hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
伝統的気象予測手法「寒試し」とＩＣＴ農業の融合

これらデータをもとに、リンゴ農家が採用している「寒試し」データと我々の園地気象データを比較・検討を行った。また、リンゴ農家への種々の聞き取り調査により、農家が伝統的天候予測手法である「寒試し」を継続している理由を明らかにした。その結果、「寒試し」そのものは正月から旧正月までの30日日間に2時間毎の気象データを記録し、それを単純に12倍することで、1年間の気象変動に換算しているに過ぎないが、事前に作成した予測データを農家グループが共有し、リンゴ栽培期間に毎日「寒試し」データと実際のデータを比較しながら農作業を実践することで緊張感を維持していることがわかった。これは素晴しい農家の知恵といえる。農業土木学研究分担者が研究代表者となっている研究と同じフィールドで本研究を実施しているために、相補的に研究が進んでいる。リンゴ園での開花予測における地温モデルの優位性に関して、2012年の特異な気候下において既存モデルと比較しながらその優位性を証明できた。さらに、簡易温度計を利用して、このモデルの生産現場での実践方法を提示することができた。その結果として、農園ごとあるいは農園内の場所ごとに地温を利用して開花予測ができる可能性を示せた。また、深部地温の変化傾向を活用して、昨今の極端な気候変化への適応策を検討する上でのきっかけが得られた。融雪期における樹液流の変化を測定することにより、地温モデルによる開花日の予測精度を向上させ、リンゴ農家レベルでの実用化を図る。また、気候変動に伴うリンゴ栽培の適応策についてリンゴ農家と議論を深める。最終年度に向けて、これまで学会発表してきた内容を論文にする。開花予測のための地温モデルのさらなる精度向上と農家レベルでの実用化を図る。(1)これまでの2農園での土壌モニタリングに加え、昨年度よりさらに2農園で調査を進めている.データ数の増強を図ると同時に,異なる条件下におけるモデルの妥当性の検証や精度向上を図る。(2)実践的な簡易計測を広範囲で実施し、これまでのモニタリングポイントのデータだけではなく、面的な観点からモデルの検証を行う。(3)連携農家と協力し、予測モデルの活用方法の検討やそれに応じた農作業の進め方について検討を行う。(4)モニタリングデータを活用して園地の天候特性の分析を進める。当初予定していた樹液流測定用のセンサーを年度内に設置できなかった。樹液流測定用のセンサーを次年度早々に設置する予定である。主に、観測機器のメンテナンス、現地農家との打ち合わせに研究費を使用する。
酸化LDLを特異的に認識するモノクローナル抗体による酸化LDLの構造と機能の解析

本研究では、ヒト動脈硬化病巣ホモジネートを感作抗原として8種の酸化LDLに対するモノクローナル抗体DLH18を得た。その中で酸化LDLに対する選択性、抗体価ともに良好なDLH3抗体が、以下に述べるような特徴を有することを本年度の研究から明らかにした。今後、酸化LDL上の修飾様式の解析、血管壁での酸化LDL形成機構の解明、取り込み後のマクロファージ内の酸化LDL代謝について研究を進める上で本抗体が非常に有用であることがわかった。(1)ヒト動脈硬化病巣を本抗体で免疫組織化学染色したところ、病巣内に多数蓄積しているマクロファージ由来の泡沫細胞内が顕著に染色された。(2)本抗体は未処理LDL、アセチル化LDL、マロンジアルデヒド化LDLとは反応しない。また、HDLも硫酸銅処理で酸化するとよく反応するようになった。種々のタンパク質やペプチドの存在下、ニ価鉄とアスコルビン酸で種々の脂質を過酸化させると、LDLから抽出した総脂質、及びホスファチジルコリン(PC)を処理したときに抗体との反応性が生じ、他のリン脂質や中性脂質からは反応性は生じなかった。これらのことから、本抗体は、リポタンパク質の脂質過酸化生成物を認識する可能性が考えられる。(3)マクロファージが染色された病巣はパラフィン包埋した組織標本であったことから、抗原の脂質過酸化生物質がタンパク質と複合体を形成しているため有機溶媒処理で溶出されない可能性がある。ペプチド(HMG-CoAリダクターゼのC末部分、及びアンジオテンシンII)の存在下PCを過酸化しモデル抗原を作製した。このモデル抗原は、サンドイッチELISAでDLH3抗体と各ペプチドに対する抗血清両方に陽性であったことから、PCの酸化物とペプチジとの複合体形成が確かめられた。本抗体とモデル抗原複合体との結合は、ペプチド非結合型の酸化PCにより強く阻害され、また高濃度のコリンでも阻害されることから、ペプチド部分ではなく、極性塩基部分を含め酸化PCが認識されていると考えられる。
窒化炭素薄膜の創製素過程におよぼす低エネルギーイオンの照射効果

炭素と窒素の化合物である窒化炭素(β-C_3N_4)は、ダイヤモンドに匹敵する体積弾性率を持つ可能性が予測され、世界中の研究者によって合成研究が行われている。しかし、未だ結晶性窒化炭素は得られておらず、その詳細な物性は明らかではない。われわれは、結晶性窒化炭素薄膜の合成には薄膜成長表面に低エネルギー(数十eV程度)イオンを大量に照射する事が重要なプロセスパラメーターであることに着目し、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマスパッタ法を用いて研究してきた。昨年度の研究において、40eV以下の基板電位において高いN/C原子比(0.35)ならびにsp^3Cに結合した窒素(N-sp^3C)の急激な増加(80%以上)がみられ、低エネルギー窒素イオンの基板表面への照射が有効で、サブ-インプランテーションモデルが適用できる事などを報告してきた。本年度は、プラズマ状態をその場で計測し、活性種、プラズマ密度、基板温度、基板材質などの効果を明らかにする事を試みた。基板近傍に熱フィラメントを設置し、電子密度とN/C原子比の増加が確認でき、Si(100)、Cr基板上に合成した薄膜のN/C原子比は、基板温度の上昇に伴い緩やかに減少した。一方ステンレス基板上に合成した薄膜のN/C原子比は、400°C以上の基板温度で増加し、600°Cで高いN/C原子比0.358が得られ、sp^3混成した炭素に結合した窒素(N-sp^3C)は急激に増加した。またRaman測定によるD bandとG bandの強度比(I(D)/I(G))は急激に増加した。これらの結果より、基板温度500°C以上でステンレス基板上に合成した薄膜は、膜中のN-sp^3Cが大幅に増加していることが示唆された。窒化炭素薄膜の創製において、Fe系基板は高温状態で窒化炭素薄膜中のN-sp^3Cを増加させる効果を示すことが示唆された。六方晶系窒化炭素(β-C_3N_4)はN-sp^3Cを多く含む構造であるので、本研究で示された窒化炭素薄膜中のN/C原子比ならびにN-sp^3Cを増加させる効果が大きい低エネルギー窒素イオンの基板表面への照射とFe系基板物質の効果を利用することで、結晶性窒化炭素薄膜の合成が実現される可能性があると示唆された。炭素と窒素の化合物である窒化炭素(C_3N_4)は、ダイヤモンドを凌駕する体積弾性率を持つと理論的に予測されて以来、多くの研究者によりCVD法、PVD法などにより合成の試みが行われてきた。しかし窒素量が化学量論組成から大きくずれ、結晶化が困難などの理由でいまだにその物性の詳細は明らかでない。われわれは、窒化炭素薄膜の合成には薄膜成長表面に低エネルギー(数十eV程度)のイオンを大量に昭射するプロセスが重要であることに着目し、電子サイクロトロン共鳴(ECR)スパッタ法を用いて研究してきた。

本研究は薄膜成長表面への低エネルギーイオンの照射効果を明らかにするため、プラズマガス組成ならぴに外部電源による基板電位の制御により窒化炭素薄膜を合成し、結合窒素量ならびにC-N結合形態に及ぼすイオン種と基板電位の効果を明らかにすることを目的にした。ArとN_2の混合ガスをプラズマガスに用い窒素組成と薄膜のN/C原子比の関係を求めた。薄膜のN/C原子比はプラズマガスの窒素組成と強い相関があり、窒素のみの場合にN/C原子比が最大値0.35を示した。このことは、Arイオンによる成膜速度の向上効果と薄膜成長表面のArイオン照射による結合窒素の解離との両方の効果が示唆されるが詳細は今後の課題である。照射エネルギーの効果を明らかにするため、基板電位を+40V-40Vと変化させ基板電位と薄膜のN/C原子比、C-N結合形態の関係を求めた。薄膜のN/C原子比と基板電位は強い相関を示し、-40Vにおいて最大N/C原子比0.35を示した。成膜速度は、マイナス基板電位において極端に低下、-40V以下の基板電位では成膜できず、薄膜成長表面へ照射される窒素イオンによるリスパッタによるものと考えられる。炭素と窒素の結合形態は、N1sのXPS測定結果より、sp^3炭素に結合している窒素(N-sp^3C)とsp^2炭素に結合している窒素(N-sp^2C)の比で求めた。負の基板電位においてN-sp^3Cの増加が急峻で、-40Vにおいて80%以上がN-sp^3Cの結合であり、基板電位の効果が極端に大きなことが明らかになった。炭素と窒素の化合物である窒化炭素(β-C_3N_4)は、ダイヤモンドに匹敵する体積弾性率を持つ可能性が予測され、世界中の研究者によって合成研究が行われている。しかし、未だ結晶性窒化炭素は得られておらず、その詳細な物性は明らかではない。われわれは、結晶性窒化炭素薄膜の合成には薄膜成長表面に低エネルギー(数十eV程度)イオンを大量に照射する事が重要なプロセスパラメーターであることに着目し、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマスパッタ法を用いて研究してきた。昨年度の研究において、40eV以下の基板電位において高いN/C原子比(0.35)ならびにsp^3Cに結合した窒素(N-sp^3C)の急激な増加(80%以上)がみられ、低エネルギー窒素イオンの基板表面への照射が有効で、サブ-インプランテーションモデルが適用できる事などを報告してきた。本年度は、プラズマ状態をその場で計測し、活性種、プラズマ密度、基板温度、基板材質などの効果を明らかにする事を試みた。基板近傍に熱フィラメントを設置し、電子密度とN/C原子比の増加が確認でき、Si(100)、Cr基板上に合成した薄膜のN/C原子比は、基板温度の上昇に伴い緩やかに減少した。一方ステンレス基板上に合成した薄膜のN/C原子比は、400°C以上の基板温度で増加し、600°Cで高いN/C原子比0.358が得られ、sp^3混成した炭素に結合した窒素(N-sp^3C)は急激に増加した。またRaman測定によるD bandとG bandの強度比(I(D)/I(G))は急激に増加した。これらの結果より、基板温度500°C以上でステンレス基板上に合成した薄膜は、膜中のN-sp^3Cが大幅に増加していることが示唆された。窒化炭素薄膜の創製において、Fe系基板は高温状態で窒化炭素薄膜中のN-sp^3Cを増加させる効果を示すことが示唆された。
培養可能微生物が生産する生育因子を利用した難培養性微生物の分離・培養化

昨年度までに取得した生育因子要求性難培養性微生物44株(9種)の有用性を評価するために,芳香族化合物(クロロフェノール類,フェノール),界面活性剤(ドデシル硫酸ナトリウム,直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム,ノニルフェノールポリエトキシレート)を単一炭素源として生育できる菌株の検索を試みた。その結果,B76-46株(Pseudomonas属の新種と推定される)がドデシル硫酸ナトリウムに対する高い分解活性を有することが明らかとなった。次に,取得した生育因子要求性難培養性微生物の中で,特に新規性が高かったB76-62株(Proteobacteria門の新属新種細菌と推定される)とB76-32株(Bacteroidetes門の新属新種細菌と推定される)をモデル菌株とし,これらの要求する生育因子の性質について検討した。Hymenobacter sp.B76株(2005年度に活性汚泥から分離)の培養液上清がB76-62株およびB76-62株に対して高い生育促進効果を有することはすでに報告済であるが,限外ろ過膜(Ultracel-10K,30K,100K;ミリポア社),酸(塩酸),アルカリ(水酸化ナトリウム),熱(70°C,120°C)処理したB76株培養上清におけるB76-32,B76-62株への生育促進効果を調べることにより,本生育促進因子が複数種の化合物で構成されていること,最も生育促進効果を持つ化合物の分子量が30,000100,000で,酸・アルカリおよび120°Cの熱処理に不安定であることを明らかにした。さらに,種々の細菌におけるB76-32,B76-62株生育促進活性の分布を調べることにより,本生育因子がB76株以外のHymenobacter属細菌(Hymenobacter sp.NBRC101061株,Hymenobacter sp.NBRC101062株)にも分布することを見出すとともに,一般的な培養可能細菌に普遍的に分布するわけではないことを示した。本研究では培養可能微生物の生産する生育因子を用いて難培養性微生物を分離・培養化し、「生育因子要求性難培養性微生物カルチャーコレクション」を構築することを目的としている。本年度は効率的な生育因子要求性難培養性微生物の分離・培養化を達成するために、まず、生育因子を生産する培養可能微生物を検索した。その結果、食肉処理排水処理活性汚泥から著しいCFU (colony forming unit)向上効果を有する菌株B76株の取得に成功した。そこで、このB76株の培養液上清を添加した分離培地を作製し(この中にはB76株由来の生育因子が含まれる)、B76株の分離源と同じ活性汚泥を塗抹培養後、出現したコロニーの中からB76株の培養液上清添加培地でのみ生育する、あるいは良好な生育を示す微生物のスクリーニングを行なったところ、スクリーニングに供した104株のうち約40%の菌株が生育因子要求性であることが明らかとなった。これら44株は16S rRNA遺伝子に基づいたPCR-RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism)解析によって9グループに分けられたが、それぞれのグループの代表株について16S rRNA遺伝子の塩基配列を解析し、得られた配列のNCBI塩基配列データベースへの相同性検索、系統解析を行なった結果、9グループ中3グループが新種細菌、2グループが新属新種細菌であることが示唆された。昨年度は、CFU向上効果を有する生育促進因子生産菌として食肉処理排水処理活性汚泥からHymenobacter sp.B76株を取得し、本菌株の上清を含む培地でのみ生育する、あるいは生育が促進される生育因子要求性微生物を多数、分離・培養化した。しかしながら、環境中に分布する生育因子要求性微生物の中には、一旦、生育因子が供給された後は通常の培養可能株と同様に生育因子非存在下でも培養が可能な状態となるものも存在することが知られている(以後、ここでは"一時的生育因子要求微生物"と称する)。そこで、本年度はB76株上清添加培地と無添加培地で生育した微生物の群集構造解析を行なうことにより、"一時的生育因子要求株"の検索を試みた。B76株上清添加培地由来微生物75株と無添加培地由来微生物72株について16SrRNA遺伝子をターゲットとしたPCR-RFLP法に基づく比較解析を行なうことにより、"一時的生育因子要求株"と推察される微生物15種23株を見出した。また、昨年度に引き続き、培養可能微生物の生産する生育因子を要求する難培養性微生物の分離・培養化を行い、「生育因子要求性微生物カルチャーコレクション」の充実化を試みた。試料としては下水処理汚泥を用い、培養可能微生物の混合培養液上清によって生育が促進される菌株の検索を行なった。その結果、スクリーニングに供した96株の中から5株の生育因子要求株の取得に成功した。これらの菌株について、16S rRNA遺伝子に基づいた系統解析を行なうことにより、1株が新種細菌、3株が活性汚泥法において、処理機能障害の原因となるスカム発生に関与するGordonia属細菌であることを明らかにした。さらに、取得した生育因子要求性微生物の有用性評価手法についても検討し、環境汚染物質分解(クロロフェノール分解)に関与する微生物の簡易的なスクリーニング条件を見出した。

昨年度までに取得した生育因子要求性難培養性微生物44株(9種)の有用性を評価するために,芳香族化合物(クロロフェノール類,フェノール),界面活性剤(ドデシル硫酸ナトリウム,直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム,ノニルフェノールポリエトキシレート)を単一炭素源として生育できる菌株の検索を試みた。その結果,B76-46株(Pseudomonas属の新種と推定される)がドデシル硫酸ナトリウムに対する高い分解活性を有することが明らかとなった。次に,取得した生育因子要求性難培養性微生物の中で,特に新規性が高かったB76-62株(Proteobacteria門の新属新種細菌と推定される)とB76-32株(Bacteroidetes門の新属新種細菌と推定される)をモデル菌株とし,これらの要求する生育因子の性質について検討した。Hymenobacter sp.B76株(2005年度に活性汚泥から分離)の培養液上清がB76-62株およびB76-62株に対して高い生育促進効果を有することはすでに報告済であるが,限外ろ過膜(Ultracel-10K,30K,100K;ミリポア社),酸(塩酸),アルカリ(水酸化ナトリウム),熱(70°C,120°C)処理したB76株培養上清におけるB76-32,B76-62株への生育促進効果を調べることにより,本生育促進因子が複数種の化合物で構成されていること,最も生育促進効果を持つ化合物の分子量が30,000100,000で,酸・アルカリおよび120°Cの熱処理に不安定であることを明らかにした。さらに,種々の細菌におけるB76-32,B76-62株生育促進活性の分布を調べることにより,本生育因子がB76株以外のHymenobacter属細菌(Hymenobacter sp.NBRC101061株,Hymenobacter sp.NBRC101062株)にも分布することを見出すとともに,一般的な培養可能細菌に普遍的に分布するわけではないことを示した。
実時間災害対応情報ネットワーク構築に関する研究

・実時間災害対応情報ネットワーク構築に関する研究:情報伝達のネットワーク内インターネットによる情報公開,連絡網の持つ即時性,データ蓄積の便利性に着目し,自然災害総合研究班では独自のWWWページを開設し,災害情報の提供を始めた.ここでは,自然災害科学に関与する研究者とその専門分野に関する情報,それぞれの研究者がそれぞれの立場から即時的にこのページに新しい情報を提供するシステムを完成した.さらに,実時間の災害時情報伝達のシミュレーションを行い,防災機関が情報を受けた後それを発信するプロセスによって,防災機関の情報処理負荷,情報伝達経路の集中度,情報処理の遅れが防災活動に与える影響などを明らかにした.・災害研究者の相互教育連携体制:各専門分野の全国の研究者が相互に連携を取りながら,より総合的に災害研究を効率あるものにするための体制のあり方を検討した.特に,各地域にあっては,その地区特有の自然的条件を踏まえ,情報の収集と研究交換を進めた.・京都大学との協力の下で,災害科学総合研究班が公表してきた独自の災害情報データベースのWWWページをさらに拡充し,利用の便を上げ,誰でもどこからでも利用できる体制を整えた.・実時間災害対応情報ネットワーク構築に関する研究:情報伝達のネットワーク内インターネットによる情報公開,連絡網の持つ即時性,データ蓄積の便利性に着目し,自然災害総合研究班では独自のWWWページを開設し,災害情報の提供を始めた.ここでは,自然災害科学に関与する研究者とその専門分野に関する情報,それぞれの研究者がそれぞれの立場から即時的にこのページに新しい情報を提供するシステムを完成した.さらに,実時間の災害時情報伝達のシミュレーションを行い,防災機関が情報を受けた後それを発信するプロセスによって,防災機関の情報処理負荷,情報伝達経路の集中度,情報処理の遅れが防災活動に与える影響などを明らかにした.・災害研究者の相互教育連携体制:各専門分野の全国の研究者が相互に連携を取りながら,より総合的に災害研究を効率あるものにするための体制のあり方を検討した.特に,各地域にあっては,その地区特有の自然的条件を踏まえ,情報の収集と研究交換を進めた.・京都大学との協力の下で,災害科学総合研究班が公表してきた独自の災害情報データベースのWWWページをさらに拡充し,利用の便を上げ,誰でもどこからでも利用できる体制を整えた.阪神淡路大震災を始めとする近年の未曾有の規模の地震,火山活動,集中豪雨による災害を見ると,災害が発生した時の実時間災害対応能力が被害の拡大を抑えるために決定的な重要性を持っていることは明らかである。わが国の実時間災害対応の体制の現状は必ずしも満足のいくものではない。そこで,実時間災害対応の研究を,自然災害総合研究班で組織的に進めるべき課題として位置付け,全国の様々な災害領域の研究者を結集し,そのための研究委員会を組織した。研究の初年度にあたる本年は,特に,突発災害発生時の研究班編成と災害情報の交換のあり方について検討するとともに,実時間災害対応に関する研究の基本的方針を決定した。その結果,実時間災害対応ネットワークは,それを通して災害情報が伝達されると同時に,それを維持すれば災害科学の成果・現象に関するデータが収集・蓄積されていくような仕組にすべきであると考え,そのための試験的なシステムの構築に着手した。すなわち,災害情報のクリアリングハウスと位置付けられるべきWWWホームページを開設し,メーリングリストによる災害研究者への災害情報の同報システムを作成した。また,実時間災害対応に関連して,地域防災計画に基づく災害情報伝達シミュレーション,災害現象の実時間シミュレーションの研究の現状を分析した。災害の地域特性の分析と資料の収集については,地区別に研究組織を作り,災害発生機構,防災・減災策とそのための体制のあり方について研究活動を行い,多くの研究会を開催した.その主なものをあげると,(1)災害調査などに効果的に対応するための災害対応ネットワークの構築(2)資料解析,資料の利用環境整備ためのコンピュータ・ソフトの充実と開発(3)駒ケ岳並雌阿寒岳の噴火機構とその規模に関する検討などである.・実時間災害対応情報ネットワーク構築に関する研究:情報伝達のネットワークの内インターネットによる情報公開,連絡網の持つ即時性,データ蓄積の便利性に着目し,自然災害総合研究班では独自のWWWページを開設し,災害情報の提供を始めた.ここでは,自然災害科学に関与する研究者とその専門分野に関する情報,それぞれの研究者がそれぞれの立場から即時的にこのページに新しい情報を提供するシステムを完成した.さらに,実時間の災害時情報伝達のシミュレーションを行い,防災機関が情報を受けた後それを発信するプロセスによって,防災機関の情報処理負荷,情報伝達経路の集中度,情報処理の遅れが防災活動に与える影響などを明らかにした.・災害研究者の相互協力連携体制:各専門分野の全国の研究者が相互に連携を取りながら,より総合的に災害研究を効率あるものにするための体制のあり方を検討した.特に各地区にあっては,その地区特有の自然的条件を踏まえ,情報の収集と研究交換を進めた.・京都大学との協力の下で,災害科学総合研究班が公表してきた独自の災害情報データベースのWWWページをさらに拡充し,利用の便を上げ,誰でもどこからでも利用できる体制を整えた.
脳からアプリへ：脳活動を指標としたパフォーマンス崩壊防止アプリの開発

本研究では、質問紙から注意と関連する脳の活動を推定できるシステムを構築するとともに、アスリートを対象としたパフォーマンス崩壊防止に役立つスマートフォン用のアプリケーションを開発することを目的とした。具体的には以下のような点について研究を進めた。(1)注意メカニズムと関連する脳領域の同定、(2)fMRIデータに対するネットワーク解析、(3)注意と関連する脳の活動を推定するスマートフォン用アプリの開発。その結果、注意と関係する活動と感情の関係は逆U字の関係にあることが示唆され、この関係性をもとに注意と関連する脳領域の活動を推定するスマートフォン用アプリケーションを開発することができた。注意と感情を操作するために時間評価課題を用いて刺激の情報内容と報酬の有無によって感情・覚醒水準の高低を操作し、その時の脳活動についてfMRIを用いて測定した。27年度はほぼ予定の人数の測定を終えたが、今後継続してサンプル数を増やしていく予定である。実験では、感情・注意に関する質問項目を作成し、内省報告を測定するようにした。現在のところ、Ventral Attention System(Salience Networkと同義)の活動に注目し分析を進めている。本研究では、情報が行動の修正に必要な情報である場合にVentral Attention Systemが賦活し、さらに感情・覚醒水準が高まったときには報酬系の活動も高まり、これらのネットワークの働きの協調性が取れないときにパフォーマンスが低下するという仮説の元に分析を行った。fMRIの分析では、仮説の通り情報が行動の修正に必要な情報である場合にVentral Attention Systemが賦活した。特にVentral Attention Systemにおいて重要な働きをする右前部島皮質(right anterior insular cortex)の賦活も確認できた。現在のサンプル数において、右前部島皮質の活動と感情の程度(1:negative emotion、5: neutral、6: positive emotion)との相関関係を検討したところ、右前部島皮質の活動と感情の関係は逆U字の関係にあることが示唆された。さらに、情動を惹起するような刺激と情動的な操作のない条件において脳活動を比較したところ、Ventral Attention Systemに含まれる前部島皮質などの領域が情動を惹起するような刺激の時に活動が高まることが示された。これらのシステムが情動と逆U字の関係にあることを考えると、情動(覚醒水準)を最適レベルに保つことが注意システムの機能保持に重要であることが示唆された。なお、扁桃体の活動については観察されなかった。昨年度から継続してサンプル数を増加できたこと、また脳領域間の連携(ネットワーク)的機能についても検討することができたことから、おおむね予定通りに進展していると言える。最終年度の研究では、「注意と関連する脳領域」の活動を推定する質問紙を用いてメンタルトレーニングの効果を指標化することを目指して、脳内の注意システムの活動を適切に維持するためのインストラクションを与えられるようなスマートフォン用アプリケーションを開発することを目的とした。質問項目は、「あがり」に関する先行研究を参考にし、島皮質の研究結果を考慮して、末梢の活動と関連する項目や身体の気づき(awareness)と関連する項目など32項目選定した。これらの32項目を「不安感情」や「交感神経興奮」など6因子に分類するようにし、各因子の得点を1点から5点で算出できるようにした。これまでに行った研究より、脳内の注意システムを統制する島皮質の活動は、情動が中立に近いときにもっとも活動が高まることから、各因子の得点が中立を示す3点の数を示す因子がいくつあるかを総合評価とするようにした(6段階の評価)。アプリケーションの開発では、今後の汎用性を高めるために、(a)質問項目に関するテキストを入力する部分、(b)得点の計算方法を記す部分を独立させ、多くの研究領域で開発されている様々な質問紙も容易にアプリケーション化することができるようにした。アプリケーションの開発は、iPhone用のiOSを対象として、Apple社製のXcode(iOS用プログラミング環境)を利用して開発た。アプリケーションでは、スマートフォンなどの小さい画面での操作を想定し、1つの質問項目に回答すると画面が次の質問項目に自動的にスクロールするなど、入力面での操作にも考慮して開発した。アプリケーションは無料配布できるよう、アプリケーション配布サイトに登録の手続きを開始した。fMRIの実験もほぼ予定通りに進行し、またその分析結果もほぼ仮説通りの結果となった。相関に関する分析は一部分にとどまっている部分ももあるが、相関分析の検定力をあげるためにさらにサンプル数を追加することとにしたためであり、ほぼ予定通りに研究は進んでいる。今後は、予定通りに携帯のアプリケーションの作成を目指す。アプリケーションの作成では、Apple社のiPhoneを対象とする。開発環境は、Apple社の標準のXcodeを開発環境として用いる。主観的な感覚からVetnral Attention Systemの機能を類推し、それをもとに適切な覚醒水準に導けるようなアプリケーションの開発を目指す。スポーツ心理学fMRIの分析においては、3テスラという磁場の高い(測定精度の高い)

MRI装置を用いることができたおかげで、予定の人数よりも少ない段階で仮説としている脳領域の賦活が観察できている。ただし、脳領域の賦活と内省報告の相関をより詳しく見るためには、サンプル数を増やし、統計的検定力を高めてておくことが必要であると思われる。また次年度以降のネットワーク解析のためにも、被験者数の増加が必要であると思われる。そのため、今後は追加でサンプル数を増やしておくことが、その後の研究またアプリの妥当性を高めるためにも必要であるものと思われる。
タバコ培養細胞を用いた植物の自食作用に関する研究

タバコ培養細胞(BY 2)を材料に用いて、植物の自食作用の解析を目的とした研究を行った。本研究費交付以前に行った予備実験と交付後約1年間で行った実験とにより、次のようなことがわかった。1.ショ糖を含むムラシゲ・スク-グ培地で培養していたタバコ培養細胞を、ショ糖を含まない培地に移して培養を続ける(炭素源飢餓処理)と、2日間で細胞内タンパク質の約40%が分解された。2.SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によりタンパク質組成の変化を分析した結果、炭素源飢餓処理によるタンパク質分解は非特異的におこっていることがわかった。3.さらに、炭素源飢餓処理により、細胞内プロテアーゼ活性が約7倍に上昇することがわかった。4.しかし、飢餓処理とともに、細胞をシステインプロテアーゼ阻害剤で処理すると、細胞内タンパク質分解と細胞内プロテアーゼ活性の上昇とはともに阻害された。5.光学顕微鏡を用いて細胞の形態変化を観察すると、飢餓処理にともない、transvacuolar strandsの減少が見られた。6.細胞をシステインプロテアーゼ阻害剤で処理すると、transvacuolar strandsの減少は変化せずに進行したが、細胞内に多数の顆粒が蓄積した。ここでは、この顆粒構造をspherical bodiesと呼ぶことにした。7.細胞をキナクリン染色することにより、spherical bodies内部は酸性であることがわかった。8.光学顕微鏡や電子顕微鏡レベルでの酵素細胞化学染色により、spherical bodiesにはリソソームのマーカー酵素である酸性ホスファターゼが存在することがわかった。以上の結果より、spherical bodiesは動物細胞におけるオートリソソームに相当するオルガネラであり、このオルガネラ内のシステインプロテアーゼが炭素源飢餓条件下でおこるタンパク質分解を主に担っていると結論した。
重症外傷患者における血管内皮障害と免疫応答メカニズムの解明

現在まで86例の患者様から同意をいただき、血液検査検体の保存とともに患者背景、熱傷重症度を経時的に記録している。現在までに研究は計画通りに順調に進んでおり、昨年度は主に論文作成するとともに、新たな研究への基礎実験を行った。内容は以下に示す。1.熱傷深度と腸細胞障害が相関するという研究成果は2016年度にBurns誌に投稿受理され、昨年度は日本救急医学会雑誌に総説として投稿、受理された。2.重傷熱傷患者において血管内皮構成成分であるグルコカリックスが脱落し、蘇生輸液の増加と関連があること、さらにグルコカリクスの脱落は年齢に依存するという研究成果は米国ボルチモアで開催された第76回米国外傷学会で報告し、Shock誌に投稿、受理された。本研究から得た知見をもとに現在マウスの熱傷モデルのグリコカリックスを電子顕微鏡を用いて可視化し、その脱落臓器の同定と、治療介入の有効性に関する実験系を立ち上げた。3.熱傷患者における各種サイトカインの相互関係に関するサイトカインプロファイリングに関する研究成果はshock誌に投稿、受理された。4.重傷熱傷患者の血球動態と予後に関する検討を米国サンアントニオで開催された第47回米国集中治療学会で発表し、現在論文投稿中である。5.さらに熱傷患者さんの浮腫形成と補体のインヒビターとの関係を論文にまとめ、現在投稿中である。熱傷患者さんの検体から得られたインフラマソーム、制御性T細胞に関するデータは蓄積されたので現在解析中である。さらに動物モデルを用いた研究を現在進めている。現在までに、51例の患者様が来院し49名の患者様またはご家族から同意を得られた。患者背景および熱傷の重症度を記録した。グリコカリクス破綻のマーカーとしてsyndecan-1を経時的に計測するとともに、他の血管内皮障害マーカーとしてトロンボモデュリン・PAI-1・AT IIIを測定した。その結果以下の点が明らかになった。1.重傷熱傷患者においてグリコカリクスが破綻し輸液量と相関すること、2.血管内皮障害は熱傷の重症度に相関するが、グリコカリクスの破綻は年齢と相関すること、3.グリコカリクスの破綻は熱傷起因のコンパートメント症候群の発生に関連するが、現在のところ生命予後との関連性は明らかでないことが解明された。グリコカリクスの破綻が体液シフトの結果としての蘇生輸液量の増加と関連していることは仮説通りであったが、重症度ではなく、年齢に相関するという事実は我々の知る限り世界的に報告がない。さらに腸細胞障害マーカーとしてI-FABPを経時的に測定したところ、腸管ダメージは深達性熱傷の面積と相関し、多臓器不全の進行にかかわりがあることが分かった。本件はすでにBurns雑誌にアクセプトされた。グリコカリクス破綻に関しては第44回日本救急医学会総会で発表し、現在第76回米国外傷学会に演題登録するとともに論文作成中である。インフラマソーム、制御性T細胞に関するデータも集積されており、現在解析中である。さらにサイトカインのプロファイリングに関して米国集中治療学会で発表し論文作成中である。人におけるデータの集積および解析はおおむね順調に進んでいる。現在まで71例の患者様から同意をいただき、血液検査検体の保存とともに患者背景、熱傷重症度を経時的に記録している。昨年度は当初の予定通り研究成果を国際学会で発表し、論文作成した。内容は以下に示す。1.熱傷深度と腸細胞障害が相関するという研究成果に関しては、ソウルで開催された第36回韓国集中治療学会(第17回日韓合同集中治療学会)において口演した。本研究結果は2016年度にBurns誌に投稿受理され、昨年度は日本救急医学会雑誌に総説として投稿、受理された。2.重傷熱傷患者において血管内皮構成成分であるグルコカリクスが脱落し、蘇生輸液の増加と関連があること、さらにグルコカリクスの脱落は年齢に依存するという研究成果は米国ボルチモアで開催された第76回米国外傷学会で報告し、Shock誌に投稿、受理された。また、重傷熱傷患者の血球動態と予後に関する検討を米国サンアントニオで開催された第47回米国集中治療学会で発表し、現在論文作成中である。予定通り国際学会で報告し論文投稿できている。内容は以下に示す。

本研究から得た知見をもとに現在マウスの熱傷モデルのグリコカリックスを電子顕微鏡を用いて可視化し、その脱落臓器の同定と、治療介入の有効性に関する実験系を立ち上げた。3.熱傷患者における各種サイトカインの相互関係に関するサイトカインプロファイリングに関する研究成果はshock誌に投稿、受理された。4.重傷熱傷患者の血球動態と予後に関する検討を米国サンアントニオで開催された第47回米国集中治療学会で発表し、現在論文投稿中である。5.さらに熱傷患者さんの浮腫形成と補体のインヒビターとの関係を論文にまとめ、現在投稿中である。熱傷患者さんの検体から得られたインフラマソーム、制御性T細胞に関するデータは蓄積されたので現在解析中である。さらに動物モデルを用いた研究を現在進めている。グリコカリクスの破綻が重傷熱傷患者において確認されたため、本年度以降はマウス熱傷モデルを用いて薬物治療の有効性を確認していく予定である。また、インフラマソーム、制御性T細胞、サイトカインに関するデータ解析および論文作成を進めていく。現在進めている動物モデルによる治療効果の成果に関して本年度中にまとめて報告していく。さらに患者検体から得たインフラマソームや制御性T細胞に関する知見をまとめていく。国際学会への出席はしなかったこと。残っていた試薬や資機材を使用したため節約できた。(理由)残っていた試薬や資機材を使用したため節約できた(使用計画)本年度は実験必要試薬や資機材の追加購入が必要であり、そちらに使用する予定である。本年度は研究成果を国際学会での発表および紙上発表を予定しているため、そちらに使用する予定である。
幼児期(3歳〜6歳)肥満に関する身体組成学的研究

本研究は,3歳6歳までの幼児の身体組成を縦断的に測定し,幼児肥満に関する身体組成を幅広い視点から研究するものである.本年度は,4年継続の最終年度にあたったため,我々が1998年から実施している福岡身体組成研究のデータも利用して,以下のような興味ある結果が得られた.1.わが国には,小児の肥満度を評価するための確立された方法がない.一般には標準体重からの%偏差が用いられている.また,%Fatを基準とする方法もあるが,肥満に関するcut off pointも確立されていない.そこで,BMI-%ileのcut of pointの妥当性をsensitivityとspecificityによって検討した.その結果,男女とも肥満を判別するBMI-%ile法の妥当性は高く,BMI-%ile法により分類された肥満者の平均的な身体組成は%Fat法によって肥満と判別された者と同様の傾向を示した.2.小児の身体組成研究は,分析法の開発に集中し,そのデータの表現法についてはあまり行われていない.一方,小児の身体組成分析には多くの難点があるため,測定が容易で,測定誤差が小さいBMIが多く用いられる.BMI(kg/m^2)は除脂肪指数(FFMI, FFM/m^2)+脂肪指数(BFMI, BFM/m^2)であるため,これら2つの指数は身長の異なる個体の身体組成を表現する1つの方法である.そこで本研究は,4-10歳の小児1002名を対象に,FFMIとBFMIの各%ile値を求め,日本人幼児のFFMIとBFMIの標準値を決定した.その結果,この年齢範囲のFFMI標準値は男児,女児,BFMI標準値は男児,女児であった.3.BMIは身長と相関しないという条件で肥満の判別に利用可能である.そこで,本研究はBMI-rebound(5歳時)の前後で,BMIを構成するFFMIやBFMIと身長の相関を検討した.その結果,35歳まではFFMI, BFMIとも身長とは相関しないが,68歳までは両指数とも身長と相関することが明らかとなった.従って,5歳以降少なくとも8歳まで,BMIは肥満判別法として利用できないことが明らかとなった.また,BMI-reboundが必ずしも肥満度の上昇を意味しないことも明らかとなった.本研究は,3歳6歳までの幼児の身体組成を縦断的に測定し,幼児肥満に関する身体組成を幅広い視点から研究するものである.本年度は,4年継続の最終年度にあたったため,我々が1998年から実施している福岡身体組成研究のデータも利用して,以下のような興味ある結果が得られた.1.わが国には,小児の肥満度を評価するための確立された方法がない.一般には標準体重からの%偏差が用いられている.また,%Fatを基準とする方法もあるが,肥満に関するcut off pointも確立されていない.そこで,BMI-%ileのcut of pointの妥当性をsensitivityとspecificityによって検討した.その結果,男女とも肥満を判別するBMI-%ile法の妥当性は高く,BMI-%ile法により分類された肥満者の平均的な身体組成は%Fat法によって肥満と判別された者と同様の傾向を示した.2.小児の身体組成研究は,分析法の開発に集中し,そのデータの表現法についてはあまり行われていない.一方,小児の身体組成分析には多くの難点があるため,測定が容易で,測定誤差が小さいBMIが多く用いられる.BMI(kg/m^2)は除脂肪指数(FFMI, FFM/m^2)+脂肪指数(BFMI, BFM/m^2)であるため,これら2つの指数は身長の異なる個体の身体組成を表現する1つの方法である.そこで本研究は,4-10歳の小児1002名を対象に,FFMIとBFMIの各%ile値を求め,日本人幼児のFFMIとBFMIの標準値を決定した.その結果,この年齢範囲のFFMI標準値は男児,女児,BFMI標準値は男児,女児であった.3.BMIは身長と相関しないという条件で肥満の判別に利用可能である.そこで,本研究はBMI-rebound(5歳時)の前後で,BMIを構成するFFMIやBFMIと身長の相関を検討した.その結果,35歳まではFFMI, BFMIとも身長とは相関しないが,68歳までは両指数とも身長と相関することが明らかとなった.従って,5歳以降少なくとも8歳まで,BMIは肥満判別法として利用できないことが明らかとなった.また,BMI-reboundが必ずしも肥満度の上昇を意味しないことも明らかとなった.本研究は、3歳から6歳までの同一幼児を追跡測定する縦断的研究であるが、本年度は初年度であるため、3歳から6歳までの横断的なデータを用いて以下の分析を行った。被験者:3歳から6歳までの幼児280名(男児141名、女児139名)を対象として、人体測定(12項目)、皮下脂肪厚測定(14部位)、身体組成測定(インピーダンス法、総体脂肪量、皮下脂肪量、体内深部脂肪量、除脂肪量)を実施した。小児肥満の成人肥満への連続性を検討するため、コントロール群として成人女性44名を対象に幼児と同一項目の測定を行った。分析1. 3歳6歳児の身体組成における年齢変化結果;3歳から6歳まで有意な増加量を示すのは男女とも除脂肪量であり、男児では6歳まで体脂肪の有意な増加量は認められなかった。

しかし、女児では、5歳から6歳にかけて総体脂肪量と皮下脂肪量に有意な年間増加量が認められた。分析2.. 3歳6歳児の体脂肪分布に関する性差結果;3歳6歳の各年齢でBMIをマッチングさせた男児と女児で体脂肪変数を比較すると、女児の総体脂肪量や体脂肪率は男児よりやや高い傾向にあったが、統計的な有意差には至らなかった。しかし、総体脂肪量を皮下脂肪量と体内深部脂肪量に分割して検討すると、体内深部脂肪量に有意な性差は認められなかったが、皮下脂肪量の体重に占める割合は、この頃から既に女児に有意に高い傾向が認められた。分析3.同一体脂肪率を有する女児幼児と女性成人の身体組成の比較結果;体脂肪率2025%の女児と女性成人を比較すると、皮下脂肪量の体重に占める割合は成人に高く、体内深部脂肪量の占める割合は女児に高く、いずれも統計的な有意差を示した。体脂肪率2530%の女児と女性成人を比較しても、この傾向は同じであった。しかし、除脂肪量の体重に占める割合は両体脂肪率群とも幼児と成人間に有意差は認められなかった。本研究は、3歳から6歳までの同一幼児を追跡測定する縦断的研究であるが、本年度は2年目であるため、3歳から6歳までの横断的なデータを用いて以下の分析を行った。被験者:3歳から6歳までの幼児469名(男児218名、女児251名)を対象として、人体測定(12項目)、皮下脂肪厚測定(14部位)、身体組成測定(インピーダンス法、総体脂肪量、皮下脂肪量、体内深部脂肪量、除脂肪量)を実施した。幼児肥満と小児肥満及び成人肥満の身体組成を比較するため、小児164名(男子65名、女子99名)と成人384名(男性185名、女性199名)をコントロール群とした。分析1.幼児期肥満の判別と身体組成の特徴結果:日本人幼児の性別・年齢別平均体重の+10%と+20%に該当するBMI値を求め、各身長別にそれぞれのBMI値に該当する体重を求め、肥満判別ノモグラムを作成した。このノモグラムより判別された肥満者の身体組成を分析した結果、肥満度の上昇と伴に皮下脂肪量が有意に増大するすることが明らかとなり、幼児肥満は皮下脂肪型肥満であるという結果が得られた。分析2.幼児肥満と小児肥満及び成人肥満の身体組成の比較結果:小児肥満も幼児肥満同様の統計処理から肥満判別ノモグラムを作成し、成人肥満はBMI26.4以上として判別し、比較した。男性成人肥満者に該当する男子幼児肥満者のBMIは18.4、%Fatは23.6であり、男子小児肥満者ではそれぞれ19.7と25.3%であった。女性成人肥満者に該当する女子幼児肥満者の%Fatは2730%の範囲にあった。分析3.幼児期肥満における体脂肪の経年変化結果:男女幼児肥満者とも総体脂肪量、皮下脂肪量、体内深部脂肪量は有意な経年変化を示し、特に6歳以降の増加が顕著であった。本研究は、3歳6歳まで同一幼児を縦断的に測定し、それらの身体組成分析から幼児期肥満を幅広い視点から研究するものである。本年度は、4歳6歳まで縦断的に測定できた男児29名と女児23名のBMIのevolution curveを3つのパターンに分類し、それぞれのパターンにおける形態学的特徴と体脂肪の特徴を検討した。その結果、以下のような興味ある結果が得られた。
ヒストンバリアントH2A. Z置換の分子基盤の解明

ヒストンバリアントH2A. Zの機能解析を目的として、ショウジョウバエを用いた遺伝学的スクリーニングを行い、H2A. Zと遺伝学的相互作用を示す遺伝子を複数同定した。さらに、同定された遺伝子の一つに着目し、H2A. Zとの相互作用について解析を行った。その結果、遺伝子プロモーター上で、H2A. Zと共局在する可能性があることが示唆された。1.目的・・・本研究では、ショウジョウバエの分子遺伝学を応用したスクリーニングにより、酵母や培養細胞を用いた研究では同定できなかった、動的ヒストン置換を担う「鍵因子」を取得することを目指す。さらに、新規「鍵因子」の機能解析を通じて、動的なH2A.Z置換反応の分子基盤を明らかにし、生体内におけるH2A.Z置換の意義を解明することを目的とする。2.(1)1次スクリーニング・・・H2AvD新規相互作用因子の探索を目的として、「H2AvD変異体発現ショウジョウバエ」と「遺伝子欠損ライブラリー・ショウジョウバエ」との交配による1次スクリーニングを行い、「H2AvD変異体発現ショウジョウバエ」個体の表現型に変化を与える「遺伝子欠損領域」を同定した。(2)2次スクリーニング・・・上記「遺伝子欠損領域」に含まれる遺伝子ごとに「遺伝子変異ショウジョウバエ、あるいは、RNAi発現(ノックダウン)ショウジョウバエ」×「H2AvD変異体発現ショウジョウバエ」の交配を行った。エピジェネティクス制御において、カノニカル・ヒストンからヒストンバリアントH2A.Zへの置換は、クロマチン構造を動的かつ劇的に変換させる。しかしながら、動的なヒストン置換反応の分子機構には不明な点が多く残されている。近年、「H2A.Z過剰発現」と「乳癌の進行・増悪」との関連が示唆された。本研究では、ショウジョウバエの分子遺伝学を応用したスクリーニングにより、酵母や培養細胞を用いた研究では同定できなかった、動的ヒストン置換を担う「鍵因子」を取得することを目指す。1.DRG2とH2A、Zは、遺伝学的相互作用を示したが、直接相互作用を示さなかった。2.DRG2過剰発現細胞を樹立大量培養し、DRG2の直接相互作用因子の同定を目的としたタンパク質精製を行った。その結果、DRG2が直接相互作用を示す因子を複数同定することに成功した。3.H2A.ZとDRG2、および、その相互作用因子を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)アッセイを行い、各因子がクロマチン上で共局在する可能性について検討した。また、各因子が共局在する可能性のあるプロモーターを、ChIP on chipにより同定した。
脳梗塞における脱分極領域拡大のメカニズム解明と治療

ミトコンドリアが低酸素に陥ると呼吸鎖が停滞しNADHが蓄積する。NADHは青色光を発する蛍光物質なので、脳表に紫外線を照査すれば、ミトコンドリアのエネルギー産生障害を2次元画像で経時的に観察することが可能である。ミトコンドリアエネルギー産生の変化が脱分極領域拡大に及ぼすリドカインの脳保護効果を明らかにすることを目的に、このシステムを用いてエネルギー産生障害を2次元画像で経時的に観察した。ラットの30cm側方に360nm近紫外腺照射用キセノン光源を設置し、専用CCDカメラで脳表の460nmのNADH蛍光を5秒毎に撮影した。30μm×30μmの分解能で15秒毎にNADH蛍光を計測した。虚血開始後、高輝度領域は中大脳動脈支配領域周囲を徐々に増大していき、プラトーに達した。観察期間中のすべての時間において高輝度領域はリドカイン群において縮小していた。虚血5分後には高輝度領域はリドカイン群でコントロール群の67%に縮小していた(コントロール群:8083 ±1917pixels;リドカイン群:5382 ±2273 pixels、P = 0.01)。2群間のCBF値に有意差はなかった。虚血24時間後の脳梗塞体積はコントロール群(122.9 ±31.0mm3)と比較し、リドカイン群(90.4 ±26.9mm3)で有意に減少していた(P = 0.02)。リドカイン投与にて脱分極したischemic coreに相当するNADH蛍光高輝度領域は縮小し、梗塞体積は減少した。リドカインは再発性脱分極の発生回数を抑制せず、脱分極後の神経細胞障害度には影響を与えなかった。これより、リドカイン投与による脱分極領域の縮小が脳梗塞の体積縮小の主要因であると示唆された。(1)本年度はレーザースペックル血流計を用いて脳血流量を2次元画像で経時的に観察した。2次元的観察なので脱分極領域最外縁の血流の変化の観察が可能であった。血流の変化が梗塞巢拡大に及ぼす影響を観察した。オメガウェーブ社製レーザースペックル2次元脳血流系を用いる。ラットの30cm側方にレーザー照射装置を設置する。専用CCDカメラで15秒毎に脳表を撮影した。画像の変化率より30μm×30μmの分解能で5秒毎に脳血流量を算出した。レーザースペックル血流計に使用されているカメラの信号強度分解能が8bitだったため、虚血辺縁領域の少量の血流変化を捉えることが困難であった。そこで10bitのカメラを使用し虚血辺縁領域における血流量の分解能向上を図った。(2)ミトコンドリアが低酸素に陥ると呼吸鎖が停滞しNADHが蓄積する。ミトコンドリアエネルギー産生の変化が脱分極領域拡大に及ぼす影響を明らかにすることを目的に、このシステムを用いてエネルギー産生障害を2次元画像で経時的に観察した。

本研究は脳梗塞辺縁の脳血流とミトコンドリア酸素需給バランスを同時に測定し、梗塞巣の拡大に及ぼすエネルギー動態の影響を調べることが目的である。23年度は2次元脳血流計で脳梗塞辺縁における脳血流量を観察できるシステム開発を行った。また、NADH蛍光観察システムを用いてNADH蛍光の変化を安定して測定する技術開発を行った。どちらも十分な感度で観察可能となった。本研究は血流の変化とミトコンドリアエネルギー産生の変化のどちらが優位に脱分極領域拡大に影響を及ぼしているか明らかにすることを目的としている。23年度に開発した技術を組み合わせ、CBFとNADH蛍光を同時に観察し当初の目的を達成する。手術用顕微鏡の右眼光路に脳血流観察システムを、左目光路にNADH観察システムを装着し近似した視野で脳血流量とミトコンドリア酸素需給バランスを同時に観察する。人工呼吸下にラット(n=20)の左頭頂側頭骨にcranial windowを開け、脳表を露出する。右大腿動脈にカニュレーションする。血液ガス分析で人工呼吸器を調節し、血圧を持続的にモニタする。脳表に38°Cの生理食塩水を持続的に潅流し脳温を37°Cに維持する。直腸温は加温ウォーターブランケットで37°Cに維持する。左総頸動脈と左中大脳動脈を結紮し180分の虚血を負荷する。研究計画を遂行するための研究体制研究の総括は森田が担当し、データの解析と動物実験は武田が行う。