hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
堆肥埋込作業機開発の基礎研究

このような制御方法によって堆肥排出量の調節が容易にできるので、来年度には、この方法を装置化して、ショベル・覆土装置を取付けて圃場にて実験を行う予定である。前年度に試作した堆肥埋込作業機について,本年度は堆肥施肥量の制御実験と堆肥の埋め込み実験を行った。堆肥施肥量の制御は,マニュアスプレッダの床チェ-ン送り速度とオ-ガ軸の組み合わせで行う。その方法は,オ-ガ部へ堆肥を過剰に搬送しないで,オ-ガの充満率が8090%になるように,床チェ-ンコンベヤの駆動をONーOFF制御によって堆肥の搬送量を調節することである。ここでは,床チェ-ンの送り速度をONーOFF制御するために,オ-ガ部に光電センサ-を取付け,オ-ガ部に堆肥が過剰に搬送されると,光電センサ-の作用によって床チェ-ンコンベヤが一時停止し,堆肥がなくなると復帰して搬送が開始するようにして施肥量制御実験を行った。その結果,作業効率を高め,常に一定の堆肥を排出させるためには,オ-ガ部の充満率を8090%に保つことで,そのために,オ-ガ部へ堆肥をやや過剰になるように床チェ-ンコンベヤのONーOFF制御を行うようにする方がよいと考えられた。ほ場での堆肥埋め込み実験では,溝断面計測により,溝に一定量の堆肥を投入することができた。覆土割合は,浅い溝の場合2040%,深い溝の場合3040%であった。覆土装置による効果は,浅い溝の方に覆土が盛り上がり効果があったが,深い溝の方は,十分に覆土円板が作用しなく,覆土円板の自重,その取付け幅と排出された土の幅及び溝深さ等のマッチングを考慮する必要があった。この試作した堆肥埋込作業機は,全体としてショベルの上下調節装置及び動力伝達方法等の解決が必要であるが,これまでの基礎実験では堆肥の埋め込みを十分に行うことができた。今回初めての試作であり,さらに改良点について研究を重ねることにより,高作業効率の作業機として,近い将来,完成されていくものと考える。
運動ニューロンに特異的に発現されるレセプター型チロシンキナーゼのリガンド同定

運動ニューロンにおける細胞死をBDNFやNT-3がある程度阻止することから、BDNFやNT-3が運動ニューロン栄養因子として働いていると考えられるが、他の栄養因子が存在する可能性もある。我々は、運動ニューロンを特異的に認識する抗体を用いて運動ニューロンを精製し、RT-PCR法により運動ニューロンに特異的に発現するレセプター型チロシンキナーゼ群をクローニングした。その中で、BDNF、NT-3のレセプターであるTrkファミリーとは異なるEphレセプター型チロシンキナーゼファミリーに含まれるSekが、肢を支配する運動ニューロンと肢芽に特異的に、さらに運動ニューロン細胞死の時期(E5E10)に一致して一過性に発現していることを見い出した。平成6年度はレセプター型チロシンキナーゼSekの細胞外領域とヒト抗体のFc部分を結合したcDNAを作製し、COS細胞にこの融合蛋白を発現させ、その培養上清からプロテインAカラムによって数mgの融合蛋白を精製した。この融合蛋白でマウスを免疫し、約200クローンのモノクローナル抗体を確立し、その中で6クローンは免疫組織化学と免疫沈降に使用可能であった。これらのモノクローナル抗体の中にはリガンド結合を阻害する抗体が必ず存在すると期待され、機能阻害抗体は、Sekの機能解明に有用と考えられる。Sekに対する抗血清がセリガンドとして働き、細胞株に発現させたSekがリン酸化することから、このリン酸化を阻害する機能阻害モノクローナル抗体を検索中である。また、マウスのSekのリガンド(ELF-1)が報告されたため我々が解析しているトリのELF-1をクローニングした。
三角和の評価とその応用

三角和は特に数論の解析的理論の研究から生まれて今日まで発達して来たが、近年はその応用範囲が広がり、従来にはなかったような領域にまで及ぶようになった。本研究においては、まず解析学の古典的な手法例えば総和法の典型的な定理のいくつかが、どのように有限和(三角和)を積分の評価に転化するのに有効であるかを示すことを一つの目標とした。特に一様分布論への応用を中心としたが、そこでは研究代表者の従来からの研究によって、総和法とそのタウバー型定理が重要な役割を果たすことが知られている。そこで本研究では、それまでの研究には現われなかった新しいタイプの判定定理を得るために、総和法と素数定理とを結び付けることを考え、実解析の範囲内で証明できる新しい結果を得た。その成果の一部が、研究発表欄(裏面)にある論文に収められている。本研究の他の目標は、エルゴード理論がどのように一様分布論に有効であるかを明かにすることであったが、これは従来の古典的な研究において考察された問題におけるよりも、上記のような新しいタイプの問題においてこそ真価が発輝されるものと考えた。同時に、当然そこではエルゴード理論の結果自身の適当な変形、修正も必要となるので、ひとまず元の問題を離れてエルゴード理論内部における新しい展開を計った。その結果、一様分布論における上記問題よりも更に一般な形の問題に対するタウバー型定理のような精密な形の結果は得られなかったので、これが今後の課題の一つであると思われる。
人工膜に対する揮発性吸入麻酔薬の作用

脂質類似物質(Dioleyl phosphate:DOPH)をミリポア膜に吸着させた人工脂質2分子膜は、生体系における神経膜を局所的に模擬した人工神経細胞膜として研究されてきた。しかし、揮発性吸入麻酔薬について、DOPH膜に対する効果を検討した報告はない。本研究は、DOPH膜の揮発性吸入麻酔薬への応答性を調らべる目的で飯山らの方法を用いて、現在、臨床使用されているhalothane,enflurane,is of lurane,sevofluraneについて、それぞれの添加量と膜の自励発振に及ぼす影響についてカオスおよびフラクタル解析を行って検討した。「カオス=小数自由度系の乱雑さの確認」を行うために、ローレンツプロットを行った結果、4種類の揮発性吸入麻酔薬の投与により、それぞれ、1次元写像を得ることが出き、アトラクターを有することが明らかとなり4種の麻酔薬は、DOPH膜に対してカオス系の変化をもたらすものと考えられた。しかし、ローレンツプロットの結果では、それぞれの麻酔薬に特長的な性質は、判明できなかった。そこで、それぞれの麻酔薬を投与した時の自励発振間隔の累積分布を片対数プロットすることによりリフラクタル次元を求めた結果、halothaneは1.00,enfluraneは0.33,isofluraneは0.23,sevofluraneは0.78であった。この時のそれぞれの麻酔薬の濃度は、halothaneは110mg/dl,enfluraneは24mg/dl,isofluraneは50mg/dl,sevofluraneは3mg/dlであった。さらに、それぞれの麻酔薬は、濃度を増加させると自励発振は消失した。以上、4種類の揮発性吸入麻酔薬のDOPH膜への影響について、それぞれの濃度と自励発振の間隔との間でのカオスおよびフラクタル解析を行った結果、揮発性吸入麻酔薬は、DOPH膜の流動性または水との相互作用等により何らかの秩序性をもたらすものと考えられた。
高齢者のQOLと口腔の健康との関係についての多国間比較研究

大阪府老人大学講座の受講者1015名(平均年齢67.1歳,男性56.5%)に対して,日本語版Short-form Oral Health Impact Profile (OHIP-14)を用いてアンケート調査を行った.OHIP-14の質問項目には,機能の制限,身体的疼痛,心理的不快,身体的障害,社会的障害,心理的障害,ハンディキャップに関するものがそれぞれ2問ずつ計14問含まれている.これらの質問に対して,「しばしばある」,「頻繁にある」と回答した項目数を,口腔に由来するQOLの問題点ありとして合計し,個人のスコアとした.OHIP-14の質問項目のうち,問題ありとした,すなわちQOLの低下を示した頻度が最も高かった項目は,口腔の問題による「食事の不快感(8.1%)」,次いで「人目を気にした(5.2%)」であった.全体としては,身体的疼痛,心理的不快の頻度が高く,社会的障害,ハンディキャップについては頻度が低かった.ロジスティック回帰分析による多変量解析の結果,OHIP-14は健康状態の自己評価,歯の状態,歯科治療の必要性と有意な関連がみられたが,性別や年齢,家族構成とは有意な関係がみられなかった.他の国,地域と比較すると,OHIP-14は,全般的にはアメリカ白人,オーストラリア地方部,カナダ地方部より高く,オーストラリア都市部,カナダ都市部と同程度であり,アメリカ黒人,香港より低い値となった.また14項目の順位については,今回のデータは,オーストラリア都市部(rs=0.89),アメリカ白人(rs=0.81),黒人(rs=0.87)のデータとは相関性が高かったが,カナダ地方部とは相関がみられなかった.各項目については,「会話に支障をきたした」はカナダ地方部より高く,「食事の不快感」はカナダ都市部より高く,「人目を気にした」は香港より高くなった.一方,「食事の中断」は香港より低かった.これらの理由としては,言葉の持つ概念や微妙な意味合いの違い,経済状況社会保障制度や医療制度の違い,また人生に対する価値観,楽観的か悲観的かなど国民性の違いなどが考えられるが,今後の検討が必要である.アメリカに留学経験のある日本人歯科医師3名に,英語版Short-form Oral Health Impact Profile(OHIP-14)をそれぞれ日本語に訳させた.次に,その日本語の文章を,大阪外国語大学で英語を教えているアメリカ人教師に英語に訳させ,原文と最も近い英語になった日本語の質問を採用し,日本語版OHIP-14を作成した.次に,大阪大学歯学部附属病院咀嚼障害補綴科受診中の65歳以上の患者20名に日本語版OHIP-14への回答を依頼し,意味の分かりにくい質問については修正を加え,完成した.次に,大阪府老人大学講座の受講者1015名(平均年齢67.1歳,男性56.5%)に対して,日本語版OHIP-14を用いてアンケート調査を行った.日本語版OHIP-14の質問項目には,機能の制限,身体的疼痛,心理的不快,身体的障害,社会的障害,心理的障害,ハンディキャップに関するものがそれぞれ2問ずつ計14問含まれている.これらの質問に対して,(1)全くない,(2)ほとんどない,(3)ときどきある,(4)しばしばある,(5)頻繁にあるの5段階で回答してもらい,(4)(5)と回答した項目数を,口腔に由来するQOLの問題点ありとして合計し,個人のスコアとした.最も回答数が多かったのは,口腔内の痛みの経験で,41.7%の者にみられた.OHIP-14の平均スコアは2.66±3.55であり,これは健康状態の自己評価,口腔内状態,歯科受診状況,経済状態と有意な関連がみられたが,、性別や家族構成とは有意な関係がみられなかった.ロジスティック回帰分析による多変量解析の結果,口腔内状態は全てのOHIP-14の項目と有意な関連がみられた.大阪府老人大学講座の受講者1015名(平均年齢67.1歳,男性56.5%)に対して,日本語版Short-form Oral Health Impact Profile (OHIP-14)を用いてアンケート調査を行った.OHIP-14の質問項目には,機能の制限,身体的疼痛,心理的不快,身体的障害,社会的障害,心理的障害,ハンディキャップに関するものがそれぞれ2問ずつ計14問含まれている.これらの質問に対して,「しばしばある」,「頻繁にある」と回答した項目数を,口腔に由来するQOLの問題点ありとして合計し,個人のスコアとした.OHIP-14の質問項目のうち,問題ありとした,すなわちQOLの低下を示した頻度が最も高かった項目は,口腔の問題による「食事の不快感(8.1%)」,次いで「人目を気にした(5.2%)」であった.全体としては,身体的疼痛,心理的不快の頻度が高く,社会的障害,ハンディキャップについては頻度が低かった.ロジスティック回帰分析による多変量解析の結果,OHIP-14は健康状態の自己評価,歯の状態,歯科治療の必要性と有意な関連がみられたが,性別や年齢,家族構成とは有意な関係がみられなかった.他の国,地域と比較すると,OHIP-14は,全般的にはアメリカ白人,オーストラリア地方部,カナダ地方部より高く,オーストラリア都市部,カナダ都市部と同程度であり,アメリカ黒人,香港より低い値となった.また14項目の順位については,今回のデータは,オーストラリア都市部(rs=0.89),アメリカ白人(rs=0.81),黒人(rs=0.87)のデータとは相関性が高かったが,カナダ地方部とは相関がみられなかった.

各項目については,「会話に支障をきたした」はカナダ地方部より高く,「食事の不快感」はカナダ都市部より高く,「人目を気にした」は香港より高くなった.一方,「食事の中断」は香港より低かった.これらの理由としては,言葉の持つ概念や微妙な意味合いの違い,経済状況社会保障制度や医療制度の違い,また人生に対する価値観,楽観的か悲観的かなど国民性の違いなどが考えられるが,今後の検討が必要である.大阪府老人大学講座の受講者1015名(平均年齢67.1歳,男性56.5%)に対して,日本語版Short-form Oral Health Impact Profile(OHIP-14)を用いてアンケート調査を行った.日本語版OHIP-14の質問項目には,機能の制限,身体的疼痛,心理的不快,身体的障害,社会的障害,心理的障害,ハンディキャップに関するものがそれぞれ2問ずつ計14問含まれている.これらの質問に対して,(1)全くない,(2)ほとんどない,(3)ときどきある,(4)しばしばある,(5)頻繁にあるの5段階で回答してもらい,(4)(5)と回答した項目数を,口腔に由来するQOLの問題点ありとして合計し,個人のスコアとした.OHIP-14の質問項目のうち,問題ありとした,すなわちQOLの低下を示した頻度が最も高かった項目は,口腔の問題による「食事の不快感(8.1%)」,次いで「人目を気にした(5.2%)」「ストレスを感じた(4.9%)」であった.全体としては,身体的疼痛,心理的不快の頻度が高く,社会的障害,ハンディキャップについては頻度が低かった.これらの各項目に問題ありとした者の割合は,全般的にはアメリカ白人,オーストラリア地方部,カナダ地方部より高く,オーストラリア都市部,カナダ都市部と同程度であり,アメリカ黒人,香港より低い値となった.また14項目の順位については,我々の日本のデータは,オーストラリア都市部(rs=0.89),アメリカ白人(rs=0.81),黒人(rs=0.87)のデータとは相関性が高かったが,カナダ地方部とは相関がみられなかった.各項目については,「会話に支障をきたした」はカナダ地方部より高く,「食事の不快感」はカナダ都市部より高く,「人目を気にした」は香港より高くなった.一方,「食事の中断」は香港より低かった.これらの理由としては,言葉の持つ概念や微妙な意味合いの違い,経済状況,社会保障制度や医療制度の違い,また人生に対する価値観,楽観的か悲観的かなど国民性の違いなどが考えられるが,今後の検討が必要である.
非線形確率システムに対する経路積分解析に基づく最適制御と推定の統一的解法の構築

本研究ではまず,確率解析と統計学的サンプリング法に基づく新しい非線形確率最適制御問題の解法である反復型経路積分制御法を拡張することで,確率最適制御だけでなく,非線形フィルタ問題に対する解法を開発した.つぎに,非線形フィルタによるパラメータ推定により,非線形確率システムのモデル化の手法を検討した.これらにより,経路積分解析に基づく非線形確率最適制御,状態推定,確率システムのモデル化に対する統一的枠組みを提案した.さらに,構築した枠組みの実問題への適用を考え,気象という不規則外乱の考慮が不可欠な小型ヘリコプタを用いた実機検証により提案手法の効果を確認した.非線形確率システムの最適制御問題は,確率ハミルトン・ヤコビ・ベルマン(SHJB)方程式とよばれる非線形2階偏微分方程式の求解問題へ帰着されることが知られている.平成27年度は,申請者が考案したSHJB方程式の逐次近似解法である反復型経路積分法の理論的拡張を行った.一つ目に,これまでは有限時間区間上での最適制御のみを扱っていたものから,無限時間区間を扱えるように拡張した.無限時間区間最適制御問題が帰着される偏微分方程式はすでに知られていたが,SHJB方程式とは異なる構造を持つため,従来法そのままでは適用できなかった.そこで反復型経路積分法の反復規則に新たに補償項を付加することで,無限時間区間の場合でも真の解への収束が期待される反復解法が導出できた.これにより,これまで可能であった有限時間上の最適タスク軌道の生成に加え,システムを漸近安定化する最適安定化制御器を系統的に得ることが可能となった.二つ目に,入力飽和を陽に考慮したSHJB方程式を導出し,この方程式を扱えるように反復型経路積分法の拡張を行った.先行研究において,確定システムに対する入力飽和を考慮した非線形最適制御における偏微分方程式が導出されていた.この導出方法に基づき,確率最適制御における入力飽和を考慮したSHJB方程式を新たに導出した.つぎに,反復型経路積分法の反復規則を拡張することで,入力飽和を考慮したSHJB方程式の解法を構築した.入力飽和を考慮した非線形確率最適制御問題を扱える解法はこれまでなく,提案法によりこの問題に対する系統的な解法を与えることが可能となった.研究実施計画における平成27年度の目標は反復型経路積分法の理論的拡張であったが,制御系設計において重要な漸近安定化制御器を得ることを可能にする無限時間評価区間を扱うための理論的拡張と,実用上重要な厳密な入力飽和を扱うための理論的拡張が達成できたため.非線形確率システムの最適制御問題は,確率ハミルトン・ヤコビ・ベルマン(SHJB)方程式とよばれる非線形2階偏微分方程式の求解問題へ帰着されることが知られている.前年度は,申請者が考案したSHJB方程式の逐次近似解法である反復型経路積分法の理論的拡張を行った.具体的には,有限時間区間上での最適制御のみを扱っていたものから,無限時間区間を扱えるように拡張し,また入力飽和を陽に考慮したSHJB方程式を導出し,この方程式を扱えるように反復型経路積分法の拡張を行った.前年度は主に確率最適制御問題を扱っていたが,平成28年度は,状態・パラメータ推定において重要な非線形フィルタ問題の解法に着手した.提案法のアプローチは,非線形フィルタ問題が帰着されるフィルタ方程式に特別な非線形変換を施し,前年度に得られた反復型経路積分法の拡張法が適用できるクラスの偏微分方程式へと変換することで,経路積分解析に基づく非線形フィルタの解法を得るものである.平成28年度は,このアプローチにより理論的に非線形フィルタ問題が反復型経路積分法の枠組みで解けることを明らかにした.さらに,来年度の主な目標である不規則外乱下での小型無人ヘリコプタの最適飛行制御の実験的検証の準備として,クアッドコプタの試験機を製作した.近年ホビー用の小型クアッドコプタが製品として多数販売されているが,制御ロジックの改変が困難なものが多いことと,実験中の墜落による故障も想定されるため,入手性の良い部品の選定の自由度などを考慮して,自作した.詳細なモデル化は来年度に行うが,まずは簡単なシミュレータを作成し,数値シミュレーションによって,不規則外乱下での定値制御に関する結果を得た.研究実施計画における平成28年度の目標であった,非線形フィルタ問題に付随するフィルタ方程式の反復型経路積分法を利用した解法に関する理論的結果を得ることができた.さらに,来年度に実施予定の不規則外乱下での小型無人ヘリコプタの最適飛行制御の実験的検証のためにクアッドコプタ試験機の製作を行うことができたため.最終年度は,非線形フィルタによるパラメータ同定に基づくツインロータ,クアッドロータヘリコプタの非線形確率システムモデルの構築と,非線形確率最適制御の適用を行った.確率システムのダイナミクスモデルをドリフトと拡散ダイナミクスに分け,ドリフトダイナミクスはシステムの平均挙動を表す部分であるため,第一モデル原理に従い運動学・動力学方程式からモデルを構築した.つぎに,確率的不確かさを表す拡散ダイナミクス部分のモデル化として,得られた応答データからドリフトダイナミクスモデルの応答を除くことで,確率的不確かさに関する応答データを取得する.このデータに対して複数のパラメトリックモデルの候補を用意し,非線形フィルタによるパラメータ同定を行い,適合度が最も高いモデルを採用した.

ドリフトダイナミクスのモデル化誤差に起因する確定的な誤差信号の影響が,最終的に得られる確率モデルの精度に無視できない影響を与えることがわかったため,更なる理論的な成果として,これまで確率的外乱のみを考慮していた提案手法を,確率外乱だけでなく有界確定外乱も同時に扱えるように拡張した.これにより,実験結果とよく適合する非線形確率システムモデルを得ることができ,実機検証として小型ヘリコプタの非線形確率最適制御による目標軌道の最適追従制御や目標点での確率安定化制御を行い,提案制御法と得られたモデルに関する有効性を確認した.研究期間全体の成果として,申請者が非線形確率最適制御の解法として研究を行ってきた反復型経路積分制御法の原理を応用して,新たに非線形フィルタ問題の解法の開発を行い,状態推定だけでなく非線形確率システムのモデル化にも適用した.また,確率外乱と確定外乱を同時に扱えるように制御法を拡張した.これらにより,経路積分解析に基づく非線形確率最適制御・推定・モデル化を包括的に扱える新しい枠組みを開発することができた.本研究ではまず,確率解析と統計学的サンプリング法に基づく新しい非線形確率最適制御問題の解法である反復型経路積分制御法を拡張することで,確率最適制御だけでなく,非線形フィルタ問題に対する解法を開発した.つぎに,非線形フィルタによるパラメータ推定により,非線形確率システムのモデル化の手法を検討した.これらにより,経路積分解析に基づく非線形確率最適制御,状態推定,確率システムのモデル化に対する統一的枠組みを提案した.さらに,構築した枠組みの実問題への適用を考え,気象という不規則外乱の考慮が不可欠な小型ヘリコプタを用いた実機検証により提案手法の効果を確認した.平成28年度は,非線形フィルタ問題が帰着されるフィルタ方程式に特別な非線形変換を施し,平成27年度で行った反復型経路積分法の拡張法が適用できる新しい偏微分方程式へと変換することで,経路積分解析に基づく非線形フィルタの解法を開発する.これにより得られる非線形フィルタにより,一般に状態の一部である観測出力から状態推定を行い,得られた推定値を用いて最適制御を解くことで,非線形フィルタと最適制御の統一的な解法を得る.平成29年度は,今年度に明らかにした非線形フィルタ問題の反復型経路積分法に基づく解法の理論的結果に従って,効率的な実装を目指した数値計算法を確立する.これにより得られる非線形フィルタにより,一般に状態の一部である観測出力から状態推定を行い,得られた推定値を用いて最適制御を解くことで,非線形フィルタと最適制御の統一的な解法を得る.また,この手法を未知パラメータ推定に適用することで,非線形確率システムのモデル導出にも応用する.この結果を用いることで,今年度に製作したクアッドコプタ試作機に対する不規則外乱下の動特性を確率システムとしてモデル化し,主に気流に起因する不規則外乱下でのクアッドコプタの最適飛行制御の実験的検証を行う.制御工学
シェーグレン症候群ににおけるTh1/Th2バランス異常の解析とその制御戦略

シェーグレン症候群患者および対照者から採取した小唾液腺、リンパ節より、我々の確立した抗CD3抗体とIL-2を用いる手法によって、局所浸潤T細胞を分離増殖させ多数のT細胞株を得た。また、組識のeluateより限界希釈によって多数のT細胞クローン(CD4)を得た。既に行なった実験によって、唾液腺に浸潤するT細胞は、組織免疫学的にも、CD4優位であることがわかっている。まず、T細胞クローンを、唾液腺。、リンパ節および末梢血から多数樹立させ、各々のサイトカイン産生プロフィール(IFNγ,TNFα,IL2,IL3,IL4,IL6,IL8,ILlO,TGFβ)を、固相化した抗CD3抗体、PMA+カルシウムイオノフォア、ならびにPHAで刺激して得た上清を用いて測定した。また、細胞ペレットよりRNAを抽出し、PCR法によりサイトカインメッセージを検出。さらには、細胞内サイトカイン測定(PMA+ionomycin, Brefeldin A,saponinを用いる)をsingle cellレベルで行なった。その結果、唾液線局所浸潤T細胞ならびに末梢血液T細胞ともにtype1サイトカインを優位に分泌することが明らかとなった。次に、分離したT細胞株ならびにT細胞クローンを用いて、Th1/Th2の分化を左右すると考えられるサイトカイン、すなわち、IL4、あるいはIFNγ、IL12、または、これらのサイトカインに対する抗体、さらには、Th1/Th2の制御因子となりうる種々のendocrinefactorを用いて、Th1/Th2バランス制御の試みを行なった。その結果、上記に示したシェーグレン症候群におけるTh1 dominanceが、endocrine factorのひとつである活性型ビタミンDにより抑制されTh1/Th2バランス偏向の補正が得られることが観察された。これらのin vitroの実験結果は、特定の免疫偏向を示す疾患における人為的な疾患制御という観点から、十分注目すべき現象であると考えられ、今後の臨床応用に向けた展開が期待できる。シェーグレン症候群患者および対照者から採取した小唾液腺、リンパ節より、これまでの研究の課程で我々の確立した抗CD3抗体とIL-2を用いる手法によって,局所浸潤T細胞を分離増殖させ多数のT細胞株を得た。また、組織のeluateより限界希釈によって多数のT細胞クローン(CD4)を得た。我々の予備的実験によって唾液腺に浸潤するT細胞は、組織免疫学的にも、また、分離クローンのレベルでも圧倒的にCD4優位であることがわかっている。得られたT細胞クローンを、唾液腺、リンパ節および末梢血から多数樹立させ、各々のサイトカイン産生プロフィール(IFNγ,TNFα,IL2,lL3,IL4,IL6,IL8,IL10,TGFβ)を、固相化した抗CD3抗体、PMA+カルシウムイオノフォア、ならびにPHAで刺激して得た上清を用いて測定した。また、細胞ペレットから、RNAを抽出し、PCR法によりサイトカインのメッセージを検出。さらには、細胞内サイトカイン測定(PMA+ionomycin,Brefeldin A,saponinを用いる)をsingle cellレベルで行なった。その結果、唾液線局所浸潤T細胞ならびに末梢血液T細胞ともにtype1サイトカインを優位に分泌することが明かとなった。今後、唾液腺組織をパラフォルムアルデハイドで固定しパラフィン包埋したものを切片にし、ジゴキシゲニン標識プローブを用いて、in situ hybridizationにより,組織学的にtype1およびtype2サイトカインの局所分布を詳細に決定し、凍結切片と抗CD3抗体、抗CD4抗体により得たリンパ球の分布と重ね合わせ、in vitro培養による結果と組織における検索結果との整合性を確認する予定である。

シェーグレン症候群患者および対照者から採取した小唾液腺、リンパ節より、我々の確立した抗CD3抗体とIL-2を用いる手法によって、局所浸潤T細胞を分離増殖させ多数のT細胞株を得た。また、組織のeluateより限界希釈によって多数のT細胞クローン(CD4)を得た。既に行なった実験によって、唾液腺に浸潤するT細胞は、組織免疫学的にも、CD4優位であることがわかっている。まず、T細胞クローンを、唾液腺、リンパ節および末梢血から多数樹立させ、各々のサイトカイン産生プロフィール(IFNγ,TNFα,IL2,LL3,IL4,IL6,IL8,ILl0,TGFβ)を、固相化した抗CD3抗体、PMA+カルシウムイオノフォア、ならびにPHAで刺激して得た上清を用いて測定した。また、細胞ペレットよりRNAを抽出し、PCR法によりサイトカインメッセージを検出。さらには、細胞内サイトカイン測定(PMA+ionomycin,Brefeldin A,saponinを用いる)をsingle cellレベルで行なった.その結果、唾液線局所浸潤T細胞ならびに末梢血液T細胞ともにtype1サイトカインを優位に分泌することが明らかとなった。次に、分離したT細胞株ならびにT細胞クローンを用いて、Th1/Th2の分化を左右すると考えられるサイトカイン、すなわち、IL4、あるいはIFNγ、IL12、または、これらのサイトカインに対する抗体、さらには、Th1/Th2の制御因子となりうる種々のendocrinefactorを用いて、Th1/Th2バランス制御の試みを行なった。その結果、上記に示したシェ一グレン症候群におけるTh1 dominanceが、endocrine factorのひとつである活性型ビタミンDにより柳制されTh1/Th2バランス偏向の補正が得られることが観察された。これらのin vitroの実験結果は、特定の免疫偏向を示す疾患における人為的な疾患制御という観点から、十分注目すべき現象であると考えられ、今後の臨床応用に向けた展開が期待される。
リチウム化反応を基盤とする2位置換アデノシン類の新規合成法の開発

(1)6-クロロプリンボシドのリチウムジアルキルアミドによるリチウム化反応について詳細に検討した結果、求電子試薬としてトリブチルクロロスタナンを用いるとはじめにプリン環8位がスタニル化を受けた後、これが2位へ分子間転移し、プリン環2位に定量的な収率でスタニル基が導入されることを見出した。さらにこの分子間転位反応は、糖部分をメチル基に変えた9-メチル-6-クロロプリンにおいても同様に起こることも明らかにしており、本反応の一般性の高さを示している。(2)(1)の反応で得られる6-クロロプリンリボシドの2-トリブチルスタニル体の2位スタニル基の反応を利用して2位置換アデノシン誘導体の合成を行った。2-トリブチルスタニル体とヨウ素、NBS、NCS、XeF_2との反応によりプリン環2位にI,Br,Cl,Fと全てのハロゲンの導入に成功した。また2-トリブチルスタニル体とハロゲン化ビニル誘導体、ハロゲン化アセチレン誘導体、ベンゾイルクロライド、アリルブロマイド又はベンジルブロマイド等をパラジウム触媒下反応させるStille反応により、プリン環2位にアルケニル基、フェニル基、アルキニル基、アリル基、ベンジル基、ベンゾイル基等の炭素官能基の導入にも成功した。これら2位置換体は、アルコール性アンモニアで処理することで6-アミノ体に変換後、糖部水酸基の脱保護により2位置換アデノシンに導いた。(3)(1)の反応をアデニンヌクレオシド系抗生物質であるネプラノシンA、コルジセピンに適用し高収率で2-トリブチルスタニル体を得た。次に(2)の反応を利用し、ネプラノシンAの2-フルオロ体、コルジセピンの2-アルキニル体、ベンジル体、フェニル体、ベンゾイル体等の合成に成功した。
ルシフェラーゼ発現トランスジェニックマウスを用いた新規皮膚感作性試験法の構築

近年、実験動物福祉に関する法律や指針が厳しくなっている。しかし動物を用いない代替法のみで化学物質の安全性を評価するには問題点が多い。皮膚感作性評価では、OECDテストガイドラインに収載されているLocal Lymph Node Assayが、現在化学物質等の皮膚感作性確定試験として用いられている。本試験法は実験動物へのストレスは少ないが、結果を得るためには最終的に動物を屠殺しなければならず、動物愛護の面においてはまだ改善すべき問題が存在する。本研究では、我々が独自に作製したルシフェラーゼ発現遺伝子改変マウスとin vivoイメージングを用いた試験法を確立し、この難題の解決を目指す。
RNAポリメラーゼIIによる転写伸長反応を制御する因子群の機能解析

当研究室では新規転写伸長因子DSIFとNELFを精製・同定し、両因子が協調的に転写伸長反応の一時停止を誘導することを報告した。さらに、伸長因子P-TEFbによるRNAPIIのリン酸化を分子スイッチとして伸長反応が再開するモデルを提唱した。しかし伸長反応の再開、即ち一時停止を境にした初期から後期への移行に関わる因子や、その分子メカニズムに関しては未だに不明な点が多い。そこで本研究では、伸長反応の一時停止と再開に関わる因子群の同定と解析を通して、新たな転写伸長制御機構の解明を目的とした。本研究では新規因子の評価系として、精製RNAポリメラーゼII(RNAPII)と鋳型DNAのみから構成される試験管内再構成転写系を新規に構築した。一時停止の誘導にDSIFとNELFだけで必要十分であることは本評価系でも再現した。また、その再開にP-TEFbだけでは不十分であることも再現した。本研究では再開に関わる新規因子として、当研究室を含めた様々なグループの報告やデータベースの情報からヒトSpt6(hSpt6)に注目した。hSpt6を本評価系で解析したところ、hSpt6は一時停止の誘導には関与しないが、P-TEFbのリン酸化活性依存的に再開を誘導することを明らかにした。また、変異型hSpt6を用いた解析から、P-TEFbによってリン酸化されるC末端領域が機能に重要であることを明らかにした。我々は昨年度、hSpt6がDSIFと協調的に後期の伸長反応を促進することを報告している。本研究ではこの報告を併せて、P-TEFbによるリン酸化を分子スイッチとしてDSIFの協調因子がNELFからhSpt6に切り替わり、伸長反応が初期から後期へ移行するモデルを提唱した。なお、第28回日本分子生物学会年会において上記の成果をポスター発表した。また、P-TEFbによる伸長制御と精子形成に関する共同研究が論文発表された。遺伝子発現の第一段階である転写反応は、RNAポリメラーゼII(RNAPIIによって遺伝情報が遺伝子DNAからmRNAに変換される過程である。これまで転写制御の標的は一連の反応の中で開始反応であると考えられてきたが、近年、伸長反応を制御する転写伸長因子が相次いで同定され伸長段階のRNAPII厳密な制御を受けていることが明らかとなった。この様な中、当研究室では新規転写伸長因子DSIF/NELFを精製・同定し、これらの因子が協調してRNAPIIの伸長反応を抑制することを報告した。さらに転写伸長因子P-TEFbによってリン酸化されたRNAPIIはDSIF/NELFが結合しないことから、DSIF/NELFによる抑制はP-TEFbによって解除されるというモデルを提唱した。しかし、その後の解析によりP-TEFbも単独ではこの伸長抑制を解除しきれないことが示され、DSIF/NELF/P-TEFbによる転写伸長制御にさらなる因子の必要性が示唆された。そこで本研究ではこの新規因子の同定と機能解析を生化学的・分子生物学的手法を用いて行い、DSIF/NELFによる転写伸長制御の全貌を明らかにすることを目的とした。DSIF/NELFによる転写伸長制御に関わる新規因子を同定するために、新たなin vitroアッセイ系の構築を行った。磁気ビーズに固定化したDNAを鋳型とする転写反応を行い、この鋳型DNAを回収して洗浄することによりDISF/NELF/RNAPIIの伸長複合体を単離する。この伸長複合体に精製したP-TEFbを加えてただけでは抑制は解除されないが、さらにHeLa細胞核抽出液を分画したフラクションを加えると抑制は解除されることを示した。現在はこの新しく構築したアッセイ系を利用して、新規因子が含まれるフラクションを様々なカラムクロマトグラフィーで分画している。当研究室では新規転写伸長因子DSIF/NELFを精製・同定し、これらの因子が協調してRNAPIIの伸長反応を抑制することを報告した。さらに転写伸長因子P-TEFbによってリン酸化されたRNAPIIにはDSIF/NELFが結合しないことから、DSIF/NELFによる抑制はP-TEFbによって解除されるというモデルを提唱した。しかし、その後の解析によりP-TEFb単独ではこの伸長抑制を解除しきれないことが示され、DSIF/NELF/P-TEFbによる転写伸長制御にさらなる因子の必要性が示唆された。これまで磁気ビーズ固定化DNAを鋳型とするアッセイ系を試みてきたが、この方法ではヌクレアーゼによる阻害が著しいので再現性を確保することが困難であった。また高度に精製された転写因子を利用するアッセイ系においても固定化DNAの場合と同様の問題が発生したので、最終的にはHeLa細胞核抽出液を部分再構成したフラクションと液相系DNA(非固定化DNA)を用いたアッセイ系を利用することとした。これと平行して、転写伸長複合体とDSIF/NELFの結合および解離を検討するためのアッセイ系を構築した。この系はゲルシフト法を利用して複合体の状態を検討するもので、新規因子を同定した後の機能解析に利用することを考えている。また、これまではバキュロウイルス発現系を利用して調整した組換えP-TEFbを用いていたが、さらに高純度のものを調整するためにFLAGタグの融合した組換えP-TEFbを発現するHeLa細胞株を樹立した。

当研究室では新規転写伸長因子DSIFとNELFを精製・同定し、両因子が協調的に転写伸長反応の一時停止を誘導することを報告した。さらに、伸長因子P-TEFbによるRNAPIIのリン酸化を分子スイッチとして伸長反応が再開するモデルを提唱した。しかし伸長反応の再開、即ち一時停止を境にした初期から後期への移行に関わる因子や、その分子メカニズムに関しては未だに不明な点が多い。そこで本研究では、伸長反応の一時停止と再開に関わる因子群の同定と解析を通して、新たな転写伸長制御機構の解明を目的とした。本研究では新規因子の評価系として、精製RNAポリメラーゼII(RNAPII)と鋳型DNAのみから構成される試験管内再構成転写系を新規に構築した。一時停止の誘導にDSIFとNELFだけで必要十分であることは本評価系でも再現した。また、その再開にP-TEFbだけでは不十分であることも再現した。本研究では再開に関わる新規因子として、当研究室を含めた様々なグループの報告やデータベースの情報からヒトSpt6(hSpt6)に注目した。hSpt6を本評価系で解析したところ、hSpt6は一時停止の誘導には関与しないが、P-TEFbのリン酸化活性依存的に再開を誘導することを明らかにした。また、変異型hSpt6を用いた解析から、P-TEFbによってリン酸化されるC末端領域が機能に重要であることを明らかにした。我々は昨年度、hSpt6がDSIFと協調的に後期の伸長反応を促進することを報告している。本研究ではこの報告を併せて、P-TEFbによるリン酸化を分子スイッチとしてDSIFの協調因子がNELFからhSpt6に切り替わり、伸長反応が初期から後期へ移行するモデルを提唱した。なお、第28回日本分子生物学会年会において上記の成果をポスター発表した。また、P-TEFbによる伸長制御と精子形成に関する共同研究が論文発表された。
米のメチル水銀汚染低減化を目指した水田土壌における無機水銀のメチル化機序の解明

水田土壌環境におけるメチル水銀の生成機序を明らかにし、メチル水銀の生成を抑制することにより、米のメチル水銀汚染を低減することを目指す。
NMDA受容体拮抗薬の脊髄虚血時の脊髄保護作用に関する研究

生理的NMDA受容体拮抗薬であるマグネシウム(Mg)の虚血性神経障害保護作用が報告され、脊髄虚血でもくも膜下投与の有効性が報告されている。しかし、我々の研究では神経障害を認めない濃度(Mg 3mg/ml)のくも膜下単回投与は虚血性障害保護作用を認めず、これ以上の濃度では用量依存性に脊髄灰白質中間帯への炎症細胞浸潤を伴う神経障害(前角運動神経細胞の減少)を引き起こした。本年度は、Mgくも膜下単回投与時の神経障害の機序について、NMDA受容体発現変化およびProgrammed cell deathの関連を中心に、平成16年度に作成した家兎腰部脊髄くも膜下薬剤投与モデルの脊髄灌流固定標本を用いて検討した。【方法】予め家兎腰部脊髄くも膜下に薬物投与用カテーテルを埋め込み、神経障害が無いことを確認後、セボフルラン麻酔下にカテーテルよりMg溶液(Mg 3mg/kg)を投与した。投与後、麻酔より覚醒させ、後肢運動機能(4:正常、3:跳躍はできるが正常ではない、2:正常に座れない、1:わずかに動く、0:完全麻痺)および感覚機能(2:正常、1:感覚の減弱している領域がある、0:感覚の脱失している領域がある)を観察した。Mg投与の6時間後、2日後、4日後に全身麻酔下に脊髄を灌流固定した。NMDA受容体の発現変化の検討を目的に抗NMSDAR1抗体で、Programmed cell deathの関連の検討を目的に抗Nerve Growth Factor Receptor (NGFR)抗体で免疫染色を行った。【結果】NMAR1、NGFRともに、正常組織と比較して、脊髄灰白質中間帯および前角運動神経細胞の染色性に明らかな変化は認めなかった。【考察・まとめ】Mgくも膜下単回投与時の神経障害機序に、NMDA受容体の発現変化およびProgrammed cell deathは関与していないことが明らかになった。生理的NMDA受容体拮抗薬であるマグネシウム(Mg)の虚血性神経障害保護作用が報告され、脊髓虚血でもくも膜下投与の有効性が報告されている。しかし、我々の研究では神経障害を認めない濃度(Mg3mg/ml)のくも膜下単回投与は虚血性障害保護作用を認めず、これ以上の濃度では用量依存性に神経障害を引き起こした。Mgの治療域と毒性域が狭い可能性が考えられ、脊髓保護効果があるとすれば、何らかの至適投与量、投与法を検討することが重要と考えた。本年度の研究では、くも膜下Mg持続的投与の安全性について家兎腰部脊髄くも膜下薬剤投与モデルを用いて検討した。【方法】予め家兎腰部脊髓くも膜下に薬物投与用カテーテルを埋め込み、神経障害が無いことを確認後、セボフルラン麻酔下にカテーテルより生理食塩水(生食群)またはMg溶液(Mg3mg/kg群)を投与(速度2ml/hr、45分間)した。投与後、麻酔より覚醒させ、後肢運動機能(4:正常、3:跳躍はできるが正常ではない、2:正常に座れない、1:わずかに動く、0:完全麻痺)及び感覚機能(2:正常、1:感覚の減弱している領域がある、0:感覚の脱失している領域がある)を観察した。7日後に全身麻酔下に脊髄を灌流固定し組織学的評価を行った。【結果】7日後の後肢運動機能・感覚機能は全ての家兎が正常であった。しかし、Mg3mg/kg群では半数以上の家兎で、麻酔覚醒後数時間後肢の完全麻痺や感覚過敏を認めた。組織学的評価では両群ともに著変は認めなかった。【考察・まとめ】Mg3mg/kg(速度2ml/hr、45分間)のくも膜下持続投与は神経学的・組織学的に不可逆的神経障害を引き起こさないことが明らかとなった。しかし投与終了直後の神経学的所見から、可逆的ではあるが何らかの神経障害が引き起こされていると考えられ、神経障害の病態・発症機序について更に検討を行う予定である。

NMDA受容体の発現変化の検討を目的に抗NMSDAR1抗体で、Programmed cell deathの関連の検討を目的に抗Nerve Growth Factor Receptor (NGFR)抗体で免疫染色を行った。【結果】NMAR1、NGFRともに、正常組織と比較して、脊髄灰白質中間帯および前角運動神経細胞の染色性に明らかな変化は認めなかった。【考察・まとめ】Mgくも膜下単回投与時の神経障害機序に、NMDA受容体の発現変化およびProgrammed cell deathは関与していないことが明らかになった。
焼酎蒸留粕の医療工学的応用に関する基礎研究

1麦焼酎粕パウダー(PSDR)の美白効果についてin vitroで検討した結果以下の知見が得られた。(1)PSDR添加によるヒト由来悪性黒色腫(B16メラノーマ)細胞内のチロシナーゼ産生量への影響についてフローサイトメトリーにより検討した結果、PSDRはメラニン刺激ホルモン(α-MSH)存在下でB16メラノーマ細胞における細胞内チロシナーゼ量を有意に抑制することを明らかにした。(2)PSDR添加によるB16メラノーマ細胞の仮足形成への影響を蛍光顕微鏡観察により検討した結果、PSDRはα-MSHにより誘導される仮足形成を有意に阻害することを明らかにした。(3)PSDR添加によるB16メラノーマ細胞からのメラニン放出量を吸光度法により測定した結果、PSDRは、α-MSH存在下で細胞外へのメラニン放出を有意に抑制することを明らかにした。2麦焼酎粕パウダー(PSDR)のがん治療および免疫賦活効果についてin vitroで検討した結果以下の知見が得られた。(1)ヒトNK(KHYG-1)細胞およびヒト白血病(K562)細胞に対するPSDRの増殖抑制の影響を酵素活性測定法により検討した結果、PSDRは両細胞を濃度依存的に抑制し、とくにK562細胞に対して顕著に増殖抑制する事が明らかとなった。(2)がん細胞(K562細胞およびヒト肝がん(HepG2)細胞)に対するKHYG-1細胞のNK活性試験を行った結果、PSDRで処理することによりKHYG-1細胞のNK活性が増大した。(3)KHYG-1細胞におけるNK活性化(NKG2D)レセプターの発現量をフローサイトメトリーにより測定した結果、PSDRを添加したKHYG-1細胞でNKG2Dレセプターの発現量の増加が認められた。また、K562細胞およびHepG2細胞へのPSDR添加により、がん細胞におけるNKG2Dリガンドの発現量の増加を明らかにした。
シグナルプレックスを基盤とした口腔感覚形成機構の解明

甘味、苦味、酸味、塩味、旨味が5基本味と言われている。脂肪は3大栄養素の1つであるが、油(脂)の味は5基本味に入っていない。一方、我々は味が油で大きく変わることを経験しているが、そのメカニズムは不明である。本研究では電気生理学的・薬理学的手法により味蕾で甘味、苦味、旨味のシグナルトランスダクションに関わるTRPM5チャネルの活性が細胞内Ca2+濃度依存的に脂質によって修飾されることが判明した。味蓄の味細胞に発現するTRPM5チャネルをコードする遺伝子をHEK293細胞に発現させ、アラキドン酸に代表される不飽和脂肪酸によりTRPM5チャネル活性がどの様に修飾されるかをパッチクランプ法ホールセル法を用いて電気生理学的に検討した。膜電位は0mVに保持し、3秒毎に80mVから-80mVへの320msのNegative rampをかけることで、電流-電圧関係を記録した。電極内液のフリーCa^<2+>濃度を0.5μMに設定しているため、ホールセル法を確立後に細胞内のCa^<2+>濃度が0.5μMに近づき、徐々にチャネルが活性化され外向き整流性のあるTRPC5チャネル活性が記録できた。しかし、記録途中で直線的な電流-電圧関係になることが多く、その時、保持電位を0mvから-60mVに変化させ、23分待つと外向き整流性が復活した。保持膜電位により膜電位依存性が変化する面白い現象を見出したが、そのメカニズムの解明には至っていない。また、細胞外のCa^<2+>を除去すると、ホールセル法を確立後に認められるチャネル活性や10μMのアラキドン酸で惹起されるチャネル活性も著しく低下した。これは細胞膜に非選択的なリーク電流が存在し細胞内にCa^<2+>を流入させTRPM5チャネルが活性化された可能性を示唆する。従って、細胞外Ca^<2+>を除去した外液を用意した。この外液中でもアラキドン酸は外向き整流性を示す電流を惹起し、逆転電位は8mV付近であった。これは正にTRPM5チャネル活性を意味する。アラキドン酸以外にもドコサヘキサエン酸も小さいながらTRPM5チャネルの活性を上昇させることが判明した。現在までに甘味、苦味、酸味、塩味、旨味が味として認められ5基本味と言われている。脂肪は3大栄養素の1つであるが、味を提示する物質ではなく油(脂)の味は5基本味にも入っていない。一方、我々は味が油で大きく変わることを日常経験しているが、そのメカニズムは不明である。そこで我々は味蕾で甘味、苦味、旨味のシグナルトランスダクションに関わるTransient receptor potential M5 (TRPM5)チャネルの関与を明らかにしようと研究を進めている。TRPM5チャネルをHEK293細胞に強制発現させ、パッチクランプ法ホールセルモードで膜電位固定下に膜電流を計測した。Ca^<2+>とEGTAを用いて電極内液の細胞内遊離カルシウム濃度([Ca^<2+>]_i)を0.6μMに調整し、細胞外から10μMのアラキドン酸を投与した。逆転電位が約8mVの外向き整流性を示し電流がアラキドン酸により惹起された。これらの電気生理学的性質からアラキドン酸はTRPM5チャネル電流を惹起したと考えられる。一方、細胞内遊離カルシウム濃度を低くするためにCa^<2+>を含まずEGTAを含む電極内液を用いてホールセル法を確立した。細胞内の遊離カルシウム濃度が低い場合、外液からアラキドン酸を投与してもTRPM5チャネル様の外向き・整流性電流は惹起されなかつた。これらの結果は脂肪酸によって味蕾に発現するTRPM5チャネルは活性化されない、つまり、TRPM5チャネルを介しては味として認識されないことが示唆された。ユージノールは歯髄鎮静・鎮痛作用と消毒作用があり歯科で良く用いられる.一方,ユージノールと同様にフェノール骨格を持つカプサイシンは辛み成分であり、痛みを惹起する.脊髄後根神経節細胞や三叉神経節細胞でユージノールは小さいながらもカプサイシンと同様に電流を惹起する.この電流はカプサゼピンで抑制されることから,ユージノールはカプサイシン受容体(TRPV1チャネル)に作用する可能性が示唆されている.しかし,これは鎮痛ではなく発痛の作用メカニズムの説明にすぎない.更に,カプサゼピンは電位依存性Na^+チャネルもブロックすることが報告され,選択性が疑われてきている.また,TRPV1チャネルに対するユージノールの効果を詳細に解析した報告はない.

そこで,ユージノールのTRPVIチャネルへの作用機序を詳細に検討した.三叉神経節の中型小型細胞にパッチクランプ法を適用し,膜電位を-60mVに保持し膜電流を測定した.カプサイシンは0.03μMで内向き電流を惹起し始め,3μMでほぼ最大応答が得られた.この濃度-反応曲線のEC_<50>とヒル係数はそれぞれ0.55μMと1.7であった.更にTRPV1チャネルを発現させたHEK293細胞でのカプサイシンのEC_<50>とヒル係数はそれぞれ0.22μMと1.4であった.ユージノールはカプサイシン応答を濃度依存的に抑制した.また,カプサイシンの濃度を高くすると,ユージノールの抑制曲線が高濃度側にシフトした.このユージノールの抑制は内向き電流時に強く(約45%),外向き電流時に弱かった(約20%).更に,ユージノールは酸(pH5.9)で惹起されたTRPVIチャネル電流もブロックした.以上の結果からユージノールは複数の作用点を持ち,カプサイシンと受容体部分で競合する他,チャネルポアを遮断する可能性が示唆された.
石灰質温泉堆積物を利用した深部・表層環境情報抽出

非火山性温泉の化学的・同位体的特徴の地理的特性を調べる野外調査では、中央構造線沿いに新たに10箇所の温泉施設と大衆浴場で採水を行った。分析項目は、主要溶存成分、リチウム-ホウ素-塩素ダイアグラムによる分類、同位体組成、および希土類元素パターンとし、総合的な解析に努めた。昨年度実施した調査地点と合わせて、計17地点となり、紀伊半島から四国の一部を含む広範囲について網羅的に調査することができた。このうち、プレートの脱水に関連した深部流体の可能性が高いのは、同位体組成と希土類元素パターンで異常が認められた4地点となり、これらの主要溶存成分パターンは、海水型火山型に対応することがわかった。一般に、有馬ー宝塚温泉の同位体パターンは、天水と深部5060キロメートルからの脱水流体の混合曲線によって説明されているが、今回調査した和歌山県きのくに温泉の酸素・水素同位体比は、海水と深部30キロメートル前後の比較的浅いスラブ脱水流体の混合で説明できることが明らかになった。一方、日周期の鉄沈殿メカニズムの解明を目指した研究では、入之波温泉を対象に、光分解で発生する過酸化水素と鉄の状態変化のその場測定を昨年度から引き続き実施した。昨年度は、過酸化水素の定量時に、錯塩が生じて比色分析が困難になる場面があったため、pH緩衝液をリン酸ベースからグッドバッファーに変更して分析を実施した。この結果、沈殿を完全に抑制して比色分析が可能になった。野外調査では、2018年度は天候に恵まれず、十分な過酸化水素の検出が認められなかった。そのため、溶存鉄の状態変化は、一時的に酸素分圧に支配される結果となった。奈良県入之波温泉を対象に、月1回の定期観測を実施し、温泉水の水素・酸素安定同位体比と溶存無機炭素の炭素同位体比を測定した。これらの同位体比分析は、東京大学大気海洋研究所で行った。また、石灰質堆積物を4月、9月、10月の計3回採集し、高知大学の全国共同利用にて元素マッピングと微量元素分析を実施し、起源の特定を試みた。温泉水の水素・酸素安定同位体ダイアグラムは、温泉周辺地域での天水曲線とほぼ一致し、天水起源の水が地下で循環して湧出したものであることを示唆した。また、温泉水の溶存無機炭素の炭素安定同位体比は、海洋成炭酸塩に最も合致する値を示した。堆積物の微量元素分析では、不適合元素とユウロピウムの正の異常が認められた。これらの特徴から、入之波温泉に供給している金属元素は下部地殻を構成する岩石を出発物質としている可能性が明らかとなった。温泉周辺の地質構造は、ジュラ紀の砂岩・頁岩層を主体としており、表層の岩石学的特徴とは一致していないことから、温泉の上昇経路や発生メカニズムについて新たな知見を与えるものである。鉄質沈殿物の観察では、日周期の縞状構造が認められたが、8月から10月にかけて大規模な鉄質沈殿物が堆積物表面を覆い、連続した日周期パターンを観察することはできなかった。鉄質沈殿物と石灰質堆積物の希土類元素パターンはほぼ同じであり、調査期間において起源物質はほとんど変化していないと考えられる。新たに導入した手動掘削器と、岩石カッター、および研磨機を用いて、試料の採集から調整までが可能となった。同位体分析と微量元素分析については、共同利用など外部の設備を利用し、整合的な結果を得ることができた。表層の環境指標としては鉄質沈殿物が形成する日周期の縞状組織に着目したが、観察の結果、1年を通して連続した縞状構造は得られなかった。初年度の分析では温泉水を30倍に希釈したため、イオンクロマトグラフで溶存鉄濃度を検出できなかったので、次年度以降に比色分析を実施する。今年度は、紀伊半島の海沿いから内陸にかけて、広く温泉水の調査を実施した。酸素・水素安定同位体比と微量元素組成から、和歌山県の花山温泉について、プレートから脱水した深部流体の特徴が見られること、白浜温泉は、海水型から深部停滞地下水との混合水を起源とすることが明らかになった。特に、リチウム・ホウ素・塩素を使ったダイアグラムでは、花山温泉にて顕著なリチウムの欠乏が見つかった。このことは、リチウムの相対濃度を用いて、熱源の推定ができる可能性を示唆する。温泉水および堆積物の希土類元素分析では、試料に含まれるバリウムの質量干渉が顕著であったため、今年度はキレートを用いて希土類元素を分離した後、再分析を実施した。この結果、ユウロピウムの異常は小さく、期待していた深部での水ー岩石反応を再考する必要がでてきた。一方、鉄を用いた表層環境解析では、9月下旬の3日間、連続観測を行った。測定項目は、溶存酸素・光量・過酸化水素・二価鉄・全鉄とし、12時間に1度の頻度で分析を行った。この結果、直射日光のあたるわずかな時間に、全鉄に対する二価鉄の割合が一時的に減少した。このことから、光量が鉄の酸化過程に影響を及ぼしている可能性が示唆された。2015年から採水した3年間の温泉水の全鉄濃度を測定した結果は、下流に向かって鉄の濃度が7月と8月に相対的に高くなる傾向を示しており、流域での過程が、鉄の存在状態に影響を及ぼし、季節変化を生じさせたと考えられる。