い、運動不振学生の実態とその特性を明らかにすること、また、多機能生体測定計を用いて精神生理学的に運動イメージ能力を測定するための実験対象者を選定することを今年度の達成目標としていた。上記の質問紙調査の分析とともに、一部学生について「運動適性テスト」を実施したことにより、運動不振に対する自己評価と実際の運動能力との関連を見ることができた。運動不振と判断された学生を対象に、多機能生体測定計を用いて運動イメージ中の大脳活動について精査すべく予備的実験を行ったが、イメージ課題や測定方法についてのいくつかプロトコル上の問題や機器の問題が生じたためやや進捗が遅れている。
軽重量反動トレーニングが疾走パフォーマンスに与える影響〜腱組織の強化に着目して〜

本研究は軽重量を扱い,反動を強くもちいたレジスタンストレーニングによって疾走パフォーマンスが向上するかどうかを検証するものである。平成19年度に行った研究の結果,身体組成に顕著な変化は認められなかったが,疾走パフォーマンスの向上が明らかとなった。本研究の目的は,これまでのレジスタンストレーニングで多用されてきた高重量負荷を用いず比較的軽めの重量を用い,筋腱複合体が伸張された状態で力を発揮することで,腱組織に瞬間的なメカニカルストレスを加えるトレーニングプロトコルの効果を検証することである.1,被検者:一般大学生12名および日常からトレーニングを行っている大学生競技者8名.2,方法:種目はスクワットを採用し,軽重量反動型,最大筋力向上型,そして低速で行う筋肥大型の3種類のプロトコルによって実施する.3測定および分析項目:トレーニング期間は68週間とし,その前後にMRI画像を用いた身体測定および運動パフォーマンステストを行う.運動パフォーマンステストは等速性筋力の他に,腱組織の役割が非常に重要とされるCounter movement jumpおよびDrop jump, 30mスプリントを用いた.4,結果:筋肥大型においては筋肥大が確認されたものの,運動パフォーマンスは向上しなかった.最大筋力向上型および軽重量反動型においては,身体組成においては変化が認められなかったが,跳躍および30m疾走パフォーマンスの向上が認められた.本研究において軽重量反動トレーニングを実施した被検者は,日常からトレーニングを行っている競技者であり,他群の被検者である一般大学生よりもトレーナビリティは低いことが考えられる.それにも関わらず,運動パフォーマンス向上が認められたことは興味深い.軽重量反動トレーニングは,伸張性収縮による負荷により,腱組織に強大なメカニカルストレスが加えることができる.その結果として,腱組織の持つ弾性要素が非常に重要な跳躍および疾走パフォーマンスが向上したと考えられる.本研究で得られた成果は,短距離および跳躍競技パフォーマンス向上に対して,非常に効果的なレジスタンストレーニングプロトコルの提供を約束するものである.本研究の目的は,これまでのレジスタンストレーニングで多用されてきた高重量負荷を用いず,比較的軽めの重量を用い,筋腱複合体が伸張された状態で力を発揮することで,腱組織に瞬間的なメカニカルストレスを加えるトレーニングプロトコルの効果を検証することである.平成19年度におけるトレーニング実験の結果,軽重量反動型のレジスタンストレーニングは,身体組成および最大筋力については向上が認められなかったものの,跳躍および30mの疾走パフォーマンスを向上させることが明らかとなった.特に,本研究においてあつかった被験者は,日常からトレーニングをおこなっている競技者であり,一般大学生よりもトレーナビリティは低いといえる.それにも関わらず,運動パフォーマンスが向上したことは,筋腱複合体がもつ弾性要素に何かしらの影響を与え,より効率よくStretch Shortening Cycleを利用できるようになったと考えられる.以上のように,実験によって研究成果を得るという目的は, 19年度でほぼ達成することができた.そのため, 20年度については新たな追加実験を行うことはせず,実際の競技現場で指導を行っているコーチに,本研究結果を紹介し,競技力向上の一助としてもらうべく,研究成果の周知および広報活動を行った.
嗅覚情報変換チャネルにおける興奮と抑制を修飾する分子メカニズム解明

嗅線毛での匂い情報変換は嗅覚感度を調節する重要なポイントである。線毛は微細構造体であるため、物理化学の常識とは異なる挙動が展開され、理論のみならず、生線毛を用いることで高い実験技術も要求される。そこで、オリジナルの実験機器やシステムを開発することで、従来不可視であった研究領域に踏み込み「匂いを感じる」分子メカニズムを定量的に説明可能とする。構築した電気生理学的・光学的技術をパッチクランプ法と同時に用い、電流記録・光学測定を用いて、これまで不可能であった線毛上の情報変換チャネル動向を解析する。最終的に「匂い」感覚が、嗅線毛上のイオンチャネルの興奮と抑制で引き起こされる分子メカニズムを解明する。
脂肪肝における脂肪蓄積機序に関する分子生物学的研究

種々の脂肪肝の成因を明らかにするためにVLDLの構成成分であるapoB,トリグリセライド(TG),リン脂質(PL)の相互の合成調節について検討した。まず肥満に伴う脂肪肝のモデル動物として視床下部腹内側核(VMH)破壊ラットを作成し、肝の電顕による観察で脂肪滴とVLDL顆粒と多数認めた。TG合成の律速酵素であるacetylーCoA carboxylase(ACC)活性は約1.8倍に増加し、TG合成が亢進していることが示唆された。apoB mRNA量は約1.5倍に増加し、肥満に伴う脂肪肝でapoB合成が亢進していることが明らかになった。肥満症における高VLDL血症は肝でのVLDLの合成亢進によるものと考えられた。次に食餌組成の影響について検討した。高sucrose食でVMH破壊ラットを飼育し、肝apoB mRNA量およびACC活性を測定した。VMH破壊肥満ラットを高sucrose食で飼育すると肝内脂質含量は標準食に比しさらに増加した。apoB mRNA量とACC活性はともに増加したが、ACC活性の増加がより著明であった。sucroseの摂食によりapoBとTG合成亢進の程度にアンバランスが生じたことが脂肪蓄積をより著明にした要因であると考えられた。また肥満に伴う脂肪肝の成因として両者の合成亢進のアンバランスが考えられた。第3にリン脂質合成障害が推定されるコリン欠乏食について検討した。コリン欠乏食ラットでは肝リン脂質含量は低下した。また肝TG含量は対照群の約10倍に増加したが、血清TGは著明に低下した。ACC活性は現在検討中であるが、apoB mRNA量は増加していた。以上よりコリン欠乏状態におけるVLDL assemblyの障害がapoBのtranscriptionの増加につながると考えられた。
リン酸カルシウム骨ペーストの中枢神経系におよぼす影響

本報告書は、平成14年度および平成15年度科学研究費補助金により実施した「頭蓋顎顔面領域におけるリン酸カルシウム骨ペーストの中枢神経系に及ぼす影響」についての研究成果をまとめたものである。ペースト状で使用可能なリン酸カルシウム骨ペースト(CPP)は術中に望みとする形状を得ることが可能であり良好な骨親和性と骨伝導能を有していることが実験的に証明されている。臨床症例においても頭蓋顎顔面外科領域および整形外科領域で満足のいく結果が得られている。しかし頭蓋骨の再建などの際にCPPを使用した場合、ペースト状であるが故に体液でCPPがwash-outされてしまう可能性がある。あるいはCPPが脳槽内に流れ込み中枢神経系に影響を及ぼすことが危惧され、その際の安全性については確認されていない。そこで今回われわれは頭蓋顎顔面領域におけるCPPの中枢神経系に及ぼす影響について検討した。20羽の家兎を4グループに分け、CPP埋め込み前、術後1日目、7日目、28日目および56日目に脳脊髄液および血液検査を行い比較、検討を行った。グループ1:硬膜および軟膜を除去し露出された大脳上にCPPを充填した。グループ2:硬膜および軟膜に小切開を加え開窓させた後、硬膜を縫合しCPPを充填した。グループ3:温存した硬膜上にCPPを充填した。グループ4:コントロールグループとして骨欠損のみを作成した。20例全例で一過性の無菌性髄膜反応の所見を認めるものの中枢神経系への不可逆的影響は認められなかった。グループ1では無菌性髄膜反応が遷延していたが埋め込み後56日後には埋め込み前の状態に回復していた。これは手術操作の侵襲の大きさによる違いでありCPPそのものが中枢神経系に及ぼしたものではないと考えている。以上よりCPPは中枢神経系に悪影響を及ぼすことないことが確認でき、頭蓋顎顔面領域における有用性もさらに期待される。CPC95^<【○!R】>(三菱マテリアル株式会社)を家兎の頭蓋骨欠損部に埋め込み、中枢神経系に及ぼす影響について、実験を行った。グループ1:前頭骨骨欠損部の硬膜上にペースト状のCPC95^<【○!R】>を埋め込み、硬化したことを確認した後、骨膜縫合、皮膚縫合を行った。グループ2:硬膜に10mmの横切開を加えた後、縫合し硬膜の上にCPC95^<【○!R】>を充填した。グループ3:直径10mmの硬膜欠損を作成し大脳上にCPC95^<【○!R】>を充填した。コントロール群として硬膜欠損のみを作成するグループ4と頭蓋骨にまったく手術操作を行わないグループ5を作成し実験を行った。埋め込み前、埋め込み直後、4週、16週、24週、48週後にチオペンタール静注による麻酔を行い末梢血検査および髄腋検査を行った。髄液検査の際には腹臥位で軽度、頚部を屈曲させ大後頭結節と第一頚椎の間に25G翼状針を挿入し髄液を採取した。さらに充填したCPC95^<【○!R】>の大脳への影響について検討を行うため、埋め込み後4週、16週、24週、48週に家兎をサクリファイし、大脳とともに埋め込んだCPC95^<【○!R】>を取り出し組織学的検討を行った。硬膜を欠損させたグループ(グループ2、3、4)では埋め込み直後の髄液所見は細胞数の軽度上昇を認めるものの、蛋白増加や糖減少などは認めなかった。

末梢血でも炎症所見は認めなかった。さらに、けいれんなどの中枢神経障害を疑わすような症状は認めず、埋め込み直後に認めた髄液は埋め込み後4週で、すべて正常となっていた。また、硬膜欠損部に埋め込んだCPC95^<【○!R】>は髄液により流出し形態を保つことができず、大脳表面や髄液内に流れ出ていた。組織学的検討では大脳とCPC95^<【○!R】>は接しているものの結合組織を介しており、両者は直接には結合していなかった。またCPC95^<【○!R】>に接した大脳に変性などの組織学的異常は認めなかった。一方、硬膜上のCPC95^<【○!R】>は硬膜と新生骨を介して直接、結合しており、CPC95^<【○!R】>は骨伝道能を、硬膜は骨誘導能を有していることが示唆された。Calcium phosphate paste(以下CPP)は術中に成形可能であり、埋め込み後も長期にわたって良好な骨親和性および骨伝導能を有していることが知られている。しかし頭蓋骨の骨欠損部に埋め込んだCPPの中枢神経系に及ぼす影響については知られていない。そこで家兎の頭頂骨に2×1cm大の骨欠損を作成しCPPの埋め込み実験を行った。グループ1(n=5):頭頂骨骨欠損部の硬膜上にペースト状のCPPを充填した。グループ2(n=5):硬膜に10mmの縦切開を加えた後、縫合し硬膜の上にCPPを充填した。グループ3(n=5):骨欠損部とともに硬膜欠損をも作成しCPPを直接大脳上に充填した。またグループ4(n=5)として硬膜欠損のみのコントロール群を作成した。埋め込み前、埋め込み後翌日、1週後、4週後および8週後に末梢血検査および髄腋検査を行った。グループ1、2、4では埋め込み直後に白血球と髄液内の蛋白の軽度上昇を認めるものの埋め込み後4週で正常値に戻っていた。一方、グループ3では直後より上昇した白血球と髄液内の蛋白は埋め込み後4週でも依然としてやや高く、炎症が遷延していたが埋め込み後8週で正常値に戻った。いずれのグループにおいても髄液内の糖や他の測定値に変化はなく、さらに臨床上でも中枢神経障害は認めなかったため、白血球および髄液中の蛋白の変化は無菌性髄膜炎によるものと判断した。頭蓋骨への手術操作によると思われる無菌性髄膜炎症状は一過性に認められたがCPPを埋め込むことによる明らかな中枢神経障害は認められなかった。以上の実験結果について第12回日本形成外科学会基礎学術集会(平成15年10月9日10日)において演題発表を行った。またPlastic and Reconstructive Surgeryに(投稿中)である。
高齢者の生活自立を支援するための生活環境のあり方及び機器の開発に関する研究

高齢者が自己の持てる能力を維持し自立した生活が送れるようにするために、家事活動は重要な要素であるが、その中でも食生活は最も基本的な要素である。そこでまず、兵庫県における震災後の高齢者の食生活についての現状を調査し、食事作りの負担感に影響する要因や自立のための望ましい台所環境の整備のあり方を検討した。その結果、震災後に新築された住宅の台所は使い勝手の改善は認められたものの、食事の満足度や食事作りの負担感は体調の悪い者や男性に訴え率が多く、食生活の社会的支援とともに台所環境の改善の必要性が示唆された。次いで、高齢者の日常生活行動の実態を把握する目的で、10名の高齢者について48時間中の活動量の連続記録を行いその特徴を明らかにするとともに、日常の家事作業中の生理反応を測定し設備の改善への提案を行った。その結果、48時間の総活動量を左右する主要因は家事活動、年齢、同居人数などであり、同居人数の減少に伴い活動量が増加する傾向が認められた。また睡眠時間と外出行動との間にも高い関連性(逆相関)が認められた。これらの結果から、長年行って来た家事作業は高齢者の身体機能維持のために有用であり、適切な設備や援助機器の導入により負担の軽減に導かれることが示唆された。さらに、日常よく行われる作業で負担の大きい階段昇降、掃除機操作、布団の上げ下ろし、作業台での移動作業などについて生体負担(心拍数、血圧など)を測定した。その結果、高齢者は若年者に較べて心拍数よりも最高血圧を上昇させて脈圧の増加により作業負担に対応させ、作業後の回復時間も多く必要とするなど高齢者特有の現象が認められ、循環機能の低下が顕著であったことなどから、今後は高齢者の日常生活に即した施設設備環境の改善が示唆された。阪神大震災により住環境に大きな被害を受けた兵庫県下に在住している高齢者の震災後の生活環境の実態を食生活に中心をしぼって調査し、震災前(平成6年度)に行った同様の調査結果と比較することにより、震災後、これらがどのように変化したかについて検討し、高齢者の食生活の自立に必要な条件及び疎外要因などの抽出を行うことを目的として研究を行った。調査対象として兵庫県西宮市及びその近隣の市の生活協同組合コープこうべが主催する高齢者を対象とした「コープふれあい食事の会」会員を選び、食事の会が開催される時に会場に出かけてアンケート聞き取り調査を行った。調査期間は1998年10月下旬から12月中旬、調査用紙の配布数317票、回収数304票、有効回収率95.9%であった。震災により被害を受けた人は約8割に上り、そのうちで引っ越しをした人は約3割を占めている。引越し後の住環境は必ずしも改善されていないが、住居内の台所は段差、スペース、湿気収納、コンセントの数等においてやや向上している。しかし、実際の台所作業時によく使う流し台まわりの作業台の使い勝手の評価が悪い。食事の満足度、食生活に関わる家事作業、食事づくりの負担度などにおいては、震災前後の変化は明瞭には表われていないが、お惣菜の利用割合が増えた、簡単な料理で済ませるようになった、という回答が震災前に比べて多くみられた。以上の結果から、震災を経験した高齢者は生活意識の面で大きな変化が見られ、それが日常生活の上にさまざまな現象として表われていることから、今後、生活自立に向けて環境改善の重要性が示唆された。

高齢者ができるだけ自己の持てる能力を維持し、自立したが送れるようにするために、昨年度の調査研究結果から導き出された特徴を踏まえ、(1)高齢者の日常生活行動における活動量を連続記録しその特徴を把握すると共に、(2)家事作業中の生理的反応を測定し、設備の改善への提案を行った。研究1では10名の高齢被験者(平均年令76.7歳)及び若年者6名(女子大学生)にAMI社製腕時計型活動記録計を装着させて48時間の生活行動を連続記録し、行動内容別に活動量を算出した。その結果、高齢被験者のうち9名が女性であったことから48時間の総活動量を左右する主要因は家事活動、年令、同居人数などであり、同居人数の減少に伴い活動量が増加する傾向が認められた。また睡眠時間と外出行動との間にも高い関連性(逆相関)が認められた。これらの結果から、長年月行って来た家事作業は高齢者の身体機能維持のために有用であり、適切な設備や援助機器の導入により負担を軽減をはかる必要性が示唆された。研究2では高齢者が家事活動を遂行しやすい生活環境を提案するための基礎的データを得るために、日常よく行われる作業で負担の大きい階段昇降、掃除機操作、布団の上げ下ろし、作業台での移動作業などについて生体負担(心拍数、血圧など)を測定した。その結果、高齢者は若年者に較べて心拍数よりも脈圧の増加により作業負担に対応させ、作業後の回復期間も3分間では十分ではなく、循環機能の低下が顕著に認められた。
病原ビブリオの金属プロテアーゼが惹起する出血性皮膚障害

研究代表者らはVibrio vulnificusの病原因子に関して研究を行い、本菌感染症の特徴である出血性皮膚病変の発現に分泌性の金属プロテアーゼ(VVP)が深く係っていることを明らかにした。VVPの皮下注入により,皮膚の浮腫と出血が観察される。浮腫はVVPがハーゲマン因子やプレカリクレインを活性化に引き起こされるカリクレイン-キニン系の活性化に基づく血管透過性亢進により,出血は毛細血管周囲の基底膜がVVPの作用により破壊されて惹起させる可能性が明らかになった。しかし、基底膜の破壊から出血に至る過程については、未だ不明な点が多い。本研究では、再構成基底膜を用いたモデル実験、光顕組織観察および電子顕微鏡観察等により、出血反応の際にVVPの標的となっている基底膜タンパク質を明らかにすることを目指した。また、毛細血管を構成する血管内皮細胞等に対するVVPの作用についても合わせて検討をくわえた。その結果,基底膜モデル実験系でVVPは血管内皮細胞基底膜の主要構成成分であるIV型コラーゲン特異的に分解することを明らかにした。組織化学的および免疫組織化学的検討から,VVPの出血作用は真皮下層部および皮下組織にかけて出血が観察された。出血は毛細血管の破壊により引き起こされ,皮下組織とくに脂肪細胞間に広がっていた。免疫組織化学的検討から,IV型コラーゲンやラミニン等の血管内皮細胞基底膜を構成するタンパク質が真皮下層部および皮下組織間にかけて広く拡散しており,VVPの作用が広範な領域に起こっていることが明らかになった。しかし,これら組織において著しいうっ血や動脈の壊死的障害も観察され,VVPに他の作用の存在する可能性も明らかになった。Vibriovulnificusは病原因子として分泌性の金属プロテアーゼ(VVP)を産生し、本菌感染症の特徴である出血性皮膚病変を引き起こす。つまり、VVPは皮膚上皮組織の基底膜構造を破壊して出血を起こす。しかし、基底膜破壊から出血にいたる過程の詳細については不明な点も多い。本年度は、まずマトリゲルを用いた再構成基底膜にVVPを作用させ、免疫学的手法を用いて基底膜構成タンパク質個々の分解量の測定とと分解産物の検討を行った。その結果、VVPは基底膜構成主要タンパク質であるコラーゲンタイプIVを特異的に分解しており、VVPはラミニン等のほかの基底膜構成タンパク質にはタンパク分解作用を示さないことが明らかになった。しかしながら、基底膜の分解だけでは出血を引き起こす事か説明できなく、血管の障害がVVP処理により引き起こされている可能性も示唆された。そこで、VVP投与皮膚組織の病理標本を作成して光学顕微鏡レベル観察を加えたところ、結合組織中毛細血管の皮膚組織基底膜に近い部位における著しい出血像が観察された。しかし、毛細血管の基底膜におけるVVPの作用については明確な成績は得られなかった。電子顕微鏡レベルでの観察では出血部位を的確に補足することが困難で現在のところ成功していない。したがって、毛細血管障害の詳細は未だ明らかにできていないが、光学顕微鏡レベルでの観察では血管内皮細胞自体の障害の可能が強く示唆された。今後は血管内皮細胞の培養系を用いてVVPの細胞障害作用の詳細にも検討を加えていきたい。

浮腫はVVPがハーゲマン因子やプレカリクレインを活性化に引き起こされるカリクレインーキニン系の活性化に基づく血管透過性亢進により,出血は毛細血管周囲の基底膜がVVPの作用により破壊されて惹起させる可能性が明らかになった。しかし、基底膜の破壊から出血に至る過程については、未だ不明な点が多い。本研究では、再構成基底膜を用いたモデル実験、光顕組織観察および電子顕微鏡観察等により、出血反応の際にVVPの標的となっている基底膜タンパク質を明らかにすることを目指した。また、毛細血管を構成する血管内皮細胞等に対するVVPの作用についても合わせて検討をくわえた。その結果,基底膜モデル実験系でVVPは血管内皮細胞基底膜の主要構成成分であるIV型コラーゲン特異的に分解することを明らかにした。組織化学的および免疫組織化学的検討から,VVPの出血作用は真皮下層部および皮下組織にかけて出血が観察された。出血は毛細血管の破壊により引き起こされ,皮下組織とくに脂肪細胞間に広かっていた。免疫組織化学的検討から,IV型コラーゲンやラミニン等の血管内皮細胞基底膜を構成するタンパク質が真皮下層部および皮下組織間にかけて広く拡散しており,VVPの作用が広範な領域に起こっていることが明らかになった。しかし,これら組織において著しいうっ血や動脈の壊死的障害も観察され,VVPに他の作用の存在する可能性も明らかになった。
水素結合性相互作用を組み込んだ燃料電池用高分子電解質膜の合成

燃料電池用高分子電解質膜は、高分子鎖に強酸性の極性基を導入することにより水を吸着し、その水分子を媒体としてプロトンを移動させる固体電解質材料である。本研究では非共有結合性相互作用を電解質膜中に組み込むことで、膜中の有機酸分子の時間・空間的制御を試み、高分子電解質形燃料電池に用いる高分子電解質膜の高性能化を図ることを目的に研究を進めた。有機酸を水素結合的に凝集させた高分子電解質膜の合成フラーレンを基礎骨格に用いた3つの固体酸(フラレノール、スルホン化フラーレン、アルキルスルホン化フラーレン)を合成した。いずれの固体酸も150°C以上の耐熱性を示し、燃料電池用高分子電解質膜材料として充分な耐熱性を有していることが示された。フラレノール、スルホン化フラーレン、アルキルスルホン化フラーレンのプロトン伝導性は、120°Cまで温度と共に増加し、10^<-4>10^<-5>Scm^<-1>程度の値を示した。いずれも無加湿状態でプロトン伝導性を示し、かつ100°C以上の領域でもプロトン伝導性を維持することから、プロトンホッピング機構によるものと推察された。得られたフラーレン誘導体は、無水状態でプロトン伝導性を発現するだけではなく、高湿度下で高い吸水性を示すことが明らかになった。吸水性は、酸性の強さと酸性基の運動性に依存し、アルキルスルホン化フラーレン>スルホン化フラーレン>フラレノールの順となった。アルキルスルホン化フラーレンの相対湿度100%下における吸水率は、600wt%程度となり、高分子電解質膜の保水剤としての可能性を示した。このようなフラーレン誘導体に見られる無水プロトン伝導性や高吸水性は、フラーレンに密に導入された酸性基間の水素結合性相互作用によるところが大きいと推察される。これらの有機酸と塩基性高分子ポリベンゾイミダゾール、酸性高分子ナフィオン、リン酸系高分子電解質CEPとの複合化の検討を行った。リン酸系高分子電解質CEPはいずれのフラーレン誘導体とも5wt%程度まで複合化することが明らかになった。1.有機酸を水素結合的に凝集させた高分子電解質膜の合成本系は塩基性高分子に有機酸や無機酸を効果的に吸着させ、その酸分子をプロトン移動の媒体として用いる電解質材料である。水分子以外の材料をイオン伝導媒体として用いるために、高分子電解質膜を加湿することなく高いプロトン伝導性が得られ、その結果高温作動の高分子電解質形燃料電池の開発が可能になる。今年度は、主に有機酸としてフラーレンを基礎骨格に用いた3つの固体酸(フラレノール、スルホン化フラーレン、アルキルスルホン化フラーレン)を合成した。フラレノール、アルキルスルホン化フラーレンの120°Cにおける導電率は、それぞれ9.06×10^<-6>Scm^<-1>、1.66×10^<-5>Scm^<-1>であり、無水状態でプロトン伝導性があることが分かった。さらに、これらの有機酸と塩基性高分子ポリベンゾイミダゾール、酸性高分子ナフィオンとの複合体を合成した。ポリベンゾイミダゾールとの複合化では、強固な酸塩基複合体を形成するために、応用に適した電解質膜を得ることができなかった。一方、ナフィオンとの複合体は、有機酸の極性基に依存し、より酸性の高いスルホン化フラーレンが最もよく複合化することが分かった。2.ミクロドメイン構造の構築本研究で開発した炭化水素系高分子電解質材料は、ナフィオンのようなフッ素樹脂系電解質に見られる明瞭な親水疎水構造を持たないために、高いプロトン伝導性を発現するイオンクラスター構造を形成する可能性が低い。この問題を解決するために親水疎水のブロック共重合体構造を有する炭化水素系高分子電解質を合成した。これにより、水を効果的に吸収し、高いプロトン伝導性を有する新規材料が得られた。

吸水性は、酸性の強さと酸性基の運動性に依存し、アルキルスルホン化フラーレン>スルホン化フラーレン>フラレノールの順となった。アルキルスルホン化フラーレンの相対湿度100%下における吸水率は、600wt%程度となり、高分子電解質膜の保水剤としての可能性を示した。このようなフラーレン誘導体に見られる無水プロトン伝導性や高吸水性は、フラーレンに密に導入された酸性基間の水素結合性相互作用によるところが大きいと推察される。これらの有機酸と塩基性高分子ポリベンゾイミダゾール、酸性高分子ナフィオン、リン酸系高分子電解質CEPとの複合化の検討を行った。リン酸系高分子電解質CEPはいずれのフラーレン誘導体とも5wt%程度まで複合化することが明らかになった。
イスラーム思想における存在一性論学派の展開 オスマン朝期の神秘思想と改革思想

本研究の目的は、16世紀のオスマン朝下エジプトにおいて活躍した法学者兼神秘主義思想家(スーフィー)であるシャアラーニーの思想を、アラビア語の一次資料を用いて分析し、イスラーム思想史上の彼の思想の意義を問うことにある。シャアラーニーは、13世紀に活躍したスーフィーであるイブン・アラビーの学統(イブン・アラビー学派)に連なる人物だと言われてきたが、その具体的思想はこれまで明らかにされてこなかった。本研究の意義は、分析の立ち後れてきたシャアラーニーの神秘主義思想を考察することで、オスマン朝下のイブン・アラビー学派の思想理解に新たな視座をもたらすことにある。採用二年目の目標は、一次資料を読み込み、研究対象の理解を深めつつ最新の研究成果を発表することであった。そこで5Aの研究会において最新の研究成果を発表し、非常に有益なフィードバックを多くもらうことができた。また夏期には再度海外で資料収集を行い、今後研究を進める上で欠かせない文献(シャアラーニーの写本、および最新の刊本、その他スーフィズム関連の書籍など)を入手することができた。本年度は5月に最新の研究成果を口頭発表し、今後の研究に関して多くの有益なアドバイスを得ることができた。また夏期には昨年度に続いて海外で文献収集を行い、研究に必要な一次資料や関連書籍を複数入手できた。以上を踏まえ、本研究は概ね順調に進展していると言える。今後は研究発表で得たフィードバックおよび海外調査で入手した資料をもとに、シャアラーニーの神学的見解についての考察を進める。またシャアラーニーの師にあたる人物の神学思想も検討しつつ、16世紀前後のオスマン朝エジプト社会における神学とスーフィズムの関係にっいて分析を行う。その上で、オスマン朝における存在一性論学派の思想の包括的分析を試みる予定である。シャアラーニーは、13世紀に活躍したスーフィーであるイブン・アラビーの学統(存在一性論学派)に連なる人物だと言われてきたが、その具体的思想はこれまで明らかにされてこなかった。本研究の意義は、分析の立ち後れてきたシャアラーニーの神秘主義思想を考察することで、オスマン朝下の存在一性論学派の思想理解に新たな視座をもたらすことにある。採用第一年度目の目標は、研究に必要な資料を現地調査を通じて収集することと、博士論文執筆に向け研究内容を一層具体化することであった。そこで採用者はまず、夏期にトルコのスレイマニエ図書館にて写本の所蔵調査を行い、未入手の著作を複数入手した。秋にはイギリスのロンドン大学およびエグゼター大学のイスラーム研究機関をそれぞれ訪問し、世界的に活躍する研究者から自身の研究テーマに関する有益な意見を伺うことができた。また国内外で口頭発表を行い、それらのフィードバックをもとに分析を進めた最新の研究成果を論文発表することができた。具体的には、シャアラーニーの提起する理想の人間「完全人間」の議論を解析し、彼の完全人間論の理解が、従来イブン・アラビー学派の間で継承されてきたそれとどう異なるものであるかを明らかにした。また夏期に入手した写本をもとに、シャアラーニーの神学的見解についても考察を行った。これらはいずれも未研究の議論であり、シャアラーニーの思想的意義を把握する上でも、その重要性は極めて高いものであると言える。本年度は海外で文献および情報収集を行っただけでなく、国内外で複数の口頭発表を行い、また最新の研究結果を論文の形で発表することができた。この論文で扱ったテーマは未研究の研究内容であり、意義のある成果を残すことができた。今後は、初年度に海外で入手した写本をもとにシャアラーニーの神学的見解についての考察を進め、それと近代のイスラーム改革主義思想との関連性を検討しつつ、オスマン朝における存在一性論学派の思想の包括的分析を試みる。

その際新たに資料が必要な場合には、トルコのスレイマニエ図書館およびエジプトの国立図書館やアズハル大学図書館等を訪問し、文献収集を行う予定である。今後は研究発表で得たフィードバックおよび海外調査で入手した資料をもとに、シャアラーニーの神学的見解についての考察を進める。またシャアラーニーの師にあたる人物の神学思想も検討しつつ、16世紀前後のオスマン朝エジプト社会における神学とスーフィズムの関係にっいて分析を行う。その上で、オスマン朝における存在一性論学派の思想の包括的分析を試みる予定である。
内分泌因子および飼料成分による抗菌ペプチドの発現と自然免疫機能の向上

本研究は、抗菌ペプチド(AMPs)が有する多機能性の解析と、内分泌因子や飼料成分等によるAMPsの発現調節並びに発現調節機構の解析を通して、鳥類の自然免疫機能を人為的に向上させる方法の基盤について検討することを目的としている。脊椎動物のAMPsには2種のファミリー(CathelicidinとDefensin)が知られている。ニワトリではCathelicidinに属するAMPsとして4種類が同定されており、このうちCathelicidin-B1(CATH-B1)は、B細胞の分化・増殖に関わるファブリキウス嚢(BF)において強く発現していることが報告されている。本年度は二ホンウズラBFからCATH-B1 cDNAをクローン化し、cRNAプローブを作成してCATH-B1 mRNAの発現部位について調べた。加えて、cDNAの情報に基づいて合成したウズラCATH-B1ペプチドを用いて生理活性についても検討した。その結果、CATH-B1 mRNAはBFの濾胞間上皮と髄質内で強く発現していること、そのmRNA発現は動物へのグラム陰性菌内毒素(リポ多糖;LPS)投与により高まること、加えて合成ペプチドは大腸菌(グラム陰性菌)に対して抗菌活性を示し、さらにLPS結合活性とLPS中和活性を有することが明らかになった。また、鳥類の腎臓は尿管を介して総排泄腔に連続していることから、外界微生物の侵入を受けやすいと考え、腎臓におけるβ-Defensin(BD)の発現について検討した。その結果、ウズラ腎臓では、BD9 mRNAは遠位尿細管と一部の集合管で、BD10 mRNAは両者で、それぞれ発現していることを明らかにした。また、ウズラ腹腔内への活性型ビタミンD3の投与は、腎臓におけるBD10 mRNAの発現を有意に増加させることが明らかになった。本年度は、A】AMPsの多機能性の解析と、B】AMPs遺伝子の発現調節機構の解析、に関して検討し、A】では、ウズラのAMPsであるCathelicidin-B1には、抗菌活性に加え、LPS結合活性とLPS中和活性を有すること等を示した。また、B】では、活性型ビタミンD3が腎臓におけるAMPs β-Defensin-10のmRNA発現量を有意に増加させること等を示した。これらのことから、(2)おおむね順調に進展していると判断した。平成30年度は、抗菌ペプチド(AMPs)のもつ多機能性と発現調節機構について検討する。多機能性では、抗ウイルス作用と抗腫瘍作用について評価する。細菌と最も接しやすい部位は、口腔、消化管(胃、腸管等)、肺、皮膚等であることから、これら部位由来の腫瘍細胞株をAMPsで処理し、がん細胞の生存率あるいはアポトーシス誘導等に与える影響について評価する。また、発現調節機構に関しては、活性型ビタミンD3に加え脂肪酸がAMPs発現に与える影響を検討する。ビタミンD3に関しては、動物あるいは培養細胞を活性型ビタミンD3で処理し、AMPsのmRNA発現に与える影響についてリアルタイムPCR(qPCR)法により測定する。一方、脂肪酸には様々な種類が存在することから、本研究では、動物の体内に存在する短鎖脂肪酸(ブタン酸等)、中鎖脂肪酸(オクタン酸等)、長鎖脂肪酸(オクタデカン酸等)等で動物あるいは培養細胞を処理した後、上記ビタミンDの場合と同様に解析する。シグナル伝達機構の解析では、LPS、グラム陽性菌内毒素(リポテイコ酸;LTA)、ホルモン、活性型ビタミンD3、脂肪酸等がAMPs遺伝子の発現を高める場合、その際の細胞内シグナル伝達機構について解析する。組織あるいは培養細胞における各因子受容体の存在をRT-PCR法により確認する。併せて、受容体の存在部位を免疫組織学的手法あるいはin situ hybridization法を用いて同定する。さらに細胞内の炎症応答性シグナル伝達系に関わる分子(NFκB, MAPK等)の阻害剤や活性化剤がAMPsのmRNA発現に与える影響を、qPCR法により測定し、どのシグナル伝達機構が関与しているか評価することで、各因子の受容体結合から炎症応答までの経路を解明することを目指す。

その結果、ウズラ腎臓では、BD9 mRNAは遠位尿細管と一部の集合管で、BD10 mRNAは両者で、それぞれ発現していることを明らかにした。また、ウズラ腹腔内への活性型ビタミンD3の投与は、腎臓におけるBD10 mRNAの発現を有意に増加させることが明らかになった。本年度は、A】AMPsの多機能性の解析と、B】AMPs遺伝子の発現調節機構の解析、に関して検討し、A】では、ウズラのAMPsであるCathelicidin-B1には、抗菌活性に加え、LPS結合活性とLPS中和活性を有すること等を示した。また、B】では、活性型ビタミンD3が腎臓におけるAMPs β-Defensin-10のmRNA発現量を有意に増加させること等を示した。これらのことから、(2)おおむね順調に進展していると判断した。平成30年度は、抗菌ペプチド(AMPs)のもつ多機能性と発現調節機構について検討する。多機能性では、抗ウイルス作用と抗腫瘍作用について評価する。細菌と最も接しやすい部位は、口腔、消化管(胃、腸管等)、肺、皮膚等であることから、これら部位由来の腫瘍細胞株をAMPsで処理し、がん細胞の生存率あるいはアポトーシス誘導等に与える影響について評価する。また、発現調節機構に関しては、活性型ビタミンD3に加え脂肪酸がAMPs発現に与える影響を検討する。ビタミンD3に関しては、動物あるいは培養細胞を活性型ビタミンD3で処理し、AMPsのmRNA発現に与える影響についてリアルタイムPCR(qPCR)法により測定する。一方、脂肪酸には様々な種類が存在することから、本研究では、動物の体内に存在する短鎖脂肪酸(ブタン酸等)、中鎖脂肪酸(オクタン酸等)、長鎖脂肪酸(オクタデカン酸等)等で動物あるいは培養細胞を処理した後、上記ビタミンDの場合と同様に解析する。シグナル伝達機構の解析では、LPS、グラム陽性菌内毒素(リポテイコ酸;LTA)、ホルモン、活性型ビタミンD3、脂肪酸等がAMPs遺伝子の発現を高める場合、その際の細胞内シグナル伝達機構について解析する。組織あるいは培養細胞における各因子受容体の存在をRT-PCR法により確認する。併せて、受容体の存在部位を免疫組織学的手法あるいはin situ hybridization法を用いて同定する。さらに細胞内の炎症応答性シグナル伝達系に関わる分子(NFκB, MAPK等)の阻害剤や活性化剤がAMPsのmRNA発現に与える影響を、qPCR法により測定し、どのシグナル伝達機構が関与しているか評価することで、各因子の受容体結合から炎症応答までの経路を解明することを目指す。理由:本年度、研究が順調に進んだことにより、条件検討などの実験回数が少なく済んだこと、また、割安なキャンペーン品を積極的に購入したこと、等の理由により、当初の計画よりも少ない費用で実験を行うことができたため、未使用額が生じた。使用計画:今後は、結果が全く予想できない実験も計画していることから、追加実験等が必要となることが見込まれるため、今期生じた未使用額をそれに充てることを考えている。
磁場可変固体高分解能ＮＭＲを用いた無機材料・表面・界面の電子状態の解析法の実現

本研究で開発する磁場可変固体高分解能NMRを用いた電子状態の解析法を実際の無機材料に適用する際には、原子核の電気四極子相互作用が非常に大きく、ゼーマン相互作用の摂動として取り扱うことのできない領域での粉末NMR測定が不可避である場合がある。従来、このような場合にはスペクトルの解析が繁雑であるという問題があり、忌避されてきた。初年度において、核スピン系を記述するハミルトニアンを精察することにより、四極子相互作用のパラメータと粉末スペクトル上の鋭く尖ったところ(特異点)とを対応付ける理論を見出した。本年度は、実際の複数の系を対象に数値計算を行い理論を実証した。この方法は、実験で得たスペクトルの解析が簡便にかつ高い客観性で行えるだけでなく、巨大な四極子相互作用の問題によって制限されていたNMR分光の適用範囲を拡げるという大きな意味も持っている。この成果を論文にまとめThe Journal of Chemical Physics誌に投稿し、採録された。次のステップとして、四極子相互作用だけでなく化学遮蔽相互作用も同時に働いている場合に有効なスペクトル解析法を開発すべく、上記の理論を拡張する研究を行った。一次近似では、四極子パラメータに加え化学遮蔽テンソルの一つの成分を同時に決定することが可能であることを導き出した。今後の課題は、四極子テンソルと化学遮蔽テンソルの全ての主値および両主軸系の相対配向を同時に決定する方法を案出することにある。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で開発する磁場可変固体高分解能NMRを用いた電子状態の解析法を実際の無機材料に適用するためには、原子核の四極子相互作用が非常に大きく、ゼーマン相互作用の摂動として取り扱うことのできない領域でのNMR測定が不可欠であると考えられる。このような領域は、1NMRの共鳴線が、検出回路の帯域幅を大きく上回るほど広幅化することと、2摂動法が使えないためスペクトルの解析が困難であることの2点により、NMRの歴史上ずっと忌避され続けてきた。本年度はまず、このような領域におけるNMRの可能性を探るべく、主に理論的な研究を実施した。本研究で開発する新手法においては、周波数を固定し磁場強度を変えて測定を行うため、スペクトル全体を分割して取得し、その後でつなぎ合わせることが容易であり、1の問題は解決される。2の問題を軽減するために新手法では、共鳴線全体の強度を解析する従来の一般的な方法ではなく、共鳴線の形状を最も特徴付ける特異点(鋭く尖ったところ)の位置のみを解析に用いるという方策をとることにした。申請者は、系を記述するハミルトニアンを精察することにより、粉末試料のうち、ある決まった向きの微結晶は、四極子相互作用のパラメータによらず、必ず特異点で共鳴するということを導き出した。このことを用いると、従来法より簡便に四極子パラメータを決定することができるという点で非常に有用な理論であるばかりでなく、NMR分光の適用範囲を拡げるという大きな意味も持っている。申請者は現在、実際の系を対象に数値計算を行い、理論を実証しているところであり、また同時に、論文にまとめ学術誌に投稿する準備を進めている。四極子相互作用が非常に大きいためにこれまでNMRによって物質の化学的な情報がほとんど得られてこなかった核に対して、実験で観測された粉末線形の特異点の位置から四極子相互作用のパラメータを決定できることを示した本研究は、この分野にとって大きな前進であり、期待以上の研究の進展があったといえる。今後は、初年度に開発した方法を実材料に適用し、解析を行う。また、四極子相互作用だけでなく化学シフト相互作用も同時に働いている場合のスペクトル解析法を開発する。
新しい誘電体構造における光の状態

3次元的な乱雑系である多孔質ガラス,1次元準周期系であるフィボナッチ多層膜,また,一次元の周期的なフォトニッククリスタル及び,その中央に欠陥を入れたものにおける,光の状態について調べた。まず,3,000Åから10,000Åのの平均細孔径を持つ多孔質ガラスを用いて,その中で多重散乱を受けている光の状態を,コヒーレント後方散乱,飛行時間測定,透過スペクトルならびに,白色光干渉計を用いたサブピコ秒時間分解測定によって,調べた。次に,以下のようないくつかの1次元的な誘電体構造を,シリカとチタニアという屈折率の大きく異なる2種類の材料を交互にガラス基板上に蒸着することによって作成した。i)1次元準周期系であるフィボナック多層膜。ii)周期的なフォトニッククリスタル。iii)周期的な構造の中央の層を別のもので置き換えることにより欠陥を作り込んだ3種類の多層膜。この3種類は,中央の欠陥の周りにできる光の欠陥準位として,アクセプター準位,ドナー準位,及びミッドギャップ準位をそれぞれ持つ。以上の1次元構造における光のバンド構造を調べるために,分光器を用いて透過スペクトルを測定し,また,既に作成してあるフーリエ変換白色光干渉計を用いて,透過光の位相を測定した結果,理論的に予想される,理論的な分散曲線に近いバンド構造が得られた。さらに,中央の欠陥層に非線形光学媒質をドープした試料を作成し,透過率の非線形性を測定した結果,予備的ではあるが,非常に強い非線形性が観測された。これは,光の局在モードにより,中央層における光の強度が増強されたことによるものであり,このようなフォトニッククリスタル構造が,幅広い応用を持つことを示唆している。
生体脳微小循環観察法による低体温下逆行性脳灌流法の研究

逆行性脳灌流法は胸部大動脈瘤領域の手術における脳保護方法では、超低体温循環停止法の補助手段として、脳保護許容時間の延長を目的として臨床的に利用されている。逆行性脳灌流法に関しての基礎的研究として、生体脳微小循環観察と脳組織観察を併用し、低体温下の逆行性脳灌流の過程を観察、記録し、評価、解析した。これにより至適逆行性灌流条件を推測した。方法:Wistar系ラットを用いて腹腔内麻酔を施行、上行大動脈を確保した後、頭頂部にclosed cranial windowを作成し、内腔を人工髄液を用いて内圧を調節し灌流した。落射型蛍光顕微鏡下に頭部を固定し、closed cranial windowを介して微小血管領域における変化をcontrast mediumを用いて観察した。脳微小循環の変化は灌流圧を調節し観察する事により行った。脳表微小循環像の解析は、血流測定システムを用いておこなった。結果:頭蓋内圧を逆行性灌流における至適圧と推定される1-3cmH_2Oとしたところ、逆行性灌流圧20-30mmHgでの条件下で、低体温下の心拍動下の脳表循環の1/5から1/6で逆行性に灌流される事が観察された。低体温環境での逆行性灌流時における脳表微小循環像は,灌流当初は常温像と比較して血流速度の分布が近似しているものの,時間が経過するにつれ静脈,動脈間の血流分布が異なっていくことが観察された。考察:頭蓋内圧を適正と推定される生理的内圧に調節したところ、逆行性灌流圧20-30mmHgでの条件が至適逆行性灌流条件と推定された。また、低体温時では逆行性灌流圧と頭蓋内圧、脳浮腫の関係が常温時とは異なった影響を及ぼしていると推測された。