hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
甲状腺未分化癌の増殖・転移と血管内皮細胞増殖因子VEGFの関連性

我々が樹立した甲状腺未分化癌細胞株(ACT-1)の増殖能、転移能を検討した。細胞倍加時間は約48時間であった。SCIDマウスの皮下に2.5×10^5cell注入すると、皮下に生着するとともに3ヵ月後に肺転移が認められた。また、尾静脈より3.0×10^5cell注入しても3ヵ月後に実験的肺転移が認められ、ACT-1が可移植性細胞株であることが判明した。次に、ACT-1の機能面を検討した結果、培養液中にIL-6、IL-8、M-CSF、GM-CSF、VEGFを高濃度に分泌していた。ACT-1におけるVEGFmRNAレベルでの発現をRT-PCR法にて確認し、免疫組織化学的にもACT-1を樹立した未分化癌患者のオリジナルの手術材料においてVEGF蛋白が発現されていることを確認した。以上より、ACT-1自ら産生しているIL-6によりVEGF分泌を亢進させ、in vivoにおいて腫瘍血管を新生させて腫瘍増殖を促准させているのではないかと思われた。まず最初に,我々の樹立した甲状腺未分化癌細胞株(ACT-1)がいかなる増殖・転移能を持っているかを検討した.経時的に細胞数を計測して増殖曲線を検討した結果,細胞倍加時間は約48時間であった.さらにSCIDマウスの皮下に2.5×10^5cell注入すると,皮下に生着すると共に3ヵ月後に皮下移植巣から肺転移が認められた.また,尾静脈より3.0×10^5cell注入しても3カ月後に実験的肺転移が認められ,ACT-1が可移植性細胞株であることが判明した.次に,ACT-1がいかなるサイトカインを培養液中に分泌しているか検討してみると,1L,-1α,IL-1β,IL-2,IL-4,IL-5,IL-10,TNF-α,IFN-α,IFN-γ,G-CSFは分泌されていなかったが,IL-6,IL-8,M-CSF,GM-CSF,VEGFは高濃度に分泌されていた.VEGF mRNAレベルでの発現をRT-PCR法にて解析した結果,実際にVEGF mRNAが発現されていることを確認した.次に,細胞内におけるVEGF蛋白の発現を免疫組織化学的に検討した.抗ヒトVEGFウサギpolyclonal抗体(VEGF A-20)を用い,SABC法にて染色したところ,ACT-1を樹立した未分化癌患者のオリジナルの手術材料において,明らかにVEGF蛋白が発現されていることを認めた.以上の実験結果より,我々の甲状腺未分化癌細胞株(ACT-1)は,細胞内にVEGF mRNAの発現を認め,かつVEGFを分泌していることを明らかにした、我々が樹立した甲状腺未分化癌細胞株ACT-1が高濃度のVEGF,IL-6,IL-8などのサイトカインを合成・分泌していることをすでに今までの研究で確認した。そこで、今年度はACT-1におけるVEGF分泌の調節機構を検討することとした。ACT-1自身がIL-6,IL-8を合成分泌していることに注目し、これらのサイトカインがautocrineまたはparacrine的にVEGF分泌を調節しているのではないかと考え、培養液中にIL-6またはIL-8を添加し、ACT-1からのVEGF分泌量を測定した。以上より、ACT-1自ら産生しているIL-6によりVEGF分泌を亢進させ、in vivoにおいて腫瘍血管を新生させて腫瘍増殖を促進させているのではないかと思われた。
レジオネラの新規病原因子の解析

マクロファージの中で増殖できるレジオネラは、マクロファージの殺菌機構に抵抗し、増殖するための手段を備えていると考えられる。活性酸素の一種である過酸化水素は、食胞内での殺菌に重要な働きをしているが、過酸化水素を消去する酵素であるカタラーゼが、レジオネラの病原性においてどのような役割を果たしているか明らかにしようと考えた。細菌のカタラーゼはいわゆるカタラーゼ(真正カタラーゼ)とぺルオキシダーゼ活性を併せもつカタラーゼ-ぺルオキシダーゼの大きく分けて2種類があるが、L.pneumophilaはカタラーゼ-ペルオキシダーゼ活性のみをもつことが報告されている。そこで今までにアミノ酸配列の明らかになっているいくつかのカタラーゼ-ぺルオキシダーゼで保存されている領域を選び、それを逆翻訳してPCRプライマーを作製し、L.pneumophilaの染色体を鋳型としてPCRを行ったところ、増幅産物が得られたので、それをプロープとして.カタラーゼ-ペルオキシダーゼ遺伝子のクローニングを行った。解析の結果からLp neumophilaのカタラーゼ-ぺルオキシダーゼ遺伝子は他の細菌の染色体には存在しないシグナル配列をコードするユニークなものであった(下記のkatAに相当する)。1998年にBandyopadhyayとSteinmanにより、L.pneumophilaのカタラーゼ-ペルオキシダーゼ遺伝子は2つ存在(katA、katB)することと、そのうちのkatB遺伝子の配列が報告された(J.Bacteriol,180:5369)。KatBは通常の細菌型のものであった。したがって今回クロー二冫グされたカタラーゼ-ぺルオキシダーゼ(KatA)は通常の細菌型のものに加えて存在するものであり、分泌型蛋白質であるという点からも病原性への関与に興味が持たれる。免疫力の低下している老人などに重篤な肺炎を惹起するレジオネラは、環境細菌でアメーバなどの原生生物に寄生している。クーラーの冷却水塔や給湯設備がレジオネラに汚染されていた場合、それらから発するエアロゾルを吸入することによりレジオネラ感染がおこる。その際レジオネラは、本来食作用もち、生体にとって異物を排除する働きをもつマクロファージの中で増殖するという特徴がある。我々は、マクロファージの殺菌因子の1つであるスーパーオキサイドを消去するレジオネラのスーパーオキサイドディスムターゼ(SOD)の研究を行ってきた。レジオネラのCu,Zn-SOD破壊株作出の過程で、Cu,Zn-SODの変異にはよらない、マクロファージ内での増殖能の低下した株を多数得た。複数の研究室で、継代培養によりマクロファージ内での増殖能が低下した株が得られているが、それらの株が増殖能が低下するとともにナトリウム耐性になっていた。ところが、今回得られた変異株がナトリウム感受性のままであった。したがって、今回得られた変異株は、未知の病原因子に変異が生じている可能性が高い。そこでこの変異株を解析することにより、新規の病原因子を同定し、レジオネラのマクロファージ内での生存および増殖のメカニズムを明らかにしようと考えている。これらの変異株はallelic exchangeの過程で得られたものであり、染色体に生じた何らかのrearrangementにより、変異が生じている可能性が高い。そこで、変異株染色体のパルスフィールド電気泳動を行い、野生型と比較したが、大規模な染色体の再編成は認められなかった。現在は、変異株染色体と野生株染色体とをRLGS(Restriction Landmark G enomic Scanning)法を用いて比較するため、実験条件の検討を行っている。
M理論による双対性と可解性の導出

一つの物理系に対して見かけ上異なる記述法が同等になることを双対性と呼ぶ。双対性を用いると複眼的に物理系をとらえることができるので理論的に調べられる範囲が大幅に広がる。一方で双対性を厳密な意味で証明することは一般的には難しい。この研究ではゲージ理論と呼ばれる素粒子の基礎理論に関する双対性を、量子変形された無限次元対称性を用いて厳密に記述する方法を開発した。また、幾何学的な記述に対してもある程度の知見が得られた。この研究の目標の一つはM理論に現れる5次元のブレーン上のゲージ理論の理解を通して4次元理論などに現れる双対性を詳しく理解することである。特に6次元時空を4次元と2次元に分解してそれぞれの理論の間の対応関係がどのようになるのかを具体的に調べたいと考えている。本年度は4次元超対称ゲージ理論の分配関数と2次元共形場理論の対応について証明を行った。具体的には,数学者らにより開拓された新しい対称性であるDegenerate Double Affine Hecke Algebra (DDAHA)をゲージ理論の分配関数に対する漸化式の形に導いた。これにより分配関数がDDAHAの対称性を持つことが証明された。その一方でDDAHAが2次元共形場理論におけるW代数と同等のものであることを示した。我々の解析は一般的なクィバー図に対応する超対称性ゲージ理論に適応可能であり,4次元理論と2次元理論の対応関係を広い範疇の理論に対して示したものである。ただ,今のところゲージ対称性はSU(N)型に限定されておりそのほかのリー代数に対してどのようになるのかは不明である。次年度の研究に向けて準備中である。もう一つの成果として6次元空間内の自己双対ゲージ場に対してラグランジアン定式化を与える研究を継続している。簡単な模型として2次元理論における自己双対場の定式化を考察し,モノドロミーパラメータなどの非自明な幾何学的な構造を自己双対場の定式化にどのように導入することができるのかを明らかにした。M理論に含まれるM5ブレーンの研究を継続している。本年度の成果としては、本研究により導入されたM5ブレーン上で定義される2形式場のラグランジアンに超対称性を導入したことである。本来、M理論の5ブレーン上にはN=(2,0)型の拡張された超対称性が導入されるべきであるが、本研究ではそれよりも低いN=(1,0)型の超対称性について考察した。非可換ゲージ対称性を持つ2形式場の系で超対称性が導入されるのは本研究が最初である。また、その作用から導かれる運動方程式を解くことによりM5ブレーンとM2ブレーンやM waveと呼ばれるソリトン的な励起を表す超対称性を持った古典解をいくつか導いた。また、より一般的な非可換2形式場の理論に超対称性を導入することにも成功した。また、それと並行してM5ブレーンから導かれる双対性を表す具体的な例である2D/4D双対性の厳密な証明を幾つか与えた。とくに、N=2超対称ゲージ理論にいくつかの基本multipletが結合する系に対する双対性をGaiotto状態と呼ばれるベクトルの具体的な構成を使って証明した。この時Degenerate Double Affine Hecke代数と呼ばれる非線形対称性を用いたことが本研究の新しい点となった。また、低次元のCalogero-Sutherland模型との対応関係を明らかにし、Calogero系を合成することにより得られる新たな可解模型を導いた。また、上記の双対性をSU(N)以外の群に対しても証明するためB,C,D型のゲージ群に対してNekrasov分配関数の具体的な計算を実行した。この計算は多変数の留数積分に帰着するが、ある種のrecursion formulaを導くことにより具体的な表式を得た。M理論に現れる5次元のブレーンから次元還元を行うと4次元や5次元時空で定義された超対称ゲージ理論が得られる。これらのゲージ理論のインスタントン分配関数は2000年台最初にNekrasovにより与えられた。近年この分配関数が2次元共形場理論の相関関数と対応するという予想がなされ、M理論の性質の一部が可解系により与えられることが明白となった。昨年度の研究ではこの対応関係の背後にある代数構造であるSHc代数にフォーカスしその具体的な性質を明らかにした。SHc代数は昔から知られている非線形無限次元代数であるW代数の情報をすべて含んでいることが予想されていた。この予想を明らかにするため、極小模型と呼ばれる性質が良く理解されている表現について、SHc代数とW代数は一致する答えを与えることを示した。特に、レベル・ランク双対性と知られているW代数の性質が、SHc代数の観点からTrialityと呼ばれる対称性として理解できることを示した。また、極小模型に対するHilbert空間が持つ性質(Burge条件と呼ばれている)がSHc代数の観点からどのように実現できるのかを説明することに成功した。次に、4次元ゲージ理論の大きな特徴であるSeiberg-Witten理論、すなわちある種の2次元リーマン面を用いてゲージ理論の実効作用を導くこと、に対するSHc代数の役割を明らかにした。実際にはSHc代数は2つの変形パラメータを持っているため、2次元リーマン面も「量子化」されるが、その具体的な表式がSHc代数の表現により直接導かれることを示すことに成功した。

また、この定式化を5次元超対称ゲージ理論に拡張することに成功し、M理論の5次元ブレーンの性質を理解する大きな手がかりを得ることに成功した。この研究の目的の一つであるM理論と可解性に関連する非常に基本的な構造をSHc代数を用いて明らかにすることができたと考えている。今のところ、5次元理論のもつ構造まで明らかになり、これからもう一つ次元を上げることができれば当初の目的にほぼ到達したと考えている。本年度は、量子変形された無限次元代数(DIM代数と呼ばれる)を用いて超対称ゲージ理論とそれに関連するブレーンについての詳しい解析を行った。DIM代数はトーラスの自己双対対称性を最初から持っており、ゲージ理論やM理論に現れるS双対性をうまく記述することが想定される。この代数の表現を数学的に構成して、超対称ゲージ理論のインスタントン分配関数(非摂動的補正として現れる位相的な寄与)を厳密な形で書き表すことに成功した。これらはある種の2次元系の相関関数として書かれているが、その具体的な構成法と代数による特徴づけを与え、これを用いて超対称ゲージ理論を特徴づけるSeiberg-Witten曲線とその量子化を具体的に与えた。代数の表現論を用いてSeiberg-Witten曲線が与えられたのは初めてであり、国際的にも大きな注目を集めた。さらに、超対称ゲージ理論はM理論のブレーンの組み合わせにより書かれることが知られていたが、我々は代数を用いてこれらの組み合わせを具体的に記述できることを示した。特にゲージ群を複数枚のブレーンで構成し、いくつかのゲージ群をそれを束ねる別の種類のブレーンで書かれることが知られていたが、我々の構成法ではそれらをある意味で対等に取り扱うことに成功している。これはゲージ理論の持つ双対性が、代数の用いる双対性と同一視できることを意味している。弦理論やM理論の持つ双対性を無限次元代数の構造として表現したのは我々の研究が初めてである。あと、以前から行っていた南部括弧のM理論への応用について詳しい解析を再開し、出発点としてレビュー論文を発表した。もともとの目標であったM理論の双対性を含めた厳密な記述を無限次元対称性を用いてあからさまに表現することに成功した。特に、ゲージ理論を特徴づけるSeiberg-Witten曲線とその量子化について代数的に厳密な表現を与えた。M理論を理解するうえで本質的な前進であったと考えられる。最終年度ではM理論の双対性を代数的に実現しているDing-Iohara-Miki(DIM)代数のストリング・ゲージ理論や可解糖系模型への調べた。まず、DIMの3つの表現をつなげる粟田・Feigin・白石(AFS)演算子を用いて超対称ゲージ理論のインスタントン分配関数の情報を表現しているGaiotto状態やその一般化の具体的な表式を与えた。また、Nekrasovらが提案しているqq-characterの導出を、AFS演算子の性質を用いて導いた。また、ストリング理論でDブレーンを表している境界状態のDIM代数での表式を与えた。これにより時空にOrientifoldブレーンが存在している場合のストリング理論の記述が可能となり、対応するゲージ理論であるD型Quiverゲージ理論との対応を導いた。また、可解統計模型とDIM代数の対応について研究を進めた。
レーザースペックル法による土試料の高精度歪分布計測と土構造物の極限状態設計法

レーザースペックル相関法によって、土供試体表面の歪分布を非接触で高精度に計測する方法を確立した。本計測法は、一種のレーザー干渉縞であるスペックルが物体表面に変形に線形に移動することを利用したものであり、CCDカメラとDSPパソコン画像処理、高速相関係数計算法を用いて物体表面の局部歪分布計測システムを確立した。画像取り込みからひずみ分布表示までに要する時間は約4秒であり、C言語プログラムの改良によって時間短縮の可能性があると思われる。本装置を使って、まず三軸試験供試体表面の局部歪分布を計測し、通常の排水三軸試験結果と歪経路制御試験結果について、軸歪1%毎の供試体表面の局部歪分布を比較した結果、前者よりも後者の方が大歪領域においても局部歪分布が比較的均質で、膨張体積変化量が大きく、ピーク応力が約10%小さいことが判明した。さらに土構造物模型の遠心模型試験に適用して、表面の局部歪分布のリアルタイム高精度計測を実現した。リアルタイム計測によって破壊加速度をより正確に求めることができるだけでなく、従来のようなマーカによる写真撮影での時間と精度の浪費から開放されるという大きな意味をもっている。また、ダムなどの重要構造物の微小歪から限界状態にいたるまでの歪分布を正確に把握できることによって、構造物の安全設計に大きく寄与することができる。さらに、遠心模型試験での歪分布計測結果と数値解析で得られた歪分布計算結果を直接比較することにより、微小歪から大歪領域にいたるまでの数値解析結果を検証でき、さらにこれに組み込まれた土の構成式やパラメータの妥当性を検証できるという大きな意味をもっている。今後はこれらを統合化し、土構造物の限界状態設計法の確立へ向けて研究をさらに発展させたいと考えている。本年度は、まずリアルタイムで土試料表面の歪分布を計測できるレ-ザ-スペックル歪分布計測システムを構築した。本システムは、レ-ザ-光源と干渉計を設置した防振台上のスペックル発生システム(NEOー15MS)と、レ-ザ-光の試料表面での乱反射によってできたレ-ザ-スペックル像をCCDカメラでコンピュ-タに取り込んで変形前の像との比較計算による歪計測を行う画像処理システム(DSPTー9506)で構成されている。歪計測ソフトウェアは、まずDSPTに付属するコマンド群でスペックル干渉法による歪分布縞模様をリアルタイムに求めるソフトを作成した。次にスペックル相関法による歪計測のために二次元FFTル-チンを含めてC言語による歪分布の定量化ル-チンを作成し、現在デバッグ中である。またLagrange定式化に基づく幾何学的非線形性を考慮した大変形有限要素解析ル-チンの作成・デバッグも進行中である。歪計測の予備試験は、カオリン系Crown clayを予備圧密した粘土供試体の一軸圧縮試験で行った。この試験は静的試験であるため、リアルタイム歪計測処理は行わず、上述のスペックル干渉法による干渉縞による簡易計測を実施した。この結果、圧縮過程における供試体の歪分布を実際に目で観測でき、ピ-ク応力到達以前からのせん断面の形成過程が識別できることがわかった。さらに遠心載荷装置への適用を試みるために、回転速度による模型表面の移動を消すレ-ザ-光の最適二光路入・反射角度や、画像取り込みのタイミングなどの調整を行った。遠心載荷装置による藤の森粘土の自重圧密で作製した粘土地盤の支持力試験を対象にして、スペックル干渉縞の観測と二次元歪分布の定量化に向けた画像処理速度の向上に現在努めている。

本計測法は、一種のレーザー干渉縞であるスペックルが物体表面の変形に線形に移動することを利用したものであり、CCDカメラとDSPパソコン画像処理、高速相関係数計算法を用いて物体表面の局部歪分布計測システムを確立した。画像取り込みからひずみ分布表示までに要する時間は約4秒であり、C言語プログラムの改良によって時間短縮の可能性があると思われる。本装置を使って、まず三軸試験供試体表面の局部歪分布を計測し、通常の排水三軸試験結果と歪経路制御試験結果について、軸歪1%毎の供試体表面の局部歪分布を比較した結果、前者よりも後者の方が大歪領域においても局部歪分布が比較的均質で、膨張体積変化量が大きく、ピーク応力が約10%小さいことが判明した。さらに土構造物模型の遠心模型試験に適用して、表面の局部歪分布のリアルタイム高精度計測を実現した。リアルタイム計測によって破壊加速度をより正確に求めることができるだけでなく、従来のようなマーカによる写真撮影での時間と精度の浪費から開放されるという大きな意味をもっている。また、ダムなどの重要構造物の微小歪から限界状態にいたるまでの歪分布を正確に把握できることによって、構造物の安全設計に大きく寄与することができる。さらに、遠心模型試験での歪分布計測結果と数値解析で得られた歪分布計算結果を直接比較することにより、微小歪から大歪領域にいたるまでの数値解析結果を検証でき、さらにこれに組み込まれた土の構成式やパラメータの妥当性を検証できるという大きな意味をもっている。今後はこれらを統合化し、土構造物の限界状態設計法の確立へ向けて研究をさらに発展させたいと考えている。
高分子吸着形態をプローブとした界面構造の分子設計制御と機能性複合材料の創生

粒子充てん複合材料において,充てん粒子を如何に高分散・高充てん・高配向させるかが高機能化を図る上で重要となる。これらの特性は,充てん粒子に吸着した高分子の形態に依存するため,本研究ではまず,題目にもあるように吸着形態をプローブとして界面構造を制御する目的で,吸着高分子の分子設計をまず試みた。その結果,リビングアニオン重合法により片末端にのみ極性官能基を導入した高分子を合成することができた。さらに,アミノ基を有する高分子を得る目的でビニルアミンの共重合体を合成し,これら精密重合を通して合目的的な高分子をプローブモデルとした。次いで,その吸着形態の検討に当たって,当科学研究費補助金により平成7年度,8年度に購入した備品である,表面間力測定装置ならびに原子間力顕微鏡を駆使し,これを加えて動的光散乱,エリプソメトリー,界面張力測定,電子顕微鏡観察,表面圧-面積曲線,レオロジー測定を有機的に組み合わせ,シリカあるいはγ酸化鉄上での高分子の吸着形態を評価した。その結果,粒子表面上で高分子鎖は,極性官能基をアンカーとし,疎水性高分子鎖がループとして媒体中に広がった吸着形態をとることを見出した。またその際,ループ部分の空間的な広がり,セグメント密度,さらに,界面での極性基密度,極性基1つ当たりの占有面積についての定量的な知見を得ることができた。これらの知見に基づき,分散性をレオロジー測定,沈降堆積,沈降速度から評価したところ,吸着高分子鎖として空間的に広がっているよりもむしろ,吸着層のセグメント密度に対応することを見出した。これらの結果より,高分子の吸着形態をプローブとして界面構造を制御し,機能性複合材料を創生することが可能となった。本研究は複合材料においてバインダーとなる高分子の化学構造の制御を通して,高分子の吸着形態をプローブとした界面構造の分子設計・制御を行い,各種機能性複合材料を創製することを目的としている。そこでまず,特定の親水性官能を目的の部位に導入した単分散高分子の合成を試みた。その結果,末端にアミノ基を有し,分子量分布(Mw/Mn)が1.05程度の比較的単分散なポリスチレンを合成することができた。次いで,予め電子顕微鏡・ESCA・表面積測定装置・拡散反射FTIR,熱分析によりキャラクタライズを行ったγ-Fe203粒子に対する吸着挙動を検討したところ,Langmuir型の単分子吸着が生じていることが明らかとなった。一方,官能基を含有しないポリスチレンは粒子に対して全く吸着せず,疎水性骨格中に導入した親水性官能基が高分子の吸着に重大な影響を及ぼすことを明らかにした。この際,モデル的に平板状への吸着形態を平成7年度の申請備品である表面間力測定装置,表面圧-面積曲線,エリプソメトリーを併用して検討したところ,低分子量物では吸着層中での分子鎖の濃度が密であり,一方,高分子量物では,溶液中での糸まりの形態を反映した吸着形態を有していることを明らかにした。実際の磁性塗膜,塗料においては粒子をいかに高分散させるかが重要となる。そこで,磁性粒子と言うことから,磁性塗膜を作製し,その飽和磁化と残留磁化の比,いわゆる角型比を分散性の目安として評価した。その結果,低分子量の末端アミノ化ポリスチレンを吸着させた場合,0.88という角型比を得ることができた。この値は,市販磁気記録媒体の角型比が0.8程度であることを考え併せると極めて高い値と言うことができる。従って,吸着高分子の吸着層密度が大きい場合,粒子の分散安定性を向上させることが期待でき,今後高分子の化学構造の制御,吸着形態の評価を通して,複合材料の高性能化,機能化を図って行く予定である。

分子量・官能基の量・分布に関して分子設計された高分子を用いて実験する目的から,まず,極性基を片末端あるいは両末端に導入した高分子,およびグロック共重合体をリビング重合法を利用することで合成を試みたところ,目的とする高分子を得ることができ,これを用いて吸着形態の評価を引き続き行っている。平成7年度申請備品である表面間力測定装置,また,エリプソメトリー,π-A曲線,FTIR等を駆使するとにより,シリコンウェハ-への吸着形態を評価することができた。従来,ホモポリマー系においての解析は理論・実験両面から行われたが,ここで得られた知見はより実用に近い形での高分子についての結果である。一方,電子顕微鏡・ESCA・表面積測定・拡散反射FTIR・熱分析により粒子の表面性状のキャラクタリゼーションを行い,それに対する吸着形態を評価することができている。さらに,平成8年度申請備品である原子間力顕微鏡を用いた観察・動的光散乱によって,曲面に対する吸着形態を明らかにすることができ,粒子の分散性をミクロな観点から評価する技術を確立した。ここで得られた結果は,沈降体積,沈降速度,レオロジー測定による結果と対応関係に有り,相補的な解析が可能であることを明らかにすることができている。従って,研究課題名にあるように,分子設計された高分子の吸着挙動の評価,そして吸着形態をプローブとした界面構造の制御へ着実に研究を進めていると言うことができる。今後これら知見に基づいてより一層の複合材料の機能化・高性能化を計って行く予定である。粒子充てん複合材料において,充てん粒子を如何に高分散・高充てん・高配向させるかが高機能化を図る上で重要となる。これらの特性は,充てん粒子に吸着した高分子の形態に依存するため,本研究ではまず,題目にもあるように吸着形態をプローブとして界面構造を制御する目的で,吸着高分子の分子設計をまず試みた。その結果,リビングアニオン重合法により片末端にのみ極性官能基を導入した高分子を合成することができた。さらに,アミノ基を有する高分子を得る目的でビニルアミンの共重合体を合成し,これら精密重合を通して合目的的な高分子をプローブモデルとした。次いで,その吸着形態の検討に当たって,当科学研究費補助金により平成7年度,8年度に購入した備品である,表面間力測定装置ならびに原子間力顕微鏡を駆使し,これに加えて動的光散乱,エリプソメトリー,界面張力測定,電子顕微鏡観察,表面圧ー面積曲線,レオロジー測定を有機的に組み合わせ,シリカあるいはγ酸化鉄上での高分子の吸着形態を評価した。その結果,粒子表面上で高分子鎖は,極性官能基をアンカーとし,疎水性高分子鎖がループとして媒体中に広がった吸着形態をとることを見出した。またその際,ループ部分の空間的な広がり,セグメント密度,さらに,界面での極性基密度,極性基1つ当たりの占有面積についての定量的な知見を得ることができた。これらの知見に基づき,分散性をレオロジー測定,沈降体積,沈降速度から評価したところ,吸着高分子鎖として空間的に広がっているよりもむしろ,吸着層のセグメント密度に対応することを見出した。これらの結果より,高分子の吸着形態をプローブとして界面構造を制御し,機能性複合材料を創生することが可能となった。
糖尿病合併急性心不全において血糖変動は予後を悪化させるか

急性心不全を発症した糖尿病患者において,血糖変動が心不全の予後をより増悪させるかを検討することを目的としている.急性心不全を発症し当院にて入院加療が必要となった糖尿病患者に,入院時および退院時に持続血糖モニタリング(CGM)を施行し,MAGE(mean amplitude of glycemic excursions),標準偏差(SD),平均血糖値(AG)を記録し,血糖変動の振幅や変動速度といったパターンの差が,入院期間,心不全死亡率,総死亡率,再入院率,再入院までの期間といった心不全予後と関連するかを検討している,さらに,アディポサイトカイン・酸化ストレス・炎症生マーカーや不整脈発症率,栄養状態,また,心不全治療薬剤(強心薬・血管拡張薬・利尿薬・β遮断薬・RAS阻害薬)とそのアドヒアランスの差が,血糖変動の差と関連するかについて評価している.身体所見・バイタルサイン・画像所見・血液尿検体によるバイオマーカー(心不全重症度としてNT-proBNP,耐糖能評価として血糖,HbA1c,インスリン等,循環動態指標としてのトランスアミナーゼ,クレアチニン,電解質,乳酸等,栄養指標としてのChEやアルブミン,中性脂肪など),心エコー図検査における各種パラメータの差が,どのような因子の影響を受けているかを解析している.加えて,心不全の原因として虚血性心疾患と非虚血性心疾患での各種パラメータの差,また収縮不全心不全(HFrEF)と拡張不全心不全(HFpEF)との差についても検討している.さらに,運動耐用能やFrailty評価値の差に与える影響についても解析を進めていく.現在研究対象となる同意を得られた患者数がいまだ十分でなく,引き続き検討を継続していく.急性心不全を発症した糖尿病患者において,血糖変動が心不全の予後をより増悪させるかを検討することを目的としている.急性心不全を発症し当院にて入院加療が必要となった糖尿病患者に,入院時および退院時に持続血糖モニタリング(CGM)を施行し,MAGE(mean amplitude of glycemic excursions),標準偏差(SD),平均血糖値(AG)を記録し,血糖変動の振幅や変動速度といったパターンの差が,入院期間,心不全死亡率,総死亡率,再入院率,再入院までの期間といった心不全予後と関連するかを検討している.さらに,アディポサイトカイン・酸化ストレス・炎症性マーカーや,不整脈発症率,栄養状態,また,心不全治療薬剤(強心薬・血管拡張薬・利尿薬・β遮断薬・RAS阻害薬)とそのアドヒアランスの差が,血糖変動の差と関連するかについて評価している.身体所見・バイタルサイン・画像検査所見・血液尿検体によるバイオマーカー(心不全重症度としてNT-proBNP,耐糖能評価として血糖,HbA1c,インスリン等,循環動態指標としてのトランスアミナーゼ,クレアチニン,電解質,乳酸等,栄養指標としてのChEやアルブミン,中性脂肪など),心エコー図検査における各種パラメータの差が,どのような因子の影響を受けているかを解析している.加えて,心不全の原因といて虚血性心疾患と非虚血性心疾患での各種パラメータの差,また収縮不全心不全(HFrEF)と拡張不全心不全(HFpEF)との差についても検討している.さらに,運動耐容能評価やFrailty評価値の差に与える影響についても解析を進めていく.現在,当院へ急性心不全で入院となった患者において,臨床研究に同意頂いた方に,持続血糖モニタリング検査を施行し,血糖変動が心不全の予後に与える影響について検討中である.非糖尿病急性心不全患者の血糖変動を対照とし,その変動幅や変動速度の与える影響を解析する.現在,研究登録症例数を増やしているところであり,血糖変動が心不全入院期間や死亡率,再入院率などにどのように影響しているかを検討していく.加えて,身体所見・バイタルサイン・血液尿検体によるバイオマーカー,心エコー図検査における各種パラメータの差が,どのような因子の影響を受けているかを解析していく.急性心不全を発症した糖尿病患者において,血糖変動が心不全の予後をより増悪させるかを検討することを目的としている.急性心不全を発症し当院にて入院加療が必要となった糖尿病患者に,入院時および退院時に持続血糖モニタリング(CGM)を施行し,MAGE(mean amplitude of glycemic excursions),標準偏差(SD),平均血糖値(AG)を記録し,血糖変動の振幅や変動速度といったパターンの差が,入院期間,心不全死亡率,総死亡率,再入院率,再入院までの期間といった心不全予後と関連するかを検討している,さらに,アディポサイトカイン・酸化ストレス・炎症生マーカーや不整脈発症率,栄養状態,また,心不全治療薬剤(強心薬・血管拡張薬・利尿薬・β遮断薬・RAS阻害薬)とそのアドヒアランスの差が,血糖変動の差と関連するかについて評価している.身体所見・バイタルサイン・画像所見・血液尿検体によるバイオマーカー(心不全重症度としてNT-proBNP,耐糖能評価として血糖,HbA1c,インスリン等,循環動態指標としてのトランスアミナーゼ,クレアチニン,電解質,乳酸等,栄養指標としてのChEやアルブミン,中性脂肪など),心エコー図検査における各種パラメータの差が,どのような因子の影響を受けているかを解析している.加えて,心不全の原因として虚血性心疾患と非虚血性心疾患での各種パラメータの差,また収縮不全心不全(HFrEF)と拡張不全心不全(HFpEF)との差についても検討している.さらに,運動耐用能やFrailty評価値の差に与える影響についても解析を進めていく.現在研究対象となる同意を得られた患者数がいまだ十分でなく,引き続き検討を継続していく.研究登録症例数を増やし,血糖変動が急性心不全の予後に与える影響を検討する.
二点配位型アミン触媒の開発と不斉反応への応用

アミン触媒を利用したアルデヒドの不斉共役付加反応において、様々な電子不足オレフィンが求電子剤として開発されてきた。しかしながら、これまでにβ-アルキルエノンやイノンが本反応に適用された例はなかった。そこで、申請者はトシル基の脱離能に着目し、β-トシルエノンを求電子剤として利用した不斉共役付加反応の研究を行った。この結果、シンプルなビナフチル型アミン触媒を利用することで、共役付加体を高収率かつ高立体選択的に単一の位置異性体として得ることに成功した。さらに、生成物の変換反応として、トシル基のβ脱離を利用し、アルデヒドのα位における形式的不斉アルケニル化を実現した。本生成物は、これまで合成が困難であったγ位に不斉点を有するエノンとしても価値が高い。また、得られたエノンに対して、ジアルキル亜鉛を作用させることで、光学純度を損なうことなくジアステレオ選択的に共役付加体を得ることにも成功した。この生成物は、これまでに例がない、アルデヒドのβ-アルキルエノンへの不斉共役付加反応の生成物と同等である。26年度が最終年度であるため、記入しない。アルテヒドのニトロオレフィンへの不斉共役付加反応は、合成中間体として有用な2連続不斉炭素を有する4-ニトロアルデヒドを与える重要な炭素-炭素結合反応のひとつである。これまでに、アミン有機触媒を用いたエナミン経由型の様々な不斉共役付加反応の手法が報告されてきた。しかしながら、従来のニトロオレフィンへの不斉共役付加反応はシン体を主生成物として与えていた。一方、アンチ体を主生成物として与える反応は、2009年のBarbasらによるα-オキシアルデヒドを求核剤として用い、触媒の酸性プロトンと求核剤の酸素原子との間の水素結合を利用してZ体のエナミン中間体を優先して発生させることによる反応、及び、2010年のMaらによる、特殊なZ体のニトロオレフィンを求核剤として用いた反応の2例のみに限られている。E体のエナミンとE体のニトロオレフィンを経由する、プロパナール等の一般的なアルデヒドのニトロオレフィンへの不斉共役付加反応は、未だに達成されていない。従来のプロリン型の二級アミン触媒を用いた場合では、触媒の一方の面のみが遮蔽された結果、立体反発が最も小さくなるような遷移状態を経て反応が進行しシン体の付加体が優先して得られた。そこで本研究では、C2対称型のビアリール骨格を有する二級アミンを触媒を用いれば、ニトロ基と触媒の嵩高い置換基との立体反発によってシン体が得られる遷移状態が抑制され、アンチ体の付加体が優先して得られると考えた。プロパナールのニトロスチレンへの共役付加反応をモデル反応として、触媒構造及び、反応条件の検討を行ったところ、室温下1当量の水を添加したDMSO中3,3'-ジチエニル-6,6'-ジメトキシビフェニル型の二級アミン触媒を用いた際、高収率及び、高い立体選択性でアンチ体の付加体が優先して得られることを見出した。Ellmanらによって開発された光学活性なN-tert-ブタンスルフィンアミドは、様々なカルボニル化合物と容易に脱水縮合し、光学活性なスルフィンイミンを与える。このスルフィンイミンは種々の金属求核剤とジアステレオ選択的に反応し、加水分解の後に光学活性なアミンを与える。光学活性なアミンは、多くの医薬品や天然物に散見されるので、このような光学活性なスルフィンアミドを利用した光学活性アミンの合成法は有用性が高い。しかしながら、光学活性なN-tert-ブタンスルフィンアミドを効率的に合成する方法はいまだに数例しか知られておらず、より低コストかつ効率的な合成法の開発が求められている。一方、キラルアミン触媒存在下、アルデヒドのイミンに対する触媒的不斉マンニッヒ反応が進行することが知られている。プロリンは天然由来の非常に安価なキラルアミン触媒であるので、プロリン、あるいはその誘導体をキラルアミン触媒として、アルデヒドのスルフィンイミンへの速度論的光学分割を伴うマンニッヒ反応が実現できれば、低コストかつ効率的な光学活性スルフィンアミドの合成法として有用である。そこで、このテーマの実現に向けた研究に取り組んだ。現在までのところ、プロパナールを求核剤、ラセミ体のエチルグリオキシレート由来のスルフィンイミンを求電子剤として、4-ヒドロキシプロリンのリチウム塩を触媒として反応を行うと、回収率54%、40%eeでスルフィンイミンが回収できることを見出している。現在はこの条件の更なる最適化を行っている。

また、得られたエノンに対して、ジアルキル亜鉛を作用させることで、光学純度を損なうことなくジアステレオ選択的に共役付加体を得ることにも成功した。この生成物は、これまでに例がない、アルデヒドのβ-アルキルエノンへの不斉共役付加反応の生成物と同等である。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画のテーマとは異なるものの、本研究では新規ビアリール型二級アミン触媒を用いたアルデヒドのニトロオレフィンへの不斉共役付加反応におけるジアステレオ選択性の反転というテーマの下検討を行った結果、同テーマを完遂させ論文を投稿することができた。以上の理由から、現在までのところ研究はおおむね順調に進展していると考えられる。本研究では、今までに例がない光学活性なスルフィンイミンの合成法として重要なものであり、立体選択性も今後の向上が期待できるレベルまで発現している。したがって、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。現在までに、当初の研究テーマに関連するいくつかの有効な知見を見出し、テーマの実現に向けて現在精力的に研究を行っている。現在までに、当初の研究テーマにるいくつかの有効な知見を見出し、テーマの実現に向けて現在精力的に研究を行っている。
脳死患者の循環動態.諸臓器機能および内分泌機能に関する研究

本研究は抗利尿ホルモンとカテコールアミンを同時投与する方法により、従来より遙かに長期間にわたり安定した状態で管理し得るようになった脳死症例において、脳死後の主要臓器機能の検討を目的とした。特に心臓、肝臓、腎臓、脳下垂体を中心として病理組織学的検討をも行い、臨床的検討と対比し、以下の結論が得られた。〈結果と考察〉1、心機能は抗利尿ホルモンとカテコールアミンの投与により長期間維持されたが、脳死直後には一過性の心電図変化や心機能低下がみられ、その後回復し、血圧維持に必要なカテコールアミンが経過中減量できた。光顕的には心筋繊維の萎縮や肥大、細胞間浮腫がみられ、電顕上は経日的なミトコンドリアの障害と筋小胞体の拡張、筋原繊維の収縮などの所見が特徴的にみられた。その原因としては除神経による心筋の代謝障害や初期にみられる循環動態不安定の影響が考えられた。2、肝臓ではしばしば黄疸と胆道系酵素の逸脱がみられ、組織学的にも脳死後時間が経過するに従い高率に細胆管炎像が認められた。黄疸は脳死後何からの原因で起こる細胆管炎によるものと考えられた。3、腎機能は抗利尿ホルモンとカテコールアミンの投与により良好に維持されることが明らかとなった。形態学的にも細尿管上皮の脱落以外には特異的な変化はなかった。4、脳死後の脳下垂体前葉ホルモンの血中レベルは、ACTH,HGH,LH,FSH,TSH,プロラクチンの何れもが数日間にわたり検出されたこと、TRHの投与試験に反応し、血中TSH及びプロラクチンの分泌が証明されたことより、従来脳死後には廃絶するのではないかと考えられてきた脳下垂体機能は部分的に残存していることが明らかとなった。組織学的にも脳下垂体前葉の腺細胞残存が証明された。このことは脳下垂体が脳ヘルニアの直接的圧迫を受け難いという解剖学的特徴に加え、その支配血管が必ずしも内頸動脈の硬膜内走行枝のみではないことによるものと考えられた。脳死患者の循環動態を極めて不安定で、通常のカテコールアミン投与では大多数が48時間以内に心停止に至る。これに対し抗利尿ホルモン(ADH)とエピネフリンを同時に脳死患者に投与することにより、循環動態を安定に維持することに成功した。ADHの必要量は、1単位/hr程度が適当で、尿崩症治療に必要な0.10.2単位/hrでは不十分であり、ADHを1単位/hrで持続投与した場合、血圧を安定化するに必要なエピネフリンの投与量は0.10.5mg/hrであった。このことは脳死患者の循環動態に対し、エプネフリンとADHが特殊な協調作用を持つことを意味している。この様な方法で循環動態安定化に成功し、長期脳死状態における心,肝,腎の臓器機能を検討した結果、心機能は心電図、心筋逸脱酵素よりみて、腎機能はBUN、クレアチニンクリアランス等の諸検査よりみて、ほぼ正常に保たれるのに対し、肝機能は、特にビリルビンの上昇を中心とする胆汁うっ滞型の肝障害を認めることが特徴的であった。臨床的,組織学的検索によってもこの様な肝機能障害の原因は明確に説明できず、次年度以降の検討課題となっている。

脳死後の脳下垂体機能は常に完全に廃絶するわけではなく、前葉ホルモンの分泌が確認できた例がみられ、大脳及び脳幹の機能廃絶と脳下垂体機能の廃絶とは、独立した現象であることが証明できた。しかし、脳下垂体後葉ホルモンであるADHは、視床下部で合成された後、脳下垂体に貯蔵される事実より、脳死後早期に血中より消失した。これは、脳死患者においてADHの持続的な補給が常に必要であることともよく一致している。レニン・アンギオテンシン・アルドステロン系の水電解質調節機能に関しては、未だ一定の結果が得られておらず、今後の検討課題である。脳死症例の循環機能や諸臓器機能に関する研究はこれまで行なわれていなかったが,近年我々はArginine Vosopressin(以下ADH)とカテコールアミンを同時投与することにより,飛躍的長期間にわたり循環動態の安定化が得られる方法の開発に成功した.本方法を用いて管理した脳死患者の心・肝・腎膵,骨髄機能につき検討した.〈結果〉1. ADH投与下に血圧安定化の目的で投与されたEpinephrineの経日的な投与量は,脳死直後から48時間以内には0.51.0γ/kg/minと比較的大量の投与が必要であった症例もみられたが,脳死後3日目頃より0.2γ/kg/min以下の微量投与により血圧の維持が可能となった.左室仕事係数の経日的変化は,初期に平均36g・m/m^2に低下するが, 3日目より正常値に回復しその後安定した.心電図所見の経日的変化は初期48時間以内には左室を中心としたST低下が75%の高率にみられたが,不整脈や器質的心筋障害と考えられる所見はなく, ST低下も経日的に回復し, 1週間目以降には全例正常化した. 2.肝機能の経日的変化はGPTが特にショック例において悪化が認められた.黄疸と胆道系酵素の逸脱はほとんどの症例に共通し,脳死に特有の現象である可能性があった.その原因としては肝血流量の減少,迷走神経支配の欠如,薬剤性障害等が考えられたが,現在のところ結論は得られていない.3.腎機能としてのクレアチニン, BUN,自由水クリアランス等は,循環動態の安定とADHの適切な投与により良好であった.4.膵機能としてのアミラーゼ値に異常は見られず,耐糖能にも大きな異常はなかった.5.脳死患者に共通して正球性正色素性貧血が見られるものの骨髄穿刺の結果造血機能の低下はなかった.今後,形態学的所見や各種機能検査,内分泌学的検討を加え研究を完成させる予定である.我々は本研究において脳死後の主要臓器機能に関し、種々の臨床的検討を行ってきた。63年度には、これまで行なってきた抗利尿ホルモンとカテコールアミンを栄時投与する方法により管理した脳死症例の肝、心、腎の病理組織学的変化についても研究を行い、臨床的検討と対比した。また、新たに内分泌臓器機能についても検討した。〈結果と考察〉1病理組織学的変化に関しては、肝では脳死後時間が経過するに従い高率に細胆管炎がみられた。心では光顕的には心筋繊維の萎縮や肥大、細胞間浮腫がみられ、電顕上は経日的なミトコンドリアの障害と筋小胞体の拡張、筋原繊維の収縮などの所見が特徴的にみられた。腎では尿細管上皮の脱落以外には特異的な変化はなかった。これらの所見はこれまで報告してきた臨床的臓器機能と一致し、肝でみられた黄疸と肝道系酵素の逸脱は脳死後何等かの原因で起こる細胆管炎がその原因と考えられた。心機能は抗利尿ホルモンとカテコールアミンの投与により維持されてはいるが、脳死後には心筋細胞に形態的変化を伴い、その原因としては除神経、ショックによる心筋の代謝障害や循環管理のため投与したカテコールアミンそのものの影響も考えられた。
血管新生抑制分子・転移抑制分子を用いた固形癌の遺伝子治療法の開発

腫瘍は血管新生を誘導し栄養路を確保しながら成長する。この腫瘍血管新生を抑制できれば効率的な癌の退縮が達成される可能性が高い。強力な血管新生因子であるVEGF(Vascular endothelial growth factor)に注目し、その作用を特異的に抑制して抗腫瘍血管新生療法の有用性を検討した。ヒト肺癌由来の14種の細胞を準備して培養上清中のVEGFを測定すると、すべての癌細胞でVEGFが検出され、その産生能と造腫瘍能には相関を認めた。細胞外領域のみの可溶型VEGF受容体(flt-1)を作成しアデノウイルスに組み込んだ。産生される可溶型受容体はVEGFに結合しその作用を特異的に抑制した。ヌードマウス皮下に癌細胞を移植し生着したあと、可溶型VEGF受容体遺伝子を筋肉内に1度だけ導入すると、可溶型受容体が循環血中に検出され、腫瘍の成育はある程度の大きさで止まり以後はむしろ退縮した。腫瘍内では血管新生が阻害され癌細胞のアポトーシスが亢進していた。可溶型VEGF受容体は造腫瘍能を検討した6種の癌細胞のうち5種で有効であり、汎用性も期待できる。可溶型分子であるため癌細胞すべてに遺伝子導入される必要がなく、さらに標的部位より遠隔地での発現でも効果が期待できる。また細胞増殖には直接影響を与えないので副作用も少ないと期待される。組換え蛋白としての投与も現実的であり、癌の新たな治療戦略として有望である。
L-type電位依存性Ca^<2+>チャンネルの全身麻酔機序への関与

[In vitro]脳組織スライスから高K^+により神経伝達物質ノルアドレナリン(NA)、ドーパミン、グルタメートを放出させて研究を行った。その結果、P/Q型VSCCが主たる働きをしていることが分かった。次に高K^+性神経伝達物質放出に対するバルビタール静脈麻酔薬(チオペンタール、ペントバルビタール、フェノバルビタール)及び非バルビタール静脈麻酔薬(プロポフォール、ケタミン、アルファキサロン)の抑制効果を検討した。その結果、ケタミン以外の麻酔薬は臨床濃度で有意に神経伝達物質の放出を抑制したことから、これら麻酔薬はP/Q型VSCC抑制による神経伝達物質放出を抑制していると考えられた。しかし、GABA_A受容体拮抗薬ビククリン存在下で、麻酔薬の抑制効果がケタミン以外の麻酔薬で同程度に抑制されたことから、麻酔薬はGABA_A受容体を介してVSCCを抑制している可能性が高いことが分かった。[In vivo]ラットにおけるマイクロダイアリーシス法を用いなNA放出の変化は、NMDA受容体抑制型麻酔薬(ケタミン、亜酸化窒素、キセノン)ではNA放出を増加させ、GABA_A受容体作動型麻酔薬(ペントバルビタール、プロポフォール、ミダゾラム)は逆に低下させた。両方の作用を有するイソフルレンは大脳皮質では吸入麻酔薬では低下させ、視床下部では増加させた。睡眠を誘導するNA線維が存在することから、部位によってはNAの増加は麻酔作用の発現に関与している可能性がある。実際、ケタミン麻酔の拮抗薬とされるフィゾスチグミンによりケタミンによる麻酔時間は短縮し、それに伴いNA放出も有意に低下した。よって、NMDA受容体抑制型麻酔薬は睡眠系NA線維を賦活化させることで、GABA_A受容体作動型麻酔薬では覚醒系NA線維を抑制することで麻酔作用を発現している可能性が示唆された。[In vivo]ラット大脳皮質にマイクロダイアリーシスプローベを置き、ketamine(腹腔内投与)麻酔中の神経伝達物質NA放出に変化が生じるか検討した。Ketamine投与量を0、1、10、100mg.kg^<-1>と増やすにつれ、大脳皮質でのNAの放出量はketamine0 mg.kg^<-1>時を100%とするとそれぞれ132%、217%、403%と増加した。[In Vitro]線条体スライスに、KCl40mMを投与して神経伝達物質のnoradrenaline(NA)およびdopamine(DA)を放出させ、バルビタール系静脈麻酔薬(thiopenta1、pentobarbital、phenobarbital)およびバルビタールであり麻酔作用のないバルビツール酸の神経伝達物質放出に影響をみた。その結果、全てのバルビタール系静脈麻酔薬で、NA、DA放出はどちらも薬量依存的に抑制されたのに対し、バルビツール酸では抑制は認められなかった。また、NAおよびDAを50%抑制するバルビタール系静脈麻酔薬の濃度(IC_<50>)はthiopental:14.1μM、18.5μM,pentobarbital:41.1μM、34.6μM,phenobarbital:265μM、245μMまたIC_<25>はthiopental:3.2μM、4.4μM,pentobarbital:11.5-μM、8.3μM,phenobarbital:85.1μM、102.3μMであり、各々の麻酔力価(脂質への溶解度)とIC_<50>の間に強い相関関係(NA:r=0.9996,DA:r=0.9783)が認められた。[In vivo]

ラット大脳皮質にマイクロダイアリーシスプローベを置き、pentobarbital(腹腔内投与)麻酔中の神経伝達物質NA放出に変化が生じるか検討した。Pentobarbital投与量を0(生食)、0.5、5、50mg.kg^<-1>と増やすにつれ、大脳皮質でのNAの放出量はpentobarbital0mg.kg^<-1>時と比較して有意な変化を示さなかった。[In vivo]ラット大脳皮質にマイクロダイアリーシスプローベを置き、propofol(60 mg/kg ip),ketamine(100 mg/kg ip),midazolam(5 mg/kg ip)麻酔中の神経伝達物質ノルアドレナリン(NA)放出に変化が生じるか検討した。Ketamineは投与後、NAの放出量が最大で382%(basalを100%)に増加したのに対しpropofolおよびmidazolamはそれぞれ74%と73%に減少した。さらに、ketamine投与後にα_2-agonistのclonidineを同時に投与するとclonidineの薬量依存的にNA放出は減少した(clonidine 0 μM:483%3 μM:412%,30μM:276%,300μM:62%)。[In vitro]大脳皮質スライスに、KCl 40 mMを投与して神経伝達物質のグルタメートを放出させ、各種静脈麻酔薬thiopental,pentobarbital,phenobarbital,propofol,ketamine,alphaxaloneおよび非麻酔作用性バルビタールのバルビツール酸の放出抑制効果を検討した。また、これらの作用がGABA_A受容体を介しているかどうかを検討するため、bicuculline 100 μM存在下での抑制度も検討した。その結果、バルビツール酸は抑制効果を示さなかったが、各種麻酔薬は有意な抑制効果を示した。また、その麻酔薬とグルタメート放出の濃度反応曲線は、bicucullineによって最大抑制度に差はなく右方に移動したので、競合阻害であることがわかった。それぞれのIC_<50>およびbicuculline存在下でのIC_<50>は表に示す。[In vivo]ラット大脳皮質、視床下部前部、後部にマイクロダイアリーシスプローベを置き、笑気、キセノン、イソフルレン吸入麻酔中の神経伝達物質ノルアドレナリン(NA)放出の変化を検討した。大脳皮質では笑気およびキセノンによりNA放出が増加したのに対し、イソフルレンでは低下傾向にあった。視床下部前部では全ての吸入麻酔薬で増加したが、視床下部後部ではキセノンでのみ増加した。