hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
呼吸筋活動を指標とする人工呼吸器制御装置の開発

横隔膜電極は動作の安定した形の検討を行ったが、体動、呼吸運動、交流電源の影響を除去しきれないため、肋間筋・腹筋等での記録を対象にしてフィルターの効果を調べ、これらの筋では100ー200Hzが心電図交流雑音を除去しつつ筋電図を得るのに適当と判断した。最近、トロント大学で実験用に供給している食道電極の実物を見る機会があったので、これを参考にあらたな電極を開発の予定である。装置として既に保有している筋電図アンプは優秀な性能を持つが、自作の装置を患者に適用することに対する批判があるため、市販の装置を試用すべく計画の一部変更を考慮中である。制御のためのプログラムはC言語を用いて、パーソナルコンピューターに対して、4チャンネルのデータを同時に12.8kHzで300秒間入力可能な状態に至っており、信号入力に関する問題はほぼ解決された。この結果は本学工学部学生の卒業論文として残す予定である。研究の第一段階として、浅麻酔下のイヌで咳嗽を機械的に誘発し、咳嗽と自発呼吸の位相関係、呼吸筋の活動を検討した。咳嗽と呼吸は安静呼吸時は41/119試行で同期、8%炭酸ガス吸入下で同期は29/49と増加、7.5cmH_2Oの持続陽圧呼吸で4/32と低下した。この結果は薬理学実験で推定されるように呼吸中枢と咳嗽中枢が機能的に独立しているならば、両者は各々の相に関して干渉作用があることを示唆している。咳嗽時、横隔膜に呼息性活動が得られたが、この活動は炭酸ガス吸入では誘発し得ず、咳嗽に特有な活動と推定した。この活動出現の時間は咳嗽時の呼息筋活動に比べて有意に遅く、呼息筋とは異なる指令系に支配されるものと考えた。次いで、意識下ボランティアと患者で、人工呼吸中の自発呼吸と人工呼吸のリズムについて検討した。デ-タ処理の過程で、コンピュ-タ-への入力装置の開発を行い、現在は人工呼吸器制御装置の設計段階にある。横隔膜用の食道電極は特注したが、まだ改良を要する。実験は安静呼吸、補助呼吸、調節呼吸(被験者の呼吸にやや先んじて送気)での測定と、被験者が予期せぬタイミングでの送気を行った。調節呼吸時、横隔膜は人工呼吸器作動に約0.19秒遅れて活動を開始、補助呼吸時には呼吸器作動開始以前に活動を開始するが、共に活動は吸息相全域、一部は呼息相に続く。調節呼吸と比較して補助呼吸時に横隔膜活動は数倍大きく、人工呼吸器のトリガ-感度を低下させるとさらに高値となる。被験者の予期せぬ時期に送気を行うと、横隔膜に活動が出現した。長期人工呼吸を行なっている患者から得たデ-タも意識下のボランティアとよく類似していた。これらの結果は、生体に呼吸リズムを人工呼吸に同期するための調節系が存在することを推定させる。補助呼吸時、呼吸器作動開始以前に存在する横隔膜活動はトリガ-のための活動と推定されるが、この活動も「呼吸中枢」からの指令に由来すると考えられた。
腰椎後方固定後の腰椎椎間孔内における腰髄神経根の生理学的病態の解析

腰椎椎間孔内圧は腰椎屈曲位から伸展に伴い統計学的有意に圧上昇していた。また、instrumentationによる固定椎間孔内における圧変化は肢位変化に伴う変化を認めず一定で、固定による腰髄神経根への外的ストレスは有意に減少することを証明した。固定尾側の腰椎椎間孔内圧は統計学的有意差は認めなかったが、肢位による圧変化は大きくなる傾向があり、固定尾側の腰椎椎間孔内での腰髄神経根への外的ストレスは固定前より大きくなることが示唆された。脊椎instrumentation(pedicle screw-rod system)を用いた腰椎後方固定が、どの程度腰椎椎間孔に安定性をもたらすか、すなわち腰椎後方固定効果がどの程度腰髄神経根の生理的機能に影響を与えるかを生理学的な手法を用いて検討した。本研究では、腰椎後方固定前後での固定および固定尾側隣接椎間に於ける腰椎椎間孔内圧をmicro-tip圧測定カテーテルによって定量的に測定し、腰椎後方固定による固定および固定尾側隣接椎間での馬尾・腰髄神経根への力学的負荷の影響を明らかにした。過去、当院にて手術施行されたL4変性辷り症症例710例を後ろ向きに検討したところ、術後の椎弓根スクリュー逸脱による術後根障害は、ほとんどが固定尾側のスクリューによるものであった。今回、前向きにL4変性辷り症に対するL4-5PLF症例にて術中に椎間孔内圧を測定した。固定椎間では、固定前には腰椎伸展に伴い椎間孔内圧は有意に上昇していたが、固定後には腰椎屈曲と伸展位で椎間孔内圧は一定であった。また、固定尾側隣接椎間では、固定前、後ともに腰椎伸展に伴い椎間孔内圧は有意に上昇しており、さらに、統計学的有意差はなかったが、固定後に内圧が高い傾向にあった。以上の結果より、固定椎間孔内における神経根への外的/動的ストレスは減少し、固定隣接椎間孔内では、固定後に神経根への外的/動的ストレスが増大することを証明した。椎弓根スクリュー逸脱による術後根障害は、固定尾側にて発生しやすいことを病態生理学的に証明し、固定尾側の椎弓根スクリューを挿入する際は、細心の注意を払う必要性を喚起できたと思われる。今回の研究の目的は、腰椎椎間孔内での腰髄神経根の生理学的病態の解明と、instrumentationを用いた腰椎後方固定術による腰髄神経根への外的影響の変化についての解明である。腰椎椎間孔内圧のデータ収集のため、継続的に腰椎変性辷り症症例術中に腰椎椎間孔内圧を計測した。また、術前のCT画像を用いて腰椎椎間孔の解剖学的構造も評価し、腰椎椎間孔解剖学的構造と内圧、または内圧の肢位による変化の相関性について評価した。結果、腰椎椎間孔内圧は腰椎屈曲位から伸展に伴い統計学的有意に圧上昇していた。更に、術前CTにて腰椎椎弓根部での椎間孔の解剖学的構造を上下径、前後径、上位椎体後下縁ー下位上関節突起間径、椎間板高とCobb法を用いた椎間可動域を計測し、腰椎椎間孔内圧変化との相関性について評価した。それぞれの間には統計学的有意な相関関係は認めなかったことより、直接的な腰椎椎間孔の除圧(椎間関節切除・椎体間固定)なしでも腰髄神経根への外的動的刺激症状は改善することが示唆された。

それぞれの間には統計学的有意な相関関係は認めなかったことより、直接的な腰椎椎間孔の除圧(椎間関節切除・椎体間固定)なしでも腰髄神経根への外的動的刺激症状は改善することが示唆された。研究期間に合計2本の査読付き英文論文をpublishすることができた。腰椎椎間孔内圧は腰椎屈曲位から伸展に伴い統計学的有意に圧上昇していた。また、instrumentationによる固定椎間孔内における圧変化は肢位変化に伴う変化を認めず一定で、固定による腰髄神経根への外的ストレスは有意に減少することを証明した。固定尾側の腰椎椎間孔内圧は統計学的有意差は認めなかったが、肢位による圧変化は大きくなる傾向があり、固定尾側の腰椎椎間孔内での腰髄神経根への外的ストレスは固定前より大きくなることが示唆された。第43回日本脊椎脊髄病学会(平成26年4月17ー19日)にて演題(腰椎変性疾患に対するInstrumentation Surgery -術中椎弓根スクリューによる神経根障害についての検討ー)発表第49回日本脊髄障害医学会(平成26年9月11ー12日)にて演題(腰椎変性疾患に対するInstrumentation Surgery:腰仙髄神経根の腰椎椎間孔内における生理学的病態)発表今後もさらに継続して腰椎椎間孔内圧を測定し、特に画像上の腰椎椎間孔狭窄症症例での腰椎椎間孔内圧とその肢位による内圧変化について解明する必要があると考える。腰椎椎間孔狭窄症における腰椎椎間孔内における腰髄神経根の生理学的病態がさらに解明されれば、我々の手術適応、手術選択肢において大きなメリットがあると考える。医歯薬学現在、次のステップとして、症例数を増やしながら、腰椎椎間孔内圧の変動と腰椎椎間孔の解剖学的構造との関連性について検討中である。実験器具を初年度と翌年度に購入し、今年度は実験器具を購入する必要がなく、実験に伴う消耗品、もしくは論文校正、学会発表についての科研費使用のみであった。予算を効率的に使用した為、当初計画よりも低い金額となった。次年度は最終年であり、また、購入した実験器具の消耗も激しいため、新品器具の購入予定である。未使用額は圧センサー付ミラーカテーテル購入の経費に充てる計画である。
合成開口レーダ画像および海洋観測に基づく海上風シミュレーションの精度向上

本研究では,洋上風力発電に資する日本沿岸域の海上風推定として,人工衛星搭載合成開口レーダ(SAR)と数値気象モデルを用いた手法開発を実施した.まずはSARによる海上風推定では,既存のモデル関数(GMF)の比較によって大気安定度がSAR風速推定に与える影響について評価し,さらにこの影響を除くためのGMF選定と影響補正手法を提案した.また,風速推定に不可欠な風向情報として数値気象モデルWRFの出力風向の有効性を示し,SARと気象モデルを組み合わせた海上風手法を確立した.最後に,この手法を使って和歌山県白浜沖の風況マップを作成し,その精度評価を実施した.本研究では、沿岸海上風シミュレーション精度の向上を目的として、SAR海上風推定精度の向上と,その成果と気象モデルの組み合わせによる高精度海上風推定手法の開発を行う.3年計画の2年目である本年度は,24年度に整備した人工衛星ENVISAT ASARデータと和歌山白浜気象観測データ,和歌山南西沖ブイデータを用いて,白浜沖海域における年平均風速および年平均エネルギー密度の算出を行った.24年度の成果から,日本沿岸域における合成開口レーダ(SAR)を用いた風速推定では大気安定度の考慮が必要であり,大気安定度が考慮できるCMOD5.Nとモニン・オブコフ相似則を基礎としているLKBコードによる安定度補正により精度の高い風速情報が得られることが分かった.この手法を用いて,白浜沖において120シーンを超えるSAR画像のそれぞれについて2次元の風速分布図を作成し,その後,これらに対してワイブル分布を用いた統計処理を行い,海面高度10mの2次元風速分布図を作成した.この結果は,和歌山県白浜気象観測鉄塔と南西沖ブイの2か所で精度検証を実施している.次に,風速分布図から10m高度エネルギー密度分布図を作成し,沿岸域の風況を把握する基礎的な図の作成に成功した.さらに,この基礎的な10m高度の風速およびエネルギー密度分布図から,数値気象モデルWRFによって算出した風速の10m/80m比を用いて風車の平均的なハブ高度である80m高度の風速分布図とエネルギー密度分布図を作成した.本研究では,洋上風力発電に資する日本沿岸域の海上風推定として,人工衛星搭載合成開口レーダ(SAR)と数値気象モデルを用いた手法開発を実施した.まずはSARによる海上風推定では,既存のモデル関数(GMF)の比較によって大気安定度がSAR風速推定に与える影響について評価し,さらにこの影響を除くためのGMF選定と影響補正手法を提案した.また,風速推定に不可欠な風向情報として数値気象モデルWRFの出力風向の有効性を示し,SARと気象モデルを組み合わせた海上風手法を確立した.最後に,この手法を使って和歌山県白浜沖の風況マップを作成し,その精度評価を実施した.本年度はまず,本研究の基礎データとなる人工衛星ENVISAT ASARデータ,数値気象モデルの初期値となるメソ客観解析データ,検証用実測観測データである平塚波浪観測塔データ,白浜気象観測塔データ,和歌山南西沖ブイデータ,平塚沖ブイデータの整備,およびこれらデータのアーカイブを実施した.特に,ENVISAT ASARデータについては計算の利便性を考慮し,グリッドを等緯度経度で揃えたデータに変換を行い,また物理量である後方散乱係数へ変換済のデータセットを用意した.次に,24年度実施予定にしていた,合成開口レーダ(SAR)を用いた風速推定における大気安定度補正検証を実施した.SARによる海上風推定では,通常,モデル関数(GMF)を用いて海面より10m高度の風速が推定される.しかし,SARは風速を直接観測しているのではなく,海面の粗度を観測し,その物理量と10m高度の風速を経験的なGMFで対応付けている.このため,旧来のGMFでは海面粗度と直接エネルギー交換を行っている海面付近の風速と10m高度の風速の関係は一定と仮定されている.この仮定が実際の風速の鉛直プロファイルと異なる場合,推定される風速に誤差が生じる.そこで等価中立風の概念を導入している最新のGMFであるCMOD5.Nと旧来のCMOD4, CMOD_IFR2, CMOD5を用いて推定される風速の比較を行い,大気安定度の考慮による風速の変化量とその重要性について検証を行った.その結果,大気安定度の変化によって推定風速は最大で約20%変化し,CMOD5.Nが最も高精度で風速推定できることが分かった.また,CMOD5.Nから推定される等価中立風は数値気象モデル(WRF)の出力値から水温,気温,湿度データを入力値とし,モニン・オブコフ相似則を基礎としているLKBコードを用いて大気安定度を考慮した風速に変換できることが分かった.最終年度は人工衛星搭載合成開口レーダ(SAR)のさらなる海上風推定精度をめざし,沿岸域において報告されている風速推定時の過小評価傾向についてその特徴を明らかにした.対象海域は初年度に実測観測データを整備した神奈川県平塚および和歌山県白浜とし,SARデータを実測風向からOffshore(陸から沖に向かう風)時とOnshore(沖から陸に吹く風)時に分類し,風速変換の水平分布図を作成した.この結果,Offshore時には明確に海岸線に沿う様に離岸距離に従って風速が陸から沖に向かって増加したのに対し,Onshore時はわずかに沖の方が風速が高かったが,明確な変化は認められなかった.なお,この傾向は日本以外のデンマーク西岸においても同様な結果が認められた.この結果は次年度以降,論文として発表予定である.研究期間全体を通して,洋上風力発電に資する日本沿岸域の海上風推定の手法開発を実施した.

特に欧州で既に実績のあった人工衛星搭載合成開口レーダ(SAR)と数値気象モデルに着目し,両者の利点を活かし,欠点を補うような組み合わせ手法を試みた.まずはSARによる海上風推定では,既存のモデル関数(GMF)の比較によって大気安定度がSAR風速推定に与える影響について評価し,さらにこの影響を除くためのGMF選定と影響補正手法の開発を行った.また,風速推定に不可欠な風向情報として数値気象モデルWRFの出力の有効性を示し,SARと気象モデルを組み合わせた海上風手法を確立した.最後に,この手法を使って和歌山県白浜沖の風況マップを作成し,その精度評価を実施した.海洋気象学予期せず,使用予定にしていたENVISA衛星が故障による運用停止となり,新たにTerraSAR-Xのデータを利用して研究を進めることとした.TerraSAR-Xの調達に時間を要しており,今年度実施予定であった沿岸域における合成開口レーダからの推定風速の過小評価要因についての調査はスケジュールに遅れが生じている.これについては,当初計画していたENVISAT衛星およびPALSAR衛星と合わせて26年度実施予定としている.24年度に予定していた大気安定度の影響と最新の風速推定モデルCMOD5.Nの有効性に関する研究は予定通り実施し,当初計画は達成している.しかし,使用予定にしていたENVISAT衛星が故障により運用停止となり,新規観測データの取得が不可能となってしまった.24年度は既に取得していたENVISAT衛星を用いて実施できたが,今後,よりデータ数を増やした検証を行う為には,別の衛星データの利用を検討する必要がある.ただ,別の衛星に搭載されているSARを使用する場合,観測に用いられているマイクロ波の波長が異なるため,使用前に別途精度の検証を行う必要がある.この作業が追加されることにより,25年度の計画に若干の遅れが生じる可能性がある.更なる沿岸域の海上風推定精度の向上を目指し,沿岸域において報告されているSARを用いた風速推定時の実測値と比較した際の過小評価傾向について明らかにする.使用するSARデータとして,これまで本研究で使用してきたENVISAT/ASARデータに加えて,るマイクロ波の波長が異なるALOS/PALSARデータおよび今年度調達予定のTerraSAR-Xデータを追加し,さらに,日本沿岸域に加えてデンマーク沿岸域にも対象海域を広げて,離岸距離(フェッチ)とSARから算出される物理量である後方散乱係数(NRCS)の関係調査を実施する.既に取得済のENVISAT衛星搭載ASARに加えて,ALOS衛星搭載PALSARデータの使用を検討する.PALSARについてはGMFの開発は過去に行われた事があるが,その精度検証についてはほとんど過去に報告がない.そこで,PALSARデータによる風速推定精度検証を日本沿岸域と北海沿岸にて実施する.この精度検証によってPALSARデータの有効性が確認できれば,既に精度が明らかなASARデータとPALSARデータを用いて,25年度の計画である,沿岸域における吹送距離とSAR風速の推定誤差の関係について明らかにし,この補正手法の検討を実施する.また,合わせて数値気象モデルの精度向上に関する検討も行う.当初,購入予定であったENVISAT/ASAR
音声ＡＲとＲＦＩＤを融合した視覚障碍者向け街歩き支援ナビシステムの実用化研究

視覚障碍者の街歩き支援を目指し、音信号・音声ベース歩行者ナビゲーションの開発・実用化研究に取り組んでいる。試作機器・システムを視覚障碍者に、実世界に限りなく近い状況で使ってもらう実験を主体として研究を進め、以下の成果を得た。1ハイブリッド位置特定:建物周辺でのピンポイント的案内、それ以外の街路等でのGPS位置特定誤差を考慮した「ことばの地図」による空間把握支援という分担のもとで、メッセージ記述ガイドラインを提案した。2音声ARと「ことばの写生」:その場にふさわしいナビメッセージを音声で伝えるARアプリを実装した実験の結果、「ことばの地図」を拡張した「ことばの写生(スケッチ)」の提案に至った。1.目的・意義GPS携帯電話やスマートホンの機能進展・普及を踏まえ、街歩き・歩行支援ナビにおいてデジタルデバイド状態にある視覚障碍者が一刻も早く技術シンポの恩恵を享受できるように、以下の開発・実用化研究を主目的とする。(1)ハイブリッド位置特定:GPSとRFIDの役割・エリア分担の確立(2)音声AR:地点(その場)情報を、音声ファイルの自動再生により提供するアプリの開発(3)音声AR連携アプリ:視覚障碍者自身が記録・カスタマイズできるアプリの開発・提供AndroidをOSとし、従来の携帯電話と同様のキーによる操作が可能なスマートホン(商用品)を前提として、それを利用者機器として活用するための研究である。2.本年度の成果研究計画の骨格は、6ヶ月程度を単位(1期)として漸進的に繰り返して実施する実験(視覚障碍者を被験者とする)により成り立つ。2タイプの実験を(一部)並行実施する。計画初年度にあたる平成24年度は、以下の研究活動を実施した。(1)AR技術を応用して、音声ARアプリならびに音声AR連携アプリの基本設計を行った。(2)過年度の成果であるナビ・ガイドラインに従った実験用ナビを作成した。(3)上記(1)のアプリβ版をスマートホンに実装し、モニター実験を実施した。開発したアプリを実装したスマートホンを視覚障碍者に1カ月間程度貸し出して、日常生活において試用してもらった。(4)上記(2)の実験用ナビを用いて、大学周辺市街地において実験を行った。被験者は視覚障碍者約30名であった。(5)上記(3),(4)の結果を踏まえて、ガイドライン、アルゴリズム等の改良を行った。1ハイブリッド位置特定:GPSとRFIDの役割・エリア分担の確立2音声AR:地点(その場)情報を、音声ファイルの自動再生により提供するアプリの開発3音声AR連携アプリ:視覚障碍者自身が記録・カスタマイズできるアプリの開発・提供AndroidをOSとし、従来の携帯電話と同様のキーによる操作が可能なスマートホン(商用品)を前提として、それを利用者機器として活用するための研究である。計画第2年度にあたる平成25年度は、以下の研究活動を実施した。1第1年度に作成した音声ARアプリβ版をスマートホンに実装し、モニター実験を実施した。2過年度の成果であるナビ・ガイドラインの検証・改良を目的として、視覚障碍者を被験者とする市街地歩行実験を2期に分けて実施した。3上記1,2の結果を踏まえて、ガイドライン、アルゴリズム等の改良を行った。1.目的・意義GPS携帯電話やスマートホンの機能進展・普及を踏まえ、街歩き・歩行支援ナビにおいてデジタルデバイド状態にある視覚障碍者が一刻も早く技術シンポの恩恵を享受できるように、以下の開発・実用化研究を主目的とする:(1)ハイブリッド位置特定:GPSとRFIDの役割・エリア分担の確立、(2)音声AR:地点(その場)情報を、音声ファイルの自動再生により提供するアプリの開発、(3)音声AR連携アプリ:視覚障碍者自身が記録・カスタマイズできるアプリの開発・提供。AndroidをOSとし、従来の携帯電話と同様のキーによる操作が可能なスマートホン(商用品)を前提として、それを利用者機器として活用するための研究である。

計画最終(第3)年度にあたる平成26年度は、以下の研究活動を実施した:(1)大学周辺市街地をフィールドとし、視覚障碍者約30人を被験者として音声ARアプリによる歩行誘導実験を実施して、ガイドラインの精査・拡充を行った。(2)音声によるランドマーク記録機能(「連携アプリ」の一部)も実装したARアプリ・スマートホンを被験者1人あたり2週間程度、延べ3か月にわたって貸し出し、日常生活における街歩き外出ニーズや、触覚・嗅覚・聴覚ランドマークの実際を掌握した。(3)以上の成果をガイドラインに反映するにあたり、単に安全・安心のための歩行支援ナビに留まるのではなく、散歩を楽しむ、あるいは、冒険などをして街歩きを謳歌することを目指す姿勢を明確にして、「言葉の地図」(「ハイブリッド位置特定」の補完)に加えて、新たに「言葉の写生(スケッチ)」をナビメッセージに盛り込むことを提案・検討した。26年度が最終年度であるため、記入しない。交通計画・国土地域計画26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画の通りのスケジュールで実験等の研究活動を進めることができた。第1年度(平成24年度)は上述の通り、計画が順調に進展した。研究環境等に特段の変化はないので、今後も当初計画に従って進めていく。第1年度(平成24年度)に引き続き、第2年度(平成25年度)も上述の通り、計画が順調に進展した。実験機器として使用している携帯電話(スマートホン)の通信料を倹約したこと、またアプリのコーディングに掛かる業務委託を合理化したことにより、「その他」支出を大幅に縮小することができたため。また、技術動向調査のための出張日数も当初予定よりは短縮した結果、「旅費」も少額で済んだ。実験実施には被験者謝金や補助者謝金など「人件費・謝金」を多く要する。「次年度使用額」をこれらの経費に充当することで、より充実した実験を実施する計画である。
自由研究・探究を促すSTEM教育教材活用アクティブラーニング型授業の開発

1.これまでの科学教育の枠を超え技術・工学・数学までをも横断する、特に自由研究・探究に焦点を絞ったSTEM教材・AL型授業を開発する2.「自由研究・探究スキル」を理科の見方・考え方、科学についての知識等を踏まえて児童・生徒でも実行可能なレベルにまで要素分解し、要素毎の習熟度をルーブリックで評価するだけでなく、各要素が身につく教材・AL型授業を開発する3.これまで暗黙知であった「自由研究・探究スキル」を形式知化させることで児童生徒だけでなく、指導技術が不十分と感じていた教員のスキルアップを目指す1.これまでの科学教育の枠を超え技術・工学・数学までをも横断する、特に自由研究・探究に焦点を絞ったSTEM教材・AL型授業を開発する2.「自由研究・探究スキル」を理科の見方・考え方、科学についての知識等を踏まえて児童・生徒でも実行可能なレベルにまで要素分解し、要素毎の習熟度をルーブリックで評価するだけでなく、各要素が身につく教材・AL型授業を開発する3.これまで暗黙知であった「自由研究・探究スキル」を形式知化させることで児童生徒だけでなく、指導技術が不十分と感じていた教員のスキルアップを目指す
自治体を「ネットワーカー」とする地域運営に関するマーケティング論的研究

本研究は、地域経営論が必ずしも十分に体系化されていないなか、マーケティング概念を援用して真に住民ニーズに立脚した枠組みを創ることができないかという問題意識から出発し、自治体マーケティングのモデル転換を軸とした地域運営のマーケティング論的な体系化を目的としている。本年度は、昨年度に引き続き「マーケティング・ネットワークの地域<基本>モデル」について、各種地域運営主体(自治体・NPO/中間支援組織・地縁型住民組織・企業・大学等々)を取り込んだ"地域<包括>モデル"の構築を念頭に置き、次のような基盤的および発展的な研究を行った。第一に、地方財政の危機等を背景に自治体が地域運営の主導的主体から"撤退"する一方、自治体運営におけるマーケティングの"位置問題"は依然残ったままである状況にあって、マーケティング機能を中枢に据えた自治体運営の基本構造を提示し、「自治体マーケティング」の位置づけとその新たな展開および今後の課題を提示した。第二に、"都市部<基本>モデル"を構成する、(1)「自治体マーケティング」の関係性モデルへの転換、(2)公設市民運営型中間支援組織の設立とそのマーケティング、(3)((2)を核にした)NPO等の結節組織レベルにおけるマーケティングのネットワーク化、という3要素のうち、(2)(3)についてより一歩踏み込んでその内容を明らかにした。第三に、"モデル"における"マーケティング・ネットワーク"構築の際には仕掛けが必要な点を踏まえて、その手段としての「地域通貨」の限定的な有効性を明らかにした上で、より包括的な地域運営資源の有効活用を念頭に置いた"地域コミュニティ協働事業推進貯金"を提唱した。併せて、実務・理論両面でも重要な課題となっている地縁型住民組織とNPOの"連結"のあり方を、"モデル"を通して議論した(日本NPO学会報告:2005年3月)。本研究は、地域運営が必ずしも体系化されていないなかで、マーケティング概念を援用して真に住民ニーズに立脚した枠組みを創ることができないかという問題意識から出発し、自治体マーケティングのモデル転換に連動連結した地域運営のマーケティング論的フレームワークを構築することを目的としている。本年度は、本研究の基盤である「マーケティング・ネットワークの地域モデル」(以下「基本モデル」と呼称)について、次のような精緻化や議論を行った。まず第一に、非行政主体を中心に置いたネットワークの事例を2つ取り上げて考察することで、基本モデルにおける"究極のネットワーカー"(ネットワーカーの中のネットワーカー)は自治体でなければならないという点を明らかにした。そこでは、(1)経営資源の相対的豊富さ、(2)成果変数に対する全体最適の視点の強さ、(3)成果の分配に関する理念的公平性の具有、(4)地域運営に関する最終的な責任の拠り所、といった点が議論された。次に、中山間地の事例から導出した基本モデルがそのままでは自治体が大規模化し住民数が増大する都市部に適用できるとは考えにくいなかで、全国初の公設市民運営型中間支援組織を立ち上げるなど都市部でも極めて先進的とされる鎌倉市の事例を調査した。そして、"都市部モデル"とでも称すべき鎌倉の仕組みは、(1)自治体マーケティングにおける関係性モデルへの転換、(2)公設市民運営型中間支援組織の設立とそのマーケティング、(3)((2)を核にした)NPOなどの結節組織レベルにおけるマーケティングのネットワーク化、という3つの要素から構成されていることが明らかにされた。更に、その都市部モデルは、住民ニーズを吸い上げる既存の"装置"たる議会制民主主義制度が形骸化しつつあるなか、当制度を補完して主体化した住民の真のニーズを実現する「地域運営の革新的な仕組み」であることを主張した。本研究は、地域経営論が必ずしも十分に体系化されていないなかで、マーケティング概念を援用して真に住民ニーズに立脚した枠組みを創ることができないかという問題意識から出発し、自治体マーケティングのモデル転換を軸とした地域運営論のマーケティング論的な体系化を目的としている。本年度は、研究の「基本モデル」たる「マーケティング・ネットワークの地域モデル」について、次のような精緻化等を行った。まず第一に、中山間地の事例から導出した基本モデルがそのままでは自治体が大規模化し住民数が増大する都市部に適用できるとは考えにくい状況下、全国初の公設市民運営型中間支援組織を立ち上げるなど都市部でも極めて先進的とされる鎌倉市の事例を調査した。そして、"都市部モデル"とでも称すべき鎌倉の仕組みは、(1)自治体マーケティングの関係性モデルへの転換、(2)公設市民運営型中間支援組織の設立とそのマーケティング、(3)((2)を核にした)NPO等日の結節組織レベルにおけるマーケティングのネットワーク化、という3要素から構成されていることを明らかにした。更に、その都市部モデルは、住民ニーズを吸い上げる既存装置たる議会制民主主義制度が形骸化しつつあるなか、それを補完して主体化した住民の真のニーズを実現する「地域運営の革新的な仕組み」であることを指摘した。次に、地方財政の危機等を背景に自治体が地域運営の主導的主体から"撤退"する一方、自治体運営におけるマーケティングの"位置問題"は依然残ったままである状況下、マーケティング機能を中枢に据えた自治体運営の基本構造を提示し、「自治体マーケテイング」の位置づけとその新たな展開および今後の課題を提示した。また、基本モデルが資金循環の仕掛けを必要としている点を確認し、地域運営の重要な運営資源の1つである郵便局(郵政3事業)の歴史を通してその多義的な性格を明らかにした上で、郵便局と郵貯資金の活用可能性を議論し、両者の組み合わせでのみ実現可能な"地域コミュニティ協働事業推進貯金"を提案した。

本研究は、地域経営論が必ずしも十分に体系化されていないなか、マーケティング概念を援用して真に住民ニーズに立脚した枠組みを創ることができないかという問題意識から出発し、自治体マーケティングのモデル転換を軸とした地域運営のマーケティング論的な体系化を目的としている。本年度は、昨年度に引き続き「マーケティング・ネットワークの地域<基本>モデル」について、各種地域運営主体(自治体・NPO/中間支援組織・地縁型住民組織・企業・大学等々)を取り込んだ"地域<包括>モデル"の構築を念頭に置き、次のような基盤的および発展的な研究を行った。第一に、地方財政の危機等を背景に自治体が地域運営の主導的主体から"撤退"する一方、自治体運営におけるマーケティングの"位置問題"は依然残ったままである状況にあって、マーケティング機能を中枢に据えた自治体運営の基本構造を提示し、「自治体マーケティング」の位置づけとその新たな展開および今後の課題を提示した。第二に、"都市部<基本>モデル"を構成する、(1)「自治体マーケティング」の関係性モデルへの転換、(2)公設市民運営型中間支援組織の設立とそのマーケティング、(3)((2)を核にした)NPO等の結節組織レベルにおけるマーケティングのネットワーク化、という3要素のうち、(2)(3)についてより一歩踏み込んでその内容を明らかにした。第三に、"モデル"における"マーケティング・ネットワーク"構築の際には仕掛けが必要な点を踏まえて、その手段としての「地域通貨」の限定的な有効性を明らかにした上で、より包括的な地域運営資源の有効活用を念頭に置いた"地域コミュニティ協働事業推進貯金"を提唱した。併せて、実務・理論両面でも重要な課題となっている地縁型住民組織とNPOの"連結"のあり方を、"モデル"を通して議論した(日本NPO学会報告:2005年3月)。
ナトリウム-リン酸共輸送体の分子異常と機能の解析

薬剤耐性マーカーと誘導型のNpt2a遺伝子を同一のベクターに組み込むことで、細胞への形質転換後の薬剤耐性細胞の獲得と、細胞継代維持期間中はNpt2a遺伝子の発現を限りなく抑えることが可能となったため、Npt2aの過剰発現が原因と推定される細胞死を輸送体機能解析する直前まで回避できるようになった。Npt2a遺伝子にはそのN末端にGFPを融合させた融合タンパク質も解析に用いるため、細胞生存下でのNpt2aのトラフィッキングが可能となり、安定発現体による誘導発現のため、再現性のある機能解析が可能となった。安定発現体を作成することによりSlc34a1のWt、A499V、V582M、DMの発現をリアルタイムで観察した結果、Wt及びV528Mの発現は確認できたがA499VとDMの発現は一切確認できなかった。RT-PCRの結果ではmRNAの発現はいずれの変異体発現細胞において同程度に確認できているため転写後の翻訳過程においてA499Vを含む変異体は安定したタンパクとなることができないことが証明された。本年度の活動により、以下の項目が完遂した。1.薬剤耐性マーカーと誘導型のNpt2a遺伝子を同一のベクターに組み込むことで、細胞への形質転換後の薬剤耐性細胞の獲得と、細胞継代維持期間中はNpt2a遺伝子の発現を限りなく抑えることが可能。よって、Npt2aの過剰発現が原因と推定される細胞死を輸送体機能解析する直前まで回避できるようになった。3.安定発現体による誘導発現のため、再現性のある機能解析が可能となった。前年度の活動により、以下の項目が完遂した。5.RT-PCRの結果ではmRNAの発現はいずれの変異体発現細胞において同程度に確認できているため転写後の翻訳過程においてA499Vを含む変異体は安定したタンパクとなることができないことが証明された。現在これらの結果を論文にまとめ投稿準備をしている段階である。
膀胱癌における新規AlkBホモログ蛋白hABH-8の機能解析

新規DNA修復遺伝子であるhABH-8は、活性酸素種の産生促進を介してヒト膀胱尿路上皮癌細胞の生存を高め、癌の病理組織学的悪性度を決定することを見いだし、特に進行膀胱癌に対する臨床治療上の新しい標的分子になる可能性を確認した。我々は、DNA修復酵素であるAlkB分子のヒトホモログであるABH family同定に着手した結果、新たにヒトALKBH-8(hALKBH-8)遺伝子をcloningすることに成功した(J Mol Cell Med,2007)。本研究では、hALKBH-8遺伝子のヒト膀胱尿路上皮癌における生物学的機能を解析した。ヒト尿路上皮癌細胞株であるUMUC2および3を用いてhALKBH-8遺伝子をノックダウンすると、NADPHoxidase (NOX)1発現ならびに細胞内活性酸素種(reactive oxygen species, ROS)産生が有意に低下し、apoptosisが誘導されることが分かった。この際、MAP kinaseであるc-jun NH2 terminal kinase (JNK)とp38の活性化ならびにこれらに依存したγH2AXのリン酸化が誘導されることも明らかとなった。NOX1遺伝子のノックダウンによっても同程度のapoptosisやJNK/p38/γH2AX活性化をもたらされたが、JNK,p38阻害剤処理やγH2AXのノックダウンによりhALKBH-8ノックダウン誘導性apoptosisが有意に抑制されることが分かった。さらに、尿路上皮癌をnude miceに同所性移植した後、膀胱内にhALKBH-8 siRNAを注入した結果、同遺伝子発現ならびに腫瘍体積の有意な低下を認めるとともに、上記シグナル伝達についても再現性を確認できた。さらに、ヒト膀胱尿路上皮癌組織を用いた免疫組織化学的解析の結果、hALKBH-8は高異型度、浸潤癌においてより強く発現することが分かった。以上から、hALKBH-8は、尿路上皮癌細胞においてROS産生の維持と細胞生存シグナルの促進に深く関与しており、高悪性度膀胱癌における新しい分子標的となる可能性が示唆された(Shimada et al. Cancer Res, 2009)。ALKBHはE.coli DNA修復酵素であるAlkBのヒトホモログで、我々は、このファミリー分子のひとつであるALKBH-3が前立腺癌に強く発現し、アポトーシス抵抗性の獲得と浸潤能の促進を介してホルモン非依存性前立腺癌の進展にかかわることを見いだした(Clin Cancer Res, 2005 ; Cancer Sci, 2008)。膀胱癌について発現解析をおこなったところ、ALKBH-8が正常細胞に比較して尿路上皮癌細胞において強く発現し、その発現陽性率が膀胱癌の悪性度(grade)や深達度と有意に相関することが判明したことからALKBH-8が膀胱癌の進展を把握する上で重要な病理学的因子となると考えられた。膀胱尿路上皮癌細胞株を用いたsiRNA導入実験により、ALKBH-8遺伝子ノックダウンがNADPHoxidase (NOX)-1発現ならびに細胞内活性酸素種(ROS)産生の低下をもたらし、膀胱癌細胞のapoptosisを誘導すること、また、chorioallantoic membrane assayや膀胱癌同所性移植実験結果から、in vivo ALKBH-8ノックダウンにより膀胱癌細胞の血管新生や増殖、浸潤能が有意に抑制されることが分かった。以上から、ALKBH-8はNOX-1を介した細胞内活性酸素種ROSの産生とこれに関連した癌進展メカニズムに関与し、ALKBH-8遺伝子の機能を遮断することで強い癌抑制効果を発揮することが明らかとなった。ALKBH-8を最上流とする(NOX-1)-(ROS)-(増殖・浸潤・血管新生)という分子シグナルが膀胱癌進展に重要な役割を担うことが示唆される。また、この知見をもとに、活性酸素種を蛍光標識して尿中に剥離した陽性細胞を検出し形態的診断を加味することで尿細胞診における膀胱癌の診断精度が有意に向上することを確認しており、病理組織、細胞診断への更なる応用が期待される。
前立腺肥大形成におけるホルモン応答性増殖機構の解析

本研究は前立腺細胞ならびに癌細胞におけるER-α, βを介したエストロゲン応答遺伝子の発現調節・細胞増殖機構の詳細をin vitro, in vivoにて検討した。その成果は、本研究成果報告書概要内の4論文に纏められている。なお、新しいエストロゲン一次的応答遺伝子Estrogen receptor-binding fragment-associated antigen 9(EBAG9)に関しては、最近前立腺癌やエストロゲン標的臓器のみならず、肝臓、皮膚などの癌でも細胞増殖能を有すること、免疫回避能(immune escape)を有する可能性が報告されている。そこでヒト腎癌細胞株を用いた動物実験を行い、そのvivoにおける増殖機構を詳細に解析した(研究発表:雑誌論文2:Cancer Res. 65 : 3700,2005.参照)。前立腺細胞増殖におけるefp遺伝子の役割;前立腺上皮・癌細胞株における細胞周期のnegative regulatorである14-3-3σの発現を解析した。癌細胞は正常上皮細胞に比べ、有意にその発現が低下していた。またそのLNCaPにおける不活化にはpromotorのhypermethylationが関与していた。一方、DU145,PC3では、proteasome-mediated proteolysisが関与しており、proteasome阻害薬であるMG132の投与にて14-3-3σの発現は回復した。またベクターを用いてefp遺伝子を強制発現させた前立腺細胞株では、14-3-3σの発現低下と細胞増殖能能の亢進を認めた。efp遺伝子ノックアウトマウスにおける前立腺形態、ならびに組織学的検討:雄efp遺伝子ノックアウトマウス(-/-)、(+/-)、ならびにコントロールのワイルドタイプマウス(+/+)を、第2月、6月、12月、24月齢にて屠殺。前立腺をventral, dorsolateral, anteriorlobesの各部位ごとに分けて摘出した。摘出前立腺標本は重量測定、形状の観察を行った後、パラフィン包埋しHaradaらの方法に準じて(Prostate25:147,1994)、前立腺上皮、間質の形態を解析した。これまでのところ明らかな組織学的な相違を認めなかった。このため、testosterone, estradiol同時投与下飼育による形態学的変化を解析中である。前立腺上皮・癌細胞株におけるorphan steroid receptorであるCARの発現をWestern blot法にて解析した。癌細胞LNCaP, DU145は正常あるいは肥大上皮細胞に比べ、有意にその発現が低下していた。手術標本における正常前立腺100例と癌組織106例における発現を免疫組織化学的に解析した。癌組織は正常前立腺と比較して有意に発現の減少を認め、またhigh Gleason grade腫瘍はlow grade腫瘍に比べてさらに有意に発現が低下していた。さらに低発現症例は癌特異的生存率が有意に高発現症例に比べて不良であった。前立腺細胞増殖におけるCYP2B6,CYP3A4の役割;dexamethasoneなどのxenobioticsにより活性化されたCARはretinoid X receptorとheterodimerを形成し、CYP2B6ならびにCYP3A4のenhancer領域に結合して両酵素の発現を充進させる。前立腺上皮・癌細胞株におけるCYP2B6ならびにCYP3A4の発現をWestern blot法にて解析した。癌細胞LNCaP, DU145は正常あるいは肥大上皮細胞に比べ、有意に両者とも発現が低下していた。CYP2B6,CYP3A4共に癌組織は正常前立腺と比較して有意に発現の減少を認め、またhigh Gleason grade腫瘍はlow grade腫瘍に比べてさらに有意に発現が低下していた。さらにCYP2B6低発現症例は癌特異的生存率が有意にCYP2B6高発現症例に比べて不良であった。多変量解析でCYP2B6は癌特異的生存率のindependent predictorであった。前立腺細胞増殖におけるステロイド関連核内受容体の役割;前立腺上皮・癌細胞株におけるorphan steroid receptor(CAR)、ならびにestrogen-related receptor(ERR)の発現をWestern blot法にて解析した。CARは癌細胞LNCaP, DU145は正常あるいは肥大上皮細胞に比べ、有意にその発現が低下していた。一方ERRは逆に癌組織で有意に発現の増加を認め、またhigh grade腫瘍でより発現が亢進していた。

さらに高発現症例は癌特異的生存率が有意に低発現症例に比べて不良であった。前立腺細胞増殖におけるCYP2B6,CYP3A4の役割;dexamethasoneなどのxenobioticsにより活性化されたCARはretinoid X receptorとheterodimerを形成し、CYP2B6ならびにCYP3A4のenhancer領域に結合して両酵素の発現を亢進させる。前立腺上皮・癌細胞株におけるCYP2B6ならびにCYP3A4の発現をWestern blot法にて解析した。癌細胞LNCaP, DU145は正常あるいは肥大上皮細胞に比べ、有意に両者とも発現が低下していた。手術標本における正常前立腺100例と癌組織106例における発現を免疫組織化学的に解析した。CYP2B6, CYP3A4共に癌組織は正常前立腺と比較して有意に発現の減少を認め、またhigh Gleason grade腫瘍はlow grade腫瘍に比べてさらに有意に発現が低下していた。さらにCYP2B6低発現症例は癌特異的生存率が有意にCYP2B6高発現症例に比べて不良であった。多変量解析でCYP2B6は癌特異的生存率のindependent predictorであった。
混合溶媒中のイオンの選択溶媒和に関する構造化学的解明と選択性の定量的表現

2種の溶媒が混合している媒体中に電解質を溶解させると、生成したそれぞれの陽イオンや陰イオンは2種の溶媒により溶媒和される。これらのイオンに溶媒和している溶媒の組成は、一般にイオンによって異なるし、またバルクの溶媒組成とも異なる。溶媒和圏の溶媒組成がバルクの組成と異なる時、イオンはある一方の溶媒と好んで結合しようとする性質があることを示し、このとき、イオンは一方の溶媒により選択的に溶媒和されているという。われわれは溶液X線回折法により第1溶媒和圏の溶媒組成を直接決定し、選択溶媒和の程度を定量的に表現する量として、選択溶媒和指数K_<PSO>=[X^^-_A(1-X^^-_A)]/[X_A/(1-X_A)]を新たに導入した。A、Bは混合溶媒において、イオンの溶媒和圏における溶媒AおよびBの濃度(モル分率X^^-_AおよびX_B=1-X^^-_A)とバルク層における溶媒AおよびBの濃度(モル分率X_AおよびX_B=1-X_A)である。-RT1nK_<PSQ>は当該イオンの溶媒AおよびBの溶媒和ギブズエネルギーの差ΔΔG^O_<solv>と密接に関連していることが示された。また溶媒和圏における溶媒分子間の相互作用、とくに立体的障害に起因する反発力は選択溶媒和に大きな影響を与えることが示された。ここで得られた-RT1nK_<PSQ>の値と熱力学的考察から、溶媒和圏における分子間立体障害のエネルギーを推定することが可能であると考えられる。溶媒分子Aがイオンばかりでなくもう一方の溶媒分子Bとも強く相互作用する場合には、遊離の溶媒分子Aの濃度が低下するため、溶媒Aの選択溶媒和性が著しく低下する現象が観察された。これらのことから、選択溶媒和の主な原因は1)主として溶媒分子のドナー性(対陽イオン)やアクセプタ-性(対陰イオン)に基づくイオン-溶煤相互作用(引力的相互作用)2)双極子間、四極子間相互作用などの溶媒相における溶媒分子間相互作用(引力的相互作用)3)主として立体障害に基づく溶媒和圏における分子間相互作用(反発的相互作用)であることが示された。多くのイオンが混合溶媒中でバルクの溶媒組成と異なる溶媒和組成をもつことは、さまざまな混合溶媒中の電解質の挙動に関する研究、たとえば混合溶媒中のイオンの移動度、溶媒和熱の測定などの研究から古くから推測されたはいたが、溶媒和圏内の溶媒組成を直接決定する手段が開発されていなかったため、単なる定性的推論にとどまっていた。われわれは溶液X線回折法により第1溶媒和圏の溶媒組成を直接決定することに成功した。

この結果、選択溶媒和の程度を定量的に表現する量として、A-B混合溶媒において、あるイオンの溶媒和圏における溶媒AおよびBの濃度(モル分率x^^-_Aおよびx^^-_B=1-x^^-_A)とバルク層における溶媒AおよびBの濃度(モル分率x_Aおよびx_B=1-x_A)の値より、選択溶媒和指数K_<PSQ>=[x_A(1-x^^-_A)]/[x_A(1-x_A)]を新たに導入した。熱力学的考察から、-RTIn K_<PSQ>は当該イオンの溶媒AおよびBの溶媒和ギブズエネルギーの差ΔΔG^0_<solv>と密接に関連していることが示された。溶媒分子が嵩高い場合には、溶媒和圏内の狭い空間では溶媒分子同士が接近するため、立体障害を起こすことがある。このような場合には、K_<PSQ>の値はΔΔ(G^0_<solv>から予想される値とは異なってくる。このことから、溶媒和圏内における溶媒分子間の立体障害によって生ずる余分なエネルギーのおおよその値を見積もることができる。このような考察はこれまでおこなわれたことはなく、溶液中のイオンの挙動に関する微視的な、全く新しい知見である。2種の溶媒が混合している媒体中に電解質を溶解させると、生成したそれぞれの陽イオンや陰イオンは2種の溶媒により溶媒和される。これらのイオンに溶媒和している溶媒の組成は、一般にイオンによって異なるし、またバルクの溶媒組成とも異なる。溶媒和圏の溶媒組成がバルクの組成と異なる時、イオンはある一方の溶媒と好んで結合しようとする性質があることを示し、このとき、イオンは一方の溶媒により選択的に溶媒和されているという。われわれは溶液X線回折法により第1溶媒和圏の溶媒組成を直接決定し、選択溶媒和の程度を定量的に表現する量として、選択溶媒和指数K_<PSQ>=[X^^-_A(1-X^^-_A)]/[x_A(1-x_A)]を新たに導入した、ここでA、BはA-B混合溶媒において、イオンの溶媒和圏における溶媒AおよびBの濃度(モル分率X^^-_AおよびX^^-_B=1-X^^-_A)とバルク層における溶媒AおよびBの濃度(モル分率x_Aおよびx_B=1-x_A)である。-RTln K_<PSQ>は当該イオンの溶媒AおよびBの溶媒和ギブズエネルギーの差ΔΔG^0_<solv>と密接に関連していることが示された。また溶媒和圏における溶媒分子間の相互作用、とくに立体的障害に起因する反発力は選択溶媒和に大きな影響を与えることが示された。さらの溶媒分子Aがイオンばかりでなくもう一方の溶媒分子Bとも強く相互作用する場合には、イオンとの相互作用が起りにくくなり、その選択溶媒和性が著しく低下する現象が観察された。すなわち、選択溶媒和の主な原因は1)主として溶媒分子のドナー性(対陽イオン)やアクセプター性(対陰イオン)に基づくイオン-溶媒相互作用(引力的相互作用)2)双極子間、四極子間相互作用などの溶媒相における溶媒分子間相互作用(引力的相互作用)3)主として立体障害に基づく溶媒和圏における分子間相互作用(反発的相互作用)であることが示された。
高度不飽和脂肪酸及びその代謝体の虚血性脳疾患における挙動と栄養学的評価

本研究は海産由来の重要な食品成分でありヒト脳内主要高度不飽和脂肪酸でもあるドコサヘキサエン酸(DHA)、並びに各種プロスタノイド関連の高度不飽和脂肪酸であるアラキドン酸(AA)について、それら代謝体・誘導体の脳虚血による神経細胞・遅延性神経細胞死保護作用、脳虚血保護作用の検索を目的に、ラット脳海馬CA1領域の神経細胞を用いて、NMDAレセプター応答、APMA/KAレセプター応答を指標にスクリーニング試験を実施した。その結果、DHA誘導体の内、L-グルタミン酸誘導体がAPMA/KAの応答を減弱することが示された。しかしながら、その作用強度は、DHAと同程度であった。また、NMDA応答に対してはL-グルタミン酸誘導体は減弱作用を示し、DHAの作用とは逆であった。一方、DHAやAAの代謝体であるモノヒドロキシ体は、総じて1μMの低濃度でAPMA/KA応答並ぴにNMDA応答をいずれも減弱させたことから、4-ヒドロキシDHAの周辺化合物11種について合成・評価したが、4-ヒドロキシDHAより強力な化合物は認められなかった。以上より、DHAやAAより強力な脳虚血による神経細胞、遅延性神経細胞死保護作用、脳虚血保護作用を有する化合物は認められなかった。ただし、DHAやAAのモノヒドロキシ体については強力な薬理作用を有する可能性が示唆されたことから、今後、4位以外のモノヒドロキシ体、ジヒドロキシ体、或いはエポキシ体について、詳細に検討していく必要があると考えられた。海産由来の重要な食品成分でありヒト脳内主要高度不飽和脂肪酸でもあるドコサヘキサエン酸、並びに各種プロスタノイド関連の高度不飽和脂肪酸であるアラキドン酸は生体内では細胞膜リン脂質に存在し膜機能の調節に重要な役割を果たしているが、虚血性脳(眼)疾患などの病態発症時には、速やかにリン脂質より切り出されて遊離の脂肪酸或いは様々な代謝体となり、新たな生理活性を発現すると考えられている。そこで本研究では、高度不飽和脂肪酸とその代謝体を調製し、グルタミン酸をはじめとする各種神経伝達物質の受容体応答に対する影響を確認することによって、高度不飽和脂肪酸並びにその代謝体の薬理的な作用、栄養学的な役割について明らかにするものである。本年度はドコサヘキサエン酸からの各種リポキシゲナーゼによる代謝体の同定・調製、並びにドコサヘキサエン酸、アラキドン酸などの各種脂肪酸のATP受容体応答について検討した。ATP受容体は痛みの受容体としてイオンチャネル型(P2X)とGタンパク共役型(P2Y)が知られているが、ドコサヘキサエン酸は節状神経節神経細胞のP2X受容体に影響してATPによって誘発される内向き電流を減弱させることが示され、その作用は脱感作を早めることによると考えられた。また、他の脂肪酸での検討では、アラキドン酸において同様の作用が観察されたものの、オレイン酸やパルミチン酸などの一価の不飽和脂肪酸や飽和脂肪酸ではその作用は弱かった。今後、ATP受容体におけるドコサヘキサエン酸やアラキドン酸の役割について詳細な検討が必要である。

一方、DHAやAAの代謝体であるモノヒドロキシ体は、総じて1μMの低濃度でAPMA/KA応答並びにNMDA応答をいずれも減弱させたことから、4-ヒドロキシDHAの周辺化合物11種について合成・評価したが、4-ヒドロキシDHAより強力な化合物は認められなかった。以上より、DHAやAAより強力な脳虚血による神経細胞、遅延性神経細胞死保護作用、脳虚血保護作用を有する化合物は認められなかった。ただし、DHAやAAのモノヒドロキシ体については強力な薬理作用を有する可能性が示唆されたことから、今後、4位以外のモノヒドロキシ体、ジヒドロキシ体、或いはエポキシ体について、詳細に検討していく必要があると考えられた。