hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地盤中を伝わる地震波の非線型パラメータの精密測定と地震動予測

今回の兵庫県南部地震による地盤被害に関しては,地表面付近の地質構造および軟弱な地盤特性が大きく影響したと考えられる.しかしながら,的確な地盤構造およびその非線型パラメータを含む動的物性分布の見積りが不十分であることと,これらを考慮した波動計算手法がまだ十分ではないために定性的な評価の域を出ず,今後,地表面応答の計算を充分吟味する必要がある.現時点では,野外計測における大ひずみ領域の応力-ひずみ関係を直接計測したり,液状化強度を的確に把握するといった具体的研究例はまだ報告されていない.これらの問題解決のために,地盤の構成方程式を基本に非線型性を評価できるモデルを構築することと入力パラメータをどのように見積もるか重要な課題となる.弾塑性体力学の観点から剛性率のひずみ依存性を微小ひずみ領域から大ひずみまで,ひずみによらない2つの材料定数によって単純に表現できることがわかった.その式はG_0/G=1+αγ^βであって,ここでG_0,Gは微小ひずみ領域と非線型領域での剛性率,γはひずみ,αおよびβはひずみによらない定数である.これまでに報告されているH-DモデルやR-0モデルに比べてよく近似でき,さらにこれらを非排水状態におけるセン断変形での間隙水圧の上昇と密接に関連させていくことも検討中である.提案された式の最も重要な利点は微小ひずみにおける応力-ひずみ関係から大ひずみの応力-ひずみ関係を予測できる点にあり,これの意味するところは,野外の微笑領域における動的計測から強震時の地盤の応力-ひずみ関係を原理的に予測できるということである.従来のPS検層を基本として,S波震源のエネルギーの大きさを何段階かに変え,その時の走時の遅れを精密に計測することによって,2つの非線型パラメータを決定できる可能性がある.現在このシステムの構築を急いでいる.今回の兵庫県南部地震による地盤被害に関しては,地表面付近の地質構造および軟弱な地盤特性が大きく影響したと考えられる.しかしながら,的確な地盤構造およびその非線型パラメータを含む動的物性分布の見積りが不十分であることと,これらを考慮した波動計算手法がまだ十分ではないために定性的な評価の域を出ず,今後,地表面応答の計算を充分吟味する必要がある.現時点では,野外計測における大ひずみ領域の応力-ひずみ関係を直接計測したり,液状化強度を的確に把握するといった具体的研究例はまだ報告されていない.これらの問題解決のために,地盤の構成方程式を基本に非線型性を評価できるモデルを構築することと入力パラメータをどのように見積もるか重要な課題となる.弾塑性体力学の観点から剛性率のひずみ依存性を微小ひずみ領域から大ひずみまで,ひずみによらない2つの材料定数によって単純に表現できることがわかった.その式はG_0/G=1+αγ^βであって,ここでG_0,Gは微小ひずみ領域と非線型領域での剛性率,γはひずみ,αおよびβはひずみによらない定数である.これまでに報告されているH-DモデルやR-0モデルに比べてよく近似でき,さらにこれらを非排水状態におけるセン断変形での間隙水圧の上昇と密接に関連させていくことも検討中である.提案された式の最も重要な利点は微小ひずみにおける応力-ひずみ関係から大ひずみの応力-ひずみ関係を予測できる点にあり,これの意味するところは,野外の微笑領域における動的計測から強震時の地盤の応力-ひずみ関係を原理的に予測できるということである.従来のPS検層を基本として,S波震源のエネルギーの大きさを何段階かに変え,その時の走時の遅れを精密に計測することによって,2つの非線型パラメータを決定できる可能性がある.現在このシステムの構築を急いでいる.
ICUのエンドオブライフケア教育プログラムの開発とその検証

本研究は、ICUのエンドオブライフケアの質を向上させるICU看護師に必要な教育プログラムを開発し、その効果を検証することである。今年度は、ICUのエンドオブライフケア教育プログラムの開発、その後順次実施する予定としていた。教育プログラムを開発するための情報収集として、ICUに関連する集中治療領域における学術集会に参加し、エンドオブライフケアやその実態とICU看護師側のエンドオブライフケアの実践者としての実態について把握した。またICU関連以外の学術集会に参加し、エンドオブライフケアの実際や看護師に関する最新情報の収集と緩和ケアやがん看護などにおける終末期ケアの具体的な実践内容、また課題などについても情報を収集することができた。しかし、教育プログラムの最終確定まで検討することができていない。情報収取としての学会参加はできたが、エンドオブライフケアの教育プログラムの最終開発までには至っていない。大学における教育の時間に割かれており、研究に十分な時間を割くことが不可能であった。今年度は、教育プログラムの確定をおこない、プログラム実施を依頼する。昨年度、教育プログラムの実施ができなかったことと、プログラムの実践にかかわる機材の購入ができなかったことがその理由です。今年度は、必要機器の購入とプログラムの実践に伴う旅費、交通費などとして使用を計画しています。
健康の地域格差及び性差と社会経済要因、環境要因、生活要因の関連

都道府県単位で性別に健康格差を明らかにし、その関連要因を生態学的研究で検討することを目的とした。健康指標に死因別死亡率、疾患別受療率、平均寿命、65・75歳平均余命、合計特殊出生率、3歳児健診受診率を用い、社会経済・環境・生活習慣指標との関連を解析した。都道府県別喫煙率は全死因、悪性新生物、脳血管疾患死亡率と正の、平均寿命は住環境や年平均気温等と正の、公害苦情件数等と負の相関を示した。平均余命は小規模介護単位数が負の、リハビリ単位数が正の関連を示した。合計特殊出生率はボランティア活動行動者率、衛生、生活が正の、3歳児健診受診率は3世代世帯数、児童教育ファシリティが正の関連を示した。各省庁より公表されている統計調査の多くは国民の代表サンプルとしての性格を持っているが、これまで学術研究への活用は少なかった。本研究は既存調査データを有効活用し、都道府県単位で、健康状態と社会経済的要因(含ソーシャルキャピタル)、環境要因、生活習慣関連指標との関連を総合的に検討するものである。今年度は1.既存の統計調査データの検索を行い、その調査方法(調査対象者、調査項目、調査方法、解析方法等)を検討し、本研究に活用可能なデータを収集した。2.収集したデータは健康状態の指標として、人口動態統計、国民生活基礎調査、医療施設調査、国勢調査、生命表、患者調査、国民健康・栄養調査、医師・歯科医師・薬剤師調査、健康・福祉施設等調査、老人保健施設調査、地域保健・老人保健事業報告、衛生行政業務報告、国民医療費等、社会経済的要因関連指標として、公共施設状況調査、社会福祉行政業務報告、社会福祉施設調査、介護サービス施設・事業所調査、家計調査、犯罪統計書、住宅・土地統計調査、離婚率、社会教育調査、学校基本調査等、環境要因として公害苦情調査、下水道統計等。生活習慣関連指標として、社会生活基本調査等である。これらを本研究用のフォーマットに再構築しデータベース化した。3.収集したデータの一部を用いて都道府県別健康指標(死亡率、死因別死亡率、平均寿命、疾患別受療率、合計特殊出生率等)の地域格差(及び性差)と社会経済的要因、環境要因、生活習慣要因との関連性についての分析を試行し、結果について検討した。4.栄養統計データの目的外使用申請を行った。5.定期的に研究打ち合わせ会議を行い、健康指標社会経済指標、環境指標、生活習慣指標と地域格差及び性差との関連について断面的および縦断的に分析するためのデータ作成と方法、過去の研究結果について検討した。6.今年度の分析結果の一部は学会発表した。本研究はわが国の健康格差を性別に都道府県単位で明らかにし、その関連要因を生態学的研究手法で検討することを目的とした。健康指標として死因別死亡率、疾患別受療率、平均寿命、65歳・75歳平均余命、合計特殊出生率、3歳児健康診査受診率を用い、社会経済・環境・生活習慣指標との関連を解析した。全死因、悪性新生物、心疾患、脳血管疾患の都道府県別年齢調整死亡率の1995-2006年の解析結果はいずれの死因も男の都道府県の差が女よりも大きかった。喫煙率との都道府県別相関は全死因、悪性新生物では男女とも、脳血管疾患では男のみ有意の正相関を示した。全疾患、悪性新生物、心疾患、脳血管疾患の都道府県別年齢調整受療率の1996-2005年の解析結果は、大部分の疾患・年次で男の都道府県の差が女よりも大きく、1999,2005年の心疾患、2005年の脳血管疾患は女の方が差は大きかった。都道府県別平均寿命と環境要因との関連は、男では住環境(水洗便所のある住宅比率、上水道給水人口比率、下水道普及率)と正の相関が得られた。女では年平均気温、浴室のある住宅比率と正の、騒音・振動の苦情件数と負の相関が得られた。65歳、75歳の平均余命と医療・介護環境要因との関連は、男では地域格差は大きくなかったが女では小規模介護単位数(40歳以上一人当たり小規模多機能型居宅介護件数等)が65歳、75歳平均余命と負の、リハビリ単位数(40歳以上一人当たり訪問リハビリテーション日数等)が65歳の平均余命と正の関連を示した。合計特殊出生率はボランティア活動行動者率、衛生、生活の3変数が直接正の影響を及ぼし、教養娯楽はボランティア活動行動者率を介し、医療は衛生を介して間接的に影響を及ぼしていた。3歳児健診受診率と3世代世帯数、幼少児童教育ファシリティに有意な正の関連、ボランティア活動行動者率に正の有意な傾向が認められた。
中学校数学科「関数」領域における課題探究型の説明学習に関する基礎的研究

本研究では,中学校数学科「関数」領域における「証明すること」を「関数を活用して予測したり,解釈したりした結果を正当化すること」と規定し,その規範を構築するとともに,領域「関数」における証明の学習水準やその移行過程を明らかにした。また,中学校第2学年と第3学年の生徒の記述表現を分析するとともに,中学校第1学年を対象とした授業実践を試行的に実施した。その結果,定式化(formulate)や解釈(interpret)の記述に関しては上位レベルを達成している生徒の割合が極めて少ないこと,水準の移行を意図した授業では,発見と正当化の文脈を明確に切り分けて指導することが重要であることなどが明らかとなった。本研究の目的は,中学校数学科「関数」領域における「課題探究型の説明学習」や,その「学習軌道」を理論的・実証的に明らかにするための基礎的資料を得ることである。研究初年度としての本年度は,中学校数学科の関数領域における課題探究型の説明学習として望ましい説明の姿や,その姿へ近づけていくための学習軌道を仮説的に設定することを目的とし,研究を進めた。その結果,領域「関数」における証明を,「関数を活用して予測したり,解釈したりした結果を正当化すること」と捉えるとき,その正当化に必要な条件は,数学的モデル化の過程を視点として捉えられることを明らかにした。また,数学的モデル化に関わる先行研究をもとに,その過程を定式化(formulate),運用(employ),解釈(interpret)の3つのプロセスから捉え,各プロセスを視点に領域「関数」における証明の構成の学習レベルを次のように具体化した。(F1)課題解決に用いる関数を示す。(F2)課題解決にその関数を用いることの妥当性を,数学的根拠に基づいて示す。(F3)課題解決にその関数を用いることの妥当性を,理想化・単純化等に言及し,数学的根拠に基づいて示す。(E1)所定のデータから数学的結果(結論)を導く数学的処理の過程を記述する。(E2)所定のデータから数学的結果(結論)を導く数学的処理の過程を,用いた数学的モデルを明示して記述する。(I1)解釈した結果には,制約が伴うことに言及する。(I2)解釈した結果に伴う制約が生じた要因に言及する。これらの枠組みをもとに,領域「関数」における子どもの説明の実態を,量的調査を通して明らかにするための調査用具を開発することが,次年度の主要な課題である。研究二年次としての本年度は,(1)前年度に設定した学習軌道を理論的に精緻化すること,および,(2)量的調査を通して関数領域における子どもの説明の実態を把握することを目的とし,研究を進めた。(1)の目的に対しては,領域「関数」における「証明を構想すること」の学習レベルを次のように具体化し,前年度に検討した「証明を構成すること」の学習レベルと組合せることで,領域「関数」における証明の学習レベルの移行過程を精緻化した。(P1)前提と結論を結び付けるために必要な関数とその用い方を,数学的モデル化の各過程を視点として探る。(P2)前提と結論を結び付けるために必要な関数とその用い方を,数学的モデル化の各過程における正当化の要件を視点として探る。(P3)前提と結論を結び付けるために必要な関数とその用い方を,数学的モデル化の過程を視点として探る。また,(2)の目的に対しては,中学校第2学年と第3学年の生徒それぞれ約60名ずつを対象に,同一の問題を用いて量的調査を実施した。生徒の記述を分析した結果,定式化(formulate),運用(employ),解釈(interpret)という3つの規準のうち,運用に関する記述については上位レベル(E2レベル)を達成している生徒の割合が中学校第2学年で73.8%(61人中45人),第3学年で83.9%(62人中52人)と高かったものの,定式化や解釈に関する記述については,上位レベル(F3,I2)を達成している生徒の割合は,中学校第2学年,第3学年ともに5%にも満たなかった。このことは,領域「関数」における証明の学習において,水準移行を図るための教材開発や授業開発が急務であることを示唆する。平成27年度では,前年度に検討した学習軌道を理論的に精緻化するとともに,関数領域における子どもの説明の実態を把握することを目的としていた。その目的は概ね達成していると考える。研究最終年度(三年次)としての本年度は,前年度までに精緻化した学習軌道をもとに,水準の移行を図るための典型的な教材や授業展開を検討・開発すること,および,(2)授業実践を通して,それらの効果を検証し,学習軌道全体を実証的に検討するための基礎的資料を得ることを目的とし,研究を進めた。(1)の目的に対しては,中学校第1学年「比例と反比例」を対象に,学習レベルOから学習レベル(P2,C2)への水準の移行を図る教材および授業展開を検討した。

事前検討の結果,水準の移行を意図した場合,用いる題材としては,比例の素材ではなく反比例の素材を用いた方がよいことや,授業の展開としては,Oから(O,C2)への移行を図る段階と(O,C2)から(P2,C2)への移行を図る段階との2つの段階に分けて授業を構成する方がよいことなどが仮説的に明らかとなった。(2)の目的に対しては,事前検討の結果を受けて開発した教材や授業展開をもとに,Oから(O,C2)への移行と(O,C2)から(P2,C2)への移行を意図した授業実践を国立大学附属中学校2校において実施した。その結果,特にOから(O,C2)への水準の移行を意図した授業においては,次のことが重要であることが示唆された。1)発見の文脈と正当化の文脈を切り分けて指導すること。2)どのような説明がよい説明(証明)であるかというよい説明(証明)に対する規準を生徒から引き出すための指導の手立て。これらの結果を受け,学習軌道全体での水準の移行を実証的に検討することが今後の重要な課題である。本研究では,中学校数学科「関数」領域における「証明すること」を「関数を活用して予測したり,解釈したりした結果を正当化すること」と規定し,その規範を構築するとともに,領域「関数」における証明の学習水準やその移行過程を明らかにした。また,中学校第2学年と第3学年の生徒の記述表現を分析するとともに,中学校第1学年を対象とした授業実践を試行的に実施した。その結果,定式化(formulate)や解釈(interpret)の記述に関しては上位レベルを達成している生徒の割合が極めて少ないこと,水準の移行を意図した授業では,発見と正当化の文脈を明確に切り分けて指導することが重要であることなどが明らかとなった。平成26年度では,中学校数学科の関数領域における課題探究型の説明学習として望ましい説明の姿や,その姿へ近づけていくための学習軌道を仮説的に設定することを目的としていた。その目的は概ね達成していると考える。平成28年度は,これまでに検討した学習軌道をもとに,水準の移行を図るための典型的な教材や授業展開を検討・開発し,授業実践を通してそれらの効果を検証することとしている。授業開発や授業実践の円滑な実施が可能となるよう,研究協力者と密に連絡を取り合い,余裕を持って取り組むことが重要と考える。数学教育学平成27年度は,関数領域における子どもの説明の実態を明らかにするための測定用具を開発し,開発した測定用具をもとに量的調査を実施することとしている。調査の円滑な実施が可能となるよう,研究協力者と密に連絡を取り合い,事前に十分な計画を立てて,調査を実施できるようにすることが重要と考える。研究の効率的な実施の観点から,一部物品の購入を次年度に持ち越したこと,および,研究協力者との研究の打ち合わせを集中的かつ効率的に行うことを目的に,研究打ち合わせ会の開催を次年度に持ち越したことによる。旅費や物品費の精算額が当初見積りの金額よりも多少前後することがあったため。研究協力者との研究の打ち合わせを集中的かつ効率的に行うとともに,修正したスケジュール通りに次年度に持ち越した物品の購入を行う。関数や関数教育に関わる図書の購入や量的調査の実施に際し必要となる消耗品等の購入に使用する。
幕末より明治期にいたる出版機構の総合的研究

出版文化の近代化について、近世後期から維新を経て明治期に至るまでの時期を対象とし、出版者(社)と著者との関係を経済的・社会的側面から考究することを目的として共同研究を実施した。主として原稿料・印税と、それに関わる版権という二つに焦点を絞った。原稿料・印税では、近世後期の時期には既に知られている曲亭馬琴の日記・書簡以外に有効な資料を見出すことができず、他の文化人の日記・書簡類を探索中であり、今後も継続していく予定である。近代では作家や挿絵画家の日記・書簡・随筆・回想録などを基本資料として、他に出版社の社史・目録類を参考にして福沢諭吉から始まって明治四十五年までの原稿料・印税の年表を作成した。これもまだ増補しつつあること、それに文学を経済的側面から研究した論文はないけれども重要な視点であることは疑問の余地がないので、大正から昭和までに時代を拡大して資料を収集したので、いずれ年表を昭和年代にまで及ぼす予定である。版権では、近世の版権が元禄年間に確立していて、出版者がその版権を掌握していたこと、それが幕末まで続いていたことが判明した。その調査の過程で天保の改革時に一時的に出版者の所持する版権に関する考えの変更があったことを確認したので、天保の改革前後における地本問屋の様相を調査したが、版権の分析にまでは至らなかったが、地本問屋の主力商品の合巻の出版状況をデータを付して年表形式でまとめた。それに関連して、近代化の中での出版者の消長を捉えることにも意義を見出し、江戸の出版者全体の消長、京都の老舗菊屋七郎兵衛の出版状況をまとめた。さらに近代以後に創業した大坂の出版社と尾崎紅葉との関連資料を載せ、作家と出版社との関係の一端を明らかにした。45月にかけて資料蒐集計画を検討して次の段取りで着手した。47月までにお茶の水女子大学付属図書館所蔵文献の調査を手始めに、各研究分担者所属の大学図書館所蔵資料の調査、および各個人の所蔵資料リスト・アップを進めた。いっぽう平成8年夏以降実施してきたお茶の水女子大学の付属図書館所蔵の未整理和本関係の調査整理を急ぐかたわら、7月以降は、お茶の水女子大学市古研究室において月1回の割合で、資料蒐集・検討会を開催、研究協力者およびアルバイトの助力を得て、国立国会図書館、都立中央図書館、内閣文庫、日本近代文学館、国文学研究資料館、早稲田大学図書館、慶応大学三田メディアセンター、ミズノ・プリンティング・ミュージアム、神奈川県立近代文学館、静岡県中央図書館葵文庫、名古屋市博物館、大阪府立中之島図書館、同中央図書館、天理大学付属天理図書館、京都大学付属図書館、京都府立総合資料館、石川近代文学館、東北大学付属図書館狩野文庫等での資料調査およびその一部の複写を進めている。また図書関係資料の購入も並行して行った。研究会では内部検討資料として、幕末から明治初期にかけての出版社の興亡資料の作成をはじめとして、木版・活版印刷関係資料、明治初期版権確立過程の事例調査、これに関連して出版契約・著作権成立過程の諸資料、さらに印税・原稿料関係の研究を整理して年表を作成し、個別的かつ総合的に研究を進めている。したがって現時点においては実績報告を挙げることのできる具体的な論考はないが、次年度以降には各参加者の論文の公表が予定されている。

原稿料・印税では、近世後期の時期には既に知られている曲亭馬琴の日記・書簡以外に有効な資料を見出すことができず、他の文化人の日記・書簡類を探索中であり、今後も継続していく予定である。近代では作家や挿絵画家の日記・書簡・随筆・回想録などを基本資料として、他に出版社の社史・目録類を参考にして福沢諭吉から始まって明治四十五年までの原稿料・印税の年表を作成した。これもまだ増補しつつあること、それに文学を経済的側面から研究した論文はないけれども重要な視点であることは疑問の余地がないので、大正から昭和までに時代を拡大して資料を収集したので、いずれ年表を昭和年代にまで及ぼす予定である。版権では、近世の版権が元禄年間に確立していて、出版者がその版権を掌握していたこと、それが幕末まで続いていたことが判明した。その調査の過程で天保の改革時に一時的に出版者の所持する版権に関する考えの変更があったことを確認したので、天保の改革前後における地本問屋の様相を調査したが、版権の分析にまでは至らなかったが、地本問屋の主力商品の合巻の出版状況をデータを付して年表形式でまとめた。それに関連して、近代化の中での出版者の消長を捉えることにも意義を見出し、江戸の出版者全体の消長、京都の老舗菊屋七郎兵衛の出版状況をまとめた。さらに近代以後に創業した大坂の出版社と尾崎紅葉との関連資料を載せ、作家と出版社との関係の一端を明らかにした。
デアザフラビン系補酵素及び類縁体の合成とその機能性に関する化学研究

5-デアザフラビン系補酵素並びにその類縁体は生命の発生と深い係り合いを持つことが最近解明されつつあり有機化学のみならず生化学的見地からも興味のある化合物である。これらの合成研究及び各種合成品を用いた機能性に関する化学的研究を行ない以下に記述するいくつかの成果を得た。1.5-デアザフラビン系補酵素【F_(420)】の全合成研究-【F_(420)】の主要な構成単位の発色団部を2つの効率的短行程合成により合成し、10位側鎖の乳酸含有ペプチド部も別途合成し、これらをフォスファイト法によりリン酸トリエステルへ導くconvergent合成を行った。現在この【F_(420)】保護体の収率の向上と脱保護による全合成の完結につき検討中である。3.光学活性5-デアザフラビン(5-dF)の合成とその不斉還元能-種々な光学活性5-dFを合成しethyl benzoyHormateに対する非酵素的不斉還元を調べたところ025%e.eで不斉誘導が認められた。軸不斉5-dFも合成しその化学的、光学的挙動を調べた。5.核酸塩基2量化に対する5-dFの作用-5-dF誘導体とりわけD-ribityl基を有する5-dFはジメチルチミンの2量化反応に対して著しい阻害能があることが発見された。
セレンの特徴を生かした機能性分子の設計

本年度は,以下に述べる2つのテ-マをほぼ完成させた1.SeーSe結合を含むホスト分子の合成と触媒的合成反応への応用SeーSe結合が酸化的にも還元的にも容易に切断される事実を利用して,SeーSe結合を含むホスト分子を合成し,有機セレン化合物とオレフィンとの触媒的付加脱離反応を開発した.この反応は,セレンとオレフィンの反応として,触媒的に進行する初めての化学反応で,酢酸アリルエステルが収率350%で得られるという,きわめて期持が持てる反応である.2.ヘテロ元素系における軌道相互作用2.1 14族元素を含む官能基のC=Cπ結合に対する電子効果Me_3MCH=CH_2(M=C,Si,Ge,Sn)系をモデルとして,光電子スペクトルと分子軌道計算から軌道相互作用を考察した.ケイ素の場合,従来,d軌道関与,MeーSi結合の分極効果,長いCーSi結合距離による重なり積分の減少などで説明されているが,軌道相互作用によれば,π軌道に混合するMe_3Si基の被占MOの係数がtーBuの場合により小さいこと(すなわち係数効果)が主な原因である.2.2エポキシシランのSN2反応における位置選択性と軌道相互作用.エポキシシランの2分子求核置換反応の位置選択性は,LUMOの反応位置の係数の大小で決らず,置換基の軌道の結合的関与の大小,すなわち,“隣接軌道関与"で決まることが,LUMOにおける反応位置での炭素原子のvan der Waals球の外側の電子密度(Exterior Electron Density:EED)から,判明した.本年度は,以下に述べる2つのテ-マをほぼ完成させた1.SeーSe結合を含むホスト分子の合成と触媒的合成反応への応用SeーSe結合が酸化的にも還元的にも容易に切断される事実を利用して,SeーSe結合を含むホスト分子を合成し,有機セレン化合物とオレフィンとの触媒的付加脱離反応を開発した.この反応は,セレンとオレフィンの反応として,触媒的に進行する初めての化学反応で,酢酸アリルエステルが収率350%で得られるという,きわめて期持が持てる反応である.2.ヘテロ元素系における軌道相互作用2.1 14族元素を含む官能基のC=Cπ結合に対する電子効果Me_3MCH=CH_2(M=C,Si,Ge,Sn)系をモデルとして,光電子スペクトルと分子軌道計算から軌道相互作用を考察した.ケイ素の場合,従来,d軌道関与,MeーSi結合の分極効果,長いCーSi結合距離による重なり積分の減少などで説明されているが,軌道相互作用によれば,π軌道に混合するMe_3Si基の被占MOの係数がtーBuの場合により小さいこと(すなわち係数効果)が主な原因である.2.2エポキシシランのSN2反応における位置選択性と軌道相互作用.エポキシシランの2分子求核置換反応の位置選択性は,LUMOの反応位置の係数の大小で決らず,置換基の軌道の結合的関与の大小,すなわち,“隣接軌道関与"で決まることが,LUMOにおける反応位置での炭素原子のvan der Waals球の外側の電子密度(Exterior Electron Density:EED)から,判明した.
肝硬度測定を用いたC型肝炎治療後の発癌リスク診断法の開発

インターフェロンを用いない経口薬で治療を行ったC型慢性肝炎52例について治療前後にMR elastographyで肝硬度を測定した。肝硬度の中央値は治療前3.69kPa、治療終了時3.01kPa、終了6か月後2.59kPaと経時的に改善した(p<0.0001)。治療前と比べ終了6か月後に48症例(92.3%)で肝硬度は改善、しかし少数ながらウイルス排除(sustained viral response:SVR)を達成しても肝硬度の増悪を認める症例が存在することを見出した。ウイルス排除後に肝硬度改善が乏しい症例の特徴を解析する事で、SVR後発癌の高危険群の囲い込みに応用できる可能性がある。C型慢性肝炎に対する抗ウイルス薬治療の前後での肝硬度変化について、MR elastography(MRE)及び超音波エラストグラフィ(フィブロスキャン)を用いて検討を行った。まず、従来の報告でインターフェロン(IFN)ベースの治療で肝線維化の改善効果は著効(SVR)例で-0.28/年と報告されているが、MREやフィブロスキャンで測定した肝硬度で同様の効果が確認できるかを検討した。2年間の研究期間で長期に渡るC型慢性肝炎患者の経過を予測するために、SVR後の経過年数を(i)1年以上4年未満、(ii)4年以上8年未満、(iii)8年以上とし、それぞれの患者群の間で検討した。(i)28例、(ii)27例、(iii)8例で検討を行ったが治療前の肝硬度や患者背景による差の影響を受け一定の傾向は得られなかった。次に、抗ウイルス治療前、抗ウイルス療法終了時(治療開始から6か月後)に肝硬度測定を行い治療前後での比較を行った。当該年度で検討を行ったのは27例であり、IFNベースでの治療(a群)4例、IFNを含まない直接作用型抗ウイルス薬(DAAs)での治療(b群)23例であった。MREで測定した治療開始時の肝硬度は中央値3.6(2.238.12)kPaであった。肝硬度変化率の中央値は-23.2%(-45.8+5.4%)であり、1例を除く26例(96.2%)で治療終了時に肝硬度の低下を認めた。ほぼ全例で肝硬度の改善を認めたが、少数例の検討だが中には肝硬度の改善が乏しい症例も存在した。更に症例を蓄積し、抗ウイルス療法後に肝硬度改善が乏しい症例の特徴を解析する事で、SVR後発癌の高危険群の囲い込みに応用できる可能性があると考えられた。抗ウイルス療法による治療終了時にほぼ全例で肝硬度の改善を認めたが、中には肝硬度の改善が乏しい症例も存在した。少数例の検討ではあるが、抗ウイルス療法後に肝硬度改善が乏しい症例が蓄積されその特徴などが今後解明できれば、SVR後発癌の高危険群の絞り込みに応用できる可能性がある重要な結果であると考えられた。しかし治療終了時点では肝硬度改善を認めない症例はごく少数でありその特徴を把握するには至っておらず、今後さらに患者数をリクルートし解析を行う必要がある。また交付申請の段階ではC型慢性肝炎患者で肝細胞癌の担癌患者における肝硬度の解析、SVR後に肝細胞癌を発癌した患者群における肝硬度の解析を行い発癌例での肝硬度の特徴も平成27年度に解析を行う予定であったがこの点はまだ検討できておらず次年度の検討課題とするため、やや遅れている、とした。C型慢性肝炎に対する抗ウイルス治療前後での肝硬度変化について、MR elastogtaphy(MRE)を用いて検討した。インターフェロンを用いない経口薬により抗ウイルス療法を行った52症例について、治療前後にMREを施行し肝硬度を測定した。肝硬度の中央値は治療前3.69kPa、治療終了時3.01kPa、終了6か月後2.59kPaと経時的な改善を認めた(p<0.0001)。治療前と比較して終了6か月後に48例(92.3%)で肝硬度は改善、しかし少数ながらC型肝炎ウイルス排除(sustained viral response:SVR)を達成しても肝硬度の増悪を認める症例が存在することを見出した(4例、7.7%)。肝硬度改善に寄与する因子の検討では、単変量解析で年齢<70歳(p=0.024)、治療開始時の肝硬度>4kPa(p=0.032)、治療開始時のALT>45IU/l(p=0.029)が肝硬度改善に寄与する因子として抽出された。多変量解析ではこれらの因子何れも有意差を認めなかった。経口薬投与によりSVRを達成するとほぼ大多数の症例で肝硬度改善を認めることから、肝硬度改善が乏しい少数例の特徴を見出すには更に多くの症例蓄積が必要であり、将来的にMREが施行可能な施設と共同研究を行うことも視野に入れる必要がある。MREを使用し肝全体の肝硬度測定と同時に肝癌サーベイランスも施行可能であった。抗ウイルス療法後に肝硬度改善が乏しい症例の特徴を解析する事で、SVR後発癌の高危険群の囲い込みに応用できる可能性がある。

肝硬度の中央値は治療前3.69kPa、治療終了時3.01kPa、終了6か月後2.59kPaと経時的に改善した(p<0.0001)。治療前と比べ終了6か月後に48症例(92.3%)で肝硬度は改善、しかし少数ながらウイルス排除(sustained viral response:SVR)を達成しても肝硬度の増悪を認める症例が存在することを見出した。ウイルス排除後に肝硬度改善が乏しい症例の特徴を解析する事で、SVR後発癌の高危険群の囲い込みに応用できる可能性がある。抗ウイルス療法の治療前後で肝硬度測定を行った症例については、治療終了から6か月後、1年後と半年毎に引き続き肝硬度の経過を追うことで、治療法や患者背景が肝硬度の改善にどの様に影響を及ぼすか、また肝硬度の改善が乏しい症例の特徴について解析を行う。DAAsによる治療前後、またはSVR後の患者群、SVR後に発癌した患者群、などは目標の症例数に達しておらず、C型慢性肝炎治療後の長期の経過を代表する各時期の患者をより多くリクルートを行う。新規患者のリクルートに当たっては横浜市立大学・肝胆膵消化器病学スタッフの協力を得て行う。また既に研究参加登録を行っているものの治療終了に至っていない治療中の症例も多く存在することからこれらの症例の肝硬度測定を行っていく。平成28年度前半は参加登録及び肝硬度測定を継続・強化して行う期間とし、平成28年度後半を主に測定結果の解析期間とする。ウイルス性肝炎
外国人労働者の住居と住環境に関する研究

平成6年度,7年度にわたり,以下の調査を行った。(1)滞在外国人の全体像の把握,(2)ニューカマ-の住居・住環境の実態把握,(3)国・自治体制度の現状把握,以上の分野に関しては一応のまとめを完成し,論文を発表した。また,外国人労働者への居住政策の前例になると考えられる。(4)京都市東九条の河川敷の住宅の建て替え事業,(5)川崎市幸区戸手の多摩川河川敷の集落の形成史,実態調査と住民の意向調査,(6)川崎市桜本地区のコリアンタウン構想の中調査を行った。京都市の事例に関しては協力関係にある京都大学の研究室が論文を発表し,川崎市の事例に関しては目下私たちが調査報告書を作成中である。(7)川口市の対象とするフィールド調査に関しては地域の全体像は概略把握したが,いわゆるオーバースティの労働者の実態把握はいまだ不十分な状態である。しかしこの調査に関しては,国土庁大都市圏局と建設省住宅局から別々に報告の要請があり,報告に対しても強い関心が寄せられている。研究グループとしても今後とも研究を継続する意向である。昨年一月の阪神・淡路大震災で外国人,特に在日韓国人・朝鮮人,ベトナム難民,中国人の被害が多かったことが注目された。特にベトナム人は南駒栄公園にテント村をつくり,その去就が注目されている。研究グループはこれを一つの典型事例と考え(7)南駒栄テント村の実態調査を行った。この調査結果については論文と写真を発表し,社会的に注目を浴びた。(1)オーバースティを含む多数の外国人労働者が居住する川口市で実態調査を実施した。調査対象は労働者本人、市役所担当部局(市民課、教育委員会)。工場団地の責任者、支援団体ボランティアである。川口市には(1)ワーキングビザを持つ外国人、(2)留学生、就学生でアルバイトに従事する者、(3)企業の研修生(中国人)、(4)いわゆるオーバースティの労働者、(5)外国人の家族、(6)定住外国人(在日韓国人、朝鮮人)が居住し、オーバースティの外国人の居住問題が深刻であった。また、小学校、保育園でも日本語の通じない児童への対応を努力していた。(2)新宿区大久保、北新宿等、外国人居住者の多い地区の調査を行った。地区における外国人居住の比率は高まりつつあり、外国人用のアパートの供給が目立つ。(3)文献によって、欧米の経験、戦前戦後にいたる在日韓国人・朝鮮人の居住問題、居住政策を研究した。(4)阪神大震災による長田地区の住民のヒアリングを実施した。前年度に引き続き,以下の調査を行った。また,外国人労働者への居住政策の前例になると考えられる,(4)京都市東九条の河川敷の住宅の建て替え事業,(5)川崎市幸区戸手の多摩川河川敷の集落の形成史,実態調査と住民の意向調査,(6)川崎市桜木地区のコリアンタウン構想の中調査を行った。
化学的手法による「ステロイド生合成に残された謎」の解明

本年度は,ステロイド生合成におけるプレC環部のモデル化合物として三級アルコール部を持ち,側鎖部の立体化学が異なる二種のビシクロ[4.3.0]ノナン誘導体の合成を行った.また,それぞれを様々なルイス酸と反応させることで三級カチオンを発生させ,側鎖の立体化学が反応に及ぼす影響についても検討を行った.まず,4-ペンチン-1-オールから数工程を経て直鎖エポキシエンイン化合物を合成し,これをエチレンカーボネート共存下メチルアルミニウムジクロライドを用いた環化反応を行うことで,6位にエクアトリアル配置のメチルケトン基を有するビシクロ[4.3.0]ノナン誘導体を合成した.さらにこれを酸処理する事で6位の異性化を行い,側鎖がアキシアル配置の誘導体も同時に合成することが出来た.さらに,それぞれに対してメチル化を行うことで,(2S^*,5s^*,6s^*,9R^*)-1,1,5-トリメチル-2-アセトキシ-6-(1-メチル-1-ヒドロキシエチル)ビシクロ[4.3.0]ノナン及び,この6位における立体異性体をステロイド生合成におけるプレC環部のモデル化合物として合成した.これらの10位に三級カチオンを発生させるべく,三フッ化ホウ素あるいは四塩化チタン等のルイス酸で処理したところ,いずれもアンチペリプラナー型の連続Wagner-Meerwin転位反応が進行した(2s^*,6s^*)-Δ^<5.9>-1,1,6,10,10-ペンタメチル-2-アセトキシ-[4.3.0]ノネンが主成績体として得られた.これは,両基質ともに生じた三級カチオンに対してまず脱プロトン化が起こり,同じ反応中間体を経由した結果であると考えられる.この事により,化学反応において側鎖の立体化学の違いが反応に及ぼす影響を検討するには,基質或いは反応試薬自身に,生体内における酵素が持つように,生じた三級カチオンを安定化させる部位を存在させる必要性があることが示唆された.著者は,C環部を形成する際に「より安定な三級カチオン部を側鎖α位に有する五員環(プレC環)中間体から,より不安定な二級カチオン部を環内に持つ六員環(C環)中間体への環拡大反応が何故進行するのか?」というステロイド生合成における「最大の謎」を化学的に解明することを目的に研究を展開している.プレC環部上の側鎖の立体化学が環拡大反応の原動力になっているのではないかと考え,本年度は,この仮説の真偽を明確にすることを目的に,プレC環部のモデルとして三級水酸基を有する側鎖部を五員環上に持つtrans-bicyclo[4.3.0]nonane誘導体の合成と様々なルイス酸との反応を試みた.まず,4-pentyn-l-olから数工程を経て直鎖エポキシエンイン化合物を合成し,次にethylene carbonate共存下MeAlCl_2による環化反応を行い8位にβ配置のアセチル基を有するtrans-bicyclo[4.3.0]nonane誘導体を得,さらに側鎖アセチル基をl-hydroxy-l-methylethyl基に変換し,プレC環モデル化合物を得た.五員環α位に三級カチオンを発生させるべく,プレC環モデル化合物をBF_3・OEt_2あるいはTiCl_4で処理したところ,望む環拡大反応は進行せず,アンチペリプラナー型の連続Wagner-Meerwin転位反応が進行したbicyclo[4.3.0]nonene誘導体が主成績体として得られた.分子モデルによる解析や分子力場計算の結果から,8位β配置の側鎖部は,trans-bicyclo[4.3.0]nonane環系から見ると擬equatrial配向に当たり,Wagner-Meerwin転位反応が進行する上で非常に有利な配置を持つことが明らかとなった.現在,このエピマーに当たるα配置の側鎖部を持つプレC環モデル化合物の合成を行い,各種ルイス酸との反応を検討中である.本年度は,ステロイド生合成におけるプレC環部のモデル化合物として三級アルコール部を持ち,側鎖部の立体化学が異なる二種のビシクロ[4.3.0]ノナン誘導体の合成を行った.また,それぞれを様々なルイス酸と反応させることで三級カチオンを発生させ,側鎖の立体化学が反応に及ぼす影響についても検討を行った.まず,4-ペンチン-1-オールから数工程を経て直鎖エポキシエンイン化合物を合成し,これをエチレンカーボネート共存下メチルアルミニウムジクロライドを用いた環化反応を行うことで,6位にエクアトリアル配置のメチルケトン基を有するビシクロ[4.3.0]ノナン誘導体を合成した.さらにこれを酸処理する事で6位の異性化を行い,側鎖がアキシアル配置の誘導体も同時に合成することが出来た.さらに,それぞれに対してメチル化を行うことで,(2S^*,5s^*,6s^*,9R^*)-1,1,5-トリメチル-2-アセトキシ-6-(1-メチル-1-ヒドロキシエチル)ビシクロ[4.3.0]ノナン及び,この6位における立体異性体をステロイド生合成におけるプレC環部のモデル化合物として合成した.これらの10位に三級カチオンを発生させるべく,三フッ化ホウ素あるいは四塩化チタン等のルイス酸で処理したところ,いずれもアンチペリプラナー型の連続Wagner-Meerwin転位反応が進行した(2s^*,6s^*)-Δ^<5.9>-1,1,6,10,10-ペンタメチル-2-アセトキシ-[4.3.0]ノネンが主成績体として得られた.

これは,両基質ともに生じた三級カチオンに対してまず脱プロトン化が起こり,同じ反応中間体を経由した結果であると考えられる.この事により,化学反応において側鎖の立体化学の違いが反応に及ぼす影響を検討するには,基質或いは反応試薬自身に,生体内における酵素が持つように,生じた三級カチオンを安定化させる部位を存在させる必要性があることが示唆された.
超広視野3Dレーザイメージャーの基礎研究

本研究の目的は,シュリンクフィッタ技術を核に高解像ながらも視野が格段に広い新しいタイプの顕微鏡を世界に先駆けて研究開発することである.そのためには,走査レンズ(fθレンズ)を,シュリンクフィッタという新しい機械要素を用いて構成することが必要不可欠となる.これまでの研究で,解像度が対物レンズ換算で約10倍であり,かつ視野が10mm幅のレーザイメージャーの開発に成功した.今回のレーザスポットの目標は,これまでの3μmから1μmへ結像面のレーザスポットを微細化することである.この目標にしたがい,より解像度を向上させたレンズ設計に挑戦し,試作したが,fθ特性とテレセントリック性を同時に満足するようなレンズ設計は難しいことが分かった.そこで,解像度は犠牲になるが,走査幅を10mmから50mmに広げることにした.スポット径は10μmとなるが,超広視野化のレーザ顕微鏡を開発する目的にはそっている.光学設計ソフトCodeVを使用して,5枚組のレンズを設計した.レンズと鏡筒などを外注し,寸法と真円度を測定した.その後,シュリンクフィッタをNC旋盤で自作し,レンズを鏡筒に組み込んだ.走査用レンズを光学ベンチ上に搭載して,結像面上でのレーザの結像性能を調べた.使用した半導体レーザの波長は405nmである。主走査方向のスポット径は,光軸中心では設計値通りの値となったが,走査幅両端近くでは倍近くの値になった.副走査方向のスポット径は走査幅全域で設計値通りの値となった.この原因を探るために考え得る可能性を一つずつつぶしていった.最終的には原因を特定することができた.結果的には,走査幅50mmで解像度約6μmの超広視野のレーザ顕微鏡を試作することができた.本研究の目的は,シュリンクフィッタ技術を核に高解像ながらも視野が格段に広い新しいタイプの顕微鏡を世界に先駆けて研究開発することである.そのためには,走査レンズ(fθレンズ)を,シュリンクフィッタという新しい機械要素を用いて構成することが必要不可欠となる.これまでの研究で,解像度が対物レンズ換算で約10倍であり,かつ視野が10mm幅のレーザイメージャーの開発に成功した.今回のレーザスポットの目標は,これまでの3μmから1μmへ結像面のレーザスポットを微細化することである.この目標にしたがい,より解像度を向上させたレンズ設計に挑戦し,試作したが,fθ特性とテレセントリック性を同時に満足するようなレンズ設計は難しいことが分かった.そこで,解像度は犠牲になるが,走査幅を10mmから50mmに広げることにした.スポット径は10μmとなるが,超広視野化のレーザ顕微鏡を開発する目的にはそっている.光学設計ソフトCodeVを使用して,5枚組のレンズを設計した.レンズと鏡筒などを外注し,寸法と真円度を測定した.その後,シュリンクフィッタをNC旋盤で自作し,レンズを鏡筒に組み込んだ.走査用レンズを光学ベンチ上に搭載して,結像面上でのレーザの結像性能を調べた.使用した半導体レーザの波長は405nmである。主走査方向のスポット径は,光軸中心では設計値通りの値となったが,走査幅両端近くでは倍近くの値になった.副走査方向のスポット径は走査幅全域で設計値通りの値となった.この原因を探るために考え得る可能性を一つずつつぶしていった.最終的には原因を特定することができた.結果的には,走査幅50mmで解像度約6μmの超広視野のレーザ顕微鏡を試作することができた.本研究の目的は,シュリンクフィッタ技術を核に高解像ながらも視野が格段に広い新しいタイプの顕微鏡を世界に先駆けて研究開発することである.そのためには,走査レンズ(fθレンズ)を,シュリンクフィッタという新しい機械要素を用いて構成することが必要不可欠となる.これまでの研究で,解像度が対物レンズ換算で約10倍であり,かつ視野が10mm幅のレーザイメージャーの開発に成功した.今回のレーザスポットの目標は、これまでの3μmから1μmへ結像面のレーザスポットを微細化することである.目標値となるレーザスポット径1μmを走査幅3mmにわたって走査できるレンズ群を設計した.その際に,fθ特性とテレセントリック性を同時に満足するように努めたが,現在のところテレセントリック性を満足することはできなかった.設計したレンズ群を製作するために,レンズ原器とレンズを外注した.レンズに関しては,その曲率と真円度の測定および光軸の偏心測定を行い,設計どおりの光学性能が発揮できることを確認した.このために,光学設計ソフトCode Vを使用して光線解析を行った.次に,レンズを保持するアルミ鏡筒の設計と製作をしなければならないが,設計のみが完成し製作は次年度になってしまった.鏡筒が製作できた時点で,その真円度と円筒度を測定することになる。シュリンクフィッタについては,NC旋盤による製作と真円度・円筒度の測定を行った.さらに、レーザイメージャーの画像改善のためにジッタ特性を向上させた。

そのためには、走査ミラーの支持軸受を、これまでの玉軸受から空気動圧軸受に変更した.平面ミラーを接着した後に,空気動圧軸受の動的バランスを2面拘束法により修正した.本研究の目標仕様をクリアするためには,12,000rpmにおいても,3/1000%以下のジッタ(回転ムラ)でなければならない.本研究の目的は,シュリンクフィッタ技術を核に高解像ながらも視野が格段に広い新しいタイプの顕微鏡を世界に先駆けて研究開発することである.そのためには,走査レンズ(fθレンズ)を,シュリンクフィッタという新しい機械要素を用いて構成することが必要不可欠となる.これまでの研究で,解像度が対物レンズ換算で約10倍であり,かつ視野が10mm幅のレーザイメージャーの開発に成功した.今回のレーザスポットの目標は、これまでの3・mから1・mへ結像面のレーザスポットを微細化することである.昨年度,目標値となるレーザスポット径1・mを走査幅3mmにわたって走査できるレンズ群を設計した.その際に,fθ特性とテレセントリック性を同時に満足するように努めたが,現在のところテレセントリック性を満足することはできなかった.本年度は,アルミ鏡筒を外注して,寸法と真円度を測定した.昨年度製作したレンズをシュリンクフィッタ法により鏡筒に組み込んだ.走査用レンズを光学ベンチ上に搭載して,結像面上でのレーザの結像性能を調べた.使用した半導体レーザの波長は405nmである.光軸中心でのレーザの結像性能は設計値をほぼ満足することが確認できた.しかしながら,走査幅両端近くの結像性能は設計値を満足することはできなかった.このような結像特性になったことの原因を光学設計ソフトであるCodeVを使用して究明し,改善策を作成した.来年度はこの改善策に則りレンズ設計を見直し,新たなレンズを作製して,性能の改善を図る予定である.本研究の目的は,シュリンクフィッタ技術を核に高解像ながらも視野が格段に広い新しいタイプの顕微鏡を世界に先駆けて研究開発することである.そのためには,走査レンズ(fθレンズ)を,シュリンクフィッタという新しい機械要素をいて構成することが必要不可欠となる.これまでの研究で,解像度が対物レンズ換算で約10倍であり,かつ視野が10mm幅のレーザイメージャーの開発に成功した.今回のレーザスポットの目標は,これまでの3μmから1μmへ結像面のレーザスポットを微細化することである.これまで,より解像度を向上させたレンズ設計に挑戦してきたが,fθ特性とテレセントリック性を同時に満足するようなレンズ設計は難しいことが分かった.そこで,解像度は犠牲になるが,走査幅を10mmから50mmに広げることにした.スポット径は10μmとなるが,超広視野化のレーザ顕微鏡を開発する目的にはそっている.光学設計ソフトCodeVを使用して,5枚組のレンズを設計した.レンズと鏡筒などを外注し,寸法と真円度を測定した.その後,シュリンクフィッタをNC旋盤で自作し,レンズを鏡筒に組み込んだ.走査用レンズを光学ベンチ上に搭載して,結像面上でのレーザの結像性能を調べた.使用した半導体レーザの彼長は405nmである.主走査方向のスポット径は,光軸中心では設計値通りの値となったが,走査幅両端近くでは倍近くの値になった.副走査方向のスポット径は走査幅全域で設計値通りの値となった.この原因を探るために考え得る可能性を一つずつつぶしていった.最終的には原因を特定することができた.結果的には,走査幅50mmで解像度約6μmの超広視野のレーザ顕微鏡を試作することができた.
新規酸素センサーTRPA1を介したマウス体内への酸素供給制御機構の解明

Transient receptor polential (TRP)と呼ばれるcalcium透過性カチオンチャネル群の一員であるTRPA1は高濃度酸素および低酸素によって活性化される。さらにTRPAIは迷走神経の高酸素および低酸素に対する神経活動の増強に関与している。酸素は好気性生物にとって必須であるが、同時に有害でもあるため、哺乳動物では頸動脈小体や迷走神経などの化学受容器が酸素濃度の変化を感知して呼吸活動を調節することで体内への酸素供給を制御するというシステムが発達してきた。しかし、TRPA1の呼吸活動等のin vivoでの機能は未解明である。Wild-typeマウスとTrpal-knockoutマウスを用いて比較し、TRPA1の酸素センサーとして機能を明らかにすることを試みた。高濃度酸素または低濃度酸素を吸入させた際のマウスの呼吸回数をはじめとする呼吸活動を計測した結果、wild-typeマウスでは酸素濃度変化に対して呼吸活動が変化した一方で、Trpal-knockoutマウスではその変化が抑制された。また、高酸素および低酸素環境下で長期間飼育した際に生じる障害(それぞれ急性肺障害および肺高血圧症)がTrpal-knockoutマウスでは悪化する傾向が見られた。以上の結果から、呼吸活動等を介したマウス体内への酸素供給制御にTRPA1が重要な役割を担っていることがin vivoレベルで示された。また申請者は、TRPA1が酸素濃度変化以外にトランスニトロシル化というNO基の転移反応を起こしうる化合物によって活性化されることを明らかにし、論文をまとめた。(抄録なし)近年、申請者らはtransient receptor potential(TRP)と呼ばれるCa2+透過性カチオンチャネル群の一員であるTRPA1が高濃度酸素および低酸素によって活性化されることをin vitroレベルで明らかにした。酸素は好気性生物にとって必須であると同時に有害でもある。そのため哺乳動物では、頸動脈小体やnodose ganglion由来の迷走・上喉頭神経などの化学受容器が酸素濃度の変化を感知して体内への酸素供給を制御するというシステムが発達してきた。しかし、これら化学受容器における詳細な酸素感知機構は未解明である。本年度は、まず、TRPA1の発現部位の同定をおこなった。その結果、TRPA1が気管および肺に投射している迷走神経に発現していることを明らかにした。次に、高酸素および低酸素に対して応答する神経の評価をおこなった。高酸素に対しては迷走・上喉頭神経が重要であることを明らかにし、その一方で、低酸素に対しては、これまでよく知られていた舌咽神経の働きだけでなく、迷走・上喉頭神経も重要であることを明らかにした。さらに高酸素および低酸素吸入に伴う迷走神経活動を測定して、wild-typeマウスとTrpa1-knockoutマウスで比較した。その結果、TRPA1が迷走神経において、高酸素および低酸素に対する神経活動の増強に関与していることを明らかにした。以上の結果から、マウス体内への酸素供給制御には、迷走神経におけるTRPA1が重要であることが強く示唆された。TRPA1は酸素に対して応答を示すが、酸素は弱い酸化剤であることから、TRPA1は非常に高い酸化感受性を有していると考えられる。このTRPA1の酸化感受性という点に関連して、TRPA1がS-トランスニトロシル化という酸化反応に対しても高選択的に応答を示すということを発見した。電気生理学的手法を用いてS_トランスニトロシル化により活性化したTRPA1由来のイオン電流の記録に成功した。当該年度は当初の目的の通り、TRPA1が気管および肺に投射している迷走神経に発現していることを明らかにし、それら神経細胞の高酸素および低酸素に対する神経活動応答がTRPA1に由来することをwild-typeマウスおよびTrpa1-ノックアウトマウスを用いて明らかにできたため。現時点では研究計画に変更はなく、高酸素および低酸素吸入時のマウス呼吸変化の評価および呼吸変化に伴うマウス個体への影響を評価する計画である。