hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
暴力映像が視聴者の感情・認知・生理反応に及ぼす影響

本研究では,映画やTVにおける暴力映像や暴力的テレビゲームが視聴者にどのように受けとめられ,また,視聴者の認知,感情,生理反応および行動に影響を及ぼすかをテーマに6つの実験を行い,その成果は3章からなる報告書にまとめられた.まず,第1章「暴力映像の印象評価と分類-娯楽性と暴力性の観点から-」(研究1・2・3)では,人気の高いTV番組や映画から28の映像を選び,視聴者の印象評価の分析から,暴力映像は,残酷で衝撃的な「暴力性」の高い暴力映像と,残酷さがなく虚構的で様式化された「娯楽性」の高い暴力映像の2種類に分けられることを明らかにし,各々の映像の持つ特徴が分析された.次に,第2章「暴力映像と攻撃」では,表現形式の異なる映像刺激(「暴力性」の高い映像と「娯楽性」の高い映像)を用いて,暴力映像が視聴者の認知・感情・生理反応・攻撃行動に及ぼす効果を実験的に検討した(研究4).そして最後に,第3章「暴力的テレビゲームと攻撃」(研究5・6)では,多様なテレビゲームを役割同化性と刺激反応性の2側面から分類し,各々の特徴の強いテレビゲームがプレイヤーの認知・感情・生理反応そして攻撃行動にどのような影響を及ぼすかを実験的に検討し,また仮想現実感・全能感・他者軽視感など,テレビゲームの持つ様々な特性が検討された.本研究では,映画やTVにおける暴力映像や暴力的テレビゲームが視聴者にどのように受けとめられ,また,視聴者の認知,感情,生理反応および行動に影響を及ぼすかをテーマに6つの実験を行い,その成果は3章からなる報告書にまとめられた.まず,第1章「暴力映像の印象評価と分類-娯楽性と暴力性の観点から-」(研究1・2・3)では,人気の高いTV番組や映画から28の映像を選び,視聴者の印象評価の分析から,暴力映像は,残酷で衝撃的な「暴力性」の高い暴力映像と,残酷さがなく虚構的で様式化された「娯楽性」の高い暴力映像の2種類に分けられることを明らかにし,各々の映像の持つ特徴が分析された.次に,第2章「暴力映像と攻撃」では,表現形式の異なる映像刺激(「暴力性」の高い映像と「娯楽性」の高い映像)を用いて,暴力映像が視聴者の認知・感情・生理反応・攻撃行動に及ぼす効果を実験的に検討した(研究4).そして最後に,第3章「暴力的テレビゲームと攻撃」(研究5・6)では,多様なテレビゲームを役割同化性と刺激反応性の2側面から分類し,各々の特徴の強いテレビゲームがプレイヤーの認知・感情・生理反応そして攻撃行動にどのような影響を及ぼすかを実験的に検討し,また仮想現実感・全能感・他者軽視感など,テレビゲームの持つ様々な特性が検討された.平成9年度における研究計画【実験1】暴力映像の印象について分析することを目的にした.テレビ放映や年間配給収入が高い洋画の中から28本の暴力的映像を選択した.4本の映像で1つの刺激セットを作り,呈示順序を逆にしたものを合わせて,合計14種類の刺激セットを作成した.刺激セットの各映像を題名と概略を述べた後に約3分間放映し,質問紙上で映像の印象に関する評定を行わせた.因子分析の結果,“・快-陰鬱"“力動性"“現実-虚構"“様式化"の4因子を抽出した.28映像のなかでも,ドキュメントや戦争映画は,陰鬱で,現実的で,様式的でなく,アニメーションや時代劇は,・快で,力動的で,虚構的で,様式的であるといった印象が強かった.【実験2】暴力映像を暴力性と娯楽性という観点から比・分析し,感情との関係を検討すること,および視・によって生じる感情,および映像の内容との関係を分析し,暴力映像の分類を試みることを目的にした.実験1の分析に基づいて10種類の映像を選択した.5本の映像で1つの刺激セットを作り,呈示順序を逆にしたものを合わせて,合計4種類の刺激セットを作成した.手続きは,実験1と同じであった.その結果,(1)残酷で衝動的な映像ほど“暴力性"が高く,一方,残酷さがなく虚構的で様式化された映像ほど“娯楽性"が高いといった印象を与えた.(2)“暴力性"と“娯楽性"といった印象評価は,映像中に含まれる暴力行為の出現頻度とは無関係であった.(3)映像の“暴力性"と不快感情および虚無感情,“娯楽性"と快感情との間に有意な正の相関がみられた.【実験3】暴力性および娯楽性の程度が高中低と異なる暴力映像が視・者の感情・認知・生理反応に与える影響を分析することを目的にした.実験2の結果から(1)暴力性/娯楽性の程度が高中低と異なる,(2)フィクション映像である,の2つの基準で4類の映像を選択した.はじめに3分間安静状態で生理反応の基準値を得て,映像の題名と概略を述べ約3分間放映した後,視・中に思い浮かんだ思考を3分間自由に記述させた.次に質問紙上で(1)映像の印象,(2)視・によって生じた感情,に関する評定を行い,最後に再び安静状態での生理反応を3分間測定した.その結果,(1)“暴力性"の高い暴力映像は不快感情思考,不快感情,虚無感情を,一方,“娯楽性"の高い暴力映像は快感情思考,快感情を強く生じさせた.

(2)女子のほうが不快感情思考,不快感情を強く抱いた.(3)反応相互間の分析の結果,暴力映像によって生じる感情と思考は対応関係にあった.平成10年度における研究成果暴力的テレビゲームが攻撃行動に及ぼす影響について,調査法および実験法によって検討した.研究1では,暴力的テレビグームを分類し,研究2の刺激材料として2つの典型的なテレビゲームを抽出することを目的にした.研究2では,テレビグームへの参加性(ゲームを視聴体験する場合と実際に参加プレイする場合)の違いが,挑発を受ける場面において,どのように攻撃行動(思考,生理反応を含む)に影響を及ぼすか検討することを目的にした.【研究1】大学生25名が,6ジャンル12種類の暴力的テレビグームについて,その性質(11項目),印象(11項目),人気度や難易度(5項目)などについて質問紙によって評定した.ゲームの性質では,〈役割同化性〉と〈刺激反応型〉の2因子が抽出された.印象については,〈暴カ性〉と〈娯楽性〉因子にまとめられた.【研究2】調査1から刺激材料として,典型的な〈役割同化型ゲーム〉と〈刺激反応型ゲーム〉が選択された.60名の男子大学生は,取り組んだ"学習課代題"の結果について,相手から低く評価されるなど挑発を受けた.その後,各ゲームごとに,実際にプレーする群と他者がプレーした録画を観察する群に分かれ,実験後,認知,感情、生理反応,および攻撃行動を測定した.その結果,〈役割同化型ゲーム〉は,キャラクターとの同一化をしやすいため,攻撃的な認知やネガティブな感情をより強く活性化するが,緊張を解消するためか攻撃行動を抑制する効果があった.一方,〈刺激反応型ゲーム〉は,アクション性(反射神経やコントロール技術)が高いために,攻撃的認知を活性化する傾向があることがわかった.
工業用触媒として期待される新規ラクトナーゼの基礎解析と機能開発

種々の菌株から単離されたラクトナーゼについて、構造・機能に関する解析を行った。Fusarium oxy sporum由来のラクトナーゼ遺伝子をAspergillus属やAcremonium属カビの発現系を用いて、発現させることに成功した。Aspergillusでの発現では酵素は菌体内に発現できるため菌体をアルギン酸カルシウムで固定化した後、触媒としてDL-パントラクトンの光学分割に利用できることがわかった。またAcremoniumでの発現では酵素を菌体外に著量生産させることができることから、酵素そのものを触媒として用いる反応系への応用が期待される。A. tumefaciensのラクトナーゼは、Fusarium oxysporumのラクトナーゼと全く逆の立体選択性を有しており、コードする遺伝子のクローニングを行った結果1次構造上新規な酵素であることが明らかとなった。また、A. calcoaceticusのラクトナーゼは、ラクトン環加水分解能以外にハロペルオキシダーゼ活性をも有するユニークな多機能酵素であり、セリンヒドロラーゼファミリーに属する酵素であることがわかった。A. calcoaceticusラクトナーゼ遺伝子を大腸菌で大量発現させることに成功し、この菌体を直接触媒として用いることにより、セトラキサート等の医薬原料の効率的生産が可能となった。さらに、A. calcoaceticusのラクトナーゼの生体内での生理学的意義を調べるために、ラクトナーゼ遺伝子周辺の遺伝子構造を明らかにするとともに、ラクトナーゼ遺伝子欠失株を調製して検討を行った。その結果、本ラクトナーゼは過酢酸等の酸化的ストレスに対して、抵抗性を示すために防除的に作用しているものと推定された。AgrobacteriumtumefaciensおよびAcinetobacter calcoaceticusが、新規なラクトナーゼを生産することを見出した。A.tumefaciensのラクトナーゼは、すでに報告しているFusarium oxysporumのラクトナーゼと全く逆の立体選択性を有しており、また、A.calcoaceticusのラクトナーゼは、ラクトン環加水分解能以外にハロペルオキシダーゼ活性をも有するユニークな多機能酵素であることがわかった。これらのラクトナーゼは、今後、有用物質生産プロセスにおいて利用できることが期待される。さらに、これらのラクトナーゼに関して、遺伝子工学的手法を用いて、コードする遺伝子のクローニングを行った結果、ともに遺伝子全長のクローニングに成功した。それぞれの遺伝子からの推定アミノ酸配列をデータベース中のタンパク質と比較した結果、A.tumefaciensのラクトナーゼは1次構造上新規な酵素であることが明らかとなった。また、A.calcoaceticusのラクトナーゼはセリン残基を活性中心にもつセリンヒドロラーゼファミリーに属する酵素であることがわかった。現在、これらの遺伝子を大量発現させた大腸菌を用いて、有用化合物の生産プロセスに応用すべく研究を進めている。さらに、これらのラクトナーゼの生理学的意義を調べるために、ラクトナーゼ遺伝子周辺の遺伝子構造を明らかにするとともに、ラクトナーゼ遺伝子欠失株を調製して検討を行った。これによりラクトナーゼの生理的意義が明らかとなりつつある。Fusarium oxysporum由来のラクトナーゼ遺伝子をAspergillus属やAcremonium属カビの発現系を用いて、発現させることに成功した。また、Acremoniumでの発現では酵素を菌体外に著量生産させることができることから、酵素そのものを触媒として用いる反応系への応用が期待される。一方、Acinetobacter calcoaceticusに見出したラクトナーゼの遺伝子を大腸菌で大量発現させることに成功した。この菌体を直接触媒として用いることにより、セトラキサート等の医薬原料の効率的生産が可能となった。

さらに、A. calcoaceticusのラクトナーゼの生体内での生理学的意義を調べるために、ラクトナーゼ遺伝子周辺の遺伝子構造を明らかにするとともに、ラクトナーゼ遺伝子欠失株を調製して検討を行った。その結果、本ラクトナーゼは過酢酸等の酸化的ストレスに対して、抵抗性を示すために防除的に作用しているものと推定された。この他にも、Agrobacterium tumefaciensのラクトナーゼやPseudomonas putidaのラクトナーゼについて、解析を行った。今後これらのラクトナーゼが工業用触媒として利用されることが大いに期待される。
既存不適格建物の耐震補強に用いる鋼材ブレースのエネルギー吸収性能評価

最終年度となる平成22年度においては,昨年度において構成した三次元構造物を対象とした時刻歴応答解析手法を用いて,ブレース部材の破断を考慮した大地震時におけるブレース付ラーメン骨組のエネルギー吸収性能について分析した。その結果,ブレース部材の破断を考慮した場合のブレース付ラーメン骨組の時刻歴応答およびエネルギー吸収性能は,考慮していない場合に比較して大きな差異を生じることを示した。プレースの部材破断を考慮した場合,骨組の変位応答に大きな差異は見られないものの,柱梁の負担するエネルギー吸収量が大きく増大する例も見られた。本研究では,柱梁のエネルギー吸収性能については対象外としていたが,ブレースの部材破断に伴い柱梁の損傷が増大し,骨組全体のエネルギー吸収性能が大きく低下する可能性があることが確認された。以上より,既存不適格建物の耐震補強に用いる鋼材ブレースが地震力を受けて破断に至るまでのエネルギー吸収性能を評価し,同ブレースを用いた骨組の大地震時における時刻歴応答およびエネルギー吸収性能を比較検証することが可能となった。これにより,既存不適格建物に想定以上の地震動が入力された場合に必要となる鋼材ブレースの補強量を,より適切に把握できるようになると考えられ,信頼性の高い耐震補強設計法の確立に貢献したものと考えられる。以上の研究成果は国内外の学術会議および学術雑誌を通して発表しており,多数の研究者との意見交換および交流を密に図ることが出来た。初年度である今年度は,鋼材ブレース部材の性能に着目し,既存不適格建物の耐震補強に用いられる耐震ブレース及びエネルギー吸収型制振ブレースの2種類に主眼を置き,それらの評価に取り組んだ.これらの鋼材ブレースの地震入力下における不安定現象を定量的に捉える事が,補強された建物の耐震性能を評価する上で有効な手段となる.まず,繰返し軸力下において局部座屈を伴うことにより,大きくエネルギー吸収性能が低下する強度型耐震ブレースに対して,既往の評価手法を展開し,より実挙動と対応させ再構成を行った.続いて,エネルギー吸収型制振ブレースに関しては,平鋼をモルタル充填された鋼管により拘束される形式の座屈拘束ブレースを対象として検討した.まず,接合部の剛性が不十分である場合に引き起こされる座屈拘束ブレースの全体座屈の有効座屈長を,各部節点にバネ剛性を配置して算出する手法を提案した.有効座屈長を算出するためには,接合部及び拘束材端部の回転剛性が必要となり,その回転剛性について実験的及び解析的に調査した.これらの結果を元に,得られた回転剛性より有効座屈長を算出する手法を提案した.また,座屈拘束ブレース拘束材の芯材強軸方向の厚さが不十分であるために生じる芯材局部座屈及び拘束材の局部座屈破壊現象について,実験及び有限要素法による解析に基づいて分析検討した.さらに芯材が拘束材を局部座屈破壊させる現象について力学的に分析し,芯材に対する拘束材の設計条件について提案を行った.又,得られた成果は一部を応用し,学内建物の耐震改修に応用された.以上の研究成果は「11.研究発表」に示す論文において発表され,国際会議発表においては国内のみならず国外においても海外研究者との質疑及び意見交換を行った.2年度目となる平成21年度においては,ブレース部材を用いた既存不適格建物の耐震性能を評価するために用いられる時刻歴応答解析手法について検討した。耐震設計においては,建物が保有する終局時の耐力を適切に評価する必要があり,地震時における部材の応答挙動を定量的に捉える事が,建物の耐震性能を評価する上で有効な手段となる。想定以上の地震力がブレース付建物架構に入力された場合,座屈を伴うブレース部材が繰返し軸力を受け破断する可能性があるが,現状の一般的な設計法では部材破断は考慮されておらず,建物の終局状態の耐力評価にはブレース部材破断を定量的に評価することが肝要となる。昨年度までに得られた座屈を伴うブレース部材が破断に至るまでの累積変形性能を,部材の履歴性状の影響を加味して再評価し,三次元構造物の時刻歴応答解析手法へ組込む方法について検討を行った。構築した解析手法を用いることにより,想定以上の激震が入力された際のプレース付建物架構の時刻歴応答を定量的に評価し得るものと考えられる。また,日米共同研究の一環として実施された実大三次元震動破壊実験施設を用いた制振部材付構造物の振動載荷実験に参加する機会が得られた,対象試験体の設計時には,これまで検証したエネルギー吸収型制振ブレース部材の評価法が用いられ,実験を通してその評価法の有効性を確認した。さらに,これまでに分析,検討した研究成果を「11.研究発表」に示す論文,国内会議及び国際会議の場において発表し,国内外を問わず様々な研究者と交流を深め,研究を進める際の見識が広げられた。

本研究では,柱梁のエネルギー吸収性能については対象外としていたが,ブレースの部材破断に伴い柱梁の損傷が増大し,骨組全体のエネルギー吸収性能が大きく低下する可能性があることが確認された。以上より,既存不適格建物の耐震補強に用いる鋼材ブレースが地震力を受けて破断に至るまでのエネルギー吸収性能を評価し,同ブレースを用いた骨組の大地震時における時刻歴応答およびエネルギー吸収性能を比較検証することが可能となった。これにより,既存不適格建物に想定以上の地震動が入力された場合に必要となる鋼材ブレースの補強量を,より適切に把握できるようになると考えられ,信頼性の高い耐震補強設計法の確立に貢献したものと考えられる。以上の研究成果は国内外の学術会議および学術雑誌を通して発表しており,多数の研究者との意見交換および交流を密に図ることが出来た。
レーザインサイジングによる高機能木材の開発

本研究計画は当研究室で確立されたレーザインサイジング技術を用いて、平成7年度までに燃え難い無機質複合化木材・狂い難く腐り難い樹脂複合化木材及びアセチル化木材の開発を行うものであった。最終年度になる平成7年度は申請時の課題を2年間で全て達成したので、気体を浸透させるホルマ-ル化処理の研究・開発と3年間の総括を行った。それらは以下の通りである。1.供試材には、注入性にむらがあるベイツガ心材と辺心材、難注入材であるベイマツ心材、辺材も注入性が悪いスプル-スの心材と辺心材の何れも2×4材を選定した。2.幅80mmを貫通するレーザ光の照射条件は、焦点距離20吋のZnSe製レンズで、焦点はずし距離が-20mmのときに、出力は1200Wで、照射時間は200350msとなった。3.単一穴からのホルムアルデヒドの浸潤長と木口面からの浸潤長を調べたところ、レーザ穴からの浸潤長が木口面からのそれより短いことが分かった。これより、木材の熱分解生成物が気体のホルムアルデヒドの浸透を阻害している可能性がある。4.素材への気相処理は困難であるとされていたが、予想に反して濃度が半分に低下するところまでの浸潤長は、ベイマツの繊維方向で約50mm、半径や接線方向で数ミリと大きかった。それ故、インサイジング密度を5千から5万6千個/m^2までの広い範囲で設定したが、何れの試験体も中央部までそれなりにホルマ-ル化されていた。5.寸法安定性は、抗膨潤能で目標の70%には至らなかった、それに近い値が得られた。耐朽性は概ね目標値である3%を下回った。6.3年間の結果を総括すると、レーザインサイジングによって木材素材を燃え難く、腐り難く、狂い難くするための種々の処理が円滑に行えることが分かった。今後は穴あけ能率の向上や目立ち難い穴あけ技術を開発する必要がある。当研究室で確立されたレーザインサイジング技術で平成7年度までに燃え難い無機複合化木材・狂い難く腐り難い樹脂複合化木材・狂い難いアセチル化木材の開発を行う本研究の初年度に取り上げた無機複合化木材の開発研究の結果、次のようなことが明らかになった。(1)無機質複合化木材を開発するために、難注入材で防火扉等に使われる可能性のあるベイマツ心材を選定した。(2)耐火試験に必要な材幅220mmの半分の深さの穴があけられる照射条件を求めたところ、焦点距離20"のZnSe製レンズを用い、焦点はずし距離を-20mmとし、出力1500W、照射時間700msecで、深さ120mm以上の穴があけられることができた。(3)塩化バリウムとリン酸アンモニウムに順次浸漬する二重拡散法を施して、単一穴からの木材中への無機塩の浸潤を調べたところ、繊維方向に47mm、繊維直交方向に11.4mm浸潤したので、それを参考にインサイジングパターンを決定した。

(4)求めたパターンによって580(L)×220(R)×20(T)mmの供試材にレーザインサイジングを行い、(3)と同様の方法で処理を1回と2回繰り返す薬液処理を、インサイジングしない材も含めて施し、乾燥後耐火試験を行った結果、炎が貫通する時間が35割長くなり、試験体内部や裏面の温度上昇が大幅に抑えられた。(5)上記の材から20(L)×20(R)×20(T)mmの試験体を調整し、耐朽性能試験を行った結果、無機質複合化処理を行うと、重量減少率が無かったことから、耐朽性が十分あることも分かった。(6)従って、レーザインサイジングを施すことによって、可能となった無機質と複合化された素材は防火性と耐朽性の点から高機能性木材であると判定した。当研究室で確立されたレーザインサイジング技術を用いて、平成7年度までに燃え難い無機質複合化木材・狂い難く腐り難い樹脂複合化木材及びアセチル化木材の開発を行う。2年目になる平成6年度は樹脂複合化木材を研究・開発した。その結果、次のようなことが明らかになった。1.樹脂複合化木材を開発するために、対象樹種として、内装材に多用されるが注入性が悪いベイマツ心材と、辺材も注入性が悪いスプル-スを選定した。2.2×4材の広い面(化粧面)に傷を付けずに複合化処理を施すために、焦点距離20吋のZnSe製レンズで、焦点はずし距離を-20mm、出力を1200W、照射時間を250msecという条件にすると、材の側面から幅方向に照射して、貫通穴のあくことが分かった。3.単一穴からのフェノール樹脂の浸潤長を調べることは困難なので、広範囲のインサイジング密度でインサイジング行い、性能評価から最適インサイジング密度を求めることとした。インサイジングパターンは防腐剤の注入で用いたものを使用した。4.インサイジング材とそれを施さない材に数平均分子量325のフェノール樹脂の10%溶液を減圧注入し、熱硬化させて、フェノール樹脂複合化木材を製造した。5.含脂率はインサイジング密度の上昇と共に上がり、それに応じて抗膨潤能も上がったが、1015%の含脂率を得るには、ベイマツで5千個/m^2、スプル-スで3万個/m^2の密度が必要で、その場合でも抗膨潤能の目標の70%には30ポイント届かなかった。6.耐朽性試験の結果、樹脂複合化処理材の重量減少率はインサイジング密度の増大と共に低下して耐朽性が増したが、密度5万5千個/m^2で5%と目標の3%に漸く近づいた。7.以上の結果から、レーザインサイジングによって、寸法安定性と耐朽性を概ね満足するような樹脂複合化木材を製造できる可能性が示された。しかし、今後さらに耐久性を上げる処理を工夫する必要もある。本研究計画は当研究室で確立されたレーザインサイジング技術を用いて、平成7年度までに燃え難い無機質複合化木材・狂い難く腐り難い樹脂複合化木材及びアセチル化木材の開発を行うものであった。最終年度になる平成7年度は申請時の課題を2年間で全て達成したので、気体を浸透させるホルマ-ル化処理の研究・開発と3年間の総括を行った。それらは以下の通りである。1.供試材には、注入性にむらがあるベイツガ心材と辺心材、難注入材であるベイマツ心材、辺材も注入性が悪いスプル-スの心材と辺心材の何れも2×4材を選定した。2.幅80mmを貫通するレーザ光の照射条件は、焦点距離20吋のZnSe製レンズで、焦点はずし距離が-20mmのときに、出力は1200Wで、照射時間は200350msとなった。3.単一穴からのホルムアルデヒドの浸潤長と木口面からの浸潤長を調べたところ、レーザ穴からの浸潤長が木口面からのそれより短いことが分かった。これより、木材の熱分解生成物が気体のホルムアルデヒドの浸透を阻害している可能性がある。4.素材への気相処理は困難であるとされていたが、予想に反して濃度が半分に低下するところまでの浸潤長は、ベイマツの繊維方向で約50mm、半径や接線方向で数ミリと大きかった。
革新的核融合炉実現へ向けた分割型高温超伝導マグネットの実証と普遍的接合法の創成

1.接合部極限性能予測手法の開発:極低温・磁場環境下でREBCO線材の界面抵抗を非破壊で評価する手法を考案し、計測した界面抵抗を用いて高精度に接触抵抗を抽出する手法を確立した。また、接合抵抗の温度・磁場角度依存性を評価し、接合面に対して磁場角度が5度以内、かつ10 K以下の温度域で磁場増加による接合抵抗の増加が顕著にみられることを示した。加えてX線CTによって分析した真実接合面積と抽出した接触抵抗に相関関係があることを見出した。さらに渦電流探傷法による接合部内部空隙検出の可能性、ガイド波探傷法による接合部端部剥離検出の可能性についても示した。2.超伝導物理に基づく機能分割構造導体の設計:REBCO線材に陽子線照射を行い、照射量、照射位置と線材の臨界電流の関係性、およびその温度依存性を評価した。臨界状態モデルおよび自己磁場評価に基づいてピン配置を行った場合に臨界電流の低下を抑制する結果を得ており、理論予測が正しいことを示した。3.多孔質体を利用した冷却システムの性能予測と分割流路設計:本課題で導入した可視化用液体窒素クライオスタットおよび液体ヘリウムクライオスタットを用いて、金属多孔質体のプール沸騰の可視化および沸騰曲線の冷媒依存性の評価を行い、伝熱相関式の高度化を図った。また分割型マグネットの接合部および冷却流路をモデル化し、伝熱特性の流路形状、冷媒、電流負荷率依存性を評価し、冷却安定性についてのデザインウィンドウを構築した。4. 100 kA級のモックアップマグネット製作による分割型高温超伝導マグネット総合設計と実証:10 kA級REBCO導体のブリッジ式機械的ラップジョイントにジョイントピースと低温熱処理を導入し、液体ヘリウムクライオスタットを用いて、10 kA級通電試験を実施した結果、従来の1/6の製作時間、かつ1/3の接合抵抗を実現することに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は核融合炉実現に不可欠となる先進的分割型高温超伝導マグネットの実証を目的とする。以下、本年度に得られた実績をまとめる。1)接合部極限性能予測手法の開発:機械的ラップジョイントの接合サンプルを用いて接合抵抗の温度・磁場依存性を取得し、77 K、0 Tの接合抵抗から、各温度・磁場条件での接合抵抗を予測するモデル式を提案した。また、常温で接合サンプルのインピーダンス測定を行い、統計学処理によって、冷却時の接合抵抗と相関が得られることを示した。2)超伝導物理に基づく機能分割構造導体の設計:超伝導の臨界状態モデルを模擬した電磁場解析コードを用いて均一超伝導材の電流輸送解析を実施し、解析コードの妥当性の検証を行った。解析結果は理論的に予測できる電流分布とよく一致しており、今後はこれを用いて機能分割構造導体の構造検討を行う予定である。3)多孔質体を利用した冷却システムの性能予測と分割流路設計:ブロンズ粒子金属多孔質体とサブクール液体窒素を用いて、除熱特性のサブクール度、多孔質体粒子径の依存性のデータを評価した。また、分割型マグネットの接合部、流路構造をモデル化して、伝熱解析による冷却構造の検討を行い、多孔質体を用いた部分強制冷却によって、万一の接合抵抗上昇に対しても冷却が可能であることを示した。また、可視化試験によって曲がり管後流部の流れ場を明らかにした。4) 100 kA級のモックアップマグネット製作による分割型高温超伝導マグネット総合設計と実証:液体ヘリウム浸漬冷却体系において機械的接合部を持つ大型高温超伝導導体の通電試験を最大8 Tの環境下で行い、接合抵抗2 nΩで1時間の100 kA安定通電に成功した。また、ヘリカル型核融合炉のヘリカルコイル・支持構造材をモデル化して電磁力解析を行い、分割型マグネットを支持でき、かつメンテナンスポートを確保できる構造を提案した。1)接合部極限性能予測手法の開発:接合抵抗の温度・磁場依存性予測のためのモデル式を実験データを用いて修正した。またX線CTによる接合部画像解析により、接合面においてマクロな接触領域を判別できることを示した。接合部の検査手法の開発として取り組んでいる電磁非破壊検査では、交流電流供給、インピーダンス測定体系の改善により、より高周波での測定が可能になったが、ノイズ軽減など引き続き検討が必要な状況である。2)超伝導物理に基づく機能分割構造導体の設計:超伝導物理に基づき、高温超伝導線材の積層導体の臨界電流を向上しうるピン止め位置の検討を行った。本検討に基づき、ピン止め位置を制御する線材を製作するために、プロトン照射を行うことを予定しており、本年度は加速器のエネルギー、照射位置の検討も行った。3)多孔質体を利用した冷却システムの性能予測と分割流路設計:ブロンズ粒子金属多孔質体と液体窒素を用いて沸騰曲線の粒子径依存性を評価した。また水、液体窒素を用いた場合の実験データを用いて既存の伝熱相関式を修正し、対流・核沸騰・核沸騰限界点の伝熱相関式を構築した。また、伝熱相関式を元に、液体ヘリウム、液体ネオン、液体水素を用いた場合の熱伝達性能を予測した。4) 100 kA級のモックアップ

マグネット製作による分割型高温超伝導マグネット総合設計と実証:東北大にて液体ヘリウム浸漬冷却体系で10 kA通電が可能なクライオスタットの整備を行った。さらに、3Dプリンタを用いて、ヘリカル炉の分割型高温超伝導マグネットのセグメントのピッチ単位を検討し、導体接続巻き線方式において、これまでの半ピッチ接続から1ピッチ接続に変更が可能であることを示した。本年度は、1)常温環境下における接合サンプルのインピーダンス特性取得、X線CTなどを援用した接合部検査の拡張、接合抵抗の構造・温度・磁場依存性のデータ蓄積、2)ピン止め力の高い線材と臨界電流の高い線材を組み合わせた単純積層導体体系の検討と実験的評価、3)金属多孔質体と液体窒素を用いた冷却システムの実験データの蓄積と、他の極低温冷媒を用いた場合の伝熱性能予測、4) 10 kA通電が可能なクライオスタットの整備と中型導体の通電試験、3Dプリンタや各種数値解析を用いた導体構造、巻線構造、冷却流路構造、マグネット支持構造の設計検討の着手、を交付申請書時点で予定していた。クライオスタット設備の導入に時間がかかるなど、一部実施ができなかった項目もあるが、冷却性能の伝熱相関式の構築が予定よりも進んだこともあり、おおむね順調に進展していると判断できる。本研究は核融合炉実現に不可欠となる先進的分割型高温超伝導マグネットの実証を目的とする。以下、本年度に得られた実績をまとめる。1)接合部極限性能予測手法の開発:生体の元素分布評価に用いられている2色X線CT撮影法(低原子番号元素分析に限定)を高原子番号元素の分析用に独自に拡張して、接合部非接触領域と考えられる部分の元素分析を行う体系を構築した。また、数値計算による渦電流探傷法の適用の検討に新たに着手した。また接合抵抗の磁場角度依存性の詳細データの取得を行い、接合面に平行である角度前後のみで、磁場上昇による接合抵抗の著しい増加が観測されることを確認した。2)超伝導物理に基づく機能分割構造導体の設計: REBCO高温超伝導線材内に陽子線照射により人工ピン分布を生成し、同線材の臨界電流を77 K、自己磁場において評価した。また、同線材の積層導体を製作し、同様に臨界電流を評価した。線材レベルにおいては仮説を支持する結果が得られたが、積層導体にした場合には現状の条件では、臨界電流は通常の導体と同等であった。3)多孔質体を利用した冷却システムの性能予測と分割流路設計:これまで用いてきたブロンズ粒子焼結多孔質体に加え、銅粒子焼結多孔質体を用いて液体窒素の沸騰曲線を取得し、伝熱相関式に多孔質材料依存性を取り入れた。また、冷媒のサブクール度依存性を考慮して、伝熱相関式を修正した。4) 100 kA級のモックアップマグネット製作による分割型高温超伝導マグネット総合設計と実証:曲率を持つ導体の機械的接合の検討にも着手した。導体を直線状に接合してから曲げを施した場合、接合部強度がREBCO線材強度よりも高いことを示した。また、絶縁層を導入した10 kAプロトタイプ導体の接合サンプルの試作を行い、接合抵抗が線材の接合サンプルと同等になることを確認した。1)接合部極限性能予測手法の開発:当初予定していなかった2色X線CTによる接合部検査に着手できており、一定の成果を得ている。
頭部外傷後の脳虚血侵襲時に出現する神経幹細胞の性質及び動的変化の病理組織学的検討

本研究の目的は、頭部外傷による虚血侵襲を受けた剖検脳において、成人脳のニューロン新生の舞台である側脳室・脳室下帯の形態学的変化を病理組織学的に解析することである。しかし、必要とされる頭部外傷事例が研究期間内に集積できず、さらにいくつかの事例は死後変化のため本研究から外さざるを得なかった。集積された事例に関しては、ルーチン染色標本までは作製したが、免疫組織化学染色は予備実験として数例施行したに留まった。この予備染色はルーチン染色と合わせて、脳室下帯の正常構造を把握するために役立てた。研究期間中には、数多くの学会、セミナーに参加して最新の知識を集積した。今後とも本実験を継続して行く予定である。本研究の主な目的は、頭部外傷による虚血侵襲を受けた剖検脳を用いて、成人脳のニューロン再生の舞台として知られている側脳室・脳室下帯(及び上衣細胞)の形態学的変化を病理組織学的に解析することである。さらに研究で得られた結果から神経再生のメカニズムを解明し、最終的には脳の再生医療に有益な情報を法医学領域より提供することを目指す。通常、頭部外傷事例を解剖する機会を持つのは、(病理学者ではなく)法医学者である。したがって、法医解剖からのみ得られるヒト頭部外傷の剖検脳を用いての神経再生に関する研究は前例がなく独創的である。以上のことから、本事例遂行に重要な点は頭部外傷事例及び対象事例の集積であると思われる。平成25年度は執刀した頭部外傷事例が少なかったが、交付申請書内に『十分な症例数が集積できない場合の対応』として記載したように、平成24年度以前の事例を含めるとデータ解析に十分な数に達するであろうと思われる。ただし、研究の目的として挙げた『虚血侵襲後生存期間の異なる剖検脳における神経幹細胞の変化』に関しては、集積事例のほとんどが頭部外傷後に比較的短時間で死亡した事例もしくは医療機関で1日程度生存した事例であるため、データ解析に必要な事例(例えば受傷から死亡までの期間が数日間、数週間、数ヶ月の事例)の集積は今後も困難であることが予想される。なお、平成25年度には頭部外傷、神経病理、法医病理、神経科学に関する多くの学会、セミナー、研究会に参加し、実験の遂行に必要とされる最新の情報を得ることができた。以上のことから、本研究遂行のために特に重要なプロセスは、解析に必要な数の頭部外傷事例及び年齢をマッチさせた対象事例の集積である。前年度の「研究実績の概要」に記載したように平成25年度は頭部外傷事例が少なかったが、平成26年度は解剖事例が比較的多い年であり、また比較的少ない乳幼児や若年者の解剖事例も多く執刀した。したがって、受傷後からある程度の時間(数週間、数ヶ月)が経過して死亡した事例は未だ少ないものの、有意な実験結果を得るためのデータ解析に十分な事例はほぼ集積したと考えている。なお、平成25年度同様、平成26年度にも、頭部外傷、法医病理、神経科学に関する主要な学会、セミナー、研究会に参加し、実験の遂行に必要とされる最新の知識を得てきた。したがって、法医解剖からのみから得られるヒト頭部外傷の剖検脳を用いての神経再生に関する研究は前例がなく独創的である。前年度の「研究実績の概要」に記載したように、平成26年度でデータ解析に十分な事例はほぼ集まったと考えたが、受傷後の形態学的変化をより詳細に検討するために必要な、『受傷後からある程度の時間(数週間、数ヶ月)が経過して死亡した事例』は十分に集まっていない状態であった。平成27年度にはさらに事例の集積を継続していたが、期待していた事例を集積することができなかった。実験に必要な左右の側脳室(上衣細胞、脳室下帯を含む)は、高度腐敗事例を除くほとんどの事例においてルーチンで切り出しているため、パラフィンブロックまではすでに作成済みであり、多くの事例ではルーチン組織染色も完了している。最終年度である平成27年度には免疫組織化学染色を完了する予定であったが、継続していた事例集積に関して、期待していた事例が集まらなかった。

また、平成27年度は全体の業務における解剖業務の比重が増加したため、本研究のエフォート率を下げざるを得なかったことも遅延に寄与している。本研究の主な目的は、頭部外傷による虚血侵襲をを受けた剖検脳において、成人脳のニューロン再生の舞台として知られてる側脳室・脳室下帯(及び上衣細胞)の形態学的変化を病理組織学的に解析することである。さらに研究で得られた結果から神経再生のメカニズムを解析し、最終的には脳の再生医療に有益な情報を法医学領域より提供することを目指す。通常、頭部外傷事例を解剖する機会を持つのは、(病理学者ではなく)法医学者である。したがって、法医解剖からのみ得られるヒト頭部外傷の剖検脳を用いての神経再生に関する研究には前例がなく、独創的である。以上のことから、研究計画立案時より、本研究遂行のために特に重要なプロセスは、解析に必要な数の頭部外傷事例、及び年齢をマッチさせた対象事例の集積であったが、平成27年度、平成28年度とも必要とされる頭部外傷事例の数自体が少なく、さらにいくつかの頭部外傷事例は、死後変化の影響が強かっため、本研究から外さざるを得なかった。集積された事例に関しては、組織ブロック及びルーチン染色標本までは作成したが、免疫組織化学染色に関しては、染色条件を決定し、手技を安定させてから集積した事例すべてを染色した方が好ましいという観点から、予備実験として数例を染色したのみである。なお、これらの予備染色は、ルーチン染色と合わせて、脳室下帯の正常構造を把握するために役立てた。研究期間中には、頭部外傷、法医病理、神経病理、神経解剖、神経科学、画像神経診断に関する多くの学会、セミナー、研究会に参加したが、今後の実験の継続に必要である最新の情報を得るために非常に有益であった。科学研究費助成事業の助けによって得られた研究実績を土台として、今後とも本実験を継続して行く予定である。本研究の目的は、頭部外傷による虚血侵襲を受けた剖検脳において、成人脳のニューロン新生の舞台である側脳室・脳室下帯の形態学的変化を病理組織学的に解析することである。しかし、必要とされる頭部外傷事例が研究期間内に集積できず、さらにいくつかの事例は死後変化のため本研究から外さざるを得なかった。集積された事例に関しては、ルーチン染色標本までは作製したが、免疫組織化学染色は予備実験として数例施行したに留まった。この予備染色はルーチン染色と合わせて、脳室下帯の正常構造を把握するために役立てた。研究期間中には、数多くの学会、セミナーに参加して最新の知識を集積した。今後とも本実験を継続して行く予定である。実験に必要な左右の側脳室(上衣細胞、脳室下帯を含む)は、高度腐敗事例を除くほとんどの事例においてルーチンで切り出しているため、パラフィンブロックまではすでに作成済みであり、一部に対してはルーチン組織染色も完了している。平成26年度中には免疫組織化学染色を開始したいと考えていたが、染色条件を決定し、手技を安定させてから集積した事例すべてを染色した方が好ましいという考えもあり、未だ施行していない。平成28年度より本講座にスタッフが1名増えたため解剖業務の負担が軽くなり、研究へのエフォート率を上げることができると考えている。ルーチン染色を続行し、免疫組織化学染色を完了し、データ解析を行う。頭部外傷の神経病理ルーチン組織染色の続行、免疫組織化学染色施行。
接着斑キナーゼの抗アポトーシス機能を担う遺伝子およびタンパク質の探索

我々は接着斑キナーゼ(FAK)過剰発現細胞を用いFAKの抗アポトーシス機能を明らかにしてきた。さらにFAK過剰発現細胞における新規なシグナル伝達経路を見い出した。すなわちFAKからのPKCα,β,ηの活性化、それに続くcyclinD3の上昇を証明した。本研究ではFAK過剰発現細胞で上昇するタンパク質を二次元電気泳動により解析、同定を進めた。抗アポトーシス機能に関連する数種のタンパク質hsp70,peroxyredoxin 2,Rho-GDIなどの発現上昇を確認した。これらのタンパク質の同定はN-末アミノ酸シークエンサー、MALDI-TOF/MS,LC/MS/MSにより行った。これらのタンパク質はmRNAレベルでも発現上昇しており、FAKの活性化阻害剤PP2で阻害されることによりFAKの下流で制御されている転写因子が関与していることが示唆された。またFAK過剰発現細胞では活性酸素除去系が活性化していることがわかった。これらの結果を裏付けるようにFAK過剰発現細胞では過酸化水素による膜脂質の酸化が阻害されていた。また、FAK過剰発現細胞ではTRAILに対しても抗アポトーシス機能を有することを見い出した。この機序について調べたところ、caspase-8の発現が減少していた。次にcaspase-8プロモーターに結合する転写因子の関与をゲルシフト分析により調べたところ、caspase-8の転写活性化に必須のSP1が全く活性化していないことを確認した。TRAIL受容体、caspase-8より下流のシグナル分子であるTRADD, FADDの発現には変化がなかった。FAKsiRNAでFAKの発現を抑制するとcaspase-8の発現が上昇し、TRAILに対しても感受性を回復しアポトーシスをおこした。これはFAK過剰発現のためにcaspase-8の発現抑制がおきたことを示すものである。さらにFAK過剰発現細胞における新規なシグナル伝達経路を見い出した.すなわちFAKからのPKCα,β,ηの活性化,それに続くcyclin D3の上昇を証明した.本研究ではFAK過剰発現細胞で上昇するタンパク質を2次元電気泳動により解析,同定を進めた。これらのタンパクの同定はN末アミノ酸シークエンサー、MALDI-TOF/MS, LC/MS/MSにより行った。これらのタンパクはmRNAレベルでも発現上昇しており、FAKの活性化阻害剤PP2で阻害されることにより、FAKの下流で制御されている転写因子が関与していることが示唆された.Peroxyredoxin 2の発現上昇と関連してチオレドキシンサイクルのタンパクの発現上昇をしらべたところ、thioredoxin reductaseの発現も上昇していた。またグルタチオンサイクルについてしらべたところ、PHGPxおよびglutathione reductaseの強い発現上昇が見られ、FAK過剰発現細胞では活性酸素除去系が活性化していることがわかった。また、FAK過剰発現細胞ではcaspase-8の発現が低下していることを見い出し、Src kinaseの関与を確認した。

抗アポトーシス機能に関する数種のタンパク質hsp70,peroxyredoxin 2,Rho-GDIなどの発現上昇を確認した。これらのタンパクの同定はN末アミノ酸シークエンサー、MALDI-TOF/MS, LC/MS/MSにより行った。これらのタンパクはmRNAレベルでも発現上昇しており、FAKの活性化阻害剤PP2で阻害されることにより、FAKの下流で制御されている転写因子が関与していることが示唆された.また抗アポトーシス機能に関連するタンパク質の上昇と相関して、FAK過剰発現細胞では活性酸素除去系が活性化していることがわかった。これらの結果を裏付けるようにFAK過剰発現細胞では過酸化水素による膜脂質の酸化が阻害されていた。また、FAK過剰発現細胞ではcaspase-8の発現が低下しておりTRAILに対して抗アポトーシス機能を有することを見い出した。転写因子の関与を調べたところ、sp1の活性化が抑制されていることを確認した。FAK-/-線維芽細胞を用いた実験でもFAKが存在しないとTNFαによるアポトーシスをおこしやすいことがわかった。そのシグナル伝達にはNFkB活性が関与していることがわかった。今回、FAKからの新たなシグナルとして、PI3-kinaseの他にFAK-sp1不活性化,FAK-NFkB活性化の経路を見い出した。さらに抗アポトーシスタンパクとして抗酸化酵素の発現上昇を確認した。
生体反応を利用した新しい細胞センサー型キャピラリー・クロマトグラフィの開発と応用

細胞の環境感知能力と光学的手法による情報・収集技法利用したキャピラリー電気泳動細胞センサーシステムに関する研究を行った。さらに局所水質環境をモニターするため、遊泳する単一細胞の動きのパターンを解析する研究を行うとともに、研究過程で得た知見や技術を派生研究に導入し、新たに生体第二高調波発生光(SHG光)に関する研究も展開した。また細胞の蛍光励起光源としての発光ダイオードの分光研究も平行して行い、成果を発表した。紙面の関係でここでは助成主題であるキャピラリー電気泳動システム細胞センサーについて概説する。ミトコンドリアに吸着するローダミン123蛍光色素(R123)を指標にし、細胞呼吸と関連した活性を知る。そのため酵母菌を長さ31cm,内径25μmのガラス管(キャピラリー)内の中央付近に付着させ、キャピラリー両端に5kVの直流電圧をかける。新たな技法としてキャピラリーにクラックを入れ、細胞に高電界がかからぬようにした。サンプル槽に2mMの水銀イオン溶液を注入した場合とpH2.5の酸性溶液注入ではR123の蛍光上昇に時間差が生じた。これらの液によって細胞が反応を起こし、一時的に活性が上がって蛍光ピークができた。しかもキャピラリーの分離効果によって水銀と酸では到達時間が異なっていた。以上の結果より、細胞をセンサーチップとした新しい電気泳動システムが実現可能であることがわかった。クラックの作製に関して、フェムト秒レーザーによる原子蒸散法を導入した。今回の試みでは、まだ機械的な位置決め精度の不足でクラックをうまく作りえていないが、完結するまで技術開発を継続する。以上、申請にあたっての研究計画について所期の成果を得たと思われる。細胞の環境感知能力と光学的手法による情報・収集技法を併用した生物マイクロセンサー方式のキャピラリー電気泳動システムの開発を目的としている。細胞に薬物や環境汚染物質などの刺激が加わるとミトコンドリア膜電位が変化したり、細胞質にカルシウムが放出されることに着目した。具体的には、ミトコンドリアに吸着するローダミン123蛍光色素(R123)を指標にする。R123膜電位に依存するため、細胞呼吸と関連した活性を知ることができる。センサー細胞として取り扱いが容易な酵母菌を用いた。細胞を長さ31cm、内計25μmのガラス管(キャピラリー)内の中央付近に吸着させ、キャピラリー両端に5kVの直流電圧をかける。これまで、キャピラリー両端にかかる電界(約150v/cm)によって蛍光強度が漸減するため、応用性に問題があった。そこで本研究では電界を直接細胞に印可することなく液流を発生する方式を採用した。具体的にはキャピラリーにクラックを入れ、クラック部とキャピラリー端に電界を加える。はじめに蛍光強度の電界依存性を調査したが、印加電圧の影響がなかった。次に細胞刺激物質としてサンプル槽に2mMの水銀イオン溶液を注入すると、17分後に細胞のR123蛍光が急上昇した。pH2.5の酸性溶液注入では10分後に蛍光が急上昇した。これらの液によって細胞が何らかの反応を起こし、一時的に活性が上がることを意味する。しかも、キャピラリーの分離効果によって、水銀と酸では到達時間が異なっていることが確認できた。以上の結果より、細胞センサーチップとした新しい電気泳動システムが実現可能であることが分かった。現在クラック作製を安定化するため、パルスレーザーによるマイクロ加工を試みたが、まだ成功には至っていない。また、カルシウム蛍光指示薬の導入を試みている。さらに細胞分子構造の変化に敏感な第二高調波光(SHG光)の導入や、励起光源としての発光ダイオード(LED)の分光研究も平行して行っている。細胞の環境感知能力と光学的手法による情報・収集技法を併用した生物マイクロセンサーに関する研究を行っている。ここでは

(1)キャピラリー電気泳動システムと細胞センサーを結合するもの、(2)遊泳する単一細胞の動きのパターンを解析するものについて研究を行うとともに、研究過程で得た知見や技術、あるいは購入機器を関連した研究に導入した。(1)として、ミトコンドリアに吸着するローダミン123蛍光色素(R123)を指標にし、細胞呼吸と関連した活性を知る。酵母菌を長さ31cm,内径25μmのガラス管(キャピラリー)内の中央付近に付着させ、キャピラリー両端に5kVの直流電圧をかける。キャピラリーにクラックを入れ、クラック部とキャピラリー端に電界を加えることで細胞に高電界がかからぬようにした。サンプル槽に2mMの水銀イオン溶液を注入した場合とpH2.5の酸性溶液注入では蛍光上昇に時間差が生じた。これらの液によって細胞が反応を起こし、一時的に活性が上がって蛍光ピークができる。しかもキャピラリーの分離効果によって水銀と酸では到達時間が異なっている。以上の結果より、細胞をセンサーチップとした新しい電気泳動システムが実現可能であることがわかった。(2)として、ゾウリムシ1個体の遊泳パターンを顕微鏡下でモニタ解析することを試みた。水銀イオン、ニッケルイオン、酸などで特有の遊泳パターン変化が見られ、適切なパターン閾値を決定すれば一滴の水試料であってもそこに含まれる有害物の有無の判定が可能になることが示唆された。これは簡便なマイクロ水質汚濁モニターに利用できる。現在パルスレーザーによるキャピラリーのマイクロ加工を試みている。さらに細胞分子構造の変化に敏感な第二高調波光(SHG光)の導入を試み、SHG光応用に関する成果を発表した。また励起光源としての発光ダイオード(LED)の分光研究も平行して行い、この成果も発表した。
線条体虚血細胞死のメカニズムの確明と神経移植による神経回路網の修復

(1)ラットの中大脳動脈あるいは全脳虚血モデルにおいて、線条体部の細胞外ドーパミンおよびグルタメート濃度が、虚血により上昇することが明かとなった。ドーパミン(D1)レセプター拮抗剤の投与や黒質の破壊によるドーパミン放出の抑制は虚血による線条体の細胞障害を減少させ、ドーパミンによる細胞障害の可能性が示唆された。全脳虚血ラットにフォスフォリパーゼC阻害薬を投与し、虚血時のアラキドン酸の産生を抑制すると、虚血早期で線条体部の細胞外グルタメートの上昇が抑制され、虚血時のアラキドン酸の上昇がさらなる細胞外グルタメートの上昇を引き起こしている可能性が示唆された。(2)ラットの片側性中大脳動脈閉塞モデルに胎仔線条体細胞を移植すると虚血により低下した受動回避試験、水迷路試験での学習能の改善が認められた。移植1ヶ月後にDiI(1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindo-carbocyanine perchlorate)でラベルした移植片を蛍光顕微鏡で観察すると、細胞の生着、軸索の伸展が認められ、免疫組織学検査でGABAあるいはアセチルコリンの存在が確認された。線条体からの投射部位である淡蒼球で細胞外GABA濃度を測定すると、虚血1ヶ月後のラットでは減少していたが、移植を受けたラットではほぼ正常レベルまで回復しており移植片からの神経伝達物質の補充が示唆された。オートラジオグラフィにより移植部位内でドーパミン性、アセチルコリン性、GABA性のレセプターの発現が認められた。これらのことから虚血による神経回路網の脱落が脳内神経移植により修復され、運動学習能が改善する可能性があることがわかった。しかしながら、移植片と宿主間との形態学的な連絡や電気生理学的な連絡は今回確認できず、また移植片からの成長・栄養因子等の分泌およびそれによる宿主残存組織の活性化の可能性なども検索できなかった。今後はこれらの問題点等を検討していく必要があろう。1.ラット中大脳動脈閉塞あるいは全脳虚血モデルでは、線条体内のド-パミンが上昇することを高速液体クロマトグラフィで確認し、同部位のグルタミン酸も上昇することを酵素サイクリング法により確かめた。このような実験モデルにド-パミン(D1)レセプタ-の拮抗剤を用いると線条体の虚血による神経細胞障害が減り、さらにあらかじめ黒質を破壊しド-パミンの放出を少なくさせておいても虚血による線条体の細胞障害が少なくなり、興奮毒性を持つグルタミン酸以外にもド-パミンによる細胞障害も無視できないと思われた。2.中大脳動脈閉塞したラットは受動回避反応で観察すると学習能の低下を認めた。このようなラットの線条体に、胎仔線条体細胞を定位的に移植すると、ほぼ正常ラットのレベルにまで上習能は回復した。胎仔線条体細胞をあらかじめDiIでラベルし、移植1カ月後に蛍光顕微鏡で観察すると、細胞の生着、軸索の伸展を認めた。さらに細胞の特性を免疫組織化学的に調べた所、生着した細胞にGABAあるいはアセチコリンの神経伝達物質が含まれていた。移植部位である線条体から淡蒼球への出力線維に含まれるGABAを高速液体クロマトグラフィで測定した。移植ラットでGABAのuptake blocker(nipecotic acid)で前処置すると、正常ラットと同様なGABAの反応を示した。

さらに、線条体の神経回路網(ド-パミン性、アセチルコリン性、GABA性線維)のレセプタ-をオ-トラジオグラフィを用い観察した所、移植部位内にもレセプタ-が発現していた。虚血ラットに対する脳内移植による機能回復のメカニズムを検討する上で、軸索を有する神経細胞の生着、神経伝達物質(GABA、アセチルコリン)の補充そしてそれらのレセプタ-の発現が関与することが示された。これらのことから、虚血脳による運動学習能の障害が脳内移植により回復する可能性が示唆された。1)ラット全脳虚血モデルでは、線条体での細胞外グルタメート濃度が上昇し、細胞毒性に働くことが知られている。我々は、細胞毒性のある線条体部の細胞外グルタメート濃度が、脳虚血時に産生される遊離脂肪酸によりどのような影響をうけているか検討した。断頭によるラット全脳虚血モデルをフォスフォリパーゼC阻害薬で前処置すると、虚血後早期で線条体部のアラキドン酸の産生が阻害された。このモデルを用いて線条体部の細胞外液をマイクロダイアリーシス法により採取、酵素サイクリング法を用いてグルタメートの濃度を測定したところ、フォスフォリパーゼC阻害薬を投与された群では、虚血後早期(0-4分)で非投与群に比ベグルタメート濃度が低下していることがわかった。これにより、脳虚血時の脳内のアラキドン酸の上昇がさらなる細胞外グルタメートの上昇を引き起こす可能性が示唆された。2)前年度、片側中大脳動脈を閉塞したラットの線条体に定位的に胎仔線条体細胞を移植すると、受動回避学習能が回復することを報告した。今回は、水迷路試験を用いて胎仔線条体細胞移植群および非移植群を検討すると、移植群で水迷路試験でも学習能が改善されることを確認した。又、植移された胎仔線条体細胞は移植後1年という長期においても生着しており、移植1ヶ月後に認められたのと同様にオートラジオグラフィでドーパミンレセプターやGABAレセプターが発現していることが観察された。