hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二相ステンレス鋼溶接部の新水素形態別定量法の確立と水素割れ防止に関する研究

本研究は昇温過程で試料表面から放出される水素量をリアルタイムで測定する方法によりフェライト中、オーステナイト中の水素を識別する、いわゆる水素形態別定量法を確立し、そして二相ステンレス鋼溶接金属中の正確な水素量を求め、水素割れ防止のための限界水素量を把握することを目的として実施したものである。二相ステンレス鋼母材としてFerralium255,Alloy2205およびSUS329J1を用い、被覆溶接棒としてFerralium259,Alloy2209,SUS329J3LおよびSUS329J4Lを用いた。ビ-ドオンプレート溶接を行い、溶接部を作製した。溶接金属を採取し、既設の水素分析装置を用いて種々の温度で水素量を測定した。1.母材および溶接金属から採取した試料を種々の昇温速度で加熱し、リアルタイムに各温度での水素放出を検出し、フェライト中からの水素放出およびオーステナイト中からの水素放出についての知見を得る新しい水素形態別分析を行った。これにより二相ステンレス鋼とその溶接金属中のフェライト中の水素は低温側でほぼ放出され、オーステナイト中はそれより高温側で放出されることが明らかになった。2.フェライトおよびオーステナイト中の水素量を識別する他の新方式として、内部摩擦測定法を用い、それによりオーステナイト中の水素量およびフェライト中の水素量が求められた。3.パーソナルコンピュータにより二相ステンレス鋼とその溶接金属における水素拡散挙動を一次元および二次元差分法による数値解析により検討した。4.溶接割れ試験と水素量の関係を求めた。そして二相ステンレス鋼溶接部における割れが生じない限界水素量を決定した。二相ステンレス鋼溶接金属中の水素量の測定を行った。すなわち母材としてFerralium255,Alloy2205およびSUS329J1を用い、被覆アーク溶接棒としてFerralium259およびAlloy2209を用いた。溶接金属はJIS規格およびAWS規格に従い作製し、直ちに石英管中に真空封入した。そして炉中で200°Cから950°Cの種々の温度で30分から2週間の種々の時間水素抽出を行い、既設の水素分析装置を用いて水素量を測定した。その結果、軟鋼や高張力鋼等フェライト鋼の場合は45°Cで48時間で溶接金属中の水素がほぼ放出されるが二相ステンレス鋼溶接金属の場合は200°Cで14日間、400°Cで72時間と長時間抽出することにより溶接金属中の全水素量が測定されることが判明した。溶接割れ試験としてY-Groove試験およびG-Bop試験を実施し、溶接割れと水素量の関係を求めた。水素量は溶接棒を300°C以下の種々の温度で乾燥処理することによって変化させた。その結果、Ferralium259溶接棒の場合、G-Bop試験では7ppm以上で水素割れが生じ、Alloy2209溶接棒の場合G-Bop試験およびY-Groove試験では34ppm以上で水素割れが生じることが判明し、二相ステンレス鋼溶接部における割れが生じない限界水素量が求められた。これらの水素量はフェライト+オーステナイト相からの総水素量であり、そのためさらに個々のフェライト中およびオーステナイト中の水素量を水素拡散理論を基礎にした解析を購入したパーソナルコンピュータを用いて行っており、これにより各相中の水素量を明確に区別する新水素形態別定量法の確立が可能になった。本研究は昇温過程で試料表面から放出される水素量をリアルタイムで測定する方法によりフェライト中、オーステナイト中の水素を識別する、いわゆる水素形態別定量法を確立し、そして二相ステンレス鋼溶接金属中の正確な水素量を求め、水素割れ防止のための限界水素量を把握することを目的とした。

1.二相ステンレス鋼母材としてFerralium255,ALLoy2205およびSUS329J1を用い、被覆溶接棒としてFerralium259,Alloy2209,SUS329J3LおよびSUS329J4Lを用いた。ビ-ドオンプレート溶接を行い、溶接部を作製した。溶接金属を採取し、既設の水素分析装置を用いて種々の温度で水素量を測定した。2:母材および溶接金属から採取した試料を種々の昇温速度で加熱し、リアルタイムに各温度での水素放出を検出し、フェライト中からの水素放出およびオーステナイト中からの水素放出についての知見を得る新しい水素形態別分析を行った。これにより二相ステンレス鋼とその溶接金属中のフェライト中の水素は低温側でほぼ放出され、オーステナイト中はそれより高温側で放出されることが明らかになった。3,フェライトおよびオーステナイト中の水素量を識別する他の新方式として、内部摩擦測定法を用い、それによりオーステナイト中の水素量およびフェライト中の水素量が求められた。4.試験片からの水素放出挙動について購入したパーソナルコンピュータにより二相ステンレス鋼とその溶接金属における水素拡散挙動を一次元および二次元差分法による数値解析により検討した。5.溶接割れ試験と水素量の関係を求めた。そして二相ステンレス鋼溶接部における割れが生じない限界水素量を決定した。
近代日本の女性研究者の学歴・キャリアに関する歴史的研究─博士号取得の視点から─

1898年勅令第三四四号の学位令下においては、1905年に女性が学位請求をした事案があった。しかし、18901920年代前半、女性は学歴上で不利な立場にあり、研究職への職業進出がはばまれており、学位が授与されることがなかった。一方、1920年勅令第二百号の学位令下においては、1927年保井コノが理学博士号を取得して以降、1947年までに、理学博士・医学博士・農学博士・薬学博士の理系4種別で女性の学位取得者が誕生し、医学・化学系が大半を占めた。女性にとって、博士号の学位は、各自のキャリアにとって有為な職業的資格となっただけでなく、後進の女性科学者の養成にも影響をもたらしていた。平成26年度は、「1898年勅令第三四四号の学位令下における女性の学位請求の実相」を研究課題とし、お茶の水女子大学附属図書館、東京大学文書館、国立国会図書館東京本館、京都大学大学文書館、国立国会図書館関西館等において、資料調査を行った。資料調査をもとに、論文を発表し、以下の内容を明らかにした。1898年改正の「学位令」下では、1905年に宇良田タダが学位請求をした事案があったにもかかわらず、19001920年代前半に女性に学位が授与されることはなかった。その背景として、1898年改正の「学位令」下における男性への学位授与の条件と特色について、札幌農学校・東北帝国大学農科大学(19071918年3月)・北海道帝国大学農科大学(1918年4月1919年2月)・北海道帝国大学農学部(1919年2月1920年7月)の教官・卒業生の学位取得状況(農学・理学・林学・獣医学博士)を事例として、分析した。その結果、1898年学位令下のおける男性の学位取得者(農学・理学・林学・獣医学博士)は、学士号を取得後に、専門学校・帝国大学の教官及び台湾総督府・農商務省の技師など、研究・技術職に就いていた者が大部分であった。男性による学位取得は、各自の研究実績が学術上に貢献し、実際上に有益であることを証明する方策のひとつであり、各自の職業上の昇任にも大きく関与するものであった。それと同時に、所属・出身校の大学昇格運動の一環に位置づくものであった。以上のことから、学歴上で不利な立場にあり、研究職への職業進出がはばまれていた女性たちには、1898年改正の「学位令」下では、学位授与の条件が整わない状況であったことを明らかにした。平成27年度は、「1920年勅令第二百号の学位令下における女性の学位取得の実相」を研究課題とし、資料調査をもとに、論文を発表した。1927年保井コノが理学博士号を取得して以降、1947年までに、理学博士・医学博士・農学博士・薬学博士の理系4種別で、女性の学位取得者が誕生した。文系種別の学位は、戦前期に女性に授与されることはなった。学位取得者数をみると、理学博士(14名)、医学博士(147名)、農学博士(4名)、薬学博士(2名)であり、圧倒的に医学博士の数が多かった。他の学位種別より医学博士数が多数であるのは、男性と同様であった。これは、「医学博士」の学位が、女性にとっても、臨床医や研究者のキャリアに、有為な職業的資格であったことが要因と考えられた。一方、理学博士・農学博士を取得した女性たちは、植物学者、生物学者のほかは、無機化学・有機化学・物理化学・食品化学・生化学・栄養化学をはじめとする化学者が大半を占めた。このような特色は、女子高等師範学校の理科(物理、化学、植物、動物)、女子専門学校の家政学部といった、出身校の教育課程が基盤となり、由来したものであった。また、帝国大学において、女性の進学をいちはやく認めた学部が、理学部・農学部であったことも背景のひとつであると推察された。そして、研究成果、すなわち学位論文の水準の高さが、女性の理学博士・農学博士を輩出する最大の源であった。以上から、これまで個別の小伝にとどまりがちであった女性の学位取得について、1920年勅令第二百号の学位令が学校基本法により1947年3月末に廃止となるまでを主な対象として、女性の学位取得状況を一覧化し、学位の種別毎に、どのような特色が見られるのかを明らかにした。平成27年度は、1920年改正の「学位令」下において、学位審査を行い得た帝国大学の一校(東北帝国大学)について、学位審査関係文書の資料調査を行い、資料状況の把握及び関連資料の収集を予定通りに進めることができた。また、国立国会図書館関西館に保管されている学位論文を、引き続き調査した。1920年改正の「学位令」下において博士号の学位を取得した女性についても、国立国会図書館東京本館、宮城県図書館、国立台湾大学図書館・校史館、国史館台湾文献館等において、回顧録・小伝等を収集して、その学歴・キャリアに関する資料調査を進めた。以上により、おおむね目的に沿って計画通りに研究が進展しているものと評価する。平成28年度は、「1920年勅令第二百号の学位令における女性の学位取得の実相」を研究課題とし、資料調査をもとに、論文を発表した。

1920年勅令第二百号の学位令のもとで、女性としては3人目に理学博士号を1931年に取得した加藤セチ(1893-1989)に焦点をあて、研究論文以外で発表・発言した文章を、母校である東京女子高等師範学校の同窓会「桜蔭会」の『会報』を中心に調査して、一覧化した。そこから、1生い立ちから東京女子高等師範学校への進学経緯、2北海道帝国大学への入学動機と在学時の奮闘、3理化学研究所の入所経緯と学位取得、4理化学研究所での研究生活、5後輩へのメッセージについて、加藤セチ自身の言葉より紹介・翻刻し、解説を付した。加藤セチは、東京女子高等師範学校を卒業後、女性の職業が主に教職に限られていた当時の状況下で、理化学研究所で研究職をつかみ取り、スペクトルの物理化学的意義の解明を主軸とした研究を行い、博士号の学位取得へとつなげた。学位取得後は、一科学者としての気骨を示しながら、後輩の女性たちを共同研究者として育て、女性たちへの応援メッセージを与え続けていた。さらに、戦後には、1958年4月の「日本婦人科学者の会」発足の準備にあたるなど、女性科学者の先達として尽力していたことが判明した。以上から、加藤セチの事例を鑑みても、1920年勅令第二百号の学位令のもとで女性が学位を取得するということは、各自のキャリアだけではなく、自身の後に続く女性科学者の養成にも影響をもたらしていたことが明かとなった。1898年勅令第三四四号の学位令下においては、1905年に女性が学位請求をした事案があった。しかし、18901920年代前半、女性は学歴上で不利な立場にあり、研究職への職業進出がはばまれており、学位が授与されることがなかった。一方、1920年勅令第二百号の学位令下においては、1927年保井コノが理学博士号を取得して以降、1947年までに、理学博士・医学博士・農学博士・薬学博士の理系4種別で女性の学位取得者が誕生し、医学・化学系が大半を占めた。女性にとって、博士号の学位は、各自のキャリアにとって有為な職業的資格となっただけでなく、後進の女性科学者の養成にも影響をもたらしていた。平成26年度は、1898年改正の「学位令」下において、学位審査を行い得た2帝国大学(東京帝国大学、京都帝国大学)について、学位審査関係文書の資料調査を行い、資料状況の把握及び関連資料の収集を予定通り進めることができた。また、1920年改正の「学位令」下において博士号の学位を取得した女性について、国立国会図書館関西館に保管されている学位論文を調査し、あわせて、出身校(女子高等師範学校、女子医学専門学校等)の同窓会誌・新聞・雑誌等への研究・教育に関する発言、回顧録・小伝等を収集して、その学歴・キャリアに関する資料調査を進めた。論文発表では、女性が学位を取得する前史にあたる、1898年改正の「学位令」下における男性の学位取得の条件と特色を検討し得た。以上により、おおむね目的に沿って計画通りに研究が進展しているものと評価する。平成28年度は、引き続き、「1920年勅令第二百号の学位令における女性の学位取得の実相」を研究課題とする。まず、【1】女性の学位取得者の中で最も数の多い「医学博士のキャリアの形成と研究分野の特色」について、出身校である東京女子医学専門学校・帝国女子医学専門学校と、学位授与大学である帝国大学に着目して、資料調査・分析を行う。資料調査先としては、(1)九州大学大学文書館、(2)東北大学史料館、(3)京都大学大学文書館、(4)東邦大学額田記念東邦大学資料室・メディアセンター、(5)東京女子医科大学図書館・大学史料室、(6)国立国会図書館(東京本館・関西館)等に赴き、学位審査関係文書・学位論文・回想録等の資料調査を行うと共に、出身校の同窓会誌を調査する。同時に、【2】「女子高等教育機関(女子高等師範学校・女子専門学校)への学位の影響」について、資料調査・分析を行う。
非線形分光法による金属-有機超薄膜ナノ界面空間電荷の測定

有機超薄膜界面に見られる帯電現象や、この現象に付随して発生する光物性に関する研究は、有機分子素子実現の基礎として重要である。このため、金属-有機ナノ界面に発生する電子・光現象を統合的に評価する技術を確立しておくことが、有機ナノエレクトロニクス分野できわめて重要である。本研究では、通常電気的手法で測定されている界面の帯電現象を、光学的測定によって測定するという新規な評価手法の確立を目的としている。本年度は昨年度から引き続き、非線形光学的手法(SHG)による、金属上フタロシアニン薄膜のSHG特性評価(表面電位の影響)を行った。表面電位は吸収ピークに対応した光を照射することで減少することが知られている。フタロシアニンのスペクトル測定で明らかになった表面電位の効果を確認するために、測定サンプルに光照射を行い、表面電位の変化がスペクトルに及ぼす影響を調べた。その結果、光照射によってスペクトルに変化(強度の減少)が現れることが明らかになった。また同様に有機半導体として知られるペンタセンを用いても同様の測定を行っている。有機物においては表面電位を与える要因として双極子の配向も重要である。双極子配向はSHGを活性化するため、帯電現象をSHGを用いて観測する試みに対して無視できない。本年度は蒸着により双極子配向が得られるAlq3を用いて(この双極子配向は光照射によって消失する)、その配向の様子などをSHGを用いて観測した。その結果、まず偏光角依存性によって平均の配向角を求めることができた。その後、光照射によってこの平均配向角が変化することを確認することができた。本年度はまず、非線形光学的手法(SHG)を用いて、表面電位がフタロシアニンのSHG特性に与える影響を調べた。SHGは反転対称性を有する系において、双極子が寄与しなくなり、四重極子の寄与のみが存在するため、信号強度が弱くなる。表面電位が発生している状態と発生していない状態でフタロシアニンのスペクトル測定を行ったところ、ピークの位置に大きな違いが現れることが明らかになった。これらの違いは、双極子と四重極子のそれぞれの機構における共鳴条件の違いから発現するものと結論づけた。現段階では、電位の大きさを見積もる方法を検討している。同様に、光学的手法として電場変調分光法による測定を試みた。外部直流電場の大きさを変化させながら試料に電場を印加することで、表面電位の情報を得ることができる。通常、測定試料を電極で挟んだ構造での測定が一般的であるが、電極からの電荷注入などの影響を極力抑えるために、空気による絶縁層を設けた独自のセル構造を用いた。その結果、ケルビン法などで測定した電位とほぼ等しい電位を得ることができ、また光によって電位がシフトすることも確認できた。
ヒト人工染色体を用いた染色体機能の解析

ヒト人工染色体の形成にはセントロメア機能の獲得が必要であることは必須だが、エピジェネティックの影響を受けているため、他にどのような要因によって決定されているか明らかにする必要がある。アルフォイドDNA断片をBACへクローン化しヒト培養細胞へ導入すると、宿主染色体とは独立して分配維持されるヒト人工染色体が形成される。さらに、TSA処理や薬剤選択圧をかけ続けることなどクロマチン構造をゆるめることで不活性化されていたアルフォイド配列上にセントロメア構成タンパクが再集合する現象がみられる。このことから、アルフォイド両側に予め転写領域を持たせることでより効率よく人工染色体形成を調べたが、全く形成はみられず従来の片側に薬剤耐性遺伝子を入れたBACでしか形成しなかった。RNA合成がアルフォイド側までに及びセントロメア構成タンパクの集合が阻害された可能性もあったが、人工染色体上に存在するアルフォイド上までRNA合成の伸長がみられたことや、セントロメア構成タンパクの集合がホスト染色体へ挿入している部位にみられたことから、RNA合成伸長反応による影響ではなかった。一方、ヘテロクロマチン領域に存在するHP1の局在がM期人工染色体上にみられた。また、クロマチン免疫沈降法により、転写の行われていないBAC配列上にHP1が濃縮さており、転写領域やアルフォイド上には存在していないことが明らかになった。反対に、アセチル化ヒストンH3の局在は転写領域で高くアルフォイドや他のBAC上では低く、またセントロメア構成タンパクはアルフォイド上で高い濃縮がみられ他領域では低かった。以上の結果から、従来明らかになった新規に染色体を形成させるにはセントロメア構造を作られるだけでは不十分でコヒージョン等の機能に必要なヘテロクロマチン領域も同時に形成させる必要があるということを強く示唆する結果が得られた。ヒトセントロメア領域由来の約70kbのアルフォイドDNA断片をYACもしくはBACへクローン化し、ヒト培養細胞へ導入すると、宿主染色体とは独立して分配維持されるヒト人工染色体が形成される。ヒト人工染色体は導入YAC(BAC)が細胞内で増幅連結して形成されており、この人工染色体上のアルフォイド配列にセントロメア構造が新規に形成される。ところが、この前駆体YAC(BAC)へ強いプロモーター(CMV, PGK)とマーカー遺伝子を挿入すると人工染色体形成が阻害された。そこで、挿入遺伝子領域とセントロメア領域のクロマチン構造を人工染色体上で分離させる目的でヒト細胞でも機能が確認されているニワトリのβグロビン遺伝子境界領域(インスレーター)を挿入したが、インスレーター配列の有無にかかわらず人工染色体は全く形成されなかった。この阻害効果の原因を探るためにマーカー遺伝子からプロモーター部のみを除いたところ、人工染色体形成活性が回復した。遺伝子からの転写が効率よく起こるクロマチン構造とセントロメアやヘテロクロマチンを構成するクロマチン構造の根本的な違いが阻害効果となって現れている可能性が考えられた。現在、ChIP法やindirect immuno-FISH法を用いて、セントロメア構造やヘテロクロマチン構造に対するプロモーターの影響を解析している。さらに強いプロモーターとマーカー遺伝子を組み込んだ前駆体BACの混合比を低くして人工染色体形成能の高い前駆体BACと混ぜて細胞へ導入することにより、人工染色体上での強いプロモーターの存在比を低下させてやると、強いプロモーターにつないだ遺伝子からの転写も起こる人工染色体が構築可能であることが判明した。
尿プロテオミクスによる新規泌尿器癌バイオマーカーの探索と二次元早期診断法の確立

本研究では、泌尿器癌の早期発見に有用となる新規バイオマーカー探索、及びその検出技術の確立を達成した。バイオマーカー探索においては、独自の解析プラットフォームを確立し、尿プロテオミクス解析により、尿中に存在する新規バイオマーカー候補タンパク質の高精度の同定を可能とした。バイオマーカー検出においては、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance; SPR)を用いることにより、尿検体中より直接的にバイオマーカーを検出することを可能とした。これらの研究成果は、泌尿器癌の早期発見において極めて重要な基盤技術であり、臨床利用を目指し、これをベースとした更なる発展が見込まれる1.尿プロテオミクスのための尿中タンパク質サンプル調整不純物が多く含まれる尿より、高純度のタンパク質を精製するための技術を確立した。また、質量分析に用いるサンプル調整のためのワークフローも同時に確立した。これらは平成28年度の国際学会(HUPO 2016, Taipei, Taiwan)にて発表し、学術論文としても今年度中に発表を予定している。2.尿プロテオミクスによる腎・泌尿器系疾患バイオマーカーの同定と検証特定の疾患(慢性腎不全およびIgA腎症)において、これらの早期発見に利用できる新規バイオマーカーを尿中より数種類同定した。同定されたバイオマーカーに対して、臨床検体を用いた有用性の検証を行い、これら全てが早期発見、更には症状の進行度の評価に利用できることを確認した。これらの成果も学術論文および学会において今年度中の発表を予定している。3.臨床利用を見据えた尿バイオマーカー検出系の確立本研究において同定されたバイオマーカーを対象とした、尿を検体とする慢性腎不全およびIgA腎症のスクリーニング検査の確立に着手した。早期発見という観点において、健康診断レベルの安易に受検できるシステムが求められるため、Immuno-SPR解析を用いた僅か1時間程度で結果を得ることができる検査系を大方確立した。これは精度やコスト面でも優れており、確定診断や症状の進行度評価に対しても利用できる可能性がある。今後はより多くの臨床検体の解析を行い、最終的な検査系確立に向けた整備段階に入る。尿プロテオミクスのためのサンプル調整ワークフローと尿中バイオマーカー候補の同定においては、研究開始当初のスケジュールを大幅に上回り成果を得ることができた。また、検査系の確立においても、順調に進行しており、今後はより多くの臨床検体を用いた検証段階に入る。本研究では、尿プロテオミクスのアプローチを用いたバイオマーカー探索と、同定されたバイオマーカーをターゲットとした泌尿器癌の早期診断を目指した、安定した解析、検出技術の確立をおおむね達成した。本研究の戦略として、バイオマーカーの「探索」と「検証」という、主に二つのパートを設定した。まず、バイオマーカー探索のパートについては、独自の手法を確立できたことで、極めて信頼性の高い尿プロテオミクス解析が可能となった。ここでは、尿サンプルの採取、保管、質量分析用タンパク質サンプルの調整、そして質量分析とデータ解析という尿プロテオミクスにおける一連の解析プラットフォームを新規に作り上げた。これを用いることで、尿中に含まれる、生体の環境変化を反映する微量のタンパク質(およびペプチド)の検出が可能となり、多くのバイオマーカー候補となるタンパク質の検出が期待された。検証のパートにおいては、尿プロテオミクスによりリストアップされた、バイオマーカー候補となったタンパク質の患者尿検体中での有無を表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance:SPR)を用いて検出する技術を確立した。SPRはpgオーダーでのタンパク質ターゲットの検出が可能な高精度検出法であり、また、同時に多数の検体を短時間で扱えるという利点もあった。これら「探索」と「検証」の二次元的アプローチにより、尿プロテオミクスで同定されたバイオマーカー候補タンパク質を実際の尿検体を用いたSPRにより検出し確証化するという、より信頼性の高い解析プラットフォームが確立された。今後は、泌尿器癌に対するより特異性の高いバイオマーカー候補の絞り込みと、更なる検出精度の向上を目指した研究が必要となり、それらが達成された後は、臨床利用へ向けてのステップに進むことが出来ると期待される。これらの研究成果は、泌尿器癌の早期発見において極めて重要な基盤技術であり、臨床利用を目指し、これをベースとした更なる発展が見込まれる第一に、これまでに同定されたバイオマーカーを用いた検査系を確立する。本研究では、腎・泌尿器系疾患おける早期発見を目的地しているため、精度、コスト、時間という面を特に重視し、誰もが受検可能な検査の提供を目指す。また、該当検査系ではImmuno-SPR解析を用いているが、この解析の特性上、バイオマーカーを捉える抗体の精度が重要となるため、抗体の選定も同時に行う。更には、データ解析用ソフトや操作性向上のためのプロトコールの整備も行い、検査系全体をプラットフォーム化して提供できるような体制を整える。第二に、更なる新規バイオマーカーの同定を目指す。これまでに確立した尿中バイオマーカー同定系は信頼がおける精度を備えているため、各種疾患患者の尿検体を用いてより多くのバイオマーカーの同定に向けた解析を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。予防医学29年度が最終年度であるため、記入しない。
超電導コイルコンジット材の脆性破壊機構におよぼす表面酸化層の影響に関する研究

実用コンジット材料で使用される極薄板純チタン材料に対し、液体ヘリウム温度といった特殊な環境で、表面酸素拡散層を有する場合の脆性破壊挙動をミクロ的観点から明らかにした。超電導材料生成熱処理条件である(650750°Cで50200時間保持)を施し、その酸素拡散層(ルチル層)の表面からの分布をミクロ硬さによって明らかにした。この結果、その酸素拡散の活性化エネルギーは約110kJ/molであることが明らかとなった。さらに、超電導材料生成熱処理によって表面に酸素拡散層を有する場合には、液体ヘリウム温度(4.2K)での引張り特性において著しく影響を受けることが明らかとなった。ミクロ的な観察によれば、酸素拡散層の存在によって、引張り過程で酸化層に微細な割れを生じ、このために破断伸びが酸素拡散層の無い場合に比べ、例えば700°C,200hの熱処理で約1/3に低下することが明らかになった。このような現象は室温では認められず、液体ヘリウム温度といった特殊な極低温度域で認めらる特異な現象であることが明らかとなった。以上の研究により、大気中での超電導材料生成熱処理条件とコンジット材の液体ヘリウム温度での破壊特性との定量的関係が導かれ、さらに、極低温での破壊挙動におよぼすミクロ的因子が明らかになった。
遠洋性堆積物に記録された海洋無酸素事変とアクリタルクスの関係についての研究

ペルム-トリアス系境界,下部ジュラ系Toarcian下部に含まれる黒色有機質泥岩の形成過程とこの層を挟んだ海洋環境の変遷の解明を目的として,兵庫県篠山地域藤岡奥セクションおよび,岐阜県犬山地域勝山セクションにて検討を行った.その成果の概要は以下のとおりである.1.従来ペルム末では大きな海退が生じたとされており,これによって停滞した海域が生まれ,生物の大量絶滅が起因されたとする考えが多かった.しかし,停滞した環境で生成されたとする黒色有機質泥岩は実は高い基礎生産を反映しており,このような環境を生み出したものは海洋の富栄養化による汚染である(項目11の研究発表,Ishiga et al.,1993).2.Toarcian下部においてはやはり海洋の拡大に伴う海面上昇と相まって,陸域から多量の栄養塩が供給され,海洋汚染が生じたことが判明した.地質時代の現象から考えられる環境の変化に要する時間は,平均的な粘土の堆積速度からすると黒色有機質泥岩の堆積は10cm(およそ数万年)は継続していた可能性がある.4.地質学的に見ると海洋汚染によって形成されたこのような有機質泥岩(ヘドロ)の分解は堆積物として,続成の過程で行われたといえる.このことはヘドロは急速に堆積物中に埋没されることによって,海水との接触を絶ち,再び海洋を汚染する機会を減少させていったといえる.これらの知見は現在の海洋汚染の発生のメカニズムとその解決のためには重要といえる.ペルム-トリアス系境界,下部ジュラ系Toarcian下部に含まれる黒色有機質泥岩の形成過程とこの層を挟んだ海洋環境の変遷の解明を目的として,兵庫県篠山地域藤岡奥セクションおよび,岐阜県犬山地域勝山セクションにて検討を行った.その成果の概要は以下のとおりである.1.従来ペルム末では大きな海退が生じたとされており,これによって停滞した海域が生まれ,生物の大量絶滅が起因されたとする考えが多かった.しかし,停滞した環境で生成されたとする黒色有機質泥岩は実は高い基礎生産を反映しており,このような環境を生み出したものは海洋の富栄養化による汚染である(項目11の研究発表,Ishiga et al.,1993).2.Toarcian下部においてはやはり海洋の拡大に伴う海面上昇と相まって,陸域から多量の栄養塩が供給され,海洋汚染が生じたことが判明した.地質時代の現象から考えられる環境の変化に要する時間は,平均的な粘土の堆積速度からすると黒色有機質泥岩の堆積は10cm(およそ数万年)は継続していた可能性がある.4.地質学的に見ると海洋汚染によって形成されたこのような有機質泥岩(ヘドロ)の分解は堆積物として,続成の過程で行われたといえる.このことはヘドロは急速に堆積物中に埋没されることによって,海水との接触を絶ち,再び海洋を汚染する機会を減少させていったといえる.これらの知見は現在の海洋汚染の発生のメカニズムとその解決のためには重要といえる.
大陸衝突帯における地殻内流体活動・部分溶融とそれに伴う物質移動の理解

大陸衝突帯であるヒマラヤの部分溶融していない中下部地殻では含ホウ素流体活動が広くみとめられ、鉱物化学組成から推定された流体の塩濃度は海水程度であった。一方、約6億年前の衝突帯下部地殻が露出する南極のリュツォ・ホルム湾とセール・ロンダーネ山地では、後退変成期のみならず昇温変成期にも中部下部地殻で塩素に富む流体活動が起きていたこと、および外部からの含塩素流体の流入に加え、岩石が部分溶融を経験することにより、流体中の塩素濃度が上昇した可能性が高いことがわかった。ヒマラヤと南極にみられた流体組成の違いは部分溶融の有無や程度の違いに起因するかもしれない。ネパール・ダンクッタ地域に分布する主中央衝上断層(MCT)下盤側の電気石濃集岩や電気石脈を詳細に調べた結果、含B流体活動は下盤側の変成作用の昇温期ピーク直後に起きたと判明した。MCT上盤側の高変成度片麻岩中に含B流体が流入した結果、部分溶融が誘発されて優白質花崗岩が生じた可能性がある。領家変成帯において、新期領家花崗岩起源の熱水流体と泥質変成岩の反応により形成された珪線石脈の成因を明らかにした。600°C、0.3GPa程度の条件下でa(Na+)/a(H+)、a(K+)/a(H+)およびa(Mg2+)/a(H+)が低い流体が流入すると、長石類・黒雲母を溶解して珪線石を作る反応が起こりうることを熱力学計算から示した。またその際に再結晶した石英は珪線石・白雲母を包有し、カソードルミネッセンス像の青色発光が弱い傾向があることも明らかにした。これは花崗岩周辺の泥質岩類に対する酸性流体の影響を評価するツールになり得る。また、領家変成帯のミグマタイト中のザクロ石-ジルコン間の希土類元素(REE)分配について検討を行い、微細組織の観点からは同時共存しているにもかかわらず、超高温変成岩中とは異なり、ジルコンの重希土類パターンはフラットにならず、REE分配係数も1に近づかないことを見いだした。これは、安易にジルコンのREEパターンを用いて高度変成作用のタイミングを制約することの危険性を示す。三波川変成帯国領川地域において、蛇紋岩と泥質岩の境界で含B流体活動により電気石濃集層が形成されたタイミングは、変成ピーク後の上昇期であったことがわかった。東南極セール・ロンダーネ山地パーレバンデの泥質片麻岩類の記録する温度-圧力-時間履歴の解析と含Cl流体活動のタイミング制約を試み、ピーク変成作用直後の約580Ma頃に700°C、0.7GPa程度の条件下で含Cl流体活動が起きたことを明らかにした。ネパールヒマラヤ・ダンクッタ地域の主中央衝上断層(MCT)下盤側の泥質片岩中に非調和に貫入している、電気石-石英脈について詳細に検討した。壁岩中の、脈からの距離に応じた鉱物組み合わせの変化と電気石の組成変化を検討し、実験的研究と比較した。その結果、流入した流体はNa濃度が0.2-0.8mol/L(NaClに換算すると1.8-4.7wt%に相当)であったと推定した。これは、同程度の深さの大陸衝突帯断面であるセール・ロンダーネ山地で濃い塩水活動が推定されたのとは対照的な結果である。リュツォ・ホルム岩体スカレビックハルセンの試料中の塩素に富む黒雲母を含むザクロ石-珪線石片麻岩の起源について、ザクロ石のREEパターン測定やLA-ICPMSによるザクロ石の同位体マッピング、およびジルコンのU-Pb年代測定を行い、藍晶石グレードの変成作用を2回経験していることを明らかにした。また、2つの年代ピークを示すモナズ石の再結晶化には、約580Ma頃の塩水活動と部分溶融が関与していた可能性を指摘した。この成果をJournal of Mineralogical and Petrological Sciences誌に出版した。沈み込み帯の例として、三波川変成帯国領川地域の端出場メランジュを調査した。電気石濃集層の形成後、その電気石を分解するような、カリ長石脈を作る流体活動があり、三波川帯のDs変形はその後まで続いていたことがわかった。領家帯三河高原地域に露出する、片麻状構造をもつ花崗岩類のU-Pbジルコン年代を決定したところ、片麻状構造をもつものが必ずしも広域変成岩と近い年代を持つわけではないことが明らかとなった。ヒマラヤ、南極(リュツォ・ホルム岩体およびセール・ロンダーネ山地)の試料については計画通りに解析が進んでいるが、エジンバラ大で実施予定のホウ素同位体比分析が先方の機械の不調などでまだ完了していないため。約6ー5億年前の大陸衝突帯である東南極セール・ロンダーネ山地パーレバンデの塩素に富む流体の流入時期について分析と考察を深めた。その結果、泥質片麻岩の温度圧力履歴と微細組織形成過程の詳細な検討に基づき、昇温変成期に塩素に富む流体の流入があり、部分溶融の進行に伴い共存流体中の塩素濃度が上昇した可能性が高いこと、また、そのような流体活動は衝突境界の下盤側で起きたことを明らかにした。

また、同山地における他の塩素流体活動も考慮し、複数回にわたる局所的衝突と塩素流体活動の関係をモデル化して示し、Lithos誌に出版した。また、流体活動のタイミングや起源を探る目的で、セール・ロンダーネ山地一帯の試料を用いて、流体活動に伴ってできたザクロ石の酸素同位体測定やザクロ石とジルコンのREEパターンに関する考察も進めた。また、塩素流体活動が認識されているリュツォ・ホルム岩体明るい岬において、電気石からコーネルピンが生じている試料について、エジンバラ大学でこれらの鉱物のホウ素同位体測定を行い、結果解析中である。さらに、同岩体スカレビックハルセンから、NaClに富むスカポライト脈の試料を見いだし、分析を進めた。これは、後退変成期に塩濃度が高い流体の流入があったことを示唆する。領家帯における広域変成作用と花崗岩類の貫入時期の決定をジルコンU-Pb年代測定を用いて昨年度に引き続いて行い、従来のモナズ石による年代測定では、花崗岩から放出される流体の影響によってモナズ石が若返るなどした影響のため、正しい花崗岩の貫入年代が得られていなかったことを明らかにし、領家帯における新たな変成深成活動史を提案した。柳井地域の成果の一部はLithos誌に出版し、三河地域の成果については国際誌への投稿準備を進めた。大陸衝突帯であるヒマラヤの部分溶融していない中下部地殻では含ホウ素流体活動が広くみとめられ、鉱物化学組成から推定された流体の塩濃度は海水程度であった。一方、約6億年前の衝突帯下部地殻が露出する南極のリュツォ・ホルム湾とセール・ロンダーネ山地では、後退変成期のみならず昇温変成期にも中部下部地殻で塩素に富む流体活動が起きていたこと、および外部からの含塩素流体の流入に加え、岩石が部分溶融を経験することにより、流体中の塩素濃度が上昇した可能性が高いことがわかった。ヒマラヤと南極にみられた流体組成の違いは部分溶融の有無や程度の違いに起因するかもしれない。当初計画ではセール・ロンダーネ山地の試料については取り扱わない予定であったが、本研究の他地域からの知見との比較のためには、同じ基準・手法でのデータ取得が必要になってきたため、パーレバンデ地域のデータを追加取得し、温度-圧力-時間履歴を制約した。そのため、リュツォ・ホルム岩体やタトラ山地の塩素流体活動の痕跡探しが後回しになっている。しかし全体としてはおおむね計画したペース通りに研究が進んでいると判断できる。リュツォ・ホルム岩体の試料から、塩水活動に迫れそうな新たな試料を見いだしたため、その解析を進めると同時に、セール・ロンダーネ山地の試料についても地域を広げて部分溶融及び流体活動の痕跡探しにつとめ、テクトニクスとの関係に迫る。岩石学リュツォ・ホルム岩体・タトラ山地などにおける塩素に富む流体活動の痕跡探しを引き続き重点的に行う。また、リュツォ・ホルム岩体における含ホウ素流体活動の痕跡を残した試料を用いて、SIMSによるホウ素同位体比分析の準備を進め、エジンバラ大学で分析を実施する。エジンバラ大学におけるホウ素同位体比分析が先方の機器不調などのためにまだ実施できておらず、分析費用を繰り越しているため。次年度以降に計画している、エジンバラ大学におけるホウ素同位体比測定の実施に必要な分析経費が、円安の進行に伴い不足する見込みとなったため、物品費の使用(ノートパソコン・ソフト類の購入)を見合わせたことによる。エジンバラ大学におけるホウ素同位体比分析に用いる。次年度以降のエジンバラ大学におけるホウ素同位体比測定経費の一部として使用する。
パワーデカップリング機能を持つ高効率・長寿命パワーコンディショナの開発

家庭用太陽光発電装置の大量導入時代を見据えて、発電装置に不可欠なパワーコンディショナの保保守・維持費用を低減するための基盤技術の開発を行った。その成果として、(1)装置寿命の低下要因の電解コンデンサ等を使用しない長寿命パワーコンディショナの開発、(2)長寿命化に適したコンデンサの評価・適用技術の開発,(3)小型低損失化に不可欠なインダクタの最適設計技術の開発、を行った。これらの成果は、パワーコンディショナの小形、低価格化、および超長寿命化を実現するための基盤技術として活用されるものと考える。当初の研究計画に沿って以下の研究を行い,所期の成果を挙げた。研究課題1:高効率パワーデカップリング技術の開発入出力の絶縁機能を持つ出力電力500Wのパワーデカップリング形パワーコンディショナの設計,製作,および実験評価を行った。また,インバータ部分とパワーデカップリング部分の制御を調和的に行える新たな制御方式の開発も行い,実験機に実装して評価試験を行った。その結果,開発したパワーデカップリング回路は,非常に優れた直流入力電圧脈動除去性能を得るとともに,パワーデカップリング動作時の効率低下は最大でも2%以下であり,非常に優れた性能を確認した。また,インバータ部の系統連系性能は従来のインバータと遜色ない性能が得られることも確認した。上記を踏まえて,非絶縁形により更なる効率向上が期待できるパワーコンディショナについて,主回路と制御回路の設計を行った。また,回路シミュレータを用いて動作機能の検証を行い,当初に想定した動作を行う事を確認した。研究課題2:インダクタの鉄損と銅損の分離計測技術鉄系パウダを磁性材料とするトロイダルコアを用いたインダクタを降圧チョッパ回路に使用した場合の,インダクタの鉄損と銅損の分離計測を行った。研究者らが既に開発した鉄損測定装置によって計測した鉄損値と,高精度電力計を用いて計測した全損失の差分から銅損を算定する手法を実施し,良好な分離計測が行えることを確認した。その結果,スイッチング周波数20kHz,リプル率10%程度の動作条件の場合,銅損は電線の表皮効果による抵抗値の増加の影響は極めて少なく,直流抵抗の値を使用できることが明らかとなった。これらの成果を用いて,インダクタの損失最適化に関する予備実験を行い,損失が極小となる設計条件が存在しうることを確認した。当初の研究改革に沿って以下の研究を行い、所期の成果を挙げた。研究課題1:高効率パワーデカップリング技術の開発:初年度の研究成果を応用して、非絶縁形のパワーデカップリング方式パワーコンディショナの詳細な動作解析とシミュレーションおよび制御方式の開発を行い、期待する性能が得られル見込みを得た。また、インバータ回路基板の設計を行い、製作を完了した。次年度に実施する実験装置と制御装置を用いた動作確認実験と性能評価試験の目処が立った。研究課題2:インダクタ・変圧器の小型低損失設計技術の開発:初年度の研究成果を適用して、各種磁性材料の特性を踏まえて、インダクタの損失最小化に関する研究を行った。その結果、一般的に鉄損が少ないとされるフェライトを用いるよりも、センダスト系の磁性粉末を用いた方が損失と外径の点で優位性があることを明らかにした。また、その他の磁性材料についても設計の工夫により、更なる低損失化と小型化が可能であることが明らかとなった。研究課題3コンデンサの損失評価装置の開発と長寿命コンデンサの選定:BHアナライザを用いて電力用コンデンサの損失を正確に計測する手法を開発した。従来のインピーダンスメータと開発装置による損失値の比較を行ったところ、大電流通流時の損失ESRの値が大きく異なる場合があることを明らかにした。当初の研究計画に沿って以下の研究を行い、所期の成果をあげた。研究課題1:高効率パワーデカップリング技術の開発:これまでの研究成果を応用して、昇降圧チョッパ方式のパワーデカップリング回路を用いた非絶縁形パワーコンディショナとその制御方式の開発を行った。また、出力電力1kWの評価試験機を製作し、性能評価を行った。その結果、パワーデカップリング回路動作時でも電力変換効率の低下を最小限に抑制し変換効率94.3の高効率を実現できることを立証した。研究課題2:インダクタの小形低損失設計技術の開発:各種磁性材料の直流磁界バイアス特性に加えて、磁性体内部の磁束密度不均一性を考慮した鉄損解析手法を開発した。これにより、従来のように同一材料でも磁性体形状によって鉄損値が異なる理由を明確化するとともに、磁性材料の形状にかかわらず高精度に鉄損を計算できることを立証した。さらに、フェライト、センダスト純鉄粉の3種類の磁性材料について、その直流磁界バイアスに伴う鉄損変化特性を踏まえて、インダクタの比較設計を行った。その結果、低損失として知られるフェライトよりもセンダストの方が低損失・小型化の点で優れていることを明らかにした。研究課題3:コンデンサの損失評価装置の開発と上寿命コンデンサの選定:BHアナライザを用いた電力用コンデンサの損失計測装置を開発し、電解コンデンサ、ポリプロピレンフィルムコンデンサ、セラミックコンデンサについて大電流通流時の損失特性を計測・評価を行った。電解コンデンサは大電流通流時のESRが大幅に低下する、セラミックコンデンサは特定の周波数帯域でESRが低下する、ポリプロピレンフィルムコンデンサはESRの周波数依存性が小さく大電流高周波用途に最も適していることが明らかとなった。

フィルムコンデンサを用いたパワーデカップリング回路はパワーコンディショナの長寿命化に有益なことを立証した。家庭用太陽光発電装置の大量導入時代を見据えて、発電装置に不可欠なパワーコンディショナの保保守・維持費用を低減するための基盤技術の開発を行った。その成果として、(1)装置寿命の低下要因の電解コンデンサ等を使用しない長寿命パワーコンディショナの開発、(2)長寿命化に適したコンデンサの評価・適用技術の開発,(3)小型低損失化に不可欠なインダクタの最適設計技術の開発、を行った。これらの成果は、パワーコンディショナの小形、低価格化、および超長寿命化を実現するための基盤技術として活用されるものと考える。研究課題1については、非絶縁形パワーコンディショナの研究を完了し、その研究成果が有力論文誌に掲載された。また、非絶縁形パワーコンディショナの原理検証を完了出来た。研究課題2については、磁性デバイスの性能評価が住超に進み、インダクタの最適設計手法の研究に進むことが出来た。研究課題3については、BHアナライザを改良したコンデンサの損失測定装置を製作し、代表的なコンデンサを用いて損失評価を行い、またその結果と従来のインピーダンスアナライザによる測定結果の比較を行う事が出来た。27年度が最終年度であるため、記入しない。パワーエレクトロニクス研究計画全体として概ね計画通りの研究が実施できているので、最終年度の研究完了に向けて着実な研究を実施する予定である。研究課題1については非絶縁形パワーコンディショナの実験機を製作し、動作検証を行い、本方式の有効性を立証する。研究課題2については、上記パワーコンディショナに最適なインダクタの開発を行うと共に、一般的なインダクタの小型高効率化のための設計手法を確立する。研究課題3については電力用コンデンサのパワーコンディショナ実動作状態での損失特性を明らかにし、損失要因を明らかにして、その性能改善を行ったコンデンサを製作して実機評価を行う。最後に、本研究の総括と今後の研究課題の整理を行うとともに、研究成果論文を有力論文誌に投稿する。研究課題1については,絶縁機能を持つパワーデカップリング形パワーコンディショナの設計,製作,評価試験を行い,パワーデカップリング性能,系統連系性能,効率改善のいずれの評価項目についても所期の性能を満たしていることを確認し,所期の成果を挙げた。さらに非絶縁方式についても回路動作についてシミュレーションにて検証を行い,次年度の研究に繋がる成果が得られたと評価している。研究課題2については鉄損と銅損の高精度測定手法を開発し,これを用いてインダクタの鉄損と銅損の分離計測が高精度に行えることを検証できた。研究実施上の電子部品等の価格が予定より安価であったため。研究課題1については,非絶縁方式のパワーデカップリング形パワーコンディショナの詳細設計と試験装置の製作,および実験検証を行う予定である。研究課題
がん患者の死前喘鳴に対する薬物療法の効果を推定するための全国レジストリ研究

がん患者の死亡直前期には、呼吸困難、せん妄、死前喘鳴を始めとした様々な難治性の苦痛が生じる。しかし、これらに対する医学的介入や苦痛緩和のための鎮静、輸液の有効性を明らかにした実証研究は少なく、またランダム化試験などの比較試験は実施困難であり、実施可能な場合でも対象を限定して行われるため、得られる結果は実臨床全体(real world)を反映したものとはならない。そこで、死亡直前期におけるこうした問題についてのエビデンスを創出するために多施設共同による大規模なレジストリ研究を行うこととし、「がん患者の死前喘鳴に対する薬物療法の効果を推定するための全国レジストリ研究」を企画した。本研究の申請準備の段階から研究開始までの間に2つのガイドライン(消化器症状(日本緩和医療学会)、せん妄(日本サイコオンコロジー学会))が刊行されたこともあり、今回の研究における調査項目を再度見直し確定する必要が生じた。そのため、がん患者の最終末期(予後日単位短い週単位)における諸症状の推移ならびに家族への情報提供に関するシステマティックレビューをコアメンバー内で行った。すなわち、がん患者の死前喘鳴は予後1週数日で顕性化することが多いことから、これに関連する症状(疼痛、呼吸困難、気道分泌過多、せん妄)やこの時期におけるバイタルサイン、予後予測などについて、現時点までの知見の整理を行った。その成果は"Communication with families in the last days of a patient's life and optimal delivery of a death pronouncement'として、IntechOpenのtextbook(UK)に投稿し採択された(DOI: 10.5772/intechopen.84730)。このもとに本研究における調査項目を確定した。研究テーマ「がん患者の死前喘鳴に対する薬物療法の効果を推定するための全国レジストリ研究」の調査項目を確定するにあたり、がん患者の最終末期(予後日単位)における諸症状の推移ならびに家族への情報提供に関するシステマティックレビューをコアメンバー内で行った。このもとに本レジストリ研究における調査項目を確定し、研究組織体制の構築ならびに研究始動の最終調整に入った。そのため、当初の予定よりも「やや遅れている」と判断した。上述のプロセスを経て得られた知見を加味して研究プランを最終的に確定し、まずは研究代表者が所属する琉球大学において倫理申請を行う。次いで本研究に参加する各施設における倫理申請を行い、その後に当初の予定に沿って患者登録を開始する予定である。対面式の会議を予定していたが、上記プロセスにおいて、コアメンバーによるメール会議を行ったことならびにEDC使用料がこれまでのところ発生していないため、次年度使用額が生じた。次年度(2019年度)に会議開催ならびに症例登録のためのEDC使用料が生じるため、これらの経費の使用が予定される。
時間栄養学に基づくアンチエージングへの挑戦

カロリー制限が寿命を延ばすことは良く知られている。一方、シフトワークや極端な夜型はエネルギー代謝に異常が出やすいことや、がんのリスクになることが知られているので、規則正しい生活リズム、は寿命を延ばす可能性がある。すなわち、カロリー制限は、規則正しい体内時計を維持しながら行うと、健康寿命の延伸に寄与する可能性があり、このことについてモデルマウスを用いて挑戦することである。一例として、朝食欠食のカロリー制限と夕食欠食のカロリー制限といずれが健康に効果的かあるかを調べる。
GABA抑制系による脳可塑性の制御と麻酔薬：鎮静と毒性の分子基盤に関する新研究

我々は、小胞型GABA/Glycineトランスポター(VGAT)低下によるセボフルランの鎮痛・鎮静作用への影響を調べた。立ち直り反射消失(LORR)、尾ピンチ反応消失(LTWR)、後肢ピンチ反応消失(LHWR)の濃度を、野生型(WT)とVGATヘテロ(12-16週)で比較した。LORR、LTWR、LHWRいずれも両群差はなかった。VGATの発現低下(約50%)は、セボフルランの鎮静・鎮痛効果に影響がなかった。この結果は、VGAT低下で小胞内への抑制伝達物質取り込みが減少した状態でもセボフルランによる抑制系賦活は、シナプス後膜の受容体への作用によって可能であることを示唆する。【研究の背景】GABAとグリシンは、小胞型GABA/Glycineトランスポーター(VGAT)によって神経細胞小胞内に取り込まれる。我々はVGATが減少したヘテロ接合体マウス(VGAT+/-)で炎症性疼痛が増強することを発見したが(1)、今回、VGAT低下によるセボフルランの鎮痛・鎮静作用への影響を調べた。【方法】麻酔濃度をモニタしながら、立ち直り反射消失(LORR)、尾ピンチ反応消失(LTWR)、後肢ピンチ反応消失(LHWR)の濃度を、野生型(WT)とヘテロ(12-16週)で比較した(2)。これらは鎮静と鎮痛の指標とされる。ED50は最小2乗法で計算し、結果は中央値[95%信頼区間]で示し、検定にはLitchfieldらの方法(3)を用いた。【考察と結論】VGATの発現低下(約50%)は、セボフルランの鎮静・鎮痛効果に影響がなかった。この結果は、VGAT低下で小胞内への抑制伝達物質取り込みが減少した状態でもセボフルランによる抑制系賦活(鎮静・鎮痛作用)は、シナプス後膜の受容体への作用によって可能であることを示唆する。【背景】GABAとグリシンは、小胞型GABA/グリシントランスポーター(VGAT)によって神経終末小胞内に取り込まれる。我々はVGATが減少したヘテロ接合体マウス(VGAT+/-)で炎症性疼痛反応が増強することを報告してきた。今回の研究では、プロポフォール、回収セボフルランの鎮痛・鎮静作用に対するVGAT低下の影響を野生型とヘテロ接合体マウスの2群で比較した。【方法】プロポフォールを静脈投与後、立ち直り反射消失(LORR)、尾ピンチ反応消失(LTWR)、後肢ピンチ反応消失(LHWR)の濃度を、野生型(WT)とヘテロ(12-16週)で比較した。それぞれ鎮静と鎮痛の指標とされる。また、回収セボフルランを気化器から濃度モニターしながら投与して、同様な指標を使って評価した。また幼弱期マウスに麻酔薬暴露2ヶ月後の学習能力への影響を調べた。【結果】プロポフォールによるLORRでは、両群間での有意差はなかった。一方、LTWR、LHWRは、プロポフォールの呼吸抑制作用が強くなり、実施不可能であった。また、回収セボフルランによる鎮静・鎮痛作用において、群間差はなかった。麻酔薬暴露後の水迷路試験等で、成長後の学習能力への影響は最小限であった。【考察と結論】VGATの発現低下は、セボフルランやプロポフォールの鎮静効果に影響が少なかった。この結果は、VGAT低下による小胞内への抑制伝達物質取り込みが減少した状態でも、セボフルランやプロポフォールによる抑制系賦活による鎮静作用の効果発現は、シナプス後膜の受容体への作用によって可能であることを示唆する。麻酔薬の効果発現には、VGATの発現が減少したマウスでも、大きな違いは認められなかった。この発見は新しい知見であり有益な発見である。今回の研究の目的は、全身麻酔薬の脳機能への影響、特に鎮静作用の分子基盤を明らかにするとともに、麻酔薬による発達期の脳への神経毒性作用との関連を探ることである。これまでの我々の研究成果から、全身麻酔薬の鎮静作用の発現には、抑制系のGABA受容体の関与が強く示され、特に細胞外(シナプス領域外)のGABA濃度の変化が重要であることを論文として公表してきた(Nishikawa et al. Neurophamacol, 2011)。この結果は、GABA受容体に直接的にagonistとして作用するのはあくまでGABAであり、全身麻酔薬はGABA受容体のアロステリック修飾薬としてのみ働くという事実を再確認するのもであった。したがって、脳内の麻酔薬の濃度を予測するだけでは鎮静作用を予測することができず、抑制の基盤である細胞外GABA濃度が、ある程度生理的範囲に保たれていることが麻酔薬の効果発現の前提となる。我々は、細胞外のGABA濃度を決定する要因の一つとして、神経終末でのGABAリサイクリングに関与する蛋白の一つである小胞型GABAトランスポーターに着目しており、この蛋白の発現が部分的に低下している遺伝子改変マウスを使って、セボフルランとプロポフォールの影響を調べた。結果として、この蛋白の部分的な発現の低下は、麻酔薬の効果発現時間には影響しないことが判明した。しかし同時に、マウスが麻酔薬に長時間暴露された場合、麻酔鎮静作用の維持相には差があるかもしれないことも示された。