hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初発孤立性肝細胞癌に対する体幹部定位放射線治療の有効性を検証する多施設共同試験

本研究は定位放射線治療が標準治療となりうるか多施設共同臨床試験により初めて検証することを目的とする。本研究により定位放射線治療の有効性が検証されれば、侵襲の高い治療が困難である多数の高齢がん患者に多大な恩恵となる。本研究のPrimary endpointは3年生存割合、症例登録期間3年、追跡期間は登録終了後3年、総研究期間6年のデザインであった。2018年度も参加施設を集めた会議を開催し、登録症例のモニタリング、増悪と局所制御に関する中央判定、放射線治療品質保証として登録症例の治療計画の確認、等を行った。また、欧米の臨床試験グループ会議および国際学会に参加し、肝癌に対する定位放射線治療および放射線治療の品質保証に関する最新の情報収集を行った。本研究では、症例登録速度が十分ではなかったために施設内で一層の周知および学会発表により定位放射線治療の認知度向上に努めるとともに、さらに参加施設の追加、登録期間の延長を行ったもののその後も症例登録ペースが遅かったため、2018年で登録を終了した。2019年の米国放射線腫瘍学会で本研究の短期成績を報告し、その後経過観察期間を延ばし長期成績を報告することとした。平成29-30年度の計画:症例登録および治療後の経過観察を継続する。今後引き続き施設内で一層の周知および学会発表により認知度の向上に努めるとともに、参加施設の追加も考慮することにより登録ペースの向上、平成30年度の登録完遂を図る。年2回の参加施設を集めた会議を開催し、登録症例のモニタリング、増悪と局所制御に関する中央判定、放射線治療品質保証として登録症例の治療計画の確認、等を行う。また、欧米の臨床試験グループ会議ないし国際学会に参加し、肝癌に対する定位放射線治療および放射線治療の品質保証に関する最新の情報収集を行う。平成30年度の計画:症例登録および治療後の経過観察を継続する。今後引き続き施設内で一層の周知および学会発表により定位放射線治療の認知度向上に努めるとともに、さらに参加施設の追加を考慮することにより登録ペースの向上、登録推進を図るが、登録状況により登録症例数の再検討を考慮する。参加施設を集めた会議を開催し、登録症例のモニタリング、増悪と局所制御に関する中央判定、放射線治療品質保証として登録症例の治療計画の確認、等を行う。
消化管知覚の発現機構

消化管内臓知覚過敏の基盤は内臓知覚と情動を統合処理する中枢神経の構造変化であると仮説を立て、検証を行った。Functional dyspepsia(FD)と健常者を脳MRIで脳構造画像を撮像し、消化器症および心理状態の調査票のスコアを共変量として、SPM12にてVoxel-based morphometry(VBM)解析した。FDと健常者には、右)上眼窩前頭野、左)下側頭回および右)楔前部で相違が、心理状態と左)舌状回、消化器症状と中側頭回で相関関係が指摘された。内臓知覚と情動に係る脳構造変化が慢性消化器症状の基盤である可能性が示唆され、今後の研究の展開が期待される。機能性消化管障害は慢性的に消化器症状を呈する疾患群である。本研究の目的である消化管内臓知覚の発現の機構には末梢性および中枢性の相互作用が関連する。海外研究の潮流に即してかつ先端を行く研究成果を得るため研究計画の一部を見直すことが有益と考えられた。アメリカ消化器病学会に出席し現在の当該分野の最新の知見を得た。消化管知覚の慢性化には中枢神経系の機能的変調の他、器質的変化が存在する可能性がある。すなわち、機能性消化管障害で変調が指摘されている中枢神経系の内臓知覚領域、自律神経領域および情動領域を結合するconnectivityの器質的変化が消化管知覚に関連すると考えられている。現在は脳MRIを用いて脳領域間の白質結合を定量化することが可能になった。機能性消化管障害患者のバイオマーカーの一つとなる可能性が生まれてくる。この研究計画内容の一部調整の有益性および妥当性を研究室内の検討会においてディスカッションし、倫理委員会で研究の承認を得ている。研究施設内のMRI研究施設において研究利用申請を行い、研究スケジュールの調整段階にある。本研究に関連する活動として、内科学書(消化管の運動、中山書店)、Frontiers of Gastrointestinal Research Vol. 33 (Functional and GI Motility Disorders)の共著ならびに消化器の臨床(ヴァンメディカル)およびFrontiers in Gastroenterology(メディカルレビュー)の筆頭執筆を行った。平成24年度は、先ず、加齢医学研究所のMRI設備の借用、調整およびバロスタット装置のセッティングについて検討し、同研究所より指摘された複数の解決すべき課題に対応した。1)実験に際して、高度な磁場における被験者側のより高い安全性を確認・保証する必要性を求められた。2)被験者が不測の傷害を被った場合の保証について対応を求められた。それぞれ、先行して文献情報を元にした保証を担保する資料を作成および被験者自身の保険の利用に同意することで解決する方向で調整した。次ぎに、脳機能科学の専門家に意見を得て、本課題をさらに病態生理機能を形態学的に説明する研究にブラッシュアップできる可能性が指摘された。すなわち、脳MRIの撮像データからDiffuse Tensor Imaging(DTI)作成して脳内白質のConnectome(脳各部位のコネクション)解析を本研究課題に加えることとした。これにより、消化管内臓知覚異常(Gastrointestinal visceral abnormal sensitivity)を病態とする機能性胃腸症(Functional dyspepsia)と健常者とは異なる脳白質構造が消化管内臓知覚異常と関連することを示す(脳腸相関(brain-gut interaction))ことができ、より科学的エビデンスの高い結果を得ることができる。そのため、MRI撮像および消化管知覚検査の測定プロトコールを調整する必要性があり、脳機能画像およびMRI画像の専門家へのコンサルト、文献による情報収集し、プロトコールを早急に再構築中である。本研究はヒトの消化管知覚の神経生理学的メカニズムを最新の消化管運動知覚機能検査とMRI構造画像を用いて明らかにすることであり、胃知覚過敏性と脳の機能的および解剖学的構造との関連を横断的に調査するものである。さらに、心理ストレス負荷実験を行い、ストレスに対する胃知覚機能の反応強度と脳の機能的構造と関連を明らかにする。本研究は横断的調査であるため、胃知覚過敏と脳構造の因果関係を証明する基礎調査に相当する。本実施年度では実験の遂行および関連領域の情報のupdateを行った。最新の関連論文では、内臓知覚を発現しやすい脳機能変化が先に存在し、消化管感染症あるいはストレスが慢性的な内臓知覚過敏を誘発する可能性が報告されている。これらの報告を元に、本研究の論理的仮説を修正して再構築した。すなわち、「内臓知覚過敏およびストレス過敏性の両方に共通する特異的脳構造(ネットワーク)の存在を明らかにする」とし、内臓知覚過敏を誘発されやすい脳の構造的素因を探索することが現実的と考えられた。この点について脳機能構造画像の専門家と討議し、仮説の証明を得るための脳画像撮像内容およびシークエンスならびに被験者数についてプロトコールの修正を行った。脳画像は、脳解剖学的構造(主に灰白質)と脳領域間結合(白質)を撮像することとし、背景処理画像の撮像を含めて、1人あたり40分間の検査所要時間で、1回の実施人数は4人程度と算出された。被験者人数は、統計学的有意判定の検出力より算出し、健常者32人、機能性ディスペプシア32人に修正した。被験者はMRI撮像と胃機能検査(所要時間約3時間)を別日に施行される。

本実施年度に上記修正を行い、検査時間枠と被験者の都合の関係で募集されたが検査の施行されなかった対象者が多く存在したものの、健常者7名、機能性ディスペプシア2名にMRIを施行し、検査の施行はトラブルなく遂行された。機能性ディスペプシア(Functional dyspepsia; FD)は、食後心窩部不快感、心窩部痛、灼熱感が慢性的に持続する疾患群である。その病態生理にはストレスと消化管機能、特に内臓知覚過敏との相関生理機能の障害が指摘されている。この内臓知覚過敏の発現の病態解明のため、ストレスと内臓知覚を統合処理する中枢神経系の神経基盤に着目して研究を行った。FDでは抑うつ気分、不安、身体化の精神症状の併存率が高く、中枢神経系の自律神経ー情動の関連する脳領域に器質的変化を有すると仮説を立てた。FDと対象健常者を掲示板募集し、FDはRome IIIのFD診断基準で診断した。核磁気共鳴画像法(MRI)で撮像し、脳機能、脳構造、脳拡散テンソルの各画像データを得た。また、脳構造と消化器症状および心理状態との関連を分析するため消化器症状(GSRS)、心理全般健康度(PGWB)、失感情症(TAS-20)および生活の質(SF-36)について質問紙で回答を得た。コンピュータにて得られた脳MRIを基礎画像処理し、Statistical Parametric Mapping(SPM)12ソフトウェアを用いてVoxel-based morphometry(VBM)解析を実行した。共変量に被験者、各質問紙スコアを設定し、全体の正規化を全脳容積の共変量で補正、一般線形モデルt-検定にて解析した。脳クラスターレベルの解析では、FDと健常者では、右)上眼窩前頭野、左)下側頭回および右)楔前部での相違の存在、ならびにPGWBと左)舌状回、GSRSと中側頭回との相関関係が示唆された。本研究によりFDでは認知・情動脳領域の変調および消化器症状、心理状態と特定の脳領域の形態との相関関係の存在が推測され、これらは機能性ディスペプシアの疾患バイオマーカーの候補となり得、今後も展開が期待される。消化管内臓知覚過敏の基盤は内臓知覚と情動を統合処理する中枢神経の構造変化であると仮説を立て、検証を行った。Functional dyspepsia(FD)と健常者を脳MRIで脳構造画像を撮像し、消化器症および心理状態の調査票のスコアを共変量として、SPM12にてVoxel-based morphometry(VBM)解析した。FDと健常者には、右)上眼窩前頭野、左)下側頭回および右)楔前部で相違が、心理状態と左)舌状回、消化器症状と中側頭回で相関関係が指摘された。内臓知覚と情動に係る脳構造変化が慢性消化器症状の基盤である可能性が示唆され、今後の研究の展開が期待される。今年度は、被験者検査を終了させ、データ集計および解析、学会発表ならびに専門誌上に論文発表を行う計画であったが、被験者検査の進行に遅れが生じたため研究が遅れている。検査の進行の遅れの要因を分析した。第一に、胃機能検査機器の故障である。胃内に挿入するバロスタットバッグの破損により修復に時間を要した。
アジア大都市における都市化の特徴と土地利用混在に関する研究

以下の二点について主に研究を進めた。(1)都市化の動態都市化の動態については,まず人口の地理的重心,分散,圏域別人口密度とその動態を分析し,都心部への人口集中期,郊外への人口拡散期,人口安定期の時間的区分と人口動態に基づく地理的地域区分を行った。その上で別途,収集した文献資料やインタビュー結果から導かれた,各都市の発展に関する歴史的考察を加え,研究を進めた。その結果,対象地とした都市間では東京,バンコク,メトロマニラの順で都市化が進んでおり,メトロマニラは依然として都心部への人口集中期の段階にあることが考察された。以上の研究成果をまとめたものはLandscape and Urban Planning誌に掲載される予定である。(2)土地利用混在の現況と進行過程異なる時期に撮影された空中写真を比較することで,どのような地域で都市化が起こり,土地利用の混在が生じているかについて解析を行った。その上で,現地調査を行い,土地利用混在が生じる要因やそれによる問題点について研究を進めた。その結果,土地利用の混在度が高い地域は,東京とメトロマニラにおいては都心部を取り囲むように分布していること,土地利用混在が生じるプロセスは各都市の都市化段階に呼応しており,東京とメトロマニラではそのプロセス・要因が異なること,などが考察された。また,都市化の進行状況と地形分類の結果との比較から,メトロマニラにおいては継続的な都市への人口流入を背景として,近年は洪水頻度の高い低湿地などで住宅地開発が進んでおり,都市環境上重大な問題となりつつあることが明らかになった。東京・バンコク・メトロマニラについての,行政界,地形・地質・植生等の土地的自然的データを収集し,地理情報システム(GIS)を用いた環境データベースを開発した。同時に,人口・土地利用・雇用状況等の社会経済的データの収集を進め,行政界毎に収集されるこれらのデータをGIS上で前記の環境データベースとリンクさせた。また,SPOT,JERS/OPS等の衛星データから,都市化による土地被覆の変化について考察を行った。メトロマニラについては,人口密度の空間分布を解析するとともに,土地利用の混在に注目し,フィリピンのメトロマニラにおける都市化の特徴について研究を進めた。その結果,人口密度が急速に増加した地域は中心都市であるマニラ市を取り囲むようにベルト状に展開していることが考察された。この地域では同時に,都市的土地利用と農業的土地利用の混在がみられた。このことから都市の拡大と土地利用混在の相関が高いことが示唆された。以上の研究成果は,日本都市計画学会学術研究論文集35号,International Symposium on City Planning(2000)において発表した。バンコクについては,都市化の歴史的経緯,土地利用混在の状況等について現地調査を行い,情報収集を行った。東京については,近郊の流山市と横浜市都筑区を対象地区として取り上げ,1960年代以降の都市化の特徴と混在度の変化について考察した。また農業センサスのデータから農業形態の変化との関連性についても考察を進めた。これらについては,農村計画学会学術研究発表会(2001)において発表を予定している。
看護師による禁煙支援の実践とその効果の検証

たばこによる超過死亡数と経済損失に歯止めをかけるため、医療従事者の大多数を占める看護師による禁煙支援の効果と、その実践と要因について検討した。その結果、看護師による禁煙支援により患者の禁煙率が高まること、一般病院に勤務する看護師では、喫煙習慣を尋ねることは実践していても、禁煙に有効な支援法は実践されておらず、看護師の業務の多さ、時間や人手のなさという現状を踏まえながら、学習経験を増やす必要性が考察された。研究方法3病院の外来・病棟に勤務する看護師1206名を対象に、基本属性、喫煙行動、禁煙支援に関する学習経験、害や支援法に関する知識、禁煙支援に対する態度、禁煙支援への主観的規範、禁煙支援への自己効力感・意思・実践に関する無記名自記式質問紙を配布・回収した。調査に関しては大阪大学医学部医学倫理委員会の承認を得て行った。結果回収率は回答の欠損が認められた13名を除いた830名(65.7%)ですべてを分析対象とした。女性97.1%、年齢32.5歳、最終学歴は4年制大学が最も高く、看護師経験年数は9.9年であった。現在喫煙者は9.4%で1日喫煙本数9.8本、開始年齢20.2歳、禁煙への関心度では関心期が70%であった。学習経験が全くないものが37.1%おり、ニコチン代替療法では半数、禁煙ステージ、カウンセリング法では8割以上が全くうけたことがなかった。禁煙支援を全く行っていない看護師が9.1%もおり、パンフレットの提供、禁煙日の設定、禁煙外来の情報提供、ニコチン代替療法の説明に関しては6割以上が全く行っていなかった。また実践には病院差が見られた。禁煙支援の病院差に対して禁煙支援への意思などの個人要因と病院の建物内禁煙などの環境要因による影響力を検討するためにマルチレベル分析を行った結果、病院差には環境要因よりも個人要因による影響力が強かった。禁煙支援に関連する要因を検討するために共分散構造分析を行った結果、禁煙支援への自己効力感がどの変数よりも正の直接的な影響力が大きく、看護師経験年数が長く、禁煙支援の学習経験や知識があると効力感が高まることが示された。考察病院看護師による禁煙支援は実施されているものの全く行っていない看護師もおり、禁煙支援に有効性が示されているニコチン代替療法、カウンセリング法は行われておらず、非効果的な禁煙支援を実践していることが把握された。禁煙支援への自己効力感を高めるような看護師向けの教育が必要である。目的一般病院に勤務する病院看護師において、禁煙に有効性が示されている支援の実践状況とその関連要因を検討すること方法参加同意の得られた3病院に勤務している病棟と外来の看護師1206名に無記名自記式質問紙を配布・回収した。843名から回答が得られ(回収率69.9%)、未回答者を除いた830名を分析対象とした。結果禁煙の有無を尋ねている者は87.8%、禁煙を勧めている者は88.4%、禁煙する意思を評価している者は67.5%、禁煙を試みることを支援している者は66.6%、再喫煙を防止するために支援している者は53.3%であり、いずれの支援も全く行わないと回答した割合が9.0%であった。また、Five"A's"支援段階別の関連要因の分析結果から、Assess、Assist、Arrangeを行っている者は、有意に年齢や経験年数が高く、仕事ストレッサーを感じ、学習経験を十分に受けたと感じており、禁煙支援に対する態度が賛成的で、禁煙支援を求められていると感じ、自己効力感や意思が高かった。しかし単純集計の結果から、禁煙支援方法に関する学習を全く受けたことがない者が37.1%おり、学習経験ありの者でもニコチン代替療法、禁煙ステージ、カウンセリング法に関してはほとんどなかった。禁煙支援の阻害要因に関する認識の内容分析の結果から、記録単位数の最も多かったのが『看護師の業務の多さ、時間や人手のなさ(104記録単位、16.3%)』であった。結論ほとんどの病院で喫煙習慣を尋ねることは実践されていても、禁煙への関心度を確認し支援を行ってくことは浸透していないことが推考された。特に実践率が低かったAssess、Assist、Arrangeを促進していくためには、年齢が若く病院経験年数が浅い看護師を対象に、特に禁煙ステージ、ニコチン代替療法、カウンセリング法に関する学習経験を増やすことが必要であると考えられた。看護師の業務の多さ、時間や人手のなさという現状を踏まえながら、学習方法や実践場面での媒体やシステムづくりの工夫が必要である。
南天サブミリ波観測による原始惑星系円盤の物理・化学構造の解明

この研究の目的は,ミリ波・サブミリ波における原始惑星系円盤起源のガス放射とダスト連続波をサブミリ波望遠鏡ASTE望遠鏡により系統的に観測し,その結果を遠赤外線データと比較することで,円盤の物理・化学構造を解明することであった。研究の進展は次の3点にまとめられる。(1)昨年度のダスト連続波観測で明らかになったおおかみ座分子雲IIIのフィラメント構造をCO(J=3-2)輝線の観測をASTE望遠鏡観測で実施した。その結果,フィラメント本体ではCO(J=3-2)輝線は弱い一方で,周辺ではむしろ強くまた広い速度幅を持つ成分が存在していることが明らかになった。これらは,分子雲辺縁領域で温度が高く活発な乱流が存在していることを示唆する。(2)連続波カメラAzTECを用いた観測により,おおかみ座分子雲IVの広域観測を行った。その結果,その内部に存在する前主系列星3天体から原始惑星系円盤起源と見られるダスト連続波放射を検出した他,星形成を活発に起こしつつあると見られるフィラメント状構造を見出した。(3)非常に質量の小さい前主系列星おうし座FN星に付随する原始惑星系円盤に対し,ハワイサブミリ波干渉計(SMA)を用いた高解像度観測を実施した。得られた画像を遠赤外エネルギースペクトルに対する円盤モデルを用いた解析とあわせることで,この星の周りの原始惑星系円盤が大変コンパクト(半径30天文単位)で低質量(太陽質量の1/1000以下)である一方,その周囲を半径260天文単位程度のハローが取り巻いていることが明らかになった。(1),(2)は学会で発表するとともに,すべての成果を投稿論文として準備中である。またこれらを踏まえ,現在建設が進められている大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)を用いた観測戦略についても考察し,日本天文学会春季年会にてその結果を発表した。本研究の目的は,ミリ波・サブミリ波における原始惑星系円盤起源のダスト連続波とガス放射を対象にしたASTE望遠鏡観測を行い,その結果を遠赤外線データと比較することで、円盤の物理・化学構造を解明することである。昨年度は,ASTEに搭載された連続波カメラAzTECを用いて,おおかみ座III領域に存在する分子雲の無バイアス・マッピング観測を行った。その結果,過去に近赤外領域で得られていた減光度マップと大変良い構造を検出した。さらに両者を定量的に比較した結果,星形成が起こっていないガス塊は分子雲全体の温度(約12K)より低温(約8K)であること,クランプファイド法を用いて点源を同定したところ,領域全体で約90個の点源が検出できていることが分かった。これらは原始星の母胎とな分子雲コァ,もしくは原始惑星系円盤が混在していると考えられる。その素性を明らかにするには,赤外線衛星AKARIのデータの比較が今後必要である。以上は,かってない空間分解能,かつ空間ダイナミックレンジで減光度マップとミリ波連続波の比較が有効であることを明らかにしたもので,現在,論文投稿に向けた準備を進めている,一方,ASTEを用いたガス観測については,カメレオン座分子雲に存在する2つの中質量前主系列星のガス観測を行い,円盤起源とみられる一酸化炭素輝線を検出した。またこれに関連して,ASTE望遠鏡とサブミリ波干渉計(SMA)データを元に円盤ガスの散逸を議論した投稿論文を準備した。
T細胞系幹細胞の集積する新しい腸管リンパ組織の研究

マウス腸管粘膜固有層に約1,000個の未分化T細胞の集積するリンパ組織が多数存在することを見出し、これらをcryptopatches (CP)と命名した。ヒトやマウスの腸管上皮細胞間にはintestinal intraepithelial T lymphocytes (IEL)と呼ばれる腸管独特のT細胞が分布し、全末梢T細胞の1/21/3を占めるが、その生体内生理的機能は良く分かっていない。我々はCPがIEL前駆細胞の発達分化局所であることを証明したが、これに引続き、CPの形成機序やCP内でのIEL前駆細胞の発達分化機構を解明することは、IELの生体内生理的機能追及に必須と考えられた。CPの組織形成に重要なサイトカインとしてIL-7とIL-15が関与することを明らかにするとともにIL-2Rγ鎖ミュータント(γ^<-/->)マウスの腸管粘膜固有層のCPは検出限界以下であることも確かめられた。Γ^<-/->マウスでは、IL-2R、IL-4R、IL-7R、IL-9R及びIL-15Rからのシグナル伝達が傷害されるが、CP形成不全はIL-7RとIL-15R機能の双方が傷害されることによると考えられる。次に胸腺及びCPを欠如するnu/nuγ^<-/->マウスと胸腺を欠如するもののCPは十分存在するnu/nu SCIDマウスに存在するT細胞レセプター(TCR)を発現しないIELを細胞及び細胞下レベルで比較追求した結果、IEL前駆細胞がCP内で発達分化する過程でIEL特有のCD8αα分子やαEβ7インテグリン発現、CD3ε鎖の転写、TCR遺伝子の再構成などが引き起こされることを明らかにした。
NMRを用いた簡便な食品真正証明システムの開発

光学異性体を個別に同定するための、クロマトグラフ法やキャピラリー電気泳動法が開発されてきた。しかしながらこれらの方法は混合物である実試料分析においてはシグナルの重なりが分析の妨げになる。また、流動速度は実験条件によって大きく変化するため、標準試料によるシグナルの帰属が必要となる。一方、NMR法は分子中のそれぞれの原子についてシグナルが観測されるため、全てのシグナルが重なることはなく、混合物の分析には適する。また、既知化合物なら標準試料なしで化学シフト値から化合物の同定ができる。そこで、キラルシフト試薬を用いた光学活性体のNMR分析が考案されてきた。しかしながら、現在用いられているキラルシフト試薬は高価な合成多座配位子を有するランタノイド錯体が主流である。さらに、現在通常使用されている超伝導NMR装置は大変高価で、液体ヘリウムや液体窒素を冷媒として使用しているため、維持費も高く、装置を移動して現場で分析することは不可能である。また、磁場が大きいほど、常磁性金属イオンの影響でシグナルの広幅化が顕著になり、キラル分離分析の妨げになる。そこで本研究では、NMR法の利点を食品の真正システムに利用することをめざして、安価な光学活性アミノ酸や有機酸を用いて、分子中に不斉点を複数持つキラル識別能が高い配位子を開発した。さらに、安価な汎用金属イオンを用いたり、磁気異方性が大きいランタノイドイオンを用いて微量の試薬で分析を可能とした。本年度は最終年度として、不斉中心を複数持つ安価な不斉配位子を有する種々のランタノイド(III)イオンのシグナル分離機構の違いを明らかにした。さらに、得られたシグナルの分離、形状を決定するパラメーターを用いて、任意の条件におけるキラルシグナルの分離状態を予測することができることを明らかにした。食品中に含まれる天然の有機酸やアミノ酸はL体であるが、人工添加物中ではほとんどの場合DLラセミ混合物である。そこで、光学異性体を個別に同定するための、クロマトグラフ法やキャピラリー電気泳動法が開発されてきた。また、シグナルの流動速度は実験条件によって大きく変化するため、標準試料によるシグナルの帰属が必要となる。そこで本研究では、NMR法の利点を食品の真正システムに利用することをめざして、1.安価な光学活性アミノ酸や有機酸を用いて、分子中に不斉点を複数持つキラル識別能が高い配位子を開発する。2.安価な汎用金属イオンを用いたり、磁気異方性が大きいランタノイドイオンを用いて微量の試薬で分析を可能とし、分析コストを下げる。3.永久磁石を備えた低磁場NMRを取り入れる。今年度は、安価な不斉配位子を合成し、識別能が高いランタノイド錯体により1と2の一部を達成した。アスパラギン酸のアミノ基をエチレン架橋することによって光学活性配位子を合成した。本配位子を有するSm(III)およびPr(III)錯体を用いて、DL-アラニン、DL-プロリン、DL-バリン、DL-ロイシン、DL-セリン、DL-トレオニン、DL-チロシンなどのアミノ酸のNMRシグナルを分離することができた。また、Sm(III)錯体よりもPr(III)錯体のほうが、基質濃度に対して錯体濃度が薄い条件で分離が可能であった。したがって、金属イオンの種類を選ぶことで、広範囲の基質濃度で分析可能であることが分かった。NMRキラルシフト試薬によるシグナル分離の要因は、錯体に配位したDL体の化学シフト(δ(b))の違いとDL体の錯形成平衡定数(K)の違いが考えられる。そこで、実験的にKとδ(b)の値を求めた結果、Sm(III)錯体では両者が、Pr(III)錯体ではδ(b)の差がキラル分離に大きく寄与していることが分かった。つづいて、任意の濃度条件におけるスペクトルの分離状況を予想するために線幅の基質濃度依存性を求めた。そこで得られたKおよびδ(b)の値と線幅の予想値を用いて任意の濃度におけるスペクトルを再現できた。本法はシグナル分離可能な測定条件を予測するために極めて有用である。上記の結果を踏まえ、不純物の検出に対する有効性を検討した。Sm(III)錯体を用いて95%以上の純度の記載がある市販のDL-トレオニンを分析した結果、その構造異性体であるD-およびL-アロトレオニンが十数パーセント検出された。したがって、本法は不純物の混入の程度を分析する方法として有効であることが明らかになった。

本結果より、種々の金属イオンを用いると、広範な濃度条件で多種の光学活性分子のNMRシグナルをキラル分離できることがわかり、実試料分析に向けて研究は概ね順調に遂行されていると考えられる。光学異性体を個別に同定するための、クロマトグラフ法やキャピラリー電気泳動法が開発されてきた。しかしながらこれらの方法は混合物である実試料分析においてはシグナルの重なりが分析の妨げになる。また、シグナルの流動速度は実験条件によって大きく変化するため、標準試料によるシグナルの帰属が必要となる。一方、NMR法は分子中のそれぞれの原子についてシグナルが観測されるため、全てのシグナルが重なることはなく、混合物の分析には適する。また、既知化合物なら標準試料なしで化学シフト値から化合物の同定ができる。そこで、キラルシフト試薬を用いた光学活性体のNMR分析が考案されてきた。しかしながら、現在用いられているキラルシフト試薬は高価な合成多座配位子を有するランタノイド錯体が主流である。さらに、現在通常使用されている超伝導NMR装置は大変高価で、液体ヘリウムや液体窒素を冷媒として使用しているため、維持費も高く、装置を移動して現場で分析することは不可能である。また、磁場が大きいほど、常磁性金属イオンの影響でシグナルの広幅化が顕著になり、キラル分離分析の妨げになる。そこで本研究では、NMR法の利点を食品の真正システムに利用することをめざして、1.安価な光学活性アミノ酸や有機酸を用いて、分子中に不斉点を複数持つキラル識別能が高い配位子を開発する。2.安価な汎用金属イオンを用いたり、磁気異方性が大きいランタノイドイオンを用いて微量の試薬で分析を可能とし、分析コストを下げる。3.永久磁石を備えた低磁場NMRを取り入れる。28年度は27年度に引き続き、不斉中心を複数持つ安価な不斉配位子の合成に着手し、上記1を達成し、複数のランタノイド(III)イオンのシグナル分離機構を明らかにすることによって、2の微量な試薬を用いた分析条件も明らかにできた。L-アスパラギン酸のアミノ基をエチレン架橋することによる光学活性配位子の合成に続いて、L-アスパラギン酸をプロピレン架橋した光学活性多座配位子も合成した。しかしながら、プロピレン架橋配位子は錯体の溶解度に難があったため、分析はエチレン架橋配位子を用いて行った。金属イオンとして、Sm(III)の他Ce(III)、Pr(III)、Nd(III)、Eu(III)、Gd(III)などを用いて多くのDL-アミノ酸の1Hおよび13C NMRシグナルを分離した。NMRキラルシフト試薬によるシグナル分離機構は、キラル錯体に配位したDL体の化学シフト(δb)の違いとDL体の錯形成平衡定数(K)の違いに起因する。そこで、Ce(III)、Pr(III)、Nd(III)、Sm(III)、Eu(III)、Gd(III)錯体について実験的にKとδbの値を求めた。その結果、Nd(III)やSm(III)錯体ではδbの差がキラル分離に対して支配的であるが、Ce(III)、Pr(III)、Eu(III)錯体ではKの差がキラル分離に対して支配的であることが分かった。また、Gd(III)錯体については、KもδbもDL体に対して大きな差を生じなかったため、分離が難しいことも分かった。
食事価格の変動が食品構成に及ぼす影響の解明：最適化法を用いたシミュレーション研究

本年度は、食事最適化法を用いた食事価格のシミュレーションのための数学的モデルを活用し、社会経済状況によって食事価格の変動が食品構成に及ぼす影響に違いがあるかを検討した。本研究では、東日本の4県19校の小学5年生とその保護者を対象に実施した調査において、生活習慣に関する質問票(保護者)および4日間食事記録(子ども)の有効なデータが得られた844組の既存データを活用した。世帯の年間所得を世帯員数の平方根で除した等価可処分所得によって、対象者を3群に分類した。そして食事最適化法を用いて、栄養基準を満たし、かつ現在の食習慣を大きく変えない1日の食品構成を実現させるために必要な価格を算出するとともに、食事価格を変動させたときの食品構成の変化を3群間で比較した。現在の食事価格は平均916円、そして世帯所得の低い群から順に879円、913円、964円であった。一方、最適化後の食事価格は平均1106円、そして世帯所得の低い群から順に1099円(現在の食事価格より25%増)、1079円(18.1%増)、1123円(16.4%増)であった。よって、世帯所得の低い群では、栄養基準を満たす食品構成を実現するためにはより費用がかかることが明らかとなった。観察時(現在)と最適化後の食品構成を比較したところ、すべての群で共通して他の穀類(98124%)、豆類(134150%)、海藻類(158204%)、そして卵類(95102%)の大幅な増加がみられた。さらに世帯所得低群・中群は果物の摂取量の増加、そして低所得群は、さらにきのこ類と魚介類の増加もみられた。また、現在の食事価格に固定した場合の食品構成の変化を検討したところ、3群ともに最適解が得られたものの、世帯所得低群ほど現在の食品構成よりも大幅に食品を変更する必要があることがわかった。以上より、栄養基準を満たした食品構成を実現するためには、世帯所得によって変容すべき食品群の種類や量が異なることが示唆された。本研究の初年度は、最適化法を用いた食事価格のシミュレーションのための数学的モデルを開発し、食事価格の変動が食品構成に及ぼす影響を検討することを目的とした。平成25年度国民健康・栄養調査において、食事記録の有効なデータが得られた20-69歳男性1733名、女性2002名の既存データを活用し、食事最適化法を用いて、性・年齢区分別に各栄養素の摂取基準を満たし、かつ現在の食習慣を大きく変えない(目的変数:各食品群摂取量の現状値と最適化値の差の絶対値の和が最小となる)1日の食品構成、つまり最適化された食品群ごとの重量と食事価格を算出した。制約条件として食事価格を組み入れ、現在の食事価格から10%ずつ減らしていくことによって食事価格の変動と食品構成の関連を検討した。その結果、観察された現在の食事価格より10%まで減らした場合、男女ともに年齢の若い20-29歳、30-49歳の群では、最適解は得られなかった。観察時と現在の食事価格を維持したうえで最適化した後の食品構成を比較したところ、男女共通して穀類、野菜(緑黄色、その他)、卵類、大豆製品の大幅な増加、塩味調味料、砂糖・菓子類、アルコール飲料、エネルギーを含まない飲料の大幅な減少が見られた。一方、50-69歳の群では男女ともに現在の食事価格より20%まで減らしても栄養基準を満たす食品構成が得られた。食事価格の低下とともに、穀類、緑黄色野菜、大豆製品の大幅な増加、魚介類、果物、塩味調味料、砂糖・菓子類、アルコール飲料、エネルギーを含まない飲料の大幅な減少が見られた。栄養基準を満たすために必要は食事価格の許容幅は年齢によって異なり、特に若い年齢群おいて多くの食品の摂取量と価格を増やす必要があることがわかった。本年度は、国民健康・栄養調査データの利用申請に必要な時間を考慮して、当初の予定通り解析を進めている。しかし最適化法を用いた食事価格のシミュレーションの際に、より安定した数学モデルを確立するための課題が十分に解決できていない。次年度は、これらの課題を優先して研究を進めていく予定である。

よって、世帯所得の低い群では、栄養基準を満たす食品構成を実現するためにはより費用がかかることが明らかとなった。観察時(現在)と最適化後の食品構成を比較したところ、すべての群で共通して他の穀類(98124%)、豆類(134150%)、海藻類(158204%)、そして卵類(95102%)の大幅な増加がみられた。さらに世帯所得低群・中群は果物の摂取量の増加、そして低所得群は、さらにきのこ類と魚介類の増加もみられた。また、現在の食事価格に固定した場合の食品構成の変化を検討したところ、3群ともに最適解が得られたものの、世帯所得低群ほど現在の食品構成よりも大幅に食品を変更する必要があることがわかった。以上より、栄養基準を満たした食品構成を実現するためには、世帯所得によって変容すべき食品群の種類や量が異なることが示唆された。今回、最適化法を用いた食事価格のシミュレーションを行ったが、統計モデルの妥当性や解析に使用したデータの質、食品の分類方法や制約条件によって結果が大きく変わる。そのため、食品の分類方法や制約条件の見直しを行うとともに、他の集団のデータセットを用いた同様の解析を行うことによって、より安定した解析手法の確立を図る。最適化法を用いた解析手法の確立のために、当該研究の豊富な経験と知識を有するNicole Darmon教授(仏国立保健医学研究機構、マルセイユ)を訪問する予定であったが、自身の産休明けの勤務状況の変化と互いのスケジュールが合わず、年度内の研究会議開催が不可能となったため、旅費に大幅な使用額の差が生じた。研究会議、学会での発表および論文投稿に関わる費用に充当する予定である。
心的距離による利用可能知識の接近可能性変化とその調整変数に関する実験研究

心的距離と抽象的、具体的知識の接近可能性との対応関係を8の実証研究で検証した。その結果、抽象思考時に抽象的知識だけではなく具体的知識も活性化することが示された。同様に、具体思考時にも抽象的知識が活性化しうることも示された。また、知識の利用可能性と階層構造の有無に関わらず解釈レベル操作の効果が生じうることも示した。知識の接近可能性ではなく、適用可能性が解釈レベルの効果をもたらす可能性が示唆された。平成25年度は、当初計画に基づき研究4, 5を実施、さらに前年度知見を深めるため研究6を実施した。また、日本国内の学会2つに参加し、平成24年度実施の2研究(研究2、3)を発表した。さらに、研究成果公開のためのサイト構築に着手した。以下、研究46を説明する。研究4は、解釈レベルの相違によってステレオタイプ集団の典型例および具体例への接近可能性が異なるかを検討した。女子大学生66名に対し、カテゴリーもしくは具体例を想起させる解釈レベル操作を行った後、否定的ステレオタイプ集団に関わる潜在連合テスト(IAT)と、当該集団における肯定事例に関する潜在連合IATを実施した。分析の結果、肯定事例IATの結果は、具体条件よりも抽象条件で肯定的となった。また、典型例IATと肯定事例IATの得点は弱く正相関したが、解釈レベルによって効果量は異ならなかった。研究5は、誠実性概念の活性化が試験勉強に関する将来予測に影響するか、その効果が誠実性概念と自己との連合と時間的距離によって調整されるかを検討した。大学生218名が実験に参加し、誠実性概念の活性化の後、時間的距離が異なる将来予測を行った。また、自己と誠実性概念の連合を測定するためIATを実施した。その結果、先行研究に反し、誠実性概念の活性化の影響は見られなかった。また、誠実性概念と自己との連合強度ならびに時間的距離による調整効果も見られなかった。研究6は、解釈レベルの異なる事象の将来予測を行うことによって自己知識の接近可能性が異なるかを確認した。女子大学生40名が2名1組で実験に参加し、行為者の夜外見の評価推測と観察者による実際の評価との関連が、解釈レベル操作により異なるかを検討した。その結果、解釈レベルが抽象的な場合に評価推測は正確になり、自己知識接近可能性の変化が関与する可能性を示唆した。平成24年度は、抽象思考ー具体思考時における抽象的、具体的知識の接近可能性測定(研究1)、および心的距離の異なる事象の将来予測における自己知識の接近可能性測定(研究2,研究3)を実施した。また、日本国内で開催された3つの学会に参加し、解釈レベル理論関連の研究動向調査を行った。以下、3つの研究を説明する。研究1は、認知・判断の抽象度とそれに利用される知識の抽象度が対応することを確認することを目的に、大学生200名に対して実施した。まず、複数の社会的事象に対し上位もしくは下位カテゴリーを回答させることで思考の抽象、具体を実験的に操作した。次に、自己定義的エピソードを記述させた。その後、行動同定フォーム(BIF)を実施した。既にデータ入力を終了し、統計解析中である。研究2は、心的距離の異なる事象の将来予測を行うことによって自己知識の接近可能性が異なるかを確認することを目的とした。女子大学生40名を対象に実験室実験を行った。自己知識の接近可能性測定のため自己プライムを含めた語彙判断課題を実施した。次に、時間的距離の操作を含む、将来予測場面想定課題を行った。その後、再び語彙判断課題を実施した。分析の結果、近接条件では否定語よりも肯定語で活性化の効果がみられたが、遠方条件ではこのような差は見られなかった。心的距離が広がると解釈レベルが抽象的になり、階層上位の抽象的概念を用いやすくなるためだと考えられた。この知見を平成25年度に学会発表することとした。研究3は、研究2と同じ目的を別の実験方法で検討したものである。女子大学生64名が2名1組で実験に参加した。行為者による外見の評価推測と観察者による実際の評価との関連が、時間的距離の実験操作によって異なるか検討した。平成26年度は、当初計画に基づき、研究7を実施、さらに前年度知見を深めるため研究8を実施した。これまでの研究知見の蓄積から「内集団表象の有無もしくは同一視の程度を利用した研究」を見直し、実施しないこととした。また、日本国内の学会3大会に参加し、平成25年度実施の3研究(研究4, 5, 6)を発表した。以下、研究7, 8を説明する。研究7は、時間的距離の異なる将来予測作業によって特性概念、行動概念の選択的活性化が生じるかどうかを検討した。女子大学生64名に対し個別実験を行った。最初に、語彙判断課題を用い、特性語、行動語への反応時間を測定した。

この際、自己関連語もしくは中性語をプライミングした。次に、資格取得準備の計画立案を行う場面想定を求めた。資格取得が1ヶ月後もしくは3年以内に求められると教示することで時間的距離の操作を行った。その後、あらためて語彙判断課題を実施し、特性語、行動語への反応時間を測定した。その結果、行動語においては遠方条件よりも近接条件の方で反応時間が速くなり、行動概念の選択的活性化の傍証を得た。特性語においては、肯定語では時間的距離の効果が認められないが、否定語では遠方条件よりも近接条件では反応時間が早くなった。この結果は仮説と正反対の結果であった。なお、自己プライミングの影響は認められなかった。研究8は、平成25年度に実施した研究4を深めたものである。解釈レベルの相違によってステレオタイプ集団の典型例および具体例への接近可能性が異なるかを検討した。研究4では人種ステレオタイプを用いたが、研究8ではジェンダーステレオタイプを用いた。この変更に伴い、従属測定を単一カテゴリIATから従来の対立カテゴリをもちいたIATに変更した。女性参加者8名が参加したがデータが不足しているため、分析に至らなかった。平成27年度にデータを追加し一定の知見を得る予定である。社会科学平成25年度実施計画で予定した研究4, 5は、一部改変を行ったが無事に実施することができた。改変は、研究4において将来予測場面を用いるところ、より直接的な潜在連合テストにしたことである。これは軽微な変更であり、研究目的に対しより直接的な検証ができると判断してのことである。また、前年度の研究3を保管する研究6を実施することができた。また、これらの研究の分析は既に終了しており、順調に研究を進めることができた。昨年度の研究について2研究を国内学会で発表できた。しかし、当初は国外の学会への参加を予定していたが、所属機関の職務の関係で参加することはできなかった。さらに、昨年度研究のうち1つは未発表のままである。この点は善処すべきであると考える。研究成果を公表するためのサイトも構築することができたが、学会誌投稿の関係もあり、研究知見をサイトで公開できるまでには至っていない。この点も善処すべき点である。以上のことから、当初計画以上とは言えないが、およそ順調に研究を進めることができたと判断する。平成24年度研究実施計画のうち、予定していた2研究は、一部改変があったものの、ほぼ順調に実施することができた。研究の改変部分は2点で、研究1において反応時間を利用した測定を予定していたが自己報告型の測定に切り替えたことと、研究2において具体的知識の測定も併せて行う予定であったが抽象的知識の測定に限定したことであった。これらは、軽微な変更で、研究を進めるにあたってより確実で有益な知見が得られると判断した結果である。予定した2研究に加えて、研究2のフォローアップ研究として研究3を実施することができたことは、非常に好ましいことと考えられる。これにより、研究目的に関するデータをより詳細に集めることができた。しかし、3研究のうち、全ての分析が終了したのは1研究にとどまっており、この点は平成25年度に速やかな対応が必要である。
収束電子線回折法による半導体および機能性セラミックス材料の定量的評価

1.目的:収束電子線回折(CBED)図形の透過波円板内には高次ラウエゾーン(HOLZ)反射による線状コントラストが現われる.このHOLZ図形から材料の局所的格子定数を手軽に求める方法とその測定精度を実験と理論の両面から検討した.分析型電子顕微鏡JEM-2000FXを用いて直径約1020nmの電子ビームをSi, Ge, GaAs, InP, GaSb等の半導体結晶に照射し, CBED図形を得た.運動学的回折理論に基づくHOLZ図形のシミュレーションを行うとともに動力学的回折理論によるHOLZ線のプロフィールの計算を行った.2.結果:HOLZ図形は入射電子線の波長や格子定数の変化に非常に敏感で, HOLZ線の交差する位置やHOLZ線によってできる多角形の大きさや形の変化に着目すると,逆に波長や格子定数の値を知ることができる.(1)実際に観察したHOLZ図形と,既知の波長と格子定数をもとにシミュレートした図形とは必ずしもよく一致しなかった.(2)この不一致の程度は結晶の種類だけでなく,加速電圧や電子線の入射方位にも依存していた.(3)この不一致は動力学的多波効果によるものである.(4)観察結果とシミュレーションとの比較によって手軽に格子定数を求めるには動力学的効果による影響をできる限り除去する必要がある.最も簡便な方法は,未知試料と同じ結晶構造をもち,しかも平均原子番号が未知試料のそれからあまり離れていないような試料を標準試料として用い,加速電圧をあらかじめ効正しておくことである.適当な加速電圧と入射方位を選べば局所領域の格子定数の絶対値を0.1%程度の精度で求めることができる.(5)HOLZ図形の変化から,明視野像や暗視野像では観察困難な微小な格子歪も検出できる.この方法は,今後,微小析出物と母相との格子ミスフィットの量あるいは,各種整合界面やヘテロ接合界面近傍における格子歪や濃度ゆらぎ等の評価に応用できると思われる.1.目的:収束電子線回折(CBED)図形の透過波円板内には高次ラウエゾーン(HOLZ)反射による線状コントラストが現われる.このHOLZ図形から材料の局所的格子定数を手軽に求める方法とその測定精度を実験と理論の両面から検討した.分析型電子顕微鏡JEM-2000FXを用いて直径約1020nmの電子ビームをSi, Ge, GaAs, InP, GaSb等の半導体結晶に照射し, CBED図形を得た.運動学的回折理論に基づくHOLZ図形のシミュレーションを行うとともに動力学的回折理論によるHOLZ線のプロフィールの計算を行った.2.結果:HOLZ図形は入射電子線の波長や格子定数の変化に非常に敏感で, HOLZ線の交差する位置やHOLZ線によってできる多角形の大きさや形の変化に着目すると,逆に波長や格子定数の値を知ることができる.(1)実際に観察したHOLZ図形と,既知の波長と格子定数をもとにシミュレートした図形とは必ずしもよく一致しなかった.(2)この不一致の程度は結晶の種類だけでなく,加速電圧や電子線の入射方位にも依存していた.(3)この不一致は動力学的多波効果によるものである.(4)観察結果とシミュレーションとの比較によって手軽に格子定数を求めるには動力学的効果による影響をできる限り除去する必要がある.最も簡便な方法は,未知試料と同じ結晶構造をもち,しかも平均原子番号が未知試料のそれからあまり離れていないような試料を標準試料として用い,加速電圧をあらかじめ効正しておくことである.適当な加速電圧と入射方位を選べば局所領域の格子定数の絶対値を0.1%程度の精度で求めることができる.(5)HOLZ図形の変化から,明視野像や暗視野像では観察困難な微小な格子歪も検出できる.この方法は,今後,微小析出物と母相との格子ミスフィットの量あるいは,各種整合界面やヘテロ接合界面近傍における格子歪や濃度ゆらぎ等の評価に応用できると思われる.
平滑筋細胞膜における内向きイオン電流の諸特性と自動興奮能の関連

1)平滑筋における内向きイオン電流が、どのように細胞膜の自動興奮を引き起こすのかということは、生理学において重要な問題であるが、これまで明らかにされていない。そこで、単離平滑筋細胞を用いて、内向きCa電流の諸性質を調べた。2)モルモット膀胱平滑筋において、ピペットにCsとTEAを入れてK電流をブロックし、ホールセルの状態で、内向きCa電流の性質を調べた。外液に2.5mMのCaが存在すると、0mVのステップ脱分極を与えると、約数百pAの内向きCa電流が記録された。(これは、キネティクスを解析するには有利であった。)通常の細胞では、このステップ脱分極の前に、条件づけ高脱分極パルス(+80mV,5sec)を与えると、全てのCa電流は不活性化されてしまう。しかしながら、膀胱平滑筋細胞ではほとんど不活性化が起こらず、ステップ脱分極後の再分極時(-60mV)に、ゆっくりと脱活性化される(時定数が約10msec)大きな尾電流(Tail current)が観察された。3)この現象は、膀胱平滑筋のCaチャネルが、高脱分極時に第二の開口状態に遷移すると考えると説明がつく。この第二の開口状態は、通常の開口状態と異なり、脱分極中で不活性化せず、再分極時の脱活性化が遅いと考えられる。4)Baを電極につめたシングルチャネル記録でも、この第二の開口状態に相当する電流が観察された。この長期の開口を利用して、シングルチャネルのコンダクアンスを測定したところ22-30pSであった。5)同様な結果が、モルモット胃と盲腸紐平滑筋においても得られた。このことは、第二の開口状態が、平滑筋に特異的な持続的Ca流入や、それに引き続く細胞興奮収縮に重要な働きをする可能性があることを示唆した。平成6年度はこれまでに、まずパッチピペットに高濃度(50mM)のバリウムを入れ、セルアッタッチモードでモルモット膀胱平滑筋細胞においてカルシウムチャネルの単位電流(unitary current)記録を試みた。大きな条件電圧を加えた後、膜電位を保持電位に戻したときには、ホールセルクランプで観察されたゆっくりと不活性化される尾電流に対応する単位カルシウム電流の変化を記録した。セルアタッチモードで記録される単位電流の開口時間は、カルシウムチャネル活性化物質として知られるBay K 8644により、一層延長された。この相乗作用は、大きな条件電位でひきおこされる開口時間の延長は、これまでしられてる、いわゆるモード開閉機構とは別ものであるということを示唆した。また、モルモット胃平滑筋細胞におけるホールセルクランプの実験から、この細胞でも電位依存性カルシウムチャネルのほとんどはL型であり、大きな脱分極パルスを与えると膀胱平滑筋より割合は低いが第二の開口状態に遷移することが示された。第二の開口様式が単位電流レベルで観察されたということは、これまでのホールセルクランプによるカルシウム電流の解析から得られた結論の大きな裏づけとなるもので、大変重要な知見を得たと思われる。今後、詳細な実験を行なえば、これまでカルシウムチャネルで報告されてきた開閉機構(i.e.mode2 gating)とどの様に関連するか、そしてこの開閉機構の生理学的意義も検討できるのではないかと考える。また、他の平滑筋細胞でも不活性化されにくい第二の開口様式が観察されたという事実は、この機構が広く平滑筋収縮機能に重要な役割を果たしているのではないかということを示唆する。

1)平滑筋における内向きイオン電流が、どのように細胞膜の自動興奮を引き起こすのかということは、生理学において重要な問題であるが、これまで明らかにされていない。そこで、単離平滑筋細胞を用いて、内向きCa電流の諸性質を調べた。当年度では、特にシングルチャネル記録に重点を置いた。2)ピペットに50-100mMのBaを入れ、セルアタッチの状態でシングルチャネル電流を記録した。セルアタッチの状態で、細胞電位を一定とするため、細胞外のK濃度を100mMとした。また、外液からのCa流入を避けるため、細胞外液からCaは除かれた。(通常、細胞外のNaを全てKで置換するため、細胞外液のK濃度は約140mMとなるが、平滑筋では、この状態で細胞内アシドーシスがおこり、Caチャネルのavailabilityが低下するため、約40mMのNaを外液に残した。)3)この状態で、高脱分極パルス(+80mV,5sec)を与えた後、再分極させると、かなり長期にわたって開口するシングルチャネル電流が記録された。このことは、平滑筋Caチャネルに第二の開口状態があることの直接証明となった。高脱分極パルス中では、Caチャネルは開口状態にあるが、Caイオンの内向き電気化学勾配が小さいため、直接観察することは困難であった。しかし、高脱分極パルスを与えた後、ランプ波を用いて再分極させることによって、Caチャネルが持続的に開口していることが推定された。そして、シングルチャネルコンダクタンスが、第二の開口状態でも通常の開口状態とほぼ同様(22-30pS)であることが分かった。(論文投稿中)