hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知症の認識とケアに関する研究―EPAで来日する看護師の教育と支援に向けて―

年度初めより、日本人研究参加者と準備会議を重ね、調査時における、手順、調査内容を検討し、年度内の調査計画を作成、調査時に用いる質問書の作成を行った。その後、ベトナム側、調査協力機関と連絡、協議を行い、調査期間を定めた。平成30年度3月に、ホーチミン市では同市精神科病院において、7件の認知症患者家族への聞き取り調査を行った。ホーチミン市内に住む認知症患者宅を訪問、環境を確認するとともに同居の家族からの聞き取り調査を行った。ダナン市においてはダナン大学で、今後の研究協力の予定を確認するとともに今後の面接対象者あっせんの確約を得た。また、ダナン市内に住む精神科疾患を有する患者宅において、環境を確認するとともに、家族に聞き取り調査を行った。現在、これら聞き取り調査の結果につき分析を進めつつある。ベトナムでの調査地、調査協力機関も複数となるため、日程調整が複雑となり、調査機関の設定に時間がかかっている。現在まで得られたデータの分析を進めるとともに、さらに患者家族への聞き取りを進める予定である。これまで、病院に受診している患者の家族からの聞き取りが主であったが、今後は、主として未だ病院受診に至っていない患者家族からの聞き取りを行うことを計画しており、それに向けたベトナム側との協議、調整を始めている。平成29年5月より12月にかけ、共同研究者が定期的に集まり、ベトナムにおける面接調査対象、具体的な調査方法の検討と調査用紙の作成を行うとともに、それらの内容についてベトナム側協力機関との調整を行った。平成30年3月には、ダナン大学、ダナンドンア大学、ダナン精神科病院、ホーチミンPham Ngoc Thach医科大学、ホーチミン市精神科病院を訪問、これら協力機関と会議を持ち、具体的な調査実施過程などにつき上記実施案に基づき検討を行った。今後、ダナン大学看護学部、ホーチミンPham Ngoc Thach医科大看護学部においては、高齢者看護の教育の現状と問題点について聞き取り調査おこなうこと、それぞれの具体的な実施計画の作成を進めた、加えて、教育課程に対し参加型研究を行っていくことや、日本で働いているベトナム人介護士、看護師へのインタビューをベトナム側と協力して行うことの可能性も検討した。また、ダナン大学看護学部においては、教員および看護学生から直接、認知症への対応や看護教育、本研究に対する意見を聞く機会を持った。ホーチミン市精神科病院ダナン精神科病院においては受診する患者家族などを対象としたインタビュー調査への具体的な対象選抜の方法、インタビュー内容、時期などについて調整を行うとともに、それぞれの地域における認知症の診療状況、患者や家族への社会的対応認について聞き取りを行った。ベトナムの協力機関が、ホーチミン市、ダナン市の二か所にわたっており、準備会議や調査の日程調整が難しいため。ダナン大学看護学部、ダナンドンア大学看護学部、,ホーチミンPhamNgoc Thach医科大においては、高齢者看護の教育について、現状と問題点について聞き取り調査を行い、我が国と状況との比較検討を行う、それに加え、教育課程に対し参加型研究を行う。ホーチミン市精神科病院、ダナン精神科病院においては受診する患者家族を対象としたインタビュー調査を行ってなうとともに、認知症患者を対象とした社会施設についても聞き取り調査を行う予定である。ベトナム側との日程調整が難しく、調査日程が翌年度にずれ込むため。調査のための出張が、短期間東京なったため残額が生じた。残額は次年度調査出張に使用予定である。
低炭素循環型社会形成に資するメタノール変換バイオプロセスの新技術開発と分子基盤

メタノールを低炭素・資源循環型物質生産体系の基幹物質として利用する工業体系「メタノールエコノミー」が提唱されている。本研究では、メタンやメタノールなどのC1化合物を利用するC1微生物を、メタノールエコノミーにおけるバイオプロセスにおいて高度活用することを目的とし、C1微生物の代謝生理機能の分子基盤を解明するとともに、「メタノールから有用物質への変換プロセス」と「様々な炭素資源からメタノールへの変換プロセス」に関する新技術開発を行う。
稲作生産調整政策下における農村社会の変容と農民の対応

本研究では、稲作生産調整政策が、水稲作中心の農業経営そのものへ影響を与えただけではなく、農村社会の社会構造や組織さらには農民意識に大きな変化を引き起こしたという事態について、山形県庄内地方を主とした対象地での、農村社会の生活構造や組織形態の変容、農民の営農意識に焦点を当て、詳細な事例分析をおこなった。まず、調査対象地域にかかわる各種の詳細な統計資料の収集や農業生産の概況についてのヒアリングをおこない、また、稲作農民の営農志向の解明にとってもっとも重要な方法であるインフォーマントへの個別面接による意識調査を実施することによって、現時点での対象地域の動向を明らかにし、稲作生産調整政策が農業生産組織、村落構造、農家経営、農民意識などに与えた影響について、調査分析をおこなった。その結果判明した点は以下のとおりである。典型的な水稲単作地帯であった山形県庄内地方においては、稲作生産調整政策が農業生産はもとより農村社会や農民意識のあり方に大きな影響を与えている。とくに、水稲専作を志向する農民は減反への対応を厳しく迫られている。それでも、なおも水稲作へ踏みとどまろうとする営農志向が一部にみられ、さらに、現在の農業をとりまく環境の危機的な悪化のなかで、専業か兼業かの選択をも迫られている。したがって、水稲専作志向、複合経営志向、農外就労志向という営農志向の分化が進んでいる。ただし、庄内地方でも深まっている兼業化の傾向が、ただちに離農を意味するわけではなく、第一種、第二種の兼業農家の分厚い存在が、現在の農村社会の特質となっている。かつての典型的な水稲単作地帯であった庄内地方は、水稲専作が困難ななかで複合経営と農外就労とへの分化をみせつつ、なおも農村地域としてのまとまりを示している。本研究は、水稲作中心の農業経営を営むうえで稲作生産調整政策による大きな影響を受けた山形県庄内地方をとりあげ、そこでの農村社会の生活構造や組織形態の変容を分析し、それとともに、なおも水稲農業を志向する農民に焦点を当て、稲作生産調整政策がかれらの生活や意識に与えた影響を明らかにすることによって、今後の日本農業の展望を探ろうとした。そのために、まず、調査対象地域にかかわる各種の詳細な統計資料の収集や農業生産の概況のヒアリングによって、対象地域の動向を明らかにし、つぎに稲作農民の営農志向の解明にとって最も重要な面接による意識調査を実施することによって、稲作生産調整政策が農業生産組織、村落構造、農家経営、農民意識などに与えた影響について、調査分析をおこなった。その結果判明したことは、以下のとおりである。稲作を基幹部門としてきた農民社会においては、稲作生産調整政策が農業経営にたいして劇的な変化をもたらしている。そこでは水稲作志向、複合経営志向、農外就労志向の分化がみられた。また、この政策の影響は以上にとどまるものではなく、生活組織、社会構造、農民意識などへ全般的な拡がりをみせていた。その中でも注目すべきは、いわゆる兼業化の深化がそのまま農業離脱を意味するわけではないことである。稲作農家は、経営悪化のなかで、家族労働力の総合的な配置、運営によって家族としてのまとまりを維持しつつ、農業を営んでいる。したがって、家族労働力の一部を農外に就労させることによってその家の農業が維持されている事例さえみられた。来年度においては、以上のような知見をふまえて、稲作農民の営農志向の実態にまで踏み込んで、農民意識にかんする調査研究を中心にしてすすめていくことにしたい。本研究では、稲作生産調整政策が、農業そのものへ影響を与えただけでなく、農地流動化や請負耕作をも推し進めたなかで、農村社会の社会構造や組織さらには農民意識に大きな変化を引き起こした、という事態を、山形県庄内地方を主としてとりあげ、詳細な事例分析をおこなった。

まず、調査対象地域にかかわる各種の詳細な統計資料の収集や農業生産の概況についてのヒアリングによって、また、稲作農民の営農志向の解明にとってもっとも重要な方法であるインフォーマントの個別面接による意識調査を実施することによって、現時点での対象地域の動向を明らかにし、稲作生産調整政策が農業生産組識、村落構造、農家経営、農民意識などに与えた影響について、調査分析をおこなった。そこで明らかとなったことは以下のとおりである。典型的な水稲単作地帯であった山形県庄内地方においては、稲作生産調整政策が農業生産はもとより農村社会や農民意識のあり方に大きな影響を与えている。とくに、水稲専作を志向する農民は、減反への対応を厳しく迫られている。なおも水稲作へ踏みとどまろうとする営農志向は強いものの、転作割当面積の消化のために複合化せざるをえない。さらに、現在の農業をとりまく環境の危機的な悪化のなかで、専業か兼業かの選択をも迫られている。こうして、庄内地方は地域全体の総兼業化の様相を呈している。ただし、兼業化の深化がただちに離農を意味するわけではなく、第一種、第二種の兼業農家の分厚い存在が、現在の農村社会の特徴となっている。かつての典型的な水稲単作地帯であった庄内地方は、複合経営と農外就労とへの分化をみせつつ、なおも農村地域としてのまとまりを示している。
動物のアレルギー性疾患におけるケモカインに関する研究

平成16年度は、アトピー性皮膚炎に罹患したイヌおよび実験的スギ花粉抗原感作を行ったイヌの末梢血CD4陽性細胞におけるCCR4陽性細胞数の変化について検討した。まず、イヌCCR4 mRNAを発現しているイヌリンパ球系細胞株(CL-1)および発現していないイヌリンパ球系細胞株(GL-1)を用い、イヌCCR4に対する抗ヒトCCR4モノクローナル抗体の交差反応性を検討した。フローサイトメーターを用いた検討の結果、本抗体はイヌCCR4に対する交差反応性を有することが明らかとなった。次に本抗体を用い、アトピー性皮膚炎に罹患したイヌの末梢血CD4陽性細胞におけるCCR4陽性細胞の割合(CCR4/CD4比)をフローサイトメーターを用いて算出し、正常なイヌにおけるCCR4/CD4比と比較した。その結果、アトピー性皮膚炎に罹患したイヌの末梢血におけるCCR4/CD4比は正常なイヌにおけるものよりも有意に高いことが明らかとなった。次に、実験用のイヌにスギ花粉抗原とアラムを皮下注射することによって作出したスギ花粉実験感作犬において、感作前および感作後のCCR4/CD4比の変動について検討した。その結果、感作後におけるCCR4/CD4比は感作前のものに比べて有意に高いことが明らかとなった。以上の結果から、イヌのアレルギー反応においては、ヒト同様に、末梢血CD4陽性細胞におけるCCR4陽性細胞数が増加していることが明らかとなり、CCR4/CD4比が全身的なアレルギー反応を反映していることが示唆された。平成15年度は、イヌTARCのリコンビント蛋白の作製および本蛋白を用いてイヌTARCに特異的なモノクローナル抗体の作製を行った。まず、TARC成熟タンパクをコードするcDNAを大腸菌発現ベクターに挿入し、リコンビナントイヌTARCを発現させ、精製した。その結果、分子量約10kDaのタンパクが得られた。得られたタンパクの生物活性をCCR4発現細胞株であるヒトリンパ系細胞株(Hut 102)およびイヌリンパ系細胞株(CL-1)を用いたケモタキシスアッセイによって評価した。その結果、今回作製したリコンビナントイヌTARCはHut 102およびCL-1細胞に対して高い遊走活性を示したが、CCR4非発現細胞株であるイヌリンパ系細胞株(GL-1)に対しては遊走活性を示さなかった。作製したリコンビナントイヌTARCをマウスに免疫し、イヌTARCに対するモノクローナル抗体の作製を行った。得られたモノクローナル抗体は、ELISAにおいて0.12-7.5μg/mlのリコンビナントイヌTARCを検出し得ることが明らかとなった。次いで、本抗体が細胞に発現しているイヌTARCと反応することを確認するため、TARC mRNAの発現細胞株であるCL-1および非発現細胞株であるGL-1を用いて検討を行った。フローサイトメーターを用いた解析の結果、本抗体はイヌのリンパ系細胞株に発現しているTARCを特異的に認識することが明らかとなった。さらに、アトピー性皮膚炎病変部から生検によって得た皮膚凍結切片において、抗イヌTARCモノクローナル抗体を用いた免疫組織化学的染色を行ったところ、表皮ケラチノサイトの細胞質内におけるTARCタンパクの発現が示された。一方、健常なイヌから採取した皮膚組織においては、TARCタンパクの発現は認められなかった。このことから、イタのアトピー性皮膚炎においては、病変部皮膚のケラチノサイトで産生されたTARCがCCR4陽性細胞の病変局所への選択的遊走に重要な役割を担っていることが明らかとなった。
デキサメサゾンの骨芽細胞分化に対する作用機構の解明

本研究では,合成副腎脂質ホルモンの一つであるデキサメサゾン(Dex)の骨芽細胞分化に対する影響とその分子機構について解析を行った。研究の結果,Dexの骨芽細胞分化に対する作用効果は,作用させる濃度や時間のみならず,作用させる細胞の分化レベルに大きく依存することが明らかになった。また,この作用効果にはMAP kinase経路やJak-STAT経路などの細胞内シグナル伝達機構が関与することが示唆された。我々の研究室では、これまでにデキサメサゾン(Dex)はラット未分化間葉系細胞のROB-C26(C26)に対して、骨基質タンパクや骨芽細胞分化関連転写因子の発現を促進するものの、最終的には脂肪細胞への分化を誘導することを報告した。しかし、本研究において、石灰化能をもつ成熟骨芽細胞様の培養細胞であるROS17/2.8を用いて実験したところ、Dexは骨芽細胞の最終分化とそれに伴う石灰化を促進させた。このことから、骨形成に対するDexの効果は、細胞の分化レベルよって異なる可能性が示唆された。そこで、次に、Dexの細胞分化レベルによる作用効果の違いを以下の方法で検討した。C26はBone Morphogenetic Protein 2(BMP-2)を作用させることによって未分化間な状態から石灰化能をもつ骨芽細胞に分化誘導することができることから、C26の培養系にBMP-2を添加し、0日、3日、6日、9日、12日間それぞれ培養し、異なる分化レベルにまで分化誘導した後に、さらにDexを添加し、分化レベルによる作用効果の違いを検討した。実験の結果、C26の石灰化は、BMP-2を添加後、9日目及び12日目からDexを添加することによって促進された。しかし、BMP-2を添加後、06日目の間にDexを添加した培養系では、石灰化は抑制され、脂肪細胞への分化が誘導された。石灰化が亢進した培養系では、BSP、OC、DMP-1などの骨基質タンパク質の発現量が増加していた。また、石灰化が抑制された培養系では、転写因子OSXの発現量が抑制されていた。以上の結果から、DexはC26が未分化な状態では脂肪細胞への分化を誘導し、骨芽細胞への分化を抑制するものの、ある程度、骨芽細胞への分化が進んだ状態では、その後の最終分化と石灰化に対して促進的に働くと考えられる。また、石灰化に対する促進的な効果については、DexがBSPやOCなどの骨基質タンパク質の発現を促進するためと考えられる。これに対して、骨芽細胞分化に対する抑制的効果については、BMP-2によるOSXの発現誘導をDexが阻害してしまうことが要因の一つと考えられる。デキサメサゾン(Dex)の骨芽細胞分化に対する作用機構を明らかにする目的で、Dexの制御下にある新規骨芽細胞分化関連遺伝子の同定とそのシグナル伝達経路の解析を行った。本研究において、網羅的な関連遺伝子の発現量解析を行った結果、新たにいくつかの骨芽細胞分化関連遺伝子の発現がDexの制御下にあることが示唆された。そこで、これらのうち、骨芽細胞分化に重要な役割を果たすことが知られている転写因子、Osterixに着目し、解析を行った。ラット由来成熟骨芽細胞様の培養細胞ROSI7/2.8において、Dexを添加して培養した細胞では、非添加で培養した細胞と比較して優位にOsterixの発現量が減少した。また、ラット由来未分化間葉系幹細胞様の培養細胞であるROB-C26を用いた実験では、骨芽細胞への分化を誘導するサイトカイン(BMP-2)を作用させることによって誘導されるはずのOsterixの発現がDexを同時に添加した培養系では抑制された。これまでに、Dexは作用させる細胞の種類、濃度やタイミングなどによって骨芽細胞分化に対して「正」にも「負」にも働くことが報告されている。本研究によって、Dexは骨芽細胞分化の早期、後期にかかわらずOsterixの発現を抑制したことから、Dexの骨芽細胞分化に対する「負」の作用効果には、このOsterixに対する発現抑制作用が重要な意味をもつと考えられる。次に、ルシフェラーゼアッセイを用いてOsterix遺伝子の上流に存在するプロモーター領域の解析を行った。Osterixプロモーター領域の各種欠損配列をルシフェラーゼ遺伝子の上流に結合させたコンストラクトを作成し、Dexに対する応答性を比較した。実験の結果、Osterixのisoform1の発現はDexによって抑制されるものの、isoform2の発現はDexによる影響を受けない可能性が示唆された。デキサメサゾン(Dex)の骨芽細胞分化に対する作用機構を明らかにする目的で、未分化間葉系幹細胞を骨芽細胞へ分化誘導することが知られているサイトカイン(BMP-2)との併用による相乗効果について検討した。実験方法として、まず、マウス由来の未分化幹細胞様培養細胞であるC3H10T1/2細胞を,BMP-2(+)Dex(-),BMP-2(-)Dex(+),BMP-2(+)Dex(+),およびBMP-2(-)Dex(-)の条件でそれぞれ培養した。

その後、骨芽細胞分化の指標であるアルカリフォスファターゼ(ALP)の活性をそれぞれの培養系において測定した。実験の結果,BMP-2とDexを同時に作用させた培養系では,それぞれを単独で作用させた培養系と比較して,顕著にALPのmRNAの発現量が増加し,活性レベルが上昇した。次に,ルシフェラーゼアッセイを用いてALP遺伝子の上流に存在するプロモーター領域の解析を行った。ALPプロモーター領域の各種欠損配列をルシフェラーゼ遺伝子の上流に結合させたコンストラクトを作成し,これを細胞に導入した。その後、それぞれの細胞にBMP-2およびDexを作用させ、ルシフェラーゼの活性レベルを解析した。解析の結果、BMP-2とDexのALP遺伝子発現誘導に対する相乗的な効果には,転写因子STAT3の結合配列が必要であることが示唆された。そこで、STAT3に対する抗体を用いて、クロマチン免疫沈降を行ったところ、ALPプロモーター領域に存在するSTAT3結合配列を含むゲノム断片が共沈することが確認できた。さらに、siRNAを用いてSTAT3の発現を抑制した細胞では,BMP-2とDexのALP遺伝子発現誘導に対する相乗的な効果が抑制された。これらのことから,DexはSTAT3を介してBMP-2と相乗的に働き、C3H10T1/2細胞の骨芽細胞への分化を誘導する可能性が示唆された。
SAチャネルの分子生物学に関する共同研究

SA(伸展活性化)チャネルは大腸菌からヒト細胞に至る広範な細胞に発現しており、細胞膜の張力を感知することを通して、細胞の成長、分裂、体積調節、形態形成、運動などの基本的機能に関わることが示唆されている。しかしその分子実体が不明なために更なる研究の進展が阻まれている。したがって現時点での最重要課題の一つはその分子実体の解明である。ごく最近、大腸菌のSAチャネル遺伝子がクローニングされたが、その構造はかなり特殊で、真核生物のそれとは相同性が期待できず、真核生物のそのものから直接SAチャネルの遺伝子を求めざるを得ない状況にある。そこで線虫の機械受容ミュータントから分離されたmec遺伝子に期待が寄せられている。なぜならその遺伝子から予想されるアミノ酸配列がこの遺伝子産物がイオンチャネルである可能性を強く示唆しているからである。しかし、現在のところ線虫細胞の電気生理学が難しく、かつこの遺伝子を他の細胞に発現させることも困難なために、mec遺伝子が実際にSAチャネルをコードしているか否かは明らかではない。本計画の目的は、米国のF.Sachs博士と協力して、(a)生理学的・遺伝学的研究に適した真核生物材料(ショウジョウバエやcell line)からSAチャネル遺伝子を同定する一方、(b)SAチャネルに特異的なクモ毒成分の精製を進め蛋白質レベルからのSAチャネル研究のツールを得て、SAチャネルの分子生物学的研究の突破口を開くことである。2年間の共同研究によって以下のような成果が得られた。(1)イヌ腎上皮由来のcell line,MDCK細胞の遺伝子ライブラリィを検索して、mec相同遺伝子を同定した。現在この遺伝子のクローニング、および体積調節機構との関連の解析が進行中である。(2)ショウジョウバエ遺伝子ライブラリィから機械受容に関連する可能性のある新しい型のcGMP依存性イオンチャネル遺伝子(CNGC2)がクローニングされ、その遺伝子配列を決定した。(3)CNGC2を培養(COS)細胞に導入して遺伝子を発現することに成功した。現在発現したCNGC2の機能アッセイが進行中である。(4)CNGC2のアミノ酸配列をもとに抗体を作成することに成功した。これを応用してCNGC2の発現分布を解析中である。(5)クモ毒からSAチャネルをブロックする数種類のペプチド成分が単離精製された。(6)それらのペプチドがPC12細胞の体積調節反応を阻害したことからこの反応にSAチャネルが関与することが明らかとなった。(7)有効ペプチドの低親和性成分についてその構造が決定された。高親和性成分の構造解析は現在進行中である。研究期間中には、真核生物のSAチャネルの同定には至らなかったが、その候補遺伝子がいくつか明らかとなりその構造と機能の解析が現在進行している。また初めてSAチャネルに特異的な天然毒がクモ毒成分から抽出され、その構造決定と作用機所の解析が進行中である。このように本共同研究によってSAチャネルの分子生物学と蛋白質科学を進めるための貴重なツールを得ることができ、当初の目的をほぼ達成することができた。今後これらのツールを活用してSAチャネル分子の構造機能連関、および生理機能に関する本格的研究を展開していきたい。

(6)それらのペプチドがPC12細胞の体積調節反応を阻害したことからこの反応にSAチャネルが関与することが明らかとなった。(7)有効ペプチドの低親和性成分についてその構造が決定された。高親和性成分の構造解析は現在進行中である。研究期間中には、真核生物のSAチャネルの同定には至らなかったが、その候補遺伝子がいくつか明らかとなりその構造と機能の解析が現在進行している。また初めてSAチャネルに特異的な天然毒がクモ毒成分から抽出され、その構造決定と作用機所の解析が進行中である。このように本共同研究によってSAチャネルの分子生物学と蛋白質科学を進めるための貴重なツールを得ることができ、当初の目的をほぼ達成することができた。今後これらのツールを活用してSAチャネル分子の構造機能連関、および生理機能に関する本格的研究を展開していきたい。SA(伸展活性化)チャネルはあらゆる細胞に分布し、重要な生理的役割を担っている。現時点での最重要課題はその分子実体の解明である。ごく最近、大腸菌のSAチャネル遺伝子がクローニングされたが、その構造はかなり特殊で、真核生物のそれとは相同性が期待できそうもない。そこで線虫の機械受容ミュータントから分離されたmec遺伝子に期待が寄せられている。本計画の目的は、米国のF. Sachs博士と協力して、(A)mecあるいはその関連遺伝子がSAチャネル遺伝子であることを明らかにするとともに、これを手がかりとして生理学や遺伝学に適した材料からSAチャネル遺伝子を同定するとともに、(B)SAチャネル特異的なクモ毒成分の精製を進め蛋白質レベルからの分子実体の解明を行うことによって、SAチャネルの分子生物学的研究の突破口を開くことである。本年度は以下のような成果が得られた。(1)ショウジョウバエ遺伝子ライブラリィから機械受容に関連する可能性のある新しい型のcGM P依存性イオンチャネル遺伝子がクローニングされ、その遺伝子配列の約70%が決定された。(2)アフリカツメガエル腎上皮由来のcell line(A6)において、アミロライド感受性Naチャネル(ENaC)が細胞体積調節に重要であることを見いだした。このチャネルを構成する3つのサブユニットの遺伝子のクローニングが終了し、今後遺伝子工学的手法によってENaCと機械受容との関連を明にしていく予定である。(3)クモ毒からSAチャネルをブロックする数種類の有効成分が単離精製された。現在そのペプチド配列を決定中である。
複素解析と多様体

本研究は古典解析としての複素解析および近代解析に関連する複素解析の諸理論の発展と深化を試み、同時に複素解析を論ずる場としての多様体の性質の研究ならびにそれら多様体の上での複素解析の種々の理論の進展を目的とした。その成果の概要を以下に述べる。多様体の解析写像の挙動を調べる問題に関しては代数型函数のリーマン面の間の解析写像について従来知られていた事実から一歩進んだ結果がえられた。多様体の解析同型写像をめぐる基本的諸問題については有界函数のダグラス代数をかなり明確に把握することに成功し、円外単葉函数族に関する係数問題を解決することができた。また種々の多様体の上に定められる諸種のポテンシャルの多面的研究においては、拡散対数型核について合成核、ハント核に類似の性質が成り立つことを明らかにしかつその種の核がレゾルベント核となるための条件をうることができた。さらに離散的変換群が作用している双曲空間のその群による商空間としてえられる多様体の研究においては、サーストン・ベアスの正則自己同型の分類の新しい解釈に成功し、また閉リーマン面から二次元閉カラテオドリ双曲多様体への写像のなすドゥアディ空間の構造の解析に見るべき成果を挙げることができた。多変数解析函数および高次元解析多様体についての諸問題の研究では、ベルグマン計量の曲率作用素の固有値を用いることによる対称領域の特性付けがなされ、またn次元複素射影空間への有理型写像の有限性をうることに成功したほか、二次元複素射影空間での代数曲線の補集合の自己同型写像を調べることによる【C^*】型有理函数の完全な決定等の成果がえられた。これらの成果は複素解析の総合的見地からのかなり深い結果であって、今後のこの分野の研究への新たな視点を与えるものにもなっている。
肝細胞増殖因子の活性化を制御する新規なセリンプロテアーゼインヒビターの構造と機能

肝細胞増殖因子(HGF)は、生体内に広く分布し、肝臓・腎臓・肺等で組織損傷の修復・再生など多様な生理活性を有する。最近当研究室でHGFの局所的な活性発現を担うセリンプロテアーゼ(HGF activator)が同定された。組織障害に応答したHGFの活性化機構はプロテアーゼの多段階カスケードを介し、その際のHGFの活性発現においてHGF activatorの活性制御が重要である。ごく最近、HGF activatorの活性を阻害するインヒビター(HAI)が申請者らにより単離された。cDNAの構造解析の結果、HAIはLDLレセプターリガンド結合ドメインを有する膜結合性のKunitz型セリンプロテアーゼインヒビターであることが明らかになった。そこで本研究では、この新しいタイプの機能蛋白分子の生体内における生理的意義を解明することを目的として、まず動物細胞を用いた発現系を作製した。cDNAを動物細胞で高度に発現するSRαプロモーターをもつ発現ベクターに組み込み、動物細胞にトランスフェクションさせ、蛋白質を発現させた。トランスフェクションさせた細胞を大量培養して過剰発現したHAIを精製してその生化学的性質を調べた。その結果、HGFを変換させる阻害蛋白が発現していた。しかし、その発現量が少ないことから、動物細胞を用いた系での発現をより効率よくする工夫が必要である。大腸菌の系で得られた発現蛋白は阻害作用がなかった。一方、ごく最近、HGFの活性化を阻害するHAIとは全く異なる蛋白が存在することが発見され精製され、そのcDNAを遺伝子ライブラリーより単離し構造解析した結果、さらに新しいタイプのインヒビターだった(manuscripts in preparation)。今後は動物細胞で発現させたこれら阻害蛋白の膜結合型から分泌型への変換および各機能ドメインを欠失させた変異蛋白を作製しその機能変化を解析する予定である。
欲求性行動の情動媒介過程

餌に出会ったラットは、出会った餌をその場で食べる場合と、その場で食べずに上下の歯ではさんで巣穴へ運搬する場合とがある。こうした餌への対処行動は餌の大きさにより激変し、餌が小さいとその場で食べ、大きいと巣穴へ運搬することが知られている。一般に、小動物であるラットは外敵に狙われやすく、生命維持のための採餌行動中に、自らが他者の餌食になる捕食危険にさらされていることによりこの対処行動選択が説明される。すなわち、採餌者は採餌量の最大化と自分が捕食される危険の最小化という二つの欲求をトレードオフすると考えられる。採餌環境が非常に危険と認知される場合、たとえばネコの匂いをつけた布がおかれた環境では、ラットは巣穴から出ない。すなわち、対処行動の選択ではなく採餌を開始するか否かの選択がなされる。危険の程度によりラットが異なる防御行動を採用することは、Fanselow & Lester(1988)の捕食危険連続体で説明されている。本研究では、採餌そのものを開始させないほど厳しい条件ではなく、餌への対処行動選択自体に影響を及ぼす程度の危険を操作し、その効果を検討した。環境の危険度として採餌環境である走路で側壁の有無の効果を検討した。高架式走路で側壁がある場合とない場合との餌への対処行動を比較すると、側壁がない場合に餌運搬行動の選択率が上昇した(中津山・小貫・牧野,2002)。さらに、側壁の有無により変化する照度をコントロールし、照度変化のない条件での側壁の効果を再度検討したところ、そこでも側壁がない場合に運搬行動の選択率が上昇した(中津山・小貫・牧野,2003)。内的要因として、ラットの系統差を検討した結果、THE(Tsukuba High Emotional strain)、TLE(Tsukuba Low Emotional strain)、F344(Fischer344/Ducrj)、LE(Long-Evans)、WI(Wistar Imamichi)ではTHEとLEで運搬行動の選択率が高いことがわかった。これらの系統は大きな音などの驚愕刺激に敏感に反応する系統に一致する(Kitaoka,1991)。Fanselow(1988)は防御行動について情動媒介・認知媒介の説明を試みた。情動媒介説にしたがえば、採餌場面においては、出会った餌(CS)を食べるのに要する時間の推定値が認知的媒介(Cognitive Mediator:Mc)として作用し、それにより喚起される情動媒介(Emotional Mediator:Me)を経由して餌運搬行動がなされると想定できる。認知媒介説にしたがえば、CSに出会ったときになされる、摂食時間の推定値自体が餌運搬行動を惹起すると考えられる。本研究ではどちらの媒介説が有効かを明らかにすることを目的とし、認知の変数として時間評定の可能性を、情動の変数としてTsukuba情動系ラットの使用可能性を探索する。はじめに情動について検討した。情動性の高い系統の(怖がりの)ラットと低い系統のラットの行動を比較すると、情動性の高いラットは餌運搬率が高い。このことから考えて、餌運搬行動の決定には情動媒介説が有力であると予測できる。
ナノ粒子構造体の気中加熱による結晶成長促進と多成分系機能材料の合成

本研究では、原料ナノ粒子の懸濁液(コロイド)から気中に浮遊させた液滴群を高温場に導入し、任意のナノ粒子の構造体を形成させる。熱分解温度等の操作温度の低下を目指す省エネ型プロセスを開発することを目的としている。今年度の成果は以下の通りである。(1)開発した静電噴霧法を用いて、原料として企業が合成したシリカ粒子を用いたが、今年度はロウソク燃焼より得られた炭素系粒子が原料として使用可能であることを見出した。ロウソク燃焼由来の粒子が水系およびアルコール系の液相中に優れた分散性を有することがわかった。粒子の性情を調べるために、粒子を基板に集積させる2つのルートを試みた。ルート1(Dry法)では、気流を制御したチャンバー内で基板を高温場(炎の先端等)に接近させた。ルート2(Wet法)では、粒子を懸濁液に移し、気中分散し、集積させた。ラマン分光分析より、高温場(炎)の位置を変化させると疎水性粒子層または親水性粒子層が得られる。粒子層の性情におよぼすWet法の影響がない。190-2500nmの分光法より、近赤外領域でより高い吸光度を示す条件がある。スペクトルの違いは各ルートによって形成された粒子層の形態の違いによる。(2)サブミクロン(数百nm)の蛍光コアシェル型シリカ系粒子の懸濁液を常温で気中分散し、40°Cの基板に集積させるエアロゾル流システムを提案した。一般に常温から高温に微粒子の移動が難しいとされる。エアロゾル粒子の沈降の流動状態を数値シミュレーションにより調べた。蛍光顕微鏡法を用いて、堆積した粒子を観察した。出発原料の懸濁液濃度の変化による凝集粒子のサイズの変化は、見かけの(蛍光)サイズ分布の変化との相関が見出された。提案した方法により、真空イメージング分析(電子顕微鏡法SEMなど)を使用しなくても、サブミクロン粒子の輸送と集積の解析に適用できることがわかった。シリカ粒子などの市販の出発原料だけではなく、ろうそくのようなバイオマス燃焼より得られた炭素系微粒子も懸濁液の原料として有効であることがわかった。解析等の今後の展開のために新たな流体システム(チャンバー)設計・製作ができた。気中分散法を用いて、原料のナノ粒子の懸濁液から気中に浮遊させた液滴群を高温場に導入し、任意のナノ粒子の構造体を形成する。多様な構造体を得るために、数nmから数100nmの幅広いサイズの原料粒子を組み合わせる。加熱後の多成分系材料に対して、粒子の性状の計測を行い、反応温度の低下を目指しながら最適な粒子径と構造体を解析する。コロイド粒子を用いない溶液からの粒子構造体の合成も試みる。本研究では、原料ナノ粒子混合体の懸濁液(コロイド)から気中に浮遊させた液滴群を高温場に導入するが、任意のナノ粒子の構造体を液滴中に形成させる。反応(熱分解)温度の低下を目指す省エネ型プロセスを開発することを目的としている。(1)開発した静電噴霧法を用いて、シリカ(コロイド)ナノ粒子の構造体を形成しながら、気中にその構造体を分散させた。粒子構造体を目的の基板に集積し、主な解析を行った。シリカのゼータ電位は一般的に負であるが、企業と協力して、正のゼータ電位のサンプルも入手した。その結果、「正」または「負」帯電が可能な静電噴霧との多様な組み合わせが可能となった。基板に集積した粒子構造体に対して、紫外・可視・近赤外分光法を用いた。正・負、正・正、負・正、負・負と4つの組み合わせの構造体はそれぞれ異なる光学特性をもった。コロイド表面電荷と気中の液滴の帯電形態との間に粒子形態に強い相関を明らかにした。粒子の物理的と光学的特性を調整する静電噴霧法の能力が実証できた。(2)コロイドナノ粒子を用いない溶液からの粒子構造体の合成も試みた。酸化亜鉛粒子構造体をモデルとした。角度45度で酢酸亜鉛溶液を平板に(数ミクロンの液滴)噴霧することによって合成した。集積した粒子構造体および熱流体数値シミュレーションからは、熱対流の影響と流体の不安定性の存在が明らかになった。粒子構造体のサイズと平板温度分布による動的状態との相関を解析したところ、噴霧ノズルと平板の間の距離を変化させると、予想以上の微細なナノスケールの粒子構造体が形成された。2ステップ加熱法(150°Cで噴霧と450°C1時間)と比較して、1ステップ加熱法(450°C噴霧)を使用した方が、高い結晶性の構造体が形成できており、「省エネ」化が確認された。

粒子の性情を調べるために、粒子を基板に集積させる2つのルートを試みた。ルート1(Dry法)では、気流を制御したチャンバー内で基板を高温場(炎の先端等)に接近させた。ルート2(Wet法)では、粒子を懸濁液に移し、気中分散し、集積させた。ラマン分光分析より、高温場(炎)の位置を変化させると疎水性粒子層または親水性粒子層が得られる。粒子層の性情におよぼすWet法の影響がない。190-2500nmの分光法より、近赤外領域でより高い吸光度を示す条件がある。スペクトルの違いは各ルートによって形成された粒子層の形態の違いによる。(2)サブミクロン(数百nm)の蛍光コアシェル型シリカ系粒子の懸濁液を常温で気中分散し、40°Cの基板に集積させるエアロゾル流システムを提案した。一般に常温から高温に微粒子の移動が難しいとされる。エアロゾル粒子の沈降の流動状態を数値シミュレーションにより調べた。蛍光顕微鏡法を用いて、堆積した粒子を観察した。出発原料の懸濁液濃度の変化による凝集粒子のサイズの変化は、見かけの(蛍光)サイズ分布の変化との相関が見出された。提案した方法により、真空イメージング分析(電子顕微鏡法SEMなど)を使用しなくても、サブミクロン粒子の輸送と集積の解析に適用できることがわかった。シリカ粒子などの市販の出発原料だけではなく、ろうそくのようなバイオマス燃焼より得られた炭素系微粒子も懸濁液の原料として有効であることがわかった。解析等の今後の展開のために新たな流体システム(チャンバー)設計・製作ができた。気相法(気中分散法)を用い、原料ナノ粒子混合体の懸濁液から気中に浮遊させた液滴群(エアロゾル)を高温場に導入し、任意のナノ粒子の構造体を液滴中の自己組織化等により形成する。多様な構造体を得るために、数nmから数100nmの幅広いサイズの原料粒子を組み合わせる。加熱後の多成分系材料に対して、粒子の性状の計測を行い、反応温度の低下を目指しながら最適な粒子径と構造体を解析する。またコロイドナノ粒子を用いない溶液からの粒子構造体の合成も試みる。気中分散法を用いて、原料のナノ粒子の懸濁液から気中に浮遊させた液滴群を高温場に導入し、任意のナノ粒子の構造体を形成する。コロイド粒子を用いない溶液からの粒子構造体の合成も試みる。協力的な企業が現れて、無償サンプルが入手できたことも理由となった。今年度は主に現有の設備を用いて研究成果を論文の形でまとめることができた。その結果に基づいて、次のステップに必要な設備の設計が考案できて、その追加すべき設備は次年度に購入することにした。得られる粒子の集合体(構造体)の加熱とその後の解析には、加熱装置のみならじ、電子顕微鏡、結晶性回析、熱分析装置等の分析費用が必要となる。
感情コンピテンスの発達研究における光トポグラフィの利用可能性の検討

個人がより個性的、適応的、効果的、あるいは自信があるように環境を変えて行く感情に関わる能力、技量のことを感情コンピテンスという。本研究ではその中で感情に関わる自己効力感を研究対象とした。感情コンピテンスは生涯発達する。現在の日本社会で問題となっているキレル行動の発現は,小中学生から成人にまで及んでいるが、このキレル行動は感情コンピテンスの発達不全現象と言える。本研究ではキレ感情を引き起こす事物が自尊感情を損傷させ、結果として自己の存在性も損傷を受けるというプロセスがキレル行動の根元的原因のひとつであると推定する。従って、キレル行動の防止には個人の自尊感情の向上が極めて重要であると考えられる。本研究では以上のような理論的前提のもとに、成人の感情コンピテンス向上の為の作業における脳内反応を光トポグラフィという光脳イメージング法を用いて実験的に検討し、感情コンピテンス研究における光トポグラフィ装置の研究ツールとしての利用可能性を評価した。加えて、本研究では感情コンピテンスのひとつである感情自己効力感の向上のための技能の開発研究に向けて、自尊感情、自信が高まるような手法を試案し、言語的手法で被験者の自己効力感が向上する実験条件と身体的手法で自己効力感が高まる条件における光トポグラフィによる脳内画像を比較した。実験結果は、多くの成人被験者において身体的手法の際にも前頭前野の活性化がみられ、また後者の手法のほうが活性化が高い傾向が示された。本研究の実施において光トポグラフィによる計測によって実験条件の比較検討を行うに十分な脳内反応の資料が提供され、光トポグラフィ装置の感情コンピテンス研究における研究ツールとしての利用可能性が高いことが示された。
プラズマ複合構造体によるメタマテリアルの拡張概念の実証

本研究では、プラズマ複合構造体“メタプラズマ"のマルチスケール性・超広帯域周波数分散特性を基に、その高エネルギー性から生じる新奇物理を明らかにすることを目的としている。すなわち、プラズマ複合構造体は、構成要素であるメタマテリアルの効果により伝搬電磁波のエネルギー密度より数桁高い値を持つため、エネルギー平衡・エネルギー変換・非線形現象に特異性を備える。この性質に基づき、物理・工学の両面から“パワー・メタマテリアル"分野を確立するため、実験・理論の両面で研究を遂行した。本年度の具体的な研究実績は以下の通りである。マイクロ波帯での検討においては、信号発生器の変調によりAM変調出力を実現し、それによる実験観測を行った。負透磁率メタマテリアルへ高出力のAM変調マイクロ波を入射すると、理論的に得られている誘電率分岐特性が1ショットで観測可能となり、動的負屈折率状態のリアルタイム可視化が実現した。さらに、プラズマ生成条件の変化により、DSRRパターンに対するプラズマのパラメータの空間構造形成の観測にも成功した。並行して、EIT様メタマテリアルの実験に関しても同様の可変電力実験を行い、プラズマ生成の効果を線形特性で近似して解析しつつ、投入電力依存性について詳細に検討した。赤外光領域での検討については、広帯域赤外光スペクトル観測と電磁波シミュレーションおよび粒子構造のネットワーク解析により、フラクタル様の特徴的な構造による共鳴効果とその発生場所の特定に成功した。粒子モデルコード開発としては、これまでに我々が開発済みのFDTD法コードを基にして、粒子モデルコードを試作し、基本的な動作確認(粒子運動の解析、電磁波応答の導入、負屈折状態の検出)を行った。そして、プラズマの高密度化により、負透磁率状態との組み合わせにより、負屈折率状態が計算機内でも再現できることを確認した。平成30年度の研究実施計画に掲げていた、項目はすべて達成しており、さらに新規の成果を得ることができた。プラズマ・メタマテリアルが備える高エネルギー性に関わる成果が期待通りに得られるとともに、計画していなかった成果も多く確認され、研究を一層加速している。特に、今年度の検討における大きな追加の成果として、プラズマ生成電力と伝搬電磁波の電力の分離により、明確な負屈折率現象を観測できたことが挙げられる。プラズマ生成を空間にわたって均一化し、負の透磁率メタマテリアルとの融合にも成功し、負の屈折率状態の確認は透過波の位相情報から明確となった。これはスタンフォード大のグループとの共同研究により実施し、我々の研究レベルに関する国際的な評価を確立することにもつながった。また、2000年代に理論的に提案されたプラズモニック・クローキング現象の実験的な実証を、実際の負の誘電率体であるプラズマ層を用いて世界で初めて実施し、これまで知られていた理論(トンクス・ダットナー共鳴)との融合モデルの提案も行った。以上の成果を統合して、パワー・メタマテリアル分野の創製に向け、種々の形態で多くの可能性が期待できるものとなった。研究計画の変更は無く、交付申請書に記載の内容を遂行するとともに、より発展的な研究展開を行う。特に、検討内容として、高エネルギーマイクロ波に対する制御デバイスとしての有用性を確認するため、クローキング層の設計・実験的実証が大きなポイントとなる。すでに、これまでにプラズマ・メタマテリアルによるクローキング層の設計は終えており、今後それに基づいた実験を開始する。先行したプラズモニック・クローキング実験と合わせて、マイクロ波のエネルギー上昇による非線形効果に留意し、またそこから現れる新たな伝搬現象に注目する。また、荷電微粒子を用いた光制御の実験においては、レイリー散乱現象とミー散乱現象をまたいだパラメータ領域の包括的な理解とメタマテリアル効果を用いた応用を目指す。

特に、今年度の検討における大きな追加の成果として、プラズマ生成電力と伝搬電磁波の電力の分離により、明確な負屈折率現象を観測できたことが挙げられる。プラズマ生成を空間にわたって均一化し、負の透磁率メタマテリアルとの融合にも成功し、負の屈折率状態の確認は透過波の位相情報から明確となった。これはスタンフォード大のグループとの共同研究により実施し、我々の研究レベルに関する国際的な評価を確立することにもつながった。また、2000年代に理論的に提案されたプラズモニック・クローキング現象の実験的な実証を、実際の負の誘電率体であるプラズマ層を用いて世界で初めて実施し、これまで知られていた理論(トンクス・ダットナー共鳴)との融合モデルの提案も行った。以上の成果を統合して、パワー・メタマテリアル分野の創製に向け、種々の形態で多くの可能性が期待できるものとなった。研究計画の変更は無く、交付申請書に記載の内容を遂行するとともに、より発展的な研究展開を行う。特に、検討内容として、高エネルギーマイクロ波に対する制御デバイスとしての有用性を確認するため、クローキング層の設計・実験的実証が大きなポイントとなる。すでに、これまでにプラズマ・メタマテリアルによるクローキング層の設計は終えており、今後それに基づいた実験を開始する。先行したプラズモニック・クローキング実験と合わせて、マイクロ波のエネルギー上昇による非線形効果に留意し、またそこから現れる新たな伝搬現象に注目する。また、荷電微粒子を用いた光制御の実験においては、レイリー散乱現象とミー散乱現象をまたいだパラメータ領域の包括的な理解とメタマテリアル効果を用いた応用を目指す。
がん細胞ミトコンドリア代謝に与える放射線照射と影響とその治療効果判定への応用

がん細胞ミトコンドリア代謝に与える放射線照射の影響を検討した.一般に,アポトーシスによる細胞死では,ミトコンドリア膜電位の減少が細胞死に先行することがあることから,今年度はとくに,放射線誘導アポトーシスとミトコンドリア代謝との関連を検討した.ラット卵黄嚢由来で,放射線誘導アポトーシスの発生頻度および放射線感受性の異なる2つの細胞株(野生型p53発現を示すNMT-1と,その放射線抵抗性変異株で変異型p53発現を示すNMT-1R)を用いて,放射線照射後に誘導されるアポトーシスとミトコンドリア膜電位の関連を検討した.アポトーシスはHoechst 33342による核染色を用い蛍光顕微鏡により放射線照射後のがん細胞を観察し,その形態学的特徴からアポトーシスの出現頻度を算出した.ミトコンドリア膜電位はシアニン色素である3,3'-dihexyloxacarbocyanin iodide(DiOC6(3))を用いフローサイトメトリにて計測した.その結果,放射線感受性株であるNMT-1では1.5,3,6 Gy照射後12時間に21-31%のアポトーシスの出現を認めた.一方,放射線抵抗性株であるNMT-1Rでは1.5,6,10 Gy照射12時間後でも最高で8%しかアポトーシスを認めなかった.ミトコンドリア膜電位は,NMT-1細胞ではコントロールに比較して1.5,3,6 Gy照射12時間後にそれぞれ95%,71%,58%と減少したが,NMT-1R細胞では,1.5,6,10 Gy照射12時間後に79%,72%,72%までしか減少しなかった.また,ミトコンドリア膜電位はNMT-1細胞では照射8時間後から大きく減少したが,NMT-1R細胞では,照射4-12時間後では膜電位の減少はほぼ横ばいであった.以上から,放射線誘導アポトーシスにおいても,他のアポトーシス同様,アポトーシス誘導に先行してミトコンドリア膜電位の減少がみられることが示された.がん細胞ミトコンドリア代謝に与える放射線照射の影響を検討した.一般に,アポトーシスによる細胞死では,ミトコンドリア膜電位の減少が細胞死に先行することがあることから,今年度はとくに,放射線誘導アポトーシスとミトコンドリア代謝との関連を検討した.ラット卵黄嚢由来で,放射線誘導アポトーシスの発生頻度および放射線感受性の異なる2つの細胞株(野生型p53発現を示すNMT-1と,その放射線抵抗性変異株で変異型p53発現を示すNMT-1R)を用いて,放射線照射後に誘導されるアポトーシスとミトコンドリア膜電位の関連を検討した.アポトーシスはHoechst 33342による核染色を用い蛍光顕微鏡により放射線照射後のがん細胞を観察し,その形態学的特徴からアポトーシスの出現頻度を算出した.ミトコンドリア膜電位はシアニン色素である3,3'-dihexyloxacarbocyanin iodide(DiOC6(3))を用いフローサイトメトリにて計測した.その結果,放射線感受性株であるNMT-1では1.5,3,6 Gy照射後12時間に21-31%のアポトーシスの出現を認めた.一方,放射線抵抗性株であるNMT-1Rでは1.5,6,10 Gy照射12時間後でも最高で8%しかアポトーシスを認めなかった.ミトコンドリア膜電位は,NMT-1細胞ではコントロールに比較して1.5,3,6 Gy照射12時間後にそれぞれ95%,71%,58%と減少したが,NMT-1R細胞では,1.5,6,10 Gy照射12時間後に79%,72%,72%までしか減少しなかった.また,ミトコンドリア膜電位はNMT-1細胞では照射8時間後から大きく減少したが,NMT-1R細胞では,照射4-12時間後では膜電位の減少はほぼ横ばいであった.以上から,放射線誘導アポトーシスにおいても,他のアポトーシス同様,アポトーシス誘導に先行してミトコンドリア膜電位の減少がみられることが示された.
負荷時および無負荷時の心筋エネルギー消費に対する心不全治療薬の効果

心筋のエネルギー消費の内訳、即ち、収縮系、筋小胞体及びその他のATP消費系、の総ATP消費に対する割合を明らかにする為、ラット、モルモット、イヌの心室筋スキンドファイバー、及び、対照としてカエル骨格筋スキンドファイバーを用い、収縮特性、筋小胞体のCa^<2+>取込み及びCa^<2+>によるCa^<2+>遊離能(CICR)、ATPase活性を調べた。さらに生筋細胞を用い、細胞膜からのCa^<2+>流入の特性について調べた。結果を以下に示す。1スキンドファイバーのATPase活性を測定した。Ca^<2+>非存在下のbasalな活性及び収縮系のATPase活性はラットが最も高かった。一方、筋小胞体のATPase活性はラット、モルモットに差が無かった。またCa^<2+>遊離時にはATPase活性は著しく亢進された。2骨格筋におけるCICRの寄与を知るため、Ca^<2+>遊離チャネルのMg^<2+>とCa^<2+>濃度に対する親和性を求めた。その結果、骨格筋においてMg^<2+>イオンがCICR活性を常に強く抑制しており生理的にはほとんど働き得ないことがわかった。3心筋スキンドファイバーを用い、CICRの性質を調べた。心筋のCICR活性は骨格筋に比べ10倍以上高く、Mg^<2+>による抑制は悪かった。また筋小胞体のCa^<2+>取込み量を増した場合、骨格筋では遊離速度があまり影響されないのに対し心筋では著しく増大した。4心筋細胞のCa^<2+>流入について静止時と活動時の大きさを調べた。骨格筋ではいわゆるストア依存性Ca^<2+>流入(SOC)経路があることがわかった。心筋におけるSOCの関与の有無を現在検討中である。5以上より、筋小胞体を始めとしたCa^<2+>調節系はATP消費に影響し、心不全に関与し得ることが示唆された。またATP消費系の組成は動物種差が大きく、心不全治療薬の検討のためにはヒトに性質の近い実験動物を選ぶ必要があることがわかった。結果を以下に示す。心筋の収縮系、筋小胞体及びその他のATP消費系に関する性質を明らかにする為、ラット、モルモット、イヌの心室筋より生筋条片標本及びスキンドファイバーを作製し、収縮特性、筋小胞体のCa^<2+>取込み,遊離能、ATPase活性等を調べ,以下の結果を得た.1生筋条片標本を用い、電気刺激による収縮特性、カフェイン反応を観察した。カフェインによる拘縮はラットで大きくモルモットではほとんど見られなかった。2スキンドファイバーを用い37度で収縮測定を行った。MgATP存在下で、ラット及びイヌ心室筋では著明なカフェイン拘縮が見られたが、モルモット心筋では非常に小さなカフェイン拘縮しか認められなかった。またラット心筋はRigor拘縮を起こしやすくATPの消費が速いことが示唆された。3スキンドファイバーを用い、Ca^<2+>指示薬fura2存在下でCa^<2+>遊離を測定した。カフェインによるCa^<2+>遊離はラット、モルモット、イヌ、全ての心筋ではっきりと認められた。

モルモット心筋にカフェイン拘縮が見られなかったのは、筋小胞体の他に収縮系のCa^<2+>感受性が異なっている為と考えられる。また筋小胞体のCa^<2+>取込み量が増すとCa^<2+>の漏れの速度が著しく増大した。4スキンドファイバーのATPase活性をNADHの蛍光を利用した酵素カップリング法により測定した。Ca^<2+>非存在下のbasalな活性及び収縮系のATPase活性はラットが最も高かった。一方、CPA感受性の筋小胞体活性はラット、モルモットではあまり差が無かった。以上より、ATP消費系の組成は動物種差が大きく、心不全治療薬のエネルギー消費に対する効果を検討するためにはヒトに性質の近い実験動物を選ぶ必要があることがわかった。また筋小胞体のCa^<2+>取込みレベルもATP消費に大きな影響を与える事がわかった。心筋の収縮系、筋小胞体及びその他のATP消費系に関する性質を明らかにする為、ラット、モルモット、イヌの心室筋スキンドファイバーを作製し、収縮特性、筋小胞体のCa^<2+>取込み,遊離能、ATPase活性等を調べた.また心筋のCa^<2+>遊離の特性を知るため比較の対照としてカエル骨格筋スキンドファイバーを用いCa^<2+>によるCa^<2+>遊離(CICR)活性の性質を調べ,以下の結果を得た。1まずCICRの性質を知るため、カエル骨格筋のCa^<2+>遊離チャネルのMg^<2+>とCa^<2+>濃度に対する親和性を求めた。その結果、骨格筋においてMg^<2+>は静止時にも活動時にもCICR活性をかなり強く抑制していることがわかった。2心筋スキンドファイバーを用い、Ca^<2+>遊離の性質を調べた。心筋のCICR活性は骨格筋に比べ10倍以上高く、Mg^<2+>による抑制は悪かった。筋小胞体のCa^<2+>取込み量を増した場合、骨格筋では遊離速度はあまり影響されないのに対し、心筋ではCa^<2+>の遊離又は漏れの速度が著しく増大した。またCa^<2+>遊離の性質には大きな動物種差があった。3スキンドファイバーのATPase活性をNADHの蛍光を利用した酵素カップリング法により測定した。またCa^<2+>遊離を起こす条件ではATPase活性は著しく亢進されていた。4以上より、ATP消費系の組成は動物種差が大きく、心不全治療薬のエネルギー消費に対する効果を検討するためにはヒトに性質の近い実験動物を選ぶ必要があることがわかった。また筋小胞体のCa^<2+>取込みレベル及びCa^<2+>遊離速度もATP消費に大きな影響を与え、心不全状態に影響することが示唆された。心筋のエネルギー消費の内訳、即ち、収縮系、筋小胞体及びその他のATP消費系、の総ATP消費に対する割合を明らかにする為、ラット、モルモット、イヌの心室筋スキンドファイバー、及び、対照としてカエル骨格筋スキンドファイバーを用い、収縮特性、筋小胞体のCa^<2+>取込み及びCa^<2+>によるCa^<2+>遊離能(CICR)、ATPase活性を調べた。