hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医用画像におけるコンピュータ支援がん自動検出システムの開発に関する研究

本研究では,肝がん自動検出過程において重要なテーマである「肝硬変のコンピュータの支援診断(CAD)」に関する研究を主に行い,以下に記述するような有用な成果を得た.肝硬変は病気による主要な死因の1つであり,毎年12,000以上の日本人が肝硬変によって死亡している.アメリカ合衆国では,およそ26,000人が毎年,慢性の肝疾患と肝硬変によって死亡している.このような背景の中で,肝臓MRIイメージングに基づく肝硬変の診断は非常に有効である.肝硬変と非肝硬変の臨床診断には,医師は肝臓のグローバルな特徴と局部の画像特徴,あるいは他の腹部の異常特徴を用いている.そこで,本研究の目的は,肝臓MRI画像から抽出された局部領域のみに基づいて,教師なし分類器のk-平均法を使用して肝硬変と非硬変をコンピュータ自動分類する手法を検討した.本研究ではガドリニウム造影剤が注入されて撮影されたMRI画像の均衡相を使用している.研究に使用したデータベースは,25症例の肝硬変と49症例の非硬変を含む.各症例の肝臓領域から複数の関心領域を,重なりがないように手動で決定した.そして,各関心領域から14個のテクスチャ特徴量を測定し,モンテカルロ法によって分類に最適なテクスチャ特徴量の組み合わせを探索した.次に,教師なしのk-平均法を使用し,各関心領域を複数のグループに分けた.計算機支援診断,画像解析,およびパターン認識の分野では,教師つき分類法が広い範囲で使用されているが,この方法では,教師信号として"真の病変の状態"を事前に把握する必要がある.しかし,本研究では,このような"真の病変の状態"の使用が不可能であるために,教師なしの分類手法であるk-平均法を選択した,このような有意な特徴をもつk-平均法を用いて,本研究では異なる特徴量の組み合わせの分類結果と肝硬変の診断結果との適合度を検討,考察した.そして,初期的な実験結果から,肝硬変と非肝硬変の分類に関する感度と特異度がそれぞれ72%と60%であることを確認し,教師なしの分類法であるk-平均法は肝硬変と非肝硬変の認識(分類)への適用が可能であることが明らかにした.本研究では,以下の2テーマを主に取り扱い,有用な成果を得ている.1.乳がん画像解析について本研究者らのマンモグラフィ画像に関する過去の研究では,同時生起行列という解析手法を用いて,腫瘤性の乳がん病変の高い良悪性の識別率に成功している(ROC曲線の面積Az値で,0.9を超える).本研究では,この研究の再検討項目の一つとして,同時生起行列で計算されるテクスチャ特徴量の画像量子化(再量子化による手法)の効果について研究を行った.71枚のマンモグラフィ画像(良性28,悪性43の分布)を用いて,240のテクスチャ特徴量を異なる量子化に対して計測した(量子化パラメータQ=50,100,400に対して).その結果,ある範囲のQを有効に利用することにより,鑑別性能が改善され得ることが分かった.2.肝硬変のMR画像解析について本研究では,MR画像に基づいた肝硬変のコンピュータによる自動分類法の開発を目的にしている.124症例の画像データベース(64は肝硬変ありで,残りは肝硬変なしの画像)を用いて検討を行った.すべての症例はT1およびT2強調画像を含み,ガドリニウム造影剤で強調された4つの異なる位相で撮影されている(よって8種類の画像).16個の特徴量を計測し,識別能の高いシステムを実現するために,GA(遺伝的)アルゴリズムを利用して有効な特徴量の選択を行った.そして,平衡像で計測した7つの特徴量用いて検討を行った結果,偽陽性候補がゼロのときに真陽性率が55%であることが分かった.これらの内容を,次年度継続研究として,さらに改善する予定である.本研究では,肝がん自動検出過程において重要なテーマである「肝硬変のコンピュータの支援診断(CAD)」に関する研究を主に行い,以下に記述するような有用な成果を得た.肝硬変は病気による主要な死因の1つであり,毎年12,000以上の日本人が肝硬変によって死亡している.アメリカ合衆国では,およそ26,000人が毎年,慢性の肝疾患と肝硬変によって死亡している.このような背景の中で,肝臓MRIイメージングに基づく肝硬変の診断は非常に有効である.肝硬変と非肝硬変の臨床診断には,医師は肝臓のグローバルな特徴と局部の画像特徴,あるいは他の腹部の異常特徴を用いている.そこで,本研究の目的は,肝臓MRI画像から抽出された局部領域のみに基づいて,教師なし分類器のk-平均法を使用して肝硬変と非硬変をコンピュータ自動分類する手法を検討した.本研究ではガドリニウム造影剤が注入されて撮影されたMRI画像の均衡相を使用している.研究に使用したデータベースは,25症例の肝硬変と49症例の非硬変を含む.各症例の肝臓領域から複数の関心領域を,重なりがないように手動で決定した.

そして,各関心領域から14個のテクスチャ特徴量を測定し,モンテカルロ法によって分類に最適なテクスチャ特徴量の組み合わせを探索した.次に,教師なしのk-平均法を使用し,各関心領域を複数のグループに分けた.計算機支援診断,画像解析,およびパターン認識の分野では,教師つき分類法が広い範囲で使用されているが,この方法では,教師信号として"真の病変の状態"を事前に把握する必要がある.しかし,本研究では,このような"真の病変の状態"の使用が不可能であるために,教師なしの分類手法であるk-平均法を選択した,このような有意な特徴をもつk-平均法を用いて,本研究では異なる特徴量の組み合わせの分類結果と肝硬変の診断結果との適合度を検討,考察した.そして,初期的な実験結果から,肝硬変と非肝硬変の分類に関する感度と特異度がそれぞれ72%と60%であることを確認し,教師なしの分類法であるk-平均法は肝硬変と非肝硬変の認識(分類)への適用が可能であることが明らかにした.
希土類抽出剤プレドープ型樹脂を用いるクロマトグラフィーの構築と分離分子過程の解析

希土類元素は幅広く利用されている一方で、希少性と偏在性に起因する価格高騰と供給不安に直面している。そのため、希土類元素のリサイクル技術、とりわけ分離・回収技術の開発が重要な課題である。本研究では、抽出剤固定化樹脂のなかでも、重合過程で抽出剤を混合しておく手法により調製した"抽出剤プレドープ型樹脂"に着目した。当該手法を用いた、希土類金属イオンの吸着挙動に関する知見は少なく、発展の余地があると考える。本研究は、(1)希土類金属元素に有効な抽出剤を用いたプレドープ型樹脂の合成、(2)抽出剤プレドープ型樹脂への希土類金属イオン吸着挙動の解析、(3)分離過程に関する基礎的知見に基づく、希土類金属イオンの分離・回収に有効な分離系の構築、を目的とする。22年度は、希土類元素の分離に有効な抽出剤であるPC-88Aを内包したポリスチレンおよびポリメタクリル酸メチルを合成して、PC-88Aの溶出量と金属イオン吸着量を調べた。ポリスチレンとポリメタクリル酸では、後者の方が金属イオンの吸着量が多くなる。これは、ポリメタクリル酸の方がPC-88Aに構造が類似しているためと考えられる。しかし、同時にPC-88Aの溶出量も多い。これらの結果は、含浸樹脂を用いた場合と大差がないということが明らかになった。このことから、調製したプレドープ型樹脂の物理的・化学的性質は含浸樹脂とほとんど同じであると予測される。金属イオンの吸着剤として用いることを考えると、最大の問題点は抽出剤の溶出に起因する樹脂の低耐久性である。そこで、抽出剤の溶出を抑えるために、抽出剤プレドープ樹脂の外側を、抽出剤を含まない樹脂で覆う手法を考案した。これにより、樹脂内部から外部への拡散を物理的に抑制することができると期待できる。本研究の目的は、ポリマーと抽出試薬を複合化することにより、より高性能な金属イオン吸着剤を開発することである。液体の抽出試薬を多孔性樹脂に浸みこませて利用する含浸樹脂法に対して、本研究では、樹脂を合成する際に抽出試薬を担持させる手法を適用する。今年度は、モノマーを重合してポリマーを合成するかわりに、架橋していないポリメタクリル酸メチル(PMMA)を溶解し、再結晶化する際に抽出試薬を取り込むことによって吸着剤を調製した。PMMAはエタノール溶液中で4060°Cに加熱することによって溶解させた。この溶液を冷却すると、Pmmは再結晶化によって多孔質となる。この再結晶化の際に抽出試薬であるdi-(2-ethylhexyl)phosphoricacid(D2EHPA)を添加してPmmへの担持を試みた。D2EHPAを担持した再結晶化PMMAは、水中で収縮するため、表面積は非常に小さくなり、金属イオン吸着剤として適していないことが明らかとなった。しかし、PmmとD2EHPAに加えて、鉄またはランタノイドの塩を溶解しておくと、D2EHPAと金属イオンが配位高分子を形成し、PMMAと安定な複合化凝集体を形成することを明らかにした。PMMAのかわりに、ポリアクリロニトリルを用いても同様に複合化凝集体を形成した。このようにポリマーを複合化したD2EHPA配位高分子が金属イオン吸着剤として利用可能であることを明らかにした。PMMA複合化D2EHPAの比表面積は7.4m^2・g-1であり、含浸樹脂の32.6m^2・g^<-1>と比較すると非常に小さい。しかし、飽和吸着量は含浸樹脂と比較して3倍程度大きいことがわかっている。表面積が小さいにも関わらず吸着能が高い原因については現在検討中である。
シスト線虫のふ化促進物質に関する有機化学的研究

1)生物検定法の確立:ジャガイモシスト線虫のふ化促進物質の単離に当たって,まず始めにふ化活性測定法を確立した.シスト線虫汚染地より,毎年9月に土壌を採取し,風乾後保存した.これからシストを分離し, 12ヶ月水に浸漬し前処理とする.卵をシストから取り出し, 10日間放置(卵処理)し, pH調製を行う.続いて供試液を加えて,暗所23°C, 10日間放置する.この後全体の虫数に対するふ化幼虫を数えて,ふ化率を算出する.ふ化率が50%以上を活性, 4050%を準活性と判断した.2)粗原料の入手と活性物質の性質:粗原料として,ジャガイモ根圏滲出液(標準液),トマト水耕液,トマト乾根の水抽出液を検討した.いずれの原料から得られるふ化促進物質も, pH8以上では速やかに, pH2以下では漸欠失活した.これを防ぐために,ドライアイスを用いて酸性としたのち,アンバーライトXAD-2樹脂に吸着させた.アセント脱着, 30°C以下で濃縮し,粗抽出物を得た.このもののふ化活性と原料によって変動するが. 10-410-6g/mlである.ジャガイモ根圏滲出液からは,脂溶性物質,トマト乾根からは水溶性物質,トマト水耕液からは,その両方の性質を持つ活性物質が得られた.3)分離・精製:上記三種の粗抽出物のうち,比較的安定と思われたトマト乾根抽出物の精製を行った.5段階のカラムクロマトと1段階のHPLCで分画し,最活性部約100ugを得た.そのNMRスペクトルより,トリテルペノイド様化合物郡に属するものと推定ひた.4)シクロアルタン骨格から,グリシノエクレピンA骨格への誘導,生薬トラガントより得られるシクロアステガルオールを出発物質として, C, D環上のメチル基の転位を15ステップで,また, A, B環の構築を22ステップで完成させることができた.1)生物検定法の確立:ジャガイモシスト線虫のふ化促進物質の単離に当たって,まず始めにふ化活性測定法を確立した.シスト線虫汚染地より,毎年9月に土壌を採取し,風乾後保存した.これからシストを分離し, 12ヶ月水に浸漬し前処理とする.卵をシストから取り出し, 10日間放置(卵処理)し, pH調製を行う.続いて供試液を加えて,暗所23°C, 10日間放置する.この後全体の虫数に対するふ化幼虫を数えて,ふ化率を算出する.ふ化率が50%以上を活性, 4050%を準活性と判断した.2)粗原料の入手と活性物質の性質:粗原料として,ジャガイモ根圏滲出液(標準液),トマト水耕液,トマト乾根の水抽出液を検討した.いずれの原料から得られるふ化促進物質も, pH8以上では速やかに, pH2以下では漸欠失活した.これを防ぐために,ドライアイスを用いて酸性としたのち,アンバーライトXAD-2樹脂に吸着させた.アセント脱着, 30°C以下で濃縮し,粗抽出物を得た.このもののふ化活性と原料によって変動するが. 10-410-6g/mlである.ジャガイモ根圏滲出液からは,脂溶性物質,トマト乾根からは水溶性物質,トマト水耕液からは,その両方の性質を持つ活性物質が得られた.3)分離・精製:上記三種の粗抽出物のうち,比較的安定と思われたトマト乾根抽出物の精製を行った.5段階のカラムクロマトと1段階のHPLCで分画し,最活性部約100ugを得た.そのNMRスペクトルより,トリテルペノイド様化合物郡に属するものと推定ひた.4)シクロアルタン骨格から,グリシノエクレピンA骨格への誘導,生薬トラガントより得られるシクロアステガルオールを出発物質として, C, D環上のメチル基の転位を15ステップで,また, A, B環の構築を22ステップで完成させることができた.ジャガイモシスト線虫について。1)ふ化促進活性を有する粗原料の分離精製の指標となる生物検定法を以下のように定めた。病害虫を含む土壌中よりシストを集め、約5秒間50°Cの水に浸し、10日間室温に放置する。シストの殻を破り、ろ別によってシスト殻およびすでにふ化している第二令幼虫を除き、集められた卵に水を加える。得られた卵の水懸濁液を30°Cで5日間放置し、試験液を加え、710日後にふ化した幼虫の数からふ化率を求める。この方法によって、シストの採集年度を問わず、かつ冬季間を含めて通年の生物検定が実施できると共に、検定期間を一週間に短縮する事が可能になった。2)材料としてトマト乾燥根(約400kg)を用いた。水で抽出し、水抽出液をドライアイスで酸性(pH5)にした後、活性物質をXAD-2に吸着させ、アセトンで脱着した。アセトン溶液を濃縮して得られた粗活性物質は【10^(-4-5)】g/mlでふ化活性を示した。この粗物質を、CAD-2カラムを用いてクロマト分離を行い、得られた活性分画をセファデックスG-15を用い再クロマト分離を行って精製し、【10^(-6-7)】g/mlで、すなわち約100倍の活性を示す分画を得た。

これらの分離はすべてアルゴン気流中で行った。現在、より以上の分離精製を検討中である。ダイズシスト線虫について。すでに単離構造決定を行ったグリシノエクレピンAにつづいて、構造上密接な関連を有するグリシノエクレピンBおよびCを単離し、それらの構造を明らかにした。これらの化合物は、グリシノエクレピンAと側鎖および12位の置換基のみが異なっているにも抱らず、活性は著しく低下した。一方、グリシノエクレピンBの12位のアセトキシル体を水酸基に変換して得られたデアセチル体は、グリシノエクレピンAの約千分の一の活性を示した。CおよびD環と側鎖との相互関係およびB環の切断の両者が活性発現に必要であると考えられる。1.ジャガイモシスト線虫について。1)生物検定法:過年度までの方法にpH調整を加えることにより、再現性、定量性の測定法が確立した。2)粗原料:原料としての入手の容易さ、保存性、含まれる活性物質の安定性を考慮して、主としてトマト乾燥根の活性物質について研究を行った。水抽出液を炭酸酸性下アンバーライトXAD-2樹脂吸着、アセトン脱着、30°C以下で濃縮、酢酸エチル-水分配により、乾燥根1kg当り約1gの割合で水溶性粗抽出物を得ることができた。このものは、pH調整を加えたふ化率測定法において、【10^(-5)】g/mlの濃度で比較的安定な活性を示した。3)失活原因と化学的性質:トマト乾燥根から得られる活性物質は、極めて水に溶けやすい。pH8以上で速やかに、pH2以下では漸次失活する。以前に、活性物質の分離・精製を進めた際、【10^(-7)】g/mlのオーダーより、見かけ上活性値が上昇しなくなったが、生物検定の際、pHを3.5付近に調整することにより、解決することができた。4)分離・精製:粗抽出物をXAD-2樹脂,セファデックスG-15,G-10,トヨパールHw-40C,Hw-40sによるゲルクロマトグラフィーと逆相系高速液体クロマトグラフィーに付し、分離・精製を行い、活性値を【10^(-9)】g/ml以上に上昇させた。今後数10倍にスケールアップする予定である。2.ダイズシスト線虫について。生薬トラガントより得られるトリテルペン、シクロアストラガロールを化学変換、及び生合成研究の出発物質として用い、13位,14位のメチル基をグリシノエクレピンAタイプへ転位させることができた。('86年日本化学会春季年会発表・京都)。
ドイツの道徳教育改革における教授学的論争とカリキュラム変遷

本研究の目的は、ドイツにおける宗教教育ではない倫理・道徳教育科目をめぐる教授学的論争とその授業構想・実践の内実を明らかにすることである。この作業を通して、教授学的理論基盤に基づく道徳教育実践を構想することを目指す。具体的には、1970年代以降、ドイツ各州において導入されていった倫理授業(Ethikunterricht)に着目する。2019年度には文献研究による倫理科導入をめぐる教授学的論争の内実の検討、現地調査によるベルリン州・ブランデンブルク州・バイエルン州の3州を中心としたカリキュラム変遷の分析を行う。こうした初年度の成果に基づき、2020年度には研究目的である授業モデルの構築を行う。
周生期大脳でのビタミンD代謝及びその転換酵素系の遺伝子発現機構の解析

ビタミンDは、Ca代謝・免疫・細胞分化への関与に加え中枢の調節作用も有している。しかし血液脳関門が存在し1α25(OH)_2D_3は脳実質に移行しないので前駆体が脳内に移行して活性物質に転換されねばならないがその報告はない。唯一市川(1990)はウシ脳下垂体に25-OHase,1α-OHase,24-OHaseの存在を見出している。永田(1991)はヒト硬膜下血腫内に胆汁酸の一種(7α-hydroxy-3-oxo-4-cholestenoic acid)を見出し、局所での産生を報告している。本代謝の中心は26-OHaseで本酵素は24-OHaseとしても機能(Anderson,1989)する。それ故これは脳に24 OHaseが存在しビタミンD転換反応系の存在を傍証するものである。この現況下に我々はラット及び家兎の胎仔・新生仔の大脳で、Vit D_3から25(OH)D_3、25(OH)D_3から1α,25(OH)_2D_3・24,25(OH)_2D_3・25,26(OH_2D_3への転換を見出した。しかし局所で作用するならば、Vitamin D Binding proteinが関与しないので、腎臓より数段低い量が転換されると考えねばならない。そこでテオフィリン・dibutylic cAMP・NADPH generatingsystemを添加することにより、ようやくその転換現象を見出すことができた。新生仔大脳mitochondria分画での1α-,25-OHaseのMichaelis定数(Km:μM)は各々4.35,25.0であった。その他胎盤の分析を行ったところ、ヒトでは、24R-OHase活性(ng/mg.protein/60min.)は、妊娠20週頃(0.89)より出現し、妊娠末期(1.88)まで漸増した。1α-OHase活性は、中期以降に出現(満期:0.80)した。家兎胎仔・新生仔で25-OHaseを分析したところ、大脳・肝臓・胎盤・肺臓に存在し、肝臓以外は分娩後一過性に上昇して漸減・消失していった。他臓器でも25-OHaseの活性をみるのは、本酵素系に胎児・成人型が存在する可能性も示唆する。現在腎臓でのビタミンD主要代謝経路の分析はほぼ完了に近いが、今後は、これらの代謝経路を腎臓と比較しつつ分析することが必要となる。
イタリアにおける歴史的建造物の転用活用に関する研究

本研究は、イタリアを対象に、価値ある歴史的建造物が現代社会の中で如何に有効活用していくことができるか、その在り方と可能性を明らかにすることを目的としている。これまでのミラノ市所有の歴史的建造物、修道院建築を対象にした研究成果に基づき、本年度は、歴史的中心地区内における街区単位の歴史的建造物に着目した。特に、個々の歴史的建造物は中庭型の構成を持ち、その中庭空間が、保存されている建築物と人々の現代生活とのギャップを埋める緩衝領域として、空間的に対応していると考えた。そこで、中庭空間の空間形態と規模、そこで生じている用途、中庭空間に施されている構成要素とその配置、また中庭空間と街路との接続関係について調査分析した。その結果、最終的に完結型空間利用と開放的空間利用の2つの空間利用の方向性を導き出した。完結型空間利用は、街路から中庭への導入部に柵などの境界を設け、中庭全体にガラスの屋根を架けたり、ポルティコ部分を室内化、または観賞用の中庭にするなどして、中庭空間を閉鎖的にしつらえている。これは、教育や業務、展示といった特定多数利用者向けの用途に使われており、大小各種規模の中庭空間に確認できた。また、開放的空間利用は、主に小規模な中庭で街路に対して比較的開放性をもち、部分的な庇や正面壁をショーウィンドウとするなど、街路から人々を導入するための方向性が中庭空間の構成にも強く表れている。これらは、主に店舗や飲食店といった不特定多数の利用者を対象にした用途に使われており、複数の用途が併存するものも多く、街路の延長的性格を持った中庭の利用方法といえる。以上の結果から、強い保存規制を受けている歴史的建造物においても、中庭空間が街路を通じて都市との関係性に多様性をもつことで、現代的な用途を受け入れ、都市全体の活動を維持することを可能としていることが分かった。本研究では、研究実施計画に基づき、まずミラノ市を中心とする北イタリアに点在する修道院建築を転用活用の代表的事例として選定した。修道院建築は郊外のみならず都市中心部にも所在し、他の歴史的建造物と比較しても規模が大きいことから、転用による有効活用の必要性も高く、その改修手法や使い方に歴史的建造物の活用における多角的な知見を得ることができる。そこで、8月19日より9月13日にかけてミラノ市を中心に、現在転用活用されている修道院建築のフィールド調査および資料収集を行った。その結果十分な調査結果と資料が得られた15事例を研究対象とした。まず、修道院建築の基本的な空間構成単位である中庭の性格を把握するため、中庭に対する出入口の分布と中庭の使われ方より、5つの類型を導き出した。出入口が少なく比較的閉じた観賞用の庭として活用される「閉鎖的中庭」と「奥庭」、多くの出入口を有し通路として使われている「回廊通路」と「全面通路」、中庭部分全面に増築を建てた「建築内包」が確認された。特に閉鎖的中庭や奥庭のタイプでは、柱廊部分のガラスによる室内化などの建築的介入が顕著に見られた。さらに、中庭の四方を取り囲む翼部の分類と外部と中庭の接続関係による分類を踏まえて、中庭とそれを取り囲む翼部から成る中庭構成単位の活用方法を明らかにした。翼部部分で基本的な機能を完結させ中庭は閉鎖的な「翼部完結型」は、美術館やオフィスの転用用途に多くみられ、中庭を動線空間として開放しそれを介して翼部の各室が連続する「中庭開放型」は、学校などの教育用途に多く確認できた。また、中庭と翼部内の通路によって重複した通路構成で各領域毎の管理を有効とした「重複通路型」では教育および業務の転用用途においてみられる構成であった。以上、転用活用される修道院建築の建築的介入を伴った空間構成の現状と転用用途との関連性を明らかにした。本研究では、ミラノ市を中心とする修道院建築の転用活用事例を対象に現地調査と分析を行い、不特定多数が利用する公的用途への適応性について考察した。まず前年度の研究成果に基づき、中庭を中心とする空間構成の変化において、特徴的にみられた柱廊部分のガラスによる室内化の建築的介入に注目し、この介入によって得られた空間の機能が空間構成に与える影響について分析した。大きく室利用と通路利用に分けることで、修道院建築全体の空間構成において異なる動線的階層性を形成していることが分かり、美術館などの管理側主体の用途か、大学キャンパスのような利用者側主体の用途かの転用用途による影響が大きくみられた。これから、既存空間の転用活用において同一の介入手法であっても与えられる空間機能に応じて異なる動線的階層性が形成され、適性な公的空間へと適応化していることが分かった。さらに1月6日より1月15日にかけて、対象事例の追加調査および資料収集を行い、断面方向における介入の特性を把握した。断面方向において増床に関わる介入は大きく「地下増床」「屋内増床」「屋外増床」が確認でき、屋内増床では、平面分析でも柱廊部などにみられた「室内化」、中二階などの新設床を設けた「多層化」が多い。屋外増床では、別棟を建て渡り廊下で既存と連結させる「増築」、独立した構造体で既存翼部に室群を付設する「付設」がみられた。また、減床に関わる介入においては、エレベータや非常用階段などの縦動線設置のための吹き抜け、また最上階におけるトップライトの増設が確認できた。特に最上階や屋根裏に相当する空間は、内装においても保存的価値が低いため積極的な介入が行われ、ホテルの客室や教官個室、小会議室など、変化に富んだ空間で幅広い用途に活用されていることが分かった。

本研究は、イタリアを対象に、価値ある歴史的建造物が現代社会の中で如何に有効活用していくことができるか、その在り方と可能性を明らかにすることを目的としている。これまでのミラノ市所有の歴史的建造物、修道院建築を対象にした研究成果に基づき、本年度は、歴史的中心地区内における街区単位の歴史的建造物に着目した。特に、個々の歴史的建造物は中庭型の構成を持ち、その中庭空間が、保存されている建築物と人々の現代生活とのギャップを埋める緩衝領域として、空間的に対応していると考えた。そこで、中庭空間の空間形態と規模、そこで生じている用途、中庭空間に施されている構成要素とその配置、また中庭空間と街路との接続関係について調査分析した。その結果、最終的に完結型空間利用と開放的空間利用の2つの空間利用の方向性を導き出した。完結型空間利用は、街路から中庭への導入部に柵などの境界を設け、中庭全体にガラスの屋根を架けたり、ポルティコ部分を室内化、または観賞用の中庭にするなどして、中庭空間を閉鎖的にしつらえている。これは、教育や業務、展示といった特定多数利用者向けの用途に使われており、大小各種規模の中庭空間に確認できた。また、開放的空間利用は、主に小規模な中庭で街路に対して比較的開放性をもち、部分的な庇や正面壁をショーウィンドウとするなど、街路から人々を導入するための方向性が中庭空間の構成にも強く表れている。これらは、主に店舗や飲食店といった不特定多数の利用者を対象にした用途に使われており、複数の用途が併存するものも多く、街路の延長的性格を持った中庭の利用方法といえる。以上の結果から、強い保存規制を受けている歴史的建造物においても、中庭空間が街路を通じて都市との関係性に多様性をもつことで、現代的な用途を受け入れ、都市全体の活動を維持することを可能としていることが分かった。
作用素環の対称性の包括的研究

作用素環に関連する対称性の研究を行った.松井宏樹と共同でC*環への離散群の作用の研究を行い,部分的ではあるが群の位相幾何学的性質とC*環の自己同型群の位相幾何学的性質を用いて分類不変量を構成した.作用素環に関連する対称性の研究を行った.松井宏樹と共同でC*環への離散群の作用の研究を行い,部分的ではあるが群の位相幾何学的性質とC*環の自己同型群の位相幾何学的性質を用いて分類不変量を構成した.Hilbert空間Hの有界自己共役作用素全体B(H)の部分代数で、共役演算と適当な位相に関して閉じたものを作用素環と呼ぶ。特に、ノルム位相について閉じたものをC*-環、弱位相について閉じたものをvon Neumann環と呼び、これらが作用素環論の中心的研究対象である。1990年代前半のG.Elliottの研究以来、C*-環のK-理論による分類の研究は大きな発展を遂げた。特に、Kirchberg環はK-群により完全に分類されることが知られている。しかし、von Neumann環の場合に比べ、C*-環への群作用の研究は大きく後れを取っており、重要な研究課題となっている。千葉大学理学部の松井宏樹氏と共同で以前から取り組んでいた、KasparovのKK-理論によるKirchberg環への群Z^2の作用の分類に関する研究を行い、かなり広いクラスの作用に関する分類結果を得た。Jonesの部分因子環の理論は、低次元トポロジー、量子群、数理物理学などの多くの分野と関係しており、その発展が他分野に与える影響は大きい。指数4以上の因子環の分類は長年の懸案であったが、ここ数年の若手研究者の貢献によって大きく発展しつつある。そのような若手研究者であるカリフォルニア大学バークレー校のScott Morrisonとコロンビア大学のNoah Snyderを京都に招き、指数5以下の部分因子環の研究を行った。我々の共同研究により、指数5未満の部分因子環の完全分類が、ほぼ完成に近いところまで進展した。作用素環は、典型的な無限次元の数学的対象として伝統的には函数解析学の一分野として研究されてきたが、近年では無限自由度の量子系の記述や非可換幾何学の理論を展開するための場としても盛んに研究されている。当研究の目的は、群、量子群、半群、さらにはテンソル圏などの代数系の作用素環への作用の解析を通して、作用素環の構造を明らかにすることであった。C*-環への群作用のK-理論による分類を発展させることは本研究の柱であるが、より具体的に私自身による予想"その分類空間が有限次元であるような可算従順群のKirchberg環への外部的作用はK理論的な不変量により分類可能である"の解決が本研究の中心的な課題であった。千葉大学の松井宏樹准教授と共同でこの予想に取り組み、poly-Z群と呼ばれるクラスの群の外部的作用の研究を行なった。Poly-Z群のクラスは格子群Z^nや離散Heisenberg群を含み、現在のところ上記の予想が証明できる可能性のある最大のクラスである。まず準備として、Kirchberg環の連続漸近中心化環のK群の研究を行いそのKK理論による記述を得た。これを用いてK群を係数とする群コホモロジーに値を取る分類不変量を得た。群のHirsch階数が低い場合には、これが完全不変量となる。有限群の表現の圏の一般化であるfusion categoryに、近年数学や数理物理学の多くの分野に現れる重要な代数系である。Cuntz環の自己準同型を用いて、部分因子環論に現れるある種のfusion categoryの分類を行い、その応用としてHaagerup因子環を含む部分因子環の族の分類を行なった。チェンナイ数学研究所(インド)のSrinivasan氏と、E0半群とproduct systemの研究を行った。我々が以前に行った正準交換関係を使った構成を見直し,正準交換関係のquasi-free表現を使った構成と捕らえることにより,構成法を一般化することに成功した.ただしこのように構成したE0半群や対応するproduct systemの構造を研究することは今後の課題である.ゲッチンゲン大学(ドイツ)のDetlev Buchhoz名誉教授と,量子場の理論に起源を持つ,III型因子環の2つの正規状態の組の遷移確率に関する研究を行った.これは技術的にも未開拓な分野の研究であり,今後の継続的な研究を必要とする.1990年代以降,核型C*環のK理論による分類理論は大きく発展を遂げた.その中でも,最も成功したのがKirchberg環と呼ばれるクラスのC*環の分類理論である.これまでの研究成果に基づいて,千葉大学の松井宏樹氏と共同でKirchberg環への群作用の分類に関する次の予想の解決に取り組んだ:“分類空間が有限次元であるような可算従順群のKirchberg環への外部的作用はK理論的な不変量により分類可能である".この予想の仮定を満たす群の中で比較的簡単な構造を持つものにpoly-Z群がある.poly-Z群のクラスは,ねじれのない有限生成冪零群や,単連結可解Lie群の余コンパクト格子を含む重要なクラスである.poly-Z群は次元に相当するHirschlengthという不変量を持つが,Hirsch lengthが3以下の場合に,poly-Z群のKirchberg環への外部的作用の分類を行った.分類不変量は,KK群を係数可群とする群コホモロジーである.Scott Morrison, David Penneys. EmilyPeters, Noah Snyderと共同で指数5で深さ有限な部分因子環の構造を完全に決定した.

これらは全て有限群と指数5の部分群による接合積(あるいはその双対)により与えられることを示した.5次と4次の交代群の組による接合積の場合についての我々の議論は,3重推移的置換群の無限系列に対する一般化が可能であることを示しており,さらなる研究の可能性を提示した.有限群の表現の圏の一般化であるフュージョン圏は,近年数学や数理物理学の多くの分野に現れている.フュージョン圏は部分因子環の理論と密接に関係しているが,その中でも2次圏と呼ばれるフュージョン圏のクラスが,指数の小さな部分因子環において重要であることをPinhas Grossman, Noah Snayderと共同で示した.より具体的には,Asaeda-Haagerup部分因子環の生成するフュージョン圏のMorita同値類の中に,2次圏であるものが存在することを,Cuntz環の自己準同型を用いる方法で示した.その結果として,Drinfeld中心の計算など,このフュージョン圏についてのほとんど全ての性質を明らかにした.有限群から構成されるもの意外で,特定のフュージョン圏についてこのような詳細な性質が明らかになるのは稀なことである.作用素環から得られる多くの無限次元Lie群についてその指標を決定した.Vershik-Kerovのエルゴード法と行列積分によるユニタリ群の指標の評価を使い,まず単純AF環のユニタリ群の指標を決定し,それを元にした作用素環的解析により,よし広いクラスの無限次元群の指標を決定した.26年度が最終年度であるため、記入しない。作用素環論26年度が最終年度であるため、記入しない。最大の課題であるKirschberg環へのpoly-Z群の作用の分類が順調に進展し、最終段階を迎えている。既にHirsch階数の低い群についてはK理論による分類が可能である。C*環への群作用の研究については,千葉大学の松井宏樹教授との共同研究が順調に進んでいる.これまでの研究で,Kirchberg環へのHirsch length 3までのpoly-Z群の外部的な作用の分類結果を得ており,その内容も既存の結果とはかなり違う位相幾何的なものとなっており専門家の興味を引いている.最終的な結果が発表できるのも時間の問題であろう.E0半群の研究については,Srinivasanとの研究で正準交換関係のquasi-free状態を使った構成に着手したところであり,大きな研究成果が挙がるかどうかは今後の研究にかかっている.今後調和解析のかなり深い結果を使う必要があると感じられる.部分因子環論にあらわれるテンソル圏の研究については,当初の予想を超える成果が挙がっている.上記のGrossmanとの共同研究意外にも,キャンベラ大学(オーストラリア)のScott Morrisonやトロント大学(カナダ)のDavid Penneysとの共同研究が進んでおり,研究代表者が以前導入したCuntz環の自己準同型を使う方法が当初の予想を超えて有効な方法となっている.作用素環の対称性の研究の中で特に重要なものに(1)群の作用の研究,(2)部分因子環の研究,(3)E0半群の研究,がある.
計算機代数幾何学としての曲線論・曲面論の研究

1.代数曲線論や曲面論ではブローアップによる特異点の解消が最も基本的で重要な事項である。本年度は、昨年の有理数係数の多項式で与えられる代数曲線の特異点解消の例外曲線のDuaI Graphの計算システムを更に改良し、Risa/Asir上で実装した。よく知られたBrieskornらによるアルゴリズムでは途中に生じる局所規約成分同士の交点数の計算が重い計算となるが、本研究ではニュートン境界の各面に対応する既約場合の連分数展開による双対グラフからニュートン境界全体の双対グラフを生成するアルゴリズムにより、数十倍の高速な計算が可能になった。2.次に、昨年開発したOne Place at infinityの平面代数曲線の無限遠での特異点解消のDual Graphの分類の計算システムを活用して、直線の平面へのImmertionの分類問題を研究した。それを、平面から平面へのJacobianが非零定数の多項式写像に関するいわゆるJacobian予想の研究に応用した。Jacobian予想に反例が存在すると仮定した場合の多項式写像のによる直線の像曲線族を調べ、存在しうる最小次数の曲線の無限遠での特異点解消のDualGraph計算を行い、次数が100迄の分類を行った。この種の計算はMohによってJacobian行列式の形から計算機で分類することが行われているが、曲線の特異点の幾何学的性質の解析と結びついた形での計算は初めてである。まだ、Mohの計算結果と同等の結果には到達していないが、幾何学的解析が可能なことから、今後更に追跡研究が可能となると予想される。代数曲線論や曲面論ではブロ-アップによる特異点の解消が最も基本的で重要な事項である。本年度は先ず、これまでの研究の続きとして代表者自身がこれまで行ってきた代数曲線の特異点解消で得られる例外曲線のDual Graphの計算システムを局所可約な場合にも対応できるように拡張した。この計算は与える多項式を有理係数としてExactに解こうとすると、途中で有理数体の有限次代数拡大体を係数に持つ多項式の既約分解が必要になる。この分解が可能な数式処理システムは現在Maple VとRisa/Asirのみであるが、いずれも次数が少し大きくなると計算上の組み合わせ爆発が起こる。次に、One Place at infinityの平面代数曲線のCanonical Enbeddingsの分類問題に関するAbhyankar-Mohの理論を無限遠での特異点のDual Graphから証明し、計算機処理を可能にした。このアプローチは更に直線の平面へのImmertionの分類問題への応用が期待できる。我々はさらに、Risc LinzのCASA(Computer Algebra Software for Algebraic Geometry)について調べた。また、Intersectionなど、一般的な基本演算しか定義されていないが、計算機による代数幾何学システムの一般的枠組みの提案としてすぐれたものである。CASAはMaple V上で作られているが、Grobner Basisを用いた代数計算などにすぐれた国産の数式処理システムRisa/Asirとの連携を行えるように、その準備的な調査を行った。昨年に引き続き、次の3つの課題について研究した。1.代数曲線論や曲面論ではブロ-アップによる特異点の解消が最も基本的で重要な事項である。本年度は、昨年の有理数係数の多項式で与えられる代数曲線の特異点解消の例外曲線のDual Graphの計算システムを改良し、Risa/Asir上で実装した。途中で有理数体の有限次代数拡大体を係数に持つ多項式の既約分解が必要になり、大きな次数に対しては計算上の組み合わせ爆発が起こるが、局所可約な場合にはそれは生じないようにした。特に特異点のタイプ(resolutionのdual graphの形)を保った変形関して、rigidなImmertionと、変形可能な最小のstrataであるslidableなImmertionのクラスについて計算実験を行い、dual graphの分類を行った。3.さらに、Risc LinzのCASA(Computer Algebra Software for Algebraic Geometry)で展開されているIdealの計算や代数多様体の表現法や基本的演算の枠組みを検討しなおし、代数計算などにすぐれた国産の数式処理システムRisa/Asir上で再構築する研究に着手した。

この種の計算はMohによってJacobian行列式の形から計算機で分類することが行われているが、曲線の特異点の幾何学的性質の解析と結びついた形での計算は初めてである。まだ、Mohの計算結果と同等の結果には到達していないが、幾何学的解析が可能なことから、今後更に追跡研究が可能となると予想される。
培養実験と現場実験による酸性条件下の熱帯林生態系における硝酸溶脱メカニズムの解明

先行研究において多量の硝酸が熱帯林生態系から溶脱している事が報告されている一方で、熱帯林土壌がもたらす酸性条件が土壌微生物の硝化反応に及ぼす影響については検証されてこなかった。本研究では培養実験と現場実験の両方のアプローチから、土壌微生物による硝酸生成と実際の土壌中の硝酸溶脱を明らかにする。そして得られた結果を基に、酸性条件下における硝酸溶脱のメカニズムの解明を試みる。
腫瘍転移モデルマウスを用いた前転移niche形成メカニズムの解明

腫瘍はサイトカインやエクソソームなど様々な因子を放出し、全身的に多彩な影響を及ぼすことが知られている。特に骨髄由来細胞は、腫瘍の影響を受け、転移の促進や腫瘍免疫の抑制などに関与することが報告されている。また、腫瘍の転移が成立する以前に、遠隔臓器では前転移nicheと呼称される微小環境が形成され、それを足場に腫瘍の転移が成立すると考えられている。本研究では、腫瘍を移植したマウスの臓器を摘出し、骨髄由来細胞の局在を組織学的に検討することで、腫瘍の転移と骨髄由来細胞の関係を明らかとする。平成29年度は、LLC細胞を用いて腫瘍転移モデルを作製し、転移の成立している臓器を高転移臓器、転移の成立していない臓器を低転移臓器と定義した。さらに、GFP骨髄移植マウスを用いて、転移が成立する前の状態でも、骨髄由来細胞が前転移nicheの形成に関与している可能性を明らかとした。平成30年度では、高転移臓器である肺に集簇する骨髄由来細胞は、免疫抑制性骨髄由来細胞であるのに対し、肝臓で集簇する骨髄由来細胞は、肺とは違った性格を有する細胞と考えられ、同じ高転移臓器でも、形成される前転移nicheの性格は異なることが明らかとなった。また、腫瘍上清のみ尾静脈注射したマウスにおいても、高転移臓器に同様の微小環境が形成されたことから、腫瘍由来因子が、これらの現象を引き起こしている可能性が明らかとなった。平成28年度は移植腫瘍組織に出現するCD31陽性骨髄由来細胞の組織内での分布および分化状態の検討を行った。腫瘍組織における骨髄由来CD31陽性細胞を同定するため、野生型マウスに対してGFPマウス由来の骨髄移植を行い骨髄細胞がGFPにより標識されたGFP骨髄移植マウスを作成した。このGFP骨髄移植マウスに対してLLC(Lewis lung cancerマウス肺癌細胞)の移植を行った。腫瘍細胞の移植後にモデルマウスの全身解剖を行い、各組織をホルマリン固定した後、組織切片を作成してHE染色、免疫組織化学染色、蛍光多重染色を行って、組織学的に目的細胞の動態を検討した結果、腫瘍原発巣と転移巣での骨髄由来細胞の分布と動態が大いに異なることを明らかにした。すなわち、1皮下原発モデル、肺転移モデルともに腫瘍組織内にGFP陽性細胞が多数観察された。2 GFP陽性細胞数は原発巣増殖先端部や転移巣で有意に多かった。これにより、骨髄由来細胞が肺がんの浸潤や転移などのイベントに大きく関与していることが明らかとなった。さらに、腫瘍内に浸潤するGFP陽性細胞の一部がCD31陽性の、球形もしくは樹状系をした細胞であることを見いだした。また、これらの細胞は腫瘍の辺縁や、転移巣で多数観察された。CD31陽性細胞数は腫瘍の辺縁や、転移巣において血管密度の上昇との相関性を有していた。以上の結果から、CD31陽性BMDCが血管新生に関与することで、腫瘍の浸潤や転移に関与していることが示された。初年度は実験動物の作成と腫瘍移植マウスを用いた組織学的な検索を主体に行った。すなわち、腫瘍組織における骨髄由来細胞の分布様式、出現細胞の免疫組織化学的プロファイルの解析により、骨髄由来細胞とCD31の検索を進めることができた。当初予定していた研究はおおむね順調に行われた。平成29年度はC57BL6jマウスに、LLC (Lewis lung cancerマウス肺癌細胞)を尾静脈より移植し、転移モデルマウスを作製した。腫瘍移植後、4週目にマウスを屠殺し、全身の臓器を摘出して腫瘍の転移の有無を調べ、転移の成立している臓器を高転移臓器、転移の成立していない臓器を低転移臓器と定義した。LLC細胞においては、肺と肝臓が高転移臓器、腎臓は低転移臓器であることが明らかとなった。さらに、GFP骨髄移植マウスにLLC細胞を背部皮下に移植し、4週後に臓器摘出、標本作製を行い、免疫組織科学的に観察を行なった。転移が成立する前の状態でも、高転移臓器では低転移臓器に比べ優位にGFP陽性細胞が増加し、多彩な細胞が浸潤していた。これらのことから、骨髄由来細胞が前転移nicheの形成に関与している可能性が示唆された。LLC細胞の転移モデル作製により、転移が成立しやすい臓器と転移がしにくい臓器の選別を行うことができた。これにより、両者を比較することで転移に際しどのような現象が起こっているかを検討することが可能となり、前転移niche形成のメカニズムの検討に応用することが可能となった。また、高転移臓器では、骨髄由来細胞が多数観察され、前転移niche形成に骨髄由来細胞が関与することが示唆された。このことから、腫瘍の転移に骨髄由来細胞が関与することが明らかとなり、概ね順調に研究を進めることができた。

特に骨髄由来細胞は、腫瘍の影響を受け、転移の促進や腫瘍免疫の抑制などに関与することが報告されている。また、腫瘍の転移が成立する以前に、遠隔臓器では前転移nicheと呼称される微小環境が形成され、それを足場に腫瘍の転移が成立すると考えられている。本研究では、腫瘍を移植したマウスの臓器を摘出し、骨髄由来細胞の局在を組織学的に検討することで、腫瘍の転移と骨髄由来細胞の関係を明らかとする。平成29年度は、LLC細胞を用いて腫瘍転移モデルを作製し、転移の成立している臓器を高転移臓器、転移の成立していない臓器を低転移臓器と定義した。さらに、GFP骨髄移植マウスを用いて、転移が成立する前の状態でも、骨髄由来細胞が前転移nicheの形成に関与している可能性を明らかとした。平成30年度では、高転移臓器である肺に集簇する骨髄由来細胞は、免疫抑制性骨髄由来細胞であるのに対し、肝臓で集簇する骨髄由来細胞は、肺とは違った性格を有する細胞と考えられ、同じ高転移臓器でも、形成される前転移nicheの性格は異なることが明らかとなった。また、腫瘍上清のみ尾静脈注射したマウスにおいても、高転移臓器に同様の微小環境が形成されたことから、腫瘍由来因子が、これらの現象を引き起こしている可能性が明らかとなった。引き続き、腫瘍移植マウスを用いて組織学的な検討を続けていく。今後は検討する項目を増やし、さらに詳細にCD31陽性細胞の生物学的特性を明らかにしていく。またCD31陽性細胞の腫瘍組織における機能につてい詳細に検討してく。高転移臓器に浸潤している骨髄由来細胞のプロファイルを明らかとしていく。特にH28年度に見出された、CD31陽性骨髄由来細胞の前転移nicheの関係に注目し、免疫組織科学的手法やFACSなどを用いて、研究を進めていく。H28年度に行う標本作製が当初の予想にくらべ順調に進行したことから、これにかかる費用と組織学的検索に使用する費用が予想を下回った。また、H28年度に購入する予定であった試薬をH29年度に購入することにしたための差額が生じた。腫瘍転移モデルマウスの確立が想定を上回って成功したため、当初計画していた予算より少ない額で研究を行うことができた。よって、余剰分を次年度の目的細胞の細胞学的性格の調査に用いる、免疫染色の抗体や、FACSに用いる抗体、動物・消耗品の購入にあてる予定である。H29年度の購入予定の試薬、組織標本作製費用に加えて、H28年度に購入しなかった試薬も購入する。
抗エイズウイルス剤の開発に関する基礎研究

タンパク質のアミノ末端グリシン残基に炭素数14個の長鎖飽和脂肪酸ミリスチン酸が酸アミド結合を介して共有結合することをタンパク質のミリストイル化と呼び、この現象は1982年にcAMPー依存性プロテインキナ-ゼに、はじめて見い出された。Human immunodeficiency virus type 1(HIVー1)のヌクレオカプシドは種々の構成タンパク質によって構成されている。そのタンパク質のうちp17^<gag>タンパク質のアミノ末端にミリストイル基が結合していることが著者らによって見い出された。p17^<gag>タンパク質のミリストイル化がウイルスの組立に必要で、特に感染性ウイルスの出芽に必須ではないかと考えられている。そこで著者らはこのミリストイル化を阻害することによりウイルスの組立・出芽を阻止し、ウイルス粒子を未完成のまま感染細胞中に封じ込め、感染細胞のウイルスの出芽による破壊をくいとめ、しいてはエイズの発症を制御する事ができると考え、本研究を行なった。ミリストイル化を阻害するには、はじめにミリストイル化を触媒する酵素に着目し、その阻害剤を合成するのが順当であるので、その阻害剤を酵素反応の機構を基礎に分子設計し、化合物を化学合成した。ミリスイトル化の阻害はHIVー1感染細胞を用いて調べ、ミリストイル化阻害効果のあった化合物の抗HIV活性を調べた。その結果、最も簡単な構造式を持った化合物Nーミリストイルグリシナ-ルジエチルアセタ-ル(NーMyrーGOA)は40μMの濃度でp17^<gag>タンパク質のミリストイル化を著しく阻害し、ウイルス産生を強く制御することが明かになった。
血管透過性亢進時のリンパによる血管外液回収動態に関する研究

平成4年度においては、まず対照研究として血管透過性に異常のない正常犬において大量輸液(30ml/kg/hr)の際の心伯出量(CO:ml/kg),血管外液の変化量(ΔEVW:ml/kg/hr)、循環血液量(CBV:ml/kg)、リンパ対血漿総蛋白質濃度比(Cl/Cp)、左リンパ本管よりのリンパの回収量(Q1:ml/kg/hr)の変化を申請した方法を用いて観察した。方法:雑種成犬12頭をケタミン麻酔下に気管内挿管し、筋弛緩薬(ベクロニウム)投与下に不動化し、人工呼吸を開始した。循環動態測定用の各種カテーテルの留置及び右リンパ本管膨大部の結紮、左リンパ本管へのカニューレ挿入後、60分間乳酸加リンゲル液(RL)5ml/kg/hrを投与して安定させた。ここで犬を各6頭2群に分け、R群ではRL30ml/kg/hr、RD群では6%デキストラン70液10ml/kg/hrとRL20ml/kg/hrを輸液ポンプにより持続静注して180分間にわたって上記の諸量の変化を観察した。結果および考案:大量輸液開始後3時間にて、CBVとCOはR群で88.1±19.1、94±30に対しRD群では114.0±2.6、155±60であった。また、同時点におけるQ1、C1/CpおよびΔEVWはR群では7.2±1.5、0.75±0.26、45.7±18.4に対しRD群では11.9±3.6、1.31±0.21、29.0±7.7であった。晶質輸液群のR群に比し膠質液を投与したRD群ではCBVとCOは有意に多いにも拘らず、EVWの増加は少なく、かつQlも高値で、膠質の投与によってリンパによる組織間質液の回収と血管外から血管内への水分の移動が促進されることが示唆された。RD群のCl/Cpの増加は組織間質液が直接血管内へ吸収された結果と思われるが、血管内から間質への水分の移動を促進する因子ともなりうるものであり、これがRD群のQlの高値の原因と推測された。研究の進行状況:現在ヒスタミンを静脈内に一定の速度で投与した場合の晶質液及び膠質液大量輸液での同様の変化を観察中である。
暑熱下運動トレーニングによる皮膚血管拡張機能の変化機序の解明

暑熱環境に繰り返し暴露されたり、持久的な運動トレーニングを持続すると、暑熱ストレスに対する生体負担を軽減するような生物学的適応(暑熱順化)を生じる。その適応には、発汗反応や皮膚血管拡張反応の変化が含まれる。本研究では短期間の暑熱順化による有毛部発汗機能の変化機序ならびに有毛部と無毛部の皮膚血管拡張機能の変化の違いについて検討した。被検者は健康な男子大学生8名であった。実験は、8日間連続して行った。1日目および8日目には、暑熱負荷テストを行い、その間の6日間は暑熱順化プログラムを行った。1日の暑熱順化プログラムの内容は36°Cの室温環境下で最高酸素摂取量の50%強度の自転車運動を20分間、10分間の安静を挟んで4回行うというものであった。暑熱負荷テストでは、水循環スーツを用いて全身加温を行い、胸部と前腕部の局所発汗量(換気カプセル法)、汗の拍出頻度、前腕部(有毛部)と手掌部(無毛部)の皮膚血流量(レーザードップラー流量法)、食道温、皮膚温、平均動脈血圧および心拍数を測定した。皮膚血流量と平均血圧から皮膚血管コンダクタンスを算出した。食道温の上昇に対する発汗量、汗の拍出頻度および皮膚血管コンダクタンスの応答から、発汗開始閾値食道温と皮膚血管拡張閾値食道温、およびそれぞれの関係における勾配を算出した。実験の結果、短期間の暑熱順化によって、有毛部の発汗が開始する閾値深部体温は低下し、この変化には中枢機構が関与すると考えられた。また、皮膚血管運動機能は、暑熱順化によって有毛部では低い深部体温から血管拡張が開始されるように変化するが、無毛部ではそのような深部体温の上昇に伴う適応性変化が生じないことが示された。運動トレーニングを行うと、皮膚血管の拡張機能が亢進する。トレーニングによる皮膚血管拡張機能の変化のメカニズムは、中枢機構あるいは末梢機構の変化から推測されている。末梢における変化機序の1つとして、運動トレーニングを行うと筋の血管内皮機能が亢進することが報告されているので、皮膚血管においても同様な変化が起こる可能性がある。アセチルコリン(内皮にあるアセチルコリン受容体を介して一酸化窒素の合成を促進)とニトロプルシッド(一酸化窒素の供給薬剤)のイオン導入法(Iontophoresis)を用いることにより、皮膚血管拡張反応の変化が、血管内皮機能の亢進によるのか、それとも一酸化窒素に対する血管拡張反応の変化によるのかを評価することができる。本年度はこれらの薬物のイオン導入法のプロトコールを作成するため、被験者10名を対象として予備的な実験を行った。被験者は実験の内容や危険性についての説明を受けた後、同意書に署名した。まず薬剤投与試験中、レーザー血流計を用いて連続的に皮膚血流量をモニターするために、電流印加電極の中央部に血流測定用プローブを装着できるようにしたアクリル製チャンバーを自作した。先行研究を参考にして、いくつかの薬剤濃度と薬剤投与パターンを検討した。その結果、アセチルコリンに関しては、1%濃度で、0.1-0.2mA(20秒間)の電流を用いて1分間隔で計7-9回行うことが望ましく、ニトロプルシッドに関しては、0.1%濃度で、0.1-0.2mA(20秒間)の電流を用いて3分間隔で計3-4回投与するプロトコールが、生理的範囲内の皮膚血管拡張反応を検討するのに適当であると考えられた。