hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キナーゼ活性を欠失する増殖因子型受容体の生理機能の解明

私共が見いだしたキナーゼ欠損型のEphファミリー受容体、EphB6の生理機能を解明するために、キナーゼ欠損型受容体ErbB3とEphファミリー受容体研究のそれぞれにおいて世界をリードしている米国の研究者達と共同研究をすすめた。今年度、研究代表者松井が平成11年9月にニューヨークに赴き、研究分担者であるAaronson、Bergemann、伊藤博士らと会合を行い、本研究の進捗状況ならびに本研究領域に関する最新の情報交換を行った。平成12年1月にはBergemann博士を神戸に招へいし、マウス組織切片を用いEphB6mRNA発現をin situ hybridization法にて検討するため、当該技術の習得のための指導を受けた。また、私共が行ってきたRap-in situ法による中枢神経系におけるEphB6リガンド発現の解析結果を評価いただくとともに、今後のEphB6の細胞生物学的機能解析法に関する情報交換を行った。さらに、私どもは昨年度に引き続き、EphB6遺伝子ノックアウトマウスの解析をすすめることにより、既知のephrinのなかでephrinB2が唯一EphB6に結合することを見いだした。当該マウスの中枢神経機能の解析をさらに進めるため、クリーブランド・クリニックに移籍した共同研究者中本賢博士にマウスを送付するとともに、マウス作成にたずさわった松岡博士を派遣し、人的・物的交流をさらにすすめ国際的学術共同研究を推進している。
アムステルダムにおけるフランス・バロックオペラの加工の実態

本研究は、1700年頃のアムステルダムの楽譜出版者エティエンヌ・ロジェ(1665/66-1722)によって、フランス音楽がどのように出版されたのかを明らかにすることを目的としている。ロジェはフランス出身でありながら、ナントの勅令廃止(1685年)後にオランダへ逃れ、アムステルダムで書籍の販売、楽譜の出版を行った人物である。ロジェの活動では第一に、イタリアの器楽作品の初版が注目されてきたが、フランス音楽に関しては、パリの初版譜の再版に過ぎないという見方が強い。しかし、ロジェは一貫してフランス音楽を出版しており、その内実はオペラの器楽曲を抜粋した組曲版や、オランダやイギリスの作品が「フランス風」音楽として含まれるなど、独自のレパートリーで構成される。こうしたことから、この活動はフランス国外における音楽の流行や需要に応えるために行われていたと考えられ、楽譜の正当性とは別の視点から評価される必要がある。そこで本研究では、ロジェのフランス音楽出版を印刷技術の変化、器楽様式の発展やオペラの実践、ロジェの出自や書籍業者としての経歴などから多角的に考察し、ロジェの国際的な活動戦略の一環として位置づける。平成27年度は、1696年1716年のカタログに見られる分類方法、「フランス風の曲」と「イタリアのソナタ」と呼ばれるグループに共通する楽譜の分析を通じて、ロジェが器楽曲をどのように区別していたのかを明らかにした。その結果、共通する楽譜からはイタリア音楽とフランス音楽両方の特徴が見られ、ロジェの分類は当時の器楽の実践における混合様式的な潮流を反映するものだと結論づけられた。なお、本研究は、愛知県立芸術大学とパリ=ソルボンヌ大学によるコチュテル〔博士論文共同指導〕として行われている。平成27年度は指導委託期間としてパリに拠点を置き、ソルボンヌ大学主催の学会で2度の口頭発表を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、バロック時代のフランス音楽の受容と伝播において、アムステルダムの楽譜出版が果たした役割を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、ジャン=バティスト・リュリ(1632-1687)のオペラに関して、アムステルダムで出版された器楽編曲版とフランスの楽譜資料との比較を行った。また、出版者の販売カタログを調査し、出版譜の伝播の可能性について考察した。なお本研究は、愛知県立芸術大学とパリ=ソルボンヌ大学によるコチュテル〔博士論文共同指導〕として行われている。平成26年度は指導委託期間としてパリに拠点を置きながら、ソルボンヌ大学のラファエル・ルグラン教授のもとで研究を進めた。17世紀のフランス音楽を代表するリュリのオペラはアムステルダムにおいて、器楽編曲の形、いわゆる「組曲版」として数多く出版された。昨年度は、このような組曲版から《アルミード》と《カドミュスとエルミオーヌ》を取り上げ、パリの初版スコアやオペラの抜粋楽譜と比較し、編曲の手法を分析した。その結果、組曲版では旋律を担当するパートが強調されている点と調性のまとまりが作られている点で、器楽曲としての性格が強く表れ、さらにはイタリアのトリオ・ソナタの書法が用いられていることが分かった。また、出版譜の受容という観点から、18世紀の楽譜販売カタログにおけるアムステルダム版の分布状況を調査した。その結果、パリのバラール、ボワヴァン、ルクレールや、ベルリンのフンメル、ハンブルクのマインのカタログにアムステルダムのロジェによる出版物が見られ、出版者相互の国際的な楽譜のやり取りがあったことが分かった。一方、バラールとロジェの間でフランス音楽の出版レパートリーが異なることから、今後はパリとアムステルダムの出版動向がどのように影響し合っていたのかに注目する必要があると考える。

平成26年度には博士論文の核となるアムステルダムの出版譜をロンドン、ウィーンで収集し、パリの楽譜史料を用いた様式分析を進めることができた。また、ベルリン、アムステルダム、ハーグでの資料調査を行うことで、アムステルダムの出版譜の受容について、一定程度の予測を立てることが可能となった。さらに、本研究は愛知県立芸術大学とパリ=ソルボンヌ大学のコチュテルとして行われていることを生かし、両大学の教授から研究指導を受けるだけでなく、ヨーロッパ滞在中にはアムステルダムの楽譜出版の専門家であるルドルフ・ラッシュ氏(ユトレヒト大学)からも有益な助言を受けることができた。これらの成果を、ソルボンヌ大学の古楽研究会および日本音楽学会において発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.フランス音楽の出版動向の解明アムステルダムでは1682年から1744年にかけてフランス音楽の出版・販売が行われた。先行研究では、ロジェを中心に出版物の内訳が明らかにされているものの、その年代的な変化に注目し、パリの出版事情と照らし合わせて分析する視点が欠けている。そこで本年度は、パリとアムステルダムの楽譜の出版カタログ、および新聞・雑誌に掲載された広告を相互に比較することで、アムステルダムでどのようなジャンルや作品が選択的に販売されたのかを明らかにする。また、出版物全体に占めるフランス音楽の割合や、イタリア・イギリス・オランダ音楽との比重の変化にも注目しながら、出版者による「フランス音楽」の枠組みがどのように形成されたのかを論じる。2.出版者による編曲手法の分析フランス・オペラはアムステルダムの楽譜出版の主要なジャンルとなり、器楽曲のみを抜粋した「組曲版」として数多く出版された。このような版は、先行研究ではフランス・オペラとドイツの組曲をつなぐ存在として位置付けられてきた。本年度は昨年度に引き続き、リュリのオペラを中心にパリとアムステルダムの楽譜を比較することで、組曲版における編曲手法の分析を進める。その際、オランダにおけるフランス・オペラの上演の形態や器楽アンサンブルの編成の移り変わりにも目を配ることで、組曲版には当時の演奏習慣が反映されていたことを指摘する。そして、先行研究の見方を引き継ぎながらも、組曲版はオペラのアレンジ版としての性格に商業的な事情が加味されたものであると結論づけ、出版者がフランス音楽を「加工」した代表的な例として位置付ける。本年度は、上記1の内容をソルボンヌ大学の古楽研究会で発表するとともに、これまでの成果全体を博士論文としてまとめる。
組換えニワトリ抗体を用いた微量プリオンタンパクの検出系の構築とその応用

11-12年度における研究成果の概要(1)ファージ発現抗体の作成(既樹立ニワトリ型モノクローナル抗体活用)既知のプリオンタンパク特異的ニワトリモノクローナルとして、筆者らが作成したHUC3-11を用いた。HUC3-11ハイブリドーマから抗体遺伝子V領域(VHとVL)を増幅させ単鎖のscFv抗体遺伝子を作成した。これを用いてファージ発現抗体を作成し、その特異性はELISA法で確認することができた。(2)ファージ発現抗体の作成(新規樹立ニワトリ型モノクローナル抗体活用)新規にプリオンタンパク特異的ニワトリモノクローナル抗体の作成を行った。得られた抗体は、いずれもプリオンタンパクアミノ酸残基23-121の領域を認識する抗体で、ELISAおよびウエスタンブロティング法のいずれでもプリオンタンパクを検出できる抗体であった。(3)ファージ発現抗体を用いたプリオンタンパクの高感度検出の試み既知のファージ発現抗体(HUC2-13)を用いて、微量プリオンタンパク抗原の高感度検出のための基礎的研究を行った。ファージ発現抗体は、ファージ体表面に1本鎖抗体分子を発現しており、ファージ体内には抗体遺伝子を含むファージDNAが包含されていることから、抗体遺伝子標識抗体としての活用が期待できた。一般に、免疫PCR法は、抗体分子に合成DNAを標識したDNA標識抗体を作成し、これを用いて抗原抗体反応を行い、その後に標識DNAをPCR法で増幅するものであるが、前述の通りファージ抗体自体がDNA標識抗体であることから、ファージ発現抗体を用いて免疫PCRを行えると考えた。基礎実験の結果、陰性対照においても遺伝子の増幅が認められたことから、反応系の改良を必要としたが、pg-fg/mlの微量の抗原が検出することの可能性を見いだした。本年度における研究は、以下の(1)および(2)である。(1)ファージ発現抗体の作成(既樹立ニワトリ型モノクローナル抗体既知のプリオンタンパク特異的ニワトリモノクローナルとして、筆者らが作成したHUC3-11を用いた。HUC3-11ハイブリドーマからmRNAを抽出しcDNAを合成し、これを用いて抗体遺伝子V領域(VHとVL)を増幅するとともに、単鎖のscFv抗体遺伝子を作成した。これをpPDS発現ベクターに挿入し大腸菌を形質転換し、この大腸菌にヘルパーファージを感染させ、ファージ発現抗体ライブラリーを作成した。作成できたfファージ発現抗体は、ELISAでその特異性を確認することができた。(2)哺乳動物プリオンタンパク特異的ニワトリモノクローナルパネル抗体の樹立H-B15近交系ニワトリに、組換えヒトプリオンタンパクあるいはヒツジプリオンタンパク遺伝子を導入したラット神経芽細胞株(EFBS株)を免疫した。組換えヒトプリオンタンパクを高度免疫したニワトリの血清中に抗ヒトプリオンタンパク抗体の上昇を確認した。また、EFBS株免疫ニワトリでは、EFBS株に対する免疫応答の他にヒツジプリオンタンパクペブチドに対する免疫応答も確認することができた。各々の免疫ニワトリから脾細胞を調整し、融合用細胞株MuH1とPEGを用いた細胞融合実験と、(1)と同様の方法で免疫脾細胞から抗体遺伝子を調整した。前者では、細胞融合実験から目的とする抗体が得られなかったが、組換え型抗体を多数樹立することに成功した。これらの抗体の中には、従来報告のなかった特異性を示す抗体も含まれていた。一方、後者の実験においては、細胞融合実験で約50種のハイブリドーマを樹立することができた。これらが分泌する抗体の特異性および免疫脾細胞からのファージ抗体の樹立についての実験は現在進行中である。

本年度における研究は、以下の(1)および(2)である。(1)ファージ発現抗体の作成(新規樹立ニワトリ型モノクローナル抗体活用)新規にプリオンタンパク特異的ニワトリモノクローナル抗体の作成を行い、哺乳動物プリオンタンパク特異的抗体(ファージ発現抗体)を約10種作成することに成功した。得られた抗体は、いずれもプリオンタンパクアミノ酸残基23-121の領域を認識する抗体で、ELISAおよびウエスタンブロティング法のいずれでもプリオンタンパクを検出できる抗体であった。(2)ファージ発現抗体を用いたプリオンタンパクの高感度検出の試み既知のファージ発現抗体(HUC2-13)を用いて、微量プリオンタンパク抗原の高感度検出のための基礎的研究を行った。ファージ発現抗体は、ファージ体表面に1本鎖抗体分子を発現しており、ファージ体内には抗体遺伝子を含むファージDNAが包含されていることから、抗体遺伝子標識抗体としての活用が期待できた。一般に、免疫PCR法は、抗体分子に合成DNAを標識したDNA標識抗体を作成し、これを用いて抗原抗体反応を行い、その後に標識DNAをPCR法で増幅するものであるが、前述の通りファージ抗体自体がDNA標識抗体であることから、ファージ発現抗体を用いて免疫PCRを行えると考えた。基礎実験の結果、陰性対照においても遺伝子の増幅が認められたことから、反応系の改良を必要としたが、pg-fg/mlの微量の抗原が検出することの可能性を見いだした。
半導体コンプトンカメラの革新によるラインガンマ線天文学の開拓

電子飛跡の追跡が可能で高速な半導体素子を用いた半導体コンプトンカメラを実現し,感度のギャップに埋もれて進展が妨げられている数100keVから数MeVの領域でのガンマ線に革新をもたらすことを目的とした研究を進めている。本年度は,従来のSi/CdTeコンプトンカメラを優れた角度分解能とエネルギー分解能を生かし,非密封線源によるファントムを用いた画像再構成の研究,また,電子飛跡追跡のために我々が開発したSi-CMOSハイブリッド素子とCdTe両面ストリップ検出器を組み合わせた新しいコンプトンカメラの試作機を用いた研究を行なった,コンプトンコーンの重ね合わせ画像から元の分布を再構成するアルゴリズム開発するために,非密封線源を用いて立体ファントムを製作し,Si/CdTeコンプトンカメラを用いたSPECT装置を構成し,ファントムの周囲に回転させながら測定したデータからてトモグラフィ再構成を実施し,245keVのガンマ線を使って,3次元画像を得ることに成功した。Siセンサーの信号処理のために高速データ処理回路のハードウェアを完成させた。電子飛跡を利用した試作Si/CdTeコンプトンカメラでは,反跳電子の方向情報を利用した完全コンプトン再構成の有効性を実証した。エネルギー分解能は662 keVでFWHM 7.4 keV,1173 keVで, 18 keVを,またARM 1.7 deg(FWHM) @1275 keVの角度分解能を達成した。新開発のSi-CMOS素子では,300 keV以上の反跳電子に対して、反跳方向の情報を得ることができた。反跳電子の情報を利用することで、コンプトン再構成イメージ中のノイズを劇的に減らすことができた。将来のガンマ線天文学に向けた検討や,ガンマ線検出器のベースとなるCdTe半導体イメージャの性能向上をめざした実験を行なった。コンプトンカメラ,とりわけ我々が独自の技術として開発をつづけてきたSi/CdTeコンプトンカメラは,高いエネルギー分解能と角度分解能,さらに偏光観測能力を有するため,将来のMeVガンマ線観測において有望な検出器である。散乱体部分のSiセンサーにおいて散乱した電子の方向をしることができると,コンプトンコーンを一点に集約させることができるため,コーンの重なりによる視野内のノイズを軽減するばかりではなく,角度分解能の向上にもつながる。本研究では,試作センサーが十分な電子飛跡の追跡能力をもつこと,実際にCdTeイメージャと組み合わせることで,ドップラーブロードニングで決まる究極の性能を引き出せることの実証まで進んでいるため,順調に進んでいるといえる。さらにCMIOS-Siセンサーの信号処理を行うための高速データ処理回路のハードウェアを完成させることができた。試作した電子飛跡型Siセンサーの試験を継続する。CdTeイメージング素子とくみあわせて,電子トラッキングによるコンプトン再構成の実験を行うとともに小型化の設計を進める。電子飛跡の起点と方向を知るための機械学習を用いたアルゴリズムの研究を行う。有効面積を向上させるための厚型CdTe両面ストリップ検出器や,角度分解能を向上させるための60ミクロンピッチの高精度CdTe両面ストリップ検出器の開発を進める。広がった形状をもつ較正用線源や近傍におかれた線源などの様々な形状や配置の線源を用い,コンプトンカメラによる画像構成のアルゴリズムの研究を発展させる。高速でデータを取得するために開発したZynqチップを用いたデータ収集装置を応用したセンサー読み出しシステム構築をはかる。ガンマ線領域まで放射がのびる高エネルギー天体に関して。すざく,チャンドラのほか,FermiやH.E.S.Sなどを用いて,多波長観測でのデータ解析や粒子加速機構の理論研究を行なう。超新星残骸や中性子星,ブラックホールによる粒子加速の理論的,観測的研究,超新星残骸の進化やブラックホールからのアウトフローなどの流体計算コードの開発を行う。将来の小型衛星や国際大型衛星をもちい,宇宙における加速原理を探求できるような新しい高エネルギーミッションを検討する。電子飛跡の追跡が可能で高速な半導体素子を用いて,究極の半導体コンプトンカメラを実現し,感度のギャップに埋もれて進展が妨げられている数100keVから数MeVの領域でのガンマ線に革新をもたらすことを目的とした研究を進めている。数100keVから数MeVの領域は,ブラックホールなどからの熱的放射の高エネルギー端を含むばかりではなく,電子陽電子消滅線,さらには,低エネルギー宇宙線加速の直接的プローブである炭素や酸素からの核ガンマ線を検出する上で極めて重要である。本年度の研究では,我々が独自に開発を進めてきた,高い角度分解能とエネルギー分解能をあわせもつSi/CdTeコンプトンカメラの性能向上をはかるために,広がった放射線源や,強度が異なる複数の線源を組み合わせたものを用い,応答特性やコンプトン再構成のアルゴリズムの研究を行った。また,新開発のストリップ電極を片面に,ピクセル電極をもう一方の面につけた,電子飛跡の追跡が可能なCMOSーDSDハイブリッドSi検出器の試験をおこなった。新たに大容量のデータを高速に読み出す回路モジュール(ZDAQ)の設計,試作をおこなった。電子飛跡の追跡が可能なデータを取得し,その再構成アルゴリズムの開発に成功した。活動銀河核,ブラックホール連星,超新星残骸など,ガンマ線天文学において対象となる天体の研究を進め,流体計算やモンテカルロシミュレーションによる放射機構の研究など,理論的,観測的研究を実施した。電子トラッキングのSiデバイスの動作,電子飛跡の取得とその再構成に成功した。Si/CdTe

コンプトンカメラとして動作させるのに必須である,高速で大量のデータを収集し,吸収部の検出器と電子トラックのデータを合致させるための,プリセレクションを行うためのハードウェアの概念を,FPGA,CPU,高速読み出しバッファなどを元に,確立することができた。今後,電子飛跡を用いた半導体コンプトンカメラの研究を進める上で必要なセットアップをそろえることができた。電子飛跡の追跡が可能で高速な半導体素子を用いた半導体コンプトンカメラを実現し,感度のギャップに埋もれて進展が妨げられている数100keVから数MeVの領域でのガンマ線に革新をもたらすことを目的とした研究を進めている。本年度は,従来のSi/CdTeコンプトンカメラを優れた角度分解能とエネルギー分解能を生かし,非密封線源によるファントムを用いた画像再構成の研究,また,電子飛跡追跡のために我々が開発したSi-CMOSハイブリッド素子とCdTe両面ストリップ検出器を組み合わせた新しいコンプトンカメラの試作機を用いた研究を行なった,コンプトンコーンの重ね合わせ画像から元の分布を再構成するアルゴリズム開発するために,非密封線源を用いて立体ファントムを製作し,Si/CdTeコンプトンカメラを用いたSPECT装置を構成し,ファントムの周囲に回転させながら測定したデータからてトモグラフィ再構成を実施し,245keVのガンマ線を使って,3次元画像を得ることに成功した。Siセンサーの信号処理のために高速データ処理回路のハードウェアを完成させた。電子飛跡を利用した試作Si/CdTeコンプトンカメラでは,反跳電子の方向情報を利用した完全コンプトン再構成の有効性を実証した。エネルギー分解能は662 keVでFWHM 7.4 keV,1173 keVで, 18 keVを,またARM 1.7 deg(FWHM) @1275 keVの角度分解能を達成した。新開発のSi-CMOS素子では,300 keV以上の反跳電子に対して、反跳方向の情報を得ることができた。反跳電子の情報を利用することで、コンプトン再構成イメージ中のノイズを劇的に減らすことができた。将来のガンマ線天文学に向けた検討や,ガンマ線検出器のベースとなるCdTe半導体イメージャの性能向上をめざした実験を行なった。コンプトンカメラ,とりわけ我々が独自の技術として開発をつづけてきたSi/CdTeコンプトンカメラは,高いエネルギー分解能と角度分解能,さらに偏光観測能力を有するため,将来のMeVガンマ線観測において有望な検出器である。散乱体部分のSiセンサーにおいて散乱した電子の方向をしることができると,コンプトンコーンを一点に集約させることができるため,コーンの重なりによる視野内のノイズを軽減するばかりではなく,角度分解能の向上にもつながる。本研究では,試作センサーが十分な電子飛跡の追跡能力をもつこと,実際にCdTeイメージャと組み合わせることで,ドップラーブロードニングで決まる究極の性能を引き出せることの実証まで進んでいるため,順調に進んでいるといえる。
ナノ凹凸パターン付きトライボ分子膜の実用性能評価に関する研究

パターン付きマスクを介して紫外線(UV)を照射して,PFPE潤滑膜に凹凸のパターンを形成する方法について,凹凸パターンの形成メカニズムを解明するとともに,パターン形成の最適条件を明らかにした.またトライボ特性評価用に超高感度フリクションテスタを開発した.さらに減耗修復特性を測定して,パターン形成によりトライボ特性の調整が可能であることを明らかにした.1)分子膜ナノ凹凸の形成メカニズムの解明i)実験的手法:磁気ディスクのDLC表面上に塗布されたPFPE系の3種の潤滑膜(UV官能型Fomblin AM,極性型同Zdol,無極性型同Z)について,UV照射時間の最適値を確定するとともに,各潤滑剤におけるUV照射の効果を比較評価した.さらに,UV照射を利用する2種類の方法(潤滑膜を塗布後にUVを照射,UV照射後に潤滑膜を塗布)の有効性を確認した.ii)分子シミュレーション:スマートモンテカルロ法を採用して,固体表面の凹凸に起因する液体分子との相互作用力の局所的分布が潤滑膜のパターンを形成する可能性を示した.また分子動力学シミュレーションを用いて,極性基と固体分子との相互作用ポテンシャルの局所的分布により,凹凸パターンの形成過程の再現に成功した.2)ナノ凹凸付き潤滑膜の減耗修復特性の評価実用レベルのAM潤滑膜の摺動実験により,UV照射は減耗を抑圧するとともに,修復特性は損傷されないという長所をもつことを確認した.平行・直交パターンおよびUV全面照射(パターンなし)について,摺動減耗試験を行い,減耗量については,パターン付き≒パターンなし,修復特性については,直交パターン≒パターンなし>平行パターンの関係があることを明らかにした.3)超高感度フリクションテスタの開発ディスクの回転機構として,空気軸受支持の超低速ダイレクト・リニアドライブモータを,またピンの加重機構として,変位拡大機構付きピエゾアクチュエータを採用したトライボテスタを開発し,凝着力2.5μN,摩擦力4μNの高分解能を実現した.パターン付きマスクを介して紫外線(UV)を照射して,PFPE潤滑膜に凹凸のパターンを形成する方法について,凹凸パターンの形成メカニズムを解明するとともに,パターン形成の最適条件を明らかにした.またトライボ特性評価用に超高感度フリクションテスタを開発した.さらに減耗修復特性を測定して,パターン形成によりトライボ特性の調整が可能であることを明らかにした.1)分子膜ナノ凹凸の形成メカニズムの解明i)実験的手法:磁気ディスクのDLC表面上に塗布されたPFPE系の3種の潤滑膜(UV官能型Fomblin AM,極性型同Zdol,無極性型同Z)について,UV照射時間の最適値を確定するとともに,各潤滑剤におけるUV照射の効果を比較評価した.さらに,UV照射を利用する2種類の方法(潤滑膜を塗布後にUVを照射,UV照射後に潤滑膜を塗布)の有効性を確認した.ii)分子シミュレーション:スマートモンテカルロ法を採用して,固体表面の凹凸に起因する液体分子との相互作用力の局所的分布が潤滑膜のパターンを形成する可能性を示した.また分子動力学シミュレーションを用いて,極性基と固体分子との相互作用ポテンシャルの局所的分布により,凹凸パターンの形成過程の再現に成功した.2)ナノ凹凸付き潤滑膜の減耗修復特性の評価実用レベルのAM潤滑膜の摺動実験により,UV照射は減耗を抑圧するとともに,修復特性は損傷されないという長所をもつことを確認した.平行・直交パターンおよびUV全面照射(パターンなし)について,摺動減耗試験を行い,減耗量については,パターン付き≒パターンなし,修復特性については,直交パターン≒パターンなし>平行パターンの関係があることを明らかにした.3)超高感度フリクションテスタの開発ディスクの回転機構として,空気軸受支持の超低速ダイレクト・リニアドライブモータを,またピンの加重機構として,変位拡大機構付きピエゾアクチュエータを採用したトライボテスタを開発し,凝着力2.5μN,摩擦力4μNの高分解能を実現した.1)分子膜ナノ凹凸の形成メカニズムの解明i)実験的手法:磁気ディスク用のDLC膜に関して,PFPE系の3種の潤滑膜(UV官能型,極性型,無極性型)について,UV照射/非照射の条件における潤滑膜の段差境界流動の比較,および潤滑膜表面のUV照射/非照射境界部におけるUV照射流動の比較により,UV照射の効果を評価した.UV官能型ではUV照射流動が生じて突起が形成されること,極性型ではわずかにUV照射流動による突起が観測されること,無極性型では段差境界流動特性から潤滑剤分子の層状配列化が示唆されるがUV照射流動は観測されないこと,などを明らかにした.またシリコン基板に関して,UV照射を利用する2種類の方法(潤滑膜を塗布後にUVを照射,UV照射後に潤滑膜を塗布)を提案した.膜厚分布の経時変化を測定することによって,いずれの方法もテクスチャの形成には有効であることを確認した.ii)分子シミュレーションビーズに作用する力に基づく力学的な重みによって決定するスマートモンテカルロ法を採用し,分子膜の分布を再現することに成功した.本手法を用いて固体表面の濡れ性を評価し,初期膜厚が薄い場合には畝状ナノ構造領域で分子膜が破断し,厚い場合には固体基板を一様に被覆すること,また畝状ナノ構造の高さの増加とともに,固体表面の濡れ性が低下することを見出した.

2)超高感度のフリクションテスタの開発ディスクの回転機構として,空気軸受支持の超低速ダイレクト・リニアドライブモータを,またピンの加重機構として,変位拡大機構付きピエゾアクチュエータを採用したトライボテスタを開発した.凝着力の測定には,拡大機構付きのPZTアクチュエータを,また摩擦力の測定には起歪体の歪を利用し,いずれもnm精度で変位を測定する新方式を採用し,凝着力・摩擦力ともに5μNの分解能を実現した.1)分子膜ナノ凹凸の形成メカニズムの解明i)パターン形成条件の最適化:マスクのUV遮蔽用Cr膜からの透過光の影響を排除するため,膜厚を105nmから145nmに厚くした特別仕様のマスクを作成し,照射時間をパラメータにして,表面エネルギー,固定分子層厚,段差境界流動,UV照射境界流動,段差高さなどを測定し,UV照射時間の最適値を確定した.また,代表的なPFPE Fomblin3種の潤滑剤(極性AM,極性Zdol,非極性Z)について,UV照射効果は,AMが最も大きく,またZdolにも有効であること,Zでは凹凸形成効果はないが段差境界流動特性には影響すること,などを明らかにした.ii)分子シミュレーション:直鎖状潤滑剤分子の主鎖を,エーテル結合(C-O-C)部で分断して1つのビーズとし,ビーズ相互をばねで結合した粗視化モデルを用いて,シミュレーションプログラムを開発した.固定分子と流動分子の比率を調整するパラメータとして,極性基と固体分子との相互作用ポテンシャルを用いて,凹凸パターンの形成過程の再現に成功した.2)ナノ凹凸付き潤滑膜の減耗修復特性の評価厚さ2nmの実用レベルのAM潤滑膜において,ピンオンディスク方式の摺動実験を行い,減耗修復特性を測定した.減耗量はUV照射により約40%減少すること,またUV照射ありでは,照射なしとほぼ同じ時定数で修復することを確認した.代表的な二つの凹凸パターン(平行パターンと直交パターン)およびUV全面照射(パターンなし)について,摺動減耗試験を行い,パターンの有無および異方性の効果を測定した.減耗量については,パターン付き≒パターンなしであり,修復特性については,直交パターン≒パターンなし>平行パターンの関係があることを明らかにした.これにより,パターンによって減耗修復特性が調整可能であることを実証した.
粒子線と光の組合わせによるワイドギャップ半導体の深い準位評価法の開発

本研究は、絶縁性ワイドギャップ材料中を走るキャリア捕獲欠陥中心を評価するための手法を開発することを目的とする。粒子線を当該材料に入射させることにより過渡的なキャリア伝導を起こすとともに、捕獲準位深さに対応する光照射を行うことによる誘導電荷量の回復を指標として当該評価を行う装置の開発を行った。例として絶縁性ダイヤモンド中の電子と正孔の捕獲準位分布の検出を行い、本手法の有効性を明らかにした。平成27年度は、装置の全体の詳細な仕様の検討を、予備実験を進めながら行った。仕様については、光照射と粒子線照射を同時に行えるような真空チャンバー、測定端子とバイアス印可の双方の機能を両立させた試料ホルダ、粒子線のエネルギースペクトル計測系及び光源と光学パスを含む測定系の詳細な検討を行った。課題解決の手順として、まず光照射なしの状態でエネルギースペクトルが可能な測定系の構築を行った。それと同時に、光照射をさらに付加的に行えるような試料まわりの空間的取り回しと光学パスの検討を行った。ここで、後者については、真空下で粒子線、光及びバイアス印可を狭い空間的領域で同時に行う必要があるため、真空チャンバ-のポート等を含む幾何学的な配置に制約が生じ、測定に影響を与える可能性のあることが分かった。そこで、まず前者について、既存の真空チャンバ-を予備的にテスト設置し、測定端子とバイアス印可の双方の機能を両立させた試料ホルダまわりの設計と実装のテスト、試料の粒子線に対する応答をエネルギースペクトルとして計測するためのエレクトロニクス類の構築等を先だって行い、動作確認試験を実施した。一方、光を加えた場合の、光導入と照射周りの幾何学的な空間配置を含めた測定実現可能性を、ホルダ周りを模して実地的に検討した。さらに、光学パスの実装について、白色ランプを用いた光照射用光源と、それを波長選択して単色光源として真空チャンバーまで導く方法の検討を行った。本年度は、装置の全体の詳細な仕様の検討を、予備実験を進めながら行った。粒子線のエネルギースペクトルを測定可能とする信号検出系の構築を、電荷誘導型アンプを利用して行うと同時に、光学系の検討を行った。真空槽等の試料ホルダ周りについては、粒子線、光及びバイアス印可を狭い空間的領域で同時に行う必要がある。そこで、実地テストによる予備的検討等も含めて行ったところ、それらの取り回しに関する空間配置の制約等が大きく、慎重を期して、予備的検討に重点を置くことにしたため、若干の遅れが生じているが全体的な計画への影響はないと考えている。本年度は、昨年度に検討した装置の設計及び組み上げと測定原理の実現性の検証を行った。漏れ電流がナノAレベル以下であることを確認した上で、絶縁性の単結晶ダイヤモンドについて、正孔キャリアによる粒子線エネルギースペクトル測定を行った。その内のひとつについては、キャリア捕獲準位についての情報はあるが、スペクトルにおいて明瞭なシグナルを観察することが困難であった。一方、測定試料の中には、スペクトル中に比較的明瞭なシグナルが出現するものもあったが、捕獲準位についての詳細は不明である。シグナルが不明瞭である原因の推定を行うため、光透過スペクトルの測定を行った結果、シグナルが出る試料においては、バンド端近傍に欠陥起源の連続的準位が存在するのに加え、窒素起因の明瞭な吸収が見られないことが分かった。これは、シグナルの有無に窒素が関与することを示唆する。確定的な理解までには至らなかったが、キャリア緩和時間が非常に短いことにより、誘起されるチャージが非常に小さく、バックグラウンドに埋もれる可能性が推定された。後者については、白色光源と650nmのバンドパスフィルターと赤色レーザーダイオードを照射しながらスペクトル測定を行った結果、ピークが高エネルギー側にシフトすることが確認された。これは、これらの光照射によって捕獲準位から価電子帯に正孔が放出されたことにより、チャージが付加的に誘起されたためと解釈され、単一波長であるが本装置の原理の一部が検証されたことを意味する。また、装置の光学系部分については、照射すべき光強度、検出分解能、感度の観点で、光学パス機構の改良を継続して行う必要があることが分かった。昨年度に検討した装置の設計と組み上げを実施したが、測定原理の実現性検証のために用いた試料において、指標とするシグナルが不明瞭であることが分かった。そこで、その原因の推定のための追加的実験と今後の対策の検討を行った。その一方、窒素含有の抑制が示唆される試料においては、650nmの単一波長での照射によるスペクトル測定で、照射によるシグナルの変位が確認され、本装置の動作の部分的検証がなされた。この結果を受けて、試料に対して照射すべき光強度、検出分解能、感度の観点で、光学系部分(光学パス)の機構について継続検討する必要があることが分かり、以上の点でやや遅れが生じているが、全体的な計画への影響はないと理解している。ワイドギャップ半導体中を走るキャリアの捕獲をもたらす結晶不完全部の種類やエネルギー深さを知ることは、非常に重要である。これは、基礎物性の観点のみならず応用の観点から、従来材料を置き換えることで現状のデバイス適用可能範囲を押し上げたり、素子性能の大幅向上等の可能性が広がることによる。しかしながら、その大きなバンドギャップに起因する高絶縁性の材料においては、対応する捕獲エネルギー準位の位置も非常に深くなるため、狭ギャップの従来半導体で用いられてきた評価手法の適用が難しい。本研究では、離散的な粒子線を当該材料に入射させることによって過渡的なキャリア伝導を起こし、その運動を誘導電荷として検出することを測定原理とする。

その際、関係するキャリアの捕獲準位深さを検出するために光を同時照射し、そのエネルギー準位に対応する光子エネルギーによる捕獲キャリアの解放によって生じるであろう誘導電荷量の回復への寄与をプローブとすることで、捕獲準位の評価を行うことを意図した。従来の定常的な外部電流取り出し等の方法とは異なった手法を取ることにより、本課題の解決を図ることを目指した。この原理を元にした装置を構築し、絶縁性ダイヤモンドのキャリア捕獲中心に関連するエネルギー準位の検出を試み、測定法の有効性を調査した。例として当該ダイヤモンド中を走行する電子と正孔それぞれのキャリアの捕獲準位分布の検出を行った結果、正孔の場合には4001300nmの広い波長に対応するエネルギー深さの捕獲中心が連続的に存在することが示された。また、電子の場合には、掃引した波長領域において誘導電荷が未照射時よりも減少することが分かった。これらの結果と、光吸収等の他の測定手法による結果を参照データとして考慮することで、本手法の有効性を明らかにした。本研究は、絶縁性ワイドギャップ材料中を走るキャリア捕獲欠陥中心を評価するための手法を開発することを目的とする。粒子線を当該材料に入射させることにより過渡的なキャリア伝導を起こすとともに、捕獲準位深さに対応する光照射を行うことによる誘導電荷量の回復を指標として当該評価を行う装置の開発を行った。例として絶縁性ダイヤモンド中の電子と正孔の捕獲準位分布の検出を行い、本手法の有効性を明らかにした。平成28年度は、前年で行った予備実験と検討を元にして、装置全般のデザインを詳細まで確定し、光学系、真空系に関わる物品類の準備を行うとともに、それらの組み上げとテスト測定を含む装置の立ち上げ(テスト試料準備に関わるものも含む)を行う予定である。H29年度は、照射すべき光強度、検出分解能、感度の観点から、装置の光学パス部分の検討とその確定を急ぐとともに、必要なシグナルが得られることが見通せた試料について、光照射波長領域を拡大して本装置による測定原理の検証を継続して行う。材料物性工学、イオンビーム工学本年度の報告概要でも記したが、真空下で粒子線、光及びバイアス印可を狭い空間的領域で同時に行う必要があるため、幾何学的な空間配置に大きな制約が生じ、測定に影響を与える可能性があることが分かった。そこで、種々の物品類の購入を最終確定させる前に、追加的な検討を行ったため、慎重を期して、本年度の予算使用遂行を見送った部分がある。本年度の報告概要でも記したが、類似の絶縁性の試料について測定の難しいケースがあることが分かってきた。そこで、光学系に関わる部分について最終仕様に向けた追加的な検討を行う必要がある。その一方で、比較的に測定しやすい試料について、本測定原理の検証に向けた実験を同時並行して行う必要があった。結果として、追加的検討に関わる予算使用遂行を見送った部分がある。研究実績で示した検討や予備実験の結果を装置デザインに反映し、平成27年度に購入予定であった装置立ち上げに関する光学系、真空系に関わる物品類の購入を実施し、それらの組み立てと装置の立ち上げ(テスト試料準備に関わるものも含む)を行う予定である。
蛍光性タンパク質を利用した生細胞におけるペルオキシソーム形成過程の解析

核以外の細胞小器官は、一般に既存の膜構造がもとになり、そこに新たに作られたタンパク質が輸送されることによって成長し、次いで分裂、分配の過程を経て、形成、維持されると考えられている。しかしこの過程をin vivoで実証した例はない。本研究では発光クラゲ由来の蛍光性タンパク質Green fluorescent protein(GFP)にペルオキシソーム局在化シグナルを付加したキメラタンパク質を動物細胞に発現させ、これがペルオキシソームに集まってゆく過程を生細胞のまま蛍光顕微鏡を用いて観察することにより、ペルオキシソームの形成機構を明らかにすることを目指した。ペルオキシソーム欠損変異細胞に上記のキメラGFPを発現させると、細胞質全体に分散しているのが見いだされた。この条件下で、ペルオキシソーム膜タンパク質は「ゴ-スト」と呼ばれる異常な膜構造体に分布しているが、この構造体は不完全なペルオキシソームに相当すると考えられている。このような変異細胞に正常なペルオキシソーム形成因子のcDNAを発現させたところ、キメラGFPは時間と共に点状の蛍光パターンを示すようになり、その分布はペルオキシソーム膜タンパク質の分布と一致していた。このようにしてペルオキシソームが形成されてゆくのを視覚化することができた。一方、PEX6と名付けられたペルオキシソーム形成遺伝子を欠損している細胞にキメラGFPを発現させると、サイトゾルにも分散しているが、それ以外に細胞当たり10個程度、この融合タンパク質が集積している構造物が見いだされた。この構造物はゴ-ストと近接しているが、明らかに異なる構造であった。このことから、PEX6遺伝子産物はペルオキシソーム形成過程において前駆構造体の融合に関係しており、上記変異細胞ではPEX6遺伝子の欠損のため、この段階でペルオキシソーム形成が停止していると考えられた。細胞のオルガネラは、新たに作られたタンパク質が既存の構造体に輸送されることによって成長し、次いで分裂と分配の過程を経て形成、維持されると考えられている。しかしこれらの過程をin vivoで観察した例はない。本研究では発光クラゲ由来の蛍光性タンパク質Green fluorescent protein (GFP)とBlue fluorescent protein (BFP)とを用いて、ペルオキシソームの形成過程を生細胞中で追跡することを目指している。本年度は、この目的を達成するための準備として、技術面での改善と条件検討を行った。1.従来使用されていたGFPやBFPは、動物細胞の培養温度である37°Cでは蛍光が弱いこと、さらにBFPではきわめて退色が早いことなどの重大な欠陥があり、当初の目的には使用できないことがわかった。そこで退色の遅いBFPを得ることを目標として、PCRによるランダム変異導入を行った。BFPcDNAを含むプラスミドをもつ大腸菌が、紫外照射により青色蛍光を発するのを指標にしてスクリーニングを行ったところ、蛍光強度を強めるのに有効な一個所のアミノ酸置換が検出された。この変異を、ごく最近、有効と報告された2個所のアミノ酸置換と組み合わせてGFPおよびBFPに導入したところ、従来型と比べてGFPでは約100倍、BFPでは約60倍の蛍光強度が得られた。これらの組み合わせ変異体は、従来型の至適温度である30°Cよりも、むしろ37°Cにおいて強い蛍光を与え、また長時間の紫外照射後にも十分な蛍光強度を保っていた。これらの改良型GFPおよびBFPは、我々の当初の目的にはもちろん、生化学、細胞生物学分野において幅広い利用が期待できる。2.これらの改良型GFPとBFPに、2種類のペルオキシソーム移行シグナル、またはペルオキシソームの内在性膜タンパク質PMP70の膜貫通ドメインを付加したものを細胞に発現させたところ、いずれもペルオキシソームに輸送されることが明らかになった。現在、生細胞で高解像度の観察を行う条件を検討中である。
高齢者・身障者のための衣服へのアプローチとその試作・評価

健康成人女子と健康高齢者を被験者とし、立位姿勢と座位姿勢における身体計測値の変化傾向について検討した結果、胴囲と殿囲など特定部位で、座位計測値は立位と比較して増加が認められた。若年者と高齢者の比較では、臀部の周径の増加率は高齢者の方が大きくなる傾向が見られた。主成分分析により、若年者と高齢者および体型についてグループ分けすることができ、さらに介護施設高齢女性についても、年齢層・体型によるグループ化が可能であった。健康高齢者と施設高齢者を比較すると、明瞭な差が見られ、座位時の身体寸法がパンツ製作に不可欠なデータであることが示唆された。本研究においてはストレッチ素材の有効活用がポイントであるが、縫い目の伸長性と笑いは相反する傾向にある。同じ条件下でミシン機種(ステッチ形式)の特徴を明らかにするとともに、縫製張力とバランス、ステッチ密度等の設定により幅広く制御でき、縫製作業へ応用可能なことを示した。パンツ製作については、立位姿勢及び座位姿勢でのウエストライン膝窩の寸法増加に着目し、後ろ股上部分の切り開き分量の検討を行った結果、切り開き量の増加に伴い、後ろウエストラインの下がり量Lは減少し、座位姿勢で良好な外観が得られた。座位および立位の両方で良好な外観を得るためには、布のストレッチ性を活用する必要があり、後ろ股上部の有効長さLE'とオリジナルパターンの後ろ股上長さLPの比と後ろ引き下がり分量LとLPの比の関係を検討した結果、個人体型に関わらず、比較的きれいに整理できた。布の特性を事前に把握しておけば、切り開き分量の予測が可能であり、高齢者・身障者用のパンツ製作において有効に活用できる。まず本研究で用いる布地の収集と布物性の測定を行った。ストレッチ性素材60種、非ストレッチ性素材40種の織物素材を収集した。収集布について布厚さ、平面質量、引張り特性値、せん断特性値などを変数として主成分分析を行い、ストレッチ性素材と非ストレッチ性素材を第1主成分と第2主成分のプロット図において、ある程度のグループ分けを行った。次に予備実験として、健常者4名を被験者にして立位および座位における計測を行った。その結果、ウエスト部の周径については、座位姿勢における計測値は立位姿勢における計測値と比較して、0.3%から5%程度の増加、臀部の周径については、座位での計測値は立位時と比較して、5%から13%の増加が認められた。また、ヒップラインから臀溝位置までの長さは、立位と座位で比較するといずれの被験者においても座位姿勢では40%程度増加し、臀溝から膝窩で20%程度の増加がみられた。このような立位から座位への姿勢変化に伴う身体の寸法変化は、座位姿勢に適した衣服製作に欠かせないものであることが示唆された。姿勢変化に伴うヒップラインから臀溝までの長さ変化をパンツパターンに取り込み、パンツを作製し着用評価を行った結果、寸法変化を考慮に入れないパターンと比較するとより美しい外観が得られることが確認できた。素材と縫製に関する問題としては、各種ミシンステッチを用いて様々な縫い代を縫製し、その触感(存在感)について検討した。その結果、厚地の布地は偏平縫いミシンで縫い代始末をすることにより縫い代の存在を感じにくくなるが、薄地の布は逆に縫い代部の存在が強調される。縫い代を割ったり片倒ししたものは、柔らかい感触となるが縫い代が動く欠点もある。このような様々な縫い代部の触感については、その形状や物性値とともに更に解析したい。

(1)縫合部(縫い目部分)の性質については、同一素材でミシン機種、縫製条件を種々変化させ縫製実験を行った結果、縫い目の伸長性と笑いはミシン機種の特徴のみならず、縫製張力とバランス、ステッチ密度、差動比の設定により幅広くコントロールでき、縫製へ応用可能である。(2)老人介護施設において高齢者の座位姿勢における身体計測を行ったが、被験者の健康状態、座位状態など個人差が非常に大きく、その計測データの処理については若年者との比較も含め、目下検討中である。(3)健常高齢者用の立位殿囲計測値パンツと座位殿囲計測値パンツをデニム地により製作し、着用実験を行った。その結果、立位姿勢から座位姿勢への変化に伴い、立位パンツは後ろ股上分量が不足しウエストラインから大きくずり下がるが、座位パンツは殿囲にゆとりがあるため、ずり下がりが多少解消された。ストレッチ性のある布で同様に立位及び座位パンツを製作したところ、ストレッチ性の増加に伴い後ろ股上の不足が補われ、後ろウエストラインからのずり下がりは大幅に改善された。また臀部における生地の引きつれも少なくなっていくことが、画像処理によっても確認できた。(4)立位姿勢及び座位姿勢でのウエストライン膝窩の寸法増加に着目し、後ろ股上部分の切り開き分量の検討を行った。ヒップライン上にダーツ状に切り開き分を縫い込み、そのダーツをほどくことによって切り開き量を調節した。切り開き量の増加に伴い、後ろウエストラインの下がり量は減少し座位姿勢では美しい外観が得られる。しかし、切り開きを入れた座位パンツは立位姿勢で着用した場合、だぶつきを生じ見苦しい。一方、2wayストレッチ素材は後ろ股上に切り開きを入れることによって殿囲は立位寸法でも充分に美しい外観が得られ、立位及び座位姿勢共に満足できるパンツが製作できた。健康成人女子(平成15年度に測定)と健康女性高齢者(本年度に測定)を被験者とし、立位姿勢と座位姿勢における身体計測値の変化傾向について検討した結果、高齢者の方が、臀部の周径の増加率が大きくなる傾向が見られ、主成分分析から、若年者と高齢者および体型についてグループ分けすることができた。さらに介護施設高齢女性(平成16年度に測定)を加えて検討した結果、年齢層・体型によるグループ化が可能であった。健康高齢者と施設高齢者の間には明瞭な差がみられ、座位時の身体寸法がパンツ製作に不可欠なデータであることが示唆された。パンツ製作については、座位姿勢のみに対応するパンツであれば、胴囲、殿囲などに座位寸法を採用するとともに、後股上部や殿部に切り開きを入れることにより、ある程度、満足度の高いパンツを製作可能である。しかし、このパンツは立位姿勢には対応できない。座位姿勢、立位姿勢ともに満足できるパンツを製作するためには立位寸法を基本とし、ストレッチ素材を使用し、かつ後ろ股上部分および殿溝に適度な切り開きを入れる必要があった。座位姿勢を取った場合の大きな問題点は、パンツの後ろウエスト部が引下がることである。いま布のストレッチ性(KES装置により測定)を考慮した後ろ股上部の有効長さLE'とオリジナルパターン(立位)の後ろ股上長さLPの比と後ろ引き下がり分量LとLPの比の関係をグラフにして検討した結果、個人体型の変化に関わらず、きれいに整理できた。布の引張り特性を事前に把握しておけば、この関係を利用し、座位、立位の両姿勢に対応するパンツを設計・製作できる。
悪性症候群の病態と治療に関する実験的研究-病態モデル動物の作成とその病態に関する神経化学的検討-

我々が独自に作成した悪性症候群の病態モデルラットに多方面からの神経化学的検討を行い、病態の発現ならびにdantroleneの奏効機転について、以下の知見が得られた。1.病態モデルラットであるFawn-Hooded系(FH)ラットのモノアミン系の代謝を検討した結果、他系統のラットと比較して、中枢末梢のいずれにおいても5-HT代謝の異常亢進が確認された。2.5-HT_2受容体を介する行動変化や体温調節機能を指標として、他系統のラットと比較した結果、FH系において5-HT_2受容体感受性の異常亢進が確認された。3.悪性症候群の治療薬であるdantorleneは、病態モデルの高熱反応、筋硬直、wet dog shakes血清CPK値の上昇、致死率を改善した。4.5-HT_2受容体の遮断は高熱反応を阻止したが、筋硬直,CPK値上昇には無効であった。5.dantroleneは5-HT_2受容体関連の行動、機能を用量依存的に抑制した。以上の結果からFH系におけるシナプス前および受容体(5-HT_2)の両過程を介した5-HT神経活動の異常亢進が病態モデル成立のひとつの要因となることが推定されたが、それのみならず、細胞内情報伝達系としてPI-Ca動員系に関連している他の系も関与している可能性が示唆された。すなわち細胞内Caの異常放出が病態の基盤として推定された。dantroleneはこのCaの異常放出の阻止という共通の機転を介して、骨格筋における異常興奮(筋硬直、血清CPK値上昇)や、5-HT_2受容体を介する高熱反応を抑制して、全体としての治療効果につながるものと推定された。我々は、Fawn-Hooded(FH)系ラットにおいて、tryptophanとpargyline併用投与によって高熱反応、筋硬直、血清CPKの異常高値を認め、さらにdantroleneによる症状および血清CPK異常値の改善効果においても、抗精神病薬投与中に出現する悪性症候群と極めて類似した事象を見いだし本症候群の病態モデルとして提唱してきた。本年度は、FH系ラットの神経化学的特性を明らかにすることによって、病態モデルの成立過程を解明することを試みた。得られた知見を整理すると、以下の通りである。2)FH系ラットの血小板5-HT含量は明らかな低値を示したが、血漿5-HIAAは高値であることから、末梢でも5-HT代謝回転が亢進していると推定された。3)脳内透析法を用いることによって、tryptophan・pargyline併用負荷時、FH系ラットでは、シナプス間隙への異常に過大な5-HT放出を認めた。4)5-HT受容体アゴニスト投与時の5-H5_2受容体刺激による体温上昇およびwet-dog shakes出現数を指標とするとFH系ラットの5ーHT_2受容体感受性は、SD系ラットに比較して有意に亢進していた。5)海馬における5-HT_2受容体関連のPI代謝回転には両系で差異を認めなかった。4)その他、D_1およびD_2受容体、5ーHT_1および5-HT_2受容体のBmaxKd、さらに5-HT、DA再取り込み部位数にも差異を認めなかった。以上の知見からFH系ラットにおけるシナプス前および受容体(5-HT_2)の両過程を介した5-HT神経活動の異常亢進が病態モデル成立過程の一要因となることが推定された。前年度において、我々はFawnーHooded系(FH)ラットを用いて、悪性症候群の病態モデルを作成し、神経化学的検討に基づいて、FH系ラットにおけるシナプス前および受容体(5ーHT_2)の両過程を介した5ーHT神経活動の異常亢進が病体モデル成立過程の一要因となることを推定した。

本年度は、本症候群の治療薬であるdantroleneの奏効機転を検討することによって、病態モデルの成立過程を解明することを試みた。得られた知見を整理すると、以下の通りである。1.dantrolene前処置は病態モデルの発熱反応、wet dog shakes出現、血清CPK上昇を有意に抑制し,これらの抑制効果にはqantrolene2.5ー20mg/kgの範囲で明瞭な用量依存性が認められた。2.一方、5ーHT_2受容体の選択的アンダゴニストであるketanserin前投与は、病態モデルの発熱反応とwet dogshakesを抑制したが、血清CPK値上昇には何らかの効果を示さなかった。3.5ーHT受容体アゴニストである5ーMeODMT,Quipazineによって各々誘発される体温上昇反応とwet dog shakesは、いずれもketanserinによって抑止されることから、5ーHT受容体関連の指標と考えられた。Dantorolene前処置は上記2つの指標を用量依存的に抑制した。近年、5ーHT_2受容体はイノシト-ルリン脂質ーCa動質系に関連していることが明らかになり、一方、dantoroleneは骨格筋の筋小胞体からのCa遊離を抑制することによって、筋弛緩作用を発現することが知られている。以上の知見から、dantoroleneは細胞内Ca貯蔵部位である小胞体からのCaの異常放出の阻止という共通の機転を介して、骨格筋における異常興奮(筋硬直、血清CPK値上昇)や、5ーHT_2受容体を介する高熱反応を抑制し、全体としての症状改善効果につながるものと推定された。