hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深紫外分光測定法の確立による高Ａｌ組成ＡｌＧａＮ／ＡｌＮ量子井戸の光学特性の解明

しかし,その際の励起光源は繰り返し周波数が1 kHzと低く,非常に強励起条件での測定であり,試料へのダメージを抑えるために励起強度を抑えなければならず,充分な検出強度が得られなかった.そこで, Ti : sapphireレーザ(80MHz)の第四高調波を用い,弱励起条件における顕微PL測定を行い,数ミクロンオーダの不均一性をS/N良く観測した. CLと顕微PL測定により,量子井戸内において,サブミクロンと数ミクロンオーダの不均一性が存在することを確認できた.本研究の目的は,深紫外領域における分光法の確立により,高Al組成AlGaN/AlN量子井戸内の不均一性に起因したキャリアダイナミクスを解明することである.・発光機構の励起強度依存性...Ti:sapphireレーザの第4高調波発生装置,および光学パラメトリック発振器による深紫外レーザを用い,高Al組成AlGaN/AlN量子井戸に対して,低温での励起強度依存PL,時間分解PL測定を行った.励起強度を増加させると,発光機構が励起子発光から電子正孔プラズマ発光に変化し,PL再結合寿命が著しく短くなった.また,PL積分強度は,弱励起側から(i)線形,(ii)超線形,(iii)再び線形,(iv)線形未満の順に増加した.この現象を,レート方程式を用いて議論し,非輻射再結合中心密度,内部量子効率,輻射再結合確率といった重要なパラメータを定量した.・顕微PL測定...量子井戸内における不均一性の起源となりうる井戸幅揺らぎとAl組成揺らぎの計算結果と,実験結果の比較を行った.結果,数ミクロンオーダの不均一性の起源はAl組成揺らぎによるものだと明らかにした.また,ヘテロエピタキシャルとホモエピタキシャル成長によるAlGaN量子井戸内における不均一性の比較も行い,ホモエピタキシャルAlGaN量子井戸における均一性の高さを実験的に示した.・励起子局在化とLOフォノン相互作用...ホモエピタキシャル高Al組成AlGaN/AlN量子井戸内における均一性の高さによって,顕微PLスペクトルに明瞭なLOフォノンレプリカが観測された.LOフォノンカップリングの大きさをSパラメータを用いて定量し,計算結果と比較した.結果,Frohlich相互作用による従来の計算モデルでは説明できないことが分かった.AlNの励起子は,Wannier励起子とFrenkel励起子の境界付近に位置付けられていることから,自己束縛励起子による考え方を取り入れ,高Al組成AlGaN量子井戸内における,励起子の特異な特徴を指摘した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度一番の目標であった,マイクロPL測定系の構築および高Al組成AIGaN/AIN量子井戸に対する実測定を行うことができたことが大きい.また,その内容を学会で発表するにまで至った.マクロ測定からも,基本的な光学特性を知ることができた.SNOM測定系構築に関しては,根本である光源の問題を解決した.今年度は投稿論文がないため,(2)とした.光学特性を議論するうえで欠かせない弱励起条件における測定に成功し,弱・強励起全般の測定が可能となった.これは当初の予定を超えた成果である.また, CL,顕微PL測定の組み合わせにより,主な目的であるAlGaN量子井戸内における不均一性の直接観測および不均一性の起源解明が達成できた.以上の結果を論文にまとめつつあるが,未だ完成していないため, 2とした.今年度構築したSNOM対応のレーザは,もちろんマクロ,マイクロ測定にも使用可能である.
早期糖尿病における腎微小血行動態とその異常の解析、その治療法について

【目的】レニンアンギオテンシン系の抑制は糖尿病腎症の進展のみではなく、その発症を抑える可能性も指摘されている。しかしそのメカニズムは未だ明らかではない。【方法】1.糖尿病発症前の約11週齢のOLETFラットと対照ラット(LETO)にアンギオテンシンレセプター拮抗薬であるOlmesartan(OLM)を投与し、血圧、腎血流量(RBF)、腎表面血流(SBF)、皮質深部血流量(DBF)を測定した。2.約40週齢の発症後のOLETFラットの大動脈にクランプを掛け腎還流圧を調整し、同様に血行動態を測定した。2.40週齢では、両群とも同程度に腎還流圧を下げた。SBFは両群共に有意な変化を認めなかったが、DBFはOLETF群がLETO群に比して有意な低下を示した(OLETF 83.9±1.7%, LETO95.0±3.4%, p<0.05)。【結論】糖尿病発症前に、すでに血行動態異常が存在しOLMはそれを改善する。その異常に関しては深部血行動態も重要と考えられる。SBFは両群共に有意な変化を認めなかったが、DBFはOLETF群がLETO群に比して有意な低下を示した(OLETF83.9±1.7%,LETO95.0±3.4%,p<0.05)。【方法】1.糖尿病発症前の11-13週齢のOLETFラットとLETOラットに、マイクロパンクチャー法により、尿細管糸球体フィードバック機構(TGF)につき検討した。2.同じく11-13週齢のOLETFラットとLETOラットにアンギオテンシンレセプター拮抗薬であるOlmesartan (OLM)を投与し、血圧、腎血流量(RBF)、腎表面血流(SBF)、皮質深部血流量(DBF)を測定した。【結果】1.11-13週齢のLETOにおいては、40nl/minによる最大還流量により約30%のTGF反応の抑制が認められたが、同週齢のOLETFにおいてはTGFの反応が約15%と異常所見を認めた。
SNSにおける集団態度の極性化・分断化現象とその促進要因に関する研究

本年度は、ネット上での差別的な発言にみられる排外主義的な言動に関与する人々がどのようなパーソナリティ特性を持っているのかを明らかにするために、ネット調査から得たTwitterユーザのパーソナリティデータをもとに、機械学習によってこれらに関与する人々のパーソナリティ特性の推定を行った。そして、関与者の意見がどのような人達によって受容・拡散されていくかを、いくつかの炎上・排外行動の事例をもとに分析を行った。ネット上での差別的な発言にみられる排外主義的な言動は、コミュニティの対立や個人・集団の意見や行動を過度に助長する危険性もあるため大きな社会問題であり、これらの関与者の特性を明らかにすることは重要な課題である。本研究では、具体的な事例として「韓国関連」の話題について発言を行うTwitterユーザを対象に、発言およびフレンド関係のログを取得し、関与者の態度およびパーソナリティの推定を行うことで、偏見・差別を行うユーザの特性を定量的に明らかにする。分析の結果、偏見などの差別的な言及を行うTwitterユーザ群は、いくつかのコミュニティの構造を有しており、ダークトライアドなどパーソナリティそのものが反社会的なのではなく、生真面目で活動的なパーソナリティと偏ったイデオロギーや現状認識が関連している可能性が明らかになった。これらの結果は、従来の研究結果と整合的な結果であり、本研究のアプローチにより関与者の新たな態度の特性を機械学習により定量的に示すことが可能になった。本研究の目的は、ソーシャルメディアあにおける人々の態度が極性化・分断化する現象を実証的に検証し、これを促進させる心理的・情報環境的要因を明らかにすることである。具体的には、機械学習のアプローチで行動ログから態度を推定するモデルを構築し、これを大規模ユーザに適用することで、従来の実験室実験・質問紙調査での規模を超えた現実スケールでの極性化・分断化現象を明らかにする。現在までに、以下の二つの課題について取り組んでいる。1.日本のTwitter利用者の党派的な分断化構造の程度を明らかにする2.極性化・分断化を促す選択的接触が個人の態度にもたらす影響を明らかにする1.の課題に対しては、Twitterユーザへの質問紙調査と、そのユーザの行動ログに基づいた分析を行った。ここでは、Twitterユーザのの心理的特性を得るための設問を先行研究をもとに作成し、調査会社経由で1500人のデータを取得した。さらに、そのユーザのTwitter上での行動ログを取得し、行動ログをもとに機械学習によって心理的特性を予測するモデルの構築を行った。構築したモデルでは、Twitter上の言語的情報やネットワーク情報を用いて、個人の党派性や基礎的なパーソナリティ指標を既存研究と同程度の正確性で推定することが可能となった。さらに、このモデルに基づき、大規模ユーザへ適用することで集団・社会での分断化現象の検証について取り組んでおり、今後は時系列でのデータ比較にもどついて2.の課題について分析を行う予定である。Twitter利用者の心理的特性、および行動データについては十分なデータの取得ができた。Twitter利用者に対する質問紙調査では、個人の心理的特性であるBigFiveやDirkTriad、党派性、社会支配志向などを測る設問を設定し、1500人程度のデータを得ることができた。さらに、これらのユーザのTwitter上での行動について過去のツイートやフォロー情報を取得することができた。これらのデータを機械学習で推定するモデルについても、先行研究と同程度の正確性をもつモデルを構築することができ、今後の大規模なユーザに適用するための基礎的な準備が整った。本研究の目的は、ソーシャルメディアにおける人々の態度が極性化・分断化する現象を実証的に検証し、これを促進させる心理的・情報環境的要因を明らかにすることである。本年度は、SNSに参加する人々の態度やパーソナリティを機械学習により推定するモデルを構築し、既存研究との推定性能の比較実験によりモデルの有用性を示した。さらに、ソーシャルメディア上で問題となっている炎上現象を対象に、提案モデルを用いてSNS(Twitter)上の炎上に関与する人々のパーソナリティ推定を行った。ネット上における炎上とよばれる集合現象は、個人・集団の意見や行動を過度に助長する危険性もあり大きな社会問題になりつつあるが、これらに関与する人々がどのようなパーソナリティ特性を持っているのかは、質問紙調査による関与者の特性の測定が困難なことから大規模ユーザを対象とした分析はほとんど検討されてこなかった。本研究では、ネット調査から得たTwitterユーザのパーソナリティデータをもとに、機械学習によって炎上に関与する人々のパーソナリティ特性の推定を行うことで、大規模ユーザの心理的特性を把握することが可能になる。分析の結果、関与する人々のパーソナリティ(ダークトライアド、攻撃性)、政治的イデオロギー(保守)を明らかにした。これらの結果は、従来の質問紙調査に基づく一部の研究結果と整合的であり、本研究の特色である行動データの機械学習によってパーソナリティを推定するアプローチの有効性を示すことができた。パーソナリティを推定するモデルの構築については概ね問題なく遂行できている。さらに本モデルを用いた炎上現象といった集団現象の関与者の心理特性の推定についても適用可能であることを確認した。しかし、集団現象の分析については、知見の一般化を検討するためにも、より多くの事例を対象とした分析を行っていく必要がある。また、関与者の情報環境要因については未分析であるため、継続したデータ収集と分析を進めていく必要がある。

そして、関与者の意見がどのような人達によって受容・拡散されていくかを、いくつかの炎上・排外行動の事例をもとに分析を行った。ネット上での差別的な発言にみられる排外主義的な言動は、コミュニティの対立や個人・集団の意見や行動を過度に助長する危険性もあるため大きな社会問題であり、これらの関与者の特性を明らかにすることは重要な課題である。本研究では、具体的な事例として「韓国関連」の話題について発言を行うTwitterユーザを対象に、発言およびフレンド関係のログを取得し、関与者の態度およびパーソナリティの推定を行うことで、偏見・差別を行うユーザの特性を定量的に明らかにする。分析の結果、偏見などの差別的な言及を行うTwitterユーザ群は、いくつかのコミュニティの構造を有しており、ダークトライアドなどパーソナリティそのものが反社会的なのではなく、生真面目で活動的なパーソナリティと偏ったイデオロギーや現状認識が関連している可能性が明らかになった。これらの結果は、従来の研究結果と整合的な結果であり、本研究のアプローチにより関与者の新たな態度の特性を機械学習により定量的に示すことが可能になった。今後、構築したモデルを大規模なユーザ群に適用することで、ソーシャルメディアでの極性化・分断化現象を明らかにする。さらに、時系列での個人の情報環境と行動、および態度変化を追うことで極性化・分断化の促進状況とその要因を明らかにする。具体的には、個人の態度(党派性)、情報環境要因(近傍ユーザとの党派的な同質性)、行動(友人の選択、コミュニケーション相手の選択、自身の発言内容)との関連性から選択的接触の程度を示し、これが態度変容に及ぼす影響を明らかにする予定である。これまでに、提案した推定モデルによって炎上現象の一事例の分析を示したが、知見の一般化を検討するためにも様々な事例をとりあげて分析を進める必要がある。また、対象についても政治的争点を対象とした事例についてもとりあげ、これらについて言及する人々のパーソナリティ特性、および政治的態度が極化・分断化しているのかを心理的特性と情報環境要因をふまえて分析を進めていく予定である。当初は質問紙調査を2回行う予定であったが、1回分の質問紙調査しか行えなかったためその分の使用額に変更が生じたためである。前年度からオンライン調査を行う予定であったが、本年度はデータ収集と解析に注力したために行うことができなかった。次年度においては、オンライン調査の実施、およびデータ解析専用のサーバ機等の環境を整えて研究を遂行する予定である。当該年度できなかった質問紙調査(2回目)を調査会社に依頼して実施する予定である。
悪性新生物と動脈硬化性疾患の発症リスクにおける耐糖能異常の関与の疫学検討

地域住民を対象とした前向きコホート研究より,耐糖能異常(IGT)の悪性新生物(NEO)と心血管疾患(CVD)の共通の危険因子としての意義を検討した。1986・7年に地域住民, 1989人を平均23.5年間の追跡し,この間のNEO,CVDの発症・死亡を登録した。IGTでは非IGTに比しNEO, CVDの死亡リスクをそれぞれ2.16倍,2.05倍増加させた。DMはNEO, CVDの共通の危険因子であり, IGTの管理予防はNEOとCVDの両者の予防に寄与する可能性が示唆された。平成22年度は北海道S町における健診成績を実施し、988名の検査成績を既存のデータベースに加えこれを整備した。また過去の20年間の健診成績より個々の対象のBMI、血圧値、血糖値、中性脂肪値、HDLコレステロール値、白血球数など基本測定項目の経過の変化を評価し、加齢と共にBMI、血糖値、白血球数などの平均値は有意に増加することが示された。この間180名ほどの心血管疾患発症者が登録されているが、発症者では非発症者に比してBMI、血糖値、白血球の平均値の増加の程度は大きく、これらの変化が心血管疾患発症の関連因子となることが確認された。更に1994年度(初年度)健診受診者、1908名の追跡から、耐糖能異常と喫煙の合併の心血管疾患と悪性新生物発症に与える影響を解析した。対象は初年度健診データより、空腹時血糖により耐糖能異常を判定し、喫煙状況により、それぞれの「有・無」により4群に分類して、最大14年間の生命予後を追跡した。この間の総死亡者数は285名であり、この内、悪性新生物死亡者は101名、心血管疾患死亡者は82名である。Cox比例ハザードモデルの解析で耐糖能異常無し・喫煙無しの正常群を対象とすると、喫煙単独群で総死亡は1.78(95%CI:1.28-2.48)、耐糖能異常単独群で1.52(0.87-2.67)、耐糖能異常かつ喫煙群で3.11(1.85-5.23)と総死亡での相対危険は上昇し、喫煙群、耐糖能異常かつ喫煙群で有意であった。この傾向は、心血管疾患死亡と悪性新生物死について別々に行っても同様であった。心血管イベントと悪性新生物の共通するリスクとして耐糖能異常と喫煙は相乗効果を示すものと考えられた。解析データベースの症例追加を行うべく平成23年度も北海道S町における健診成績と予後調査を実施した。過去の22年間の2014名の健診成績より個々の対象の血圧値、BMI、血糖値、中性脂肪値、HDLコレステロール値、白血球数など基本測定項目の経過の変化を評価した。加齢と共に血圧値、中性脂肪値、BMI、血糖値、白血球数などの平均値は有意に増加することが示された。この間358名の心血管疾患および悪性新生物死亡が登録されているが、これら死亡者では生存者に比して血圧値、中性脂肪値、血糖値、白血球の平均値の増加の程度は大きく、これらの変化が心血管疾患および悪性新生物の関連因子となることが確認された。またメタボリックシンドローム(MetS)と喫煙の合併の心血管疾患と悪性新生物発症に与える影響を解析した。対象は初年度健診データより、日本内科学会基準によりMetSを判定し、喫煙状況により、それぞれの「有・無」により4群に分類して、最大16年間の生命予後を追跡した。この間の総死亡者数は285名であり、この内、悪性新生物死亡者は182名、心血管疾患死亡者は200名である。Cox比例ハザードモデルの解析で耐糖能異常無し・喫煙無しの正常群を対象とすると、喫煙単独群で総死亡は1.32(95%CI:1.11-4.08)、MetS単独群で1.66(1.27-5.44)、MetSかつ喫煙群で1.80(1.33-7.63)と悪性新生物・心血管死亡での相対危険は上昇した。BMI高値の肥満者を除く集団で検討するとこの傾向は強くなった。心血管危険因子であるメタボリックシンドロームは悪性新生物のリスクに一部関連するものと考えられる。メタボリックシンドロームでの酸化ストレスの検討などを次年度は継続する。平成24年度は前2年間と同様に、北海道S町における健康診査を実施し、862名の健診成績を既存データベースに追加しこれを整備した。同時に予後調査を実施し、脳血管疾患、心疾患(心血管疾患)発症者、死亡者および悪性新生物発症者・死亡者の追跡確認を行うため、各医療機関へのアンケート調査実施、疾患り患数、死亡数を確定した。

1994年から2011年末までの1908名(平均年齢63歳)のうち、心血管疾患死亡者は136名、悪性新生物による死亡者は185名であった。基本調査項目には性、年齢、飲酒習慣、喫煙習慣、BMIおよび腹囲などの体格、血圧、脂質、75gブドウ糖の血糖値、インスリン値、酸化ストレスマーカー、γGT等の肝機能、Crを基にした推定糸球体濾過量などを含み、全員に心電図、眼底検査を実施している。すべての心血管疾患発症者では男性、血圧値、耐糖能異常以上の高血糖、高インスリン血症、メタボリックシンドロームが発症リスクと抽出された。悪性新生物死亡では男性では肺癌、胃癌、結腸癌の順、女性では胃癌、肺癌、乳癌、膵癌の順で死亡者が多かった。癌死亡リスクとしては喫煙習慣、飲酒習慣が有意となり、75gブドウ糖負荷試験における糖尿病型が全癌死亡に関連因子として抽出された。特に結腸癌、前立腺癌、乳癌、肝がん、膵癌での関連が示された。癌死亡なか心血管疾患発症者(心血管既往のあるもの)は67名37%であり、これらの対象では男性の比率が高く、高血圧、糖尿病、飲酒習慣の集積が高かった。また、これらの対象では肥満はないものの、酸化ストレスマーカーレベルが高いことが示された。従来より、耐糖能異常、喫煙が心血管疾患、悪性新生物のリスクとなることが知られているが、本検討から悪性新生物と心血管疾患集積の要因に糖代謝異常、酸化ストレスの関与が示唆された。最終年度で保存血清からインスリン抵抗性、耐糖能異常、メタボリックシンドロームでの酸化ストレス、炎症マーカーの測定を実施して悪性新生物と心血管疾患死亡に共通の要因を同定することにより当初目標まで達すると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。追跡対象者での死亡者、生存者各データベースでの測定諸量、および保存血清からの酸化ストレス、アディポネクチン、BNP、高感度CRPなどの測定値を検討して、生活習慣病進展における共通因子を明らかにする。そのためにより長期の追跡研究が必要である。
真核生物の能動的制御による高処理効率・余剰汚泥発生抑制型排水処理システムの創成

都市下水を処理するdown-flow hanging sponge(DHS)リアクターは、低いF/M比で運転可能であるため、余剰汚泥の発生量が抑制されている。この理由に加えて、真核生物(原生動物、後生動物など)による捕食作用もその要因のひとつであることが推測されている。しかしながら、DHSリアクターにおいて、捕食機能を持つ真核生物群集に関する知見は少なく、制御手法などは開発されていない。そこで本年度では、捕食機能を持つ真核生物群集をDHSリアクター内で制御するための知見を得るため、短期的な間隔で行う能動的な流量変動運転がDHSリアクターにおける処理特性および保持汚泥性状に及ぼす影響について解析を行った。具体的には、下水の溶解性画分を模擬した人工排水を供給するDHSリアクターにおける処理特性と保持汚泥性状の解析を、一定流量運転(HRT 3.8時間で一定)と流量変動運転(HRT 0.8時間とHRT 15時間の繰り返し)において行った。流量変動運転(最大ピーク比5倍)を適用したところ、処理水の水質(処理水のTSS濃度およびNH4+-N濃度)は一定流量運転時と比較して著しく悪化した。また、流量変動運転は保持汚泥性状にも影響を及ぼしていた。具体的には流量変動を与えることで、スポンジ担体から保持汚泥の剥離が促され、保持汚泥濃度の分布傾向が変化していた(DHSリアクター上部において保持汚泥濃度が減少し、下部において増加した)。さらに、保持汚泥中の真核生物群集の細胞密度は一定流量運転時と比較して23倍に増加していた。これはスポンジ担体から剥離した汚泥を捕食可能な真核生物群集が選択的に増殖したためと推測された。これらの結果から、DHSリアクターにおける真核生物群集の高密度化を目的とした制御手法として、短期的な間隔で能動的に流量を変動させる運転方法が有効であることを示すことができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。都市下水を処理するDown-flow HangingSpongeリアクターは、低い汚泥負荷条件で運転することが可能であるため、余剰汚泥の発生が抑制されている。この理由に加えて、真核生物(原生動物、後生動物、微小生物)による捕食分解作用も要因のひとつであると推測されているが、DHSリアクターにおいて、捕食機能を持つ真核生物に関する情報(多様性や生態など)は少ない。そのため、真核生物をDHSリアクター内で制御するに至っておらず、余剰汚泥の更なる抑制に向けた技術も開発されていない。本研究では、捕食機能を持つ真核生物をDHSリアクター内で制御するための知見を得るため、次の実験を行った。詳細を次に示す。(1)有機物負荷が真核生物の多様性に与える影響の把握本研究では、実下水を供給する流量を変化させることで、有機物負荷の調整を行った。その結果、有機物負荷の上昇直後において、処理水質の悪化とともに捕食機能を持つとされる真核生物の細胞数の増加を確認した。また、この有機物負荷で長期間運転を継続した結果、処理水質の改善とともに真核生物の細胞数の減少を確認した。これらの結果から、真核生物の捕食機能がDHSリアクターにおける排水処理性能向上に関与している可能性が示唆された。これまでの検鏡による主観的な評価方法では、真核生物の多様性を正しく評価できていない可能性が高いことが報告されている。本研究では、18S rRNA遺伝子を標的としたクローン解析を行うことで、客観的な指標に基づいて、DHSリアクターに存在する真核生物の多様性解析を行った。その結果、A2O法(嫌気ー無酸素ー好気法)の曝気槽内の汚泥では検出されなかった真菌に属する塩基配列が多数回収された。この結果から、これらの真菌がDHSリアクターにおける下水処理に関与している可能性が示唆された。トレーサー物質(安定同位体で標識した基質および緑色蛍光タンパク質)を用いた真核生物の捕食特性評価には到達できなかったが、有機物負荷条件の違いが、DHSリアクターにおける真核生物の多様性に与える影響を把握することができた。また、18S rRNA遺伝子を標的としたクローン解析を適用することにより、従来法の顕微鏡による解析方法では評価できていなかった真核生物に関しても評価することができた。上記の理由により、おおむね順調に進展していると判断した。

流量変動運転(最大ピーク比5倍)を適用したところ、処理水の水質(処理水のTSS濃度およびNH4+-N濃度)は一定流量運転時と比較して著しく悪化した。また、流量変動運転は保持汚泥性状にも影響を及ぼしていた。具体的には流量変動を与えることで、スポンジ担体から保持汚泥の剥離が促され、保持汚泥濃度の分布傾向が変化していた(DHSリアクター上部において保持汚泥濃度が減少し、下部において増加した)。さらに、保持汚泥中の真核生物群集の細胞密度は一定流量運転時と比較して23倍に増加していた。これはスポンジ担体から剥離した汚泥を捕食可能な真核生物群集が選択的に増殖したためと推測された。これらの結果から、DHSリアクターにおける真核生物群集の高密度化を目的とした制御手法として、短期的な間隔で能動的に流量を変動させる運転方法が有効であることを示すことができた。真核生物を制御するための手法の案として、能動的負荷変動試験を実施する。この能動的負荷変動が、DHSリアクターの排水処理特性や保持汚泥特性(保持汚泥濃度、内生呼吸活性、微生物群集構造)に与える影響を解析する予定である。能動的負荷変動試験については、いくつかの条件を試す予定である。加えて、真核生物の代謝阻害剤を用いて、真核生物の有無が、DHSリアクターの排水処理性能に与える影響についても解析する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞性粘菌が示す集団運動の自発的な方向の非対称化、及びそれを用いた非対称構造形成

H29年度(前年度)では,波状細胞集団運動の定量的な解析を中心的に行い,その全貌が明らかになりつつあった.したがってH30年度では,主に波状細胞集団運動がどのようにして出来上がるのか,という集団運動原理の解明についての研究を行った.初めに,細胞同士がどのように相互作用しているかを明らかにするために,まず細胞同士の一対一衝突を顕微鏡下で撮影し,解析を行った.解析は,得られた動画から抽出した細胞運動軌跡をもとに行われた.この解析から主に二つのことが明らかになった.1衝突後,約7割の細胞ペアは,約2分間以上接着した.2接着する際,一方の細胞がもう一方の細胞に追従するような接着様式が主要であった.これらの結果から,細胞間で生じる接着に起因した追従運動が波状細胞集団運動に関与しているのではないか,と考えた.次に,接触追従運動に関与するタンパク質を発現できない変位株を用いて,波状細胞集団運動を観察しようとしたところ,集団運動が形成されなかった.したがって,波状細胞集団運動は,細胞間における接触追従運動に起因するものであると結論付けられた.次に,上記の接触追従を取り入れた数理モデルを構築し,接触追従の相互作用により波状細胞集団運動が生じ得るのかどうかを考えた.シミュレーションを行った結果,あるパラメータ領域では波状細胞集団運動が形成されることがわかり,また,接触追従効果の強さに依存して波状細胞集団運動が形成されるパラメータ領域も確認された.H30年度(前年度)では,主に波状細胞集団運動がどのようにして出来上がるのか,という集団運動原理の解明について照準を合わせた.ここで行った実験と解析により,走化性を示さない細胞性粘菌集団が示す波状細胞集団運動は,細胞間における接触追従運動に起因するものであるということが明らかになった.つまり,波状細胞集団運動の形成メカニズムの解明という,大きな成果を得る事ができた.また,この結果を踏まえて,H30年度後半では,細胞運動理論の専門家(東京大学)と共同で波状細胞集団運動の数理モデル構築を試みた.このモデルを使ったシミュレーションにより,実験結果と同様に,接触追従運動が鍵となって波状細胞集団運動が現れることがわかった.以上の実験・数値シミュレーションにより,波状細胞集団運動の形成メカニズムが明らかになりつつあり,当該研究は大きく進展したといえる.今後の研究の推進方策として,本年度は,数理モデルを用いたシミュレーションと既存の実験データの解析を中心に行う.具体的には,シミュレーション上での波状集団運動と実験的な波状細胞集団運動とを比較し,一致する点・異なる点などからより深い理解を目指していく.特に,まず,波内部に存在する細胞集団の挙動に関して焦点を当てていきたいと考えている.既存の実験結果から,波内部に存在する細胞の運動は,外部の細胞と比べると,一方向に動き続けるということが明らかになっている(H29).しかしながら,波内部の細胞集団に対してOptical flowと呼ばれる解析法を適用すると,細胞集団が蛇行運動している様子が観察された.つまり,波状集団運動には内部構造が存在していた.したがって,この内部構造の形成が,接触追従効果に起因して生じたものなのか,また他の効果によるものなのかという点を重点的に調べていきたい.数理モデルを用い,接触追従効果のパラメータと内部構造形成の関連性を調べることで一定の成果が得られると考えている.近年,走化性を示さない変異株の細胞性粘菌集団が,接着と剥離を繰り返すことで波状細胞集団運動を示すことが発見された.このような波状集団運動は,例えば細胞集団の移動と密接に関係する多細胞生物の形態形成過程などにおいて,一般的な現象として観察されるものなのかという問題意識から注目されている.しかしながら,先行研究においては波状集団運動の定性的かつ大規模なスケールでの観察に焦点を当てていたため,細胞一つ一つの振る舞いや定量的な知見は得られておらず,現在でも波状集団運動形成に接着と剥離がどう関与しているかはよくわかっていない.そこでまず当該年度では,多数の細胞一つ一つがどのように振舞うことにより全体として波状細胞集団運動が現れるのか,という疑問に答えるため1細胞レベルで波状細胞集団運動の観察・解析を行った.蛍光ビーズと細胞の食作用を利用して個々の細胞の軌跡を取得し,細胞それぞれの速さ,向きを解析した.これより,細胞は波内部に存在する場合,波外部に存在する場合と比べて速さ,向きの均一性が増加することが明らかになった.さらに平均二乗変位を,波内部の軌跡と波外部の軌跡に分けて計算することにより,波に取り込まれることで通常よりも長い時間スケールで運動の一方向性が持続することが分かった.これらの知見から,波状細胞集団に取り込まれることで,個々の細胞は元々のランダム運動を波状細胞集団と同じ方向に揃え,波状細胞集団運動が形成・維持されていることが示唆された.今後は,細胞同士の接着と剥離に関する定量解析を行い,このようなランダム運動を細胞集団と同じ方向に揃える性質が何故現れるのか,という疑問を明らかにしていきたい.当該年度では,走化性を示さない細胞性粘菌(KI株)が形成する波状細胞集団運動の定量的な解析を中心的に行った.

KI株は,野生型の細胞性粘菌と比べて培養方法が異なりやや煩雑なため,研究開始当初はトラブルが多かったが,現在は問題なく実験が行える環境が整い,期待通りの研究成果が順調に得られていると評価できる.当該研究の最初のステップとして,多数の細胞一つ一つがどのように振舞うことにより全体として波状細胞集団運動が現れるのか,という疑問に答えるため1細胞レベルで波状細胞集団運動の観察・解析を行った.まず,蛍光ビーズと細胞の食作用を利用して個々の細胞の軌跡を取得し,細胞それぞれの速さ,向きを解析した.ここでは,当初予想していたとおり,細胞は波に取り込まれると波外部に存在する場合と比べて,運動方向の均一性が増加し,波状細胞集団と同じ方向に揃うことが明らかになった.また,ここで用いた蛍光ビーズと細胞の食作用を利用したトラッキング方法は,核などを染めずに手軽に行える方法として今後も利用できる可能性がある.次に,細胞運動のランダムネスを評価する平均二乗変位を計算した.波内部の軌跡と波外部の軌跡に分けて計算することにより,波状細胞集団に取り込まれることによる細胞運動の変化を明確に示すことが出来た.以上二つの結果は,波に取り込まれることで通常よりも長い時間スケールで細胞運動の方向が波状細胞集団に揃うということを示しており,波状細胞集団運動が形成される原理の大概と考えることが出来る.従って,当該年度において本研究は,順調に進展していると評価できる.H29年度(前年度)では,波状細胞集団運動の定量的な解析を中心的に行い,その全貌が明らかになりつつあった.したがってH30年度では,主に波状細胞集団運動がどのようにして出来上がるのか,という集団運動原理の解明についての研究を行った.初めに,細胞同士がどのように相互作用しているかを明らかにするために,まず細胞同士の一対一衝突を顕微鏡下で撮影し,解析を行った.解析は,得られた動画から抽出した細胞運動軌跡をもとに行われた.この解析から主に二つのことが明らかになった.1衝突後,約7割の細胞ペアは,約2分間以上接着した.2接着する際,一方の細胞がもう一方の細胞に追従するような接着様式が主要であった.これらの結果から,細胞間で生じる接着に起因した追従運動が波状細胞集団運動に関与しているのではないか,と考えた.次に,接触追従運動に関与するタンパク質を発現できない変位株を用いて,波状細胞集団運動を観察しようとしたところ,集団運動が形成されなかった.したがって,波状細胞集団運動は,細胞間における接触追従運動に起因するものであると結論付けられた.次に,上記の接触追従を取り入れた数理モデルを構築し,接触追従の相互作用により波状細胞集団運動が生じ得るのかどうかを考えた.シミュレーションを行った結果,あるパラメータ領域では波状細胞集団運動が形成されることがわかり,また,接触追従効果の強さに依存して波状細胞集団運動が形成されるパラメータ領域も確認された.H30年度(前年度)では,主に波状細胞集団運動がどのようにして出来上がるのか,という集団運動原理の解明について照準を合わせた.ここで行った実験と解析により,走化性を示さない細胞性粘菌集団が示す波状細胞集団運動は,細胞間における接触追従運動に起因するものであるということが明らかになった.つまり,波状細胞集団運動の形成メカニズムの解明という,大きな成果を得る事ができた.また,この結果を踏まえて,H30年度後半では,細胞運動理論の専門家(東京大学)と共同で波状細胞集団運動の数理モデル構築を試みた.
特異的なナノ表面構造を有するヒドロキシアパタイトの作製

平成28年度は特異的なナノ表面構造を有するヒドロキシアパタイトを作製する上で用いる有機超分子テンプレートを合成することを目指し、1種々の構造の短鎖ポリアミンの合成と2それらのポリアミンを主鎖に含むポリヒドロキシウレタンの作製を行った。以下にこれらの結果を簡単にまとめる。1種々の構造の短鎖ポリアミンの合成:市販のエチレンジアミン、ジエチレントリエチレン、N,N'-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンをノシルクロリドと反応させることでアミノ基をノシル保護した。その後、末端のアミンを塩基条件下でN-(3-ブロモプロピル)フタルイミドと反応させた後、ヒドラジンで脱保護することで末端にフリーの1級アミンを有し、且つ内部の2級アミンがノシル保護された3種の短鎖ポリアミンを合成することができた。2ポリアミンを主鎖に含むポリヒドロキシウレタンの合成:これらのポリアミンを塩基触媒存在下、トリメチロールプロパン二量体と炭酸ジフェニルから合成できる二官能性六員環カーボナートと室温で開環重付加を行い、その後4-メルカプト安息香酸を用いてノシル基を脱保護することにより、主鎖に3種の異なる構造のポリアミン部位を有するポリヒドロキシウレタンを合成することができた。以上、有機超分子テンプレート作製に必要なポリアミン含有ポリヒドロキシウレタンを合成することができた。1に示したノシル基を用いた2級アミンの合成法を利用することで、さらに多彩な構造の短鎖ポリアミンを設計することが可能である。そしてこれらのポリアミン含有ポリヒドロキシウレタンを酒石酸やD-グルカル酸などのアルダル酸と水中で混合することで複合化し、キラルなナノ表面構造を有する有機超分子テンプレートを作製し、さらにこのテンプレートの表面でヒドロキシアパタイトを作製することで、特異的なキラルナノ構造を表面に構築することができると期待される。
眼部紫外線被ばく量指標としての瞼裂斑程度と老視発症との関係

水晶体の調節力が低下する老視が紫外線被ばくに起因する白内障の初期変化であるとの仮説のもと、眼部紫外線被ばくと調節力についての研究を行ってきた。H30年に石川県金沢市のオフィスワーカー196名の調査を施行し、漁師を中心とした屋外労働者の調査結果との比較および水晶体と調節力の関係について検討した。調節力は他覚的機器を用いて測定し、水晶体の散乱光強度および形状はEAS-1000(ニデック)を用いて測定した。問診により屋外活動歴を聴取し、屋外作業1年以上経験のある人を屋外労働者71名(44.9±11.1歳)とオフィスワーカー154名(43.4±10.4歳)に分けて比較した。両群とも水晶体各層の散乱光強度の増加に伴い調節力は有意に低下し(p<0.001)、特に核部である中心間層の散乱光強度は年齢を考慮しても有意な相関となった(p=0.049)。調節力は20-30代でオフィスワーカー(4.9±1.5D)に比べ屋外労働者(4.1±1.6D)が有意に低下したが(p<0.05)、40代以降では有意差はなかった。核部の散乱光強度増加に伴う調節力低下率は両群で有意差はなかったが、同一の散乱光強度であれば屋外労働者の調節力が約0.5D低くなった(p<0.05)。これは屋外労働者の調節力低下には散乱光以外の水晶体形状等の他因子の関与が示唆された。そこで形状の解析値により水晶体透明特性(LTP)を算出して検討したところ、LTPの増加に伴い調節力は有意に低下し(p<0.001)、両群での差はなくなった。ロジスティック回帰分析を用いた両群の比較では、40代のオフィスワーカーに比べて屋外労働者は有意なLTPの増加と調節力の低下が認められた。生体眼での水晶体硬化を測定することは難しいとされてきたが、水晶体核部の散乱光強度およびLTPを評価することで、核の硬化を示す代用値となる可能性が示唆された。さらに眼部紫外線被ばくが早期老視発症の要因となる可能性を示唆する1つの結果となった。既存の紫外線蛍光撮影(ultraviolet fluorescence photography; UVFP)を参考にし、再現性が高くかつ容易に移動できる装置を製作した。H28年11月に60歳以上の高齢者を対象とした眼科検診を行い、この装置の精度や再現性について評価を行った。新UVFP装置はカメラの精度が高いため瞼裂斑の面積を容易に抽出でき、角膜横径と合わせることで定量的かつ再現性良く面積はmmの単位で評価可能となった。本調査での検診を行うために、金沢医科大学倫理委員会の規定に基づき、同意書を作成し委員会から承認を得た。眼部紫外線被ばくとの関連を検討するため、個人での紫外線被ばく量の算出が問題となる。過去の疫学調査ではアンケートや問診による対象者の戸外活動時間等を聴取し、眼鏡や帽子の使用頻度を含めた推定式から眼部紫外線被ばく量を算出していた。過去の疫学調査結果から眼部紫外線被ばく量を再検討したが、個人レベルの戸外活動時間を精度よく聴取するには難しい事が確認された。再度アンケート内容を見直し、その他の疫学調査で用いている内容を参考に、本調査での問診内容を検討している。紫外線被ばくが多いと予想される漁師の調査をH29年の7月と8月に実施する予定である。また紫外線低被ばく群(オフィスワーカー)として、ニデック株式会社の社員での調査も予定している。H28年度に紫外線高被ばく群の対象となる漁師の調査を行う予定であったが、H29年度に実施する事になった。その理由は、漁師の調査可能である季節が夏であるため、新UVFP装置の製作や倫理委員会等を考慮するとH29年度の夏に実施となった。調査に必要なUVFP装置の製作を行い、瞼裂斑を再現性良くかつ定量的に評価できるものとした。60歳以上の高齢者を対象とした眼科検診に用いてカメラの評価を行い、その精度を確認した。また金沢医科大学倫理委員会の規定に基づき、同意書を作成し委員会から承認を得た。眼部紫外線被ばくとの関連を検討するため、過去の疫学調査でのアンケートや問診内容を再検討した。対象者の戸外活動時間、眼鏡や帽子の使用頻度等を含めた推定式から眼部紫外線被ばく量を算出していたが、個人レベルの戸外活動時間を精度よく聴取するには難しい事が確認され、再度アンケート内容を見直し本調査での問診内容を検討している。今年度は7月31日と8月1日に石川県能登地域において紫外線被ばくが多いと予想される漁師および漁業組合関係者約100名の眼科検診を行った。眼部紫外線被ばくの評価には、前年度製作した紫外線蛍光撮影(ultraviolet fluorescence photography; UVFP)を用いて眼結膜に発症する瞼裂斑を測定した。アンケートにより漁師歴や1日の屋外作業時間および時間帯、休日の屋外での過ごし方、小学生から高校生までの平均的な戸外活動時間等を聴取した。さらに眼鏡や帽子の使用頻度も考慮した推定式により、個人の眼部紫外線被ばく量の算出を行った。眼科検診では視力、眼屈折、調節力、眼軸長検査、散瞳下での水晶体の精密検査、細隙灯顕微鏡による同一医師の診断を行った。他覚的調節力の測定はAA2(ニデック)と両眼開放レフ

WAM-5500(Grand Seiko)を用いた。開放レフでは1mから20cmまで視標を動かし、それに伴う屈折値の変化量を調節力とした。水晶体の散乱光強度および形状はEAS-1000(ニデック)を用いて測定し、その解析値により水晶体透明特性Lens Transparency Property (LTP)を算出した。加齢に伴い調節力は有意に低下(p<0.001)し、水晶体各層の散乱光強度も有意に増加した(p<0.01)。調節力はLTPと水晶体各層(前嚢、前成人核、中心間層、前胎生核)の散乱光増加に伴いAA2、WAM-5500ともに低下した。調節力低下と最も高い相関があったのは核部である中心間層および前胎生核であり、水晶体後方散乱光強度は水晶体硬度と相関し、調節力を間接的に評価する指標として有用である可能性が示唆された。H30年度8月には紫外線低被ばく群(オフィスワーカー)として石川県問屋町での調査を予定している。紫外線被ばくが多いとされる漁師の調査を行い、眼部紫外線被ばくと調節力の関係について詳細な検討を行った。今回調査した漁師の調節力は一般に報告されている調節力に比べて若干低い傾向があった。これが紫外線被ばくによるものなのかはオフィスワーカー等の紫外線低被ばく群の調査が必要であり、H30年度8月に約200名の眼科検診を予定している。さらに漁師の結果を再度検討し、詳細な個人の眼部紫外線総被ばく量を検討する予定である。水晶体の調節力が低下する老視が紫外線被ばくに起因する白内障の初期変化であるとの仮説のもと、眼部紫外線被ばくと調節力についての研究を行ってきた。H30年に石川県金沢市のオフィスワーカー196名の調査を施行し、漁師を中心とした屋外労働者の調査結果との比較および水晶体と調節力の関係について検討した。調節力は他覚的機器を用いて測定し、水晶体の散乱光強度および形状はEAS-1000(ニデック)を用いて測定した。問診により屋外活動歴を聴取し、屋外作業1年以上経験のある人を屋外労働者71名(44.9±11.1歳)とオフィスワーカー154名(43.4±10.4歳)に分けて比較した。両群とも水晶体各層の散乱光強度の増加に伴い調節力は有意に低下し(p<0.001)、特に核部である中心間層の散乱光強度は年齢を考慮しても有意な相関となった(p=0.049)。調節力は20-30代でオフィスワーカー(4.9±1.5D)に比べ屋外労働者(4.1±1.6D)が有意に低下したが(p<0.05)、40代以降では有意差はなかった。核部の散乱光強度増加に伴う調節力低下率は両群で有意差はなかったが、同一の散乱光強度であれば屋外労働者の調節力が約0.5D低くなった(p<0.05)。これは屋外労働者の調節力低下には散乱光以外の水晶体形状等の他因子の関与が示唆された。そこで形状の解析値により水晶体透明特性(LTP)を算出して検討したところ、LTPの増加に伴い調節力は有意に低下し(p<0.001)、両群での差はなくなった。ロジスティック回帰分析を用いた両群の比較では、40代のオフィスワーカーに比べて屋外労働者は有意なLTPの増加と調節力の低下が認められた。生体眼での水晶体硬化を測定することは難しいとされてきたが、水晶体核部の散乱光強度およびLTPを評価することで、核の硬化を示す代用値となる可能性が示唆された。さらに眼部紫外線被ばくが早期老視発症の要因となる可能性を示唆する1つの結果となった。夏に実施する漁師の調査に向けて、日程や時間、場所等の調整を行っている。
血管内皮由来リパーゼ(EDL)の測定法と新しい高脂血症治療薬の開発

ヒトEDLの一次構造からEDLに特異的なモノクローナル抗体を作成し、ヒトEDL蛋白量の測定法(ELISA)の開発を行なった。ELISAは感度よくヒト血液中のEDLを測定することが可能であった。しかし、EDLはリポタンパクリパーゼ(LPL)や肝性リパーゼとは異なり、ヘパリンを静注する前後でEDLの血中濃度は変わらなかった。この結果から、EDLはヘパリン結合部位を介したheparan sulfateなどの細胞外マトリックスと結合する以外の機序で血管内皮細胞表面に結合していると考えられた。現在、男女差や年令による影響などを解析し、日本人におけるEDLの正常値を決定し、高脂血症や動脈硬化疾患の血清中の濃度を測定を行なっている。2.生体内におけるEDLの発現部位の解析ヒトのEDL蛋白質の存在部位をウエスタンブロットおよび免疫組織化学的に解析した。EDLは動脈硬化血管においては血管内皮細胞、血管平滑筋細胞に加えて動脈硬化巣のマクロファージ、新生血管にも強く発現していた。これらの結果から、EDLは動脈硬化の進展に関与していると考えられた。3.EDLのノックアウトマウスの作成と解析EDLノックアウトマウスを作成し、脂質を解析したところEDLノックアウトマウスではHDLの血中濃度が上昇しており,マウスにおいてEDLはHDL代謝に重要な役割を果たしていると考えられた。以上の結果より、EDLはHDLをはじめとするリポ蛋白代謝や血管局所でのリポ蛋白の取込みに関与し、動脈硬化をはじめとする血管病変の形成に重要な役割を果たしていると考えられた。1.ヒトEDLに対するモノクローナル抗体の作成とEDL蛋白量の測定法(ELISA)の開発ヒトEDLの一次構造からEDLに特異的なアミノ酸配列を解析し、ペプチドをデザインし、合成ペプチドを4種類作成し、これらの合成ペプチドでヒトEDLに対する異なったエピトープを認識するモノクローナル抗体を作成する。このうち、感度が良く、特異性の高い2種類のモノクローナル抗体を用いてヒトEDL蛋白量の測定法(ELISA)の開発を行なった。2.ヒトEDL蛋白量の測定まず、新しく開発したELISAを用いて健常人においてその血液中の濃度を測定した。ELISAは感度よく血液中のEDLを測定でき、ELISAにおいては同じ抗体でサンドイッチ法で測定することが可能であった。また、Western Blotにおいて、denatureしない状態では本来の分子量の約2倍のところにbandを認めたことからEDLは血液中で少なくとも2量体を形成していると考えられた。EDLは分泌蛋白であり、ヘパリン結合部位を有しており、細胞表面に結合していると考えられたが、EDLはリポタンパクリパーゼ(LPL)や肝性リパーゼとは異なり、ヘパリンを静注する前後でEDLの血中濃度は変わらなかった。現在、男女差や年令による影響などを解析し、日本人におけるEDLの正常値を決定し、そして、高HDL血症や低HDL血症をはじめとする高脂血症、心筋梗塞などの動脈硬化疾患の血清中の濃度を測定を行なっている。EDLはリポ蛋白リパーゼのファミリーに属する新しい蛋白であり、HDLを含めたリポ蛋白代謝や動脈硬化に重要な役割を果たしていることが推測される。今回、EDL遺伝子の過剰発現マウス、ノックアウトマウスを作成し、その血清脂質プロフィールを解析したところ、ノックアウトマウスでは血清中のHDL濃度が野生型のマウスに比べて約2倍増加しており、一方、過剰発現マウスでは血清中のHDL濃度が低下していた。これらの結果からEDLはHDLの代謝に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

また、ヒトEDLに対する抗体を作成し、ヒトおよびマウスのEDL蛋白質の存在部位を免疫組織化学的に検討したところ、ヒト冠動脈の内皮細胞、平滑筋細胞、および動脈硬化病巣のマクロファージに発現していることが明らかとなった。この結果から、EDLが血管局所でのリポ蛋白代謝や動脈硬化の進展に重要な役割をはたしていると考えられた。培養血管内皮細胞ではIL-1β,TNF-αの炎症性サイトカインによってその発現は著明に誘導された。そして、血管のリモデリングに重要なアンジオテンシンの刺激でその遺伝子発現が誘導されることが明らかになった。さらに、ヒトEDLのモノクローナル抗体を作成し、血漿中のEDL蛋白量を測定したところ、EDLの血中濃度を測定する二とができた。現在、高脂血症や動脈硬化症患者の血漿中のEDL蛋白量および活性を測定し、これらの疾患におけるEDLの役割を明らかにするためのデータを蓄積中である。今後、EDLと高HDL血症や低HDL血症をはじめとする高脂血症、心筋梗塞などの動脈硬化疾患との関係を疫学的に明らかにできると考えられる。
虚血再灌流障害に対するPARS阻害薬の肺血管反応改善効果(in vivoの検討)

SDラットの肺動脈リングを用い腸管膜動脈を虚血再灌流した研究で、虚血再灌流によりアセチルコリン(レセプター依存性拡張反応)、A23187(レセプター非依存性拡張反応)に対する拡張反応は減弱し、虚血前にPARS(Poly-ADP-ribose-synthetase)阻害薬を投与することにより拡張反応の減弱を抑制できることを報告した。しかし、肺血管抵抗増加の主体となるのは左右主肺動脈より末梢の肺内細動脈であると考えられるため、今回実体顕微鏡を用いて虚血再灌流による末梢肺動脈血管径の変化、またPARS阻害薬の血管径に対する効果を調べることを目的として研究を行った。【方法】雄SDラット(9週,体重350-450g)を用い、ネンブタール60mg/kg腹腔内投与後、右内頚静脈にカニュレーションしネンブタール10mg/kg/hで麻酔維持。気管切開後、酸素1L/min、笑気2L/min、最大気道内圧10cmH_2O、70bpmで人工呼吸。開腹し腸管膜動脈を1時間クランプ後解除し虚血再灌流モデルとした。対象を(1)コントロール群、(2)虚血再灌流群、(3)虚血15分前PARS阻害薬投与群に分けた。クランプ解除1時間後より実体顕微鏡を用いて右肺の末梢肺動脈径を観察した。【結果及び考察】開胸し右肺を露出するにあたって開胸創、肺実質よりの出血、また進行性の代謝性アシドーシスのコントロールがつかず、vivoでの肺動脈径の観察には至らなかった。そこで現在肺動脈圧測定により肺血管抵抗を比較する方法を模索中である。右内頚静脈より肺動脈ヘカテーテルを挿入し肺動脈圧を測定。各群での肺動脈圧の経時的変化を比較している。まだ研究途上ではあるが、今のところ虚血再灌流により肺動脈圧は有意に上昇し、PARS阻害薬虚血15分前投与によりこの上昇は抑制できる傾向にあるという結果を得ている。今年度はラットの虚血再灌流モデルを作り、invivoでラットの肺内血管を観察する方法の確立に重点を置いた。ラット(体重350450g)にネンブタール60mg/kg腹腔内投与し、右内頚静脈にカニュレーション後ネンブタール10mg/kg/hを持続静注し麻酔を維持した。気管切開し酸素1l/min、笑気2l/min、最大気道内圧10cmH_2、70回/minにて人エ呼吸を施行した。動脈圧測定のため総頚動脈にカニュレーションを行った。次に開腹し、腹腔動脈を1時間クランプ後、解除することにより虚血再灌流モデルとした。その後胸骨を縦切開、右の全肋骨を23cm程度正中より切除し右肺を露出した。右肺に水平に切開を加え、その部にプレパラートを上からあて実体顕微鏡(オリンパス製SZX12)にて肺動脈を同定し末梢肺動脈血管径を測定した。他の測定項目として平均動脈圧、動脈血ガスも1時間毎に測定した。しかし、上記方法では開胸時(胸骨縦切開、肋骨切除時ともに)に内胸動脈、肋間動脈より出血し、循環維持が困難なことが多いので、現在電気メスの使用や主要血管を糸で結紮するなどして出血量を減少させる方法を検討中である。経時的に動脈血ガスを測定していくと徐々に代謝性アシドーシスが進行していくことも問題であり、重炭酸ナトリウムの投与で対応しているが、やはり循環の維持が根本的に必要であると考えている。また、末梢肺動脈血管径の測定方法も検討中である。現在プレパラートや対物レンズに目盛りをつけて測定する方法を確認中であるが、場合によってはビデオ録画して測定する必要も検討中である。来年度は以上の問題点を解決して虚血再灌流障害に対するPARS阻害薬の抑制効果(末梢肺動脈径の収縮抑制効果)について調べる予定である。【結果及び考察】

開胸し右肺を露出するにあたって開胸創、肺実質よりの出血、また進行性の代謝性アシドーシスのコントロールがつかず、vivoでの肺動脈径の観察には至らなかった。そこで現在肺動脈圧測定により肺血管抵抗を比較する方法を模索中である。右内頚静脈より肺動脈ヘカテーテルを挿入し肺動脈圧を測定。各群での肺動脈圧の経時的変化を比較している。まだ研究途上ではあるが、今のところ虚血再灌流により肺動脈圧は有意に上昇し、PARS阻害薬虚血15分前投与によりこの上昇は抑制できる傾向にあるという結果を得ている。