hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
励起レーザーのベクトルビーム化による高精細３次元蛍光イメージング法の開発

始めに固定脳スライスにおいてベクトルビームの効果を脳埋め込み蛍光ビーズ像から評価した結果、直線偏光においても領野において異なる光学特性を示すことが示唆された。次に、新たな透徹剤によって固定脳を透明化した結果、表面から数十μmの深さにおいては集光が保たれる条件を見出した。そこで超解像顕微鏡(構造化照明顕微鏡)へ応用し、通常では観察不可能であった深部領域において超解像効果が得られ、神経細胞シナプスのスパイン構造をより詳細に現すことに成功した。次に、生体脳における集光特性について解析した結果、そのカバーガラスの傾きや厚さ、浸液の屈折率の調整によって大きく改善することが明らかになった。本研究はin vivo2光子顕微鏡法で観察できない「太い血管の裏」を、励起レーザーの位相と偏光を調整したベクトルビームを用いることで、高精細な蛍光イメージングを達成することを目的としている。液晶デバイスは設定電圧により可視から近赤外までの波長の位相と変更を変更できる素子であり、通常の直線偏光から12分割液晶素子を通すことで径偏光化が可能である。H26年度において、この液晶素子デバイスのレーザー顕微鏡への導入を試みた。始めにNikon製顕微鏡A1R MP+に液晶デバイスを取り付ける治具の試作設計を行い、対物下において直線偏光を径偏光化し、対物レンズ後のレーザーの偏光の変換が確認された。また、液晶デバイスの利点である波長特性について、可視光および近赤外光のベクトルビーム化を試みた結果、ほぼすべての波長においてベクトルビーム化できることが実証された。一方、マウス生体脳内におけるレーザーの集光スポットを可視化することを試みた。脳構造との関連を評価する為、一部の神経細胞のEYFPを発現するH-Lineマウスを用い、100500nmの蛍光ビーズを微小ガラス管により油圧シリンジポンプを用いて生体脳へ埋め込み、Open Skull法を用いて観察用窓を作成した。この蛍光ビーズの3Dイメージを取得することで、生体脳内での集光状態を評価した結果、生体脳深部と表層では異なる光学特性を示す可能性が考えられた。一方で、マウス生体脳の深部においては微小蛍光ビーズでは蛍光強度が低く、イメージングが困難であることが明らかになった。本成果について、国際シンポジウムでポスター発表し、優秀ポスター賞を受賞した。固定脳ではその散乱の強さや屈折率差による収差のため、表面から数十マイクロメートルの深部ではイメージ像がぼやけてしまう。そこで、固定脳スライスにおいて共焦点顕微鏡法に対するベクトルビームの効果を検証した。対物レンズの直上に12分割液晶素子を導入し、1光子励起で使用する4種類の可視光レーザーそれぞれに対し径偏光化を行った。共焦点顕微鏡法での解像度を評価する為に、直径100nm以下の蛍光ビーズを生体脳へ埋め込み、数日後にパラフォルムアルデヒドで脳を固定した。固定脳の大脳皮質領域、海馬領域、白質、扁桃体領域において蛍光ビーズを共焦点顕微鏡(Nikon A1R)で3次元イメージングし、得られた蛍光ビーズ像から焦点形状を評価した。その結果、直線偏光による集光では脳の様々な領域において異なる特性を示す可能性が示唆されてきた。次年度の研究により、励起光のベクトルビーム化による組織依存性の集光特性が改善可能であるか否かを確かめる。次に、単純な人工散乱体を作成し、蛍光ビーズを包埋する実験では、散乱の強さに依存せず集光特性はほぼ変化しないことを明らかになった。一方で、高散乱体中では励起レーザーが到達しないためか、非常に強いレーザー強度が必要であった。その為、100nm以下の蛍光ビーズの場合、特に波長の短い青色で励起しなければならないものにおいて、3次元イメージングの際に褪色の影響で正確な焦点形状が得られない問題が発生した。そこで、褪色に強い蛍光物質を用いることを検討している。現在、名古屋大と東海大との共同研究により、褪色に強く、100nm以下の蛍光ビーズの作成を実施している。次年度はこれらのビーズを用いて多波長のベクトルビームイメージングを実施する予定である。本年度における達成度はおおむね順調に進展している。新たな蛍光ビーズの候補として量子ドットによるビーズを検討したが、個々のばらつきが大きいことから利用は断念した。一方で、褪色に強い蛍光物質からなるビーズについて、新たな候補を見出すことが出来た。また、提案した研究計画において、固定脳の透徹化による散乱特性と生体脳との関連についての研究を推進してきた。人工散乱体を作成し、蛍光ビーズを包埋し集光特性を評価する実験では、散乱の強さに依存せず集光特性はほぼ変化しないことを明らかにしてきた。また、固定脳における直線偏光の集光特性に関して脳組織依存的な差異を見出すことに成功したことで、概ね予定通りの成果を得ることができたと考えている。共焦点顕微鏡における励起光のベクトルビーム化の効果を検証するためにはサンプル内における集光条件が非常に重要である。前年度の研究成果により、高散乱体ファントムにおいて励起光の集光を検証した結果、励起光率は大きく低下するが、その集光特性は変化しないことが明らかになった。しかしながら、固定脳においてはその脳領域や部位において異なる集光特性を示すことが明らかになった。これは、脳組織の持つ屈折率差により発生する収差が集光に大きな影響を与えていると考えられた。

そこで、屈折率調整可能な透徹剤を新たに調整することによってサンプルを透明化し、さらに収差の低減を試みた。その結果、固定のスライス表面から数十μmの深さにおいては集光が保たれる条件を見出した。そこで、励起光の集光特性が同様に重要な超解像顕微鏡法である構造化照明顕微鏡(N-SIM)においてその条件の応用を試みた。その結果、未処理の固定脳スライスでは観察不可能であった固定脳深部領域において超解像効果が得られ、さらに長期ストレスのモデルマウスでもある人工副腎皮質ホルモン長期投与マウスにおいて、その神経細胞シナプスのスパイン構造が微細に変化していたことを見出した。この成果は固定脳内における集光特性についても詳細に検討しており、顕微鏡法としての有意義性が高いと考えている。次に、生体脳における集光特性についての詳細な解析を実施した。その結果、生体脳イメージングにおいてはそのカバーガラスの傾きや厚さ、浸液の屈折率の調整によって大きく改善することが明らかになった。集光特性の向上は焦点における励起光のエネルギー密度の向上を意味する。現在、この調整法を生体脳内における神経回路のピンポイント破壊への応用が可能であることを見出し、論文化を進めている。本年度における達成度はおおむね順調に進展している。透徹化固定脳における集光特性の評価について、さらに実験条件を追加し評価を実施することでより正確な収差の評価が実施できた。また、生体脳における集光特性の評価についてはさらに焦点領域のピンポイント破壊条件の検討を実施し、その影響を明らかに出来たことで、より有用で応用性のある顕微鏡法の提唱ができるようになったと考えている。共焦点顕微鏡における励起光のベクトルビーム化の効果を検証するためにはサンプル内における集光条件が非常に重要である。これまでの研究成果により、固定脳においてはその脳領域や部位において異なる集光特性を示すことが明らかになった。この問題を解決するために屈折率調整可能な透徹剤を新たに調整することによってサンプルを透明化し、固定のスライス表面から数十μmの深さにおいては集光が保たれる条件を見出した。さらに励起光の集光特性が同様に重要な超解像顕微鏡法である構造化照明顕微鏡(N-SIM)においてその条件の応用を試みた結果、未処理の固定脳スライスでは観察不可能であった固定脳深部領域において超解像効果が得られ、さらに長期ストレスのモデルマウスでもある人工副腎皮質ホルモン長期投与マウスにおいて、その神経細胞シナプスのスパイン構造が微細に変化していたことを明らかにした。この成果に関してはEur.J.Neuroscience誌において論文発表を行った。また、この成果は固定脳内における集光特性についても詳細に検討しており、顕微鏡法としての有意義性が高いと考えている。その結果、高価な光学調整機器を用いずとも生体脳イメージングにおいてはそのカバーガラスの傾きや厚さ、浸液の屈折率の調整によって大きく改善することが可能であることを見出だした。本手法は簡易に生体脳イメージングの深部イメージングを達成できることから、現在論文執筆中である。
ディジタルミュージアムのための超高精細画像符号化および表示方式に関する研究

本研究では、高度感性情報である伝統工芸、絵画、書画等の芸術作品を超高精細画像化しディジタルデータとして保存し、画質スケーラブル表現、さらには感性スケーラブル表現をも視野に入れた、閲覧展示の自由度がきわめて高いディジタルミュージアムのための符号化・伝送・表示方式の基礎検討を行った。以下、本研究成果の概要を述べる。ディジタルミュージアムで取り扱うデータは、絵画ばかりではなく立体芸術作品などをも対象としている。これらをディジタイズする際には、多方向から撮像した超高精細画像データを扱う必要があり、このための表示・符号化方式を検討する必要がある。本研究では、まず、回転体ディジタル画像シーケンスを対象として、これらの画像の特性を活かした回転補償法を考案し、これに動き補償を併用した可逆符号化法を提案した。さらに、立体芸術作品は必ずしも回転対象物体ではなく、むしろ非対称な形状である場合が多いことから、回転非対称形状の物体をも対象とした可逆符号化法を開発し、シミュレーションを行なってディジタルミュージアムのための符号化伝送表示システムの基本部分を完成させた。また、ディジタルミュージアムが対象としているのは、高度感性情報である芸術作品であり、従来のSNRスケーラビリティをそのままディジタルミュージアムに適用することは望ましいことではないことから、感性スケーラブルな符号化について基礎検討を行った。また、ディジタル化された芸術作品に対しては著作権保護手段も大きな問題であり、著作権保護と改ざん検知の両者を可能とする新しい電子透かし法を提案し、シミュレーションによって有効性を確認した。なお、感性情報のスケーラブル符号化はきわめ挑戦的かつ魅力的なテーマであるが、同時に感性情報の記述というきわめて難しい問題を含んでおり、これについては、これまでの知見をもとに、今後も引き続いて検討を行っていく予定である。本研究の目的は、高度感性情報である伝統工芸、絵画、書画等の芸術作品を超高精細画像化しディジタルデータとして保存し、画質スケーラブル表現、さらには感性スケーラブル表現をも可能とする閲覧展示の自由度がきわめて高いディジタルミュージアムのための符号化・伝送・表示方式の基礎検討を行うことにある。本研究代表者らは、これまでの研究において、超高精細画像システムが要求する機能を下記の3点、すなわち、(1)可逆符号化機能、(2)スケーラブル符号化機能、(3)選択的領域復号表示機能、に整理統合し、それらの点について個々にその機能を満足する方式を開発している。本研究の初年度にあたる平成13年度は、上記の研究成果をもとに、ディジタルミュージアムの符号化・伝送・表示に要求される必須機能を再編成し,ディジタルミュージアムのための超高精細画像情報符号化表示システムの基本アーキテクチャ部分を確立することを目的に研究を進めた。以下、本年度の研究成果について要点を述べる。(1)ディジタルミュージアムのための符号化・伝送方式の基礎検討ディジタルミュージアムで取り扱うデータは、絵画ばかりではなく立体芸術作品などをディジタイズしたものも含まれる。立体芸術作品においては単一方向のみではなく、多方向から撮像した超高精細画像データを扱う必要があり、このための符号化方式や表示方式を検討する必要がある。このための具体的手法として、回転による参照画素位置補償法を導入し、これを利用した符号化モデルとして順方向回転予測モードおよび逆方向回転予測モードを用意し、さらにこれにフレーム内予測モードも加えて、これら3種類の予測モードの中からもっとも効果的なモードをブロックごとに適応的に選択して用いる手法を提案した。さらに、実写映像の符号化においては、理論的に計算された回転補償による参照画素位置と、実際上最適な参照画素位置との間には誤差が生じるため、これに動き補償法を援用することにより理論値と実測値の誤差を吸収させる手法について提案した。

これにより、動き補償単独あるいは回転補償単独による方式よりも優れた結果を得た。(2)ディジタルミュージアムにおける表示方式の基礎検討次に、立体物を多方向から撮像した画像シーケンスを対象として、ディジタルミュージアムにおける表示方式の基本となる部分を検討した。本研究では、特に、画像の回転表示およびスケーラブル表示をディジタルミュージアムの閲覧における必須機能と位置付け、これらの機能を有するシステムの試作を行った。試作システムをWindows PC上に構築し、実際に作品の表示を行いシステムの実現上の問題点や改良すべき点などについて考察した。本研究の目的は、絵画書画、伝統工芸品などの芸術作品を超高精細画像化し、ディジタルデータとして保存することにより、閲覧展示の自由度が極めて高いディジタルミュージアムのための画像符号化・伝送・表示方式の基礎検討を行うことにある。本年度は昨年度の研究成果を踏まえ、ディジタルミュージアムのための超高精細画像の符号化・伝送・表示方式に要求される機能(可逆性、表示方式の柔軟性、著作権の保護機能など)を実現するための基本的なアーキテクチャを構築した。また、提案方式の基本部分をパソコン上に実現し、伝送・表示実験を行ってシステムの評価を行った。具体的な研究成果の概要を下記に記述する。(1)立体芸術作品の符号化・表示方式の検討ディジタルミュージアムで取り扱うデータは、絵画ばかりでなく彫刻や陶磁器など立体芸術作品などをも対象としている。昨年度は、立体対象物として円筒形物体を対象とした可逆符号化方式を開発したが、本年度はこれをオクルージョンが生じない条件で任意の形状の物体に拡張し、その可逆符号化方式を開発した。提案方式では、まずブロックマッチング法により対象物の形状を推定し、これを利用して前年度に本研究で開発した回転補償符号化方式を適用している。これにより圧縮効率の高い可逆符号化を実現した。(2)ディジタルミュージアム用画像符号化方式の伝送・表示シミュレーション実験次に、前記(1)で開発した符号化方式をパソコン上に構築し、伝送・表示シミュレーション実験を行った。まず、1台のパソコンをディジタルミュージアムデータサーバとし、これにスケーラブル表示が可能な符号化データを保存しておく。次に、複数台のパソコンをネットワークを介してこのデータサーバに接続し、スケーラブル伝送・表示実験を行い提案方式の有効性を確認した。本研究では、高度感性情報である伝統工芸、絵画、書画等の芸術作品を超高精細画像化しディジタルデータとして保存し、画質スケーラブル表現、さらには感性スケーラブル表現をも視野に入れた、閲覧展示の自由度がきわめて高いディジタルミュージアムのための符号化・伝送・表示方式の基礎検討を行った。以下、本研究実績の概要を述べる。ディジタルミュージアムで取り扱うデータは、絵画ばかりではなく立体芸術作品などをも対象としている。
蘚類の生産する新規細胞外Mn-SODの構造と生物学的意義

筆者らが蘚類ネジグチゴケBarbula unguiculataから発見した新規な細胞外マンガン型スーパーオキシドジスムターゼ(Mn-SOD)は、従来のMn-SODとは異なり、細胞外に産生され、かつ糖鎖を含む新規な特性を有している。本研究では細胞表層系における本酵素の生物学的意義を酸素ストレス耐性や細胞壁合成の面から解明することを第一の目的とした。本酵素は高等植物のgerminおよびgermin like proteinsに相同性が高いが、germinはoxalateoxidase活性を持つ糖タンパクでありMnの存在やSOD活性は報告されていない。逆に本酵素はoxalateoxidase活性を持たない点でgerminとは異なる。両者の構造と活性における異同を明確にするために、まず、酵素の大量培養系を構築し、精製酵素を調製した。本酵素の部分アミノ酸配列からプローブを調製し、遺伝子解析を行ない、194アミノ酸からなる全配列を決定した。その結果、本酵素は2つのgermin box特有の配列を持つことからgermin like proteinsであることがわかった。TOF-MSによる分子量決定から六単糖として7-8個の糖が全アミノ酸配列中の一箇所に結合していることが示唆され、現在これを酵素により切り出し精製し、精製表品について、キャピラリー電気泳動による糖組成解析および糖鎖認識抗体による染色法から糖鎖解析を行なっている。現在MSおよびNMRによる推定構造の確認を行なっている。本酵素が何故SOD活性をもつのか、また細胞外に産生されるのかについてはoxalateの分解の際に精製される過酸化水素を消去するための過酸分解系の役割を持つこと、および細胞表層多糖の重合反応における過酸消去機能の面から追跡中である。蘇類の一種であるネジグチゴケBarbulaunguiculataを細胞培養すると、細胞外(細胞表層)にマンガン型スーパーオキシドレダクターゼ(Mn-SOD)を産生することを見いだした。本酵素は従来のミトコンドリアに存在するMn-SODと異なり、細胞外に分泌され、かつ糖鎖を含むことから新規Mn-SODと同定された。蘚苔類が生物進化の過程で最初の陸上植物であること、および陸上化を果たしていく中でどのように酸素ストレスに適応していったかを知ることは極めて重要な意味を持っており、その点から酸素毒性を防御する細胞外SODの構造と生物学的意義を解明することを目指した。筆者らはこの細胞外Mn-SODの構造解析を進めた結果、本酵素はTOF MASSによる単量体の分子質量は22kDaで、糖鎖を含み、1分子当たり1原子のMnを含むこと、ゲルろ過による分子量から生体中では56量体を形成していること、アミノ酸の部分一次配列から全塩基配列を解析した結果、本酵素は高等植物のgerminおよびgermin like proteinsに相同性が高いことを明らかにした(J.Biol.Chem.に投稿)。細胞外SODとしては、これまでにヒト、マウスや植物からCuZn型のみが数例見いだされているが、糖鎖を含むMn-SODは報告されていない。一方、germinは穀類の発芽時に胚乳に誘導されoxalateoxidase活性を持つ糖タンパクで、細胞壁合成時にoxalateを分解して過酸化水素を生成することが知られているが、Mnの存在やSOD活性は報告されていない。本酵素はoxalateoxidase活性を持たない点でgerminとは異なるが、同じコケのミトコンドリアMn-SODとはシーケンスの相同性がまったくないことから、新規のgerminあるいはgermin like proteinと考え、両者の構造と活性における異同を明確にすることも目的とした。特に糖鎖の結合位置、糖鎖構造について、N末端から55番目のAsnにただ1本ハイマンノース型糖鎖が結合していると結論した。

本酵素が何故SOD活性をもつのか、また細胞外に産生されるのかについてはoxalateの分解の際に精製される過酸化水素を消去するための過酸分解系の役割を持つこと、および細胞表層多糖の重合反応における過酸消去機能の面から追跡中である。
重いフレーバーの素粒子物理学

平成18年度は前年度に引き続きB中間子のセミレプトニック崩壊を用いて小林・益川行列の要素であるVubを測定することを中心課題として研究を行った。この測定は、一般に模型依存性が避けられず、そのために系統誤差を小さくすることが困難であるが、標準理論を超えた物理法則の探索のためには基本的な物理量であるためにできるだけ精度よく測定することが強く望まれている。この測定はハドロン部分が特定できる場合(排他的セミレプトニック崩壊)および、ハドロンを特定しない場合(包含的セミレプトニック崩壊)の双方において可能であり、理論的不定性をできるだけ排除して測定を行うためには、両方の測定を同時に進めることが必要である。前者においては、終状態のハドロンとしてπ、ρ、ωなどの中間子を一個だけ含むような崩壊反応が測定可能であり、これらについての崩壊分岐比の測定データはこれまでに得られており、測定可能なレプトンのエネルギー領域が狭いために形状因子の理論的不定性がまだ十分小さいとは言えないが、Vubの測定精度は大きく改善された。この測定では、チャーム粒子からのバックグラウンドを正しく評価することによって、測定可能なレプトンのエネルギー範囲を広げることができた。また包含的セミレプトニック崩壊の測定では、この崩壊の終状態におけるレプトン系のQ^2分布、ハドロン系の質量Mxの分布を力学的に許されるすべての範囲で測定することが肝要であり、この点において従来の測定を改善することができた。平成16年度はB中間子のセミレプトニック崩壊を用いて小林・益川行列の要素であるVubを測定することに関する基礎的な研究を行った。この測定は、ハドロン部分が特定できる場合(排他的セミレプトニック崩壊)および、ハドロンを特定しない場合(包含的セミレプトニック崩壊)の双方において可能であり、理論的不定性をできるだけ排除して測定を行うためには、両方の測定を同時に進めることが必要である。前者においては、終状態のハドロンとしてπ、ρ、ωなどの中間子を一個だけ含むような崩壊反応が測定可能であり、これらについての崩壊分岐比の測定データはこれまでに得られているが、測定可能なレプトンのエネルギー領域が狭いために形状因子の理論的不定性が大きく、Vubを精度よく決定するには至っていない。今後は、チャーム粒子からのバックグラウンドを正しく評価することによって、測定可能なレプトンのエネルギー範囲を広げることを目指したい。また包含的セミレプトニック崩壊の測定では、この崩壊の終状態におけるレプトン系のQ^2分布、ハドロン系の質量Mxの分布を力学的に許されるすべての範囲で測定することが肝要であるが、Mx>1.8GeVの領域でチャーム粒子からの寄与を排除することが困難であり、十分な測定に至っていない。今後の方針としては、力学的変数以外の事象の特徴、たとえばチャーム粒子のバーテックス位置の情報を用いてこれらの混入を減らすことを試みたい。平成17年度は前年度に引き続きB中間子のセミレプトニック崩壊を用いて小林・益川行列の要素であるVubを模型依存性が少ない方法で測定することを目標に研究を行った。今後の方針としては、力学的変数以外の事象の特徴、例えばチャーム粒子のバーテックス位置の情報を用いてこれらの混入を減らすことを試みたい。

また包含的セミレプトニック崩壊の測定では、この崩壊の終状態におけるレプトン系のQ^2分布、ハドロン系の質量Mxの分布を力学的に許されるすべての範囲で測定することが肝要であり、この点において従来の測定を改善することができた。
東アジアにおける生産と流通の歴史社会学的研究

昨年度及び本年度においては、東アジアにおける生産過程に関連する諸問題と流通過程における諸問題とを明らかにし、両問題の特徴・特色を具体的に検討しながら、相互の関連を探ることを目的とした。その際、まず下にあげる二つの留意事項を共同研究者全員の共通認識として確認した。まず第一に、作業領域を東アジアとし、常に汎東アジア的な発想を行なうことを念頭に置いた点である。共同研究者は中国を中心としつつも広くモンゴル・朝鮮・日本(とりわけ九州)といった東アジア全体に視野を広げ、それぞれの社会構造の差違を念頭に置きつつも、生産と流通の両者のあり方がいかなる変容を見せていたかを考察した。第二に、社会経済史の研究領域にとらわれずに「生産と流通」の問題を扱うことを心がけた点である。共同研究者は制度史・政治史・文化史、さらには考古学といった諸方面からもアプローチを行ない、東アジアの人間が生みだした有形無形の生産物とその移動流通の諸相を究明していこうとした。以上の共通認識にたって、二年間に合計六回の研究会を開催したほか、共同研究者の大部分が集合し、各々の研究テーマにそって研究発表を行なった。以上のような研究活動の結果、東アジア各国・地域が過去にいかなる構造的連関を持った経済的世界を形成したのか、という共同研究者共通の課題について深い理解が得られるに至った。具体的には、九州をはじめとした全国の大学・図書館に足を運んで文献史料の収集につとめ、獲得された史料をデータベースの形に整理して、以後研究の便に供する作業を進めた。一方、共同研究者はあらたに収集した史料によって、論文・著者としてすでに公表したか、あるいはその準備を行っているところである。本年度においては、東アジアにおける生産過程に関連する諸問題と流通過程における諸問題とを、それぞれの特徴特色を具体的に検討しながら両問題の相互の関連を明らかにする事を目的とした。その際、下にあげた二つの留意事項を、共同研究者相互の共通認識として確認した。まず第一に、中国を中心としつつも広くモンゴル・朝鮮・日本(とりわけ九州)といった東アジア全体に視野を広げ、それぞれの社会構造の差異を念頭に置き、生産と流通の両者のあり方がいかなる変容を見せていたのかという点。そして第二に、「生産と流通」の問題を社会経済史的な枠組みでのみ捉えることなく、制度史・政治史・文化史、さらには考古学といった諸方面からもアプロ-チを行い、当該地域の人間が生み出した有形無形の生産物とその移動・流通の諸相を究明していこうとした点である。以上の共通認識にたって、本年度においては三回の研究会を開催し、その過程で、単なる交渉史や文化交流史ではなく、東アジア各国・地域が過去にいかなる構造的連関性を持った経済的世界を形成したのか、という問題を共同研究者共通の課題として設定するに至った。具体的には、基礎的作業として、共同研究者の所属機関の所有する研究素材(史料)をさらに充実させるために、九州をはじめとした全国の大学・図書館等に足を運んで文献史料の収集につとめた。こうして補強された研究素材を共同の知的財産としてプ-ルし、容易に検索できるようにデ-タベ-スの形に整理して、以後の研究の便に供することにしている。一方、共同研究者は新たに収集した史料を使って、研究成果を論文・著書としてすでに公表したか、あるいはその準備をおこなっているところである。本年度においては、昨年度にひき続き、東アジアにおける生産過程に関連する諸問題と流通過程における諸問題とを、それぞれの特徴特色を具体的に検討しながら両問題の相互の関連を明らかにすることを目的とした。その際、下にあげた二つの留意事項を共同研究者相互の共通認識として確認した。まず第一に、中国を中心としつつも広くモンゴル・朝鮮・日本(とりわけ九州)といった東アジア全体に視野を広げ、それぞれの社会構造の差違を念頭に置き、生産と流通の両者のあり方がいかなる変容を見せていたかという点。

そして第二に、「生産と流通」の問題を社会経済史的な枠組みでとらえることなく、制度史・政治史・文化史、さらには考古学といった諸方面からもアプローチを行ない。当該地域の人間が生みだした有形無形の生産物とその移動流通の諸相を究明していこうとする点である。以上の共通認識にたって、昨年度と同様、三回の研究会を開催したほか、共同研究者の大部分が集合し、各々の研究テーマにそって研究発表を行なった。以上のような研究活動の結果、東アジア各国・地域が過去にいかなる構造的連関を持った経済的世界を形成したのか、という共同研究者共通の課題について深い理解が得られるに至った。具体的には昨年度にひき続き、九州をはじめとした全国の大学・図書館に足を運んで文献史料の収集につとめ、獲得された史料をデータベースの形に整理して、以後研究の便に供する作業を進めた。一方、共同研究者はあらたに収集した史料によって、論文・著書としてすでに公表したか、あるいはその準備を行っているところである。
日本の森林土壌における有機物分解性の定量化とその支配要因の解明

土壌に有機物として大量に蓄積している炭素が地球温暖化に伴ってどれだけ大気中へ放出されうるかを正確に予測するためには、土壌有機物の分解特性の解明が不可欠である。本研究では、土壌有機物の分画、放射性炭素(14C)分析、13C-NMR測定及び土壌の培養実験を駆使することで、我が国の森林表層土壌に蓄積する有機物の鉱物粒子との結合形態、化学構造、土壌中における平均滞留時間、分解速度の温度依存性を定量的に明らかにした。土壌に有機物として大量に蓄積している炭素が、地球温暖化に伴ってどれだけ大気中へ放出されうるかを正確に予測するためには、土壌有機物の蓄積「量」の把握に加えて、その「質」、すなわち「分解性の多様性」を定量的に把握することが不可欠である。本研究では、我々が開発した「土壌有機物分画と放射性炭素(14C)分析を組み合わせた方法」を用いて、日本の森林土壌における有機物分解性を定量化することを目指している。国内の気候帯や土壌分類が異なる森林において、リター層及び表層20cmの土壌を採取した。採取した土壌を深さごとに切り分け、その炭素含有量を測定するとともに、加速器質量分析装置(AMS)を用いて14C同位体比を分析した。また、塩酸及び水酸化ナトリウムを用いた化学分画を行い、得られた酸不溶性及びアルカリ不溶性に対する炭素含有量及び14C同位体比を分析した。得られた14C同位体比に基づいて有機物の滞留時間を推定した。さらに、土壌の鉱物学的特性として、ピロリン酸・シュウ酸塩・ジチオナイトによって抽出されるアルミニウムと鉄の量を測定した。その結果、土壌有機物の数年から数千年におよぶ滞留時間の分布を推定することに成功し、森林サイト間で深ざごと及び有機物分画ごとの14C同位体比分布が異なり、したがって、有機物の滞留時間分布が異なることが明らかになった。土壌有機炭素の貯留量が多い土壌ほど、ピロリン酸抽出アルミニウム量が多く、滞留時間が100年以上と長い有機物の蓄積量が多いことから、土壌の鉱物学的特性が表層土壌の有機物動態に強く影響を及ぼしている可能性があることが示唆された。本研究では、土壌有機物分画と放射性炭素(14C)分析、ならびに土壌の培養実験によって、日本の森林土壌における有機物分解性を定量化することを目指している。国内の気候帯や土壌分類が異なる森林で採取した表層20cmの土壌に対して、比重による有機物分画を行い、得られた3つの画分(軽比重画分、鉱物と結合した軽比重画分、重比重画分)の炭素含有率を分析した。さらに、13C NMRにより各画分の有機物構造を解析した。その結果、すべての土壌で、重比重画分の有機物として存在する炭素量が最も多く、その炭素貯留量は、土壌全体に対してピロリン酸によって抽出されるアルミニウムの量と非常に強い相関があることがわかった。鉱物と結合した軽比重画分は、炭素含有率は非常に高かったが、炭素貯留量としては<20%に留まった。有機物構造解析の結果、軽比重画分は、主に植物体内のセルロースやヘミセルロースなどの多糖類を構成する有機炭素と考えられるO-アルキル態炭素が多かったことから、微生物による代謝を比較的受けていない有機物が主な構成有機物であると推察された。一方、鉱物と結合した軽比重画分では、脂肪族炭素の割合が目立って高く、O-アルキル態炭素が少ないことから、微生物による代謝・分解を受けた有機物が主要な成分である可能性が示された。現在、これらの画分の14C同位体比の分析を進めており、今後は、土壌有機物の化学的構造と14C分析によって推定できる滞留時間の関係を調べることで、土壌有機物の分解性を規定する要因の解明に迫る。土壌有機物の分解速度が温度上昇によってどれだけ加速されるかを明らかにすることは、温暖化による地球炭素循環への影響を正確に予測する上で重要である。特に、数十年から100年程度にわたって土壌に滞留している有機物は、その貯留量が多いにもかかわらず、分解の温度応答はよくわかっていない。

我々は、土壌の培養実験、有機物分画、放射性炭素(C-14)同位体分析、3プールモデルを用いることで、土壌有機物を数日100年にわたる異なる滞留時間を持つ有機物に分別し、さらにその滞留時間と分解速度の温度応答の関係を定量化した。その結果、土壌中において滞留時間の長い有機物ほど温度上昇による分解速度の増大が大きく、表層15 cmまでで一平方メートル当たり1.4-3.2 kgもの土壌有機炭素が、現在の気候変動モデルにおける仮定よりも敏感に温度に対して応答することを示した。土壌に有機物として大量に蓄積している炭素が、地球温暖化等の環境変化に伴ってどれだけ大気中へ放出されうるかを正確に予測するためには、土壌有機物の蓄積「量」の把握に加えて、その「質」、すなわち「分解性の多様性」を定量的に把握することが不可欠である。本研究では、土壌有機物分画と放射性炭素(14C)分析、ならびに土壌の培養実験によって、日本の森林表層土壌における有機物分解性を定量化することを目指した。国内の気候帯や土壌分類、植生の異なる森林で採取した表層20cmの土壌に対して、比重による有機物分画を行い、得られた3つの画分(軽比重画分、鉱物と結合した軽比重画分、重比重画分)に対して、14C同位体比分析を行った。さらに、14C同位体比に基づいて、核実験起源14Cをトレーサーとする土壌炭素循環モデルを用いて、土壌炭素の各画分における平均滞留時間を推定した。その結果、軽比重画分には、核実験起源14Cの混入が最も多く認められ、概して15年以下の平均滞留時間であると推定された。核実験起源14Cの混入の程度は、鉱物と結合した軽比重画分、重比重画分の順に小さくなり、重比重画分における炭素の平均滞留時間は160540年と見積もられた。ピロリン酸抽出アルミニウム量と、鉱物と結合した軽比重画分や重比重画分の炭素量の間に相関が見られ、有機物-アルミニウム複合体が表層土壌における炭素の貯留に寄与していると考えられた。一方、これらの画分の炭素平均滞留時間とピロリン酸抽出アルミニウム量や画分の炭素貯留量との間に明確な関連性が見られなかったことから、有機物-アルミニウム複合体の形成が表層土壌における炭素の長期安定化に寄与する主要なメカニズムではないことが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。生物地球科学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた調査土壌の選定・採取、土壌有機物の分画、同位体分析、土壌特性分析は達成できている。これまで採取した土壌については、新たに比重による分画を行ったが、それらの試料に対する同位体分析が遅れている。また、有機物分解に影響を及ぼしうる要因の解析を行うための調査サイト数の拡充が十分に行えなかったことから、全体としてやや遅れている。当初の計画通り、今年度に土壌有機物分解の温暖化に対する応答の調査に着手できたが、土壌有機物の分解特性の定量化及び有機物分解に影響を及ぼしうる要因の分析を行うサイト数の拡充が十分に行えず、やや遅れている。当初の研究計画通り、次年度以降も土壌有機物の分画、同位体分析、土壌特性分析を継続し、データの蓄積を図る。次年度以降も土壌有機物の分画、同位体分析、土壌特性分析を継続し、データの蓄積を図る。特に、仮説を支持するより強力なエビデンスとなる調査サイトを探索することに留意する。具体的には、年間平均気温や土壌のAl含有量が極端に高い、もしくは低いサイト等である。
「シャドーイング」と「多聴・多読」の相乗効果の検証～中学生の英語内在化へ向けて～

1.研究目的:シャドーイングと多読・多聴を組み合わせた学習方法が中学生の英語内在化にどのように貢献するかを検証することを目的とした。2.研究方法:中学1年生240名を統制群とし「シャドーイング+初出リーディング」を7ヶ月間実施した。実験群は、異なる中学1年生260人を対象とし「シャドーイング+リサイクルリーディング+10分聞き流し」を7ヶ月間実施した。統制群・実験群共に独自に製作した同一音源CDを利用した。3.検証方法:内在化を検証する手段として秋田県学習状況調査問題を使用し、全体と項目ごとの両群の正答比率の差を検定した。4.分析結果:統制群では、正答率リスニング70.19%,リーディング70.78%,対話文63.91%作文57.92%.並べ替え67.49%となった。実験群では、リスニング90.7%.リーディング80.98%.対話文85.24%.作文88.25%.並べ替え88.35%となり統計的に高度の有意差がみられ、統制群に比べ実験群の正解率が有意に高いという結果が見られた。5.研究成果:・シャドーイングで使用した英文を多読の教材として再度使用し多聴では初出の英文を与えることで、シャドーイングで訓練された語順感覚や音の認識の促進へつながるのではないかと推察された。・シャドーイングの利用の仕方も正確さを最重要課題とせず、7割8割程度の正確さで許容したほうが中学生にとっては効果が期待できる。つまりシャドーイングのミス個数に執着すると1つの教材を消化できず心理的に負荷を抱えるケースや倦怠感を抱くケースが散見される。多少不完全であっても、新しい教材に進み多様な構文に触れることでそれぞれの方法が補完関係を構築することが期待できる。本実践において、この効果は中位以下の生徒の引き上げに大きく貢献された。・通訳訓練で使用されているシャドーイングをより効果的に教室に取り入れるために、聞き流しや読み流しなど量的流暢さを重視する活動と組み合わせることで複数の相乗効果を引き出す可能性は大きいと思われる。このようなテストパフォーマンスに影響を与える因子は多様であるため単一の方法論の効果だけを論じることはできないが、公立中学校で200人を越える生徒を年間で一定の到達度まで導くことができたということは、教育現場での実務効果という点から見て大いに意義があったと言える。
移植肺インターロイキン10経気道的遺伝子導入による拒絶反応抑制効果

BNラットの左肺にヒトIL-10遺伝子を経気道的に遺伝子導入した後,MHC不適合のLewラットに同所性に移植した.移植後6日目の病理学的評価で,移植肺の拒絶反応のstageおよび炎症反応の程度が,IL-10群においてコントロール群に比べ有意に軽減されていた.本研究の結果から,移植肺へのlL-10遺伝子の経気道的子導入が,ラット移植肺急性拒絶反応を有意に抑制することが示された.BNラットの左肺にヒトIL-10遺伝子を経気道的に遺伝子導入した後,MHC不適合のLewラットに同所性に移植した.移植後6日目の病理学的評価で,移植肺の拒絶反応のstageおよび炎症反応の程度が,IL-10群においてコントロール群に比べ有意に軽減されていた.本研究の結果から,移植肺へのlL-10遺伝子の経気道的子導入が,ラット移植肺急性拒絶反応を有意に抑制することが示された.1.ラット肺移植グラフトへの遺伝子導入法の検討(1)摘出肺移植グラフトへのリポフェクション法による経気道的遺伝子導入導入する遺伝子は、レポーター遺伝子として知られるβ-galactosidaseが組み込まれたプラスミド:pCMVβとし、カチオン性脂質を用いたリポフェクション法で行った。ラット肺移植モデルにて、レシピエントから摘出した肺移植グラフトの気管支断端より、プラスミドDNA-脂質複合体含む溶液を注入し遺伝子導入を行い、その後、左肺同所性移植を行った。移植手術後3日目に移植した肺を摘出し、X-gal染色を行った結果、β-galactosidaseが発現していることが確認され、リポフェクション法による経気道的遺伝子導入が可能であることが明らかとなった。2.インターロイキン10(IL-10)遺伝子を組み込んだプラスミドの作製とそのIL-10産生能の確認pCMVβのβ-galactosidaseの部位にPCRにて得られたhuman IL-10(hIL-10)のcDNAを組み込み、プラスミド:pCMVhIL-10を作製した。A549細胞(ヒト肺癌細胞)へpCMVhIL-10をリポフェクション法により遺伝子導入したところ、培養上清にhIL-10が産生されることを確認した。3.ラット肺移植グラフトへのIL-10遺伝子導入による拒絶反応抑制効果の検討実験動物として近交系ラットを用い、Brown Norway(ドナー)→Lewis(レシピエント)のMHC不適合(拒絶反応モデル)の組み合わせで移植を行った。ドナーから摘出した肺移植グラフトに上記1-(1)の方法で、pCMVhIL-10を遺伝子導入した後に、左肺同所性移植を行った。移植後6日目に移植肺を摘出し、組織学的に拒絶反応の抑制効果を検討した。まだ、サンプル数の不足で、統計学的有意差を得るには至っていない。本研究では,インターロイキン10(IL-10)遺伝子をラット移植肺へ経気道的に導入し、拒絶反応抑制効果が得られるか否かにつき検討した.BNラットより左肺を摘出し,ヒトIL-10遺伝子を内包した遺伝子プラスミド(pCMVhIL-10),またはコントロールプラスミド(pCMVβ)をcationic liposomeを媒体として経気道的に遺伝子導入した.遺伝子導入後,ドナー肺をMHC不適合のLewラットに同所性に移植した.移植後6日目に移植肺を摘出し,移植肺の拒絶反応のstage(0-IV)を組織学的に評価した.また,拒絶反応に伴う急性炎症の病理学的パラメーター(リンパ球浸潤,浮腫、肺胞内出血、壊死)を設定し,各所見が切片全体に占める割合に基づき,それぞれの程度を0-4にスコアリングした.IL-10群(n=7)ならびにコントロール群(n=6)の拒絶反応のstageは,3.1.0±0.4vs.3.8±0.4であり,IL-10群で拒絶反応の進行が有意に抑制されていた.急性炎症のパラメーターのスコア(IL-10群vs.コントロール群)は,リンパ球浸潤:3.4±0.5vs.3.2±0.4,浮腫:2.3±0.8vs.3.2±0.4,肺胞内出血:0.3±0.5vs.2.2±0.8,壊死:0.3±0.5vs.1.2±0.5であり、浮腫,肺胞内出血,壊死の程度がIL-10群において有意に軽減されていた.本研究の結果から,cationic liposomeを媒体とする移植肺へのIL-10遺伝子の経気道的子導入が,ラット移植肺急性拒絶反応を有意に抑制することが示された.今後は,移植肺内のサイトカイン発現などにつきさらに研究を進める.本研究では,インターロイキン10(IL-10)遺伝子をラット移植肺へ経気道的に導入し、拒絶反応抑制効果が得られるか否かにつき検討した. BNラットより左肺を摘出し,ヒトIL-10遺伝子を内包した遺伝子プラスミド(pCMVhlL-10),またはコントロールプラスミド(pCMVβ)をcationic liposomeを媒体として経気道的に遺伝子導入した.遺伝子導入後,ドナー肺をMHC不適合のLewラットに同所性に移植した.

移植後6日目に移植肺を摘出し,移植肺の拒絶反応のstage(0-IV)を組織学的に評価した.また,拒絶反応に伴う急性炎症の病理学的パラメーター(リンパ球浸潤,浮腫、肺胞内出血、壊死)を設定し,各所見が切片全体に占める割合に基づき,それぞれの程度を0-4にスコアリングした. IL-10群(n=7)ならびにコントロール群(n=6)の拒絶反応のstageは, 3.1.0±0.4 vs. 3.8±0.4であり, IL-10群で拒絶反応の進行が有意に抑制されていた.急性炎症のパラメーターのスコア(IL-10群vs.コントロール群)は,リンパ球浸潤: 3.4±0.5 vs. 3.2±0.4,浮腫: 2.3±0.8 vs. 3.2±0.4,肺胞内出血: 0.3±0.5 vs. 2.2±0.8,壊死: 0.3±0.5 vs. 1.2±0.5であり、浮腫,肺胞内出血,壊死の程度がIL-10群において有意に軽減されていた.本研究の結果から, Gationic liposomeを媒体とする移植肺へのIL-10遺伝子の経気道的子導入が,ラット移植肺急性拒絶反応を有意に抑制することが示された.また,移植肺内のサイントカイン発現を定量RT-PCR法にて測定したところ, IL-10群でIL-2およびINF-αの発現が有意に抑制されていることが判明した.
環境融和傾斜機能フィルタの開発

本研究では遠心モールド法(遠心力によって焼結前のグリーン体を成形する方法)と傾斜機能材料(複数の相を連続的に傾斜させて各相の機能を併せ持つようにした材料)という材料設計概念に基づいて、気孔径・気孔率傾斜によって機械的特性に優れるセラミックス円筒フィルタの新たな材料設計概念を考案したものである。一般にフィルタは低い強度にもかかわらず熱衝撃に強いという性質を有するが、それは、たとえば高温のフィルタが冷媒によって冷却される場合を考えると、冷媒がフィルタ内に浸透することによって熱応力を緩和するためである。この現象を積極的に利用しようとする構造設計と、気孔径・気孔率傾斜という材料設計を組み合わせるものが「環境融和傾斜機能フィルタ」である。セラミックス材料の特性は出発粉末の特性に依存し、粉末の特性は製造方法に依存する。その実現のために、高温用フィルタの材料設計概念を提案し、遠心モールド法によってフィルタ機能と機械強度を両立させた円筒フィルタの作製に成功した。また、造孔材としての二種類のPMMA球状粒子を混ぜることによって、中空円筒フィルタの気孔morphologyをコントロールでき、フィルタ材料の機械特性の信頼性を向上した。さらに、高性能粉末の製造プロセスを提案し、アルミナ・炭化珪素多孔質材料の組織制御を行った。この研究では、ゾルーゲル法によって、高い比表面積をもつアルミナ/炭化珪素混合粉末の合成を成功した。この複合粉末を利用し、複合フィルタを作製し、機械強度・靭性とフィルタ機能との関係を検討した。本研究は,遠心モールド法(遠心力によって焼結前の複合グリーン体に組成の傾斜をつける方法)と傾斜機能材料(複数の相を連続的に傾斜させて各相の機能を併せ持つようにした材料)という材料設計概念に基づいて,気孔径・気孔率傾斜によって機械的特性に優れるセラミックス円筒フィルタの新たな材料設計概念を考案したものである.一般にフィルタは低い強度にもかかわらず熱衝撃に強いという性質を有するが,それは,例えば高温のフィルタが冷媒によって冷却される場合を考えると,冷媒がフィルタ内に浸透することによって熱応力を緩和するためである.この現象を積極的に利用しようとする構造設計と,気孔径・気孔率傾斜という材料設計を組み合わせるものが「環境融和傾斜機能フィルタ」である.その実現のために次のことを行った.1)アルミナとタングステンよりなる中空円筒傾斜機能材料を遠心モールド法によって作製し,かつ,その焼結後の残留応力を解析した.2)高温用フィルタの材料設計概念を提案し,アルミナ+造孔材のスラリーから遠心モールド法を用いて傾斜機能グリーン体を作製し,フィルタ機能と強度を両立させたセラミックスフィルタの作製に成功した.3)気孔率の傾斜したアルミナ円筒フィルタを遠心モールド法により作製し,その強度特性を0リング圧環試験により求めた.本研究では遠心モールド法(遠心力によって焼結前のグリーン体を成形する方法)と傾斜機能材料(複数の相を連続的に傾斜させて各相の機能を併せ持つようにした材料)という材料設計概念に基づいて、気孔径・気孔率傾斜によって機械的特性に優れるセラミックス円筒フィルタの新たな材料設計概念を考案したものである。
短時間作用型β1遮断薬術中投与による周術期心筋保護戦略を確立する

短時間作用型β1遮断薬(交感神経の緊張を弱める薬)による心筋保護作用と各種麻酔薬の影響を動物実験と臨床において検討した。短時間作用型β1遮断薬は明らかな心筋保護作用を示したが,この作用は揮発性吸入麻酔薬(ガス麻酔薬の一種類)により部分的に減弱する可能性がある。虚血性心疾患患者においては揮発性吸入麻酔薬を用いた全身麻酔よりも静脈麻酔薬による全身麻酔中に短時間作用型β1遮断薬を静脈内持続投与した方法がより安全であることが示唆された。短時間作用型β_1遮断薬ランジオロールの心筋保護作用に対する麻酔薬の早期および遅延期心筋保護作用の影響を検討した。ウサギを用いてs(+)-ketamine, xylazineにて麻酔維持し,左冠動脈鈍縁枝を30分閉塞後180分間の再灌流を行った。遅延期セボフルラン群(Sev L群:n=8)はセボフルラン0.5MACを30分間吸入させ24時間の回復期間をおき,早期セボフルラン群(Sev E群:n=10)はセボフルラン0.5MACを冠動脈閉塞60分前より30分間吸入した。コントロール群(C群:n=7)を除くランジオロール単独群(L群:n=6),Sev L群,Sev E群においてはランジオロール20μg/kg/minで静脈内持続投与した。実験終了後,心臓の横断スライスを作成1% triphenyl-tetrazolium chlorideで染色し心筋梗塞領域,梗塞危険領域および全左室の重量比を計測した。心筋梗塞/梗塞危険領域比(mean±SE)はK群:59±4%,K+L群:42±11%,SevL群:41±4%,Sev E群:33±3%と,K群と比較しK+L群,Sev L群は心筋梗塞範囲が小さく,Sev E群ではさらに有意に減少した。研究に同意の得られた心拍動下冠動脈バイパス術患者20名を対象とし,セボフルラン群(10名)およびプロポフォール群(10名)に分類し麻酔維持した。局所壁運動の連続的モニターと心電図のST-T解析を行った。麻酔導入前,手術終了直後,4時間後,18時間後にトロポニンI,トロポニンT, CK-MB, HFABPをそれぞれ測定した。セボフルラン群で2例がプロポフォール群では4例が,心電図上心筋虚血エピソードを示した。トロポニンI,トロポニンT, HFABPは両群ともに手術終了以降に有意に上昇した。手術18時間後のトロポニンT値はプロポフォール群がセボフルラン群に比べて有意に高かった(0.47±0.1 vs. 0.23±0.04ng/ml, mean±SE)。ランジオロールの心筋保護作用はセボフルランの早期心筋保護効果によって増強されることが動物実験および臨床において示唆された。短時間作用型β_1遮断薬ランジオロールの術中静脈内持続投与による心筋保護作用に対する麻酔薬による影響を心筋代謝、局所壁運動および心電図ST-Tトレド解析から検討した。研究に同意の得られた予定心拍動下冠動脈バイパス術(OPCAB)患者41名を対象とし、プロポフォール群(P群、n=10)、プロポフォール+ランジオロール群(P+L群、n=11)、セボフルラン群(S群、n=10)およびセボフルラン+ランジオロール群(S+L群、n=10)に分類した。P群およびP+L群はプロポフォール4-6mg/kg/hrとフェンタニル(総量10-15μg/kg)で麻酔維持した。S群およびS+L群はセボフルラン1-3%とフェンタニルにて麻酔維持した。麻酔導入前、手術終了直後、4時間後、18時間後に採血しトロポニンI、トロポニンT、CK-MB、HFABPをそれぞれ測定した。麻酔中8名の患者が心電図上心筋虚血エピソードを示した(P群、n=4;P+L群、n=2;S群、n=1;S+L群、n=2)。トロポニンIとトロポニンTは手術終了4時間後、CK-MBは18時間後、HFABPは手術終了直後をピークに全群ともに有意に上昇した。手術18時間後のトロポニンT値はP群がP+L群、S群、S+L群と比較し有意に高かった(P群、0.43±0.11;P+L群、0.17±0.03;S群、0.24±0.04;S+L群、0.21±0.02ng/ml、mean±SE)。ランジオロールはプロポフォール麻酔下のOPCAB患者において心筋保護作用を示した。

しかしプレコンディショニング作用を有するセボフルラン麻酔下ではさらなる心筋保護作用は認められないことが示唆された。短時間作用型β_1遮断薬ランジオロールの術中静脈内持続投与による心筋保護作用に対する麻酔薬による影響を心筋代謝,局所壁運動および心電図ST-Tトレンド解析から検討した。研究に同意の得られた予定心拍動下冠動脈バイパス術(OPCAB)患者48名を対象とし,プロポフォール群(P群,n=10),プロポフォール+セボフルラン群(P+S群,n=13),プロポフォール+ランジオロール群(P+L群,n=11)およびプロポフォール+セボフルラン+ランジオロール群(P+S+L群,n=14)に分類した。麻酔はプロポフォール4-6mg/kg/hrとフェンタニル(総量10-15μg/kg)で維持した。P+L群,P+S+L群は麻酔導入後よりランジオロール20μg/kg/minで静脈内持続投与した。P+S群およびP+S+L群では胸骨切開後セボフルラン0.5MACを30分間吸入し,30分間洗い出し期間をおいて冠動脈を遮断した。麻酔導入前,手術終了直後,4時間後,18時間後に採血しトロポニンT,トロポニンI,CK-MB,HFABPをそれぞれ測定した。心筋代謝の各指標は手術後に全群ともに有意に上昇した。P群の手術4時間後トロポニンT値はP+S群,P+L群,P+S+L群と比較し有意に高く(P群,0.50±0.10;P+S群,0.28±0.05;P+L群,0.25±0.03;P+S+L群,0.21±0.04ng/ml,mean±SE),トロポニンI値はP+S群およびP+S+L群よりも有意に高かった(P群,2.3±0.5;P+S群,1.1±0.3;P+S+L群,1.0±0.2ng/ml,mean±SE)。プロポフォール麻酔下のOPCAB患者においてランジオロールはセボフルランによるプレコンディショニング作用と同程度の心筋保護作用を示した。しかしランジオロールとセボフルランによる心筋保護作用はさらなる相加作用は認められないことが示唆された。