hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザーによる自然の摂理を超える単結晶パターニングと光アクティブ機能

2)ガラスの結晶化においては、結晶/過冷却液体(ガラス)界面でのひずみエネルギーが大きな役割りを演じる。Gd2O3-MoO3-B2O3系ガラスからの強弾性結晶Gd2(MoO4)3の生成はこれまでにない最適なモデル系である。Gd2(MoO4)3結晶生成に伴うガラス試料の自己微粉化を抑制するガラス組成を提案し、実証した。Gd2O3-MoO3-B2O3系ガラスの結晶化を詳細に調べ、新たにGd4Mo7O27結晶からなる結晶化ガラスの創成に成功した。また、Eu3+ードープGd4Mo7O27結晶は特異な蛍光スペクトルを示すことを見出した。3)NiO-Li2O-Nb2O5-SiO2系ガラスからのLiNbO3結晶のレーザーパターニングにおいて、c-軸配向したマイクロサイズLiNbO3微粒子の配列に成功し、レーザーパターニング工学の新たな局面を切り開いた。本研究は、レーザー誘起結晶化法をさらに深化させ、結晶成長分野および光導波路を中心とする革新的光アクティブデバイス創製にブレイク・スルーをもたらすと共に、自然の摂理を超える単結晶パターニング工学を創成することを目的としている。レーザーパターニングした光アクティブ機能を有する異方性結晶の構造異方性と結晶配向方向の関係を熱膨張係数の結晶方位異方性の観点から明らかにし、単結晶パターニング工学創成に大きく前進した。結晶成長に対するひずみエネルギーの役割りをGd2O3-MoO3-B2O3系ガラスの結晶化でさらに深く検討し、レーザーパターニングされた強弾性結晶では、ひずみエネルギーが結晶軸の回転をもたらすこと、また母体ガラスの組成制御によりひずみエネルギーを大きく緩和できることを明らかにした。ガラスにおける単結晶パターニング工学の創成には、母体ガラスの不均一ナノ構造の設計/制御が極めて重要であることを見出し、今後の研究の重要な柱であることを提案した。本研究課題はほぼ順調に進展おり、計画に沿って研究を推進する。新たに導入した2種類の界面自由エネルギーの概念をさらに展開する。本研究はほぼ順調に進展しており、計画に沿って研究を推進する。本研究で導入した2種類の界面自由エネルギーと結晶成長方位との関係をさらに深め、レーザーによる自然の摂理を超える光機能性単結晶パターニング工学を確立する。ガラスの結晶化では、安定結晶相の生成の前にしばしば準安定相が生成する。準安定相の生成を抑制し、光機能性結晶安定相を初期結晶相として生成するナノスケール不均一構造を有する革新的なガラス創成手法を提案、実証する。さらに、革新的なガラスにおいて光アクティブ機能(第二好調波発生など)を示す安定結晶相のレーザーパターニングを試みる。
大腸癌腹膜播種に対する腹腔内化学療法におけるドラッグデリバリーシステムの工夫

当科では大腸癌腹膜播種に対してパクリタキセル(PTX)による腹腔内化学療法の臨床試験を行っている。腹腔内に投与した抗癌剤を、腫瘍組織へより効率よく分布させるには、ドラッグデリバリーシステム(DDS)の工夫が望まれる。ナノ粒子化製剤は、腫瘍に集積・滞留し、正常組織に集積しにくいという性質がある。ナノ粒子化パクリタキセル(nano PTX)の腹腔内投与の可能性について模索し、抗腫瘍効果の向上と有害事象の軽減を目指す。蛍光でマークした薬物および細胞を用いた薬物動態の実験および、腹膜播種モデル動物を用いて、PTX濃度や分布の基礎的検討を行い、nano PTXの、DDS上の優位性の理論付けを行う。
骨髄異形成症候群から急性白血病へ移行する分子機構の探索～新規治療法開拓に向けて

骨髄異形成症候群(MDS)は難治性造血障害であるが、とりわけ急性骨髄性白血病への移行が生命予後を大きく左右する。本研究の契機となったMDS患者由来細胞株MDS92を継代中に、8つの亜株を樹立することができた。MDS92とその亜株は、MDSから急性白血病への流れをインビトロで再現した培養細胞モデルのラインアップである。これらの細胞株と、発端となったMDS患者骨髄細胞を用いた全エクソームの比較解析によって、病型進展に関わる遺伝子変異を探索し、MDSの病型移行・病態悪化の分子機構の一端を解明し、それを阻止する新しい治療戦略への道を開くことが本研究の目的であり、継続的に取り組んできた。これまでの解析の結果、元のMDS患者骨髄細胞にはすでにTP53変異が検出されたが、それに加えて約9%の分画に骨髄系腫瘍でしばしば注目されているCEBPA変異が検出された。その培養中にN-RAS活性化変異が付加され、細胞株MDS92の樹立へつながったと推定された。またMDS92からMDS-Lへ移行する段階で、小児脳幹腫瘍で高頻度に検出されドライバー変異とみなされているHistone1H3C変異(K27M)が見出されたが、Histone1H3C変異(K27M)クローンの拡大はIL-3依存性で、逆にIL-3非存在下では同変異を有するクローンは縮小し、同変異のないクローンが存続することが確認された。この結果から、ドライバー変異を獲得した異常クローンといえども、増殖・拡大するためには造血因子のような至適な骨髄環境要因が必要であることが示唆された。患者骨髄細胞から各段階の細胞株において、造血器腫瘍発生からその進展に関わる遺伝子変異を段階的に捕捉することができ、ゲノム進化の観点から腫瘍を論じることができるようになった。ただしこの一連の細胞株におけるゲノム変異を探索したところ、骨髄系腫瘍で典型的な遺伝子変異以外の遺伝子異常がいくつか見つかっており、それらの変異の意義づけが現時点では不明である。一連の細胞株におけるゲノム変異を探索したところ骨髄系腫瘍で典型的な遺伝子変異以外の遺伝子異常がいくつか見つかったが、それらの変異の意義づけが現時点では不明であることから、遺伝子情報解析の精度をさらに上げて探索する必要性がある。またHistone1H3C変異(K27M)クローンの拡大がIL-3依存性であることのメカニズムを解明することが有意義である。骨髄異形成症候群(myelodysplastic syndromes;MDS)は生命にかかわる血球減少に加えて急性骨髄性白血病に移行しやすい難治性の造血障害であるが、発症と病型移行の分子機構には未解明の点が多い。応募者はMDS患者由来の細胞株およびそれから急性白血病への変貌をインビトロで再現し得た一連の亜株、計8つの細胞株をすでに樹立しているが、それらに加えて細胞株樹立の発端となった患者骨髄検体とそれを3カ月間培養途上で得た細胞集団からもDNAを抽出し、合計10検体のゲノムにおいて全エクソン塩基配列解析をおこない、ゲノムの変化を相互比較することによって病型進展に関わる遺伝子変異を探索した。その結果判明したこととして、(1)患者骨髄検体においてTP53変異があり、加えて約9%の細胞分画にCEBPA変異が検出された、(2)インビトロ培養の過程でTP53変異とCEBPA変異を有する分画が増殖し、さらに途中でNRAS変異が付加されて細胞株として樹立された、(3)分化成熟能を保持している細胞株から成熟能を喪失した芽球性亜株が出現する段階でヒストンH3(K27M)変異が付加された、以上の遺伝子変異が段階的に出現して一連の細胞株の成立につながったと解釈できた。ヒストンH3(K27M)変異が付加された亜株において、同変異の特異的阻害薬とされているGSK-J4を加えたが、特異的な増殖抑制効果は見られなかった。一方ヒストンH3(K27M)変異が付加された亜株は同変異をもたない亜株に比べてIL-3依存性が強いことが見出された。すなわちヒストンH3(K27M)変異株はIL-3存在下では同変異をもたない亜株よりも増殖旺盛であったが、逆にIL-3非存在下では同変異をもたない亜株のほうが長期生存する傾向を示した。この現象は腫瘍化からその増生に至る過程での環境因子の重要性を示唆するものであった。各検体のゲノム(全エクソーム)解析の基本部分はすでに完了しており、相互の比較検討が進行中であるが、まだその全貌を把握するには至っていない。しかし研究実績の概要で述べたように、異常クローンの出現・進展とさらなる悪性化の鍵となるであろう遺伝子変異の蓄積を具体的に確認できつつあり、有意義な結果と考えられる。ヒストンH3(K27M)変異の意義づけがまだ不完全であり、特異的阻害薬の有効性の判定や遺伝子操作による影響の有無を見る実験がまだ進んでいない点が課題である。

これらの細胞株と、発端となったMDS患者骨髄細胞を用いた全エクソームの比較解析によって、病型進展に関わる遺伝子変異を探索し、MDSの病型移行・病態悪化の分子機構の一端を解明し、それを阻止する新しい治療戦略への道を開くことが本研究の目的であり、継続的に取り組んできた。これまでの解析の結果、元のMDS患者骨髄細胞にはすでにTP53変異が検出されたが、それに加えて約9%の分画に骨髄系腫瘍でしばしば注目されているCEBPA変異が検出された。その培養中にN-RAS活性化変異が付加され、細胞株MDS92の樹立へつながったと推定された。またMDS92からMDS-Lへ移行する段階で、小児脳幹腫瘍で高頻度に検出されドライバー変異とみなされているHistone1H3C変異(K27M)が見出されたが、Histone1H3C変異(K27M)クローンの拡大はIL-3依存性で、逆にIL-3非存在下では同変異を有するクローンは縮小し、同変異のないクローンが存続することが確認された。この結果から、ドライバー変異を獲得した異常クローンといえども、増殖・拡大するためには造血因子のような至適な骨髄環境要因が必要であることが示唆された。患者骨髄細胞から各段階の細胞株において、造血器腫瘍発生からその進展に関わる遺伝子変異を段階的に捕捉することができ、ゲノム進化の観点から腫瘍を論じることができるようになった。ただしこの一連の細胞株におけるゲノム変異を探索したところ、骨髄系腫瘍で典型的な遺伝子変異以外の遺伝子異常がいくつか見つかっており、それらの変異の意義づけが現時点では不明である。ヒストンH3(K27M)変異の意義づけが重要課題であり、阻害薬実験、遺伝子発現の操作による変化を検討する必要がある。また本変異がIL-3増殖シグナルにどう関わるのかを探るのも有意義であると考えている。TET2遺伝子変異が一部の亜株に見られているので、その意義を解明していく必要がある。これらの検討を重ねていくことによって、この一連のMDS細胞株の有用性をさらにアピールできればと考えている。一連の細胞株におけるゲノム変異を探索したところ骨髄系腫瘍で典型的な遺伝子変異以外の遺伝子異常がいくつか見つかったが、それらの変異の意義づけが現時点では不明であることから、遺伝子情報解析の精度をさらに上げて探索する必要性がある。またHistone1H3C変異(K27M)クローンの拡大がIL-3依存性であることのメカニズムを解明することが有意義である。今年度研究計画の一部である遺伝子操作実験がまだ進んでいないため、その使用予定額を次年度に計上した。前年度からの繰越額があったことと、今年度遺伝子の追加解析を要しなかったこと、消耗品購入に他の研究予算からの出費が比較的多く、結果として今年度の未使用額が生じた。次年度は最終年度にて研究のまとめの時期にあたるので国際学会での成果発表を予定する。また将来のさらなる研究展開を見据えた方向性を見出せるような検討に集中する。そのために消耗品の追加購入、遺伝子解析装置の導入を考慮する。
曲面型ナノ構造体における超伝導発現メカニズムの解明とナノ冷却素子への応用

微細加工技術の進展により、量子力学的効果が顕著に現れるデバイス素子が作成されている。従って、その機能を引き出すためにはデバイスの効率的冷却が必要となる。冷却の際に、超伝導体-絶縁体-常伝導帯接合したナノスケールの細線状物質の利用が考案されており、そこでの冷却効率を求めるためには電子格子緩和過程の詳細な理解が重要となる。また、接合部から発生する電磁波が細線中を伝搬する効果も取り入れる必要がある。一方、ナノスケール細線においては、原子構造の幾何学的捩れが電子と電磁波に異なる効果を及ぼす可能性がある。そこで本年度は、捩れ構造を有するナノスケール細線中を運動する電子及び伝搬する電磁波に対する捩れの効果を考察した。その結果、電子の運動及び電磁波の伝搬は質的に異なる方程式で記述されることが明らかとなった。これは、捩れていない細線中の両者の振る舞いが同じ形式の方程式で記述可能であることと対照的である。また、捩れ細線をリング形状にした捩れ量子リングにおけるコンダクタンスを数値計算により求めた。その結果、考察した系においては捩れに起因する干渉効果により、特異なAharonov-Bohm (AB)効果が生じることを明らかにした。通常のAB効果との最も重要な相違点は、系のコンダクタンスが外部磁場ではなく外部電流により変化することである。これらの結果は、捩れたナノスケール細線中の電子格子緩和過程から冷却効率を求める際には、電磁波との相互作用が重要であることを意味している。今年度得られた研究成果は、ナノスケール冷却素子の理論的デザインに対する重要な基礎的知見を与えるものである。本研究は曲面型ナノ構造体における超伝導発現機構の解明とそれを応用したナノスケールデバイスを理論的にデザインすることを目的としています。超伝導物質が曲面構造を有する場合、その幾何学的曲率の存在が電子・フォノン輸送に強く影響するため、クーパー対生成過程に質的な変化が生じることが期待されます。そのため本年度は当該研究の第一段階として、曲面構造を有するナノ構造体における電子輸送に関する研究を行いました。具体的には幾何学的曲率の効果を取り入れ、曲面構造内部における電子の固有モードの解析を行いました。その結果、電子の固有モードは曲率に強く依存し、固有モードは曲率に対して非常に特異な振る舞いをすることが明らかとなりました。さらに、上述の固有モードはその曲率に依存した余分な位相が付加されることがより詳細に明らかとなりました。また、本年度は曲面ナノ構造体における電子散乱過程について研究を行いました。具体的には電子散乱過程に、系の幾何形状を記述する曲率テンソル値関数を導入しました。上述の曲率に起因する特異な振動モードにより、電子散乱過程も非常に特異な振る舞いを示すことを発見しました。計算の結果、電子は上述の位相付加現象により、系のコンダクタンスが曲率に対して複雑に振動することを発見しました。以上の研究成果は電子・フォノン散乱等、強相関量子系における散乱問題のさらなる知見が得られたことを意味し極めて意義ある結果です。本研究で得られた電子散乱の特異な振る舞いは従来とは質的に異なる超伝導の発現可能性を示唆しており、基礎物理的興味だけでなく工学的応用においても極めて重要であると考えます。本年度は、曲面型ナノ構造体における超伝導発現機構に関する研究を行った。ナノ構造体が曲面構造を有する場合、フェルミ粒子の固有状態・輸送特性及びボーズ粒子の伝搬特性は平面系のそれとは質的に異なる。従って、それらの相互作用により生じる超伝導体の発現メカニズムも平面の場合とは非常に異なることが予想される。そこで、本研究では曲面型物質中のフェルミ粒子・ボーズ粒子の伝導・伝搬特性を、幾何学的曲率テンソル値関数を用いて定式化した。解析の結果、フェルミ粒子はあたかも電磁場中を運動するかのように振る舞うことが、より詳細に明らかとなった。また、ボーズ粒子の運動を記述する固有関数が、上述の幾何学的テンソル値関数に依存し、平面波・減衰振動・減衰波になることを予測した。これらの成果をもとに、幾何学的効果がBCS理論・エリアシュベルグ理論に与える影響を考察した結果、新たな理論スキームを確立できることを示唆するものであった。これは、曲面型超伝導体の発現メカニズムが従来のものとは質的に異なることを意味しており、超伝導転移温度・エネルギーギャップ構造・励起スペクトル等の超伝導諸特性が、バルク・低次元超伝導体のそれとは大きく異なることを示唆する点において、重要な意義がある。また、捩じれた原子構造を有する量子リング中には、捩じれに起因する永久電流が生じることを理論的に示した。この永久電流はリング中央を、磁場ではなく電流を通すことで生じるもので、基礎物理的に興味深い結果である。この結果は、超伝導体の磁場侵入長が幾何学的涙じれの関数であることを意味する。さらに、具体的物質パラメータを用いて、誘起された永久電流の大きさを見積もると、実験的に観測可能な大きさであることが明らかになった。この結果は、本研究で得られた理論予測を実験的に実証可能であることを示した点で極めて重要である。

冷却の際に、超伝導体-絶縁体-常伝導帯接合したナノスケールの細線状物質の利用が考案されており、そこでの冷却効率を求めるためには電子格子緩和過程の詳細な理解が重要となる。また、接合部から発生する電磁波が細線中を伝搬する効果も取り入れる必要がある。一方、ナノスケール細線においては、原子構造の幾何学的捩れが電子と電磁波に異なる効果を及ぼす可能性がある。そこで本年度は、捩れ構造を有するナノスケール細線中を運動する電子及び伝搬する電磁波に対する捩れの効果を考察した。その結果、電子の運動及び電磁波の伝搬は質的に異なる方程式で記述されることが明らかとなった。これは、捩れていない細線中の両者の振る舞いが同じ形式の方程式で記述可能であることと対照的である。また、捩れ細線をリング形状にした捩れ量子リングにおけるコンダクタンスを数値計算により求めた。その結果、考察した系においては捩れに起因する干渉効果により、特異なAharonov-Bohm (AB)効果が生じることを明らかにした。通常のAB効果との最も重要な相違点は、系のコンダクタンスが外部磁場ではなく外部電流により変化することである。これらの結果は、捩れたナノスケール細線中の電子格子緩和過程から冷却効率を求める際には、電磁波との相互作用が重要であることを意味している。今年度得られた研究成果は、ナノスケール冷却素子の理論的デザインに対する重要な基礎的知見を与えるものである。
仙髄排尿中枢ニューロンに対する青斑核由来ノルアドレナリンの興奮作用

青斑核を電気刺激した場合に、膀胱の収縮がおこり、この収縮は仙髄領域に直接投与したα_1遮断薬により抑制されることから、青斑核に由来するノルアドレナリンが仙髄膀胱中枢ニューロンを興奮させる結果と考えられ、このことを明らかにする目的で電気生理学的および組織学的研究を行った。1.電気生理学的研究:クロラロース麻酔ネコを用い、仙髄膀胱中枢ニューロン活動を7極微小ガラス管をはり合わせた銀製微小電極を用いて細胞外に記録した。7極微小ガラス管にはα_1(プラゾシン)およびβ(ソタロール)遮断薬などを充填し、これらを記録ニューロン近傍に微小電気泳動法により投与した。青斑核に刺激電極を刺入し、膀胱内圧を測定し、膀胱が最大の収縮をおこす時の電圧を用いて青斑核を刺激し、また逆行性に骨盤神経を刺激した。青斑核を刺激した時、仙髄膀胱中枢ニューロンより長潜時(3050ミリ秒)のスパイク発射がえられた。このスパイクは20ヘルツ以上の高頻度刺激に応じず、プラゾシンより抑制され、ソタロールによっては抑制されなかった。また、このようなニューロンは骨盤神経の逆行性刺激には応じなかった。一方、骨盤神経の逆行性刺激によりスパイクを発射するニューロンの中には青斑核刺激によって潜時が動揺するスパイク発射がえられるニューロンがあったが、これらはプラゾシンにより抑制されなかった。2.HRPによる組織学的研究:ペントバルビタール麻酔下で、仙髄膀胱中枢へ微小電気泳動的にHRPを投与し、23日後に、検索したところ、青斑核領域にHRP反応細胞がえられた。以上の結果より、青斑核由来ノルアドレナリンは仙髄膀胱中枢ニューロンをα_1受容体を介して興奮させ、さらにこの核内の介在ニューロンを介して骨盤神経を興奮させ、膀胱を収縮すると結論された。
カーボンイノキュレーションと双ロールキャスタを併用した新製造プロセスの開拓

マグネシウム合金の板材製造の新しいプロセスを開拓することを目的とし、双ロール連続鋳造(TRC)プロセスに着目し、溶湯の急激な冷却を利用した結晶粒微細化に加え、溶湯中に結晶粒微細化剤を混入させることで新しいTRCプロセスの開拓に成功した。導入した結晶核は1μm程度の大きさで、結晶粒のほぼ中心部で観察され、透過型電子顕微鏡を用いた解析の結果、Al-Mn系およびAl-C系の化合物から構成されることを見出した。自動車のインストルメンタルパネルへの応用を目的に(1)Mg-6Al-0.3Mn(mass%)合金に対しカーボンイノキュレーション(CI)法と双ロール連続鋳造(TRC)法を組み合わせ、最終圧延によりMg合金薄板の結晶粒を5μm以下に微細化する。(2)TRCにより化合物分散効果を高めて成形能を飛躍的に向上させる。(3)集束イオンビーム(FIB)により、結晶核を直接切り出し、透過型電子顕微鏡で結晶粒と結晶核の相互作用を明らかにし、CIによる結晶粒微細化機構を学術的に体系化する。(4)これを利用して板厚0.5mm、250°Cで限界絞り比3以上、限界張出し高さ15mm以上を満たす優れた深絞り成形性や張出し成形性を発現させることを目的として実験を進めている。平成25年度は(1)(4)の実験を遂行した。CIにより導入された結晶核は、結晶のほぼ中心位置に存在し結晶粒を微細化する。結晶核の検出は通常の2次電子像による観察では困難なことが多く、反射電子を用いて観察することができた。また、結晶核をFIBにより切り出すことにも成功し、局所領域の透過型電子顕微鏡観察を可能とした。電子エネルギー損失分光法による組成分析、高角度散乱暗視野法による結晶核の直接観察、EBSDによる結晶核と結晶の位置関係の解析などを進めており、具体的なメカニズムが明らかになりつつある。平成26年度は、分析電子顕微鏡を駆使して結晶核の本質に迫り、結晶粒が極めて微細な相ロール連続鋳造板材の創製を目指す。自動車のインストルメントパネルへの応用を目的に、(1)Mg-6Al-0.3Mn(mass%)合金に対しカーボンイノキュレーション(CI)法と双ロール連続鋳造(TRC)法を組み合わせ、最終圧延によりMg合金薄板の結晶粒を5μm以下に微細化する。(3)集束イオンビームにより、結晶核を直接切り出し、透過型電子顕微鏡で結晶粒と結晶核の相互作用を明らかにし、CIによる結晶粒微細化機構を学術的に体系化する。(4)これを利用して板厚0.5mm、250°Cで限界絞り比3以上、限界張出し高さ15mm以上を満たす優れた深絞り成形性や張出し成形性を発現させることを目的として実験を進めた。最終年度は(1)(4)の実験を遂行した。CIにより導入された結晶核は結晶のほぼ中央位置に存在し、結晶粒を微細化することを確認した。結晶核の検出は2次電子像による観察では困難なことが多く、反射電子を用いて観察することができた。また、結晶核をFIBにより切り出すことにも成功し、居所領域の透過型電子顕微鏡観察も可能となった。高角度暗視野法による結晶核の直接観察、EBSDによる結晶核と結晶の位置関係の解析を行い、結晶核は少なくともAlMnを含む化合物およびAlOから構成される化合物の相互作用により生成することを明らかにした。TRCプロセスを変化させることで、CIを引き起こす結晶核の数密度を変化させることにも成功し、結晶核導入による結晶粒微細化プロセスを新たに見出すことに成功した。軽金属材料申請書で予定していた実験手法を確立することができ、データも着実に出ている状況である。ナノスケールの材料組織の解析が必要であることから、結晶方位をそろえて系統的な解析を行えるよう、今後さらなる工夫が必要となる。Edge-toedgeマッチングモデルを意識した結晶方位解析や結晶核のナノスケールの濃度解析など、不完全な解析技術を高め、質の高い、信頼性の高いデータの収集が必要となる。FIBを用いて目的の結晶方位にそろえることで学術的にもインパクトの高い研究成果が出せるものと期待できる。平成25年度に予定していた研究費に残額が生じ、次年度に有効活用するため次年度使用額とした。7000円程度の金額であるため、FIBや透過型電子顕微鏡の消耗品費として使用を計画している。
「イベリア黄鉄鉱鉱床帯」の鉱床地質学的研究ーとくに柵原鉱床との成因に関する比較

1986年迄の現地調査及びその後の研究によって,次に掲げる諸事実が明らかになった.1.堆積構造と褶曲構造タルシスやソチエル鉱床では,鉱石中に種々の堆積構造(laminated structure,cross lamination,Synsedimentary breccias,graded beddingなど)が観察される.また,タルシス鉱床ではスランピングに伴って移動したと考えられる鉱石もみられる.さらに母岩中にもスランプ構造が観察される.これらの事柄は鉱石鉱物が水中で流動・堆積し,その後鉱石は完全に固結しないで再び移動したものと解析される.鉱床と母岩は,野外調査及び岩石の顕微鏡観察から3回の褶曲作用を受けたものと考えられる.第I期の褶曲はスレート劈開(S.ナ_<1.ニ>)を褶曲軸面とするopenーis oclinalな褶曲である.第II期の褶曲はちりめんじわ劈開(S.ナ_<2.ニ>)を伴うopenな褶曲である.第III期の褶曲はS.ナ_<2.ニ>を曲げるちりめんじわ劈開を伴う褶曲であるが,局所的にしか認められない.これらの褶曲のなかで,第I期の褶曲は岩石の分布に極めて大きな影響を与えている.タルシスやアスナルコリャール鉱山などでは,第I期の褶曲作用が著しいところであり,鉱体は褶曲の軸部で折り畳まれていることが判明した.2.鉱床と鉱石鉱物イベリア黄鉄鉱鉱床帯の多金属型塊状硫化物鉱床は,鉱石鉱物の性質の違いによっていくつかの型に区分される.スレートに近接して胚胎されるルーサル,タルシス及びソチエルなどの鉱床には,少量の磁硫鉄鉱が含まれ,閃亜鉛鉱中のFeS量は一般に1018モル%である.火山岩累層中のリオチント鉱山のサン・ディオニシオ鉱床やサンテルモ鉱山の鉱床では,閃亜鉛鉱に富む鉱石中に重晶石が見いだされる.閃亜鉛鉱中のFeS量は10モル%以下である.含銅量が例外的に大きいネーベスコルボ鉱床は,錫の含有量が特に高い.自然蒼鉛はネーベスコルボ鉱床のほか,サン・ディオニシオ鉱床の脈状鉱やアルジュストレル鉱山のモイニョ鉱床など比較的銅の含有量の高い鉱床に認められる.このような各鉱床における鉱石の性質の違いは,鉱床生成場における酸化環元状態及び熱水の温度の違いを反映しているものと考えられる.3.硫黄同位体について1984年から1986年にかけてイベリア黄鉄鉱鉱床帯の諸鉱床から採取された硫化物鉱石の300近い硫黄同位体分析を行った結果,次の事柄が明らかになった.1.サン・テルモやコンセプシオン鉱床は,典型的な火山源塊状硫化物鉱床の同位体分布を示している.2.リオ・チント,ラ・サルサ及びネーベス・コルボ鉱床では大部分の硫化鉱熟は正のδ^<34>S値を示すが, 1に較べて負のδ^<34>S値を示すものが認められる.3.タルシスやルーサル鉱床は,鉱床群中異常で,大部分負のδ^<34>S値を示す.4.アルジェストレル,ソチェル及びアスナルコリャール鉱床では,リオ・チントグループとタルシスグループの中間のδ^<34>S値を示す.以上のことから,負のδ.ナD134.ニDS値や変化に富む硫黄同位体分布は,これら鉱床形成に関してバリテリア起源の硫黄がかなり関与していることが判明した.4.柵原鉱床との成因に関する比較柵原鉱床とイベリア黄鉄鉱鉱床帯の鉱床群との成因その他に関して次の諸事項が判明した.両者ともに,海底酸性火山活動による黄鉄鉱を主体とする噴気堆積性鉱床であること,鉱床形成後に3回の褶曲運動を受けていることは共通しているが,次の諸点について差異がある.1)隨伴鉱石鉱物は,イベリア鉱床帯では黄銅鉱・四面銅鉱・閃亜鉛鉱・錫鉱物等を含む多金属鉱床であるのに対し,柵原鉱床は隨伴鉱物を殆んど含まない単一金属鉱床で,白亜紀花崗岩による熱変成作用により部分的に磁硫鉄鉱・磁鉄鉱を形成している.2)硫黄同位体比δ^<34>S値はイベリア鉱床帯のものと異り,柵原鉱床の鉱石はすべて正の値を示す火山岩起源の鉱床であることが判明した.地質構造解析は鉱床周辺に限定されたために,各鉱床間の調査が充分でなかったので, 1989年度に可能な限り,現地に於て構造解析を実施したい.1986年迄の現地調査及びその後の研究によって,次に掲げる諸事実が明らかになった.1.堆積構造と褶曲構造タルシスやソチエル鉱床では,鉱石中に種々の堆積構造(laminated structure,cross lamination,Synsedimentary breccias,graded beddingなど)が観察される.また,タルシス鉱床ではスランピングに伴って移動したと考えられる鉱石もみられる.さらに母岩中にもスランプ構造が観察される.これらの事柄は鉱石鉱物が水中で流動・堆積し,その後鉱石は完全に固結しないで再び移動したものと解析される.鉱床と母岩は,野外調査及び岩石の顕微鏡観察から3回の褶曲作用を受けたものと考えられる.

第I期の褶曲はスレート劈開(S.ナ_<1.ニ>)を褶曲軸面とするopenーis oclinalな褶曲である.第II期の褶曲はちりめんじわ劈開(S.ナ_<2.ニ>)を伴うopenな褶曲である.第III期の褶曲はS.ナ_<2.ニ>を曲げるちりめんじわ劈開を伴う褶曲であるが,局所的にしか認められない.これらの褶曲のなかで,第I期の褶曲は岩石の分布に極めて大きな影響を与えている.タルシスやアスナルコリャール鉱山などでは,第I期の褶曲作用が著しいところであり,鉱体は褶曲の軸部で折り畳まれていることが判明した.2.鉱床と鉱石鉱物イベリア黄鉄鉱鉱床帯の多金属型塊状硫化物鉱床は,鉱石鉱物の性質の違いによっていくつかの型に区分される.スレートに近接して胚胎されるルーサル,タルシス及びソチエルなどの鉱床には,少量の磁硫鉄鉱が含まれ,閃亜鉛鉱中のFeS量は一般に1018モル%である.火山岩累層中のリオチント鉱山のサン・ディオニシオ鉱床やサンテルモ鉱山の鉱床では,閃亜鉛鉱に富む鉱石中に重晶石が見いだされる.閃亜鉛鉱中のFeS量は10モル%以下である.含銅量が例外的に大きいネーベスコルボ鉱床は,錫の含有量が特に高い.自然蒼鉛はネーベスコルボ鉱床のほか,サン・ディオニシオ鉱床の脈状鉱やアルジュストレル鉱山のモイニョ鉱床など比較的銅の含有量の高い鉱床に認められる.このような各鉱床における鉱石の性質の違いは,鉱床生成場における酸化環元状態及び熱水の温度の違いを反映しているものと考えられる.3.硫黄同位体について1984年から1986年にかけてイベリア黄鉄鉱鉱床帯の諸鉱床から採取された硫化物鉱石の300近い硫黄同位体分析を行った結果,次の事柄が明らかになった.1.サン・テルモやコンセプシオン鉱床は,典型的な火山源塊状硫化物鉱床の同位体分布を示している.2.リオ・チント,ラ・サルサ及びネーベス・コルボ鉱床では大部分の硫化鉱熟は正のδ^<34>S値を示すが, 1に較べて負のδ^<34>S値を示すものが認められる.3.タルシスやルーサル鉱床は,鉱床群中異常で,大部分負のδ^<34>S値を示す.4.アルジェストレル,ソチェル及びアスナルコリャール鉱床では,リオ・チントグループとタルシスグループの中間のδ^<34>S値を示す.以上のことから,負のδ.ナD134.ニDS値や変化に富む硫黄同位体分布は,これら鉱床形成に関してバリテリア起源の硫黄がかなり関与していることが判明した.4.柵原鉱床との成因に関する比較柵原鉱床とイベリア黄鉄鉱鉱床帯の鉱床群との成因その他に関して次の諸事項が判明した.両者ともに,海底酸性火山活動による黄鉄鉱を主体とする噴気堆積性鉱床であること,鉱床形成後に3回の褶曲運動を受けていることは共通しているが,次の諸点について差異がある.1)隨伴鉱石鉱物は,イベリア鉱床帯では黄銅鉱・四面銅鉱・閃亜鉛鉱・錫鉱物等を含む多金属鉱床であるのに対し,柵原鉱床は隨伴鉱物を殆んど含まない単一金属鉱床で,白亜紀花崗岩による熱変成作用により部分的に磁硫鉄鉱・磁鉄鉱を形成している.2)硫黄同位体比δ^<34>S値はイベリア鉱床帯のものと異り,柵原鉱床の鉱石はすべて正の値を示す火山岩起源の鉱床であることが判明した.地質構造解析は鉱床周辺に限定されたために,各鉱床間の調査が充分でなかったので, 1989年度に可能な限り,現地に於て構造解析を実施したい.
豪雪地帯・山村住民の医療行動と治療戦略の変化に関する研究

戦後50年間の日本の疾病構造および死亡原因の順位の内容は,急速に変化してきた。死亡因は,長年にわたって脳血管障害によるものであったが,現在は癌が第1位となっている。結核もまた,死亡因として順位ははるかに下位のものとなり定着している。以上の傾向は,医療不在の期間が昭和40年代初めまで続いた新潟県東蒲原郡においても同じであり,それはまた,人々の治療行動の変化にも示されている。東蒲原郡の現在の医療状況は,津川町の県立病院が地域医療の中心であり,多くの地方小規模町村と同じように,老人医療および末期医療を担っている。当郡の人々の治療行動は,道路の整備,除雪,自家用車の普及に伴って,医療機関依存の傾向を強め,さらには症状の種類や程度によって医療機関を選択する傾向も強まっている。その結果,専門化された診療料を多く備えた総合病院に初期の診断と治療を委ね,老齢者と末期の医療は住居の近くの医療機関を利用する傾向は,7年前よりも一層はっきりしてきている。一村落をモデルとして取り上げ調査した結果では,人々の健康への関心,早期治療の必要性への関心は,一層高くなっていることがはっきりしている。なお,身体観や死生観などもっとも生存において基本的な観念には,なお伝統的なものが強く残り,そのことが,末期医療の必要性を強く主張する意見として示されている。すなわち,生存の内容への評価は末期の症状のあり方に集約されると今なお考えられており,老人は家族に囲まれて自宅で死亡することさらには苦痛を長びかせないことを強く望んで,自ら死期を調整するかのように拒食行動を必ず見せる。より充実した家庭訪問医療や,症状の悪化時のみの入院が柔軟に行われる必要性は,都市におけると同様に,極めて高くなっている。
ヒトパルボウイルス感染症の研究

ヒトパルボウイルスB19感染症は、伝染性紅斑を除いてわが国の実態は全く研究されていない。これを明らかにし、血液製剤の安全性も含めて患者の感染性を明らかにした。1.このウイルス感染が表したことを証明した病型は、熱性疾患、不定の発疹症、血管性紫斑病、出血斑、多関節炎、溶血性疾患をもつ個体の造血障害発作、急性または持続性の貧血(これは免疫抑制状態のときにみられる)、および胎児障害であった。2.ヒトパルボウイルスB19DNAを1968年の伝染性紅斑の患者血清中に見出した。これはもっとも古いものであり、また伝染性紅斑の直接的病原の証明となる。と同時に伝染性紅斑の発疹期の感染性を示す。3.造血障害発作は北海道、本州、四国、九州で31例がこのウイルスによって起こったことを証明した。最も古いものは1981年3月の大阪の例であった。基礎疾患は31例が遺伝性球状赤血球症、1例はグルコース6燐酸脱水素酵素欠損症で、世界初の症例である。4.胎児感染は死亡した6例の非免疫性胎児水腫、1例の流産を証明した。1987年の伝染性紅斑流行年に、出生15000人の福岡市で3例の胎児水腫死亡例が存在していたことになり、実教はこれ以上と推定される。5.第9因子製剤の1本の製品にヒトパルボウイルスB19DNAを検出した血液製剤の安全性と、その破壊法に問題があることを見出した。ヒトパルボウイルスB19はヒトに可成り危険なウイルスであることを国内ではじめて証明した。それぞれの危険率、頻度等まだ解明すべき問題が多いが、この検索を行うための技術的開発が大きな課題として残っている。1)ヒトパルボウイルスB19(以下B19と略)感染症の実態は不明であった.B19の抗原,抗体, DNAを検索することにより,次の病型においてB19の感染を証明した.熱性疾患,不定の発疹症,紫斑病(血小板減少例と非減少例),伝染性紅斑,関節炎, aplastic crisis,流産,胎児水腫.2)伝染性紅斑は患者からB19を検出できず病原決定に問題を残していたが, B19DNAの精細は検索により,発疹発現後の患者から血液中,うがい液中にB19を検出できる例を見出した.保健対策上重要な新発見である.3)Aplastic crisisは,検索した27名のうち26名が遺伝性球状赤血球症, 1名がG6PD欠損症(世界初)の基礎疾患を有していた.時期は昭和56年のものがわが国で遡及したもっとも古い例となり,地域的には北海道,本州,四国,九州に発生し,年度を超えた全国的問題であることを証明した.4)母体の感染による胎児障害例は,現在まで5例の死亡胎児から直接B19DNAを検出し,母体感染を確認した例が2例あり,地域は福岡,大分,大阪であった.母体の感染症状の有無,病型に関係なくB19は胎児に致死的影響を与える.この診断は決して容易でないことも明らかとなった.5)血液製剤では某社の第9因子製剤中にB19DNAを確認した.6)総括:B19感染症は病型が多く,特定の人に危険で,胎児に致死的に作用することを本邦で初めて証明した.学校保健,母子保健上重要なウイルス病であることを確認し,今後診断法の一般化や感染対策等の問題が山積していることを明らかにした.昭和63年はヒトパルボウイルスの流行を表す伝染性紅斑が全国的に減少した。

しかし前年度の感染者や、古い感染者の検索が続行され、造血障害発作は総計31名においてこのウイルス感染であることを証明した。最も古いものは昭和56年3月に大阪で発生した症例まで遡った。また伝染性紅斑の患者血清中のウイルスDNAは1968年の例まで遡って検出し、これは世界最古のもの(このウイルス粒子の発見は1975年)で、われわれはこのウイルス感染の怖さを知らなかっただけであることが判明した。すなわち胎児感染は1例の流産、6例の非免疫性胎児水腫においてこのウイルス感染を証明した。結果として昭和62年に出生約15000人の福岡市で3例の胎児水腫死亡を確認したことになり、今後相当警戒すべきウイルスであることを明らかにした。しかし胎児感染を証明することは可成り困難で、胎児組織が検索されていないデータには信頼性が乏しいと思われる。この他に胎児水腫で出生し、生存している1例がこのウイルス感染をうけている可能性が高かった。また明らかに感染した妊婦から、低出生体重児1例と、男性の仮性半陰陽の1例が出生しているが、その病態とウイルスの関係は明らかでない。妊娠直前に感染した母体からは正常児が出生している。このような危険率、因果関係の解析は今後の大きな課題である。
誘導ブリルアン散乱特性を考慮したホーリーファイバの性能評価法の確立とその応用

コア径の異なる4種類のホーリーファイバ(フォトニック結晶ファイバ)の誘導ブリルアン散乱利得とパワーしきい値のコア径ならびに波長依存性を、有限要素法に基づく理論と実験の両面から調査し、ホーリーファイバの誘導ブリルアン散乱パワーしきい値が、コア径が等しい従来型高非線形ファイバに比べて大きくなること、誘導ブリルアン散乱利得スペクトルに現れる複数のピークと光学モードならびに音響モードとの間の関係を明らかにした。ホーリーファイバは、従来の高非線形ファイバとは大きく異なる誘導ブリルアン散乱ゲインスペクトルを有しているため、ホーリーファイバの性能指数を評価するには、誘導ブリルアン散乱パワーしきい値を考慮する必要がある。この誘導ブリルアン散乱パワーしきい値を評価するには、まず、ホーリーファイバ中に存在するすべての音響モードを高精度で算出する必要がある。本研究では、ホーリーファイバの光学特性解析のためのベクトル有限要素法に基づく理論を音響モード解析に拡張した。光学モードの計算には、非物理的なスプリアス解の発生を回避するために、辺要素と節点要素とを混合使用したが、音響モードの計算には、節点要素のみを使用するとともに、アダプティブメッシュ自動生成アルゴリズムの開発もあわせて行った。また、ベクトル有限要素法によって算出された光学モードと音響モードとの重なり積分を利用して、ホーリーファイバの誘導ブリルアン散乱ゲインスペクトルを評価するための理論的検討を行った。このとき、ブリルアン線幅を実験結果と照合しながら決定する方法、任意の屈折率分布ならびに任意の断面構造を有する光ファイバに適用可能な誘導ブリルアン散乱ゲインスペクトルと誘導ブリルアン散乱パワーしきい値とを関係付ける方法についての検討も行った。さらに、ホーリーファイバの誘導ブリルアン散乱パワーしきい値とファイバ構造ならびにファイバ材料との関係を調査するとともに、ホーリーファイバと従来型高非線形ファイバとで、誘導ブリルアン散乱ゲインスペクトルが大きく異なることの原因究明のための基礎的検討を行った。ホーリーファイバは、従来の高非線形ファイバとは大きく異なる誘導ブリルアン散乱利得スペクトルを有しているため、ホーリーファイバの性能指数を評価するには、誘導ブリルアン散乱パワーしきい値を考慮する必要がある。この誘導ブリルアン散乱パワーしきい値を評価するには、ホーリーファイバ中に存在するすべての音響モードを高精度で算出することが求められる。本研究では、まず、ホーリーファイバの光学特性解析のためのベクトル有限要素法を音響モード解析に拡張するための理論を開発した。光学モードの計算には、非物理的なスプリアス解の発生を回避するために、辺要素と節点要素とを混合使用したが、音響モードの計算には節点要素のみを使用するとともに、アダプティブメッシュ自動生成アルゴリズムの開発もあわせて行った。また、ベクトル有限要素法によって算出された光学モードと音響モードとの重なり積分を利用して、ホーリーファイバの誘導ブリルアン散乱利得スペクトルを評価するための理論的検討を行った。このとき、ブリルアン線幅を実験結果と照合しながら決定する方法、任意の屈折率分布ならびに任意の断面構造を有する光ファイバに適用可能な誘導ブリルアン散乱利得スペクトルと誘導ブリルアン散乱パワーしきい値とを関係付ける方法についての検討も行った。さらに、コア径の異なる4種類のホーリーファイバ、具体的には、RB61(OFS)、PC421(Blaze Photonics)、RB65(OFS)、Crystal Fiber(CF)の誘導ブリルアン散乱利得とパワーしきい値のコア径ならびに波長依存性を、理論と実験の両面から調査し、ホーリーファイバの誘導ブリルアン散乱パワーしきい値が、コア径が等しい従来型高非線形ファイバに比べて大きくなること、誘導ブリルアン散乱利得スペクトルに現れる複数のピークと音響モードとの間の関係を明らかにした。
嚥下状態にある液体食品の粘度を予測する簡易測定器による迅速評価システムの構築

本研究では,嚥下状態にある液体食品の粘度(とろみ)を予測するために適当な粘度計,すなわち,構造が簡単で,取扱いが容易な簡易型の,迅速性をもつ測定器の開発と評価システムの構築を目的とした.嚥下挙動を模擬するべく溝型流路を操作や構造の点で修正した測定器を考案し,測定器における液の流れを流体工学的な方法で解析した.流動実験にはニュートン性および非ニュートン性の試験液を用いた.本測定器に特有の粘性評価法を検討し,摩擦係数とレイノルズ数の関係に基づく概念を提示した.併せて,流れに及ぼす諸条件の影響を液体食品の嚥下プロセスとの関連において明らかにした.修正溝型流路測定器の考案と試作嚥下プロセスにおける特徴的な要素である咽頭部での挙動に着目し,測定器の概念となる系を思案した.嚥下プロセスにおける咽頭での食塊の流れの経路を身体の後方から観ると,口腔から送られた食塊は,中咽頭にある喉頭蓋の両側を通って食道へ達するという経路をとる.口腔から食道までをひとつの流路とみなすならば喉頭蓋は流れに対する障害物であり,食塊は障害物を周り込んで流れると考えられる.このような流れは,流路に障害物を設置する系において模擬できる.溝型流路に障害物としての円柱を置くことで,円柱周りの流れをつくり,それを,喉頭蓋を含む咽頭での流れの模型とした.この模型を組み入れた実験装置を修正溝型流路測定器として試作した.人の咽頭における喉頭蓋の平均的な寸法を参考にして流路の幅と円柱の直径を決定した.測定器における液の流れ,特に円柱周りの流れを観察するために,適当な照明下でビデオカメラを用いて流れ模様を記録するシステムを構築した.ニュートン性試験液での解析試験液として,ニュートン粘性を示すグリセリンを,温度すなわち粘度を変えて用いて,流路を流れる液の断面を円柱の上方からビデオカメラで連続的に撮影した.分割した時系列画像に基づき液先端の速度を円柱周りの位置の関数として解析した.解析は幾何学的条件としての円柱の取付位置を変えて行った.解析において,液の流れに及ぼす円柱の影響は,液が円柱の後縁に達したあたりで最大になることを見出した.この点での流れ挙動は液粘度や幾何学的条件にかかわらずStokesの抵抗則により記述できることを確かめた.概算された剪断速度は1 s-1のオーダーであり,嚥下状態での剪断速度の条件(10-100 s-1)には至らなかった.このことについては,流路の傾斜を大きくして液流速を増加させるという対応で実験を進めている.非ニュートン性試験液での解析修正溝型流路内の非ニュートン性液の流れの実験的解析を行うにあたり,複数の溶質を,濃度を変えて混合した溶液の粘弾性を系統的に調べ,3種類の液を取り上げた.これらの液は粘弾性の相対的な大きさによりそれぞれ1弱い高分子ゲル,2真の高分子溶液,3希薄高分子溶液のように特徴付けられた.いずれの粘弾性液においても流動開始直後の傾向は,ニュートン性液を含めて共通であったが,その後の経過は液の粘弾性の相対的な大きさに依存して異なることを明らかにした.ある程度時間が経過した以降ではいずれの液も一定の挙動を示すと考えられた.修正溝型流路測定器内液流れを記述する実験的関係の導出得られた結果に基づき修正溝型流路内の液の流れを記述する一般的な関係の導出を試みた.流動開始後ある程度時間が経過した以降の液流れ特性は摩擦係数とレイノルズ数の関係として整理できた.しかし,流動時間が比較的短い期間での流れにおいてはニュートン性と非ニュートン性の相違すなわち弾性の影響が現れ,それを記述するためにはもうひとつのパラメータが必要であることが示唆された.解析において得られた,測定器内の試料に形成する剪断速度のレベルは比較的低く,嚥下状態に対して満足できるものではなかった.並行して行ってきた,流路を傾斜させることにより操作条件としての液流速を変えた場合の検討から流速の増加にともなう剪断速度の増加が見込めることがわかった.研究は,剪断速度のレベルを増加させるという問題において試行錯誤を余儀なくされた.一方で,いくつかの興味深い現象を見出すことができた.これらを考慮した追加的な実験を行い,データを補充するとともに本測定器による粘性評価法の検討を進める予定である.修正溝型流路測定器による粘性評価法の検討と液体食品の粘性評価粘性が未知である非ニュートン性液の粘度を,昨年度までに得られた実験的関係により評価する,修正溝型流路測定器に特有な方法を検討した.基礎となる関係は摩擦係数とレイノルズ数の積(修正摩擦係数)を相対流動距離の関数として表す.本測定器による測定値を用いて修正摩擦係数を決定することにより粘度と,同時に発現する弾性の影響を予測できることを例証した.このような粘性評価法は,嚥下困難者に対して一般的に採られる範囲での粘度をもつ増粘飲料についての測定に適用でき,本システムは看護や介護の場での粘性調節に有効であることが示された.本研究を含むこれまでの研究では嚥下プロセスにおける特徴的な要素を取り出し,その要素について剪断速度およびその速度下での粘度を評価することを検討してきた.着目した要素は咽頭部での挙動である.

嚥下プロセスにおける咽頭部での食塊の流れを身体の側方から観ると,口腔から送られた食塊は,中咽頭にある喉頭蓋により誘導されて食道へ達する.また,後方から観ると食塊は,喉頭蓋により迂回させられてそれの両側を通る経路をとる.口腔から食道までをひとつの流路とみなすならば喉頭蓋は,流れを制御する弁であり,流れに対する障害物であると解釈できる.このような流れを,流路に弁を取り入れ,障害物を設置することにより模擬した.すなわち,溝型の流路を用いて,流路に設置したゲートの開度の調節により弁として機能させることで,ゲートを通過する流れをつくる,また,流路に障害物としての円柱を置くことで円柱周りの流れをつくるという流れの模型を考案してきた.今後は,これらの模型での着想を合わせて採り入れる流路をもつ模型を製作し,新しい溝型流路測定器として用いて粘性評価法の確立,システムの構築を図る.本研究では,嚥下状態にある液体食品の粘度(とろみ)を予測するために適当な粘度計,すなわち,構造が簡単で,取扱いが容易な簡易型の,迅速性をもつ測定器の開発と評価システムの構築を目的とした.嚥下挙動を模擬するべく溝型流路を操作や構造の点で修正した測定器を考案し,測定器における液の流れを流体工学的な方法で解析した.流動実験にはニュートン性および非ニュートン性の試験液を用いた.本測定器に特有の粘性評価法を検討し,摩擦係数とレイノルズ数の関係に基づく概念を提示した.併せて,流れに及ぼす諸条件の影響を液体食品の嚥下プロセスとの関連において明らかにした.研究は概ね計画どおり進めることができた.計画していた,流路を傾斜させることにより操作条件としての液流速を変えた場合の検討が26年度中に十分行えなかったが,現在実験を進めている途中である.修正溝型流路測定器による粘性評価法の検討と液体食品の粘性評価粘性が未知である非ニュートン性液の粘度を4.の実験的関係により評価する本測定器に特有な方法を検討し,修正溝型流路粘性測定器による測定値を用いる新しい迅速評価法としてまとめる.整理するにあたっては液の流れに及ぼす弾性の影響が懸念される.弾性の影響が顕著であると判断される場合には,測定すべきレオロジーパラメータに緩和時間などを加えて再度実験を行い,デボラ数などを含めた解析,相関を試みる.非ニュートン粘性を示す液体食品として嚥下困難者用増粘飲料を採り上げ,増粘剤濃度により粘性を変えた飲料の粘度と剪断速度を評価する.修正溝型流路測定器による粘度値と回転粘度計による値を同一の剪断速度条件下で比較することから本粘性評価システムの適用性,有効性を評価し,本研究で得られた新しいシステムの仕様を実際的適用に役立つ工学的資料として提示する.化学機械,流体工学非ニュートン性試験液での解析非ニュートン性試験液について実験的解析を行う.非ニュートン性液の粘性は,べき乗側モデルを用いて表し,モデルパラメータである流動性指数と粘性係数を系統的に変えるべく,複数の溶質を,濃度を変えて混合した溶液を調製する.溶質にはグアーガム,キサンタンガム,水飴などを用いる.修正溝型流路測定器内液流れを記述する実験的関係の導出修正溝型流路内の液の流れを記述する一般的な関係の導出を試みる.液流れにおける剪断速度を定義し,力学的相似条件を規定する無次元数である摩擦係数とレイノルズ数により,液物性および幾何学的条件,操作条件を変えて得られた実験データを整理する.併せて,ニュートン性と非ニュートン性の相違についても検討を加える.これらの結果に基づき粘性測定器としての合理性を流れの特性の観点から考察するとともに,測定器内の試料に形成する剪断速度のレベルを定量的に明らかにする.
アルコール・薬物依存の病態と治療に関するポストゲノム研究

我々はこれまで,アルコールが細胞内セカンドメッセンジャーを介する情報伝達系に変化を及ぼすことを示してきた。すなわち,家族歴の濃厚な患者の血液細胞において,ACI, ACVIII及びGsαのmRNA量の有意な減少を示した。一方,慢性のアルコール摂取による脳内情報伝達系の変化は,AC系の他にCa2+系が注目されていることから,1)アルコールによるCa2+伝達系への影響をヒト死後脳及び培養細胞を用いて検討した。アルコール依存症患者群で,Ca2+結合蛋白質,アネキシンIVの量が有意に増加していた。また,A549細胞において,アルコールによるアネキシンIVの発現量増大が示された。cAMPの情報は転写因子CREBの活性化を介した神経可塑性変化に重要な役割を担う。そこで次に,2)アルコールが転写因子活性に及ぼす影響について,神経細胞障害性を軸に検討した。SH-SY5Y細胞を用いた検討で,アルコールは用量依存的な細胞障害性を示すとともに,核内CREB活性及びCREBによって発現調節を受けるBDNFの細胞外分泌量を減弱させた。また,同細胞においてアルコールは転写因子NF-□B活性を増強させたことから,アルコールによる神経細胞の可塑性・脆弱性にCREB-BDNF経路の減弱とNF-□B経路の活性化が影響することを示唆した。一方,胎生期・発達期における多量のアルコール摂取により,脳各部位の神経細胞に障害が生じることが報告され,このことが,その後のストレス応答に変化をきたし,種々の適応障害や行動異常を誘発すると推察されている。そこで,3)神経細胞の生存と神経幹細胞の分化誘導能におよぼすアルコールの影響について検討し,アルコールが栄養因子シグナル伝達系を変化させることにより神経細胞の生存,及び神経幹細胞の分化機能を低下させ,神経回路網の維持・修復機能を減弱させている可能性を明らかにした。アルコール・依存形成薬物は、細胞内cAMP・Ca^<2+>を介する細胞内情報伝達系に異常をもたらす。すなわちアデニル酸シクラーゼ(AC)の発現減少によるcAMP濃度の低下、Ca^<2+>チャネル亢進によるCa^<2+>濃度上昇が細胞障害(アポトーシス)を誘導する。これに関する本研究の結果は、次のように要約される。1.すでに培養細胞で、アルコール濃度に依存して、Ca^<2+>受容体アネキシンIVの発現が増大し、転写調節因子NFκBの活性化が起こることを明らかにした。本研究で、Ca^<2+>結合部位に変異を加えた変異体を用いた、レポータージーンアッセイから、アネキシンIVのCa^<2+>1結合部位がNFκBの活性化に必須であることを明らかにした。2.NFκBは細胞質でIκBと複合体を形成し不活性化されているが、消化酵素によるIκBの分解で遊離したNFκBは核内に移行し活性を持つ。アネキシンIVによるNFκBの活性化は、IκBの分解亢進によることが判明した。また、アネキシンIVはNFκBと結合することも示され、NFκBの活性化に係わる可能性がある。3.神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞は、レチノイン酸で分化する細胞で、ニューロンのモデルとして広く使われる。この細胞を用いて、アルコールによる細胞障害性を検討した結果、未分化の細胞は、分化した細胞より強く障害を受けることがわかった。また、この障害で転写因子CREB活性が減弱することがわかった。4.SH-SY5Y細胞の分化で、グルココルチコイド受容体(GR)の発現が高まる。デキサメサゾンによるストレス障害は逆に、分化した細胞で大きくなることがわかった。