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I.F.アルノルト作品のゴシック小説的特徴とドイツ・ロマン主義への影響

研究の過程としては、まず、1801年のアルノルト作品『吸血鬼』との関連において、〈恐怖小説〉の主要な題材のひとつである〈吸血鬼〉のドイツ文学における展開の調査から始めた。その成果として、平成26年度に、ロマン主義文学への影響という観点から、このジャンルにおける重要作品E. T. A.ホフマンの短篇「ヴァンピリスムス」(1821)を巡る論文を、岩波書店の隔月発行の学術雑誌『文学』2014年7/8月号)に寄稿した。平成27年度には、アルノルトが1800年に出版した怪奇的な二作品『血の染みのある肖像画』と『分身のいるウルスラ会修道女』を対象とする論考を執筆し、これを「1800年の幻想ミステリ」と題して、中央大学人文科学研究所による『人文研紀要』第82号に発表した(2015年10月30日発行)。また、同年7月には、二松学舎大学で開催の日本比較文学会東京支部例会において、アルノルトが、フリードリヒ・シラーの戯曲『群盗』(1781)を脚色して通俗小説化した『モール伯爵家』(1802)と、実在した盗賊の告白という形式による犯罪実録小説『黒いヨーナス』(1805)を採り上げ、その特異な〈盗賊小説〉としての性格を、当時の社会的背景、刑法との関係、サド侯爵作品との比較などから考察した発表も行った。最終年度である平成28年度には、上記発表の原稿を元に作成した論文「過激な盗賊たち」を、中央大学人文科学研究所の「人文研紀要」第83号(2016年9月30日発行)に寄稿した。十八世紀末にエアフルトのオルガニストで著述家としても活躍したイグナーツ・フェルディナント・アルノルト(1774-1812)は、音楽的著作の他に夥しい数の〈恐怖小説〉を書いた。〈恐怖小説〉とは、ドイツにおけるゴシック小説と言うべき当時の流行ジャンルであり、アルノルトはその人気作家のひとりとなっていた。そこには、合理と非合理がせめぎ合う十八世紀の特質が端的に表出している。本研究では、彼の小説の中から超自然や盗賊などを題材にした幾つかの代表的作品を採り上げ、ロマン主義への影響も含めて考察した。その成果は、英米のゴシック小説に比べて研究が遅れているドイツのゴシック小説の解明に寄与するものと信じる。平成26年度は、今回の研究に必要となる各種資料(一次文献として、アルノルトのテクストや彼と同時代の他作家のテクスト、そして二次文献として、ドイツの恐怖小説およびそれを取り巻く社会的・文化的背景に関する新しい研究論文)を幾つも入手した。そして、それらの一部を用いての研究成果として「研究実績の概要」で述べた二つの論文原稿(ひとつはすでに岩波書店の雑誌『文学』に掲載され、ひとつは「中央大学人文科学研究所紀要」に掲載予定)を完成することができた。さらに、平成27年1月には、中央大学の国際センターを通じて、ゴシック小説および恐怖小説の研究者であり、当該ジャンルのドイツの専門出版社「ユードルフォ・プレス」Udolpho Pressを主催するノルベルト・ベッシュ博士から、専門としている研究の内容についての問い合わせがあったので、現在、アルノルトの研究と日本語への翻訳を進めていることを伝えた。昨年末より日本比較文学会東京支部例会での発表原稿をもとにした論文の作成を進めていたが、これは、中央大学人文科学研究所に提出され、平成28年10月刊行予定の次号「人文研紀要」に掲載される予定である。
システム・オペレータの認知技能獲得過程に関する研究

発電プラント・オペレータの初期教育訓練過程の実態を記述した。オペレーターの初期教育訓練は、1年間の初期集合教育(現場実習を含む)から始められるが、職場に配属されてからの実操作を伴うOJT(On the Job Training)が具体的なプラントシステムの具体的なイメージ作りに繋がり、非常に効率的だと受け止められている。従って、サブシステムごとに数多くのOJTが設定され、具体的な操作方法およびその手順の習得が優先されている。また、その教育訓練過程には、従来からの徒弟制度的な方法が根強く残されており新人オペレータの学習意欲にのみ依存する体質が残されている。OJT全体を通して、教育訓練方法のストラテジー確立が必要な状況である。プラント運用全体の効率化が進められ、オペレータの人員削減や教育訓練期間の短縮が実現している中で、マニュアルに定められた具体的な操作方法のみならず、機器の動作原理やその背景にある理論の理解に基づく推理力など、変化する状況に対応する応用力の養成が大きな課題となっている。このような応用力は、トラブルシューティングや操作ミスの未然防止などにおけるオペレータの必須能力であり、多くの現場実践経験の蓄積、およびハードウェアシステムの正確なメンタルモデルによるメンタルシミュレーションによって、状況の把握や対応方法が検証され、的確なプラント運用を支えている。そこで、OJTの効率化や正確なメンタルモデルの獲得を支援するために、サブシステムとしてのボイラの起動を取り上げ、簡便な操作マニュアル付属資料を試作した。資料は、系統図(物流および制御機構)、シーケンス図、制御モード図から成り、これらの図のみでシステム機能のシミュレーションが可能なものである。プラント運用現場のオペレータの意見では、試作資料の有用性がみとめられたが、今後はOJT場面での指導方法の検討が必要である。1)ハードウェア・システムの構成分析発電プラントの運用実務者に対する聞き取り調査ならびにプラントの設計資料を収集し、ハードウェア・システムの構成分析を行った。数多くのサブシステムの機能記述および機器構成を図式化するとともに、冷却水・蒸気などの物質流系統、電源等の動力系統、制御系統などの種々の系統の相互関係を分析記述した。2)教育・訓練過程の実態上述1)同様に、現場における初級、中級部分の教育・訓練過程を記述分析中である。初級過程では、システム全体の機能から独立したサブシステムを用い、On The Job Trainingを中心に訓練が開始される。独立したサブシステムであっても、冷却水系統あるいは電源などプラント全体に繋がる系統もあり、個々の操作手技の獲得と共にサブシステム間の相互関連の基本的な概念の獲得が目標となっている。中級までの教育・訓練過程では、システムの系統機能および起動・停止等の通常操作単位の知識・技能獲得が主体である。ここでは、システム全体における各種系統の相互依存関係の概念把握、タービンおよび発電機等の主要機器の操作技能の獲得が目標である。さらに上級に進むに従い通常操作に関する知識技能の上に、安全確保という別の視点からのシステム概念の再構成が要求されている。今後は、通常運転操作と安全面との異なる視点からのシステム構成概念の差を中心に、認知技能の特徴抽出を目指す。1)ハードウェア・システムを安全確保の視点から見た知識構造分析実際のプラントにおいても、必要な知識項目あるいは操作スキルのリストアップが詳細に記述され始めている。サブシステムとして機能的に分類される系統毎に、区別される要素タスクの数は500に達し、知識項目の総数は5000にも達する。これらの必要知識のリスト化は、システム全体の安全確保という視点で構造化され分類されている。このことは、従来から伝統的に行われているOJTを中心とした要素機能の維持を目的とする技能獲得過程に、機能不全がシステム全体にどの様な影響を及ぼすかという別の視点を与える契機になるが、手順書による日常的な運転操作との結びつきをオペレーターに常に意識させるためには、さらに一工夫する必要がある。

2)手順書による運転操作における認知技能獲得単位操作を時系列的に箇条書きとした構造の手順書では、手順記述を詳細化するとステップ数が増大する操作全体のどこを実行しているか、あるいはサブシステム間の相互関係が把握しにくくなるこの点に配慮し、サブシステム毎の状態推移と要素操作の関係を一覧可能な模式図を作成した。この模式図と時系列的な手順書とを整合させることにより、日常的な手順書による実操作においてサブシステム間の相互関係を意識し、操作の意味内容の獲得が可能になるようなマニュアルのプロトタイプを作成した。作成したマニュアルは、教育訓練過程の初期段階および中期段階を想定した典型的な作業サンプルを選定し、「単独運転の可能なサブシステムの運転マニュアル」および「サブシステムの集合運転マニュアル」である。
熱水性炭酸塩鉱物の相関係と希土類元素の循環過程

希土類元素ふっ素炭酸塩鉱物は、炭酸塩が卓越するマグマや、花崗岩の熱水変質部に産出する。熱水による希土類元素の移動/固定過程とその条件を理解するためには、希土類を含む鉱物の相関係の理解が必要である。本研究では、バストネサイト-パリサイト-方解石系鉱物の相関係を解明するために、熱水合成実験を試みた。出発物質は、La2(CO3)3及びCaF2試薬を用いて、パリサイト組成の混合物を調製した。実験は、テストチューブ型熱水合成装置を用い、出発物質を蒸留水と共に封入して行った。温度、圧力条件は350°Cから650°C、圧力30MPaから100MPaで、最大900時間以上の実験を行った。実験生成物は粉末X線回折による鉱物相の同定及び顕微鏡観察を行った。また、土岐花崗岩の熱水変質部に産するパリサイト/バストネサイトの観察を行った。100MPaでは、400°Cから600°Cの範囲でOH-バストネサイト+方解石が生成した。方解石は約20μm以上に達する粒子も存在した。出発物質に見られるCaF2の回折線が存在しないこと、方解石が成長していることから、反応は十分進んでいるものと思われる。650°Cでは蛍石が存在し、La(OH)3が生成している。30MPaでは、350°Cから550°CでOH-バストネサイトが生成した。600°Cではバストネサイト+方解石は不安定であり、La(OH)3が存在している。いずれの条件でもパリサイトは生成しなかった。これらの結果より、OH-バストネサイトは約600°C以上では不安定であること、H2Oに飽和した条件下ではパリサイトは生成しないことが推定される。土岐花崗岩の変質部では、方解石脈近傍にバストネサイトの細脈を含むパリサイトが存在することから、パリサイトの形成にはCO2分圧が強く関与している可能性がある。以上の成果は、米国地質学会2000年年会にて発表した。希土類の元素のふっ素炭酸塩鉱物であるバストネス石(Ln(CO_3)F)やパリサイト(CaLn_2(CO_3)_3F_2)、シンキス石(CaLn(CO_3)_2F)は、熱水変質によって生成した鉱物脈として、方解石などと共存している。これらは類似した結晶構造を持ち、その組成は、バストネス石-方解石系で表現される。しかし、これらの相関係は、実験的研究による確認は未だなされていない。本研究では、バストネス石-方解石系の出発物質を用いた熱水合成実験による相関係の決定を試みた。まず、パリサイト組成の出発物質について、La_2(CO_3)_3・6H_2O、CaF_2試薬から出発物質を調製し、合成実験を行なった。実験は、テストチューブ型熱水合成装置を用い、銀チューブに出発物質を蒸留水と共に封入し、400゚Cから650゚C、圧力30MPaから100MPaで行った。実験時間は70から300時間である。100MPaでは、400゚

Cから600゚Cの範囲でバストネス石+方解石が生成した。方解石は約20μm以上に達する粒子も存在した。出発物質に見られるCaF2の回折線が存在しないこと、方解石が成長していることから、反応は十分進んでいるものと思われる。650゚Cでは蛍石が存在し、Laoxide/carbonateが生成している。30MPaでは、600゚Cでバストネス石+方解石は不安定であり、650゚C、100MPaとは異なるLa化合物が存在している。いずれの条件でもパリサイトは生成しなかった。これらの結果をもとに、パリサイトの安定条件を含め、引き続き希土類元素炭酸塩鉱物の検討を継続する。希土類元素ふっ素炭酸塩鉱物は、炭酸塩が卓越するマグマや、花崗岩の熱水変質部に産出する。熱水による希土類元素の移動/固定過程とその条件を理解するためには、希土類を含む鉱物の相関係の理解が必要である。本研究では、バストネサイト-パリサイト-方解石系鉱物の相関係を解明するために、熱水合成実験を試みた。出発物質は、La2(CO3)3及びCaF2試薬を用いて、パリサイト組成の混合物を調製した。実験は、テストチューブ型熱水合成装置を用い、出発物質を蒸留水と共に封入して行った。温度、圧力条件は350°Cから650°C、圧力30MPaから100MPaで、最大900時間以上の実験を行った。実験生成物は粉末X線回折による鉱物相の同定及び顕微鏡観察を行った。また、土岐花崗岩の熱水変質部に産するパリサイト/バストネサイトの観察を行った。100MPaでは、400°Cから600°Cの範囲でOH-バストネサイト+方解石が生成した。650°Cでは蛍石が存在し、La(OH)3が生成している。30MPaでは、350°Cから550°CでOH-バストネサイトが生成した。600°Cではバストネサイト+方解石は不安定であり、La(OH)3が存在している。これらの結果より、OH-バストネサイトは約600°C以上では不安定であること、H20に飽和した条件下ではパリサイトは生成しないことが推定される。土岐花崗岩の変質部では、方解石脈近傍にバストネサイトの細脈を含むパリサイトが存在することから、パリサイトの形成にはCO2分圧が強く関与している可能性がある。以上の成果は、米国地質学会2000年年会にて発表した。
男性HIV感染者の脂質管理に関する支援プログラムの検討

平成29年度では、HIV感染者の脂質管理及び支援プログラムに関する国内外の先行研究をレビューした後、脂質コントロールに成功している男性HIV感染者を研究対象者とし、生活上工夫を明らかにすることを目的に面接調査を行う。本年度は、その結果を分析し、教育に関する先行研究を元に、男性HIV感染者の脂質管理に関する支援プログラムの試案を完成させる。現在、HIV感染者はHIV感染や抗HIV薬の影響から動脈硬化が進行し、心血管障害の増加が問題となっている。特に、心血管障害の原因となる脂質異常症は、HIV感染者の70%以上が罹患していると言われており、脂質管理は重要な課題となっている。予備調査では、看護師が介入の困難感を生じている要因として、HIV感染者特有の肥満嗜好があることや不摂生になりがちな単身の青壮年期の男性患者が多くを占めることが明らかとなっている。そのため、HIV感染者の特殊事情に配慮した脂質管理に関する支援プログラムが必要であると考える。よって、本研究は、PD法を用いて1脂質コントロールに成功している男性HIV感染者における生活上の工夫を明らかにすること、2HIV感染者の脂質管理に関する有用性の高い支援プログラム案を作成することを目的とする。平成29年度は第一段階として、HIV感染者の脂質管理及び支援プログラムに関する国内外の先行研究をレビューした後、脂質コントロールの良好な男性HIV感染者を対象とし、生活上の工夫(PD行動)を明らかにすることを目的に面接調査を行った。HIV感染者の脂質管理及び支援プログラムに関して文献レビューした結果、海外ではHIV感染者の生活習慣改善に関して一定の効果が認められた介入研究が散見されたが、本邦では介入研究が認められないことが明白になった。さらに、報告された海外文献の介入プログラムは食事内容の記録・面接やジムでの運動プログラム実施など継続困難で有用性に低いことが分かった。面接調査では、脂質コントロールの良好な男性HIV感染者29名を対象としてインタビューガイドを用いた構造化インタビューを実施した。研究計画に沿って、文献レビューと面接調査が実施できた。面接調査では対象者が予定人数には到達しなかったが、期間内に豊富なデータが得られた。今後は引き続き計画的に分析を進めていく。平成31年度は、この結果の分析及び教育に関する先行研究をもとに、研究代表者及び研究協力者のワーキンググループ会議にて男性HIV感染者の脂質管理に関する支援プログラムの試案を完成させる。
上皮間充識形質転換(EMT)における浸潤性獲得機序の解析

本研究は上皮間充織形質転換(EMT)進行に伴う浸潤性獲得機序の解明を目的とする。浸潤性獲得の観点から見た場合、EMTの本質は、E-カドヘリンによる細胞同士接着の脱接着と運動し浸潤する為に必要なインテグリンの活性化である。この研究は、EMTにおけるE-カドヘリンの不活性化機構とインテグリンの活性化機構の分子的詳細を初めて明らかにした。上皮間充織形質転換(EMT)は外胚葉性由来細胞が中胚葉(間充織)細胞的形質を獲得し、運動性を獲得する過程である。EMTでは、E-カドヘリンが不活化しendocytosisされる。一方、ある種のインテグリンが活性化され、細胞は基質上を運動できるようになる。EMTにおいては運動性を獲得するのみならず、しばしば、細胞外基質に対して高い浸潤性を示す。癌の悪性度の本体は浸潤転移性の獲得であるが、この過程はEMTと類似点が多い。これまで、様々な乳癌細胞株において、それらの浸潤活性にArf6の異常発現と活性化が重要な役割をなしていることを報告してきた。一方、正常乳腺上皮細胞NMuMGはTGF beta 1刺激によりEMTをおこす。既に、NMuMG細胞をsubcloningする事により、EMTにおいて浸潤性を示すものと、殆ど示さないものとを分離している。本年度はまず、NMuMG亜株を用い、EMTにおけるE-カドヘリンの不活化の分子機構の解析を行った。その結果、Arf6の活性が如何にしてE-カドヘリンの不活化しendocytosisを引き起すのかの大筋を明らかにした。現在、論文に纏めるべく詳細を詰めている。運動性獲得と浸潤性獲得との関連性は今後の問題である。上皮間充織形質転換(EMT)は外胚葉由来細胞が中胚葉(間充織)細胞様形質を獲得し、運動性や浸潤性を獲得する過程である。EMT様変化は多くの癌細胞の浸潤転移にも関与し、その分子機構を明らかにする事は生物学的のみならず医学的にも注目されている。EMTの実態をなす根幹の一側面はE-cadherinの不活性化とある種のintegrinの活性化である。本研究ではEMTにおける浸潤性獲得機序の解析を主な目的とする。その為、まずはTGFβ1によるE-cadherinの不活性化の分子機構を明らかにする。EMT進行に伴う細胞浸潤活性亢進の分子機構解明のため、本年度においては、E-cadherin細胞-細胞間接着の破壊に焦点を当てた。私どもは既に、EphA2によるArf6の不活性化がE-cadherin接着の形成と維持に必須である事を報告している。一方、他のグループから、Arf6の活性化がE-cadherin接着の破壊をもたらす事が報告されている。本年度私どもは、TGFβ1によってEMTが誘導されるNMuMG細胞をモデルとし、TGFβ1刺激によってArf6の活性化がおこること、その際、活性化に関わるGEFはGEP100である事、活性化されたArf6はAMAP1とAMAP2を下流シグナル因子として用いること、AMAP1とAMAP2はEb15と命名した蛋白質と複合体を形成し、E-cadherinとp120ctnとの複合体形成の破壊を引き起す事を、演繹的方法論と還元的方法論両者において明らかにした。現在、GEP100はどのようにしてTGFβ1刺激により活性化されるのかを解析している。EMT進行に伴う浸潤性獲得機序の解明のため、NMuMG細胞を用いたTGFβ1によるEMT誘導過程の解析を行って来た。前年度までにTGFβ1によりArf6が活性化すること、活性化したArf6はAMAP1をエフェクターとする事、AMAP1はEPB41L5に結合し、E-cadherinのendocytosisを引き起こす事を観察していた。この研究費とは別途に行っている研究において、Arf6はGEP100により活性化される事、GEP100はEGFR等チロシンリン酸化酵素型受容体により活性化される事を報告している。TGFβ1受容体はセリン/スレオニンリン酸化酵素型受容体である。今年度は、TGFβ1によるGEP100活性化の分子機構の解析を行った。その結果、TGFβ1によってチロシンリン酸化酵素型受容体であるc-Metが活性化されること、活性化されたc-MetにGEP100が結合していることを見いだした。この結合は直接ではなく、Gab1とよばれるadaptorが介在した。現在、TGFβ1によるc-Metの活性化機構を解析している。この解析は当初予想では、比較的単純に思えたが、思いのほか難航している。

文献上ではNMuMG細胞は正常上皮細胞であるとの既述であったが、現在の考え方からすれば、TGFβ1単独処理によりEMTが進行する事等、何らかのゲノム変異をすでに持っている可能性が考えられる。このような点も含め詳細を検討中である。EMT進行に伴う浸潤性獲得機序の解明のため、乳腺上皮細胞NMuMG細胞を用いたTGFβ1によるEMT誘導過程の解析を行って来た。これまでにTGFβ1によりArf6が活性化すること、活性化したArf6はAMAP1をエフェクターとする事、AMAP1はEPB41L5に結合しE-cadherinのendocytosisを引き起こす事、また、Arf6はGEP100により活性化される事、GEP100はEGFR等チロシンリン酸化酵素型受容体により活性化される事を報告してきた。TGFβ1受容体はセリン/スレオニンリン酸化酵素型受容体である。TGFβ1によってチロシンリン酸化酵素型受容体であるc-Metが活性化されること、活性化されたc-MetにGEP100が結合していることを見いだした。この結合は直接ではなく、Gab1が介在した。本年度は、TGFβ1によるc-Met/Arf6活性化機構を明らかにすべく解析を進めた。この研究費とは別途に行っている研究において、乳癌細胞においては、TGFβ1によるArf6の活性化にはp53のgain-of-function型の変異が必須である事が分かった。文献上、NMuMG細胞は正常細胞であるとされているが、そのp53遺伝子を調べた所、幾つかの変異が見つかり、正常なp53配列は見出せなかった。乳がん細胞の場合、変異p53の発現抑制、野生型p53の戻し実験により、TGFβ1によるArf6の活性化はなくなり、浸潤の活性化もなくなった。現在、NMuMG細胞で内在性p53の発現を抑制したもの、またその上で、野生型p53を発現させたものを作成し、このような細胞でTGFβ1に反応してArf6が活性化しEMTが起こるのか否か、検討を進めている。癌細胞との相違などもたいへん興味深い。
次世代半導体を用いた新しいモジュール型スイッチの開発

高周波特性に優れ低損失な次世代パワー半導体の一つであるSiC-MOSFETを使用し、大電力高速短パルス出力を可能とするスイッチ回路の設計と製作を進めている。これまでの試験で、本設計で開発した放射対称型スイッチ回路は、パルス波形の立ち上がり時間を高速にし、且つ、波形歪みが小さい理想的な急峻形状とすることを確認した。しかし、測定データと回路構造の関係を再評価したところ、更に理想的なパルス波形形状にて出力が可能になる電路形状を着想した。これは、電流出力回路において、一般的に使用する同軸路を複数本使用する方法ではなく、円リングの環状型路とすることで、高速短パルスの出力特性に対し、より低インピーダンス化を実現するものである。開発した放射対称型スイッチ回路に適用した環状型銅リング形状の電流出力回路を製作し、出力電流波形の比較評価を実施した。その結果、回路インダクタンスに対し約10%の低減化を実現した。さらに、出力波形を比較評価した結果、出力波形の振動が解析した結果通り10%改善した。本年度の試験により、回路構造と電路形状の両方の最適化を実現した。当初の計画では、半導体スイッチ回路において、半導体スイッチの素子の配置形状を最適化し、汎用モジュールを開発することであった。しかし、試験を進める中で、半導体スイッチ回路の構成だけでなく、電流出力回路の形状にも踏み込んだ最適化の試験を行い、評価することができた。本研究開発で得た成果を、加速器やパルス電源関係の国際会議等で発表する。そして、実用化と更なる高度化につながる議論を専門家と行う。高周波特性に優れ低損失な次世代パワー半導体の一つであるSiC-MOSFETを使用し、大電力高速短パルス出力を可能とするスイッチ回路の設計と製作を行い評価した。本研究で開発した素子間の距離が等しくなるように円環状に素子を配置する放射対称型の並列回路構成のスイッチは、回路間の伝搬距離差が無く波形歪みを抑えることが可能である。評価試験では、比較用として一般的な線対称型の並列回路スイッチも用意した。線対称型回路は、2つの素子を線対称に配置し、その距離を放射対称型と等しくした対向基板をベースとして、回路基板の距離が50mmと300mmの2種類とした。3種類のスイッチにて各出力電圧波形を測定し、回路構成と伝搬距離の違いによるパルス波形への影響を評価した。評価の結果、パルス波形の立ち上がり時間は、放射対称型が最も速かった。また、波形歪みが少なく、ピークと減衰の形状も急峻となり、高速短パルススイッチとして理想的な波形形状であった。線対称型回路の場合でも、半導体素子用のトリガゲートを遅延補正回路で調整すれば原理的に伝搬距離差を補正することは可能である。しかし、回路数が多いと調整は困難になり、更に、インダクタンスや浮遊容量によって波形が歪む傾向がある。また、回路設計においても、放射対称型は並列回路の距離を等しく、且つ、回路長を短くして回路インピーダンスを低くすることが線対称型よりも容易であった。以上の事から、本設計で開発した放射対称型スイッチ回路は、多重化回路構成に非常に有用であることも確認できた。回路設計と製作を終え、次年度に実施予定の評価試験を実施することができた。更に、評価試験の結果が想定した内容通りであった。本研究は順調に進んでいる。並列回路での評価を終え、直列回路にて更なる高電圧での試験を実施する。本評価試験を実施することにより、並列接続だけでなく直列接続にて多重化した超高速パルススイッチを実現する回路構成の確立に見通しを立てる。本研究の開発目的は、次世代半導体を用いた新しいモジュール型スイッチの開発である。特に、短パルス波形出力用は、パルス波形のピークと減衰の形状が急峻且つ歪みが少ないことが理想的な波形形状である。昨年度の研究開発にて、この実現の見込みを得ることができた。

しかし、実用化を検討した場合、波形形状に最も影響する出力部のインダクタンスの低減を実現し、理想的なパルス波形形状を追究することは、高性能且つ汎用性がある半導体スイッチの実現には必要不可欠である。以上のことから、計画していた高電圧出力試験とその試験に必要な複数枚のモジュール基板の購入を取りやめ、インダクタンス低減の為の環状型銅リングの電流回路の製作に変更した。そして、想定通りの結果を得ることができたため、次年度は、国際会議で成果を発表する。そして、得た情報から更なる高度化に必要な試験を実施する。
咀嚼・咬合と生活習慣病との関連

この研究の目的は,咬合状態や咀嚼がインスリン分泌に及ぼす影響を調べることにより,顎口腔機能と,糖尿病をはじめとする生活習慣病との関連を検討することである.まず,栄養摂取時のインスリン分泌様相の咀嚼の有無による違いを検討するため,ガム咀嚼後にブドウ糖液を摂取させた群と,ガム咀嚼を行わずにブドウ糖液を摂取させた群とでブドウ糖液摂取後の血中C-peptide値の変化を観察した.その結果,血中C-peptide値,血糖値ともにガム咀嚼群はコントロール群に比べて早期に上昇しかつ早期に低下することが明らかとなったた.次いで,肥満を伴う糖尿病モデルラット(OLETFラット)を使い日常的な咀嚼の様態が耐糖能に及ぼす影響を調査した.ラットを,離乳時より粉食を継続して与える群と,ペレット食を与える群に分けて飼育し,OGTTによる耐糖能の測定を行った.その結果,32週齢時以降40週齢時にかけて粉食群に耐糖能の低下が認められ,生育時の食餌の性状が耐糖能に影響を及ぼす可能性のあることが示唆された.その後,Wister系ラットにおいて,OGTT時の血糖値による耐糖能の変化とともに,インスリン値を測定し,耐糖能の違いを惹起する原因の探求を行った.その結果,血糖値では45週齢時から粉食群に耐糖能の低下が認められた.また,インスリン値は,粉食群がペレット食群に比べてより高い値を示し,両群で有意な差がみられた.このように,咀嚼や,摂取させる飼料の性状はインスリン分泌および血糖値に影響を写えることが明らかにされ,生活習慣病発症または予防と,咀嚼や食餌性状とは何らかの関連を有すことが明らかとなった.この研究の目的は,咬合状態や咀嚼がインスリン分泌に及ぼす影響を調べることにより,顎口腔機能と,糖尿病をはじめとする生活習慣病との関連を検討することである.まず,栄養摂取時のインスリン分泌様相の咀嚼の有無による違いを検討するため,ガム咀嚼後にブドウ糖液を摂取させた群と,ガム咀嚼を行わずにブドウ糖液を摂取させた群とでブドウ糖液摂取後の血中C-peptide値の変化を観察した.その結果,血中C-peptide値,血糖値ともにガム咀嚼群はコントロール群に比べて早期に上昇しかつ早期に低下することが明らかとなったた.次いで,肥満を伴う糖尿病モデルラット(OLETFラット)を使い日常的な咀嚼の様態が耐糖能に及ぼす影響を調査した.ラットを,離乳時より粉食を継続して与える群と,ペレット食を与える群に分けて飼育し,OGTTによる耐糖能の測定を行った.その結果,32週齢時以降40週齢時にかけて粉食群に耐糖能の低下が認められ,生育時の食餌の性状が耐糖能に影響を及ぼす可能性のあることが示唆された.その後,Wister系ラットにおいて,OGTT時の血糖値による耐糖能の変化とともに,インスリン値を測定し,耐糖能の違いを惹起する原因の探求を行った.その結果,血糖値では45週齢時から粉食群に耐糖能の低下が認められた.また,インスリン値は,粉食群がペレット食群に比べてより高い値を示し,両群で有意な差がみられた.このように,咀嚼や,摂取させる飼料の性状はインスリン分泌および血糖値に影響を写えることが明らかにされ,生活習慣病発症または予防と,咀嚼や食餌性状とは何らかの関連を有すことが明らかとなった.C-peptideは膵臓でのインスリン生成時にプロインスリンから分離される.そのため,既に蓄積されていたインスリンの影響を受けず,新たに生成されたインスリンの量を反映する.本年度は,栄養摂取時のインスリン分泌様相の咀嚼運動の有無による違いを検討するため,ガム咀嚼後にブドウ糖液を摂取させた群と,ガム咀嚼を行わずにブドウ糖液を摂取させた群とでブドウ糖液摂取後の血中C.peptide値の変化を観察した.・方法被験者(女性19名,年齢平均20歳,BMI25以下)をガムベースを15分間咀嚼させた後,経口ブドウ糖負荷試験(0GTT)を行うガム咀嚼群と,ガム咀嚼を行わないコントロール群に分け,OGTT後15,30,60,120分に採血を行い,血糖値,血中インスリン値,血中C.peptide値を測定した.他日,ガム咀嚼群とコントロール群を入れ替えて同様の測定を行った.・結果と考察血中C-peptide値は,ガム咀嚼群でOGTT30分後,コントロール群ではOGTT60分後に最高値に達した.また,ガム咀嚼群はOGTT後の血糖値の上昇がコントロール群に比べて緩やかで,血糖値の急激な上昇が抑えられることが明らかとなった.この結果から,咀嚼は過食の防止だけでなく,血糖値のコントロールの点からも生活習慣病予防に寄与できる可能性が示唆された.目的:生活習慣病についての研究は,治療法はもとより原因・誘因因子に至るまで多くの研究がなされている.

しかしそれら影響を与える多くの因子が研究されている中で,摂取する食物や摂取方法について検討したものは多いが,咬合状態や咀嚼能力との関連についての研究はほとんどみられない.本年度は,日常的な咀嚼の様態が生活習慣病発症と関連する耐糖能に及ぼす影響を調査する目的で動物実験を行った.方法:対象動物は,肥満を伴う糖尿病モデルラットであるOLETFラットである.OLETFラットを,離乳時より粉食を継続して与える群と,ペレット食を与える群に分けて飼育し,経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)を行った.なお,両食餌とも組成,栄養価は同等である.結果:32週齢時の空腹時よりブドウ糖投与後120分値までの粉食群およびペレット食群の血糖値の推移は,統計による検討の結果,p=0.016で交互作用効果に有意差が認められ,ペレット食群では血糖値の降下が粉食群に比べて早期に起こった.なお,36週齢時においても同様にp=0.024で交互作用効果に有意差が認められたが,28週齢ならびに40週齢時には有意差が認められなかった。このように,OLETFラットでは,生育週齢によっては飼育する飼料の性状の違いによりブドウ糖経口投与後の血糖値の推移に差があることが認められたことは,食餌の性状が耐糖能に影響を及ぼす可能性のあることが示唆された.昨年度までに,ヒトならびにラットを用いて咀噛を伴う摂食を行う群と,咀噛を伴わない摂食を行う群とにわけ,耐糖能の変化を計測してきた.その概要は,固形食と粉末食で飼育したラットにおいて,固形食群ではグルコース投与後の血糖値の上昇量が小さく,ヒトにおけるガム咀嚼群と同様の結果を示し,グルコース負荷試験直前の咀嚼の有無だけでなく,生育中の食餌の性状によっても耐糖能に影響が及ぶことが明らかとなった.本年度は,昨年度より飼育を開始したラットの飼育を継続し,OGTT時の血糖値の変化を観察することによる耐糖能の変化を測定するとともに,インスリンの分泌を血糖値と同時測定し,耐糖能の違いを惹起する原因の探求を行った.その結果,血糖値においては45週齢では,グルコース投与45分,60分,120分後の粉食群の血糖値が固形食群を危険率5%以下で有意に上回った.さらに,51週齢時においてはグルコース投与後15分より120分までの全ての計測時点で危険率5%以下で粉食群の血糖値が固形食群の血糖値を上回った.また,70週齢時のラットにおけるインスリン分泌値は,粉食群はペレット食群に比べてより高い値を示し,15分値,30分値において両群で優位な差がみられた.また,血糖値上昇量も,粉食群とペレット食群との間に有意な差がみられた.このように,摂取させる飼料の性状の違はインスリン分泌および血糖値に影響を与えることが明らかにされ,生活習慣病発症または予防と,食餌性状とは何らかの関連を有すことが示唆された.
偏微分方程式の解の零点に関する振動理論の統一的体系の確立

半分線形楕円型方程式で主要部がp-ラプラシアンである場合に就いては,従来の様々な型の方程式を含む統一的なPicone等式が確立出来,更に,Sturm型比較定理,振動定理を得ることが出来て,統一的体系は完成したと思われる.また,研究途中で,更に一般的なp(x)-ラプラシアンを主要部に持つような方程式の研究が進み,その方面に対しても大きな研究成果が得られた.関数変数双曲型方程式に対しても,より一般的な方程式についてRiccatiの方法を用いることにより,すべての解が振動するための十分条件が得られた.偏微分方程式の解の零点の存在,分布状況などを研究する振動理論の新しい進展を得ると同時に,従来の振動理論に不足している分野を充実発展させて,振動理論の統一的体系の確立を目指す.特に,ピコネ等式と呼ばれる等式を確立して,それを用いてスチュルム型比較定理を樹立することと,関数変数微分方程式の振動理論を発展させることが主要な研究概要である.半分線形楕円型方程式で主要部がp-ラプラシアンである場合に就いては,従来の様々な型の方程式を含む統一的なPicone等式が確立出来,更に,Sturm型比較定理,振動定理を得ることが出来て,統一的体系は完成したと思われる.また,研究途中で,更に一般的なp(x)-ラプラシアンを主要部に持つような方程式の研究が進み,その方面に対しても大きな研究成果が得られた.関数変数双曲型方程式に対しても,より一般的な方程式についてRiccatiの方法を用いることにより,すべての解が振動するための十分条件が得られた.半分線形楕円型方程式とは,解の定数倍もまた解であるときを意味するが,特に主要部がp-ラプラシアンである準線形楕円型方程式を研究した.今までの方程式を含むようなより一般的な楕円型方程式に対して,Picone等式を確立し,それを用いてSturm型比較定理を得た.また,その比較定理をもとにして,解の零点が無限遠に存在するための結果,即ち振動定理を確立した.また,中立型常微分方程式で,非線形項の係数が正,負の両方を持つ場合に対して,全ての解が振動するための十分条件を得ることができた.これは従来の結果を一般化したもので,外力項を含んでいる場合も考察した.海外の出版社World Scientific Publ. Co. Ltd.から「Oscillation Theory of Partial Differential Equations」のタイトルで偏微分方程式の振動理論の集大成ともいうべき学術書を出版できた.この本は,今までの1955年依頼の論文をもとに,偏微分方程式の振動理論としては最初の単行本であると思われる.この本により,この分野の理論が大きく発展し,また,新しい研究者が生まれ,この理論を発展させてくれることと確信している.半分線形方程式とは,解の定数倍も解になっている方程式のことであるが,その楕円型の場合についてPirone等式を作り,それを用いてSturm型比較定理及び振動定理を確立した.特に今まで得られた結果を全て含むような最も一般化された半分線形楕円型方程式について,Picone等式を確立し、それを基にSturm塑比較定理,振動理論,Wirtinger不等式,Riccati不等式を得ることが出来た.特別な場合として線形楕円型方程式が得られるが,Riccati不等式から振動理論を得たのは,新しい研究と思われる.また,今まで研究されてきた平分線形楕円型方程式以外の新しい型の方程式も創ることができたのは,画期的と思われる.しかも,その上うな新型の半公線形楕円型方程式は創るうと思えば,いくらでも創ることが出来るという事実が示せたのは,大変重要で意義深いことであると確信している.上記の研究を数学雑誌「Nonlinear Analysis」に掲載出来たことは,世界に対してこの研究を発信出来た思われる.上記雑誌はImpact Factorの高い雑誌であり,この研究が評価された証と思われる.二つの内の一は,2008年にアメリカで開催された国際研究集会「Fifth World Conerress of Nonlinear Analysts 2008」で講演した研究の論文であり,もう一つの論文は更に高度を内容を含む論文である.研究内容は更に,国内の研究集会でも発表した.研究集会「広島大学における微分方程式セミナー」では半分線形楕円型方程式に対するPicone等式とSturm型比較定理について講演を行い,「富山解析セミナー2008」ではPirone等式とSturm型比較定理という題目で研究発表を行った.また,研究集会「振動定理ワークショップ-倉敷2010」においては,半分線形楕円型方程に対するPicone等式を利用して振動定理を導くという研究について講演を行った.いずれの講演も活発な質疑応答が交わされ,有意義で濃い内容の議論をすることが出来た.従って,得られた研究成果を社会に流布し,還元するという目的がかなことが出来たと思われる.特に,富山大学理学部で開催された研究集会「冨山解析セミナー2008」には,富山大学理学数学科の卒業生または,冨山大学大学院数字専攻の修了生で現在数学者の方が多く参加しており,そういう若手の数学者と学術を流でき,御互いに刺激しあえたのは大きな収穫であった.まに,修士課程の学生がこの研究集会に参加し,研究発表を行ったが,若手の数字研究の振興という観点からみれば,大変有益なことであったと確信している.偏微分方程式の振動理論を議論する上で重要な方程式は,半分線形楕円型方程式である.その理由は,Picone等式(Picone型不等式)を確立することにより,Sturm型比較定理及び振動定理が得られるからである.

本年度は,従来取り扱われて来なかったところの,外力項を含む方程式に対して,Picone型不等式を確立することに成功し,かつ,その応用として半分線形楕円型方程式に対して振動結果を得ることが出来た.非線形項として,優線形項の場合と,優線形項と劣線形項を含む場合について,学術論文を二篇出版することが出来た(Journal of Mathematical Analysisand Applications,International Journal of Differential Equations).更に,関数変数を持つ非線形双曲型方程式に対して,2階関数微分不等式に帰着し,それを1階Riccati型微分不等式に変換して,振動定理を得ることが出来た(Applied Mathematics and Computationに掲載).また,優線形項と劣線形項を持つ場合に対して,今までの方程式を一般化した方程式を取り扱い,Picone型不等式を確立することに成功し,Sturm型比較定理と振動定理を得た(Toyama Mathematical Journalに掲載).研究集会「富山解析セミナー2010」において「Picone等式とSturm型比較定理」という題目で,従来の結果の総合報告という形で講演を行った.平成23年度に繰り越しが認められたが,従来のp-Laplacianをp(x)-Laplacianに拡張した変動指数の場合について,Riccati方法を用いる研究が格段に進展した.これは,今後の研究に大きな基礎を与えることは確実である.偏微分方程式の振動理論の統一的体系の確立のために,関数変数を持つ非線形双曲型方程式とp(x)-Laplacianを持つ半分線形,準線形楕円型方程式に対して振動定理を得た.関数変数を持つ非線形双曲型方程式については,主要部に関数変数を持つような中立型双曲型方程式に対して,2階中立型関数微分不等式に帰着させ,それから1階Riccati微分不等式に変換し,いわゆる,Riccatiの方法を用いて振動結果が得られた(Nonlinear Oscillations, Vol. 14, 2011に掲載).p(x)-Laplacianを持つ半分線形楕円型方程式に対してRiccati方法を用いて振動判定条件が得られ(Nonlinear Analysis, Vol. 74, 2011),また,Picone等式を確立し,Sturm型比較定理を得た(Nonlinear Analysis, Vol. 74, 2011に掲載).更に,p(x)-Laplacianを持つ準線形楕円型方程式が外力項を持つ場合について,すべての解が振動するか,ある収束条件を満たすかという結果を得ることが出来た(Toyama Mathematical Journal, Vo1. 34, 2011に掲載).2011年8月にイギリスのLoughborough大学で開催された国際研究集会「Equadiff2011」において,「Picone-type inequality and Stumian comparison theorems for quasilinear elliptic operators with p(x)-Laplacians」の題目でポスター発表を行った.
プレニルトランスフェラ-ゼを用いた有機合成の基礎研究と応用

ファルネシルピロリン酸(FPP)合成酵素はジメチルアリルピロリン酸(DMAPP)とイソペンテニルピロリン酸をHead-Tail型に縮合したゲラニルピロリン酸(GPP)を合成し、さらにGPPとIPPを縮合しファルネシルピロリン酸(FPP)を合成する酵素である。豚の肝臓よりの本酵素の人工基質に関しては今日まで数多く検討が成されてきている。酵素原子を持つ同じ長さの側鎖で、酸素原子の位置の違う三種の基質(3-メチル-5-オキサ-オクター2-エニル-ピロリン酸とそのアナログ)を合成し酵素反応を行ったところ、ほぼ同じ反応性を示した。またラジオHPLCやGC-MSの分析から基質(7-オキサ体)ではIPPを1個取り込んだG型を、基質(5-オキサ体)ではIPPを2個取り込んだF型を主に生成した。基質(6-オキサ体)ではG型とF型の混合物が得られた。同じ形の基質でヘテロ原子の位置の違いにより生成物が異なるという大変興味ある結果が得られた。また、本酵素にDMAPP、GPPの二つの反応サイトが存在すると考え、さらにDMAPPアナログと同じようにGPPアナログについても検討した。なおGPPアナログの検討は本研究が初めてである。DMAPPの時と同じように酸素原子を含む側鎖を持つGPPアナログを合成した反応性を比較したところDMAPPアナログに比べいずれも天然基質GPPに近い反応性がみられた。特にGPPの8位にメトキシ、エトキシ、プロピオキシ基の持つ基質は反応性がよくIPP1個取り込んだ生成物が得られることがGC-MSより分かった。しかしさらに鎖がのびたn-プトキシ基の付いた基質は反応性がなかった。以上、GPPアナログはDMAPPアナログに比べ反応性が大変良いこと、また人工基質の受け入れが緩やかであることが分かった。
時間分解電子線回析による短寿命化学種の構造決定

1前年度までの段階では電子ビ-ムの周囲に余分なかぶりが現れるという問題があったが、それに対して以下のような対策を施した。・電磁レンズ手前にアパ-チャ-(径0.7mm)を設置した。・電磁レンズを新たに製作してレンズにスリットやアパ-チャ-を装着できるようにした。・電磁レンズとカメラ部の間にスリット室を設け、スリット(径1mm)を置いた。その結界、かぶりの少ないきれいなビ-ムを得ることができた。また、新たに製作した電磁レンズの収束作用も良好であった。アパ-チャ-、スリット類を取付けた状態でのビ-ム電流は約0.4μAであった。2装置にフラッシュランプを組み込んで真空中で発光試験を行った所、通常の測定を行なう程度の真空度においては大気中と同様に安定して発光した。その際、ランプに加わる高電圧による電子ビ-ムへの悪影響は認められなかった。3基本的なテストとして、安定分子の回析パタ-ンの測定を行なった。試料はCCl_4とCS_2を用いた。マルチチャンネル測光システムをゲ-トモ-ドでなく連続モ-ドにして測定した所、写真乾板法での測定よりも短時間で再現性の良いデ-タが得られた。ただし、本研究で写真乾板に代わるものとして使用しているプラスチックシンチレ-タ-(プラシンチ)には以下のような問題があることがわかった。・石英の基板上に薄いプラシンチを貼りつけたものは、貼り合わせ面の伸縮で変形し、回析像が歪む。・基板なしでやや厚目のプラシンチ(厚さ2mm)を使用すると、プラシンチが散乱電子で帯電する。これらの問題を解決し、また、フラッシュランプの強烈な光から測光システムを守るために、厚さ2mmのプラシンチの表面にアルミコ-ティングを施したものを使用することにした。4今後はこのシステムを使って、CBrCl_3の光分解によるCl_3C・ラジカル、ビアセチルの三重項状態、等の回析像を測定し構造についての知見を得る予定である。今年度は,マルチチャンネリ検出器を用いた回折像測定システムを組み立て現有の小角電子回折装置を一部改造してそれを取付け,予備的測定を行なった.以下,項目別に記述する.1.イメージインテンシファア付マルチチャンネル測光システム(プリンストンインスツルメンツ製SMAーIRYー700N型)を購入し,検出器前面に歪曲収差の小さな近矩離撮影用カメラレンズ(日本光学マイクロニッコール105mmF2.8S)を取付けた.検出器の位置調整には, X軸(水平面内光軸方向,光学レール), Y軸(水平面内,精密ステージ), Z軸(垂直方向,精密ラボジャッキ)からなる3軸調整台を製作して用いた.2.プラスチックシンチレーター(30×100×0.2^t)は石英ガラス板にオプチカルセメントで貼付方法により平面性が損なわれることがわかり,貼付して用いたが,貼付方法の改良,又は,厚さ1mm程度のシンチレーターを基板なしで用いる,等による改良を予定している.シンチレーターの前面は,装置内の迷光の影響を除くために,吹き付け法によって炭素被膜で覆った.波長550nmにおける透過率が約20%の被膜により迷光を除去できたが,被膜の厚さや炭素の粒度に検討の余地が残っている.

3.現有の小角電子回折装置の電子銃を改造して,大きなビーム電流(最大0.7μA)を取れるようにした.金箔,二硫化炭素,および四塩化炭素による回折像の予備的測定を通して,今回組み立てた測光システムは,装置の迷光,電子ビームの状態,および残留ガスの影響等をリアルタイムでブラウン管に映し出すため,ビームストッパーや試料噴射ノズルの位置調整,残留ガス対索,迷光対策等を極めて容易にするという利点が明らかになった.この利点を最大限に生かし,その他,曜備測定で明らかになった点を孝慮に入れて,回折室改造のための設計を進めている.1.現有の小角電子回折装置の鏡筒部には不都合な点があったので、新たに製作することにし、設計図を作り発注した。一部の部品については加工が完了している。現有装置との主な相違点は以下の通りである。(1)鏡筒部全体を大型化することで内装部品の調整、清掃が容易になるようにし、将来の改造(例えばチョッパーの組込み)の余地を残した。(2)レンズの前後に一組ずつのデフレクターを備えるようにした(現有装置ではレンズの前に一組のみ)。これにより、充分なビーム電流を得ながら同時にビームの方向制御が容易に出来るようになる。(3)電気シャッターを組込むようにした。(4)大型ののぞき窓を2ケ所に設け、ビームの調整が容易になるようにした。2.回折室についても新たに製作することにし、設計図を作った。主な特徴は次の通りである。(1)現有の小角電子回折装置に比べて全長を短くし、残留気体による小角散乱の影響が低減されるようにした。(2)ノズル部については、パイレックス製のノズルの回りを4本のフラッシュランプが囲む構造とした。さらにその回りに遮蔽を設け、ランプからの迷光を可能な限り抑えるようにした。3.フラッシュランプ用電源としてストロボ装置を購入し、そのテストを行った。電子回折装置の鏡筒部、回折室、ノズルの製作が完了した。また、デフレクタ-やレンズ等を制御するための電気回路、フラッシュランプの発光を制御するためのパルス発生回路を設計、製作した。現在までに以下の試験を行なっている。1真空ポンプを接続し、真空度の試験を行なった。その結果、真空漏れは無く、到達真空度は窒素トラップの併用で約4×10^<-6>Torrであった。これは本研究の目的に充分な結果である。2ノズル、プラスチックシンチレ-タ-、ファラデ-カップ等を真空外から手動で動かす機構の動作を調べた所、特に問題は無く、真空漏れも起こさなかった。3電子ビ-ムを発生させ、鏡筒部内の各部の動作を調べた所、2組の静電デフレクタ-によるビ-ムの方向制御、レンズによるビ-ムの収束共に良好な結果を得た。ただしビ-ムの周辺に散乱電子によるかぶりが見られ、これを低減することを現在試みている。ビ-ム電流は約0.6μAであり、これは実用上充分な値である。4ノズルにフラッシュランプを組み込み大気中で発光テストを行なった所、ランプの光の強度が非常に強いことが分かった。そのため、迷光対策を施したとしても、ランプの発光開始後約0.5msecのディレイをかけて測光システムのゲ-トを開くようにしないと測光システムを破損する可能性がある。今後は真空中での発光テストを行ない、放熱の効率や発光の安定性について調べる予定である。1前年度までの段階では電子ビ-ムの周囲に余分なかぶりが現れるという問題があったが、それに対して以下のような対策を施した。・電磁レンズ手前にアパ-チャ-(径0.7mm)を設置した。
心肥大から心不全への移行におけるエピジェネティックなクロマチン修飾の関与について

昨年度に続き、以下の理由でserum response factor (SRF)による転写調節をうける遺伝子として特にNa^+-Ca^2+exchanger(NCX)について、心肥大から心不全への移行におけるエピジェネティックな発現制御の関与について検討を行っている。我々は今年度、大動脈縮窄による圧負荷モデル・マウスにおいて非代償性心不全期に心筋のクロスブリッジ動態が局所的に障害されていることを、大型放射光施設Spring-8においてX線回折法を用いた検討により、in vivoにて証明した。通常は収縮期にはクロスブリッジの形成とともに筋原繊維のスライディングがおこり、サルコメア長は短縮する。しかし、肥大心ではクロスブリッジが形成されるも量的に少ないために張力発生が周囲に劣り、結果として収縮期にもかかわらず余儀なく伸展される部位が局所的に観察された。そのような部位では拡張末期における筋原繊維間の距離が広がっていた。長さ-張力関係(フランク・スターリングの法則)の分子機序として、伸張に伴い筋原繊維間の距離が短くなり、ミオシンヘッドとアクチンの親和性が上昇し、カルシウム感受性が上昇する可能性が示唆されている。つまり、肥大心でみられた局所的なクロスブリッジ動態異常は筋原繊維間の距離が広がったことにより、カルシウム感受性が低下したために起こった可能性がある。一方、このような筋原繊維間の距離に変化をきたした原因として細胞腫脹が推測される。細胞容積の維持には細胞内Na^+濃度が大きく関与するが、心筋細胞ではNa^+ポンプとともにNCXがNa^+濃度の制御に重要とされる。すでに我々はクロマチン免疫沈降によるSRF binding site(CArG box)を有する遺伝子の発現調節へのヒストン修飾の関与を検討する実験系を確立しており、血行力学的負荷がエピジェネティック因子としてNCXの発現に影響を及ぼすのか、さらにNCXの発現・機能変化がカルシウム・ハンドリングのみならず、細胞内Na^+制御にも影響することで心肥大から心不全への病態形成・進展に関与しているのか検討している。心肥大から心不全への移行においてserum response factor(SRF)による転写調節におけるヒストン修飾の関与について以下の如く検討を行っている。1.心肥大誘導時に実際にSRFにより転写調節をうける遺伝子の同定2.SRFによる転写調節へのヒストン修飾の関与についての検討さらに心肥大時のSRFによる転写活性がどの程度、エピジェネティックに調節をうけているのか、修飾ヒストン(H3 Lys4di-methylation(H3K4dMe)およびH4 acethylation(H4Ac))に対し特異的な抗体を用いて同法により検討を開始している。