hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プッシャープレート型全人工心臓(TAH)の開発と循環動態制御に関する研究

本研究では、駆動装置も含めて体内に埋め込み可能な全置換型完全人工心臓の開発を目標に、制御の面で優れたプッシャープレート型人工心臓と空気駆動制御装置の開発を行ない、IN VITRO実験でポンプ機能の評価、動物、動物を使用して循環動態制御の実験及び完全埋め込み型人工心臓の最適駆動条件の評価を行なった。体重60kgの日本人を対象に50-60kgの成山羊の胸腔内に入る一回拍出量65ccのプッシャープレート型ポンプを設計作製した。プッシャープレート型ポンプは、円盤状で血液側と空気側のハウジングの間にプレートが取りつけてあるダイアフラムをサンドウィッチ状に固定し、プレートを加圧することにより血液を押し出す仕組みである。なお、空気側ハウジングにホールセンサを取りつけて連続的にプレートの動きをモニターし、その信号を使用して一回拍出量の計算及びプレートの動きの適確な制御が行なえるようにした。また、血液中の酸素含有量のモニター及び末梢組織の酸素需要に応答する自動制御装置の開発を目的に血液側ハウジングに光センサを取りつけた。駆動制御装置はホール信号を基にして、左右夫々のポンプをFILL/EMPTYモードで駆動出来るようにした。また、完全埋め込み式システムの駆動方式の評価を行なうため、左右独自、同時又は交互に駆動できるオプションも導入した。現在までに、成山羊16頭、子牛7頭で心臓置換実験を行ない、システムの評価を行ない、流量特性、制御性及び操作性において満足する結果が得られた。長期生存例を得るための実験を継続している。また、完全埋め込み型全人工心臓の開発を目標にモータ駆動システムの設計開発を開始した。システムとしては一個のモーターを左右2個のプッシャープレート型ポンプで共有し、自然心のように左右同時に駆動できるメカニズムとしてシリンドリカルカムを設計開発して、現在ベンチテストを行なっている。
終神経GnRH系の神経修飾作用に関する生理・生化学的手法を用いた研究

神経修飾作用は動物行動の長期的変化、例えば、動機付けのレベルの変化などに重要であると考えられ、生物学的に意義のある現象である。近年、脳内に各種の神経ペプチドが発見され、それらが神経伝達・修飾物質として働く可能性が示唆されているが、ペプチド作動性ニューロンがNeuromodulatorとして働くめに備えている、その細胞レベルでの性質(個々のニューロンの電気生理学的性質、形態、ペプチドの放出様式およびその制御など)についてはまだ殆ど調べられていない。そこで、私は小型熱帯魚の脳の終神経GnRH(ゴナドトロピン放出ホルモン)系を利用した効率的な実験系(全脳in vitro標本)を開発した。まずこの系を用いて、終神経GnRH細胞が内因性のペースメーカー電位を発生しており、個体の生理的な状態を反映してその頻度やパターンを変更し、それを同時に多数の脳部位に伝えて標的脳部位に存在するニューロンの興奮性を一斉に変えているのではないかと考えられるような結果を得た。このことから、Neuromodulatorとして働く神経細胞自体のイオンチャンネルが血中のホルモンなどによって修飾されるという、全く新しい仮説を提唱した。次に細胞内記録法により、終神経GnRH細胞の自発放電の原因となるペースメーカー電位のイオンメカニズムを検索した。その結果、ペースメーカー電位の発生には、活動電位発生に働く従来のナトリウムチャンネルとはTTX感受性・カイネティクス等の異なるナトリウムチャンネル、I_<Na(slow)>が重要な働きをしているらしいことが示唆された。さらに、このイオンチャンネルの性質をパッチ電極を用いたホールセルボルテージクランプ法で解析し、その性質を明らかにした。また、このチャンネルがノルアドレナリン等により修飾されるという結果を得つつあり、今後その細胞内情報伝達系について解析する予定である。しかしながら、ペプチド作動性ニューロンが神経修飾物質として働くために備えている、その細胞レベルでの性質(個々のニューロンの電気生理学的性質、形態、ペプチドの放出様式及びその制御など)についてはまだほとんど調べられていない。そこで、私は最近、小型熱帯魚ドワーフグーラミーの脳の終神経GnRH(ゴナドトロピン放出ホルモン)系を利用した効率的な実験系を開発した(全脳摘出in vitro標本)。私はこれまでの研究で、終神経GnRH細胞が内因性のイオンメカニズムにより規則的な自発放電をしていることを発見し、それが終神経GnRH細胞の神経修飾作用に重要な役割を果たしているという仮説を提唱した。本年度は当補助金の初年度であるので、まず、上述の全脳摘出in vitro標本を用い、細胞内記録法により、終神経GnRH細胞の自発放電の原因となるペースメーカー電位のイオンメカニズムを検索した。ペースメーカー電位は、TTX、Ni^<2+>、amiloride、Co^<2+>、Cd^<2+>などを含む灌流液やCa-free灌流液では消失しないが灌流液のNaClを塩化コリンやTMAで置換すると消失した。したがって、TTX-resistant persistent Na currentの関与が示唆された。細胞内記録と同時に、最近開発された高感度トレーサーであるNeurobiotin・biocytinを用いた細胞内染色により、単一の終神経GnRH細胞の形態を調べた。免疫組織化学の結果によると、少数の終神経GnRH細胞が脳全体の広い部位にGnRH免疫陽性線維を送っているので、単一の終神経GnRH細胞の突起の広がりは極めて広いと予想されていた。単一終神経細胞の細胞内染色の結果はこの予想をはっきりと裏付けるものであった。

しかしながら、ペプチド作動性ニューロンが神経修飾物質として働くために備えている、その細胞レベルでの性質(個々のニューロンの電気生理学的性質、形態、ペプチドの放出様式及びその制御など)については未解明である。そこで、私は小型熱帯魚の脳の終神経GnRH(ゴナドトロピン放出ホルモン)系を利用した効率的な実験系を開発した(全脳摘出in vitro標本)。私はこれまでの研究で、終神経GnRH細胞が内因性のイオンメカニズムにより規則的な自発放電をしていることを発見し、それが終神経GnRH細胞の神経修飾作用に重要な役割を果たしているという仮説を提唱した。昨年度の研究成果により、規則的自発放電の基礎となるペースメーカ電位の発生には、活動電位発生に働く従来のナトリウムチャンネルとはTTX感受性・カイネティクス等の異なるナトリウムチャンネル(テトロドトキシン耐性持続性ナトリウムチャンネル、I_<Na(slow)>)が重要な働きをしているらしいことがわかった。本年度は、申請書に記載した予定通り、ホールセルパッチクランプの手法を取り入れて、膜電位固定法により、このイオンチャンネルの性質を調べた。その結果、終神経GnRH細胞の静止膜電位付近にI_<Na(slow)>の活性化・不活性化曲線の広範囲な重なりが発見された。この性質が、ペースメーカー発生に最重要であると考えられる。一方、電流固定法で記録されるPPsに対して、noradrenaline(NA)は抑制的に、salmon GnRHは促進的に働くことがわかった。そこで、両者のI_<Na(slow)>に対する影響を電位固定法で調べたところ、NAがI_<Na(slow)>を抑制することがわかった。これらの結果は、動物学会・神経科学学会・米国神経学学会などに発表した他、Journal of Physiology,Journal of Comparative Neurology等にも出版した。私は熱帯魚ドワ-フグ-ラミ-の全脳摘出in vitro標本に免疫組織化学、電子顕微鏡、細胞内記録、パッチクランプ等の方法を用いることによって、終神経GnRH細胞の神経修飾作用のメカニズムについて調べてきた。これまでに、神経修飾機能を持つ終神経GnRH細胞がペースメーカーとして働き規則的自発放電をする、個々のニューロンが脳内の広い部位に弥漫性に投射する、ということを証明してきた。これらの結果から、「環境の変化や個体のホルモン状態の変化が終神経GnRH細胞に伝えられると、ペースメーカー電位の成因となるイオンチャンネルが修飾を受け、自発放電の頻度、パターン、もしくはその両方を変化させる。この活動変化は申請者が既に証明したような、脳内に広く投射する終神経GnRH細胞の軸索によって伝えられ、脳内の広い部位のニューロンの興奮性が一斉に修飾される。」という作業仮説を立てた。
ホヤによる金属イオンの濃縮・還元機構の分子生理学的解析

この2年間で我々は以下の成果を挙げた。1.バナドサイトの細胞質から濃縮のカギを握る12.5kDa、15kDaと16kDaの3種類のVanabinをコードするcDNAの全長をクローニングし、2.それらの遺伝子の解析によってVanabinは{C}-{x(2-4)}-{C}という特徴的なモチーフの繰り返し配列を持ち、金属イオンと結合し易いシステインを約20%も含むタンパク質であること、3.NMRによって主にαヘリックスから成る新規のタンパク質であること、4.Vanabin1モルに約20原子のバナジウムが結合し、その結合定数は10^<-7>Mであることを見出した。現在、5.部位特異的変異法によってバナジウム結合部位の特定を進めている。一方、バナジウム濃縮のエネルギー機構を解明するため、6.その共役エネルギーの供給に携わる液胞膜のV-ATPaseのA,B,C,Dの各サブユニットの遺伝子の全長を明らかにした。7.その中でホヤに特有な配列を多く持つCサブユニットに着目して、Cサブユニットの機能を欠失した酵母にホヤのCサブユニット遺伝子を導入してプロトン輸送が回復することを確認した。このことはCサブユニットが高濃度のプロトン輸送に関わる可能性を示唆する。さらに、バナドサイトでの金属イオンの濃縮機構の全容を解明するための基礎固めとして、8.バナドサイトのEST解析を行って、約300個の遺伝子を得た他、9.バナジウムアフィニティカラムを作製し、バナドサイトのホモジェネイトや可溶化した膜タンパク質さらに血漿中の金属結合タンパク質を網羅的に探索し、現在までに約50種のタンパク質を抽出した。10.得られたタンパク質の中で未知のタンパク質の金属イオンの濃縮機能をアッセイするための機能発現系を構築しつつある。また、11.バナドサイトの細胞膜と液胞膜からそれぞれ金属輸送体、金属ATPaseさらに硫酸イオン輸送体のホモログを複数個検出した。この基盤研究によって、金属イオンの高選択的濃縮機構の解明に直接関与すると思われるVanabinの機能と構造を解明する手掛かりを得たばかりでなく、金属イオンの還元機構とその濃縮のエネルギー機構を解明するための基礎的要素を抽出することができ、研究は大きな展開点を迎えている。ホヤは高濃度かつ高選択的にバナジウムを濃縮している。その濃度は海水のバナジウム濃度の1,000万倍に相当する350mM濃度に達し、濃縮されたバナジウムは生体には稀な三価に還元されている。この特異な生理機能を担っているのは、バナジウム濃縮細胞(バナドサイト)である。バナジウムの濃縮機構と(B)還元機構を解明するため次のような目標を設定して研究を推進した。(A)濃縮機構の解明:ホヤがどのような機構で多くの金属イオンが溶解している海水中から、特定の金属イオンと結合し得るのかを検討するため、バナジウム結合タンパク質(VAPs)のバナジウム結合能を5価と4価のバナジウムについて平衡透析法によって調べたところ、VAPの5価バナジウムとの最大結合数は18-20原子/mol、4価バナジウムとは12原子/molと非常に高い結合数を有することが明らかになった。

15kDaと16kDaのVAPについては、cDNAのコード領域をPCRによって増幅し、マルトース結合タンパク質(MBP)を発現するpMAL-cベクターに挿入して発現プラスミドを構築した。この発現プラスミドを大腸菌TB1株に導入し、VAPとMBPとの組み換えタンパク質を合成した。さらに、MBPと親和性を持つアミロースレジンによって組み換えタンパク質を精製し、バナジウムとの親和性を調べる実験系を構築した。(B)還元機構の解明:五価から四価さらに三価への還元カスケードを明らかにするために、NADPHが五価のバナジウムを直接還元する可能性を検討した。その結果、NADPHは酸素存在の条件下で五価から四価へ還元すること見出した。また、過剰なプロトン(H+)の存在下ではNADPHによるバナジウムの還元が速やかに進むことを見いだし、バナドサイトの液胞に含まれる高濃度のプロトンがこの還元反応に関与する可能性を指摘した。この2年間で我々は以下の成果を挙げた。1.バナドサイトの細胞質から濃縮のカギを握る12.5kDa、15kDaと16kDaの3種類のVanabinをコードするcDNAの全長をクローニングし、2.それらの遺伝子の解析によってVanabinは{C}-{x(2-4)}-{C}という特徴的なモチーフの繰り返し配列を持ち、金属イオンと結合し易いシステインを約20%も含むタンパク質であること、3.NMRによって主にαヘリックスから成る新規のタンパク質であること、4.Vanabin1モルに約20原子のバナジウムが結合し、その結合定数は10^<-7>Mであることを見出した。現在、5.部位特異的変異法によってバナジウム結合部位の特定を進めている。一方、バナジウム濃縮のエネルギー機構を解明するため、6.その共役エネルギーの供給に携わる液胞膜のV-ATPaseのA,B,C,Dの各サブユニットの遺伝子の全長を明らかにした。7.その中でホヤに特有な配列を多く持つCサブユニットに着目して、Cサブユニットの機能を欠失した酵母にホヤのCサブユニット遺伝子を導入してプロトン輸送が回復することを確認した。このことはCサブユニットが高濃度のプロトン輸送に関わる可能性を示唆する。さらに、バナドサイトでの金属イオンの濃縮機構の全容を解明するための基礎固めとして、8.バナドサイトのEST解析を行って、約300個の遺伝子を得た他、9.バナジウムアフィニティカラムを作製し、バナドサイトのホモジェネイトや可溶化した膜タンパク質さらに血漿中の金属結合タンパク質を網羅的に探索し、現在までに約50種のタンパク質を抽出した。10.得られたタンパク質の中で未知のタンパク質の金属イオンの濃縮機能をアッセイするための機能発現系を構築しつつある。また、11.バナドサイトの細胞膜と液胞膜からそれぞれ金属輸送体、金属ATPaseさらに硫酸イオン輸送体のホモログを複数個検出した。この基盤研究によって、金属イオンの高選択的濃縮機構の解明に直接関与すると思われるVanabinの機能と構造を解明する手掛かりを得たばかりでなく、金属イオンの還元機構とその濃縮のエネルギー機構を解明するための基礎的要素を抽出することができ、研究は大きな展開点を迎えている。
非対面のボランティア的行為の実証的研究：『想像力』による社会連帯の可能性

本研究の目的は、「非対面のボランティア的行為の構造を把握し、それが社会連帯の形成にどのように寄与するのかを実証的に探る。その際に、提供者と受け手の『想像力』を媒介とした関係に着目する。」ことである。この目的を達成するために、当該年度は、(1)献血者への聞き取り調査、(2)研究資料の収集、(3)研究成果の発表、(4)博士論文の執筆などを中心に研究活動を行った。(1)本年度も、非対面のボランティア的行為者への聞き取り調査として、福岡市の献血ルームにおいて、献血回数が多い、多回数献血者に対し聞き取り調査を行った。調査では同一の対象者に繰り返し聞き取りを行っている。(2)研究資料の収集については、2014年10月に、まず福岡県の血液センターのスタッフに対し、献血の広報戦略について聞き取りを行った。聞き取りでは、全国および福岡県独自の献血推進の取り組みについて分けて尋ねた。加えて、同じく2014年10月に、東京の日本赤十字社本社を訪問し血液事業本部の方に、献血推進の広報戦略について資料をいただき、ご教示いただいた。加えて東京訪問時には、日本赤十字社本社の「情報プラザ」において、資料収集を行った。(3)昨年度までの献血者への聞き取り調査の結果について、論文1本を投稿した。また、献血の規定要因の分析をJGSS2002のデータを使用して行い、その結果を2014年7月の学会大会にて報告を行った。献血者への聞き取り調査の結果については、2014年12月の大会において報告を行い、数々のコメントをいただいた。(4)本年度は、特別研究員としての任期の最終年度であるため、これまでの調査の結果を博士論文としてまとめることに特に時間をかけて取り組んだ。博士論文については、近いうちに提出を予定している。26年度が最終年度であるため、記入しない。」ことである。この目的を達成するために、当該年度は、(1)「想像力」に関する先行研究のレビューによる理論的検討、(2)非対面のボランティア的行為者への聞き取り調査、(3)研究資料の収集、(4)研究成果の学会での発表などを中心に研究活動を行った。(1)修士論文(2012年1月提出)では、「想像力」をキーワードとしながらも、その「想像力」という概念が、先行研究のレビューによる理論的検討をなされずに中心概念として使用されていたという点が、課題としてあった。そこで、日本における想像力に関する論考のレビューを行った(2)非対面のボランティア的行為者への聞き取り調査として、福岡市の献血ルームにおいて、献血回数が多い、多回数献血者に対し聞き取り調査を行った。聞き取り調査は、献血ルーム側への依頼を2012年10月に行い、2013年1月から開始した。献血者はどのような「想像力」を持つのか、そしてその想像力がどのように形作られ、支えられているのかを調査している。(3)研究資料の収集については、福岡県立図書館などにおいて、日本赤十字社の社史を閲覧し資料収集を行った。また、2013年2月に東京の日本赤十字社本社を訪問し、血液事業本部の方に、東日本大震災と献血について、献血者と供給数の月変動についてなどをご教示いただき資料をいただいた。(4)修士論文においてまとめた献血者への聞き取り調査の結果について、学会等で報告を行ったが、その中で数々のコメントをいただいた。」ことである。この目的を達成するために、当該年度は、(1)献血者への聞き取り調査、(2)被災写真洗浄ボランティアへの参与観察および聞き取り調査、(3)寄付の実態分析、(4)研究資料の収集、(5)研究成果の発表などを中心に研究活動を行った。(1)非対面のボランティア的行為者への聞き取り調査として、福岡市の献血ルームにおいて、献血回数が多い、多回数献血者に対し聞き取り調査を行った。聞き取り調査は、2013年1月から2014年1月にかけて定期的に行っている。(2)2013年11月、12月、1月、3月に、東日本大震災の被災写真の洗浄ボランティアの活動をしている山口県周南市と長崎県大村市の活動について、参与観察および聞き取り調査を行った。(3)非対面のボランティア的行為としては、献血、写真洗浄ボランティアに加え、寄付もある。2009年と2013年に実施された「山口県民意識調査」の分析を行い、どのような人々によって寄付が担われているのかを分析した。(4)研究資料の収集については、2013年9月および10月に東京の日本赤十字社本社を訪問し、血液事業本部の方に、HLA型の登録システムについて、献血をめぐる法律について、献血ルームにおけるスタッフと献血者との交流についてなど様々な項目にわたって資料をいただき、ご教示いただいた。

情報プラザでは、日本赤十字社や血液事業に関する様々な資料を閲覧することができた。(5)論文投稿や学会での報告を行い、その中で数々のコメントをいただいた。本研究の目的は、「非対面のボランティア的行為の構造を把握し、それが社会連帯の形成にどのように寄与するのかを実証的に探る。その際に、提供者と受け手の『想像力』を媒介とした関係に着目する。」ことである。この目的を達成するために、当該年度は、(1)献血者への聞き取り調査、(2)研究資料の収集、(3)研究成果の発表、(4)博士論文の執筆などを中心に研究活動を行った。(1)本年度も、非対面のボランティア的行為者への聞き取り調査として、福岡市の献血ルームにおいて、献血回数が多い、多回数献血者に対し聞き取り調査を行った。調査では同一の対象者に繰り返し聞き取りを行っている。(2)研究資料の収集については、2014年10月に、まず福岡県の血液センターのスタッフに対し、献血の広報戦略について聞き取りを行った。聞き取りでは、全国および福岡県独自の献血推進の取り組みについて分けて尋ねた。加えて、同じく2014年10月に、東京の日本赤十字社本社を訪問し血液事業本部の方に、献血推進の広報戦略について資料をいただき、ご教示いただいた。加えて東京訪問時には、日本赤十字社本社の「情報プラザ」において、資料収集を行った。(3)昨年度までの献血者への聞き取り調査の結果について、論文1本を投稿した。また、献血の規定要因の分析をJGSS2002のデータを使用して行い、その結果を2014年7月の学会大会にて報告を行った。献血者への聞き取り調査の結果については、2014年12月の大会において報告を行い、数々のコメントをいただいた。(4)本年度は、特別研究員としての任期の最終年度であるため、これまでの調査の結果を博士論文としてまとめることに特に時間をかけて取り組んだ。博士論文については、近いうちに提出を予定している。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、「想像力」に関する文献レビュー、献血の聞き取り調査のどちらも行うことができたため、おおむね順調に進展している。ただし、事前の計画書とは順序が異なる。計画書では、質問紙調査を1年目に行うことを計画・予算を計上していたが、質問紙調査は2年目または3年目とし、代わりに1年目は上記のレビューと聞き取り調査を行った。今年度は、昨年度よりも多くの論文の執筆、投稿をすることができたため、おおむね順調に進展している。また、調査も、非対面のボランティア的行為として献血の調査を引き続き行い、加えて、被災写真洗浄ボランティアや寄付についても、調査・検討を行うことができた。今後は、修士論文や2013年1月からの献血の聞き取り調査によって得た知見をもとに、学術雑誌への投稿作業を行う予定である。さらに、献血について継続的に調査を行い、想像力に関する研究を進める。加えて、1年目に行うことができなかった質問紙調査を2年目または3年目に行う予定である。想像力に関する文献レビューによる理論的な部分と、献血の実証研究との関連についても、考察を行う。来年度は博士後期課程の3年目であるので、博士論文の執筆を視野に入れ、研究を進める予定である。博士論文はこれまでの掲載済みの投稿論文と、来年度投稿予定の論文2本程度をもとに構成予定である。掲載済み論文については、それらを加筆修正して博士論文の一部とする。
高齢者の動作特性を有する生活支援用ロボットの動作評価に関する研究

本年度は,ロボットアームの動作評価をおこなう方針に基づき,初年度(平成16年度)に取得された高齢者および若年者の動作特性を用いて動作する双腕ロボットアームに対する,高齢者群と若年者群による評価実験結果の分析までを実施した.一般的な人間の作業領域は,最大作業域と通常作業域に分けられる.本研究で対象としている机上を介しての人間同士の物体受け渡し動作においては,最大作業域内で共同作業をおこなうことが自然である.そこで,向かい合った人間の最大作業域が重なる領域を本研究における作業領域とした.この作業領域内では高齢者が若年者よりも利き腕である右腕を使用する領域が広くなっている特性が明らかになった.この特性に着目して,この差異が顕著に表れる位置を特定して物体を置き,高齢者の特性,若年者の特性およびそのどちらでもない一般的にロボットに用いられる特性それぞれで右腕と左腕に相当するロボットアームを駆動させた.すでに抽出されているロボットの動作に関するSD基本尺度を用いて作成された評価用アンケート調査用紙に,高齢者群と若年者群がこれらのロボットアーム動作に対する評価をおこなった.当初,高齢者群および若年者群はそれぞれ自らの群の特性を支持すると予測していた.しかし,結果としては高齢者群および若年者群ともに一般的なロボットに用いられる特性を支持していることが明らかになった.さらに,本研究ではロボットによる生活支援を取り上げていることから,ロボットアームに加えて他のタイプのロボットが生活支援に供する可能性について検討してみる必要があると判断した.そこで,生活支援用のロボットとして一般的に用いられており,また今後とも普及が拡大するであろうペット型ロボットと掃除機型ロボットについて高齢者群と若年者群を対象に調査をおこなった.その結果,年齢特性に依存したロボットニーズの一端が明らかになった.本年度は,ロボットアームの動作評価に必要となる評価パラメータの検討をおこなう方針に基づいて,パラメータ検討に必要となる人間の腕の動作特性を明らかにした.対象動作としては,ロボットと人間の動作におけるインタラクションを考慮して,机上における物体の受け渡し動作を設定している.この動作で,腕の動作における領域特性を明らかにする実験と腕の動作特性を明らかにする実験をおこなった.一般的な人間の作業領域は,最大作業域と通常作業域に分けられる.机上での人間同士の物体受け渡し動作においては,最大作業域内で共同作業をおこなうことが自然であるため,向かい合った人間の最大作業域が重なる領域にx軸方向480[mm],y軸方向240[mm]の領域を取り,これを本実験における作業領域とした.作業領域のx軸方向およびy軸方向をそれぞれ80[mm]間隔に分割し,この28個所を物体が置かれる位置とした.領域特性の実験ではこの領域内で右腕と左腕を使用する境界を明らかにする.動作特性の実験では,作業領域内で人間同士が物体の受け渡しをおこなう際の動作速度を計測して,その特性を明らかにする.さらに,両実験とも高齢者と若年者の動作の差異について比較検討することを目的とした.動作における領域特性の実験から,高齢者と若年者の右腕と左腕の動作領域の境界を明らかにすると共に,高齢者が若年者よりも利き腕である右腕を使用する領域が広くなっていることも明らかにした.動作特性の実験から,高齢者と若年者の肘関節角速度,肩関節角速度および体幹移動速度特性を近似曲線によって表した.物体を受け渡しする動作において,高齢者は若年者に比べて肘関節と肩関節が大きく動作しており,若年者は高齢者に比べて体幹の前後移動が大きい傾向が見られることを明らかにした.本年度は,ロボットアームの動作評価をおこなう方針に基づき,初年度(平成16年度)に取得された高齢者および若年者の動作特性を用いて動作する双腕ロボットアームに対する,高齢者群と若年者群による評価実験結果の分析までを実施した.一般的な人間の作業領域は,最大作業域と通常作業域に分けられる.本研究で対象としている机上を介しての人間同士の物体受け渡し動作においては,最大作業域内で共同作業をおこなうことが自然である.そこで,向かい合った人間の最大作業域が重なる領域を本研究における作業領域とした.この作業領域内では高齢者が若年者よりも利き腕である右腕を使用する領域が広くなっている特性が明らかになった.この特性に着目して,この差異が顕著に表れる位置を特定して物体を置き,高齢者の特性,若年者の特性およびそのどちらでもない一般的にロボットに用いられる特性それぞれで右腕と左腕に相当するロボットアームを駆動させた.すでに抽出されているロボットの動作に関するSD基本尺度を用いて作成された評価用アンケート調査用紙に,高齢者群と若年者群がこれらのロボットアーム動作に対する評価をおこなった.当初,高齢者群および若年者群はそれぞれ自らの群の特性を支持すると予測していた.しかし,結果としては高齢者群および若年者群ともに一般的なロボットに用いられる特性を支持していることが明らかになった.さらに,本研究ではロボットによる生活支援を取り上げていることから,ロボットアームに加えて他のタイプのロボットが生活支援に供する可能性について検討してみる必要があると判断した.そこで,生活支援用のロボットとして一般的に用いられており,また今後とも普及が拡大するであろうペット型ロボットと掃除機型ロボットについて高齢者群と若年者群を対象に調査をおこなった.その結果,年齢特性に依存したロボットニーズの一端が明らかになった.
導体境界条件によるコヒ-レント放射光抑制効果の研究

本研究で得られた研究成果は以下のとおりである。1.コヒ-レント放射光発生用のアルミ合金製真空ダクトを設計・製作した。この真空ダクトは多数のポ-トが取付けられており、真空排気・電子ビ-ムの軌道の観測・真空中への動力の伝達・信号の入出力が可能である。2.上記真空ダクト内にアルミ板2枚を挿入し、その間をビ-ムが通過するようにした。この2枚のアルミ板の間隔は、遠隔操作で変えられるようにした。3.放射光のスペクトルを干渉分光計で測定した。フィルタ-の変更や干渉計のモ-タ制御、及びデ-タの収集と解析はパ-ソナル計算機で行なった。4.測定結果は以下のとおりである。1)これまで観測されたようなコヒ-レント放射光のスペクトルが得られた。2)コヒ-レント放射光の強度は電流の二乗に比例し、通常の放射光強度よりもバンチ内電子数倍だけ強い。3)波長1mm以上の長波長領域ではコヒ-レント放射光の強度はアルミ板の間隔に依存する。ただし、アルミ板の間隔を狭めてゆくに従い、放射光強度は単調減少せず、一度増加してから減少する性質がある。これは放射光がある角度分布で放射されるため、アルミ板で反射された光が検出光に混じるためと考えられる。このように測定方法に多少の問題はあるが、間隔を狭めると放射光が極端に少なくなる境界条件によるシ-ルド効果(抑制効果)が確認された。
吸入麻酔薬の心筋細胞内pH調節系への作用と虚血再潅流障害の関係

吸入麻酔薬は心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用することは以前より報告されている。心筋細胞内pHはNa+/H+交換系、H+-HCO3-共同交換系など少なくとも3系統の調節系で調節されているが、吸入麻酔薬が細胞内pH調節系への作用を検討した報告は未だ無い。われわれは虚血再灌流モデルを用い、細胞内pH変化を蛍光色素法を用いて検討した。ウサギならびにラット心臓よりの単離心筋細胞を使用し、虚血再灌流モデルは化学的無酸素化としsodium cyanide(NaCN)を含むglucose無添加灌流液と通常の灌流液による再酸素化にて作製した。細胞内pHの変化はpH感受性蛍光色素(BCECF)、細胞内ナトリウム濃度はSBFI、細胞内カルシウム濃度はFluo-3を使用して測定した。吸入麻酔薬は虚血の前から投与し虚血中も投与を継続した。吸入麻酔薬単独とNa^+/H^+交換抑制剤併用の場合とを比較検討した。吸入麻酔薬投与により虚血中のアシドーシスは抑制された。再灌流後、細胞内ナトリウム濃度は上昇したが、吸入麻酔薬はその程度を抑制した。同様に、再灌流後の細胞内カルシウム濃度は上昇したが、吸入麻酔薬はその程度を抑制した。Na^+/H^+交換抑制剤投与で虚血中のアシドーシスは抑制された。Na+/H+交換抑制剤を併用しても吸入麻酔薬による虚血中のアシドーシス抑制の程度は変化しなかった。以上のことから、吸入麻酔薬は主にNa^+/H^+交換系を抑制することで、再灌流障害時のアシドーシスを抑制し、心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用することが示された。吸入麻酔薬は心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用すると報告されている。吸入麻酔薬は虚血-再灌流障害時の心筋細胞内アシドーシスを抑制することにより、虚血-再灌流障害を軽減する可能性が予想される。心筋細胞内のpH調節はNa+/H+交換系、H+-HCO3-共同交換系など少なくとも3系統の調節系で調節されているが、吸入麻酔薬が細胞内pH調節系への作用を検討した報告は未だ無い。そこで、平成11年度は虚血再灌流状態での細胞内pHの変化を蛍光色素法を用いて検討した。ウサギ心臓よりの単離心筋細胞を使用し、虚血再灌流モデルは化学的無酸素化としsodium cyanide(NaCN)を含むglucose無添加灌流液と通常の灌流液による再酸素化にて作製した。細胞内pHの変化は、pH感受性蛍光色素(BCECF)を使用して測定した。吸入麻酔薬の投与により虚血再灌流中のアシドーシスは抑制された。Na+/H+交換抑制剤amilorideを前投与しても吸入麻酔薬によるアシドーシスの抑制の程度は変化しなかった。以上から、吸入麻酔薬は再灌流障害時のアシドーシスを軽度抑制することが示された。吸入麻酔薬は主にNa+/H+交換系を抑制することが示唆された。心筋の虚血-再灌流障害では、虚血中に心筋細胞内のアシドーシスが起き、再灌流時にNa+/H+交換系の活性化・Na^+/Ca^<2+>交換系の活性化による心筋細胞内カルシウムの異常蓄積が生じ、これにより不可逆的障害が引き起こされると考えられている。吸入麻酔薬は虚血-再灌流障害時の心筋細胞内アシドーシスを抑制することにより、虚血-再灌流障害を軽減し、心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用すると予想される。

平成12年度は平成11年度と同様にウサギ心臓よりの単離心筋細胞を使用し、化学的無酸素化としsodiumcyanidc(NaCN)を含むglucose無添加灌流液と通常の灌流液による再酸素化による虚血再灌流モデルにて検討を行った。細胞内pHの変化はpH感受性蛍光色素(BCECF)を使用して測定した。吸入麻酔薬は虚血-再灌流の前から投与し、虚血中も投与した。吸入麻酔薬の投与により虚血中のアシドーシスの程度は抑制された。再灌流を行うとアシドーシスは回復したが、その速度は何も投与していない場合に比較し減弱していた。Na+/H+交換抑制剤amilorideを前投与すると、虚血中のアシドーシスは抑制されたが、吸入麻酔薬を加えてもアシドーシス抑制の程度は変化しなかった。以上から、吸入麻酔薬は主にNa+/H+交換系を抑制することで、再灌流障害時のアシドーシスを抑制し、心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用することが示された。心筋の虚血-再灌流障害では、虚血中に心筋細胞内のアシドーシスが生じ、再灌流時にNa^+/H^+交換系・Na^+/Ca^<2+>交換系が活性化され、心筋細胞内カルシウムの異常蓄積が生じ、不可逆的障害が引き起こされると考えられる。吸入麻酔薬は虚血中の心筋細胞内アシドーシスを抑制することにより、心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用することが予想される。平成13年度は平成11年度・12年度と同様にウサギならびにラット心臓よりの単離心筋細胞を使用し、sodium cyanide(NaCN)を含むglucose無添加灌流液による虚血-再灌流モデルにて検討を行った。今年度は細胞内pH変化と細胞内ナトリウム・カルシウム濃度変化の両面から、吸入麻酔薬が虚血再灌流時の心筋細胞機能に与える影響を検討した。細胞内pHの変化はBCECF、細胞内ナトリウム濃度はSBFI、細胞内カルシウム濃度はFluo-3を使用して測定した。吸入麻酔薬は虚血の前から投与し、虚血中も投与した。吸入麻酔薬単独と吸入麻酔薬投与に加えて、Na^+/H^+交換抑制剤amilorideを投与した場合とを比較検討した。再灌流を行うとナトリウム濃度は上昇するが、吸入麻酔薬群ではその程度は抑制されていた。再灌流後細胞内カルシウム濃度は上昇したが、吸入麻酔薬群では上昇の程度が抑制されていた。Na^+/H^+交換抑制剤amilorideを前投与すると、虚血中のアシドーシスは抑制された。さらに吸入麻酔薬を加えてもアシドーシスの程度は変化しなかった。以上から、吸入麻酔薬は主にNa^+/H^+交換系を抑制することで、再灌流障害時のアシドーシスを抑制し、心筋の虚血-再灌流障害に対し保護的に作用することが示された。平成13年度は平成11年度・12年度・13年度と同様にウサギならびにラット心臓よりの単離心筋細胞を使用し、sodium cyanide(NaCN)を含むglucose無添加灌流液による虚血-再潅流モデルにて検討を行った。
作用素不等式とそれに関連するノルム不等式の研究

具体的な研究目標として以下の3つの課題を掲げた:(1)半正定値作用素のなす錘の束構造の解明(2)作用素凹関数および作用素凸関数に関連した優加法性および劣加法性の解明(3)トレースに関連して導入される汎関数の凸性の解明一番目の課題に関しては,半正定値作用素のなす錘の中で,2つの作用素に対して最大下限が存在するための条件の決定という形で解決した。二番目の課題に関しては,正の半直線上で非負な関数f(t)については,作用素凹性と作用素単調性が同一であることに着目しの形の不等式が,すべてのユニタリー不変なノルム,またどの半正定値作用素A,Bに対しても成り立つということを確立した。作用素凸関数に対しては逆向きの不等式が成り立つことも証明した。三番目の課題に関しては,2つの行列の重複積のトレースの評価,また既知のトレース不等式を固有値の間のマジョリゼーションに一般化するという形で解決した。本研究での方法および成果の有用性を広く世界の研究者に理解してもらうため,行列空間のテンソル積での種々のノルムの相互関係,および幾つかの異なる錐から導かれる異なる順序関係とノルムとの結び付きに関して,現在までに知られている結果をも含めた概説を英文の報告としてまとめた。1.行列Aはそのスペクトル半径r(A)が1小であれば,縮小行列と相似である,すなわち正則な行列Sで||S^<-1>AS||<1を満たすものが存在する。これを一般化して,行列の有界集合Cに属するすべての行列が,ある正則な行列Sで共通に縮小行列に変換されとできるのはこの集合Cがどんな条件を満たすときか,という同時縮小化可能性の問題がある。そのための必要十分条件はいまだ得られていないが,この研究では有用な十分条件を確立した。すなわち,この集合に対して自然に定義される共有スペクトル半径r(C)の値が1/√<n>よりも小であれば(ただしnは行列の次数),この集合は同時縮小化が可能であることが証明できた。2.ヒルベルト空間の自己共役作用素の空間には,半正定値性に基づく自然な順序が導入される。しかし,この順序は束構造にはなっていない。それどころかA,Bに対して下限(最大下界)A∧Bが存在するのは,AとBが比較可能,すなわちA【greater than or equal】BかA【less than or equal】B,な場合に限られる。考察の対象を半正定値作用素のなす錘(正錘)に限定すると状況は異なるだろうと思われる。実際どの2つの直交射影P,Qに対しても(正錘の中での)下限P∧Qが存在し,それはPの値域とQの値域の共通部分への直交射影になっこの研究では,一般の半正定値作用素A,Bが(正錘の中で)下限A∧Bを持つための条件を確立した。このためにはAのB部分[B]A,およびBのA部分[A]Bと名付けられる半正定値作用素の[B]A,[A]Bの概念の導入が不可欠である。実際,A∧Bの存在は,[A]Bと[B]Aの比較可能性で特徴付けられることが証明できた。1.非負な作用素単調関数f(t)とユニタリ不変なノルム|||・|||に関しては,どの2つの半正定値作用素A,Bにたいしても不等式が成り立つことを以前の研究で示した。今回,これを補うものとしてなる不等式の証明に成功した。2.線形位相空間のコンパクトな凸集合は,その端点集合の凸結合の閉包となるというのは有名なKrein-Milmanの定理である。しかし,具体的な凸集合にたいして,その端点集合を決定し,見易い表示を与えることは一般に困難である。この研究では,作用素不等式の結果を応用して,ヒルベルト空間の正定値作用素Aに関連する凸集合{X【greater than or equal】0;X^2【less thanor equal】A}の端点の特徴付けを確立した。

1.2つのn次行列の多重積のトレース不等式に関しての重要な結果を得た。特に,2つの行列が半正定値のときの多重積に関する結果は,よく知られたGolden-Thompsonの不等式の改良を与える。2.ヒルベルト空間の有界線形作用素の全体のなす空間上のノルム|||・|||を,原点で0となるどの多項式p(z)および|||A|||【less than or equal】1となるどの作用素に対しても,不等式が満たされるように構成する一つの新しい方法を確立した。3.n次行列の空間で,m次行列への圧縮写像Φ(・)と正定値行列Aにたいしてという行列式評価がえられていた。ここでλ_j(・)はj-番目に大きい固有値である。行列式はすべての固有値の積という立場から,Φ(A^<-1>)^<1/2>・Φ(A)・Φ(A^<-1>)^<1/2>の固有値のマジョリゼーションという形の一般化を確立した。またトレースの評価についても,同様な一般化を確立した。
鶏卵管のサルモネラ菌に対する免疫応答とその内分泌的調節

近年、家禽のサルモネラ菌等による細菌感染が増加しているので、これの対策が急務となっている。一般に、細菌に対する免疫応答は、まず、(1)抗原提示細胞が、主要組織適合遺伝子複合体クラスII(MHC-II)分子により抗原(細菌の分解産物)を提示する。(2)この情報がT細胞とB細胞を活性化し、(3)B細胞から免疫グロブリン(Ig)が分泌されて細菌は除去される。個体とともに卵の感染を防ぐためには、卵形成の場である生殖器の免疫機能を強化する必要がある。本研究は、卵管において、免疫担当細胞の機能を解析しながら免疫機能を強化し、安全な卵を生産するための技術を開発するための基礎的知見を得ることを目的として行った。その結果、卵管にはMHC-II分子とIgGのmRNAを発現する細胞が存在することを明らかにした。エストロジェンは免疫担当細胞のIgGmRNA発現細胞、TおよびB細胞を増加させるが、この増加は卵管と卵巣などのエストロジェンの標的組織で器官特異的に起こることも示した。移行免疫である卵黄IgYは強制換羽の後に増加するが、エストロジェンはこれの増加にも関わることを示した。そして、これらの生殖器の免疫機能は機能的にも働くことを、サルモネラ菌接種に伴いMHC-IIが増加するという実験結果により実証した。以上のことから、卵管は免疫応答を発現する器官であるが、この機能はエストロジェンによる影響を受けることを明らかにした。さらにサルモネラ菌の侵入に対してもMHC-IIを増加させて免疫に感染を防御する可能性を示すものである。卵の内部の感染は、食料の安全性としてのみならず、ヒナにも感染が及ぶため深刻である。本研究は、卵巣と卵管において、免疫担当細胞の機能を解析しながら、免疫機能を強化するための基礎的知見を得ることを目的とした。このため、(1)サルモネラ菌を投与してその動態を明らかにし、これに関連して起こる(2)卵管内の抗原提示細胞の動態を追究した。サルモネラ菌(sallmonella enteritidis)をウズラの腹腔内に投与し、菌の動態を免疫組織学的に解析した結果、同菌は卵巣や卵管の組織内に侵入することが見出された。サルモネラ菌(sallmonella paratyphi)の死菌を血液中に接種すると卵巣と卵管で免疫応答に重要な主要組織適合抗原複合体クラスII陽性細胞が増加することも見出された。これらの結果から、卵巣と卵管はサルモネラ菌が侵入する組織で、また、この侵入に対して免疫応答を発現できる組織でもあることが明らかになった。この実験に続いて、免疫機能が性ステロイドによって調節されることなどを解析すると、家禽の衛生管理やサルモネラ菌汚染を抑制する方策などの「安全な卵を生産するために必要な技術の改善」示すことができるものと期待される。

その結果、卵管にはMHC-II分子とIgGのmRNAを発現する細胞が存在することを明らかにした。エストロジェンは免疫担当細胞のIgGmRNA発現細胞、TおよびB細胞を増加させるが、この増加は卵管と卵巣などのエストロジェンの標的組織で器官特異的に起こることも示した。移行免疫である卵黄IgYは強制換羽の後に増加するが、エストロジェンはこれの増加にも関わることを示した。そして、これらの生殖器の免疫機能は機能的にも働くことを、サルモネラ菌接種に伴いMHC-IIが増加するという実験結果により実証した。以上のことから、卵管は免疫応答を発現する器官であるが、この機能はエストロジェンによる影響を受けることを明らかにした。さらにサルモネラ菌の侵入に対してもMHC-IIを増加させて免疫に感染を防御する可能性を示すものである。
土中の水・窒素動態を考慮した作物生長モデルによる灌漑水・窒素投入量の逆推定

本研究では、営農レベルの異なるインドネシア国のチタルム川流域(高い灌漑率・多施肥)、ラオスのナムグム川流域(低い灌漑率・少施肥)を対象として、気象ー作物生長ー水田構造関係を把握するための現地観測および詳細な物質動態を観測するカラム実験を実施し、その過程で流域レベルにおいて水資源量と窒素負荷量を評価可能な水・物質循環モデルを構築した。根圏の水分状態および土中窒素形態の双方に影響を及ぼす地下水位の変化をモデル化することにより、水収支および収穫量の推定精度が向上した。本年度は、逆推定モデルの検証データを得るためにラオスにおける現地調査を行った。ラオスの灌漑水田において、坪刈りによる収穫調査を行い、同時に放射スペクトルの計測を行った。観測された放射スペクトルから得られる植生指標NDVIと収穫量の関係を表す回帰直線を求め、その関係を衛星画像から得られるNDVI値を元に広域展開し、地域レベルでの収穫量推定を行った。それら収穫量データを下に作物成長モデルを適用し、各圃場で使用されたであろう灌漑水量の逆推定を行った。具体的には、雨期の収量データおよび気象データを作物生長モデルと根圏水収支モデルにインプットすることにより、第1段階として浸透量の推定を行った。現地に気象観測装置を設置し、雨期の気象データについては実測値を使用した。衛星から推定された収量に一致するように浸透量の値をフィッティングし決定した。雨期において推定された浸透量の値を、乾期作においても適用することで、その圃場に供給された灌漑水量を推定した。灌漑水量推定に関しても浸透量同様、乾期収量に合うように灌漑水量の値をフィッティングし決定した。各灌漑ブロック毎に栽培期間中の総取水量を計算し、流量観測から得られた実測供給水量と比較した結果、上流のブロックにおいては比較的精度よく推定ができたが、下流ブロックにおいては過大評価が見られた。これには水田の地形的立地条件が起因しており、地下水経由での水分供給をモデル化する必要性が示唆された。流域レベルにおける洪水・渇水リスクと窒素負荷量の評価を目的とし、平成24年度は以下のような方法で研究を行った。まず、インドネシアのチタルム川流域を対象として水循環モデルを構築および適用を行った。チタルム川流域は西ジャワ最大の河川であり、貯水量5億m3以上のダムを3つ有し、首都ジャカルタの上水供給のうち80%を占める最重要河川である。一方、上流に位置するバンドン市からの都市排水や農地からの排水により水質汚濁が進行しており、水資源の安全性が危惧されている流域でもある。水循環モデルには、流域の地形・土地利用・土壌特性などの空間情報データが入力可能であり、流域内の水資源量の空間分布を評価可能な分布型の流出解析モデルを用いた。モデル構築に必要な気象データ、河川流量や雨量などの水文データ、水質データ等については現地調査を行い、データ収集を行った。特に水質データについては過去の観測データが乏しいため、農業先進地域であるチアンジュール周辺の排水河川にて採水を行い、窒素濃度の測定を行った。その他、人口や家畜頭数などの点源データについてはFAOのデータを収集し分析を行った。同様に、次年度以降にモデル構築を行うラオスのナムグム流域についても現地調査を行った。さらに、過去の長期的な降水量および気温の変化について、全球モデルの出力結果から対象地域であるインドネシアおよびラオスのデータを抽出し、それぞれの特徴について分析を行った。2014年度は米生産量および灌漑取水量推定精度の向上を目的として、既存の根圏水収支を考慮した作物生長モデルに、地下水の水文過程を表現可能なモデルを加えた新たな地下水解析ー作物生長結合モデルを構築した。また、構築したモデルを使用して乾季作における灌漑取水量の逆推定を試みた。2014年雨季作におけるモデル適用においては、地下水位変動・作物生長結合モデルのパラメータを各小流域の実測収量と計算収量が一致するようにフィッティングし同定を行った。モデル計算結果を実測収量で検証したところ相関係数が0.90となり、高い精度で実測収量を再現できた。根圏、地下水位水収支は全集水域で誤差が5%未満となり高い精度で成り立った。地下水位検証ではモデル作付け期間内の地下水位変動は上手く再現できた。2014年の乾季作にモデルを適用し、灌漑水量の逆推定を行った。根圏水収支は全集水域で1%未満となり高い精度で成り立った。しかし、浸透水量が雨季作より極端に少なくなった。そこで、水ストレス構造を水田に適したものに修正した結果、下方浸透量が増加し、地下水位の計算値は実測値とよく一致した。FAOの根圏水収支モデルにおいては、蒸発散に必要な水分が灌漑により供給されれば水ストレスが作用しない構造となっており、その場合、土壌水分が圃場容水量を超えることが無く下方浸透量が生じない構造となっている。

しかし、稲作農家が畑作のように土壌水分を圃場容水量でコントロールすることは無く、実際には水ストレスに敏感な稲においては大幅な減収が生じるものと考えられる。本研究においては、水ストレスが作用し始める水分量を飽和水分量と圃場容水量の間に設定し、モデルの改良を行った。農業土木学研究計画においては、2年目に衛星画像を活用した広域での収穫量推定と、作物生長モデルの適用による灌漑水量の逆推定を掲げており、本年度の成果により、その目的はおおむね達成されたと評価される。河川流量の実測値はチタルム川の本流についてはいくつか存在するが、支流については極めてデータが乏しい。そのような状況の中、支流レベルでの水資源量評価の推定を目的として、本年度に分布型の流出モデルを適用したことにより、流域内の水資源の分布について時間的・空間的に把握可能となったため。また、この研究成果をバンドン市にある公共事業省水資源研究センターにおいて提示し、ダムの効果的運用および観測点の効果的な配置について提案を行えたため。次年度はインドネシアとラオスにおいて流域レベルでのモデル拡張を行う。現在、ラオスにおいて地下水位の観測を行っており、地下水の水位変動を組み込んだ水循環・作物生産モデルを構築する予定である。次年度については、土砂量や窒素といった水質項目についてのモデル化を行う。また、モデルをラオスのナムグム流域に適用し、その汎用性を示す。それに伴い、モデル開発に必要なデータについて現地調査により収集を行う。年度末の3月にラオスの乾季作水田調査を行う予定であったが、作付けがずれた関係で刈り取り調査が行えなかったため、そのための旅費を次年度に繰り越すこととなった。4月にラオスにおいて刈り取り調査を行うため、そのための旅費として使用する。当初は3月にインドネシア調査に行く予定であったが、研究協力者が日本に3週間滞在することとなったため、予算を繰り越すこととなった。また、それに伴い本年度の9月に予定していた調査を実施できるように研究協力者との調整を行った。
ヘモキニン－１由来ペプチドの疼痛および掻痒治療薬の開発に関する基礎的研究

1.サブスタンスP(SP)およびヘモキニン-1(HK-1)のフラグメントペプチドの疼痛行動に対する評価HK-1およびSPのペプチドによるフラグメントペプチドを4種合成した。そこで、N末端によるフラグメントペプチド(N-SPおよびN-HK-1)は疼痛行動を誘発しないが、C末端によるフラグメントペプチド(C-SPおよびC-HK-1)は疼痛行動を誘発した。また、SP誘発疼痛行動に対してN-SPおよびN-HK-1を前処理すると、SPによる疼痛行動に対する抑制効果を示した。さらに炎症性疼痛に対してもN-SPおよびN-HK-1はホルマリン投与に伴う疼痛行動に対して抑制効果をもたらした。従って、N-SPおよびN-HK-1は疼痛を抑制する効果を有するペプチドであることが示唆された。2.サブスタンスP(SP)およびヘモキニン-1(HK-1)のフラグメントペプチドの痒み行動に対する評価ヒスタミンおよびセロトニン(5-HT)皮下投与による痒み行動に対して、N-SPおよびN-HK-1をそれぞれ前処理すると、N-HK-1投与群において痒み行動の抑制が認められた。このことから、N-HK-1は、痒みの伝達機構への関与が示唆された。3.本研究は、平成25年度から特別研究員奨励費によって引き続き行うものとする。