hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子間電子移動反応における蛋白質の動的挙動の効果-共鳴ラマン分光法による解析

本研究の目的は蛋白間における電子移動反応と複合体形成による蛋白構造変化の相関を明らかにすることである。そこで複合体形成が蛋白質の活性中心に及ぼす効果を主に共鳴ラマン分光法によって解析した。その結果以下の知見を得ることに成功した。1.ヘム酵素のチトクロームP450camの一酸化炭素結合体について電子供与蛋白質であるプチダレドキシンとの複合体形成の効果について調べた。その結果チトクロームP450camのヘム鉄と一酸化炭素の間の伸縮振動が複合体形成によって大きく変化することを見いだし、活性部位近傍の構造が大きく変化することを明らかにした。2.上記の結果と関連してチトクロームP450camと複合体は形成する電子供与体とはならないチトクロームのb5の効果についても検討した。その結果1.で見られた変化はプチダレドキシン特有の効果であることを見いだした。3.チトクロームP450camと複合体を形成したプチダレドキシンの活性部位の構造を磁気共鳴法で調べたところ、ヘム鉄のスピン状態がプチダレドキシンの活性部位に影響することを見いだした。4.蛋白間の複合体形成が機能発現に重要だと考えられている光受容黄色蛋白について、共鳴ラマン分光法を用いてその反応中間体の構造を決定することに成功した。そこで10年度には試料蛋白質の抽出、精製と複合体形成が蛋白質の活性中心近傍に及ぼす効果を可視光励起の共鳴ラマン分光法によって検討した。1.蛋白間電子移動反応にたずさわるいくつかの金属蛋白質について精製等を行い、本研究を遂行する上で必要となる試料の調製を行った。2.共鳴ラマンスペクトル測定のための光源として可視光の連続発振レーザーを用い、試料蛋白質単体および複合体の共鳴ラマンスペクトルを測定した。(1)ヘム酵素のチトクロームP450cam一酸化窒素結合体について電子供与蛋白質であるプチダレドキシンとの複合体形成の効果について調べた。その結果チトクロームP450camのヘム鉄と一酸化窒素の間の伸縮振動が複合体形成によって大きく変化することを見い出した。このことからチトクロームP450camは複合体形成によって活性中心近傍の構造が大きく変化することが明かとなった。(2)チトクロームP450cam酸素結合体の共鳴ラマンスペクトルを測定し、Fe-O-Oの変角振動モードの帰属にはじめて成功した。11年度はこの帰属をもとに、上記(1)の結果も考慮してチトクロームP450camのFe-O-Oの変角振動モードに対するプチダレドキシンとの複合体形成の効果等についても検討する予定である。
大面積単結晶グラフェン膜のｃａｒｐｅｔ－ｌｉｋｅ成長プロセスの研究

研究代表者は平成25年10月1日より、科研費応募資格の無い民間企業に就職し、科学研究費助成事業の補助事業を廃止したので、平成25年9月30日までの研究の成果を報告する。所属した研究機関では、プラズマCVD法によるロールtoロールグラフェン高速製膜技術を開発しており、プラズマCVDグラフェンの高品質化をターゲットとして研究を推進した。グラフェン成長基板としては、主に銅基板を使用するが、プラズマ照射中は基板の温度が上がりすぎるために、基板が一部溶解して、グラフェンの品質が劣化する。そのため銅基板よりも融点が高い銅ニッケル合金を使用することで、基板の溶解が抑えられ、グラフェンの品質が向上する可能性が示唆された。また、超平坦化処理を施した金属基板上に成長させたグラフェン膜は、金属基板を化学的に溶解することで、基板から剥離することができるので、金属上に成長させたグラフェン膜を、透過電子顕微鏡グリッド上に展開した状態で、自己保持膜として取り出した。これまでの金属基板の化学的溶解によるグラフェン膜の剥離は、転写過程でグラフェン膜に欠陥が生じやすく、グラフェン表面が汚染されやすい。そこで、超高真空中でグラフェン成長中の基板に、外部から種結晶に相当するものを接触・融解させて引き上げることで、機械的にグラフェン膜を金属基板から剥離することを検討した。また、透過電子顕微鏡での自己保持グラフェン膜への電子線照射耐性を評価した。特に転写プロセス中にグラフェン表面に付着する不純物(Siなど)周辺から優先的にグラフェンが損傷を受けることが、走査透過電子顕微鏡その場観察・ラマン分光によって明瞭に示された。超平坦化処理を施した多結晶金属基板上に、大面積単一ドメインのグラフェン膜が成長できることが我々の研究から示され、そのカーペット状成長プロセスや核発生メカニズムの解析・制御を、低エネルギー電子顕微鏡や超高真空走査型電子顕微鏡その場観察によって検討した。さらに各種多結晶金属基板(Ni, Pt, Co, Pd等)の炭素固溶度の差を利用して、所望の大面積単一ドメイングラフェンの層数制御を試みた。超平坦化処理を施した多結晶金属基板中に固溶させた炭素が、基板の加熱温度を制御して表面析出することによってグラフェンが成長する過程を、低エネルギー電子顕微鏡(LEEM)によりその場観察した。これまでの研究では、金属としてグラフェンとの格子整合が良いNiを用いたが、当該年度はPt, Co, Pdを基板に用い、炭素原子の固溶度やグラフェンとの相互作用の強さが、グラフェン成長にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、金属種によらず、単一ドメインのグラフェンが金属結晶粒界を乗り越えて連続的に成長することが示された。また、炭素の固溶度が高いNi, Co, Pdでは室温まで基板を冷却するとグラフェンが多層化する一方、固溶度の低いPtでは室温においても1層の領域が保持され、金属基板への炭素固溶度・固溶量が層数制御の重要なパラメータであることが示された。また、超平坦化処理を施した多結晶Ni基板上での、走査型電子顕微鏡によるグラフェン成長その場観察から、グラフェン核発生は(111)グレインにおいて生じやすいことが明らかになりつつあり、グラフェン核発生メカニズムの解析・制御への足掛かりとなる可能性が示唆された。超平坦化処理を施した多結晶Cu基板上に、熱化学気相堆積(CVD)反応炉でグラフェンをCVD成長させた後、グラフェン膜のLEEM観察をした。Cu基板は炭素固溶度が小さく、単層グラフェン被覆により、基板の触媒活性が著しく小さくなる自己停止機能があるので、1層グラフェンがCu基板全域を覆っているが、結晶方位が回転している数μmドメインサイズ集合体の、多結晶グラフェン膜が成長していることが確認された。

当該年度のNi, Pt, Co, Pd, Cu基板上での、表面析出法やCVD法によって成長させたグラフェン膜のLEEM観察から、単結晶グラフェン大面積化の条件が示唆された。即ち、Cu基板上でのCVD成長の場合、グラフェン成長基板の金属清浄表面は、各結晶面によって差はあるものの、原料炭化水素ガスの脱水素化反応の触媒活性が高く、特に1層目に関しては、炭化水素分子は高確率で基板上で吸着・分解・表面拡散する。その結果、グラフェンの核発生密度が高く、多数の核から結晶方位の異なるドメインが成長・融合して、多結晶グラフェン膜が成長する。特に炭素固溶度の小さいCu基板の場合は、炭素が基板内部に溶解する影響が小さいので、核発生密度が高くなる傾向がある。よって炭素固溶度の小さい金属基板上で、単結晶グラフェン膜の大面積成長の条件として、核発生密度を低くするために、原料炭化水素ガスの供給量を減らして、時間をかけてCVD成長させる等の制御が必要である。これに対してNi, Pt, Co, Pd基板上での表面析出成長では、炭素が金属基板への溶解・析出を繰り返しながら表面拡散して結晶化し、臨界核サイズを越えたグラフェンドメインのみが成長・拡大でき、臨界核サイズを超えないグラフェンドメインは金属基板に溶解・消失してしまう。その結果、核発生密度は低く、大面積ドメインのグラフェンが成長すると考えられる。研究代表者は平成24年11月より、所属研究機関が変更したため、研究計画の変更が必要となる。昨年度まで推進してきた、金属基板上のグラフェン成長LEEMその場観察による研究については、新しい所属研究機関にはLEEM装置が無いので、継続不可能である。新しい所属研究機関では、低温プラズマCVD法によるロールtoロールグラフェン高速製膜技術を開発しており、本科研費テーマも低温プラズマCVDグラフェンの高品質化をターゲットとして推進していくことを計画している。プラズマCVDで製膜されるグラフェンの特徴として、微小な結晶子サイズゆえにシート抵抗が大きいという課題がある。ITO代替材料としてグラフェン透明導電膜応用実現のためには、グラフェン膜のシート抵抗を下げる必要があり、それにはグラフェン結晶性向上・皺の抑制などの課題がある。グラフェン成長金属基板の選択・改良やグラフェン結晶性評価など、旧所属研究機関にて身に付けた経験・知識・実験技術によってアプローチしていく。具体的には、これまで推進してきた金属基板上のグラフェン成長LEEMその場観察と類似の現象を、プラズマCVDで実現することが課題である。炭素源の供給は全面均一であるが、グラフェン結晶核を過剰に形成させない仕組みと、表面に到達した炭素原子の表面拡散を大幅に拡大させる仕組みを制御する必要がある。これまでの研究成果から、一つの解決策は金属基板の原子レベルの平坦性であり、例えば表面拡散性が10倍になれば、核形成確率は1/10に減少して、結晶子サイズが10倍になる可能性がある。表面拡散する炭素がトラップされない表面構造と、停滞させない運動エネルギーを炭素源に付与することなどを検討していく。該当なし
腎細胞癌の発生と肉腫様変化におけるＲＡＣ２－ＶＡＶ１シグナルの役割

淡明型腎細胞癌組織におけるVAV1遺伝子発現を定量PCRにより検討した。淡明型腎細胞癌ではVAV1発現が亢進していた。しかしながら、腎癌細胞株に対してVAV1遺伝子発現抑制を行ったが、細胞増殖と浸潤は抑制されなかった。そこで、新たにRAC2のGEFであるPLD2に着目して研究を行った。淡明型腎細胞癌組織におけるPLD2タンパク発現を免疫化学染色により検討した。PLD2高発現症例は低発現症例と比較して有意に予後が不良であった。腎細胞株に対してPLD2遺伝子発現抑制を行ったところ、細胞増殖と浸潤が抑制された。これらの結果から、PLD2が淡明型腎細胞癌の新たな治療標的になる可能性が示唆された。1.腎癌組織におけるRAC2の発現について淡明型腎癌組織24例においてRAC2のmRNA発現が非癌部よりも有意に亢進していることを定量PCR法にて確認した。進行度との関連を検討したが、ステージとの明らかな関連はみとめなかった。さらに免疫染色では42例中20例(48%)にて癌細胞におけるRAC2タンパク発現を確認した。浸潤リンパ球においてRAC2発現が亢進していた。同一症例の淡明型成分と肉腫様成分を用いて、免疫染色を施行したが肉腫様成分での有意な上昇は明らかではなかった。2.腎癌組織におけるVAV1の発現について淡明型腎癌組織24例においてVAV1のmRNA発現が非癌部よりも有意に亢進していることを定量PCR法にて確認した。RAC2とVAV1の発現には有意な正の相関がみとめられた。3.腎細胞癌におけるRAC2の発現について前年度の腎癌組織でのRAC2発現の検討(定量PCR,免疫染色)では、リンパ球ばかりでなく腎がん組織自体にもRAC2が発現していることを明らかとした。そこで本年度は腎がん細胞株での発現を検討し、その機能的役割について検討を行った。腎がん細胞株5株(SN12C,SMRC59,SKRC52,SKRC1,ACHN)におけるRac2のmRNA発現を定量PCR法にて検討した。陽性細胞株はT細胞リンパ腫のJurkat株を用いた。293Tと比べ、腎がん細胞株では多くの細胞株において発現は亢進していることが明らかとなった。次に、腎がん細胞株skrc1, skrc59, SN12Cを用いてsiRNAにてRac2の発現を抑制し、細胞増殖への影響を検討した。siRNAには配列の異なる3種類を用いて行った。これらのsiRNAによって、RAC2のmRNA発現がコントロールの10%以下に低下することを定量PCRにて確認した。WST-8アッセイにて細胞増殖を検討したところ、コントロールのsiRNAに比べて3種類すべてのsiRNAによって細胞増殖が有意に低下した。さらに創傷治癒アッセイによって遊走能への影響を検討したところ、3種類のsiRNAすべてにおけるRac2抑制にてコントロールsiRNAと比べて、有意に遊走能が低下することが明らかとなった。以上から、RAC2は腎細胞癌における細胞増殖や浸潤能の獲得に関与していることが示唆された。昨年の検討より肉腫様腎がんでのRac2の有意な発現亢進は確認されなかったことより、淡明型腎癌における役割の検討をおこなったが、Rac2により増殖や遊走能を亢進している可能性を明らかとした。腎がん細胞株においてRAC2の発現抑制により増殖能や遊走能が抑制されることを前年度に確認した。しかしながら、腎がん細胞株においてVAV1がRAC2のGDP/GTP交換因子(GEF)として機能し、増殖能や浸潤能を制御していることを証明できなかった。そこで、過去の報告からRAC2のGEFとして新たにホスホリパーゼD2(PLD2)に着目することとした。淡明型腎細胞癌67症例の免疫化学染色によるPLD2の発現解析を行った結果、PLD2高発現例では予後不良であった。また、腎がん細胞株(SKRC52、SKRC59)においてsiRNAによるPLD2の発現抑制を行ったところ、in vitroで増殖能や浸潤能が有意に抑制された。in vivoにおける検証を行うためレンチウイルスベクターによりPLD2発現抑制株を作成した。マウス皮下移植モデルにおいてPLD2の発現抑制は有意に腫瘍増殖を抑制した。さらに、腎被膜下移植モデルにおいて腫瘍浸潤が抑制された。しかしながら、pull-down assayにてPLD2発現抑制によるRAC2活性変化を確認しようと試みたが、購入したRac2Activation Assay Kit(EMD Millipore, 17-369)では活性型RAC2の確認ができなかった。そこで、PCRアレイによる遺伝子発現解析により、PLD2が制御する細胞浸潤に関連する遺伝子としてアンギオゲニン(ANG)を新たに同定した。腎がん細胞株に対してANGの中和抗体の添加により浸潤は抑制され、ANGのリコンビナントの添加により浸潤が促進された。さらに、PLD2によるANGの制御は、PLD2によるホスファチジン酸(PA)の産生を介していた。以上の結果をまとめ、論文投稿の準備中である。

そこで、新たにRAC2のGEFであるPLD2に着目して研究を行った。淡明型腎細胞癌組織におけるPLD2タンパク発現を免疫化学染色により検討した。PLD2高発現症例は低発現症例と比較して有意に予後が不良であった。腎細胞株に対してPLD2遺伝子発現抑制を行ったところ、細胞増殖と浸潤が抑制された。これらの結果から、PLD2が淡明型腎細胞癌の新たな治療標的になる可能性が示唆された。当初、肉腫様腎癌に有意に発現亢進がみとめられると考えていたが、免疫染色にて発現の亢進は確認されなかった。そこで、組織アレイの作成は見送ることにした。Rac2の強制発現系を用いた検証を行う。Rac2の抑制または強制発現によるRAC活性への影響を検討する。PAKやAKTなどRac2の下流のシグナルの影響を調べる。マウス皮下腫瘍モデルにより、RAC阻害剤を用いて、RAC2が新たな治療標的になり得るか検証する。泌尿器科学肉腫様腎癌におけるRAC2の強発現が確認できなかったため、淡明型腎癌におけるその発現の意義について検討することにする。リンパ球とともに癌細胞自身にもその発現がみとめられることから、今後は腎癌細胞株を用いて、siRNAにて発現抑制し、細胞機能への影響を検討することを考えている。
RNAを娘細胞に不均等に分配する二種類のメカニズムの解析

単一の受精卵から様々なタイプの細胞を作り出すために、胚は非対称分裂を繰り返す。このとき、二つの娘細胞は異なった発生運命を獲得するが、この非対称性をもたらす機構として、親細胞内で細胞分裂が始まるまでに何らかの因子が偏っており、その因子が二つの娘細胞に不均等に分配されることが重要である。これらの因子はRNAやタンパク質であると考えられ、これらの情報分子の不均等な分配が起こる。本研究では細胞分裂時における非対称性制御プログラムに関して解析を行うことを目的としている。脊索動物のホヤの胚では、複数種の母性mRNA(postplasmic RNA)が受精後に卵の後方に局在すること、また、中内胚葉細胞が32細胞期に分裂する際に、中胚葉になる娘細胞にのみWntシグナル依存的にNot遺伝子のmRNAを分配することで中胚葉と内胚葉運命を分離していることが明らかになっている。そこで、Postplasmic RNAとNot mRNAの細胞内局在をもたらすために必要なRNA結合タンパク質を同定することを試みた。そのために、初期胚から精製したRNAを用いライブラリーを作成し、それを用いてPostplasmic RNAとNot mRNAをベイトとしたYeast Three Hybridスクリーニングを行った。その結果、それぞれに対して複数種の候補タンパク質を得ることができたので、現在、それらについてRNA結合能をプルダウンアッセイ等で検証しているところである。現在までに、動物胚で中胚葉と内胚葉の運命が分かれる機構について細胞一個一個のレベルでわかっていることは非常に少ない。当研究室では、脊索動物のホヤの胚を用い中内胚葉細胞が分裂する際に、中胚葉になる娘細胞にのみWntシグナル依存的にNot遺伝子のmRNAを分配することで運命を分離していることを明らかにしていた。そこで、Not mRNAを中内胚葉細胞の将来中胚葉細胞になる領域に局在させる機構を調べた。その結果、(1)細胞の核がNot mRNAをザイゴティックに転写しつつ将来の中胚葉側に移動し、(2)細胞周期のM期にmRNAが核内から中胚葉細胞になる側の細胞質に放出され、(3)染色体と分裂装置がmRNAを残して細胞の中央に戻ることを見出した。そして、この過程で核の移動がmRNAの局在に必要であることを示した。これらの結果は、mRNAの局在化に重要であることを示しており、mRNAの非対称分配をもたらす新たなメカニズムを明らかにすることができた。現在、これらの結果をまとめた論文を投稿中であるとともに、核の移動の極性を決定する機構について候補分子を使ったアプローチにより解析を進めている。
慣性特性の利用効率に基づく大腿義足イナーシャマッチングの研究

本研究では,慣性特性が義足階段昇段における歩きやすさおよび歩容に及ぼす影響を調査した.義足慣性特性を変化させ,階段交互昇段時の歩きやすさの主観評価を実施した.またその際の歩容の変化を計測し,その特徴を解析した.その結果,階段昇段し易い慣性特性が存在することを明らかにした.また,階段昇段に向けたリハビリテーション手法を提案した.本研究では,慣性特性が義足階段昇段における歩きやすさおよび歩容に及ぼす影響を調査した.義足慣性特性を変化させ,階段交互昇段時の歩きやすさの主観評価を実施した.またその際の歩容の変化を計測し,その特徴を解析した.その結果,階段昇段し易い慣性特性が存在することを明らかにした.また,階段昇段に向けたリハビリテーション手法を提案した.1)慣性特性変化に対する歩容適応過程の計測と慣性誘発度メジャーによる評価ここでは義足歩行スキルが,義足を含む全身の慣性特性の有効利用であることを明らかにするために,義足重量を変化させた後に数回の歩行を計測し,その変化によって慣性誘発度の変化を調査した.具体的には,切断術後,5ヶ月,8ヶ月,15月の計3回,同一の実験参加者に協力頂き,歩容の計測を行った.その際,義足に錘を取り付け,慣性特性が歩行に及ぼす影響を調査した.また義足遊脚期を3フェーズに分割し,フェーズ毎の慣性誘発度メジャーを算出した.加えて,各錘条件毎に歩きやすさ等の主観評価をVisual Analogue Scale (VAS)にて実施した.その結果,遊脚期II期,III期については,義足使用歴が進むにつれて,慣性誘発度が小さくなった.その一方で,遊脚期I期の慣性メジャーは8ヶ月に一度小さくなった後,15ヶ月に再度増加した.歩容と比較した結果,15月目には義足装着側大腿部の挙上角度が大きくなり,それにあわせて義足膝角度が大きくなっていることがわかった.つまり,8ヶ月には義足慣性をうまく活用した運動を行うようになり,15ヶ月にはさらに上達して,よりダイナミックな運動になったと解釈できる.2)慣性誘発度メジャーの時間分解能向上に関する検討データの計測方法からフィルタリングを含め,遊脚期を少なくとも3つのフェーズ(ヒールライズまで,遊脚期中期および,ターミナルインパクト後程度)に分割する手法について,検討を行った.慣性誘発度メジャーの提案者である富山大学工学部関本昌紘氏の協力を仰いだ.歩容の特徴から3種類の分割方法を考案し,比較した.我々は先行研究にて大腿義足の平地歩行において義足慣性特性が歩容および歩きやすさに大きな影響を及ぼすことを示唆する結果を得ている.そこから,階段昇段時にも義足慣性特性が重要と考えた.そこで本研究では,慣性特性が義足階段昇段における歩きやすさおよび歩容に及ぼす影響を調査した.義足慣性特性を変化させ,階段交互昇段時の歩きやすさの主観評価を実施した.またその際の歩容の変化を計測し,その特徴を解析した.慣性特性を変化させて階段交互昇段実験を行った.具体的には,義足の慣性特性は0.14kgf,0.3kgfの錘の位置を0%条件,Best条件,100%条件の3条件の位置に装着することにより,以下の7条件に変化した.その結果,主観的昇りやすさには,慣性特性が大きく影響しており,適度な慣性特性が重要であることを示した.また,主観評価の高い場合の歩容を調査することにより,以下の特徴が見出された.つまり,(1)義足側膝関節を良く曲げること,(2)健足側足関節を大きく屈曲させ,維持すること,(3)義足を振り上げる時,前ではなく,上へ持ち上げること,が「昇りやすさと」強い相関が認められた.3つのポイントで共通して言えることは,すべての動作が段差から義足への距離を稼ぐことに繋がっていることである.つまり,どの錘条件でも3つのポイントを意識して行えば,階段交互昇段が行える可能性は高くなると考える.上記の3つのポイントを意識して行うことと,切断者の残された機能に合った錘条件を見つけることで,階段交互昇段をスムーズに行うことができると考えられる.つまり,本成果は義足階段歩行のリハビリにつながる知見であると言える.
潤滑油中の摩耗粒子のオンライン観察・計測による摺動面劣化診断装置の試作

(1)パーティクルカウンターによる微粒子径計測の高度化の一環として,自作の粒径サンサの改良と,粒径センサの計測で得られる粒径分布と各粒子径のパルス波高確率から変換行列を用いて粒子サンプルの粒径分布を求める手法を開発した.(2)液中の摩耗粒子の形状を捕捉,解析するために,高倍率レンズ,CCDカメラ及びストロボスコープを用いた画像解析装置を試作し,液体中に混在する粒子の形状を捕捉,解析できることを確認した.(3)すべり軸受材料(LBC3)の潤滑摩耗試験と並行して,潤滑油中の摩耗粉をオンラインで画像解析した結果,潤滑摩耗試験で得られた摩擦係数,比摩耗量の変化によって,摩耗粒子の長短比,複雑度の値に違いが見られた。(4)すべり軸受材料(WJ2)のすべり摩耗試験と同時に,パーティクルカウンターを用いて潤滑油中に排出された摩耗粒子の個数と大きさをリアルタイムで計測した.WJ2の摩耗形態を摩耗粒子,摺動面の観察から明らかにし,この関係に基づいて摩耗粒子の計測データを解析し,オンラインモニタリングにより,摩耗形態の把握と焼付きの前兆を検知できることがわかった.以上の結果から,自作のパーティクルカウンター及び画像処理装置を用いたシステムによってリアルタイムで潤滑摺動面の劣化状態の診断が可能になることが明らかになった.(1)過去に開発したセルフォックレンズと半導体レーザを用いた光学粒径センサの精度向上のため,レーザ光入力側にCDレンズを用いるなどの改良を行い,液中に混在する粒子をより正確に計測できるようになった.(2)液中の摩耗粒子の形状を捕捉,解析するために,高倍率レンズ,CCDカメラ及びストロボスコープを用いた画像解析装置を製作した.(3)水中にガラスビーズ(粒子径40μm)を混ぜたサンプル液を循環させ,画像解析装置により高速で移動するガラスビーズの映像の瞬間捕捉,解析を行った.その結果,ガラスビーズの粒子径付近に計測結果の最頻値が現れ,その時の形状も長短比,複雑度ともに1付近に多く分布して,ほぼ球形粒子として認識された.したがって,本画像解析装置により液体中に混在する粒子の形状を捕捉,解析できることが確認できた.(4)すべり軸受材料(LBC3)の潤滑摩耗試験と並行して,潤滑油中の摩耗粉をオンラインで画像解析した結果,潤滑摩耗試験で得られた摩擦係数,比摩耗量の変化によって,摩耗粒子の長短比,複雑度の値に違いが見られた.以上の結果から,光学粒径センサ及び画像処理装置を用いたシステムによってリアルタイムでが潤滑摺動面の劣化状態の診断が可能になることが明らかになった.(1)パーティクルカウンターによる微粒子径計測の高度化の一環として,自作の粒径サンサの改良と,粒径センサの計測で得られる粒径分布と各粒子径のパルス波高確率から変換行列を用いて粒子サンプルの粒径分布を求める手法を開発した.(2)液中の摩耗粒子の形状を捕捉,解析するために,高倍率レンズ,CCDカメラ及びストロボスコープを用いた画像解析装置を試作し,液体中に混在する粒子の形状を捕捉,解析できることを確認した.(3)すべり軸受材料(LBC3)の潤滑摩耗試験と並行して,潤滑油中の摩耗粉をオンラインで画像解析した結果,潤滑摩耗試験で得られた摩擦係数,比摩耗量の変化によって,摩耗粒子の長短比,複雑度の値に違いが見られた。(4)すべり軸受材料(WJ2)のすべり摩耗試験と同時に,パーティクルカウンターを用いて潤滑油中に排出された摩耗粒子の個数と大きさをリアルタイムで計測した.WJ2の摩耗形態を摩耗粒子,摺動面の観察から明らかにし,この関係に基づいて摩耗粒子の計測データを解析し,オンラインモニタリングにより,摩耗形態の把握と焼付きの前兆を検知できることがわかった.以上の結果から,自作のパーティクルカウンター及び画像処理装置を用いたシステムによってリアルタイムで潤滑摺動面の劣化状態の診断が可能になることが明らかになった.(1)パーティクルカウンターによる微粒子径計測の高度化の一環として,自作の粒径センサの計測で得られる粒径分布と各粒子径のパルス波高確率から変換行列を用いて粒子サンプルの粒径分布を求める手法を研究した.すなわち,パーティクルカウンターは,入力される粒径分布関数(入力関数)Gと出力としての粒径分布関数(出力関数)F,およびカウンターの応答関数Hからなる系と考え,Hにパルス波高確率,Fに各粒径の粒子数の計測値を代入して,連立1次方程式をGについてGauss-Seidel法により解くことにより,粒子サンプルの粒径分布とほぼ一致する分布が得られることが明らかになった.(2)すべり軸受材料WJ2のすべり摩耗試験と同時に,パーティクルカウンターを用いて潤滑油中に排出された摩耗粒子の個数と大きさをリアルタイムで計測した.WJ2の摩耗形態を摩耗粒子,摺動面の観察から明らかにし,この関係に基づいて摩耗粒子の計測データを解析し,オンラインモニタリングによる摺動面劣化診断の可能性を示した.(3)実機スラスト軸受をモデル化した摩擦摩耗試験機を試作し,すべり軸受材料WJ2の表面損傷の診断に関する研究を行った.その結果,なじみ期間と定常期の間の摩耗面の性状と摩耗粒子の違いを明らかにできた.これらの知見に基づき,パーティクルカウンタを用いてオンラインモニタリングすると,摩耗の進行過程を的確に捉えることができる可能性を得た.
タイコグラフィ位相回復法の高度化と回折限界軟Ｘ線集光の実現

電磁波の一種である軟X線は軽元素に対して元素特異的な反応を示すという特性を持ち,材料分析や生体試料の構造解析に広く用いられている.軟X線ビームを狭い領域に集約する集光光学系は,解析の空間分解能や感度を決定する重要な要素である.回転楕円ミラーは,筒形状の内面を反射面とし,理論的には軟X線ビームをシングルナノメートルの領域に集光することができる優れた集光光学素子である.実用的なミラーの開発において,最も大きな課題の一つは,反射面である筒形内面の高精度計測手法の確立である.本研究の目的は,軟X線を用いた回転楕円ミラーの集光性能及び形状誤差の評価手法を確立し,開発に寄与することである.兵庫県の大型放射光施設SPring-8の軟X線ビームラインBL25SU-aの専用光学系において実験を行った.はじめに,この光学系において波長4.1, 3.1, 2.5, 1.2 nmの軟X線に対する回転楕円ミラーの集光性能評価を行った.その結果,いずれの波長のにおいても鉛直・水平ともに500 nm以下のサイズに集光可能であることが確認された.これはミラーによる軟X線集光サイズとして世界最小である.集光ビームのより詳細な解析のために,同光学系においてタイコグラフィ計測を実施した.位相回復法の一種であるタイコグラフィは,照明ビームの複素波動場と測定試料の複素透過率分布を,反復計算を用いて同時に回復させるレンズレスイメージング手法である.集光ビームの波動場を解析し,現状のミラーの形状誤差を三次元的に計測した.結果は作製プロセスにフィードバックされた.さらに,同光学系を顕微鏡として運用し,その性能を評価した.薄膜上に作製したテストサンプルを前述の4種の波長で計測し,100 nmの最小線幅を明瞭に観察した.本研究の成果は,実用的な回転楕円ミラーの開発を前進させ,最終的に軟X線解析技術全体の発展を促すものである.本研究の目的は,軟X線を用いた回転楕円ミラーの集光性能及び形状誤差の評価手法を確立し,開発に寄与することである.平成30年度当初,1集光ビームの波動場計測を用いた形状誤差の測定2得られた評価値に基づくミラー作製プロセスの改良3回転楕円ミラーを実装した顕微計測システムの立ち上げを計画した.実験は兵庫県の大型放射光施設SPring-8の軟X線ビームラインBL25SU-aにおいて実施した.この光学系において波長4.1, 3.1, 2.5, 1.2 nmの軟X線に対し,全長40 mmの回転楕円ミラーの集光性能評価を行った.その結果,いずれの波長のにおいても鉛直・水平ともに500 nm以下のサイズに集光可能であることが確認された.集光ビームのより詳細な解析のために,同光学系においてタイコグラフィ計測を実施した.位相回復法の一種であるタイコグラフィは,照明ビームの複素波動場と測定試料の複素透過率分布を,反復計算を用いて同時に回復させるレンズレスイメージング手法である.集光ビームの波動場を解析した結果,現状のミラーは全長120 mmにわたって中心軸が300 nm以上撓んでいることが判明した(1).複数のミラーの形状を測定し,ミラー作製プロセスの計測手法に問題があることを明らかにした(2).更なる発展として,ビーム評価用の光学系を顕微鏡として運用し,その性能を評価した.薄膜上に作製したテストサンプルを前述の4種の波長で計測し,幅100 nmの線構造を明瞭に観察した(3).本年度の期待以上の成果は,新規光学系の道筋を立てたことである.回転楕円ミラーは筒形の形状を持つため最もフラックスの高い入射ビーム中央部を利用できない.これを解決するため,既に提案されているリング集光ミラーと,筒形形状を持つウォルターミラーを組み合わせた新たな光学系を設計した.今後の研究は,主にタイコグラフィ顕微鏡の発展に注力する.第一段階として,大型放射光施設SPring-8ビームラインBL25SUに構築済みの顕微光学系の運用精度の検証を行う.現状の光学系は,時間安定性や位置決め精度,測定時間など多くの改善点が存在する.各項目に関して定量的な評価を行い,その結果に基づいて装置の置換や測定手順の最適化などに取り組む.第二段階として,具体的な被測定試料を用いて,本光学系の顕微システムとしての実用的な性能を評価する.これまでは薄膜基盤に形成したテストサンプルの観察を行ってきた.しかしながら,面内分解能や視野の広さ,測定結果の定量性などの実用的な顕微性能は,試料の物性や構造等に対する依存性が高いため,テストサンプルにおいて得られた性能の信用性は低い.開発した顕微システムに対して,磁性材料や薄膜の張り合わせ試料,生体試料などの多様な被測定物を挿入し,それぞれに対する現実的な顕微性能を検証すると同時に,今後の改善に関する指針を得る.第三段階として,集光光学系の大幅な更新を行う.現在使用している回転楕円ミラーは,その中空形状ゆえに最もフラックスが高い入射ビーム中央部を利用できないという構造的な欠陥が存在する.これに対して,ビームをリング状に形成するためのリング集光ミラーを前段に挿入し,ビームラインの出射ビームを取りこぼすことなくすべて測定試料位置まで導くことが可能な二段集光光学システムが提案されてきた.ビームラインBL25SUにこのリング集光ミラーを追加することで,集光地点における100倍程度のフラックス改善が見込まれる.

さらに,後段の回転楕円ミラーをウォルターミラーに変更し,設置角度精度を1000倍ほど緩和する.以上の三段階を踏まえて,SPring-8に実用的な軟X線タイコグラフィ顕微システムの構築を目指す.軟X線回転楕円ミラーは,高NAと色収差が存在しないという利点を兼ね備えた光学素子であり,軟X線解析技術の発展を促すと期待されている.想定する軟X線は1 nmから10 nmの波長を持つことから,実用化にあたっては反射面の形状誤差をシングルナノメートルに抑える必要がある.一方で,反射面は直径が10 mm以下の中空形状内面であるため,安定した高精度計測が困難である.これまでに可視レーザ光を用いた非接触の形状計測手法を提案してきたが,回折の影響により十分な水平方向空間分解能を得られなかった.今年度,より良い水平方向分解能を得るために,軟X線ビームを照明光として使用し回転楕円ミラーの形状計測を実施した.大型放射光施設SPring-8に設置された専用の光学系に,電鋳法を用いて作製されたミラーを導入し,360°全周を照明した.ミラーが生成する収束球面波に対してタイコグラフィという位相回復手法の一種を適用し,波面誤差の解析を行った.結果,別個のミラー作製プロセスに起因する形状誤差を,それぞれ独立に評価することが可能となった.現状のミラーは全周で100 nm以下の精度を持ち,波長4 nmの軟X線を鉛直水平ともに300 nm以下に集光できることが確認された.波面計測に用いたタイコグラフィは本来,顕微観察を目的に開発された手法である.照明ビームに対して試料を面的に走査し,回折パターンからビームと試料構造双方を回復する.ミラーの波面計測と同時に,文字サンプルの顕微観察を行い,25 nmの分解能で回復することに成功した.この分解能はミラー高精度化に伴って向上することが予想される.これらの研究成果は現状の性能を明らかにし作製プロセスの改善指針を与えたことで,次年度以降の研究遂行を容易にした.同時に,回転楕円ミラーの軟X線領域での応用可能性を示した点で,学術的な意義があるといえる.平成30年度は計画当初,軟X線回転楕円ミラー全周の集光性能及び形状の評価を行う予定であった.実際に大型放射光施設SPring-8に設置された専用光学系に回転楕円ミラーを導入し,波長4 nmの軟X線を用いて評価を行った.まず初めにミラー周方向10°の範囲を部分的に,その後360°全周を照明して,エッジスキャン法により集光サイズ及び位置安定性を評価した.その結果,少なくとも24時間以上にわたって,鉛直水平ともに300 nm以下という集光サイズを安定して維持できることを確認した.回転楕円ミラーは高いエネルギー効率を持つことから,大型放射光施設が生み出す指向性が高く強力な軟X線ビームに対して最適である.そのため,SPring-8におけるミラー集光光学系の構築は軟X線研究領域の発展に資するものである.同一の光学系において,軟X線タイコグラフィ法により反射面の形状誤差を計測した.得られた形状誤差をミラー作製プロセスのそれぞれの段階と照らし合わせ,要因ごとに5種類に大別した.この解析結果は作製プロセスの改良に利用することができ,ミラー開発において非常に有益な情報である.これらに加えて,回転楕円ミラーを用いたタイコグラフィ顕微システムの開発及び実証実験を行った.薄膜上にFIB加工で作製した文字パターンを集光ビームに対して走査し,25 nmの空間分解能を得た.この値は現状の集光サイズと比較して格段に小さいものである.
マレーシア多国籍企業の発展プロセス

近年、マレーシアは海外直接投資国に移行しつつある。その最大の担い手は資源産業の国営企業である。特に国有石油会社ペトロナスは2012年の世界の多国籍企業上位500社の中にランクインするほど活発な投資を行っているが、同社を多国籍企業として検討した研究は少ない。本プロジェクトでは、マレーシア企業の発展と多国籍化のサーベイをおこなったうえで、資源産業における国営企業を取り上げ、一次資料に基づきマレーシア多国籍企業の発展過程と特徴を競争優位という観点から検討した。目下、ペトロナスの事例を準備中である。平成25年度では,マレーシア現地企業の海外展開を,外資多国籍企業とのリンケージ企業としての成長という観点から検討した。その際,政府の政策による資源配分も影響すると考え,政府の中小企業育成策もまた,影響要因として組み込むことにした。マレーシア政府は1991年に中長期政策を公表し,その中の「第6次マレーシア計画」出においては、2000年までに製造業部門の比率を43%にまで引き上げることが目標とされた。しかし,実際には,現地中小企業は外資企業との関連業種ではない業種に集中していたため,政府の介入によってリンケージ産業企業の支援育成が推進されることとなった。現地企業の発展ひいてはその海外展開にとってのその後の転換期は,1996年に策定された「第2次工業化基本計画」の中で提唱された「クラスター・ベース産業開発アプローチ」である。このアプローチをサーベイした結果,私は,クラスター・ベースの産業開発アプローチが導入された結果,華人系企業やマレー系企業がリンケージないしベンダー企業という立場とは異なる,いわば独自路線での発展が可能となったのではないか,との仮説を考えた。この仮説を平成26年度に実証し,本プロジェクトの最終成果として公表したい。この仮説の妥当性は,1997年のアジア通貨危機で生き残ったのは,それまで金融業や不動産業を中心として発展した華人系企業が食品などの種類の製造業に進出した華人系企業が多かったとの最近の調査論文からも認められるのではないかと考えている。つまり,組立て産業の多国籍企業とのリンケージ企業となる発展経路ではない方向性の発展である。それらの企業は金融部門をもっていることがわかっている。それらの企業の海外展開の中心は中国であったことから,華人系のネットワークとしてどのような関係があったのかも明らかにする必要がある。これらは平成26年度の課題としたい。24年度の目標は,1既存研究や会社内部資料などの基本情報の収集・入力・整理,2既存研究による企業解析の理解,3会社内部資料など一次資料から,企業における経営資源の蓄積の実態を把握することによって,既存研究による実態認識との違いを明らかにし,本研究の問題設定を精緻化することであったが,目標どおり実施できたのは,1と2である。3は,最近の経営学分野の研究結果や会社内部資料上の情報との間における,企業の人的資源の性質,資金的資源の性質および内部制度上の違いを徹底的に調べ,この間の時期の変化の実態把握に努めることであったが,収集できた内部資料の情報量が想定したより少なかったため,実態把握は容易ではなく,目標に達しなかった。3は次年度の課題として残された。まず,本研究の着想の契機となったマレーシア人研究者による経営学分野における既存研究を読み込むことで,既存研究による企業実態把握を整理し,既存研究による企業解析の理解に努めた。この作業によって,最近の経営学分野の研究成果は,マレーシア国内における経営資源の蓄積を前提としていることを確認でき,本プロジェクトの問題設定が妥当であると理解できた。また,アジアの多国籍企業が台頭する背景に関する最近の研究成果をサーベイしたところ,先進国多国籍企業の東南アジアへの直接投資の増加と,アジア多国籍企業の台頭がほぼ同時期にみられたとされる。この現象の同時性の事実を踏まえ,植民地時代に形成された制度的条件や企業管理の手法が,いつ,どのような要因の影響によって,どのようなプロセスを経て現代的な管理および企業戦略へと進化するのかの解明を次年度の課題としたい。マレーシアの海外直接投資は固定相場制から管理変動相場制に移行した2005年から拡大し、2007年以降海外直接投資額が対内投資額を上回っている。2014年で業種別ではサービス産業が約6割(金融が約3割)、石油・ガス等の資源分野が約3割、オイルパーム等の農業分野が8%、製造業は6%である。海外直接投資の主たる担い手は政府系企業や華人系企業の大手企業であるが、分野別には政府系多国籍企業の主要分野は資源分野、華人系多国籍企業の主要分野は不動産や金融などのサービス分野である。本プロジェクトの最終年度では、海外直接投資や政府系・華人系企業に関する既存研究の検討を継続して行い、その知見を踏まえて政府系企業の多国籍化のプロセスと特徴を明らかにしようと試みた。政府系企業は独占的企業という点で華人系多国籍企業との違いがある。

資源分野の政府系企業の活動が政府の政策や外交問題と絡んでいることも、民間企業との違いを生み出す要因である。21世紀に入ると新興国多国籍企業の実証研究だけでなく、実態をモデル化した理論研究も登場した。しかし、理論は製造業企業の実体のモデル化である。マレーシア企業の優れた実証研究は貴重な知見と示唆を与えてくれたが、まだ精査・実証すべき論点も残されている。今年度は資源分野の政府系多国籍企業への上記の理論の適用の妥当性も含めて検討した。目下、最終成果物を準備中である。経営史現地企業の発展ひいてはその海外展開にとってのその後の転換期は,1996年に策定された「第2次工業化基本計画」の中で提唱された「クラスター・ベース産業開発アプローチ」ではないかとの考えに行き着いた。この産業開発アプローチが導入された結果,華人系企業やマレー系企業がリンケージないしベンダー企業という立場とは異なる,いわば独自路線での発展が可能となったのではないか,との仮説を持てたことは,平成25年度までの成果である。しかし,会社内部資料など一次資料から,企業における経営資源の蓄積の実態を把握するという目標は達成されたとはいえない。この目標達成が難しかった理由は,25年度までに収集できた内部資料に所収されていた情報内容に,経営資源の蓄積の実態を示す情報が想定したより少なかったことである。この経験を踏まえ、平成25年度には,別のアプローチによって、上記の問題を解明できる情報収集に努め、マレーシアの多国籍企業における経営資源の蓄積の過程の背景および経営資源蓄積の実態を把握したい。既存研究や会社内部資料などの基本情報の収集・入力・整理,既存研究による企業解析の理解という目標は達成できたが,会社内部資料など一次資料から,企業における経営資源の蓄積の実態を把握することによって,既存研究による実態認識との違いを明らかにし,本研究の問題設定を精緻化するというところまでの目標達成まではいかなかった。この目標達成が難しかった理由は,24年度に収集できた内部資料に所収されていた情報内容が想定したより少なかったことである。この経験を踏まえ、平成25年度には,別の多国籍企業をターゲットとし、当初設定した問題を解明できる情報をより多く含んだ内部資料の探索・収集に努め、マレーシアの多国籍企業における経営資源の蓄積の過程の背景および経営資源蓄積の実態を把握したい。平成25年度の研究では,企業における経営資源の蓄積の実態を把握するという目標は達成されたとはいえない。その理由は,当初想定していた会社内部資料など一次資料から収集できると考えていた情報内容に,経営資源の蓄積の実態を示す情報量が想定したよりずっと少なかったことである。この経験を踏まえ、平成25年度には,別のアプローチを考え出し、上記の問題を解明できる情報収集に努め、マレーシアの多国籍企業における経営資源の蓄積の過程の背景および経営資源蓄積の実態を把握したい。また,継続して,マレーシアの代表的多国籍企業における人的資源の性質変化,資金的資源の性質および企業内部の制度の経年的変化に明らかにし,マレーシアの多国籍企業の人的資源の性質,資金的資源の性質,および内部制度など経営資源の蓄積実態を理解し,解析し,本研究の最終成果をまとめることを目標としたい。
心臓の発生分化・肥大の分子機構における心筋細胞と非心筋細胞とのクロストーク

臓器はその機能に与る機能細胞とその回りに存在するサテライト細胞とから構成されている。心臓でも心筋細胞といわゆる非心筋細胞から構成され、種々の病態での両細胞間での相互関係が重要である。本研究では、心室リモデリングにおける心筋細胞と非心筋細胞のクロストークの意義を明らかにする目的で、液性因子として、エンドセリン-1(ET-1),、新しい心筋肥大因子であるCardiotrophin-1(CT-1)に注目し肥大の分子機序を心筋細胞培養系を用いて検討した。心筋細胞と非心筋細胞のクロストークを解析するにあたり、まず心筋細胞の培養系で、心筋細胞と非心筋細胞を密度勾配法を用いて、分離培養法を確立した。次に我々のクローニングしたCT-1cDNAをもとにリコンビナントラットCT-1を調整した。我々の、培養系では心筋細胞の単培養系にET-1とCT-1を添加すると、用量依存的にANP・BNP分泌を亢進させた。しかし、アンジオテンシンやTGF-βは心筋細胞単培養系に添加しても、全くANP・BNP分泌を亢進させなかった。一方、心筋細胞と非心筋細胞との共培養系では、アンジオテンシンやTGF-βは用量依存的にANP・BNP分泌を亢進させた。非心筋細胞培養上清では約100pMのET-1濃度を認めているが、アンジオテンシンやTGF-βで刺激した共培養系にET-1特異的受容体であるETA受容体の拮抗剤であるBQ123を添加すると、完全ではないものの有意に(50%以上)ANP・BNP分泌を抑制し、アンジオテンシンやTGF-βの肥大作用に非心筋細胞から分泌されるET-1が関与していることが示唆された。心筋の肥大作用には様々な液性因子が関与しており、直接心筋細胞肥大作用を有するものと非心筋細胞の存在が必要であるものとに分類され、後者においては非心筋細胞から分泌されるエンドセリンが重要な働きを担っていることが証明された。
無限ネットワーク上のポテンシャル論とその応用

1米国アイオア大学Kortanek教授との共同研究で,可算個の需要・供給地がある場合について,種々の輸送問題に関する最適解の存在と双対定理について調べ,連続型の結果との類似点を有する興味深い結果を得た。論文1として公表した。2無限ネットワーク上で種々の制約条件を満たすポテンシャルが存在するための必要十分条件を,サンドイッチ定理及び無限線形計画法におけるファルカスの補助定理を一般化した結果を用いて研究した。この研究はドイツのマンハイム大学Oettli教授との共同研究の成果であり,現在印刷中。3無限グラフ上の等周不等式とポアンカレ・ソボレフの不等式の同値性に関するAnconaの結果を一般化した形で無限ネットワーク上においても成立することがOettli教授との共同研究で証明できた。昨年度の研究成果である許容流れの存在問題との同値性やディリクレポテンシャルの空間の特性付けに応用できることが判明した。この成果は投稿中。4局所有限な無限ネットワークの研究で有用であった4つの計量の特性を局所有限でない無限ネットワーク上で調べることにより,無限ネットワークの一般的な分類を試みた。この成果は広島工業大学村上温教授との共同研究によるもので,京都大学数理解析研究所の講究録に掲載予定。この成果は投稿中。
持続的血液濾過透析時におけるリネゾリド血中濃度の体内動態に関する検討

【目的】従来の抗MRSA薬はTDMを行い、投与量の調節が必要であった。一方、リネゾリドは腎機能障害患者において用法・用量の調節は不要であると添付文書に記載されている。しかし、CHDFによるリネゾリドの除去については、明確なデータが得られていないためCHDF施行患者への適切な用法・用量を検討出来ないのが現状である。また、治療初期より患者の状況に合わせた適切な用法・用量を設定し漫然とした長期投与を行なわないことは、リネゾリドの副作用発現の可能性からも重要であると考えられる。今回、CHDF施行時におけるリネゾリド血中濃度の体内動態を調査し、作用・副作用との関連性について調査することを目的とした。【方法】リネゾリド濃度を測定するため、当施設で測定可能なUV-HPLCを用いた測定方法を文献検索により見つけ出し検討したが、血清由来と考えられるピークがリネゾリドのピークと干渉し測定不能であった。そのため最適な測定条件の検討を行った。更に、当院で平成19年度にリネゾリドを使用した患者が併用した医薬品を検索し、併用頻度の高いと考えられる10品目の医薬品について干渉実験を行った。【成果】Swoboda(Clin Chm Lab Med. 2007)らの方法を改変し、移動相の組成を変更することで血清由来と考えられるピークとリネゾリドのピークを分離することが出来た。その方法を用い、血清中にリネゾリドを添加して0、1、10、40μg/mLになるよう調整した検体を測定した結果、R^2=0.9995、日内でのCV%は0.61.0%、日間でのCV%は0.34.5%であった。また、併用頻度の高いと考えられる10品目の医薬品について干渉実験を行った結果、リネドリドのピークに干渉する医薬品はなかった。よって、今回検討した方法で実際の患者でのリネゾリド測定が可能な条件であることが示唆された。
気象変化に起因する疼痛増悪メカニズムの解明

1.小型気圧調節装置を用いて緩徐に気圧変動量・スピードを変化させながら坐骨神経絞扼(CCI)および脊髄神経結紮(SNL)モデルラットの疼痛行動増悪をおこす気圧変動閾値を調べた。SNLラットでは5-86hPa/hで5-20hPa減圧した場合、CCIラットでは10hPa/h以上の速さで10hPa以上の減圧下で疼痛増強がみられた。よって,疼痛行動増強には閾値となる一定の気圧低下量・速度があることがわかった。SNLモルモットにおいても27hPaの気圧低下で同様の疼痛増強効果が観察された.2.CCIラットから無麻酔・無拘束時の血圧・心拍数を連続記録した。血圧・心拍数ともに,術後早期(17日目)には,術前値に比べ明らかに増加(交感神経優位)したが,その後は低下し,術後1519日目には逆に低値を示すようになった(副交感神経優位)。術後4,7,11,15,19日目に27hPaの気圧低下または15°Cへの7°C寒冷に暴露したところ,どの実験日においても術前日に見られた効果と同程度の血圧・心拍数の増加がみられた。よって,慢性痛モデルには術後経過によって基礎の自律神経活動には交感神経優位→副交感神経優位への変化がみられるが,環境ストレスに対する反応性には違いがないことが分かった。3.除脳ラットを作製して血圧・心拍数と腰部交感神経活動を連続記録し,種々の筋弛緩薬を用いてその影響を調べたところ,ガラミン投与時のみにおいて,血圧・心拍数・腰部交感神経活動すべてが気圧低下環境で増加することがわかった。4.麻酔下のラットの前庭神経核にガラス電極を挿入し,気圧低下に反応性を示す神経核細胞を探索した.これまで記録した30ユニットのうち,7ユニットが27hPaの気圧低下に明らかな反応性を示した。1)慢性痛が気象変化で増強するメカニズムには白律神経系の反応の変化が関与する可能性が高い。そこで,坐骨神経損傷により後肢に痛覚過敏を誘発した自由行動下のラットの安静時血圧・心拍数を経日的(術前より術後19日まで)に記録し,気圧低下(大気圧から27hPa減圧)に対する自律神経系の反応性が慢性痛発症後に変化するかを観察した。安静時の血圧・心拍数は損傷後4-11日目に有意に上昇したが,15-19日目には術前値よりもかえって低値を示した。一方,気圧低下に対する血圧・心拍数の上昇の程度は,15日以後のほうがそれ以前よりも高かった。坐骨神経損傷による慢性痛病態では術後経過とともに安静時の自律神経バランスが交感神経優位から副交感神経優位に変化するが,気圧低下に対する交感神経系の反応性はむしろ増加することが分かった。2)気象変化が実際に交感神経活動に影響しているかどうかを調べるには,不動化した動物で実験を行う必要がある。そこで次年度研究の予備実験として,気圧低下による血圧・心拍数の上昇が麻酔下または除脳動物においても観察されるかどうか調べた。バルビツール,ウレタン+αクロラロース,イソフルレン麻酔下の動物では血圧・心拍数の変化は消失するが,除脳動物では覚醒動物と同程度の変化が観察された。よって今後の交感神経活動の記録実験には除脳動物を用いることにした。3)我々のこれまでの研究により,ラットの気圧検出機構は内耳前庭に局在する可能性が高い。