hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習に伴う神経システムの可塑性の評価とそのモデル化

学習に伴う神経ネットワークの変化のモデル化一昨年度までの実験データの解析結果を踏まえ,神経モデルを用いた数値シミュレーションを行った.同解析結果より,神経細胞群は学習の進行に伴って非同期的な振る舞いを示すようになると示されたので,学習による皮質内での神経修飾物質(アセチルコリン)濃度の上昇が,神経間の非同期性の上昇につながったと仮定し,その効果をモデルにより検証した.なお,先行研究より,皮質内のアセチルコリン濃度上昇はムスカリン性受容体のサブタイプであるM2/M4受容体を活性化させ,フィードフォワード抑制効果を減弱させる(脱抑制)ことが示唆されており,同モデルはこの効果を盛り込むことで,実際に神経間の非同期性が増大するか確かめた.神経細胞モデルにはIzhikevichモデルを用い,神経回路モデルには,興奮性・抑制性神経細胞が一定確率で結合を持つ神経回路を想定した.また,初期のネットワークは,神経細胞間の結合強度の更新則Spike-Timing-Dependent Plasticity (STDP)により自己組織的に形成され,その後,アセチルコリンの効果として,抑制性ニューロンの結合強度を1/10倍にする操作を行い,同状態で3000秒間のノイズ入力によるトレーニングを行った.その結果,興奮性ニューロン間の結合強度が全体的に減弱し,入力刺激に対する神経応答はより非同期的になることが分かった.このことから,初期のネットワークは,比較的強い結合により同期性を生み出すセル・アセンブリを形成しており,これがアセチルコリン効果を含んだトレーニングにより結合強度の減弱・不安定化を招き,結果として,入力刺激に対する神経応答の同期性が低下したのではないかと推察される.未学習のラット聴覚野における音刺激誘発反応の多角的評価相互情報量を用いた音刺激誘発反応の評価学習に伴うラット聴覚野の神経応答の変化を評価するために,まず,未学習のラットにおける刺激誘発性応答を複数の指標を用いて,多角的に評価した.具体的には,まず,聴覚野の周波数選択性構造(Tonotopic Map)を各ラットで調べ,次に,神経応答の発火率(Firing Rate;FR)と刺激誘発性の最初の発火時刻(First Spike Latency;FSL)に注目して,それぞれの応答特徴と音刺激間の相互情報量(mutual information;MI)を計算し,Tonotopic Mapと各MI(FRMI,FSLMI)の空間的分布を比較した.その結果,FSLMIは,音刺激の周波数成分でのみ,高い特徴周波数領域(Characteristic Frequency;CF)で有意に大きくなり,一方,FRMIは,音刺激の音圧成分が,低いCF領域で有意に大きくなった.また,高いCF領域の面積は,低いCF領域の面積よりも広かった.以上から,高いCF領域は,音刺激の周波数成分に対してのみ,多くの細胞を用いて,同期と発火率を同時に利用しながら情報伝達しているのに対し,細胞数の少ない低いCF領域は,高いCF領域とは異なる情報伝達方法を用いて,音圧の情報を重要視しながら情報伝達していると推察される.このことは,高いCF領域が,Synfire Chainを用いて,より安定的に音刺激の周波数情報を伝達していること,また,Tonotopic mapが,その高いCF領域の機能を実現するために存在することを示唆する.一昨年度に研究した学習に伴うラット聴覚野の応答変化を定量的に評価する数学的手法を未学習群,学習途上群,学習後群の三つのグループのラットのデータに適用し,その変化を調べた.具体的には,音刺激と神経応答の関係性を定量的に評価できる相互情報量の計算と,単一神経細胞と神経集団の活動のタイミングを定量化できるFirst spike latency(FSL)と集合電位(LFP)の位相の比較を全計測点で行旨い,学習に伴うそれらの指標の変化と聴覚野の基本構造である周波数選択性の変化を比較した.その結果,まず,相互情報量は,学習途上では未学習時にその値の大きい領域を中心としてその領域を拡張させ,逆に,学習成立後では,その領域を未学習時よりも縮小化させた.この結果より,学習途上では,ラット聴覚野が外的環境に対して臨機応変に対応するために,環境から読み取る情報量を一時的に増やし,一方,学習成立後では,聴覚野がより必要な情報のみを外的環境から取捨選択しで読み取るようになったと考えられる.つまり,ラット聴覚野が学習に応じてその情報処理の仕方を変化させていることが分かった.次に,FSLとLFPの位相の比較により,LFP周波数帯(β帯,γ帯)によって異なるFSLのLFP位相に対する同期性が示された.β周波数帯では,学習途上で,一時的に同期性が上昇し,学習成立後では,逆に未学習時よりも減少した.一方,γ周波数帯では,学習経過に従って,単調に減少した.この結果より,聴覚野の各神経細胞は,学習成立後には,神経集団に対して非同期的なより複雑な時間コーディングを行うようになることがわかった。また,このような現象が起こった神経メカニズムとして,複数の先行研究の知見から,抑制性のFirst spiking細胞と錐体細胞間の結合強度が学習経過に従って減弱したためではないかと推測される.学習に伴う神経ネットワークの変化のモデル化一昨年度までの実験データの解析結果を踏まえ,神経モデルを用いた数値シミュレーションを行った.同解析結果より,神経細胞群は学習の進行に伴って非同期的な振る舞いを示すようになると示されたので,学習による皮質内での神経修飾物質(アセチルコリン)濃度の上昇が,神経間の非同期性の上昇につながったと仮定し,その効果をモデルにより検証した.なお,先行研究より,皮質内のアセチルコリン濃度上昇はムスカリン性受容体のサブタイプであるM2/M4受容体を活性化させ,フィードフォワード抑制効果を減弱させる(脱抑制)

ことが示唆されており,同モデルはこの効果を盛り込むことで,実際に神経間の非同期性が増大するか確かめた.神経細胞モデルにはIzhikevichモデルを用い,神経回路モデルには,興奮性・抑制性神経細胞が一定確率で結合を持つ神経回路を想定した.また,初期のネットワークは,神経細胞間の結合強度の更新則Spike-Timing-Dependent Plasticity (STDP)により自己組織的に形成され,その後,アセチルコリンの効果として,抑制性ニューロンの結合強度を1/10倍にする操作を行い,同状態で3000秒間のノイズ入力によるトレーニングを行った.その結果,興奮性ニューロン間の結合強度が全体的に減弱し,入力刺激に対する神経応答はより非同期的になることが分かった.このことから,初期のネットワークは,比較的強い結合により同期性を生み出すセル・アセンブリを形成しており,これがアセチルコリン効果を含んだトレーニングにより結合強度の減弱・不安定化を招き,結果として,入力刺激に対する神経応答の同期性が低下したのではないかと推察される.
喉頭の防御反射機構に関する研究

喉頭の防御反射の一つである嚥下反射の神経機構はきわめて複雑であり、まだ十分には解明されていない。そこでネコを用いて形態学的および電気生理学的な研究を行い嚥下反射を制御している神経機構の解明を試みた。嚥下反射の惹起に必須である咽喉頭からの近く情報は主として延髄孤束核間質亜核に投射しており、また舌咽神経と上喉頭神経を介する知覚情報が孤束核できわめて高い割合で収束しているのが確認された。延髄に位置し嚥下に同期して活動変化を示す嚥下関連ニューロンは3つのタイプに分けられた。TypeI neuronは間質亜核に存在するSens-ory-relay nueuronである。TypeII neuronは小細胞網様体に位置するinterneuronであり、その一部は嚥下のパターン形成器を構成する。TypeIII neuronは疑核や舌下神経などに存在する嚥下に関与する運動ニューロンである。嚥下関連ニューロンのほとんどが舌咽神経および上喉頭神経からの入力を受けている。嚥下反射は大脳皮質よりの調節を受けているが、トレーサーを用いた研究と電気生理学的な研究結果より、眼窩回吻側部と嚥下関連ニューロンとの間の皮質-延髄投射の存在が示唆された。この神経経路は嚥下反射の闘値を変化させ、嚥下の起こりやすさを調節している考えられる。喉頭の知覚機能を的確にまた定量的に評価する検査法は確立されていないため、ネコの上喉頭神経を電気刺激して得られる喉頭知覚誘発電位を記録し、各波の起源を同定し、その臨床応用を試みた。しかしヒトでは喉頭知覚誘発電位の導出はきわめて困難であり、このため現在他の方法を検討中である。一連の研究結果より嚥下反射を抑制している神経機構の骨格はかなり解明されたが、いくつかの検討課題も残っている。ネコの延髄に存在し、嚥下反射に関するニューロンの活動と上喉頭神経からの入力様式を分析し、次のような結果を得た。ニューロンはその性状により次の3つのタイプに分けられた。1.TipeIニューロン主として孤束核の間質亜核に存在し、上喉頭神経より単シプナス性の入力を受けているsensory-relay neuronである。その多くは舌咽神経からも入力を受けており、この部位で咽頭および喉頭からの末梢知覚情報が統合処理され、さらに信号がtypeIIニューロンに伝達される。2.TypeIIニューロン延髄の小細胞性網様体に存在し、上喉頭神経より多シナプス性の入力を受けているinterneuronである。その多くは舌咽神経からも順行性の入力を受けている。筋弛緩剤を用いて動物を非動化した後にも、嚥下時に非道化前と同様の活動を示すニューロンもあり、この活動は一次的な嚥下形成運動の出力といえる。これらの結果はtypeIIneuronが嚥下反射のパターン形成器を構成するニューロンであることを示唆している。3.TypeIIニューロン嚥下反射に関与する筋群を支配している運動ニューロンであり、疑核や舌下神経核などに存在する。これらのニューロンはパターン形成器からのプログラムに従って作動し、各筋を駆動する。以上、延髄における嚥下反射の神経機構の概要がほぼ明かとなったが、今後はその詳細について検討するとともに、ニューロン間の投射様式や呼吸および咳嗽などの機能との関連性についても検討する予定でいる。

喉頭の防御反射の一つである嚥下反射は大脳皮質より何らかの影響を受けていることが知られている。そこで、皮質より嚥下のパターン形成機構に対する投射の存在を逆行性および順行性トレーサーを用いた組織学的手法と電気生理学的手法を用いて証明し、さらにその投射の生理学的意義についても検討を行った。トレーサーを用いた実験結果より眼窩回吻側部から両側の嚥下関連ニューロンへの投射経路が存在していることが示唆された。また電気生理学的実験結果からもすべてのタイプの嚥下関連ニューロンに眼窩回吻側部からの入力が存在することが確認された。この皮質-延髄投射は嚥下のパターン形成器の活性化の閾値を変化させることによって嚥下の起こりやすさを調節していると考えられる。反射性嚥下の惹起には咽喉頭からの知覚情報が必須であるが、咽喉頭粘膜の知覚機能を的確に、また客観的に評価する検査法は確立されていない。そこでネコを用いて喉頭粘膜を支配する知覚神経の電気刺激によって誘発される脳幹電位および短潜時の皮質電位の導出を行って分析し、その臨床応用を検討した。ネコの上喉頭神経の刺激によって得られる脳幹および皮質電位、すなわち喉頭知覚誘発電位(laryngeal sensory evoked potential:LSEP)は容易に導出記録でき、また切断、破壊あるいは刺激実験によりその起源も同定できた。しかしながら臨床例ではその導出分析はきわめて困難であるため、喉頭知覚誘発電位の導出による喉頭知覚機能の評価法には限界があり、喉頭粘膜をレーザー光で刺激し、内外喉頭筋より得られる反応の潜時や応答様式を検討することによって喉頭の知覚機能を評価する方法の臨床的有用性について現在検討を行っている。
新規手法による配向性チタン酸バリウム膜の形成機構と配向制御技術に関する研究

電子部品等で使用される強誘電体材料であるBaTiO3について、スクリーン印刷法での厚膜形成について検討した。厚膜はパターニングが容易で量産性に優れるが、バルクセラミックスに並ぶ電気特性を得ることは困難であった。そこで、スクリーン印刷を利用した配向性厚膜形成手法について検討した。添加物により粒成長を促すとともに、基板からの応力を利用することで分極軸方向へ配向した厚膜が形成可能であり、特性が向上することを見出した。この手法を用い、(BaCa)(TiZr)O3系の配向性厚膜を作製したところ、バルクセラミックスで得られた残留分極値11.0μC/cm2を超える14.9μC/cm2が得られた。Mg、Mnなどを添加することで、スクリーン印刷と熱処理を繰り返すだけで配向性のBaTiO3膜を形成することに成功している。この手法では、格子整合層が不要かつパターニングが容易という長所がある。本研究では、その配向のメカニズムを明らかにし、分極軸方向である<001>方位のみに制御することや、類似構造の組成系へ適用することを目的としている。これまで、焼成過程で部分的に六方晶BaTiO3が形成され、配向膜形成に影響を与えている可能性、基板からの応力が配向膜形成に影響を与えている可能性、が示された。本年度は、六方晶BaTiO3が配向膜形成に与える影響について検証した。具体的には、六方晶BaTiO3を意図的に添加したBaTiO3ペーストを作製し、焼成過程での六方晶相比率の変化や膜の分析を行った。添加した六方晶BaTiO3は正方晶BaTiO3の双晶を形成し、そこから異常粒成長することで配向膜が形成されることを確認した。添加したMgやMnは、BaTiO3のTiと置換することで六方晶を形成し、配向膜形成に寄与しているものと考えられた。また、六方晶BaTiO3を意図的に添加することで、安定して配向率が85%以上の高配向な厚膜を得ることができるようになった。これまで、スクリーン印刷と焼成を数回繰り返すことで配向膜を形成していたが、1層目を六方晶BaTiO3を添加したBaTiO3、2、3層目を添加物のないBa(TiZr)O3やBaTiO3で厚膜形成したところ、配向性のBa(TiZr)O3膜やBaTiO3膜を形成することが可能であった。これにより、類似の組成であれば、同様の手法で配向膜を形成可能なことが確認された。また、1層目で配向膜の核となるテンプレートが形成され、2、3層目の焼成時に、形成された核を中心として周囲の粒子を取り込みながら特定の方位に結晶粒が成長しているものと考えられた。スクリーン印刷で配向性BaTiO3膜を形成する手法について取り組んでいる。これまで、六方晶BaTiO3が配向膜形成に影響を与えている可能性および基板からの応力が配向膜形成に影響を与えている可能性が示されており、昨年度は六方晶BaTiO3が配向膜形成に与える影響について検証し、安定して配向率が85%以上の高配向な厚膜を得ることができるようになった。今年度は、基板からの応力が配向膜形成に与える影響について検証した。チタン酸バリウムよりも熱膨張係数の大きい基板、小さい基板を用いることで、それぞれ、c軸、a軸に優先配向することが確認された。通常、厚膜ではバルクセラミックスほど緻密な膜が形成できないため、バルクの特性及ばないことが多いが、c軸優先配向膜ではバルクセラミックスと遜色ない残留分極値が得られた。また、チタン酸バリウム以外の系に本手法を適用するために、チタン酸ジルコン酸バリウムカルシウム系材料やアルカリニオブ系材料についての検討を開始した。スクリーン印刷と熱処理を繰り返すだけで配向性BaTiO3膜を形成する手法について検討してきた。本研究では、その配向のメカニズムを明らかにし、分極軸方向であるc軸方位に制御することや、類似構造の組成系へ適用することを目的としている。昨年度まで、六方晶BaTiO3を添加するとともにチタン酸バリウムよりも熱膨張係数の大きい基板、小さい基板を用いることでそれぞれ、c軸、a軸に優先配向することが確認された。厚膜ではバルクセラミックスほど緻密な膜が形成できないため、バルクの特性に及ばないことが多いが、本手法を適用することで、c軸優先配向膜が得られ、強誘電性の指標である残留分極値は、バルクセラミックスの残留分極値Pr=10.9μC/cm2と遜色ない値Pr=10.8μC/cm2が得られた。最終年度は、チタン酸バリウムのAサイト、Bサイトを部分的に置換した系での配向膜形成を試みた。通常、Bサイトの一部をZrで置換した系では特性が向上することが知られているが、温度安定性が悪化する。

そこで、温度安定性の向上をもたらすことが期待されるAサイトのCa置換も同時に行い、特性の向上と温度安定性の両立を目指した系での配向性厚膜の形成を試みた。その結果、c軸配向優位な厚膜が得られ、バルクセラミックスで得られたPr=11.0μC/cm2を超えるPr=14.9μC/cm2が得られ、温度安定性も良好であった。さらに、チタン酸バリウムよりもキュリー温度の高いアルカリナイオベート系材料への適用も試みた。c軸配向優位の厚膜が得られることを確認した。今後、代表的な非鉛系圧電材料である(Bi,Na)TiO3-BaTiO3系材料への本手法の適用を検討する。電子部品等で使用される強誘電体材料であるBaTiO3について、スクリーン印刷法での厚膜形成について検討した。厚膜はパターニングが容易で量産性に優れるが、バルクセラミックスに並ぶ電気特性を得ることは困難であった。そこで、スクリーン印刷を利用した配向性厚膜形成手法について検討した。添加物により粒成長を促すとともに、基板からの応力を利用することで分極軸方向へ配向した厚膜が形成可能であり、特性が向上することを見出した。この手法を用い、(BaCa)(TiZr)O3系の配向性厚膜を作製したところ、バルクセラミックスで得られた残留分極値11.0μC/cm2を超える14.9μC/cm2が得られた。基板とチタン酸バリウムの熱膨張係数の相違に起因する残留応力が配向膜の方位を決定することが明らかとなった。c軸配向のチタン酸バリウム厚膜では、無配向の膜と比較して特性が向上し、バルクセラミックスとほぼ同等の残留分極値を得られた。電子材料チタン酸バリウムのAサイト、Bサイトを部分的に置換した系での配向膜形成を試みる。通常、Bサイトの一部をZrで置換した系では特性が向上することが知られているが、温度安定性が悪化する。そこで、温度安定性の向上をもたらすことが期待されるAサイトのCa置換も同時に行い、特性の向上と温度安定性の両立を目指したチタン酸ジルコン酸バリウムカルシウム系での配向性厚膜の形成を試みる。また、チタン酸バリウムよりもキュリー温度の高いアルカリナイオベート系材料などの非鉛系材料の厚膜化や配向膜形成を試みる。添加元素が配向膜形成に果たす役割が明らかとなった。また、Ba(TiZr)O3といった類似の組成系への適用も可能であることが示された。購入予定の材料について、既存品を加工することで代用できたこと、また、当初予定していた旅費が他の研究費から支出可能となったこと、によって未使用額が発生した。六方晶相の存在以外の配向膜形成要因として、基板からの応力が考えられる。基板の材質や形状を変えることで厚膜にかかる応力を変化させる手法を確立し、応力が配向膜形成や配向方位に与える影響を調査する。研究を進めるうえで当初想定していなかったオーブンや分析装置の部材が必要となったため、その購入にあてる予定にしている。予定していた学会発表が他の研究費で行うこととなり、旅費を使用しなかったために未使用額が生じた。未使用額は次年度の成果発表の旅費として使用することとしたい。
On the Job Training回避のための小児内視鏡手術前訓練の研究

小児は手術後も成長発達するため、その成長発達を阻害しない低侵襲手術が望まれている。新生児や乳児の内視鏡手術は小さなworkingspaceの中で、脆弱な組織を丁寧に処理しながら、複雑な手技を完遂させなければならないが、患者数が少ないことから、手術手技をon the job trainingとして学びつつ、手術を行っている現状がある。これを防ぐためにoff the job trainingを充実させることが急務である。練習時の手術手技をリアルタイムに画像解析するシステムを作成し、早く上手になる練習プログラムを確立すると同時に実際の手術時の手技評価もできる画像解析プログラムを作り上げる。
酸素源を内部に分散させた金属および合金の内部酸素化法

金属粉末と酸化物粉末をメカニカルアロイング(MA)処理するこtにより,延性のある金属中に硬く脆い酸化物粒子を微細均一に分散させることができる.分散された酸化物が金属に対して熱力学的に不安定である場合は,酸化物が酸素の供給源として作用して酸素の置換反応が起こり,より安定な酸化物へと置き換わる.本研究は, Cu及びMg合金にこの手法を適用して,銅合金及び純Mgに種々の酸化物の粉末を添加してMA処理を行い,添加した酸化物を分解させることにより,還元された金属との合金化と,酸化物粒子のin situ生成を図った.このような手法により,高性能な分散強化材料を得ることが本研究の目的である.その結果,すべての組合わせにおいて酸化物が微細均一に分散した組織のMA粉末が得られた.銅より酸化傾向の大きい溶質元素を含む銅合金に酸化物を添加してMA処理を行った場合,微細均一に分散した酸化物粒子が酸素の供給源となり,銅合金の内部酸化を行うことができた.種々の銅合金にCuOを添加してMA処理を行った場合は, CuOが分解して酸素の置換反応が起こり, Zn, Sn, Ni, Alなどの溶質元素が優先的に酸化されて,それぞれZnO, SnO_2, NiO, Al_2O_3がin situに生成することを示した.また, Cu-Al合金にZnO, NiO, Cr_2O_3などの酸化物を添加してMA処理を行った場合は,これらの酸化物が分解して溶質Alが優先的に酸化されてAl_2O_3が生成し,還元されたZn, Ni, Crは銅中の合金元素となった.このような内部酸化法を適用することにより,高強度のP/M材が得られた.純MgにSiO_2を添加してMA処理を行った場合は、MA過程中にSiO_2の分解と、MgO及びMg_2Siの生成がX線的に確認された。MA粉末を加熱することにより反応はさらに進行し、それに伴って硬貨が起こった。TiO_2添加の場合は、MA中の分解は起こらなかったが、その後の加熱によって複合酸化物MgTiO_3の生成が認められた。しかし、ZrO_2添加の場合は、MA中もその後の加熱中も分解は起こらなかった。真空ホットプレスによって緻密化したバルク材においては、Mg-SiO_2系ではHV162に達する高い硬さの材料が得られた。金属粉末と酸化物粉末をメカニカルアロイング(MA)処理することにより,軟らかい金属中に硬くて脆い酸化物粒子を微細均一に分散させることができる.

分散された酸化物が熱力学的に不安定である場合,分散酸化物粒子は酸素の供給源として作用して,酸素の置換反応が起こり,より安定な酸化物が生成する.本年度は,銅合金にこのような手法の適用を試みた.すなわち,Cu-Zn,Cu-Sn,Cu-Ni及びCu-Alの合金粉末にCuO粉末を添加してMA処理を行った材料において,銅合金内部に分散されたCuO粒子を酸素の供給源としてCuより酸化傾向の大きい溶質元素(Zn,Sn,Ni,Al)の内部酸化を図った.また,Cu-Al合金にCu以外の金属の酸化物(ZnO,NiO,Cr_2O_3等)を添加してMA処理を行い,溶質Alの内部酸化とCuと還元された金属との合金化が同時に達成されることを実験的に検証した.その結果,銅よりも酸化傾向の大きい溶質元素を含む銅合金に酸化物を添加してMA処理を行い,微細均一に分散された酸化物粒子を酸素の供給源として銅合金の内部酸化を行うことができること,CuOを添加してMA処理を行った場合は,CuOが分解して酸素の置換反応が起こり,Zn,Sn,Ni,Alなどの溶質元素が溶媒のCuに対して優先的に酸化されてそれぞれZnO,SnO_2,NiO,Al_2O_3が生成することを明らかにした.また,Cu-Al固溶体合金にCuO以外の金属酸化物(ZnO,NiO,Cr_2O_3)を添加してMA処理を行った場合は,それぞれの酸化物が分解して溶質Alが優先的に酸化されてより安定な酸化物Al_2O_3が生成する.この際,還元された金属はCuマトリックス中の合金元素となる.このような内部酸化反応を適用することによって高強度のP/M材が得られた.今後各プロセス条件の最適化を図ることにより,さらにすぐれた性能の銅基P/M材料が得られることが期待される.金属粉末と酸化物粉末をメカニカルアロイング(MA)処理することにより,延性のある金属中に硬くて脆い酸化物粒子を微細均一に分散させることができる.分散された酸化物が金属に対して熱力学的に不安定である場合には,酸化物は酸素の供給源として作用して酸素の置換反応が起こり,より安定な酸化物へと置き換わる.本年度は,Mg合金にこの手法を適用した.すなわち,純Mgに種々の酸化物(SiO_2,TiO_2,ZrO_2,SnO_2,PbO,Sb_2O_3)の粉末を添加してMA処理を行った材料において,添加した酸化物の分解に伴い,還元された金属とMgとの合金化と,MgOのin situ生成を図った.その結果,すべての系において酸化物が微細均一に分散した組織のMA粉末が得られた.SiO_2添加の場合はMA過程中にSiO_2分解と,MgO及びMg_2Siの生成がX線的に確認された.MA粉末を加熱することにより反応はさらに進行し,それに伴って硬化が起こった.TiO_2添加の場合は,MA中の分解は起こらなかったが,その後の加熱によって複合酸化物MgTiO_3の生成が認められた.しかし,ZrO_2添加の場合は、MA中もその後の加熱中も分解は起こらなかった.熱力学的データによるとTiO_2およびZrO_2はMg中において不安定であるが,分解のための反応駆動力が十分に大きくないと判断された.低融点金属の酸化物,SnO_2,PbO,Sb_2O_3を添加した場合は,これらの酸化物の分解がMA中から起こり,Mgと低融点金属との金属間化合物(Mg_2Sn,Mg_2Pb,Mg_3Sb_2)およびMgOの生成がX線的に確認された.真空ホットプレスによって緻密化したバルク材においては,Mg-SiO_2系ではHV162に達する高い硬さの材料が得られたが,Mg-低融点金属酸化物系においてはホットプレス中に軟化が起こって,バルク材の硬さはMA粉末の硬さに比べて低くなった.
戦後日韓におけるポピュラー音楽空間の融合と相互作用に関する研究

本研究の目的は、戦後日韓におけるポピュラー音楽空間の融合と相互作用の過程を、音楽(家)、産業、メディア、政策、法制度、学問、市場、消費様式の展開を通じて歴史的かつ実証的に探ることによって、その生産・流通・消費のメカニズムの差異と類似性をナショナル・ローカル・グローバルの次元で明らかにすることである。そのために、1945-1965年、1965ー1988年、1988-2001年、2001-2018年の四つの時代に区分し、日韓のポピュラー音楽における音楽的・産業的・社会的合理性の差異と類似性を生み出した諸条件と要素、主体とイデオロギーの作用を分析する。
嗅覚系の神経回路形成におけるセマフォリンの機能

嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞は約1000種類存在すると言われている嗅覚受容体の内1種類だけを発現しており、同種の嗅覚受容体を発現する嗅細胞の嗅神経は嗅球に存在する約1800個の糸球体の内わずか2数個の糸球体に正確に投射・収束する。糸球体の空間配置は嗅球における嗅覚系感覚地図(、いわゆる「匂い地図」を形成する。しかし、正確な匂い地図形成の分子メカニズムは現在ほとんど分かっていない。セマフォリンは神経軸索ガイダンスにおいて重要で、以前にセマフォリン分子のセマフォリン3A(Sema3A)のノックアウトマウスの解析により、初期発生中の末梢神経系の神経回路形成過程において重要な役割をしていることを明らかにした。しかし、Sema3Aは嗅覚系にも特異的な発現が認められる。現在は、嗅球にSema3Aの発現が認められる、嗅神経にSema3Aレセプターであるニューロピリン-1(NP-1)が発現している、嗅神経はSema3Aにより反発される、という理由等から嗅覚系、特に匂い地図形成におけるSema3Aの機能に注目をして研究を進めている。本研究では、抗OCAM(Zone II-IVに発現)抗体と抗NP-1抗体を匂い地図(糸球体地図)作製における分子マーカーとして使用し、成体Sema3Aノックアウトマウスの匂い地図形成を解析した。ワイルドマウスでは、NP-1を発現している嗅神経は嗅球の内側と外側の2つのバンドとして認められた。しかし、Sema3Aノックアウトマウスにおいてはワイルドマウスで見られたパターンが全く見られず、NP-1陽性の糸球体は嗅球全体に広がっていた。また抗OCAM抗体による匂い地図においても興味深い結果が得られた。さらにノックアウトマウスの機能解析において、匂いに対する嗅球の反応を見るためにoptical imaging法を用いて神経活動を解析した結果、匂いに対するパターン形成の変化を明らかにした。以上のことより、Sema3Aは嗅球において正確な匂い地図を形成するために必須であることを解明した。嗅覚糸において、嗅上皮に存在する嗅細胞は約1000種類存在すると言われている嗅覚受容体の内1種類だけを発現しており、同種の嗅覚受容体を発現する嗅細胞の嗅神経は嗅球に存在する約1800個の糸球体の内わずか2数個の糸球体に正確に投射・収束する。現在は、嗅球にSema3Aの発現が認められる、嗅神経にSema3Aレセプターであるニューロピリン-1(NP-1)が発現している、嗅神経はSema3Aにより反発される、という理由等から嗅覚系,特に匂い地図形成におけるSema3Aの機能に注目をして研究を進めている。本研究では,抗OCAM(ZoneII-IVに発現)抗体と抗NP-1抗体を匂い地図(糸球体地図)作製における分子マーカーとして使用し,成体Sema3Aノックアウトマウスの匂い地図形成を解析した。

ワイルドマウスでは、NP-1を発現している嗅神経は嗅球の内側と外側の2つのバンドとして認められた。しかし、Sema3Aノックアウトマウスにおいてはワイルドマウスで見られたパターンが全く見られず,NP-1陽性の糸球体は嗅球全体に広がっていた。また抗OCAM抗体による匂い地図においても興味深い結果が得られた。さらにノックアウトマウスの機能解析において、匂いに対する嗅球の反応を見るためにoptical imaging法を用いて神経活動を解析した結果,匂いに対するパターン形成の変化を明らかにした。以上のことより、Sema3Aは嗅球において正確な匂い地図を形成するために必須であることを解明した。嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞は約1000種類存在すると言われている嗅覚受容体の内1種類だけを発現しており、同種の嗅覚受容体を発現する嗅細胞の嗅神経は嗅球に存在する約1800個の糸球体の内わずか2数個の糸球体に正確に投射・収束する。糸球体の空間配置は嗅球における嗅覚系感覚地図、いわゆる「匂い地図」を形成する。しかし、正確な匂い地図形成の分子メカニズムは現在ほとんど分かっていない。セマフォリンは神経軸索ガイダンスにおいて重要で、以前にセマフォリン分子のセマフォリン3A(Sema3A)のノックアウトマウスの解析により、初期発生中の末梢神経系の神経回路形成過程において重要な役割をしていることを明らかにした。しかし、Sema3Aは嗅覚系にも特異的な発現が認められる。現在は、嗅球にSema3Aの発現が認められる、嗅神経にSema3Aレセプターであるニューロピリン-1(NP-1)が発現している、嗅神経はSema3Aにより反発される、という理由等から嗅覚系、特に匂い地図形成におけるSema3Aの機能に注目をして研究を進めている。本研究では、抗OCAM(Zone II-IVに発現)抗体と抗NP-1抗体を匂い地図(糸球体地図)作製における分子マーカーとして使用し、成体Sema3Aノックアウトマウスの匂い地図形成を解析した。しかし、Sema3Aノックアウトマウスにおいてはワイルドマウスで見られたパターンが全く見られず、NP-1陽性の糸球体は嗅球全体に広がっていた。さらにノックアウトマウスの機能解析において、匂いに対する嗅球の反応を見るためにOptical imaging法を用いて神経活動を解析した結果、匂いに対するパターン形成の変化を明らかにした。
顔面神経麻痺後の病的共同運動に対する新たな外科的治療法の開発

平成29年度に引き続き、ラット顔面神経頬枝ー頬骨間の共同運動を起こす動物モデルの作成術式ならびに実験全体のスケジュールの見直し等を行っている。顔面神経頬枝と頬筋枝の間の側ー側神経縫合については安定した結果を得るための縫合の長さの設定、ならびに神経開窓の程度の設定が重要と思われる。これにより生じる共同運動の程度が安定するように、いくつかの工夫を行っている。文献上も過去に報告のないモデルの作成を行うにあたり、安定したモデル作成と安定したデータを得るための十分な解剖学的調査観察、予備実験が必要と思われるが、研究責任者ならびに分担者の十分なエフォート確保の困難な状況が続き、十分な予備実験が行なえていない。実際のラット顔面の表情筋はごく小さく、表情筋同士の筋肉移行術はマイクロサージャリーの技術をもってしても安定した結果を期待するのは現実的ではないと考えられたため、表情筋の筋肉移行術を行う部分の計画は大幅な見直しが必要と考えている。一方で関連分野の研究者との意見交換、最新の知見の情報収集を目的に形成外科・耳鼻咽喉科・整形外科・マイクロサージャリー領域の関連学会に参加、発表を行った。顔面神経麻痺領域に関する執筆として原著論文一編(Facial N Res Jpn 38: 12-13, 2018.)、ならびに学会発表は5回(第61回日本形成外科学会総会、第41回末梢神経を語る会第41回日本顔面神経学会、第36回日本頭蓋顎顔面外科学会、第45回日本マイクロサージャリー学会)行った。顔面に発生する共同運動の程度が安定するように、いくつかの工夫を行っている。また、表情筋を移行する計画の部分について実際のラット顔面の表情筋はごく小さく、表情筋同士の筋肉移行術はあまり現実的ではないと考えられたため、表情筋の筋肉移行術を行う部分の計画は大幅な見直しが必要と考えている。引き続き安定した病的共同運動を生じるラットモデルの計画を進める。表情筋レベルでの移行は技術的にかなり困難であり、支配神経レベルでの移行術を中心に計画を一部見直す予定である。当初の計画通り、ラット顔面神経頬枝ー頬骨間の共同運動を起こす動物モデルの作成を開始した。文献上も過去に報告のないモデルの作成を行うにあたり、安定したモデル作成と安定したデータを得るための十分な解剖学的調査観察、予備実験が必要と思われるが、研究責任者の十分なエフォート確保の困難な状況が続き、十分な予備実験が行なえていない。顔面神経麻痺後の病的共同運動に関する執筆として著書一編(顔面神経麻痺眼瞼・眼窩・涙道の外科スグに役立つ基本知識高度技術p99-109細川亙垣淵正男不二門尚編著克誠堂出版2017)、ならびに学会発表は5回(第60回日本形成外科学会総会、第40回日本顔面神経学会、9th Congress of World Society for Reconstructive Microsurgery、第724回新潟医学会、The 13th International Facial Nerve Symposium )行った。研究代表者の充分なエフォートを確保するのが困難で、思ったような進捗が得られていない。

文献上も過去に報告のないモデルの作成を行うにあたり、安定したモデル作成と安定したデータを得るための十分な解剖学的調査観察、予備実験が必要と思われるが、研究責任者ならびに分担者の十分なエフォート確保の困難な状況が続き、十分な予備実験が行なえていない。また、表情筋を移行する計画の部分について実際のラット顔面の表情筋はごく小さく、表情筋同士の筋肉移行術はあまり現実的ではないと考えられたため、表情筋の筋肉移行術を行う部分の計画は大幅な見直しが必要と考えている。顔面神経頬枝と頬筋枝の間の側ー側神経縫合については安定した結果を得るための縫合の長さの設定、ならびに神経開窓の程度の設定が重要であり、これにより生じる共同運動の程度が安定するような設定が重要である。安定したモデル作成と安定したデータを得るための十分な解剖学的調査観察、予備実験が必要と思われるが、いったんモデル作成が確立できればその後の評価法は比較的一般的な手法を用いるので遅れを取り戻せると考えている。引き続き安定した病的共同運動を生じるラットモデルの計画を進める。表情筋レベルでの移行は技術的にかなり困難であり、支配神経レベルでの移行術を中心に計画を一部見直す予定である。実験計画が当初の予定より遅れており、必要な物品等が少なくなったため。実験計画の遅れや見直しを多く行っている段階であり、実際に実験に用いる動物や器具、試薬等の物品を多く必要としなかったため。
歯周組織感染細菌の腸/尿管内への定着の動態

昨年度、歯周病関連細菌のひとつであるPorphyromonas gingivalisの定着に関わるfimAに着目し、P. gingivalisの生体外環境における生態系についての示唆を得たので、これを多数種の口腔由来細菌を網羅して検討できるよう、定量的な検出系を構築した。すなわち、16S rRNA遺伝子を指標として口腔内由来細菌20種の定性検出を行うことができるDNAチップ(ParoCheck, LambdaOne社,Australia)ならびにPorphyromonas gingivalisW83株染色体DNAを用いて、定量性を持った検出を行う系を完成させた。この系を用いて、歯周ポケット細菌叢細菌の定量的な検出を行ったところ、20種の細菌は個体差はあるもののポケット内細菌叢細菌の約50%を占め、ここの細菌種の構成比率は既に国内外で16S rRNA遺伝子を標的としてDNAクローニング法によって推定されてきたものとほぼ一致していた。しかし、Bacteroides forsythusは歯肉縁下歯石と歯肉縁下プラークの間で、その存在比率が大きく異なる菌種であることが明らかとなった。本菌種が歯石石灰化の機序に関与するという報告はなく、嫌気度の高いプラーク深部に好んで生息し、石灰化において巻き添えになって石灰化物の中に封入される可能性があると考察した(樋口他)。歯周組織以外の生体内細菌叢や環境細菌叢からの検出については、昨年度と生活排水に源を発すると考えられる口腔細菌数種を検出した。河川の流水の中で嫌気性細菌がどのような生態を持つのかについては不明の点が多いが、水生プランクトンや微小な有機物の塊に関連する嫌気的環境生活圏としていることを示唆する結果を得た。歯周病関連細菌のひとつであるPorphyromonas gingivalisの定着に関わるfimAには、5つの遺伝子型があり、重篤な歯周病の病態を示す患者からは特定の遺伝子型のものが高頻度に分離されることが報告されている。このことを、宿主が複数のfimA遺伝子型のP.gingivalisのチャレンジを絶えず受けていて、定着・生存に適した遺伝子型のものがポジティブスクリーニングされていることの現れと仮定すると、それらの供給源が歯周病患者から排出されるP.gingivalisに限られるかどうかについては不明な点が多い。宿主を取り巻く環境の中で、あるいは宿主の歯周組織以外の生体内でP.gingivalisがどのような生態系を築いているかについて検索を進める必要があると考えた。そこで,本研究は,P.gingivalisを歯周組織以外の生体内細菌叢や環境細菌叢から検出することを目的に、16SrRNA遺伝子ならびにfimA遺伝子の増幅検出を行った。サンプルとして、腸内細菌叢:実験的に歯周組織にP.gingivalisを定着させたマウスの糞便の粉砕物を、環境細菌叢:福岡歯科大学歯学部附属病院保存(むし歯)・歯周病科の治療ユニットの排水溝付近のスメアサンプル、室見川河原の転石に付着したバイオフィルム、牛糞を高濃度に含む土壌を供試した。実験的にP.gingivalisを接種した個体の腸内細菌叢からP.gingivalis 16S rRNA遺伝子が検出された。治療ユニットの排水溝付近のスメアサンプル10検体のうちの1検体、上流に生活排水の流入する地点の河川バイオフィルム細菌叢5サンプルの1つからからP.gingivalis 16S rRNA遺伝子が検出されたが、既知のfimA遺伝子はいずれも検出されなかった。また上流に人家が存在しない地点で採取した河川バイオフィルム細菌叢5サンプルおよび土壌細菌叢10サンプルからは、P.gingivalis 16S rRNA遺伝子、fimA遺伝子のいずれも検出されなかった。これらのことから、P.gingivalisの主たる生活圏がむしろ腸管内である可能性が示唆された。

河川の流水の中で嫌気性細菌がどのような生態を持つのかについては不明の点が多いが、水生プランクトンや微小な有機物の塊に関連する嫌気的環境生活圏としていることを示唆する結果を得た。
北極雪氷コアが示す十年スケールのエアロゾル変動と北極振動

北極地域の氷床や様々な氷河で掘削された雪氷コアの酸素同位比や化学成分の分析から、過去の気温や大気中のエアロゾルの変動を推定した。雪氷コア中エアロゾルの時間変更は、その発生源の時間変動と、大気循環場の時間変動の両方を反映したものである。北極域のサミット(グリーンランド中央部)、ダイスリー(グリーンランド南部)、ペニー氷帽(バフィン島)、アガシー氷帽(エルズミア島)、アウストフォンナ氷帽(スバールバル北東島)で掘削した雪氷コアの生データを用いて、各コアの精密年代決定を行うとともに、過去200年間の酸素同位体比とイオン濃度の年平均値を計算した。また、これらの時系列データを、北極振動指数と比較した。サミットでは酸素同位対比すなわち気温が北極振動指数と正の相関を示し、アウストフォンナ氷帽では負の相関を示していた。このようにグリーンランドとスバールバルでは気温のシーソー現象が見られた。他の地点では酸素同位対比と北極振動指数の間に明瞭な相関関係が見られなかった。一方、スバールバルのニーオルソン基地における気温のデータを解析すると、北極振動指数と正の相関があり、アウストフォンナ氷帽コアの結果と一致した。北極域では氷河上の積雪の融解が無視できない。雪氷コアの融解の履歴とコア試料中のエアロゾル起源物質変動の相関を確認し、コア記録に対して融解影響を評価する試みを行った。コア中の気泡含有量及び融解時の脱塩作用によってもたらされるコア中の融解電気伝導度の低下に着目し研究を行い、融解電気伝導度について微小な試料で測定できるシステムを作成した。数年数十年スケールの変動の現象にさらに季節変動・年変動の影響を入力できる法論を開発できた。本年度は北極域のサミット(グリーンランド中央部)、ダイスリー(グリーンランド南部)、ペニー氷帽(バフィン島)、アガシー氷帽(エルズミア島)、アウストフォンナ氷帽(スバールバル北東島)で掘削した雪氷コアの生データを用いて、各コアの精密年代決定を行うとともに、過去200年間の酸素同位体比とイオン濃度の年平均値を計算した。また、これらの時系列データを、北極振動帽数と比較した。サミットでは酸素同位体比すなわち気温が北極振動指数と正の相関を示し、アウストフォンナ氷帽では負の相関を示していた。他の地点では酸素同位体比と北極振動指数の間に明瞭な相関関係が見られなかった。イオン濃度と北極振動指数の関係を見ると、サミットでは海塩成分が北極振動指数と正の相関を示し、アウストフォンナ氷帽では負の相関を示していた。また、アウストフォンナでは海塩成分だけでなく、陸域起源のカルシウム、硫酸イオン、硝酸イオンなども北極振動指数と負の相関を示していた。また、ペニー氷帽においてはメタンスルフォン酸が北極振動指数と明瞭な負の相関を示し、バフィン湾の海氷の消長がペニー氷帽のメタンスルフォン酸に影響を与えている可能性が考えられる。極地の氷床や氷河で掘削された雪氷コアの酸素同位体比や化学成分の分析から、過去の気温や大気中のエアロゾルの変動を推定した。雪氷コア中エアロゾルの時間変動は、その発生源の時間変動と、大気循環場の時間変動の両方を反映したものである。北極域の多点で掘削された雪氷コアに含まれる海塩起源及び大気汚染物質起源のエアロゾル濃度の変動における数年数十年スケールの変動に着目して統計的解析を行ってきた。

雪氷コア記録から抽出される数年数十年スケールの変動が掘削地域によって正あるいは負の異なった相関を示していることを明らかにした。この変動にはエアロゾルの発生源のひとつである海洋状態に大きく影響を与える海氷変動、大気循環場の変動としての北極振動などが大きく影響していると思われる。大気循環場の変動要因、海氷変動などについて資料を収集した。収集した資料を数年数十年スケールのエアロゾル濃度変動との関連で検討した。北極域では氷河上の積雪の融解が無視できない。雪氷コアの融解の履歴とコア試料中のエアロゾル起源物質変動の相関を確認し、コア記録に対して融解影響を評価する試みを行った。コア中の気泡含有量及び融解時の脱塩作用によってもたらされるコア中の融解電気伝導度の低下に着目し研究を行い、融解電気伝導度について微小な試料で測定できるシステムを作成した。数年数十年スケールの変動の現象にさらに季節変動・年変動の影響を入力できる方法論を開発できた。
値分布論の応用による複素力学系及び複素微分方程式とその関連分野の研究

本研究実績の概要は以下の様に述べられる。1有理型函数を係数とする線型常微分方程式の有理型又は代数型な大域解に関する値分布的な評価。平面上の有理型或いは代数型解が成す基本解系と係数の族との値分布に於ける関係について、昨年度から継続している研究の精密化を行い、また微分体の観点から解釈の定式化を行った。2 Weierstrassの〓-functionを係数とするRiccati微分方程式の有理型函数解の存在と二重周期性に関する研究(石崎克也・Ilpo Laine・下村俊各氏との共同研究)。代数的微分方程式の大域的一価有理型函数解の存在について研究する目的で、表記の方程式を詳細に調べ、平面上で有理型な解が成す1径数函数族が存在する為の十分条件と、その場合の二重周期性に関する結果を得た。3 2価代数型函数に関する第二主要定理の精密化。代数型函数の値分布については、Nevanlinna-Selberg流の議論で導くことのできない奇妙な現象が1970年代に小澤満・新濃清志・戸田暢茂らによって観察されていた。本研究では、定義方程式の係数である整函数族の一次関数に注目し、第二主要定理の拡張に成功した。これを応用する事で、Picard定数から2価代数型面を決定する問題が解決できることが判った。4有理型函数とその導函数との一意性に関する研究。これらが一つの値を共有するための条件を述べたR.Bruck,Q-C.Zhangの結果について簡明な別証を与えると共に、導函数に限らず、極の分布にある程度「同調」がある場合には同様な結果が成り立つことを証明した。複素力学系理論への応用については、値分布論の高い有用性が確認できたものの、尚研究途上であり、現状では顕著な成果を挙げるに至っていない。本研究は今後も継続して行う。本年度は主に、これまでに得られている手法が本研究で課題とした複素力学系及び複素微分方程式の研究へ如何に応用可能かを調べ、それらの手法が拡張されるべき方向を模索した。正則曲線の値分布に於けるCartanの第二基本定理、角領域に於ける値分布理論、函数方程式の有理型函数解に関する研究を通じて、研究計画のかなりの部分を実現すると共に、今後の研究指針に多くの知見を得ることができた。具体的な成果を以下に記す。1)有理型函数の一意性問題について。Cartanの第二基本定理から得られたMues-Reindersの手法を応用して、既知の結果について新しい見解を得ると共に、それらの幾つかを拡張した。2)有理型函数のhypertranscendencyについて。ガンマ函数に関するHolderの定理を拡張したBank-Kaufmanの手法の応用を行った。有理関数a(z),a(0)≠0,∞を係数にもつ函数方程式f(cz)=a(z)f(z),0<|c|<1の有理型函数解について、その有理関数体上での微分代数的な意味での超越性を証明した。このほか、角領域の値分布論の微分方程式の有理型函数解への適用による評価の精密化、あるいは開円板の外部に於ける評価への拡張等に有力な手法に関して数多くの知見を得ることができた。これらを適用して、本研究目的の遂行への試みを継続している。今年度中には計画した研究成果を得ることのできなかった複素力学系理論への応用については、超越整・有理型函数の複素力学系に用いられる手法を再検討し計画の再立案を行った。当該分野における専門知識の獲得には、実現しなかった在外研究が不可欠であると実感し次年度以降の研究計画に組み込んだ。

複素力学系理論への応用については、値分布論の高い有用性が確認できたものの、尚研究途上であり、現状では顕著な成果を挙げるに至っていない。本研究は今後も継続して行う。
漢方薬の生理活性ペプチドを指標とする薬効解析

漢方薬の薬理作用の違いを明確にするために,各種生理活性ペプチドを指標とした薬効解析を行うことは有用である.そこで,腹部微小循環改善作用の指標としてのVIP,CGRP,SP,胃や腸の運動障害改善の指標としてのMotilin,Gastrin,Somatostatin,分泌障害改善の指標としてのSecretin,CCK,ストレスの指標としてのACTH,β-Endorphin,cortisolの高感度EnzymeImmunoassay(EIA)を利用して,各種薬剤の薬効解析を目指した.これら体液中ペプチド濃度はきわめて微量であるため,高感度のみならず特異性の高い定量法の確立が必要であり,本EIAは,血漿中ペプチド濃度の測定には有用である.さらに,大建中湯の作用メカニズムを解明するために,がん患者における便秘の指標としてペプチド濃度との関連性を検討した.その結果,消化器症状の評価には,腹部微小循環改善作用の指標としてVIPおよびSPが,胃や腸の運動障害改善の指標としてMotilinおよびSomatostatinが有用であることが分かった.また,牛車腎気丸(適応:下肢痛,腰痛,しびれ,むくみ等)の作用メカニズムを解明するために,健常成人5名に対し,単回経口投与し経時的に採血し,ペプチド濃度との関連性を検討した.その結果,消化器症状の評価には,腹部微小循環改善作用の指標としてVIPが有用であることが分かった.よってこれら生理活性ペプチド濃度は,漢方薬の薬理作用の違いを明確にする指標となることが示唆された.漢方薬の薬理作用の違いを明確にするために,各種生理活性ペプチドを指標とした薬効解析を行うことは有用である.そこで,腹部微小循環改善作用の指標としてのVIP,CGRP,SP,胃や腸の運動障害改善の指標としてのMotilin,Gastrin,Somatostatin,分泌障害改善の指標としてのSecretin,CCK,ストレスの指標としてのACTH,β-Endorphin,cortisolの高感度EnzymeImmunoassay(EIA)を利用して,各種薬剤の薬効解析を目指した.これら体液中ペプチド濃度はきわめて微量であるため,高感度のみならず特異性の高い定量法の確立が必要であり,本EIAは,血漿中ペプチド濃度の測定には有用である.さらに,大建中湯の作用メカニズムを解明するために,がん患者における便秘の指標としてペプチド濃度との関連性を検討した.その結果,消化器症状の評価には,腹部微小循環改善作用の指標としてVIPおよびSPが,胃や腸の運動障害改善の指標としてMotilinおよびSomatostatinが有用であることが分かった.また,牛車腎気丸(適応:下肢痛,腰痛,しびれ,むくみ等)の作用メカニズムを解明するために,健常成人5名に対し,単回経口投与し経時的に採血し,ペプチド濃度との関連性を検討した.その結果,消化器症状の評価には,腹部微小循環改善作用の指標としてVIPが有用であることが分かった.よってこれら生理活性ペプチド濃度は,漢方薬の薬理作用の違いを明確にする指標となることが示唆された.漢方薬の薬理作用の違いを明確にするために、各種生理活性ペプチドを指標とした薬効解析を行うことは有用である。そこで、腹部微小循環改善作用の指標としてのVIP,CGRP,SP、胃や腸の運動障害改善の指標としてのMotilin, Gastrin, Somatostatin、分泌障害改善の指標としてのSecretin, CCK、ストレスの指標としてのACTH,β-Endorphin, cortisolの高感度Enzyme Immunoassay(EIA)の確立を行った。これら体液中ペプチド濃度はきわめて微量であるため、高感度のみならず特異性の高い定量法の確立が必要であるが、EIAに使用する酵素標識抗原は、不安定であることが多い。そこで、平成20年度の研究期間には、既存の測定法で使用していた抗原。抗体の見直しを行うことでより特異的で高感度な測定法を開発した。さらに、便秘症の適応がある大黄甘草湯の作用メカニズムを明らかにするために、上記ペプチド濃度との関連性を検討した。大黄甘草湯は、ダイオウならびにカンゾウが、2対1の割合で含有している漢方製剤である。今回の検討結果では、統計学的に有意な差が認められなかったため、次年度(平成21年度)に再度確認を行い、消化器症状の評価にはこれらペプチドが有用であることを評価行うこととしている。また、甘草湯ならびに芍薬甘草湯といった、大黄甘草湯と同様に、カンゾウがべースとなっている方剤の検討も計画をしている。漢方薬の薬理作用の違いを明確にするために,各種生理活性ペプチドを指標とした薬効解析を行うことは有用である.そこで,腹部微小循環改善作用の指標としてのVIP, CGRP, SP,胃や腸の運動障害改善の指標としてのMotilin, Gastrin, Somatostatin,分泌障害改善の指標としてのSecretin, CCK,ストレスの指標としてのACTH, β-Endorphin, cortisolの高感度Enzyme Immunoassay (EIA)を利用して,各種薬剤の薬効解析を目指した.これら体液中ペプチド濃度はきわめて微量であるため,高感度のみならず特異性の高い定量法の確立が必要であるが,本EIAは,血漿中ペプチド濃度の測定には有用である.さらに,大建中湯の作用メカニズムを解明するために,がん患者における便秘の指標としてペプチド濃度との関連性を検討した.その結果,消化器症状の評価には,腹部微小循環改善作用の指標としてVIPおよびSPが,胃や腸の運動障害改善の指標としてMotilinおよびSomatostatinが有用であることが分かった.