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日本近代家族法における「家」と家父長権の史的考察

(2)母がある場合の第三者の後見人選任は、母との「委任契約」とされ、解任が容認され易い側面がある(3)複数の親族からの罷免請求には実質的解任理由を要する(4)<夫婦(父母)-子>単位の保護に注視する一方で、戸籍上他家にある子の肉親・監護者は、戸籍内の後見人・親族に比して法的に劣位に置かれる等である。今後、親権と「家」の関係、親族会の構成や機能についてもより詳細な分析を進めたい。2、明治民法起草委員の「家」理解の研究と成果発表明治民法起草委員の富井政章と梅謙次郎の「家」と戸主権の理解につき研究を進め、成果を学会(法制史学会東京部会)等で示した。両者の議論の相違点として、(1)富井は夫婦とその未成年子からなる生活共同体に合致する「家」を構想したが、梅は戸主の支配する「戸籍上の家」と夫権・父権の支配する「事実上の家」を明確に区別し、戸主権に家長権としての絶対性を付与した(2)富井が戸主権の行使に対して裁判所の関与を積極的に認めようとしたのに対し、梅は戸主権の絶対性を主張して裁判所の関与を一切否定したこと、この点から両者の「裁判官」観、「法典」観の相違も看取できる等である。今後は、民法施行後の家族法判例上の「家」について考察を進めたい。(1)明治前期下級審裁判例の研究これまでの研究分析に引き続き、明治前期下級審における「家」に関する判決の収集・分析を遂行した。とくに、「親権」概念、「親族」概念の分析、「親族会」の構造と機能についての検証に力を注ぎ、明治民法編纂過程における各条文に関する議論との関連性についての検証を試みた。あらたに「分家」に関する裁判例の収集、分析にも取り組み、慣習上の分家や明治民法の「分家」規定との比較という観点から、研究を進めている。(2)民法起草者の家族法思想に関する考察明治民法起草委員・富井政章と梅謙次郎の「家」概念理解を軸に、両者の親族法のとらえ方についての分析を試み、研究をまとめる作業をすすめた。富井が起草した戸主権、廃戸主、扶養、後見等の規定を分析すると、彼が戸主権主体を「世帯主」と捉え、民法上の「家」を同居・同生計の単位である「世帯」として位置づけようとしたと考えられる。伝統的には、観念的な「家」が家長の権限行使に歯止めをかけたが、富井の構想では、「世帯」保護のために戸主権の行使が制限されるとされ、「世帯」こそを近代法上の「家」として位置づけていたものといえる。他方、梅謙次郎は、従来の評価よりも、さらに複合的な構造をもつ戸主権像を抱いていたといえる。梅は、戸主権は所有権主体としてのみならず、家族を支配する家長として、すなわち身分権としての絶対性を持つべきだと考えていた。その前提に|は、民法上の「家」を、夫・父権が支配する「事実上ノ生活」と、戸主権が支配する「名義上ノ家」とに二分する梅独自の発想がある。二つの「家」を二つの異なる家父長権が別個に支配する二重構造、これこそ明治民法親族法の基本構造となった。しかし、民法施行後においては、富井が提示した民法上の「家」と社会実態上の「世帯」との関係が常に問題となる。その点も含めて、(1)(2)を総合的に考察した著作の執筆を計画している。(3)大正・昭和期の家族法学説と判例の関係についての考察大正・昭和期の家族法学説史研究の端緒として、家族法判例研究に取り組んだ。中川善之助の「統体論」や末弘厳太郎の「家団論」が登場する背景には、民法上の「家」と現実的な家族共同生活との対立構図ないし乖離が存在する。臨時法制審議会の民法改正作業や家事審判書構想等も視野に入れ、とくに司法上の「家」理解と学説との関係を重視する。最終的には、近代日本家族法の歴史的な展開の中で、この時期の「家」理解がどう位置づけられるのか、戦後の改正への影響も含め、検討したい。
知覚‐運動系におけるベイズ統合の神経機序

心理物理学的手法による研究では,次の二つの知見について追加測定および解析を実施して,その拡充・確証作業を進めた:1)眼球運動および視覚刺激の空間的位置を手がかりにすることにより複数の事前分布の同時獲得が可能となる(Nagai, Suzuki, Miyazaki, Kitazawa.近刊),2)視-聴覚の時間順序判断でもlag adaptationの作用を無効化すれば,ベイズ統合モデルの予見と一致する心理物理関数の変化が観測される(Yamamoto, Miyazaki, Iwano, Kitazawa.改訂中).神経生理学的測定による研究では,fMRIおよびEEGを用いた実験を中心に推進した.我々は上記の知見2)のように時間順序判断におけるベイズ統合の広汎性を確認した一方で、ベイズ統合が作用しない課題が存在することも発見した.即ち,その課題を統制条件とし,時間順序判断中の脳活動から統制課題中の脳活動を差し引くことにより,ベイズ統合への関与が仮定される脳部位を特定することができる.これに基づき,fMRIを用いて16名の被験者を対象とした測定を行った結果,両側の背側運動前野(PMd)と視床,左の腹側運動前野(PMv)と後頭頂野(PPC)の活動が認られた.また多重比較の補正を課さない場合,左の島皮質前部および右の小脳の活動も認められた.また,EEG測定では,Miyazaki et al (2006)に従い,左右の手に与える触覚刺激の時間差を左先/右先に偏向したガウス分布からサンプルする2条件を設定した.その条件下で時間順序判断を遂行中の被験者14名について測定を実施した.本研究では心理物理,fMRI, EEG, TMS,反射という5つの測定法の利用を設定し,これまでに心理物理学的知見の拡充,fMRIによる時間順序判断における関連脳部位活動の候補の同定,EEGによる関連脳活動の時間的推移の特定の3つが進められている.加えて,TMSについても,ベイズ統合と機能的類似点を有する神経心理課題を用いた共同研究で成果が得られており,現時点までの達成度としておおむね順調と判断できる.今後の重点課題として、fMRIで特定された関連脳部位候補を対象としたTMS実験の拡充があげられる。また、伸張反射測定による下位中枢神経系のベイズ統合への関与の検証も開始する。後者ついては専用刺激機器の作成・調整に難航を来たした.この問題を克服するため,伸張反射測定研究に関して国際的にも有数の成果を有し,その専用機器に関する豊富な運用実績を有する中澤研究室(東京大学)との共同研究を開始した.心理物理学的手法による研究では,次の二つの知見について追加測定および解析を実施して,その拡充・確証作業を進めた:1)眼球運動および視覚刺激の空間的位置を手がかりにすることにより複数の事前分布の同時獲得が可能となる(Nagai, Suzuki, Miyazaki, Kitazawa.近刊),2)視-聴覚の時間順序判断でもlag adaptationの作用を無効化すれば,ベイズ統合モデルの予見と一致する心理物理関数の変化が観測される(Yamamoto, Miyazaki, Iwano, Kitazawa.改訂中).神経生理学的測定による研究では,fMRIおよびEEGを用いた実験を中心に推進した.我々は上記の知見2)のように時間順序判断におけるベイズ統合の広汎性を確認した一方で、ベイズ統合が作用しない課題が存在することも発見した.即ち,その課題を統制条件とし,時間順序判断中の脳活動から統制課題中の脳活動を差し引くことにより,ベイズ統合への関与が仮定される脳部位を特定することができる.これに基づき,fMRIを用いて16名の被験者を対象とした測定を行った結果,両側の背側運動前野(PMd)と視床,左の腹側運動前野(PMv)と後頭頂野(PPC)の活動が認られた.また多重比較の補正を課さない場合,左の島皮質前部および右の小脳の活動も認められた.また,EEG測定では,Miyazaki et al (2006)に従い,左右の手に与える触覚刺激の時間差を左先/右先に偏向したガウス分布からサンプルする2条件を設定した.その条件下で時間順序判断を遂行中の被験者14名について測定を実施した.本研究では心理物理,fMRI, EEG, TMS,反射という5つの測定法の利用を設定し,これまでに心理物理学的知見の拡充,fMRIによる時間順序判断における関連脳部位活動の候補の同定,EEGによる関連脳活動の時間的推移の特定の3つが進められている.加えて,TMSについても,ベイズ統合と機能的類似点を有する神経心理課題を用いた共同研究で成果が得られており,現時点までの達成度としておおむね順調と判断できる.今後の重点課題として、fMRIで特定された関連脳部位候補を対象としたTMS実験の拡充があげられる。後者ついては専用刺激機器の作成・調整に難航を来たした.この問題を克服するため,伸張反射測定研究に関して国際的にも有数の成果を有し,その専用機器に関する豊富な運用実績を有する中澤研究室(東京大学)との共同研究を開始した.
植民地統治下の南アジアにおける公教育の形成と在地語媒体

本研究課題では植民地期における南アジア在地諸語媒体の配置の歴史学的分析を通じて、植民地的言説空間における西洋近代的な認識の受容/解釈/伝達の重層性の実証するものである。調査対象は19世紀イギリス領ボンベイ管区・マラーティー語圏とする。平成16年度の研究実績としては特に下記の三点を指摘したい。(1)ボンベイ管区における言論活動の枠組-182030年代のボンベイ管区行政議事録を網羅的に調査(8月実施)した結果、東インド会社の機能が経済活動から政治活動へと移行する中、言論を巡る官民の軋轢が民間印刷規制の制定、政府中央印刷所による官報・教科書を通じた広報・啓蒙活動へと展開し、同時にその対立構造が当時生じつつあった在地語諸媒体をも規定してゆく過程が詳らかとなった。(2)東インド会社職員による在地語認識と東洋語学習制度-183050年代のボンベイ管区行政議事録の調査(12月実施)により、東洋語についての議論が語学書・辞書の作成による近代諸語の公式化と共に東インド会社下級文官による地域言語学習およびに充てられていることが明らかとなった。本資料は、地域概念との結びつきを軸として植民地行政官の言語認識と言語編成の連関により形成されたマラーティー語観が、植民地的在地語として当該地域の共同体意識の形成へ影響を与えたことを示唆するものである。(3)植民地初期の在地語揺籃本の調査および保存-ムンバイー大学所蔵の揺籃本コレクションであるプリヨルカルコレクションについて、蔵書調査を実施し、19世紀ボンベイ管区内で刊行された679冊についての目録化を終了した。上記目録は現地図書館に提供するとともに、東京外国語大学「史資料ハブ地域文化研究拠点」との同コレクションの共同保存事業の可能性について企画提示し、協議を開始した。尚これらの成果は平成17年度以降、順次論文として報告する予定である。本研究課題では、植民地期における在地語媒体の配置を歴史学的に分析する。調査対象は1820-70年代のイギリス東インド会社領ボンベイ管区マラーティー語圏とし、1.イギリスによる東洋諸語研究を軸としたインド社会認識の形成、並びに2.現地社会内での在地語出版物や教育活動といった諸媒体による再生産の過程、の連関を一次資料に基づき詳らかにすることで、植民地的言説空間における受容/解釈/伝達の重層性の実証を目標とする。平成15年度特別研究員採用期間(平成15年9月同16年3月)の研究結果は下記の通りである。・研究基礎資料の作成:東インド会社監督局通達書に見られる東洋諸語項目一覧の作成、およびマラーティー語に関わる言語編成について関連法の資料集化が終了した。これらは非西欧社会に対するイギリスの言語・文化的な情報収集を概観するための基礎資料となるものである。・東インド会社とインド諸語教育:社員養成記録(Haileybury College Records)及び監督局記録(Board's Collection)の調査により、イギリス本国でのヒンドゥスターニー語教育から現地派遣後のマラーティー語習得にいたる階梯が明らかになった。これらはイギリスにおける植民地的インド像の形成において、植民地官僚と現地人エリートとの間の在地語による折衝空間の可能性を示唆するものである。・マラーティー語への植民地的作用:ボンベイ管区行政議事録(Bombay Proceedings)および英国図書館所蔵マラーティー語文献の調査により、ネイティブ教育における教授言語をめぐる議論の中で展開された在地語空間の階層化とその(反)作用としてのマラーティー語の標準化と美化へ動きが明らかとなった。この点については、本年度奨励費にてマイクロフィルム化したマラーティー語雑誌の分析、並びにインドでの現地調査を平成16年度中に実施する予定である。
新規ヒスタミンH_3アゴニストImifuramineの開発とその展開

ヒスタミンH_3アゴニストは気管支喘息の治療薬に、H_3アンタゴニストは抗痴呆薬として期待されている。我々は、[(2R,5R)-5-aminomethyltetrahydrofuran-2-yl]imidazole(イミフラミン)にH_3アゴニスト活性を見出して以来、その構造活性相関を調べる目的で誘導体(OUP-化合物)合成を種々検討してきた。一方、2000年にヒトゲノムデーターベースに基づきH_3受容体に40%の相同性を持つ、H_4受容体が発見されたことから、我々の化合物がH_4リガンドとして機能するかどうかを検討した。その結果、OUP-16とOUP-13がH_3受容体よりH_4受容体に対して40-45倍程度の強度を持つH_4アゴニストであることが、我々と大阪大学及びアムステルダム自由大学のグルーブとの共同研究から明らかになった。H_4リガンドの研究は、未だ発表されていないため、これらの化合物が、最初のH_4リガンドのリード化合物となりえることを強く示唆した。したがって、本年度の研究期間においてはH_3リガンドのみならずH_4リガンド開発を目指した合成研究とイミダゾール導入のための反応試薬の開発を主目的として以下の項目について実施した。1)OUP-16,13の基盤化合物であるトランス-及びシス-テトラヒドロフランイミダゾールの効率的合成法の開発。2)エチルスペーサーをもつイミフラミンホモローダの合成3)テトラヒドロピラン環スペーサーをもつイミフラミンホモローグの合成ヒスタミンH_3アゴニストは気管支喘息の治療薬に、H_3アンタゴニストは抗痴呆薬として期待されている。2)エチルスペーサーをもつイミフラミンホモローダの合成3)テトラヒドロピラン環スペーサーをもつイミフラミンホモローグの合成ヒスタミンH_3アゴニストは、新しい気管支喘息の治療剤に、またアンタゴニストは、アルツハイマー病の治療薬として期待されている。しかし、その創薬研究は、欧米で活発に行われているものの我が国では全く実施されていない現状にある。我々は、H_3リガンドの立体構造と作用発現の関係に着目し、新規イミダゾールCヌクレオシドを想定し、その生理作用を調べた。合成法として、PhSe基を活用した新規C-ヌクレオシドの合成法を開発することに成功し、4(5)-[5-(aminomethyl)tetrahydrofuran-2-yl]imidazoleの4異性体の合成を達成した。この新規合成法は、さらに、不飽和化合物5'-amino-2',3'-didehydro-2',3'-dideoxyimidazole C-nucleosideの4異性体の合成に拡張した。これらの化合物は、脳微小透析法によってin vivoでの薬理実験を行ったところ、(+)-4(5)[(2R,5R)-5-(aminomethyl)tetrahydrofuran-2-yl]imidazole(イミフラミン)のみが顕著なH_3アゴニスト活性を示した。その作用は、既存のH_3アゴニスト、イメピップに相当する強力なもので、H_3アンタゴニスト、クロベンプロピットと完全に拮抗したことから、その作用発現はH_3レセプターを介したものであることを支持した。しかし、興味深いことにモルモットの腸管を用いるin vitro実験では、イミフラミンは微弱なH_3アゴニスト活性しか示さないことから、中枢と末梢組織で作用に差が見られることが明らかとなった。これらの成果はTetrahedron Lett.誌とJ.Org.Chem.誌に相次いで報告した。ヒスタミンH_3アゴニストは、新しい気管支喘息の治療剤に、またアンタゴニストは、アルツハイマー病の治療薬として期待されている。我々は、H_<3->リガンドの立体構造と作用発現の関係に着目し、新規イミダゾールC-ヌクレオシドを想定し、その生理作用を調べたところ,(+)-4(5)-[(2R,5R)-5-(aminomethyl)tetrahydrofuran-2-yl]imidazole(イミフラミン)に顕著なH_3アゴニスト活性を発見した。その作用は、既存のH_3アゴニスト、イメピップに相当する強力なものであった。

一方、モルモットの腸管を用いるin vitro実験では、イミフラミンは微弱なH_3アゴニスト活性しか示さないことから、中枢と末梢組織で作用に差が見られるという興味深い結果が明らかとなった。今回、イミフラミンの構造活性相関を調べるために4(5)-(5'-amino-5'-deoxy-α-L-arabinofuranosyl)imidazoleとその誘導体合成、さらにヒスタミンをテトラヒドロフラン環に組み込んだ4(5)-[(2S,3S)- and(2R,3R)-3-aminotetrahydrofuran-2-yl)imidazolesの立体選択的合成を行った。これらの合成にはイミダゾールを持つジオール化合物から活性なイソイミダゾール中間体を発生させ、5-exo-trig形の反応により一挙に閉環するというイミダゾールの特性を生かした独自の手法で達成することに成功した。これらの成果は、年会およびシンポジュウムで発表するとともにHeterocycles誌に2つの論文[(50,1957(2000)/50,2739(2000)]として報告した。我々は、H_3-リガンドの立体構造と作用発現の関係に着目し、新規テトラヒドロフランの4異性体のin vivo脳微小透析法を行ったところ,(+)-4(5)-[(2R,5R)-5-(aminomethyl)tetrahydrofuran-2-yl]imidazole(イミフラミン)に顕著なH_3アゴニスト活性を見出し報告した(1999)。その作風は、対照薬、イメピップに相当する強力なものであったもののモルモットの腸管を用いるin vitro実験では、R-α-メチルヒスタミンの一万分の1の程度の微弱なアゴニスト活性しか示さなった。この中枢と末梢組織での作用に差は、我々の研究の大きなテーマとなっていた。2000年のH_4受容体発見の報告から、我々を含む3つのグループの共同研究により、イミフラミンとその誘導体をヒトの培養細胞に発現させたH_3及びH_4受容体で調べた結果、H_4受容体に特異的なアゴニスト活性を示す2つのシアノグアニジン誘導体ICN-(+)-13と(-)-16を見出した。これらは、H_3受容体に比べてH_4受容体に対する活性値は40-45倍高くなり、最大効果(α)もヒスタミンと同程度まで上昇した。ヒスタミンH_3アゴニストは気管支喘息の治療薬に、H_3アンタゴニストは抗痴呆薬として期待されている。我々は、[(2R,5R)5-aminomethyltetrahydrofuran-2-yl]imidazole(イミフラミン)にH_3アゴニスト活性を見出して以来、その構造活性相関を調べる目的で誘導体(OUP-化合物)合成を種々検討してきた。一方、2000年にヒトゲノムデーターベースに基づきH_3受容体に40%の相同性を持つ、H_4受容体が発見されたことから、我々の化合物がH_4リガンドとして機能するかどうかを検討した。その結果、OUP-16とOUP-13がH_3受容体よりH_4受容体に対して40-45倍程度の強度を持つH_4アゴニストであることが、我々と大阪大学及びアムステルダム自由大学のグループとの共同研究から明らかになった。H_4リガンドの研究は、未だ発表されていないため、これらの化合物が、最初のH_4リガンドのリード化合物となりえることを強く示唆した。
第3元素の占有個所を特定する結晶ナノ構造解析と機能特性発現の解明

まず、良質の透過型電子顕微鏡(TEM)用InN薄片試料の作製技術の確立を図った.その結果、集束イオンビーム(FIB)-μサンプリング処理の前に切りかぎメッシュを予め加工して、最終イオン研磨を可能にする技法が最も有効であるという結論に達した。この手法により、はじめて精度の良いTEM解析が可能になった。解析実験には分子線エピタキシャル成長(MBE)法でサファイア(0001)基板上に成長させたInN薄膜試料(酸素の含有量は3%程度もしくはそれ以下)を供した。TEM観察により、InN薄膜は、径50-100nmのコラム状結晶の集合で成長方向は<0001>であること、a-軸方位の配列はほぼランダムであることが確かめられた。コラム状晶の極性は収束電子回折(CBED)法で解析し、N極性をもって成長していることを明らかにした。次に、アルケミ法を利用してInNに含まれる不純物酸素原子の占有位置を解析した。酸素原子は窒素原子を置換するほか、格子間位置を占める可能性がある。ウルツ鉱型構造にはT(x,y,z)=(0,0,5/8)および0(x,y,z)=(2/3,1/3,z)に広い格子間位置がある。(0001)面チャネリングを利用したアルケミ解析により、酸素原子はT位置を占有していないことを明らかにできた。次に、(1-100)面チャネリングにより、酸素原子は0位置には無く、やはりN原子を置換していることを明らかにすることができた。窒素原子を置換した酸素原子1個が1個の電子キャリアを供給すると仮定して、3%酸素が見かけのエネルギーギャップ幅(光吸収)に及ぼす影響を簡単な自由電子モデルの範囲で考察した結果、Moss-Burstein効果で十分に説明がつくことを示した.本研究で明らかになった酸素原子位置に関する成果は、InNの酸素原子の結晶内拡散プロセスや構造欠陥を議論する上で貴重な情報となる。窒化インジウム(InN)のエネルギーギャップ測定値は1.92.1eVから0.60.7eVと大きく変動することが知られている。本研究課題は、これは結晶の酸素取り込みによる影響ではないかという仮説を実験と理論から実証することにある。まず、実験的にInN結晶内の酸素の検出と酸素原子の存在位置を検証するために電子顕微鏡(TEM)のアルケミ法を採用する。ただし、今回の実験で想定している結晶内の酸素の含有量は高々数%であり、発生するX線のエネルギーと強度は低い。また、TEM試料表面のコンタミネーションの影響を受け易いことも想像され、かなり困難な実験である。そこで、本年度はまず、アルケミ実験を行うための良好なTEM試料作製とアルケミ実験条件の最適化を目指した。InN試料は、有機金属気相成長法でサファイア基板上に成長させた薄膜試料(京都工繊大の吉本教授提供)を用いた。これから集束イオンビーム装置でTEM試料を作製してみたが、TEM試料表面の損傷層の影響が大きく、そのままでは使用できないことがわかった。これはInを含む試料の特質である。そこで、アルゴンイオン研磨を併用できるように試料形状などを変更し研磨条件の最適化を図ったところ、きわめて良好なTEM試料を得ることができた。さらに、蛍光顕微鏡像内の特定位置からのTEM試料を作製する手法も同時に確立した。この作製技術は、これまで困難とされてきた材料についても広く応用できる。

現在、アルケミ実験において基板のサファイアからの酸素の信号を相殺する解析手法を策定したが、結局、FIB・マイクロサンプリングにおいて基板を含まないようにInN片をピックアップする方法が確実であることを確認した。密度汎関数による第一原理計算のためのエネルギーパラメーター等の検証を行い、来年度に向けての準備を整えた。平成17年度において確立した試料作製法を用いて窒化インジウム(InN)の透過型電子顕微鏡(TEM)用断面観察用の良質薄片試料を作製した。実験には分子線エピタキシャル成長(MBE)法でサファイア(0001)基板上に成長させたInN薄膜試料を供した。酸素の含有量は3%程度もしくはそれ以下である。TEM観察により、InN薄膜は、径50-100nmのコラム状結晶の集合で、成長方向は<0001>であることがわかった。しかし、平面観察により、a-軸方位の配列はほぼランダムであることが確かめられた。コラム状晶の極性は収束電子回折(CBED)法で解析した。まず、EMSおよびZuoによる計算プログラムを用いてCBEDパターンのシミュレーションを行った。その結果、加速電圧は200kVより300kVの方が有利であるが、200kVにおいても膜厚を100nm以下にすることにより、極性判定は十分に行えることが確かめられた。実験により、本試料ではN極性であることが判明した。このことは、成長過程における酸素原子の取り込み拡散挙動についての理解にきわめて有効である。次に、アルケミ法を利用して酸素原子の占有位置を解析した。まずEMSプログラムを用いてIn原子位置、N原子位置、格子間位置での電子線強度分布のシミュレーションを行った。この結果と実験で得られた窒素と酸素の特性X線強度の回折条件による変化と比較することにより、含有する酸素原子の多くは格子間位置ではなく窒素原子を置換していることが判明した。この結果は、価数中性条件からインジウム原子位置の一部は空港となっていることを示唆している。これはIn-In原子対の数が減少することになり、宮島(ソニー)によるEXAFSによる結果とよく一致する。これらの成果は、InNでのエネルギーギャップ値変化の原因解明に大きく貢献するものである。平成17年度において確立した試料作製法で作製した透過型電子顕微鏡(TEM)用断面観察用の良質InN薄片試料を用いて、含有する酸素原子の占有位置を解析した。TEM観察により、InN薄膜は、径50-100nmのコラム状結晶の集合で成長方向は<0001>であること、a-軸方位の配列はほぼランダムであることが確かめられた。コラム状晶の極性は収束電子回折(CBED)法で解析し、N極性をもって成長していることを明らかにした。酸素原子は窒素原子を置換するほか、格子間位置を占める可能性がある。ウルツ鉱型構造にはT(x,y,z)=(0,0,5/8)および0(x,y,z)=(2/3,1/3,z)に広い格子間位置がある。昨年度までに(0001)面チャネリングを利用したアルケミ解析により、酸素原子はT位置を占有していないことを明らかにできたので、本年度は(1-100)面チャネリングにより、0位置の占有について検討した。
過熱水蒸気による水放電分解水素製造法の開発

CO2フリー水素製造技術は燃料電池モビリティにとって必要不可欠の技術であるが,現行の水電解法は装置コスト高・消費電力大であり,水素単価が高いことが課題である。本研究では,装置のコストダウンと省エネルギー化が格段に見込める新規の水素製造装置の開発を行なう。独創性ある平板型プラズマメンブレンリアクターを用いて,過熱水蒸気からプラズマでプロトンを得て,水素分離膜により高純度水素を得る装置を開発する。本研究の全体計画は,実験装置を準備した後,過熱水蒸気の温度,流量,印加電圧,流路幅,流路深さを変化させて水素転換率を実測し,高純度水素を高効率に得る反応条件と流路構造を決定することである。その後,実用化に資するモジュール型リアクターを設計・製作し,エネルギー効率およびシステム効率の定量化により,実用化評価を行なうレベルまで取組む計画である。また,プラズマによるプロトン生成についての素反応シミュレーション技術を確立し,装置設計の一助とする。100°Cの飽和水蒸気を原料に,放電分解による水素製造実験を行なったところ,消費電力90Wで0.4 L/minの水素製造に成功した。この結果をもとに,平板型プラズマメンブレンリアクターを設計・製作した。また,過熱水蒸気発生装置を導入した。今後,過熱水蒸気を放電分解し,プロトンを生成しながら水素分離膜で連続的に高純度水素を得るという斬新な発想で,最大水素流量が得られるプラズマ条件と装置構造を決定する。期間2年のうち,初年度は新規リアクターの設計・製作および過熱水蒸気製造装置の導入を目標としている。飽和水蒸気の放電雲海データをもとに新規リアクターを試作し,過熱水蒸気製造装置を導入できた。計画通りの進捗状況である。過熱水蒸気を原料として,以下のパラメーターを変化させて,平板型プラズマメンブレンリアクターの高純度水素製造能力を調べ,消費電力最小化と水素転換率最大化を検討する。このリアクターで,水素製造量50L/h = 0.83 L/min以上,消費電力100W以下となる条件を探索し,実用化装置(モジュール)開発につなげる。1平板流路の溝幅(2mm, 5mm),深さ(2mm, 5mm),流路の片の長さ(5cm角,10cm角)2過熱水蒸気温度(150°C500°C),過熱水蒸気流量(0.1 L/min3 L/min)3水素分離膜膜厚(20μm, 15μm)CO2フリー水素製造技術は燃料電池モビリティにとって必要不可欠の技術であるが,現行の水電解法は装置コスト高・消費電力大であり,水素単価が高いことが課題である。1平板流路の溝幅(2mm, 5mm),深さ(2mm, 5mm),流路の片の長さ(5cm角,10cm角)2過熱水蒸気温度(150°C500°C),過熱水蒸気流量(0.1 L/min3 L/min)3水素分離膜膜厚(20μm, 15μm)
高速点火プラズマの高エネルギー電子輸送に関するX線分光学的研究

レーザー核融合の研究において、爆縮した燃料プラズマをPWレーザーにより局所的に急速に加熱する「高速点火」法が注目されている。この方法においては、燃料が最大圧縮に至った瞬間、別途ペタワットレーザーを照射し、周辺プラズマ中に伝搬チャネルを形成する。吸収されたレーザーエネルギーは数100keV〓数MeVの高エネルギー電子、あるいは高エネルギーイオンに変換され、これらの粒子を介して内部の高密度燃料を追加熱し、核融合点火条件に至らしめる。これまでの高速点火法では、加熱対象となる燃料の密度・半径積は0.1g/cm^2を上回り、かつ内部の温度は比較的低いのに対し、周りのプラズマの温度は高いので、内部の様子を診断するにはこれまで核反応中性子計測に依存しており、追加熱に関する空間・時間情報が十分に得られていなかった。これらのプラズマ診断における問題を解決すべく申請者らは高速電子により内殻励起された高原子番号のトレーサから放射される高エネルギーのX線(Kα線とそのイオン化シフト成分)に着目し、その分光診断法を確立した。部分電離したイオンから放射されるKα線群のスペクトル形状から温度情報を、そして画像から加熱領域の空間分布情報を得た。X線の発光量は微弱であるため、本研究助成により光の収集効率を改善した高効率X線分光器を新たに整備した。また、得られたスペクトルから温度・密度情報を得るための分光解析ツールを開発した。その結果、ターゲット表面ないし裏面のみが局所的に加熱され、内部は低温のままであることが明らかとなった。粒子シミュレーションと原子コード計算を組み合わせた解析の結果、このような異常輸送はレーザープラズマ相互作用の結果生成された高速電子が発生する電磁場により高速電子自身あるいは背景電子の輸送が大きく阻害され、古典的な輸送状態になっていないことが原因と推定されている。高出力レーザー技術の進展により、爆縮した燃料プラズマを局所的に加熱する「高速点火」法が可能となった。本研究はこの高速点火法におけるエネルギー付与の機構を明らかにするため、高エネルギーX線計測に関する新しい診断法を確立することを目的として開始した。これまでの平面ターゲットを用いた実験や相対論的粒子コードを用いた研究の結果を基に、1桁エネルギー増強したレーザーによる球状燃料の加熱実験が開始されようとしている。加熱対象となる燃料の密度・半径積は0.1g/cm^2を上回り、かつ内部の温度は比較的低いのに対し、周りのプラズマの温度は高いので、中心部から放射される熱的なX線放射は利用できず、これまで内部の様子を診断するには核反応中性子計測に頼るしかなかった。これらの問題を解決すべく高速電子により内殻励起された高原子番号のトレーサーから放射される高エネルギーのX線(Kα線)を計測し、まず、その分光診断法を確立した。1.検出効率の向上:改良型湾曲結晶分光器の製作:X線の発光量は微弱であると予想されるたため、光の収集効率を改善した高効率X線分光器(フォンハーモス分光器)を新たに整備した。次に既存のT6レーザーを用いて、所定の性能向上が得られたことを確認した。2.分光解析コードの開発とX線スペクトル比較:Grantコードにより内毅励起原子に対するエネルギーレベルや各種レート係数計算を行いポピュレーションを算出し、レート方程式コードを作成した。また、得られたスペクトルから温度情報を求めることが出来た。このKα線分光解析ツールに関する論文をまとめ、投稿した。3.高速電子輸送:高速電子輸送コードの開発、実験との比較粒子コードを用いた高速電子輸送とエネルギー緩和に関する計算機解析に着手した。レーザー核融合の研究において、ペタワットレーザー技術が確立し、爆縮した燃料プラズマを局所的に加熱する「高速点火」法が可能となった。

この方法においては、核融合燃料が最大圧縮に至った瞬間、別途ペタワットレーザーを照射し、生成した高エネルギー粒子を介在して、高密度燃料プラズマを加熱する。本研究ではこの高速点火法におけるエネルギー付与の機構を明らかにするため、高エネルギーX線計測に関する新しい診断法を確立することを目的としている。本年度においては以下の成果を得た:高速電子の横方向エネルギー広がりを明らかにするため、トレーサとして選択した塩素から放射されるHeβ線に合わせたX線単色カメラを製作した。平面ターゲットを用いたレーザー照射実験を行うことにより、計測器性能を確認した。つぎに、既存のX線分光器を併用し、トレーサ層をサンドイッチしたターゲットを用いたプラズマ実験を実施した。トレーサ層の2次元画像から横方向のエネルギー付与の広がりを、トレーサの深さから縦方向のエネルギー付与情報を求めた。実験には阪大レーザー研のペタワットレーザーならびにテラワットレーザーを使用した。得られた実験データを元にエネルギー輸送に関する解析を進めた。このため粒子コードに加え、高速電子輸送コードを用い、X線放射スペクトルの再現作業を行った。背景プラズマへの高速電子の衝突緩和、原子の電離や励起、そしてレート方程式など、いくつかの計算過程が新たに必要となった。粒子コードで求めた高速電子を入力として、フォッカー・プランク輸送計算を行い、エネルギー緩和をもとめた。その結果、実験で得られた加熱領域の広がりは理論モデルと大きく異なり、局所的な加熱状態になっていることが明らかとなり、トレーサの選択の妥当性を再検討すると共に、モデルの改良を進め、実験においてはサブピコ秒の時間分解能を有する分光計測が重要であることがわかった。レーザー核融合の研究において、爆縮した燃料プラズマをPWレーザーにより局所的に急速に加熱する「高速点火」法が注目されている。この方法においては、燃料が最大圧縮に至った瞬間、別途ペタワットレーザーを照射し、周辺プラズマ中に伝搬チャネルを形成する。吸収されたレーザーエネルギーは数100keV数MeVの高エネルギー電子、あるいは高エネルギーイオンに変換され、これらの粒子を介して内部の高密度燃料を追加熱し、核融合点火条件に至らしめる。これまでの高速点火法では、加熱対象となる燃料の密度・半径積は0.1g/cm^2を上回り、かつ内部の温度は比較的低いのに対し、周りのプラズマの温度は高いので、内部の様子を診断するにはこれまで核反応中性子計測に依存しており、追加熱に関する空間・時間情報が十分に得られていなかった。これらのプラズマ診断における問題を解決すべく申請者らは高速電子により内殻励起された高原子番号のトレーサから放射される高エネルギーのX線(Kα線とそのイオン化シフト成分)に着目し、その分光診断法を確立した。部分電離したイオンから放射されるKα線群のスペクトル形状から温度情報を、そして画像から加熱領域の空間分布情報を得た。X線の発光量は微弱であるため、本研究助成により光の収集効率を改善した高効率X線分光器を新たに整備した。また、得られたスペクトルから温度・密度情報を得るための分光解析ツールを開発した。
遺伝子改変動物を用いた生物時計中枢を構成するコンパートメントの機能解明

哺乳類視床下部の視交叉上核(SCN)には時計遺伝子群が駆動する分子時計が存在し全身のリズムを支配している。SCNは大きく背内側部(DM)と腹外側部(VL)に分けられるがこれらコンパートメントの時計発振における役割はよく分かっていない。そのためVL特異的にSCNの細胞を破壊することを考えた。具体的にはVLにh1L2Rα遺伝子を発現することを目的として遺伝子改変動物の作製を行った。BAC組み換え技術にてVIP遺伝子の転写開始点の前後100kbを含むBACにh1L2RαPA遺伝子およびネオマイシン耐性遺伝子を組み込み、制限酵素で切り出すことで5'側約8kb、3'側約4kbのアームをもつノックインコンストラクトを作成した。平行してM(Aiorning)成分一活動期の後半の活動量一の上昇が表現型としてすでに判明しているある遺伝子改変マウスの解析を行った。この遺伝子はSCNでの、DM,VL間の情報伝達を行っていることが想定されているため、M(Morning)成分を担うSCN内のコンパートメントが明らかになることが期待されたが、時計遺伝子発現リズム(Per1,2)の発現を詳細に検討してもそれらの発現に変化は見られなかった。しかし我々はこのマウスが光周期に対して行動リズムが遅れて同調していることを見出した。明暗サイクルにリズムが遅れて同調する病態として唾眠位相後退症候群が知られているがこのマウスはその病態モデルとなることが考えられた。このとき遺伝子改変マウスのSCNでは時刻依存的にVL領域の時計遺伝子が急性誘導されていた。現在、睡眠位相後退症候群の病態として生物時計の光に対する反応性の低下によるモデルと亢進によるモデルが提唱されているがわれわれ今回の動物実験は後者を反映している。哺乳類の視交叉上核(SCN)には時計遺伝子群が駆動する分子時計が存在し全身のリズムを支配している。SCNは大きく背内側部(DM)と腹外側部(VL)に分けられる。それらコンパートメントの時計発振における役割を知るため、VL特異的にhIL2Rα遺伝子を発現することを目的として遺伝子改変動物の作製を行った。VIPの転写開始点の前後100kbを含むBACにhIL2RαPA遺伝子を組み込み、コンストラクトを作成し、理化学研究所発生再生科学総合研究センター変異マウス開発チームにおいてトランスジェニック(Tg)マウスを作成した。Tgマウスが5ライン得られた(1 ̄2コピーTgが導入)がhIL2Rα遺伝子を発現するラインは得られなかった。そのため、現在hIL2Rα遺伝子をゲノムのVIP転写開始点に組み込んだノックインマウスを作製することに目標を切り替え、コンストラクトの作製を今回Tgマウス作製に用いた、B八C組み換え技術にて同様に行っている。平行してE(Evening)成分-活動期の前半の活動量-の低下が表現型としてすでに判明しているマウスの解析を行った。このマウスは時計中枢視交叉上核(SCN)での、コンパートメントを形成するある遺伝子の発現が消失しており、E(Evening)成分を担うSCN内のコンパートメントが明らかになることが期待されたが、時計遺伝子発現リズム(Per1,2)の発現を詳細に検討してもそれらの発現に変化は見られなかった。現在、SCN外に表現型の原因があると考え検索を行っている。
アミロイド前駆体蛋白質糖鎖変化の老人斑形成における意義

糖蛋白質上の糖鎖は蛋白質の物性や相互作用に影響し、分解酵素等に対する感受性を変化させることが知られることから、アルツハイマー病(AD)においてもアミロイド前駆体蛋白質(APP)の糖鎖変化がAPP異常代謝の要因となる可能性が考えられる。そこで、APP代謝異常に糖鎖が関与しているか検討するため、家族性ADに見られるアミノ酸変異によりAPPの糖鎖が変化するか調べた。正常型(Wt)と2種類の変異型APP695[ロンドン型(ΔF):Val642Phe、スウェーデン型(ΔNL):Lys595Asn/Met596Leu]を神経由来培養細胞で発現し、各APPのN-結合型糖鎖を分析し比較した。その結果、各APP由来糖鎖は2本鎖及び3本鎖複合型が主要糖鎖であったが、正常型と変異型でbisecting GlcNAc及びFucoseを有する糖鎖の存在比が大きく異なっていた。Bisecting GlcNAcを有する糖鎖の存在比はWtで1.7%、ΔFで13.2%、ΔNLで15.0%、Fucoseを有する糖鎖の存在比はWtで14.0%、ΔFで34.4%、ΔNLで49.8%であり、変異型APPでは正常型に比較してbisecting GlcNAcの存在比が約8倍、Fucoseの存在比が約23倍も高いことが明らかとなった。また、この糖鎖変化は2つの変異型に共通していることから、糖鎖がAPP代謝に影響する可能性、特にbisecting GlcNAcとFucoseの増加がAβの産生増加に関与している可能性が示唆された。この結果から、弧発性ADにおいてもAPPの糖鎖変化によりAPPの代謝異常が誘導されている可能性が考えられる。来年度は、APPの糖鎖リモデリング、即ち糖転移酵素の発現を細胞レベルで制御し特定の糖鎖を持つAPPを発現させることにより、bisecting GlcNAcやFucose付加のAPP代謝への影響を検討する。
病態進行時期に注目した炎症反応制御による脊髄虚血保護効果の研究

胸腹部大動脈瘤手術に伴う脊髄虚血において近年遅発性対麻痺の割合が増加傾向で、その原因として虚血再灌流傷害の病態進行による遅発性神経細胞死が考えられている。我々はその機序の一因として炎症反応の関与を考え、抗サイトカイン抗体投与による脊髄虚血保護の検討を行ってきた。その中でIL-1β受容体拮抗薬投与により遅発性対麻痺の遅延効果を認めたが、病態進行は止められなかった。虚血再灌流傷害による炎症反応は数週間続くといわれ、IL-1β以外の因子の関与に注目し、H30年度はそのサイトカイン類の検出を試みた。サイトカイン類を測定する検体として(1)脳脊髄液、(2)摘出した脊髄の一部を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液のどちらが適しているか実験した。目的とするサイトカインが23種類(IL-1β、IL-6など)あるため検体として最低1mlの液体が必要となる。脳脊髄液の採取を試みたが1mlの検体が採取できず、希釈するにしても採取量が不安定であった。従ってサイトカイン類の検出は、脊髄を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液を検体として用いることとした。家兎を用いた脊髄虚血モデル(全身麻酔下左側腹部切開、後腹膜アプローチ、腎動脈下腹部大動脈15分間遮断、再灌流、閉創)で脊髄虚血を作成した。手術による炎症反応惹起の影響を考慮し、腹部大動脈のテーピングのみ行い閉創するsham群をコントロールとした。脊髄虚血群は虚血再灌流後1、2、3、4、5日目(各n=2)、sham群も術後1、2、3、4、5日目(各n=1)に脊髄標本を採取した。標本は全身麻酔下に伏臥位で背部を切開し、第37腰椎棘突起を切除し、第5腰髄を中心に脊髄を摘出し、液体窒素で冷凍し-80°Cで保存した。H30年度内に6検体採取した。今後目標の検体数を採取でき次第外部検査機関に検体提出し、サイトカイン類の濃度測定を行う。H30年度は脊髄の虚血再灌流傷害に関与するサイトカイン類を判別するため、家兎脊髄虚血モデルを用いて虚血再灌流後1、2、3、4、5日目の脊髄標本を採取し、それから得られた脊髄を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液中のサイトカイン濃度を測定し、治療対象となるサイトカイン類を決定する予定であった。研究時間がなかなか確保できず脊髄標本採取がH30年度内に完了できなかった。サイトカイン測定は外部検査機関に依頼するので、全検体が揃ってからになり、現時点では治療対象となるサイトカイン類を決定出来ていない。サイトカイン測定用の脊髄標本の採取は、H31年度に入り精力的に行っているため、H31年度前半には治療対象となるサイトカイン類が決定できると思われる。標的とするサイトカインに対する治療薬が決まれば、当施設の従来の研究通り、対照群、IL-1β受容体拮抗薬(アナキンラ)投与群、IL-1β受容体拮抗薬(アナキンラ)+今回の標的薬投与群(各n=6)に分け、脊髄虚血保護効果の検討についてH31年度後半に行いたいと考えている。未だ予防法が確立されていない胸腹部大動脈瘤手術に伴う脊髄虚血・対麻痺において近年遅発性対麻痺の割合が増加傾向で、その原因として術中に生じた虚血再灌流傷害の病態進行による遅発性神経細胞死が考えられている。我々はそのメカニズムの一因として炎症反応の関与を考え、抗サイトカイン抗体投与による脊髄虚血保護効果の検討を行ってきた。その中でIL-1受容体拮抗薬(アナキンラ)投与により遅発性発症の対麻痺の病態進行を遅らせる効果を認めたが、病態進行は止められなかった。脊髄虚血により引き起こされる炎症反応は、虚血後数週間続くといわれ、IL-1以外の因子または虚血数日後の因子の病態制御に注目し、H29年度はそのサイトカイン類の検出方法を検討した。研究対象の家兎の脊髄でのサイトカイン類の検出に関して、標本として(1)脳脊髄液、(2)摘出した脊髄の一部を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液のどちらが適しているか実験した。手術操作による炎症反応惹起の影響を考慮し、家兎の左側腹部を全身麻酔下に切開し、腹部大動脈を露出し、大動脈にテーピングのみ行い閉創するsham手術を行い、術後2日目(n=2)、4日目(n=2)に標本を採取した。標本採取方法は、家兎に全身麻酔をかけ伏臥位にて背部を切開し、第6腰椎棘突起を切除し、露出した脊髄硬膜を傷つけ漏出した脳脊髄液を注射器にて採取し冷凍保存した。またその後開創部位を拡大し、第6腰髄を中心に脊髄の一部を切除し、液体窒素で冷凍し保存した。今後外部検査機関に標本提出し、サイトカイン類の濃度測定を行う予定である。H29年度はIL-1受容体拮抗薬(アナキンラ)投与した家兎におけるサイトカイン類の動態評価(虚血再灌流2日目、4日目の検体採取)まで行う予定であった。しかしサイトカイン類の検出に関してどのような方法で行うことが、間違いないか確認するのに多方面と相談し実験を行ったため、想定より研究が遅延した。

胸腹部大動脈瘤手術に伴う脊髄虚血において近年遅発性対麻痺の割合が増加傾向で、その原因として虚血再灌流傷害の病態進行による遅発性神経細胞死が考えられている。我々はその機序の一因として炎症反応の関与を考え、抗サイトカイン抗体投与による脊髄虚血保護の検討を行ってきた。その中でIL-1β受容体拮抗薬投与により遅発性対麻痺の遅延効果を認めたが、病態進行は止められなかった。虚血再灌流傷害による炎症反応は数週間続くといわれ、IL-1β以外の因子の関与に注目し、H30年度はそのサイトカイン類の検出を試みた。サイトカイン類を測定する検体として(1)脳脊髄液、(2)摘出した脊髄の一部を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液のどちらが適しているか実験した。目的とするサイトカインが23種類(IL-1β、IL-6など)あるため検体として最低1mlの液体が必要となる。脳脊髄液の採取を試みたが1mlの検体が採取できず、希釈するにしても採取量が不安定であった。従ってサイトカイン類の検出は、脊髄を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液を検体として用いることとした。家兎を用いた脊髄虚血モデル(全身麻酔下左側腹部切開、後腹膜アプローチ、腎動脈下腹部大動脈15分間遮断、再灌流、閉創)で脊髄虚血を作成した。手術による炎症反応惹起の影響を考慮し、腹部大動脈のテーピングのみ行い閉創するsham群をコントロールとした。脊髄虚血群は虚血再灌流後1、2、3、4、5日目(各n=2)、sham群も術後1、2、3、4、5日目(各n=1)に脊髄標本を採取した。標本は全身麻酔下に伏臥位で背部を切開し、第37腰椎棘突起を切除し、第5腰髄を中心に脊髄を摘出し、液体窒素で冷凍し-80°Cで保存した。H30年度内に6検体採取した。今後目標の検体数を採取でき次第外部検査機関に検体提出し、サイトカイン類の濃度測定を行う。H30年度は脊髄の虚血再灌流傷害に関与するサイトカイン類を判別するため、家兎脊髄虚血モデルを用いて虚血再灌流後1、2、3、4、5日目の脊髄標本を採取し、それから得られた脊髄を溶液中で粉砕撹拌し遠心分離した上澄み液中のサイトカイン濃度を測定し、治療対象となるサイトカイン類を決定する予定であった。研究時間がなかなか確保できず脊髄標本採取がH30年度内に完了できなかった。サイトカイン測定は外部検査機関に依頼するので、全検体が揃ってからになり、現時点では治療対象となるサイトカイン類を決定出来ていない。本研究課題において新しい実験方法を取り入れたのは、この脊髄、脳脊髄液標本でのサイトカイン類の動態評価であるため、今後は比較的順調に研究が進行すると思われる。H30年度前半でH29年度に施行予定であったIL-1受容体拮抗薬(アナキンラ)を投与した家兎脊髄虚血モデルでの、その他のサイトカインの経時的変化の測定を行い、そこでH29年度で評価したsham手術と異なる動態を示したサイトカインを制御する研究をH30年度後半で行いたいと考えている。サイトカイン測定用の脊髄標本の採取は、H31年度に入り精力的に行っているため、H31年度前半には治療対象となるサイトカイン類が決定できると思われる。標的とするサイトカインに対する治療薬が決まれば、当施設の従来の研究通り、対照群、IL-1β受容体拮抗薬(アナキンラ)投与群、IL-1β受容体拮抗薬(アナキンラ)+今回の標的薬投与群(各n=6)に分け、脊髄虚血保護効果の検討についてH31年度後半に行いたいと考えている。実験計画が多少遅れ、多くの費用を計上していたサイトカイン測定をH29年度で施行出来なかったため次年度繰り越しが発生したが、H30年度で実験を行い予定通りサイトカイン測定費にあてる予定である。
クライオアブレーションを用いた心房細動時の洞結節機能評価法

雑種犬を用い、全身麻酔下に心表面を露出し、右心房と上大静脈接合部(洞結節近傍)に心筋センシング電極を縫着。これを洞結節電位測定用電極とした(s1)。次に右心房自由壁表面に心筋センシング電極(s2)および心筋ペーシング電極を縫着しアコニチンを塗布したのちバーストペーシングにて心房細動を誘発。次に洞結節とセンシング電極とを含めた領域を径2・5cmのリング状のクライオプローベにて-60°C、10分間にわたり、凍結凝固をおこない洞結節およびその近傍と他の右心房壁とを電気的に隔絶した。s1およびs2の電位を比較したところ、s2では心房細動が維持されているにもかかわらず、電気的に隔絶された洞結節近傍部のs2は規則性のある洞結節電位(rate120140)を示した。自己心拍動下の操作であるため血液温により凍結凝固部位の心筋温の上昇は比較的速やかで、電気的隔絶を維持できる時間に制約があった。凍結温度、凍結時間を様々に変化させることによりある程度安定した電気的隔絶時間を維持することができ、かつその隔絶が可逆的であること(即ち復温によりふたたび洞結節と他の心房筋との電気的連続性が回復する事)が可能になれば細動中の洞結節機能(洞結節回復時間)の測定が可能になると思われる。この臨床応用としては心房細動患者にたいしmaze手術を考慮する際、術後自己洞調律を維持できるか、あるいはペースメーカを要するかの予後判定の一助になると思われる。
自家間葉系幹細胞を用いた膝半月板代用材料の開発

1.ヒト骨髄間葉系細細胞はhomogeneousな線維芽細胞様細胞の集団であった。ヒト骨髄間葉系細胞は過去の文献と同様な表面抗原の発現パターンであった。このような細胞群を用い、コラーゲンscaffoldに播種して、施行した3次元培養の結果、scaffold内には十分な数の細胞が存在しており、in vitroでの培養が可能であることがわかった。また、これらはI, II, III型コラーゲン,アグリカンのmRNAを発現していることが明らかになった。2.ヒトの細胞に対する荷重の影響を検討する前に、ラット骨髄間葉系細胞を用いて至適条件の決定を行った。同様に播種したコラーゲンscaffold中の細胞のviabilityをDNA量で評価すると、3日目までは増加し、7日目には減少していた。7日目でH.E.染色にて細胞はscaffold内部まで比較的均一に存在しており,構造物であるコラーゲンへの接着も良好であった。同日の培養組織において,1,2,3型コラーゲン,アグリカン,biglycan, decorin, versican,の発現がノザンブロッティング法により確認されており、培養上清中にコンドロイチン硫酸量が検出された。本結果はコラーゲンscaffoldを用いた骨髄間葉系細胞の3次元培養が、半月板代用材料として有効である可能性を示唆するものである。次に、荷重下での評価を行った。コラーゲンscaffoldのstrainが5-15%となるように負荷を,1Hzで10分/日でかけた場合、7日後のDNA1ugあたりのコンドロイチン硫酸量は0.38ugであり、荷重負荷をかけなかった場合の0.36ugと比し、有意差は認められなかった。荷重により細胞のviabilityが大きく変化することも明らかになり、至適荷重とその頻度については、今後も条件を変えた検討が必要である。現在までにヒト骨髄間葉系細胞を用い、(1)そのcharacterizationを行い、(2)scaffoldへの細胞播種の方法を確立し、(3)in vitroでの3次元培養後の組織像、細胞に発現する遺伝子につき解析した。またラットの細胞を用い(4)細胞播種したcollagen spongeに与える繰り返し圧縮負荷の条件を決定した。培養組織像:scaffoldに幡種した細胞は10%FBS添加DMEMに浸し、1週間培養を行い、評価した。HE染色による評価では、scaffold内に十分な数の細胞が存在しており、in vitroでの3次元培養が可能であることがわかった。細胞はscaffoldのコラーゲンに接着しており、細胞周囲には産生したマトリックスが存在していた。MRNAの発現:scaffoldに幡種した細胞にはI, II, III型コラーゲン,アグリカンのmRNAの発現を認めた。繰り返し圧縮負荷:繰り返し圧縮負荷条件は、組織像をもとにして、スポンジの高さの15%のstrainとなる負荷を、1Hzの頻度で1日あたり1時間と決定した。この条件では、培養3日目から7日目まで細胞は維持可能であり、組織像やmRNAの発現を評価可能であることが確認できた。
要素試験・模型実験・有限要素法による地盤の強度異方性とひずみ軟化を考慮した砂地盤の支持力特性の研究

地盤の支持力のメカニズム・支持力の予測法の確立・現行の実務的設計計算法の位置付けの研究を行った結果,次のことが明らかになった。1.土の変形・強度特性の強い非線形性と異方性,すべり帯の発生・発達,地盤の進行的破壊を取り扱える有限要素法を開発した。特に,せん断層を含む要素をその中の変形が一様である等価な要素に置き換える方法によって,基礎幅2.5cmから50cmまでの平面ひずみ状態での豊浦砂を用いた模型実験の結果をよく再現できた。2.基礎幅B_0=23cmと50cmでの地球の重力(1g)の下での実験と,加速度7.7gと16.7gでの基礎幅B_0=3cmでの遠心力載荷実験を,根入れの無い基礎と根入れのある基礎で豊浦砂地盤で行い,結果を比較した。同一のB=n・B_0に対して,両者で荷重沈下曲線の初期部分は一致するが,最大荷重時の基礎沈下量と支持力は遠心力載荷実験での値の方が2倍以上大きかった。即ち,いわゆる基礎寸法の増加による寸法効果は,圧力効果と粒子径効果の二つから成り立っていることがわかった。3.実務設計で現在広く使われていくつかの支持力予測方法を検討したところ,標準貫入試験N値から内部摩擦角φを過小評価し,等方完全塑性解を用いて支持力を過大評価する構造になっていることが判明した。4.砂層内に軟弱粘土層を有する地盤の支持力を実験的に検討した。さらに上記有限要素法で解析したところ,実験結果を良く再現できた。5.自然堆積火山灰の不攪乱供試体の三軸圧縮試験と繰返し非排水三軸試験を行い,変形・強度特性が著しく異方的であることを明らかにした。