hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耐塩性嫌気性細菌と好塩性植物を利用した塩害土壌の生物学的修復システム

実験室規模の中温メタン発酵リアクタを用いて、乾燥粉末牧草(乾燥したPanicum coloratumを約150ミクロンに粉砕した試料)にナトリウム塩を添加した模擬植物バイオマス(70g-Na/kg-湿重)の連続実験をおこなった。ナトリウム塩としてNaClを用いた系列では植物バイオマスCODのおよそ65%がメタンに転換し、一方のNa2SO4とNaHCO3を混合した系列では54%のメタン転換率に留まった。Na2SO4+NaHCO3の系列でメタン転換率が低かった理由は、分解反応の過程植物バイオマスCODの一部が硫酸塩還元反応で硫化物に転換したためであった。粉砕したギニアグラスに食塩を添加した試料(158 g-COD/kg-wet biomass, 70g-NaCl/kg-wet biomass)を模擬好塩性植物バイオマスとした中温条件(35度)の連続実験結果を再現できる数学モデルを作成した。これは国際水協会(IWA)の嫌気性消化モデルNo.1 (ADM1)をベースとしたもので、液中に観察される溶解性リグニン、低分子の炭水化物、プロピオン酸と酢酸の濃度も計算可能である。シミュレーションによれば酸生成細菌の比活性が通常のADM1よりも著しく低くなり、これによって溶解性炭水化物が多量に残存する結果が得られた。この現象は高濃度の食塩による酸生成細菌の阻害と考えられたため、この確認として水で希釈した反応液を用いた活性汚泥による分解試験を実施した。シミュレーションで予想されたとおり、いったん希釈した液では直ちに有機物が分解された。塩によって酸生成細菌が強く阻害される現象は今まで知られていなかったことである。これらのことから、好塩性植物バイオマスのメタン発酵においては、多少の水で原料を希釈する必要があると考えられた。また、複雑な構造を有するリグニンを簡易に定量できる手法は今まで報告されていなかったため、この開発も併せて進めた。蛋白質の定量分析に使われるLowry法のフェノール試薬を用いると、リグニンのフェノール骨格が短時間で強く発色することが確認できた。この手順はたいへん簡単なので、植物バイオマスの生物処理において反応度合いをモニターするためのツールとして役に立つ。市販の溶解性リグニンを標準物質とすることで、リグニン以外の成分(炭水化物、蛋白質、脂肪酸)と合わせたCODの物質収支も高い精度で検討できるようであった。実験においては、ナトリウム塩としてNaClを用いた系列とNa2SO4とNaHCO3を混合した系列の2種類をそれぞれ検討し、以下の知見が得られた。1) NaClをナトリウム塩に用いた系列では植物バイオマスCODのおよそ65%がメタンに転換した。一方の硫酸塩を含む系列ではメタン転換率はこれよりもやや低くなり、54%の値になった。この差は、植物バイオマスCODの一部が硫酸塩還元反応で硫化物に転換したためであった。2)国際水協会(IWA)のタスクグループが開発した嫌気性消化モデル(ADM1)を改変して、これらの生物分解反応を計算できる数学モデルを開発した。これによれば、リアクタに残存する溶解性COD成分の多くは非生物分解性のリグニンに由来するものであり、槽負荷の値によって植物バイオマスが加水分解した溶解性生物分解成分(炭水化物)も出現することが示された。3)下水汚泥のような典型的な有機性廃棄物と動力学パラメータを比較したところ、試料とした塩類含有植物バイオマス組成では、固形物の微細化・加水分解と酸生成の2種類の反応が特に遅いようであった。高塩類濃度の条件でメタン発酵よりも酸生成反応が阻害されやすいことは、既往の文献にもほとんど報告されていないため、今後のプロセス開発の上で重要な知見になると考えられる。環境保全工学組成が複雑な植物バイオマスについて、メタン発酵プロセスを念頭においた各成分の分解反応を数学モデルと化学分析の両面から説明できるようにしたとともに、好塩性植物のメタン発酵反応を律速する段階が酸生成にあることを見いだした。NaClを体内に取り込む好塩性植物の分解実験に加えて、Na2SO4の好塩性植物も検討を進める。これによってメタン発酵におよぼす塩の影響や開発システムの適用性を広く評価する。特にNa2SO4の好塩性植物を対象にする場合、硫酸塩還元反応も進むため、硫化物の阻害を引き下げるための運転条件も検討していく必要がある。当初予定していたウズベキスタンの現地調査が当地の研究協力者の都合で延期となったため9月頃に現地出張を予定しており、乖離部分は今年度に消費される見込み
骨形成因子細胞内シグナル伝達系の制御による骨形成促進に関する研究

骨形成蛋白(BMP)は生理活性物質であり、遺伝子発現の調節によって活性が制御されている。BMPの臨床応用における問題点は、ヒトの場合に多量のBMPを必要とすることである。用量の問題を克服することを目的とし、BMPの骨形成作用を増強させる様々な物質が研究されている。我々は、骨芽系細胞において、cAMPがBMPの存在下においてのみ骨形成活性を上昇させることに注目し、cAMPがBMPシグナル(Smad系)に及ぼす影響について研究を進めてきた。BMPの刺激により抑制Smadの発現が亢進し、negative feed back機序が発動されることが知られている。そこで、抑制Smadの抑制という点に注目し、(1)BMP活性を増強する因子が抑制Smad発現に与える影響を検証し、(2)抑制Smad抑制により骨形成増強が生じることを証明することを当面の目的とした。骨芽系細胞のST2細胞を用いて、BMPにより誘導される抑制SmadであるSmad6のmRNAの発現は、cAMPにより用量依存性に減少した。このことはcAMPがBMPシグナル伝達系のnegative feedbackを抑制することにより、BMPの骨形成作用を増強していることを示し、BMPの存在下でのみALP活性の増強につながることと一致する。また、BMPによる特異的Smadのリン酸化はcAMPの追加により、そのリン酸化の程度に変化が見られなかったが、BMP単独ではリン酸化の減少を認める投与後3日目においても維持されており、BMP刺激により生じるnegativefeed backを抑制することにより、cAMPは作用しているという仮説と矛盾しない。これにより、これまで全く考慮されてこなかったcAMP情報伝達系がBMPシグナリングに重要な働きを持っていることが世界で初めて明らかにすることが出来た。今後、この点をさらに追求し臨床応用へとつなげたい。骨形成誘導サイトカインであるBMPは生理活性物質でありその遺伝子発現の調節によってその活性が制御されていると考えられる。PDE阻害剤であるペントキシフィリンによるBMP作用増強は、in vivo、in vitroで明らかにできたが、その作用機序はいまだに明らかでない。今のところ、骨芽細胞に分化しうるST2では、ペントキシフィリンの単独投与により細胞内cAMP濃度は上昇するが、骨分化の指標となるALPは上昇せず、BMPの存在下で切めてペントキシフィリンはALPの上昇をもたらす事がわかった。またそのペントキシフィリンによるBMP作用の増強はPKA阻害剤の存在で抑制されることもわかった。これに対し、間葉系細胞である10T1/2ではST2と同様にペントキシフィリンによりBMP作用は増強されるが、PKA阻害剤の存在下でもこの増強効果は抑制されなかった。つまりST2においてはペントキシフィリンはPKAを介してBMP作用を増強しているが、10T1/2においてはPKAを介さないと考えられ、細胞の時期によってシグナル伝達の系が異なる事がわかった。またMAPK系のp38の阻害剤であるSB203580を用いたところ、両方の細胞でペントキシフィリンによるBMP作用増強の抑制が観察でき、ともにp38を介していると考えられた。現在、ALP以外の骨マーカーとしてRanx2、Osterixの誘導を確認しており、BMP binding elementであるId-1の発現についても研究中である。また、ペントキシフィリンによるSmad系への影響も考えられ、現在各々のRNAについて定量的に研究中である。骨形成蛋白(BMP)は生理活性物質であり、その遺伝子発現の調節によって活性が制御されている。BMPの臨床応用における問題点は、ヒトに応用する場合に多量のBMPを必要とすることである。

用量の問題を克服することを目的とし、BMPの骨形成作用を増強させる様々な物質が研究されている。我々は、骨芽系細胞において、cAMPがBMPの存在下においてのみ骨形成活性を上昇させることに注目し、cAMPがBMPシグナル(Smad系)に及ぼす影響について研究を進めている。BMPの刺激により抑制Smadの発現が亢進し、negative feed back機序が発動されることが知られている。そこで、抑制Smadの抑制という点に注目し、(1)BMP活性を増強する因子が抑制Smad発現に与える影響を検証し、(2)抑制Smad抑制により骨形成増強が生じることを証明することを当面の目的とした。骨芽系細胞のST2細胞を用いて、BMPにより誘導される抑制SmadであるSmad6のmRNAの発現は、cAMPにより用量依存性に減少した。このことはcAMPがBMPシグナル伝達系のnegative feed backを抑制することにより、BMPの骨形成作用を増強していることを示し、BMPの存在下でのみALP活性の増強につながることと一致する。また、BMPによる特異的Smadのリン酸化はcAMPの追加により、そのリン酸化の程度に変化が見られなかったが、BMP単独ではリン酸化の減少を認める投与後3日目においても維持されており、BMP刺激により生じるnegativefeed backを抑制することにより、cAMPは作用しているという仮説と矛盾しない。今後は抑制smadの遺伝子発現調節やsiRNAによる翻訳抑制などを局所的遺伝子治療に応用した骨の再生修復医療の新しい治療法の開発を目標とした研究つなげてゆきたい。骨形成蛋白(BMP)は生理活性物質であり、遺伝子発現の調節によって活性が制御されている。BMPの臨床応用における問題点は、ヒトの場合に多量のBMPを必要とすることである。我々は、骨芽系細胞において、cAMPがBMPの存在下においてのみ骨形成活性を上昇させることに注目し、cAMPがBMPシグナル(Smad系)に及ぼす影響について研究を進めてきた。
β1インテグリン/RhoK介在性・新規血管内皮透過性制御機構の解明

脳梗塞、脳出血、脳血管性認知症の発症・病状悪化に、脳血管透過性の亢進が関与することが示唆されているが、脳血管透過性亢進メカニズムは、十分に解明されていない。我々はこれまで、血管透過性亢進機序の解明に取り組み、低酸素状態で血管内皮細胞のβ1インテグリン発現が減少すること、マイクログリアなどから分泌されたマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)やL-カテプシンが、脳血管基底膜の主要マトリックスであるコラーゲンIVを分解すること、β1インテグリンと基底膜マトリックスの結合が消失することで、血管内皮透過性亢進が誘導される機序を報告してきた。当研究では2017年度内の成果として、1β1インテグリンを介したoutin signalが阻害されると、内皮細胞内でmyosin light chainキナーゼ、Rhoキナーゼが活性化すること、2Myosin light chainのリン酸化が亢進することにより、内皮細胞内のアクチンフィラメントの構造変化が起こること、3これにより内皮細胞間のタイトジャンクションが減少し、内皮間透過性が亢進することなどを明らかにしていた。2018年度はこれらのin vitroでの研究成果をもとに、in vivo血管透過性亢進評価モデルマウスの作成を行った。血管内皮細胞がGFP標識されたTie2-GFPマウスを用い、中大脳動脈虚血再灌流あるいは中大脳動脈永久閉塞を行った。永久閉塞あるいは虚血再灌流後、二光子顕微鏡にて、頭窓法により虚血暴露領域を生存麻酔下で直接観察した。血管透過性亢進の評価は4kDa, 70kDa RITCdextranの血管外への拡散を観察して行った。結果、虚血後3時間程度から血管透過性が亢進する可能性が示され、同時間帯から血漿タンパクが血管外に漏出しうること、それが更なる脳実質障害の進展に寄与しうることを示す結果が得られた。我々はこれまで、血管透過性亢進機序の解明に取り組み、低酸素状態で血管内皮細胞のβ1インテグリン発現が減少すること、マイクログリアなどから分泌されたマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)やL-カテプシンが、脳血管基底膜の主要マトリックスであるコラーゲンIVを分解すること、β1インテグリンと基底膜マトリックスの結合が消失することで、血管内皮透過性亢進が誘導されるという、全く新たな機序を報告してきた。しかしながら、β1インテグリンと細胞外マトリックスの解離から、内皮透過性亢進の主因たるタイトジャンクション減少に至る機序は未解明であった。当研究では、この機序解明に取り組み、これまでの成果として、β1インテグリン阻害による血液脳関門障害の機序として、1β1インテグリンを介したout-in signalが阻害されると、内皮細胞内でmyosin light chainキナーゼ、Rhoキナーゼが活性化すること、2Myosin light chainのリン酸化が亢進することにより、内皮細胞内のアクチンフィラメントの構造変化が起こること、3これにより内皮細胞間のタイトジャンクションが減少し、内皮間透過性が亢進すること、4当実験系における血管内皮透過性亢進には、MMP2/9活性化は直接関与しないこと、などを明らかにした。我々が提唱した、基底膜マトリックス-β1インテグリン結合の解離に起因する内皮細胞内シグナル変化がより詳細に解明されたことにより、血管透過性亢進が関与する、脳血管障害、多発性硬化症、転移性腫瘍など多岐にわたる神経疾患の新たな治療法開発への糸口が明らかとなった。実験計画1)「脳血管障害モデルマウスにおけるマイクログリア活性化の評価」については予定通り、虚血環境下におけるマイクログリアの経時的観察を行った。麻酔下でマウス脳表のマイクログリアが虚血後に形態変化することは確認されたが、虚血が強い場合マイクログリアが死滅するなど適切な観察条件の設定が困難であった。また、マイクログリア蛍光標識遺伝子改変マウスの繁殖が進まない問題が生じ、実験が遅滞する原因となった。in vitro実験でマイクログリアの活性化のみに着目する必要性に否定的なデータが得られたため、実験計画2)「脳血管障害モデルマウスにおける虚血後脳血管透過性の経時的変化の評価」を優先的に行った。実験計画2)は極めて順調に実験が進行し、虚血条件、観察条件などを確定し、2光子顕微鏡にて生存下のマウス脳表微小血管における、虚血前後の血管透過性の経時変化を捉えることに成功した。一方、虚血直後については、血管内皮細胞を蛍光標識したTIE2GFP遺伝子改変マウスを用いることにより、より優れた観察が可能になると考えられた。そのため、TIE2GFP遺伝子改変マウスを使用する方針とし、海外からの入手手続きを進めた。2018年4月入手が終了し、現在は同マウスの繁殖を進めている。C57BL/6Jマウスを用いた実験で既に確立した観察手法・虚血暴露条件などをTIE2GFPマウスに応用し、虚血直後における血管透過性評価を行う予定である。C57BL/6Jマウスでは、血管透過性の経時的変化に関する先行データをすでに得られていることから、「実験計画

3)RhoK阻害剤Y-27632によるin vivo血管透過性への影響の評価」についてもTIE2GFPマウスで行う。以上のように一部実験計画の方針の修正はあったものの、血管内皮透過性機序の解明という当初の目標に向け十分な進捗が見られている状況である。脳梗塞、脳出血、脳血管性認知症の発症・病状悪化に、脳血管透過性の亢進が関与することが示唆されているが、脳血管透過性亢進メカニズムは、十分に解明されていない。我々はこれまで、血管透過性亢進機序の解明に取り組み、低酸素状態で血管内皮細胞のβ1インテグリン発現が減少すること、マイクログリアなどから分泌されたマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)やL-カテプシンが、脳血管基底膜の主要マトリックスであるコラーゲンIVを分解すること、β1インテグリンと基底膜マトリックスの結合が消失することで、血管内皮透過性亢進が誘導される機序を報告してきた。当研究では2017年度内の成果として、1β1インテグリンを介したoutin signalが阻害されると、内皮細胞内でmyosin light chainキナーゼ、Rhoキナーゼが活性化すること、2Myosin light chainのリン酸化が亢進することにより、内皮細胞内のアクチンフィラメントの構造変化が起こること、3これにより内皮細胞間のタイトジャンクションが減少し、内皮間透過性が亢進することなどを明らかにしていた。2018年度はこれらのin vitroでの研究成果をもとに、in vivo血管透過性亢進評価モデルマウスの作成を行った。血管内皮細胞がGFP標識されたTie2-GFPマウスを用い、中大脳動脈虚血再灌流あるいは中大脳動脈永久閉塞を行った。永久閉塞あるいは虚血再灌流後、二光子顕微鏡にて、頭窓法により虚血暴露領域を生存麻酔下で直接観察した。血管透過性亢進の評価は4kDa, 70kDa RITCdextranの血管外への拡散を観察して行った。結果、虚血後3時間程度から血管透過性が亢進する可能性が示され、同時間帯から血漿タンパクが血管外に漏出しうること、それが更なる脳実質障害の進展に寄与しうることを示す結果が得られた。上記の通り、この1年間で蓄積した、C57BL/6Jマウスを用いたin vitro, in vivoでの実験データ、実験手法・ノウハウをもとに、TIE2GFPマウスを用いて虚血後の血管透過性の経時的変化に関する評価を進める。なお、これまでの実験結果から、当初の予測と異なるデータが得られており、実臨床における脳梗塞の出血性変化、脳出血のメカニズムを説明しうるデータとして着目している。血管内皮透過性の調節機序の解明は、脳血管障害だけでなく、多発性硬化症、悪性腫瘍の脳転移、肺高血圧症など様々な疾患の治療ターゲットの選定に役立つ可能性がある。当研究成果を動物実験レベルで終えるのではなく、臨床における新たな治療手法の確立を最終目標として研究を進める。このように、本研究を今以上に促進させるため、当研究室での血管障害に関する研究体制を2018年度から改編し、研究従事者のエフォートの割合を変更し当研究に注力する。研究成果を海外科学誌(査読あり)に論文発表したほか、国際学会を含む複数の学術会議にて研究成果を報告したことから、研究目的は十分に達成した。一方、研究遂行段階において、実験計画1)「脳血管障害モデルマウスにおけるマイクログリア活性化の評価」では、使用予定であったマイクログリア蛍光標識遺伝子改変マウスの繁殖が予想外に進まない問題が生じたため実験が遅滞した。
微小噴流アクチュエータによるアクティブ燃焼制御機構に関する研究

オンサイト発電用マイクロガスタービンで使用される小型燃焼器では,低レイノルズ数と高い出力変動に伴い,良好な燃焼特性の維持が極めて難しい.そこで本研究では,ガスタービン燃焼の典型的な熱流動であるメタン・空気同軸噴流火炎を対象として,同軸ノズル内壁に配備した微小噴流アクチュエータ群を用いた新たなアクティブ燃焼制御手法を構築した.火炎上流における渦運動およびメタン・空気の混合過程をアクチュエータにより柔軟に制御した結果,異なる出力条件において,保炎特性および燃焼排出ガス特性を著しく改善できることを明らかにした.オンサイト発電用マイクロガスタービンなどで使用される小型燃焼器では,低レイノルズ数による混合不良と高い負荷変動に伴い,燃焼効率の低下,窒素酸化物排出量の増加および火炎の不安定化が懸念されている.一方,燃焼は,化学反応と熱・物質の混合・拡散が深く干渉する現象であるため,流れの積極的な制御を通じた燃焼特性の著しい改善が期待される.そこで,本研究では,ガスタービン燃焼器内の典型的な熱流動である噴流燃焼場を対象とし,ノズルに配置した微小噴流アクチュエータにより,流れの渦運動およびそれに伴う燃料・空気の混合を動的に制御することを目的とした.負荷状況に応じて,混合を操作し燃焼特性の改善を行う能動制御システムの構築を目標としている.当該年度は,ガスタービン燃焼で多用されるメタン・空気同軸噴流を対象とし,同軸ノズル出口内壁に配備した微小噴流アクチュエータ群により,同軸噴流中の渦構造およびメタン・空気混合の能動制御を行った.2成分粒子画像流速計(2C-PIV)およびステレオ画像を用いた3C-PIVにより,流れ場を定量的に評価した結果,微小噴流の周期的な吹き出しに完全に同期して,内外せん断層に強い渦輪および縦渦を放出できることが判った.特に,メタン流と空気流の界面である内側せん断層に形成される渦は,二流体の混合を著しく促進させる.また,微小噴流を吹き出す周波数を変化させることで,渦の大きさを操作し,均一に混合を促進するのみでなく,せん断層付近で局所的に混合を行うなど,混合特性を柔軟に制御可能なことも明らかにした.さらに,これを踏まえ,同軸噴流火炎の予備的な制御実験を試みた結果,ガスタービンの部分負荷運転時を想定した当量比が過小な条件下でも,小さな渦による局所的な混合により可燃混合気を形成することで,火炎安定性などを改善できることを確認した.オンサイト発電用マイクロガスタービンで使用される小型燃焼器では,低レイノルズ数による混合不良と高い負荷変動に伴い,燃焼特性の悪化が懸念されている.一方,燃焼は,化学反応と熱・物質の移流・拡散が深く干渉する現象であるため,流動の積極的な制御を通じた燃焼特性の著しい改善が期待される.そこで本研究では,ガスタービン燃焼器で多用される噴流燃焼場を対象とし,微小アクチュエータ群を用いて,噴流中の渦運動およびそれに伴う燃料・空気の混合を動的に操作し,負荷状況に応じて燃焼特性の改善を行う新たな燃焼制御機構を構築することを目的とした.昨年度までに,非燃焼のメタン・空気同軸噴流において,同軸ノズル出口内壁に配備した微小噴流アクチュエータにより,初期せん断層に直接的に撹乱を投じることで,渦構造およびメタン・空気の混合過程の制御を行った.粒子画像流速計により流れ場を定量的に評価した結果,微小噴流の周期的な吹き出しに完全に同期して渦輪および縦渦を放出できること,また吹き出しの周波数を変化させることで渦の強度を調整し,混合特性を柔軟に操作できること明らかにした.最終年度は,混合制御実験の結果を踏まえ,メタン・空気同軸噴流火炎を対象とし,火炎上流の混合特性を操作することで,異なる負荷条件での燃焼特性の改善に取り組んだ.その結果,ガスタービンの全負荷時を想定した当量比が大きい条件では,強度の高い渦による均一混合を行い,一方,部分負荷運転時の当量比が過小な条件では,強度の低い渦を用いた局所混合により可燃混合気を形成することで,非制御時に対し,保炎限界を拡大すると伴に,一酸化炭素排出量を30%程度顕著に低減できることを明らかにした.さらに,メタンのみでなく難燃性のバイオマス由来のガス燃料においても燃焼特性を改善できることを示し,本手法がマイクロガスタービン燃焼器の性能向上に有効であることを実証した.オンサイト発電用マイクロガスタービンで使用される小型燃焼器では,低レイノルズ数と高い出力変動に伴い,良好な燃焼特性の維持が極めて難しい.そこで本研究では,ガスタービン燃焼の典型的な熱流動であるメタン・空気同軸噴流火炎を対象として,同軸ノズル内壁に配備した微小噴流アクチュエータ群を用いた新たなアクティブ燃焼制御手法を構築した.火炎上流における渦運動およびメタン・空気の混合過程をアクチュエータにより柔軟に制御した結果,異なる出力条件において,保炎特性および燃焼排出ガス特性を著しく改善できることを明らかにした.本研究は,マイクロガスタービン・小型分散エネルギーシステムの高性能化に関する基礎研究である.マイクロガスタービンなどで使用される小型燃焼器は,高負荷変動に伴い,燃焼効率の低下,窒素酸化物排出量の増加および火炎の不安定化が懸念されている.一方で,燃焼現象は,分子レベルの化学反応と熱・物質・運動量の混合・拡散が相互に干渉する系であるため,流れの積極的な制御を通じた燃焼特性の著しい改善が期待される.

そこで,本研究では,ガスタービン燃焼器内で多用される噴流燃焼場を対象とし,微小噴流アクチュエータ群を用いて,噴流せん断層中の大規模渦構造およびそれに伴う燃料・空気混合の動的な制御を行うことを目的とした.負荷状況に応じて,微小噴流の吹き出し特性を変化させ,混合を柔軟に制御することで,常に高効率クリーン安定燃焼を維持できる,新たな燃焼制御手法の提案を目指している.当該年度は,基礎的な流れ場である単軸円形噴流を制御対象とし,渦運動および混合の能動制御を行った.円形噴流ノズル出口の内壁には,24個の微小噴流孔が配置され,主噴流の初期せん断層に,速度攪乱を直接的に与える.微小噴流の吹き出し特性の操作には,高速応答の電磁バルブを適用した.制御メカニズムの解明には,高速度レーザートモグラフィーおよび粒子画像流速計(PIV)を用い,特にPIVでは,不確かさ解析を通じた測定精度の向上を図った.その結果,まず,微小噴流の周期的な吹き出しに完全に同期して,周方向に軸を持つ渦輪を生成できることが示された.また,制御周波数を変化させることで,渦輪の放出周波数および大きさを調整でき,流体の輸送・混合特性を柔軟に制御することが可能である.さらに,噴流の混合促進および火炎の安定化に極めて重要な縦渦の形成も確認でき,本制御手法による噴流の時空間発達の基礎的なメカニズムが明らかとなった.当該年度の研究目標は,前年度までの単軸噴流での制御結果を踏まえ,実機で多用されるメタン・空気同軸噴流の渦構造および混合特性を制御することであった.単軸噴流と異なり,同軸噴流では,内側せん断層(中心噴流と環状噴流の界面)と外側せん断層(環状噴流と周囲雰囲気の界面)の2つのせん断層が形成され,特にメタン流と空気流の界面である内側せん断層の渦構造は,二流体の混合を制御する上で重要となる.本実験を通じて,まず,微小噴流アクチュエータを周期的に駆動させることで,内外せん断層双方に渦を生成できることが判った.また,アクチュエータの駆動周波数を変化させることで,渦径を操作し,二流体の混合を柔軟に制御できることも明らかにした.さらに,これらの結果を踏まえ,同軸噴流火炎に対する予備的な制御実験を行い,火炎の観察から,安定性をはじめとした燃焼特性を著しく改善できる可能性を確認した.以上のことから,当該年度で得られた成果は,目的に照らしておおむね達成できたと考えられる.当該年度の目的は,噴流燃焼用アクティブ制御ノズルの開発を行うとともに,主噴流と微小噴流の干渉による渦の発達および混合の基礎的なメカニズムを調査することであった.そのため,はじめに,微小噴流の吹き出し特性を操作する電磁バルブの動作テストを行い,幅広い周波数領域において,流量の周期的かつ多彩な制御が可能であることを確認した.また,本電磁バルブを,微小噴流孔群を備えた特殊円形ノズルと組み合わせることで,アクティブ制御ノズルを作製し,基礎的な流れ場である単軸円形噴流を対象として制御を試行した.その結果,本制御手法による渦輪・縦渦の生成過程およびそれに伴う流体の輸送・混合過程を,レーザートモグラフィーによる流れの可視化およびPIVによる流速場の測定により定量的に明らかにし,次年度以降に行う実機を想定した同軸噴流制御・燃焼制御に向けた具体的な指針を得た.以上のことから,当該年度で得られた成果は,目的に照らして肉薄できたと考えられる.次年度は,これまでの混合制御実験の結果に基づき,同軸噴流燃焼の能動制御を行う.
アジアの山岳社会の持続性：巨大山塊の南北比較

本年度は,変容の程度が著しく異なる山塊の北縁(中国2ヵ所)と南縁(ネパール2ヵ所)の事例研究を継続し,山岳社会における主な生業の現状を明らかにし,その将来の持続性について議論した。(1)中国では,チーリェン山地において衛星画像解析を行い,2017年の現地調査結果と共に放牧地利用の制限政策に関する議論を行った。また,観光開発が進んでいるチンリン山脈におけるグローバル・ジオパーク内での住民とジオパーク管理の関係について解析を進めた。(2)ネパールでは,アンナプルナおよびクンブにおいて,過去および現在の家畜の移牧に関して,その季節的移動経路・滞在場所,滞在期間,飼育規模,および観光開発の現状,観光と牧畜業の関係などを聞き取り方式で追調査した。アンナプルナBCでは,2018年3月に山岳観光とコモンズの関わりについて調査した。2018年11月にはアンナプルナ・サーキットで家畜飼育者およびロッジ経営者らから聞き取り調査を行った。また,2019年1月および11月に移牧の現状を調査した結果,4組の羊飼いと1組の水牛飼いの移動ルートを聞き取ることができた。さらに,2016年度と2017年度の調査で新しく把握したトレッキング・ガイドの海外就労経験に関して,韓国で就労中の元ガイドに聞き取り調査を行った。また,韓国のトレッキング専門の旅行会社に,アンナプルナでトレッキングを行った韓国人の食事行動を中心に調査を行った。一方,クンブでは,観光開発が住民の域内・外移住に与える影響ならびに家畜の放牧形態に与える影響を明らかにした。また,2018年12月には,上流域と下流域における家畜を用いたトレッキング関連物資の輸送システムを明らかにした。さらに,2018年1112月にドローンを用いてデブり・カバー氷河の融解に関する調査を行い,山岳景観変化の基礎データならびに災害軽減のための基礎データ収集を行った。(1)本年度の成果については,発表リストに示したように27件の口頭・ポスター発表を行うことができた。このうち中国・成都で開かれたMountains Future Conferenceではポスター発表賞を受賞した。また,これらに加え,2019年1月14日に立教大学で研究集会を開催し,6件の口頭発表を行った。さらに,北海道大学大学院の修士論文研究1編が出版され(Zhang, 2019),博士論文研究が4件進行しており(Chang, Chand, Thapa, Sun),修士論文研究が2件(Cui, Liu)進行している。(2)成果の公表に関しては,2018年9月に開かれた第2回GLP Asia Conferenceで本研究の成果を中心としたセッションを開催し,多くの発表を行った。また,MDPIの国際誌IJERPH誌およびEnvironments採択されたで特集号で関連論文を投稿した。(3)以上のように,これまでの成果の公開については,学会や国際会議等での口頭・ポスター発表を多数実施することができたが,一方で雑誌での論文公開は最終年度の課題として残っている。(4)2019年1月14日に立教大学で開催した研究集会において,これまでの成果に基づくアジアの巨大山塊の南北比較だけではなく,西端のパミールや南西のカラコラムにおける山岳社会の変容とも比較検討する意義が大きいことが見いだされ,今後の大型研究の可能性について議論をするに至った。最終年度には,巨大山塊の北側のチーリェン山地において,ジオパーク利用者とジオパーク・住民の関係に関するデータ解析を進め,成果を国際誌に投稿する。また,チンリン山脈でこれまでに得られた成果についてまとめ,雑誌に投稿する。巨大山塊の南側では,アンナプルナおよびサガルマータ(クンブ)で,追加の現地調査を行う(2019年56月および11月)。アンアンプルナについては,域外居住者(韓国,日本など)にアンケート調査を実施して,アンナプルナの観光開発の将来への彼らの関わりについて議論する。夏の高山草地については,村落内部での聞き取りでは詳しい位置や高度がわからない。このため,2019年89月にかけて,アンナプルナBCに補充調査に行き,夏の放牧地の高度を測定する。これらの成果をあわせ,2019年度中に英文で論文を投稿する。また,アンナプルナ南面の洪水災害ポテンシャルと住民生活との関係について解析を進め,成果を国際誌に投稿する。クンブでは,家畜の移牧形態の変容に関する現地調査を継続し,下流域でのトレッキング用物資運搬システムを明らかにして上流域での結果と連結させる。クンブにおける観光業の変化については,最上流域および西の谷を加えた広域で調査を進める。これらの成果を国内外の雑誌に投稿する。上記の成果を観光開発の程度に大きな違いがある中国の2山域と,ネパール・インドの4地域で比較し,相違点の抽出を行い,将来の山岳社会の持続可能性について議論を行う。ヒマラヤ山脈およびチベット高原からなる巨大な山塊に存在する社会は,外的なドライバー(気候変化や政治・経済等の変化)によって大きく変容しているが,その多様性についてはまだ未解明の地域が多い。そこで本研究では,変容の程度が著しく異なる山塊の北縁(中国)と南縁(ネパール)を事例として,山岳社会における主な生業の現状を明らかにし,その将来の持続性について議論することを目的とする。その際,主な生業として共通に認められる牧畜業の変容に着目し,その変容に最も大きく関与する観光開発に焦点をあてて,牧畜業と観光業の変化(発達・衰退・相互作用)から将来の持続性を評価する。初年度であるH28年度には以下の調査を行った。

(1)中国では,観光開発が進んでいる西安市南部にあるチンリン山脈における土地利用調査と観光の現状に関する調査を行った。また,チーリェン山地およびチンリン山脈において,衛星画像による最近の土地利用の空間分布変化の解析に着手した。(2)ネパールでは,ランタン・ヒマール(ヘランブ地域)およびクンブ・ヒマールにおいて,過去および現在の家畜の移牧に関して,その季節的移動経路・滞在場所,滞在期間,飼育規模などを聞き取り方式で明らかにした。クンブ・ヒマールでは,衛星画像による最近の土地利用の空間分布変化の解析を行った。また,アンナプルナ・ヒマール南麓で,住民の生業と災害の関係に関する調査を行った。(3)インドにおいては,衛星画像による最近の土地利用の空間分布変化を解析し,森林のフラグメンテーションと土地利用変化,観光開発,災害の関係について分析を行った。(1)巨大山塊の北側の中国では,当初は,チーリェン山地で調査を実施する予定であったが,まず観光開発が進んでいる西安市南部にあるチンリン山脈における土地利用調査と観光の現状に関する調査を行った。衛星画像による最近の土地利用の空間分布変化(チーリェン山地およびチンリン山脈)については,解析に着手したところであり,解析結果はH29年度に終了する。(2)巨大山塊の南側では,ネパール,アンナプルナ・ヒマールを主要対象地域とする予定であったが,巨大山塊南側が多様な土地利用変化をしていることから,対象地域を増やして調査を実施した。ネパールでは,アンナプルナ・ヒマール南麓で,住民の生業と災害の関係に関する調査を行い,国際誌(Water)に成果を投稿準備している。ランタン・ヒマールでは家畜の移牧が残っているが,クンブ・ヒマールでは,ほぼ消滅していることがわかった。クンブ・ヒマールにおける観光業の変化については,過去の研究成果に今回の成果を加えて,長期にわたる変化の解析ができた。また,クンブ・ヒマールでは,衛星画像を使った土地利用変化の解析を進めている。インド側の成果は,国際誌(Environments)に投稿し,受理が決定した。ヒマラヤ山脈およびチベット高原からなる巨大な山塊に存在する社会は,外的なドライバー(気候変化や政治・経済等の変化)によって大きく変容しているが,その多様性についてはまだ未解明の地域が多い。本年度は,変容の程度が著しく異なる山塊の北縁(中国2ヵ所)と南縁(ネパール4ヵ所,インド1ヵ所)を事例として,山岳社会における主な生業の現状を明らかにし,その将来の持続性について議論することを目的として調査を行った。(1)中国では,国内観光開発がある程度進んでいるチーリェン山地において現地調査を行い,政府による放牧地利用の制限の季節的な違いを明らかにした。また,観光開発が進んでいる西安市南部にあるチンリン山脈における観光の現状に関して2回目のアンケート調査,管理者へのインタビュー調査を行い,グローバル・ジオパーク内での様々な問題点を明らかにした。(2)ネパールでは,アンナプルナ・ヒマールおよびクンブ・ヒマールにおいて,過去および現在の家畜の移牧に関して,その季節的移動経路・滞在場所,滞在期間,飼育規模,および観光開発の現状,観光と牧畜業の関係などを聞き取り方式で明らかにした。
食用植物に含まれる抗酸化成分の系統的評価に関する基礎研究

本研究は試験管レベルで複数の評価系を用いて食品由来の抗酸化成分の活性評価を行い、化学構造と活性発現の関連性を明らかにすることを目的としている。ニクズク科のパプアナツメグ、パプアメース(Myristica argentea)から10種の低極性化合物を単離し、NMR, MS等による機器分析を行った結果、6種のdimethylbutane型、4種のtetrahydrofuran型のリグナンを構造決定した。DPPHラジカル捕捉活性、O_2^-ラジカル捕捉活性、ORAC(Oxygen Radical Absorbance Capacity)法によるラジカル捕捉活性を測定ところ、DPPHラジカル捕捉活性、ORAC法によるラジカル捕捉活性に関しては、ともにフェノール性水酸基の数が多い方が強い活性を示したが、前者の測定法ではベンジル位が酸化されていない方の、後者では酸化されている方の活性が強い傾向にあった。O_2^-ラジカル捕捉活性についてはベンゼン環上の置換基の種類や骨格構造の間に一連の関連性は観察されなかった。フトモモ科の香辛料、サラムリーフ(Syzygium polyanthum)から5種の高極性化合物を単離し、機器分析によって2種のmyricetin配糖体と3種のエラージタンニンの構造を決定した。これらの単離化合物と以前に酢酸エチル可溶部から得たタンニン、フラボノイドをあわせて各種活性評価を行った。DPPHラジカル捕捉活性はフェノール性水酸基の数が多くなるほど強い活性を示した。O_2^-ジカル捕捉活性の場合は、同数のortho-trihydroxyphenyl構造(o-THP)を有する5種のタンニンの活性を比較すると、hexahydroxydiphenoyl基(HHDP基)の個数が多いほうが活性の強いことが判明した。また、ORAC法による結果では、3個以上のo-THPが分子内に存在する場合、ガロイル基やHHDP基の数が他の2法と異なりほとんど活性に影響を与えなかった。以上、3種の測定方法を用いてラジカル捕捉活性を測定したところ活性の強さは必ずしも一致せず、抗酸化性物質の活性は複数の方法によって総合的に評価すべきことが示唆された。本研究は試験管レベルで複数の評価系を用いて食品由来の抗酸化成分の活性評価を行い、化学構造と活性発現の関連性を明らかにすることを目的としており、本年度はニクズク科のパプアナツメグ、パプアメースに含まれるリグナンのラジカル捕捉活性を調べた。試料香辛料を塩化メチレン抽出し、その残渣を70%アセトン水溶液で抽出して酢酸エチル可溶部と水溶部に分画した。塩化メチレン抽出物、酢酸エチル可溶部を各種クロマトグラフィーにより精製を繰り返して10種の化合物を単離し、NMR,MS等による機器分析を行って構造決定した結果、6種がdimethylbutane型、4種がtetrahydrofuran型のリグナンであった。単離化合物のDPPHラジカル捕捉活性を比色法で、O_2^-捕捉活性をルミネッセンサーを用いて測定した。本法ではO_2^-をヒポキサンチン-キサンチンオキシダーゼ(XOD)系を用いて発生させるため、反応液中の尿酸の生成量をHPLCで測定することによりXOD阻害活性を同時に測定し、O_2^-量の減少がラジカル捕捉によるのか、XOD阻害によるのかも検討した。

DPPHラジカル捕捉活性については、4-hydroxy-3-methoxyphenyl基を2個有するリグナンが強い活性を示し、ベンジル位がフリーのリグナンほど活性が強い傾向にあった。また、1-(3,4-dihydroxyphenyl)-4-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2,3-dimethyolbutane(1)はDPPHとの反応速度が4-hydroxy-3-methoxyphenyl基のみを有するリグナンに比べてやや速い傾向にあった。O_2^-捕捉活性については、1が最も強い活性を示しオルトジフェノール構造が活性に寄与していることがわかった。さらに、nectandrin B, (-)-isoguaiacin等が他のリグナンに比べて強い活性を示したことから、ベンゼン環上の置換基のみならず、リグナンの骨格構造が活性に影響を及ぼすことが示唆された。本研究は試験管レベルで複数の評価系を用いて食品由来の抗酸化成分の活性評価を行い、化学構造と活性発現の関連性を明らかにすることを目的としている。昨年度、パプアナツメグ、パプアメースから単離したリグナン類のDPPHラジカル捕捉活性およびO_2.捕捉活性を調べたが、本年度はさらにORAC法によるラジカル捕捉活性を測定した。その結果、dimethylbutane型、tetrahydrofuran型のリグナンともに活性が認められたが、比較的tetrahydrofuran型の活性が強く、同じ4-hydroxy-3-methoxyphenyl基を有するリグナンでも骨格構造が異なると活性に差が認められた。本年度はさらにフトモモ科の香辛料、サラムリーフ(Syzygium polyanthum)の70%アセトン水溶液抽出物の水可溶部を各種クロマトグラフィーにより精製し、5種の化合物を単離した。機器分析により構造解析を行った結果、2種のmyricetin配糖体と3種のエラージタンニン(casuarinin, pterocarinin A, alienanin B)であると判明した。これらの単離化合物と以前に酢酸エチル可溶部から得たタンニン、フラボノイドをあわせてDPPHラジカル捕捉活性およびO_2捕捉活性評価を行った。DPPHラジカル捕捉活性はフェノール性水酸基の数が多くなるほど強い活性を示した。分子内にortho-trihydroxypheny構造(o-THP)を5個有する5種のタンニンはともにIC_<50>が3μM前後であった。一方、O_2捕捉活性の場合は、これらの5種のタンニンの活性を比較すると、2個のhexahydroxydiphenoyl基(HHDP基)と1個のgalloyl基を有するタンニンの活性が最も強く、つぎに1個のHHDP基と3個のgalloyl基を有するものの活性が強く、5個のgalloyl基のみで構成されているタンニンの活性が最も低い結果となり、HHDP基の個数が多いほうが活性の強いことが判明した。3種の測定方法を用いてラジカル捕捉活性を測定したところ活性の強さは必ずしも一致せず、抗酸化性物質の活性は複数の方法によって総合的に評価すべきことが示唆された。
社会的状況における被服の効果の検討：自己認知の調整過程に注目して

2018年度においては,以下の実証研究を行った.1)自撮りと心理的特性の関係性に関する研究自撮りとジェンダー関連特性などの心理的特性との関連を調べるための実験を行った。女子大学生を参加者とし,自撮りの場面を動画で撮影するとともに,いくつかの心理尺度に回答を求めた。現在,動画解析を実施中である。2)ピンクの被服が女性の自撮りに及ぼす影響女子大学生59名を対象として,女性らしい被服(ピンクの衣服)と自撮り行動の関連性について検討を行った。参加者にピンクの衣服(エプロン)または黒の衣服を着用してもらった後,ipodで自分自身を撮影してもらった。あわせて,女性的・男性的自己概念について,質問紙およびIATを用いて測定した。結果として,低自尊心の女性参加者において,ピンクの衣服を着た場合に上の方向から自分を撮影する傾向がみられ,女性らしさの自己呈示行動が生じたことが示唆された。また,伝統的な女性的特性(肯定的共同性)や潜在的な女性らしさ自己概念が強いほど,上の方向から自分を撮影することも見出された。これらから,現代の女性において自撮りの角度が女性らしさと結びついており,女性らしい衣服の着用によってその行動が生じる可能性が示唆された。研究結果の一部は2019年2月のSPSP Annual Convention(Portland, USA)にて報告した.3)「ピンクの衣服が自己認知と摂食行動に及ぼす影響」に関する研究結果を2018年9月の日本心理学会(東北大学)にて報告した。現在,追加実験を実施中である。2018年度は自撮りに関するいくつかの研究に取り組み,一定の成果を得るとともに,研究成果の公表を行ったため。1)女性を対象とした自撮り行動に関するいくつかの研究を実施し,成果を報告した。2)男性を対象とした自撮り行動に関する予備的研究を実施した。3)自撮り時の行動解析(動画解析)については現在継続中である。2019年度には,実施した実証実験のデータ解析を進めていく。それとともに,追加実験を実施し,実験結果の頑健性や再現性を確認していく.また,これら実証実験実施と並行して,学会発表・論文執筆を行っていく予定である.2018年度においては,以下の実証研究を行った.1)自撮りと心理的特性の関係性に関する研究自撮りとジェンダー関連特性などの心理的特性との関連を調べるための実験を行った。それとともに,追加実験を実施し,実験結果の頑健性や再現性を確認していく.また,これら実証実験実施と並行して,学会発表・論文執筆を行っていく予定である.当初計画で,2018年度に学会参加のための旅費を計上していたが,当初想定した金額より旅費を低く抑えることができたため,実験のための予算として2019年度に繰り越すこととした.
妊娠阻止に係わるニオイの記憶の分子細胞生物学的研究

雌マウスが交尾を行うと、この交尾刺激が引き金となって交尾相手の雄の尿中フェロモンに対する長期記憶がこの雌に形成される。元来、雄のフェロモンには雌に流産を引き起こす作用があるが、このフェロモンが記憶されているとフェロモンによる流産が阻止される。なじみのない雄のフェロモン、つまり記憶されていないフェロモンは副嗅球系を活性化して流産を引き起こす。我々は電気生理学的手法を用いて、副嗅球の興奮が扁桃体、分界条、内側視索前野を順に通り、最終的に視床下部隆起漏斗系ド-パミン神経分泌細胞の活動を上昇させることを明らかにした。この副嗅球から視床下部ド-パミン細胞に至る興奮伝達は、扁桃体の興奮性アミノ酸(カイニン酸型とNーメチルーDーアスパラギン酸(NMDA)型)および内側視索前野のコレシストキニンB型受容体の活性化を介していることも明らかにした。妊娠を保証するフェロモンの記憶に関して、我々は、副嗅球がフェロモンの記憶形成の主座であることを見出すとともに、副嗅球内の僧帽細胞と顕粒細胞との間の樹状突起間シナプスが可塑性の場であることを突き止めている。このシナプス可塑性の電気生理学的相関を検討した。鋤鼻器刺激によって副嗅球に誘発される電場電位の電流源密度解析を行い、電流の流入口は、鋤鼻神経終末と僧帽細胞の先端樹状突起との間のシナプスのある系球体層と、僧帽細胞と顕粒細胞との間の樹状突起間シナプスのある外叢状層に認められた。外叢層の流入口の発生はnonーNMDA受容体を介していた。すでに我々は、副嗅球へGABA_A受容体の括抗薬であるBicucullineを注入すると、妊娠を保証するフェロモンの記憶が形成されることを見出している。この記憶の電気生理学的相関が今回の実験で得られた。つまり、Bicucullineの副嗅球内注入に続いて、外叢状層で記録される電場電位の振幅の長期増強がとらえられた。なじみのない雄のフェロモン、つまり記憶されていないフェロモンは、副嗅球を活性化して流産を引き起こす。まず、我々は、流産へ導くフェロモン情報が分界条を通り、隆起漏斗系ド-パミン神経分泌細胞へ伝達されることを見出した。妊娠を保証するフェロモンの記憶に関して、我々は、副嗅球がフェロモンの記憶の主座であることを見出すとともに、副嗅球内の僧帽細胞と顆粒細胞との間の樹状突起樹状突起間シナプスが可塑性の場であることを突き止めた。このシナプス可塑性の電気生理学的相関を検討するのあたり、まず、鋤鼻器官刺激によって副嗅覚球に誘発される電場電位の電流源密度解析を行った。電流の流入口は、鋤鼻神経終末と僧帽細胞の主樹状突起との間のシナプスのある系球体層と、僧帽細胞と顆粒細胞との間の樹状突起樹状突起間シナプスのある外叢状層に認められた。電流の流出口は深層の顆粒細胞層に認められた。

外叢状層の流入口の発生は興奮性アミノ酸受容体の拮抗薬の副嗅球内注入で遮断された。遮断作用は、non-NMDA受容体の拮抗薬であるCNQXで最も強く、続いて非選択性拮抗薬であるキヌレン酸、NMDA受容体の拮抗薬であるAP5の順であった。一方、系球体層の流入口の発生は興奮性アミノ酸受容体の拮抗薬にはほとんど影響されなかった。雌マウスが交尾を行うと、この交尾刺激が引き金となって交尾相手の雄の尿中フェロモンに対する長期記憶がこの雌に形成される。元来、雄のフェロモンには雌に流産を引き起こす作用があるが、このフェロモンが記憶されているとフェロモンによる流産が阻止される。なじみのない雄のフェロモン、つまり記憶されていないフェロモンは、副嗅球系の活性化して流産を引き起こす。我々は、流産へ導くフェロモンは情報が最終的に隆起漏斗系ド-パミン神経分泌細胞へ送られる伝達経路の中継点として、扁桃体の興奮性アミノ酸受容体と内側視索前野のコレシストキニンB型受容体の関与を明らかにした。妊娠を保証するフェロモンの記憶に関して、我々は、副嗅球がフェロモンの記憶の主座であることを見出すとともに、副嗅球内の僧帽細胞と顆粒細胞との間の樹状突起間シナプスが可塑性の場であることを突き止めている。このシナプス可能性の電気生理学的相関を検討した。鋤鼻器官刺激によって副嗅球に誘発される電場電位の電流源密度解析を行い、電流の流入口は、鋤鼻神経終末と僧帽細胞の主樹状突起との間のシナプスのある糸球体層と、僧帽細胞と顆粒細胞との間の樹状突起間シナプスのある外叢状層に認められた。外叢状層の流入口の発生は、興奮性アミノ酸受容体のうち、nmーNMDA受容体の選択的拮抗薬であるCNQXで用量依存的に遮断された。一方、NMDA受容体の拮抗薬であるAP5は無効であった。すでに我々は、副嗅球へGABA_A受容体の拮抗薬であるBicucullineを注入すると、妊娠を保証するフェロモンの記憶が形成されることを見出している。この記憶の電気生理学的相関が今回の実験で得られた。つまり、Bicuculline副嗅球内注入に続いて、外叢状層で記録される電場電位の振幅の長期増強がとらえられた。
経食道心エコー法による術後呼吸不全に対する低濃度一酸化窒素吸入の評価

術後呼吸不全患者5例に低濃度一酸化窒素(NO)吸入療法を施行し、肺動脈圧および動脈血酸素分圧の変化を調べ、術後呼吸不全に対するNO吸入の有効性を検討し、さらに経食道心エコー法を用い肺静脈血流波形、左室流入血流波形を測定し、一酸化窒素の左室拡張機能に及ぼす影響を検討した。なお、NO吸入については、本院の倫理委員会の承認を得た。呼吸回路内の二酸化窒素濃度の測定は0.1ppm以下であり、メトヘモクロビン濃度は吸入前0.8%、吸入後0.7%であり、低濃度NO吸入療法施行中の副作用は認めなかった。1.NO吸入前の動脈血酸素分圧は166.6mmHg、NO吸入中の動脈血酸素分圧は212.5mmHgであり、全例で上昇を認め、NO吸入が肺酸素化の改善に有効であった。肺動脈カテーテルを挿入し、全例で平均肺動脈圧と肺血管抵抗係数を求めたが、NO吸入前で32.2mmHg、424dynes・sec/cm^5・m^2、NO吸入中はそれぞれ29.4、307であり、平均肺動脈圧は4例で低下、肺血管抵抗は全例で低下し、NO吸入の選択的肺血管拡張作用を認めた。2.経食道心エコープローブ(アロカ社製)を挿入し、同様に一酸化窒素吸入前、吸入中にパルスドプラ法にて左室流入血流波形および肺静脈血流波形を測定し、それぞれS-VHSビデオおよびラインレコーダに記録し、各パラメータを測定した。十分な測定が実施出来たのは5例中2例であった。左室流入血流波形のPeak E/Aはそれぞれ0.88から1.09に、1.18から0.82に変化し、肺静脈血流波形のS/Dはそれぞれ0.81から0.79に、1.15から1.20に変化した。術後呼吸不全患者に対してもNO吸入療法が肺酸素化の改善に有効であり、選択的肺血管拡張作用を有することが明らかとなった。左室拡張機能に及ぼすNO吸入の影響は、NO吸入前の心機能を十分考慮する必要があると思われる。