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イギリスのトラスト・スクールに関する比較教育学的研究

本研究は、イギリスのトラスト・スクール制度の実相を比較教育学的視点から明らかにすることを目的とする。そのため文献・資料の分析および計5回の現地調査を行った。学校とそれをサポートする外部パートナーとの協働を長期的かつ確固たるものにするための枠組みとしてのトラスト・スクール制度は、教員組合等の強い反対にもかかわらず、学校現場で大きな関心を引き起こし、イギリスにおける教育文化の協働原理への転換を一層進展させたと考えられる。平成20年度における研究は、以下のように実施した。第1は、文献・資料の収集と分析であり、イギリスの現代教育改革、トラスト・スクール、教育における協働とパートナーシップ関連の文献・論文等を主にインターネットを通じて収集し、教育政策としてのトラスト・スクール制度導入の背景、導入プロセス、トラスト・スクールに対する主な教員組合・団体等の態度等を分析した。これらの訪問調査によって主に以下の点が明らかになった。(1)トラスト・スクールの形態、目的に関してかなりの「多様性」がみられ、トラスト・スクール制度がイギリスの学校の個性的なエトスをさらに発展させるための確固とした基盤を提供しているとおもわれる。(2)訪問した各校においてトラスト・スクールへの移行に際して強い反対意見や行動が見られず、また学校現場ではトラスト・スクールへの関心が大きいことをあわせて考えると、今後トラスト・スクールが政府の予想以上に増加する可能性がある。平成21年度における研究は、以下のように実施した。第1は、昨年度に引き続く文献・資料の収集と分析である。特にトラスト・スクールに関する政府の推進政策に関する文書等及び保守党のトラスト・スクールに関する政策文書を、主にインターネット及び現地調査により、収集し分析を行った。第2は、トラスト・スクール訪問調査の実施である。今年度も2回の訪問調査を行った。第1回は、2009年9月25日から10月5日までの11日間である。調査対象校は、Liverpool近郊のトラスト・スクール(中等学校2校)及びBlackpoolのトラスト・スクール(中等学校1校)である。第2回は、20正0年3月11日から3月18日までの8日間である。調査対象校は、London近郊Southbourneのトラスト・スクール及びThreebridgesのトラスト・スクール(いずれも中等学校)である。学校調査においては、校長、学校理事へのインタビュー、関連資料の収集、授業観察を行った。本年度の調査によって、主に以下の点が明らかとなった。(1)第1回調査におけるLiverpool近郊のトラスト・スクールは2校ともコーポラティブ・トラスト・スクールであるが、校長等へのインタビューにおいてコーポラティブ・トラスト・スクールの理念がイギリスの学校に徐々にしかし確実に広がりつつある状況を認識することができた。(2)第2回調査では、トラスト・スクール制度自体が新しいものであるだけに、トラスト・スクール運営におけるトラスト理事会と学校理事会との関係はまだ確定されておらず、両者がどのような関係を持つかについて、各学校が模索中であることが明らかとなった。平成22年度における研究は、以下のように実施した。第1は、文献・資料の収集と分析である。イギリスでは2010年5月に政権が交代し、保守党・自由民主党連立政権が成立したため、同政権による教育改革に関する政策文書等を、主にインターネットにより収集し分析を行った。第2は、トラスト・スクール等の訪問調査の実施である。今年度は2010年10月27日から11月7日までの12日間で調査を行った。調査対象機関および学校はSpecialist Schools and Academies Trust, Department for Education, University of the West ofEngland,ロンドン近郊とサザンプトンのトラスト・スクール各1校である。これらの調査においては、トラスト・スクール担当官、校長等へのインタビュー、関連資料の収集を行った。さらに、マンチェスターで開催されたThe 3^<rd> National Conference of Cooperative Schoolsに出席し、イギリスにおけるコーポラティブ・トラスト・スクールの現状と展望についての情報を収集した。本年度の調査によって、明らかになった主な点は以下の通りである。1.連立政権の教育政策の重点はアカデミーとフリー・スクールに置かれており、前労働党政権とは対照的にトラスト・スクールに対する積極的推奨策はとられないことが予想される。(DfE担当官へのインタビューによる)2.大学が近隣の剥奪地域からの入学者を増やすために、トラスト・スクール制度を活用してそれらの地域の学校改善へのサポートを積極的に行うなど、大学とトラスト・スクールとの緊密な関係が見られる。(University of the West of England学長補佐へのインタビューによる)3.コーポラティブモデルへの関心は依然として広がりを見せており、このモデルによるフリー・スクールの構想もある。(上記ConferenceおよびDfE担当官へのインタビューによる)
1930年代後半におけるイギリス外交への日本の対応

平成21年度においては、KIM教授は、研究主題である1930年代の日英関係史研究を遂行し、とりわけ戦間期日本における主要外交官の比較研究を行った。具体的には、幣原喜重郎・広田弘毅・松岡洋右などに焦点をあてて、現在の日本学界における最先端の研究をフォローし、また日本外交文書など一次史料を蒐集しつつ、日本の学界・資料状況を踏まえた研究を行った。またこれらの研究は、歴史研究であるが、同時に国際関係論研究としても一定の意義を持ち得るように、ニコルソン、リップマン、アレグサンダージョージ、ゴードン・クレーグなど、古典的ないし現代のリアリスト達による外交官研究をたえず参照し、本研究の理論的位置づけを明確化するように努めた。これらの成果は、本年度は雑誌論文のような形で公刊はなされなかったが、次頁の表が示すように、日本・イギリス・アメリカの学会やワークショップでその概要は報告し、一定の成果報告をなし得たものと考えている。さらに本研究を遂行していく過程で、KIM教授は、日本における日本外交史研究の先端的研究成果をより広い形で英語圏の学界に還元する必要を痛感し、より長期的なタイムスパンをもった日本外交史ないし東北アジア国際関係史の通史を英語圏で執筆・出版するべく作業を行った。これらについては、草稿はほぼ完成し、出版に関して技術的な交渉のみが残された課題となっている。上記のように本年度においては当初予期した以上の成果を上げることができた。この間、研究代表者の酒井は研究分担者のKIM教授と定期的に面談し、意見交換をすることで、日・英・米・韓の視点を織り込んだ成果を収めることが出来た。Kim博士が2008年9月に来日して以来の半年間、木畑とKim博士は、まず1930年代の日本外交についての検討を行った。その際、当該研究テーマに関わる3人の外相-幣原喜重郎、広田弘毅、松岡洋右-に関する比較検討に重点が置かれた。その結果得られた当面の結論-伝統的ヨーロッパ外交の方法に拠りつつ列強との友好関係の中で満洲や中国における日本の権益を追求した幣原外交、右翼と軍部の支持を受けてより強硬な外交を展開しつつも伝統的外交手法を用いることが多かった広田外交、ポピュリスト的性格を帯びた手法のもとで独ソとのユーラシア同盟を目論んだ松岡外交-は、今後の研究の出発点となるものである。これらの外相については、特に近年日本でも後述する服部龍二博士などにより飛躍的に研究が進んできているが、研究申請書に記したように、Kim博士がこれまで蓄積してきた国際政治に関する理論的枠組みを十分に用いながら、比較研究を改めて行ったところに、本研究の新たな意味がある。とりわけ、国内における圧力が高まっている状況下での外交政策決定という内政と外交の関係をめぐる理論へのインプリケーションは大きいものがある。来日後の期間が短いため、この検討結果はまだ公表されていないが、Kim博士が2009年中には雑誌論文もしくは本の一章の形で発表する予定である。Kim博士はこの間、幣原研究や広田研究で日本の外交史研究を牽引している中央大学の服部龍二博士と緊密な連絡をとってきた他、東京大学人文社会研究科の加藤陽子博士などとも活発な意見交換を行ってきた。
装着型歩行補助ロボットとユーザの協調学習システム

本研究では,装着型ロボットの歩行アシスト軌道をオンラインで学習する制御システムを開発した.歩行軌道を経由点付き躍度最小軌道で表し,その経由点が使用者の腕の負荷荷重が減少するようにオンラインで修正される.少ない試行回数で学習が進むように,経由点の修正量に逐次最小二乗法を用いる手法を考案し,計算機シミュレーションでその有効性を確かめた.また,実機を用いた動作試験を実施して,開発した学習制御システムによって使用者の腕の負荷力が減少することを確かめた.本年度では、まず歩行補助ロボットを用いて歩行している間の腕の支持力を計測するシステムを構築し、腕の負担を定量化した。歩行中に最大で10kgf程度の力で身体を支えていることがわかった。また、同一の歩行パターンであっても力の積分値に10%程度のばらつきがあることがわかった。また、モーションキャプチャシステムを導入して歩行中の体幹や腕の動作を計測する環境の構築を進めた。学習アルゴリズムについて、歩行パターンを特徴付ける経由点パラメータを勾配法を元に修正する方法について検討した。具体的には、ばらつきのあるデータから評価関数が減少する勾配(ヤコビアン)を推定する手法を検討した。数値実験において、複数の試行を繰り返すことでヤコビアンを推定し評価関数を低減する経由点パラメータの修正量を計算できることを確認した。歩行補助ロボットを用いた歩行中の身体負荷の定量化について、計測環境の構築がおおむね完了している。また、学習制御のアルゴリズムに着手し、数値実験においてその有効性と問題点を確かめた。以上から当初の研究計画の通りに研究が進展していると考える。本年度は,歩行補助ロボットの学習制御アルゴリズムの開発と予備的な動作試験を行った.本研究課題における学習制御の技術的な課題はユーザー動作のばらつきに対して評価関数が減少するように軌道を修正する方法を確立することである.本年度では逐次最小二乗法をベースとした評価関数のヤコビアンを推定する方法を開発した.また,つま先が床面と接しないことや関節可動域を超えないことなどの不等式制約を満たすように評価関数のヤコビアンを修正する方法を検討した.評価関数の修正ヤコビアンに対して広義ニュートン法による繰り返し計算によって軌道を修正する.開発した学習アルゴリズムに対して計算機シミュレーションおよび,予備的な実機実験によってその有効性を検証した.計算機シミュレーションでは,評価関数にばらつきがあっても誤差が減少する方向に軌道が修正されることを確かめた.次に予備的な実機試験として,ロボットの直流モータの電流を評価関数として,人が装着していない状態で動作した時のロボットの軌道を学習する実験を行った.その結果,関節角速度最小の軌道と比較して消費電力が12%減少することができた.さらに,健常者がロボットを装着して歩行する条件で,腕にかかる力を評価関数として学習制御の実機試験を行った.実験の結果,開発した学習制御システムによって腕の負荷が減少することが示せた.しかし,学習に時間がかかるため学習が収束する前にユーザの負担を増大することが問題点としてわかった.このことから,最適な歩行軌道を獲得するためには学習の収束速度を改善する必要があると考えられる.計画当初から想定された技術的課題である「ばらつきのある人間の動作を考慮した軌道学習法」を開発して,実機の制御ソフトウェアの実装まで完了できたことからおおむね順調に進展していると考えられる.本研究課題では,装着型ロボットの歩行アシストおいて使用者の身体負荷を低減する学習制御システムの開発を行った.本研究で開発した学習制御システムの特徴は,腕の力が減少する歩行パターンの修正量を逐次最小二乗法を用いて推定する点である.一般に,力が減少する修正量を求めるには、軌道のパラメータをわずかに変更したときの使用者の力の変動を求める試行を必要とする.この試行数は軌道のパラメータが多くなるほど増大するため,学習に必要な試行数が増大するという問題がある.逐次最小二乗法を用いることによって,適切な修正量の推定とパラメータの変更を少ない試行数で実行することができ,効率的な学習を実現することができた.計算機シミュレーションによって,逐次最小二乗法を用いた学習アルゴリズムによって,適切な軌道の修正量を計算でき,評価関数を減少する方向に学習が進むことを確認した.学習制御アルゴリズムを装着型歩行補助ロボットの制御システムに実装し,その有効性を検証した.トレッドミル上を装着型ロボットで歩行する環境を構築し,歩行中に腕で体差を支えるときの力を6軸力・モーメントセンサで計測した.使用者の負担の指標として,評価関数を一歩の間の力の積分値で定義した.200歩の歩行の施行を行い,腕の力の積分値は学習前と比較して13%減少することを確認した.以上の結果は,本研究で開発した学習制御アルゴリズムの有効性を示すものである.本研究では,装着型ロボットの歩行アシスト軌道をオンラインで学習する制御システムを開発した.歩行軌道を経由点付き躍度最小軌道で表し,その経由点が使用者の腕の負荷荷重が減少するようにオンラインで修正される.少ない試行回数で学習が進むように,経由点の修正量に逐次最小二乗法を用いる手法を考案し,計算機シミュレーションでその有効性を確かめた.また,実機を用いた動作試験を実施して,開発した学習制御システムによって使用者の腕の負荷力が減少することを確かめた.モーションキャプチャシステムのカメラの台数が不足して歩行動作全体を計測できないという問題が生じたため、28年度にカメラを追加して計測システムを改善する。また、学習制御アルゴリズムでは、歩行パラメータの修正量を精度よく推定するために多くの繰り返し試行が必要となるという問題があることがわかった。

28年度において、より効率的な学習のためにアルゴリズムを改善するとともに、実機での安全性を確保した後、学習制御の実機試験を実施する予定である。開発した学習制御アルゴリズムの問題点は学習に時間がかかることである.より少ない試行回数で評価関数を減少するように推定手法や設定パラメータについて分析する必要がある.学習の効率化を進めて,動作試験によりその有効性を検証する.メカトロニクス・ロボット制御購入物品の変更に伴い次年度使用額が生じた。歩行動作を計測するためのカメラが不足することがわかったため、カメラを追加で購入する。
CFRP積層板の組継接着接合に関する研究

般空機等の複合材構造接合には機械的接合が多用されているが、構造設計・製造的に非効率である面も多い。一方、接着接合に対する信頼性は十分でない上に、複合材の層間剥離強度以上の荷重は伝達できない。本研究では、木材建築物等の部材端部接合に用いられている組継接合をCFRP積層板の接着構造に応用しCFRP構造接合部の強度向上を目指す。具体的には、CFRP積層板に対する組継接合内部の形状寸法(組継パラメータ)が、CFRP積層板の継手強度に与える影響や強度発生のメカニズムを明らかにしていく。そのため、CFRP積層板について組継パラメータを検討・設定し、継手強度に関する力学的な関連性について、試験片を製作し強度評価を行うとともに、引張荷重負荷装置付きマイクロフォーカスX線CT装置、構造解析等を用いて組継接合の強度発現メカニズムを明らかにする。今年度は、組継接合に関する組継パラメータを設定し試験片の製作を進め、強度試験を実施した。組継パラメータは、溝ピッチ(溝の数)、接着深さとして、ラップ長は固定し溝加工条件を変化させた試験片を製作・試験を行い強度特性を取得した。CFRP積層板は熱硬化性エポキシ樹脂、擬似等方積層とし、接着剤は二液性エポキシ接着剤を使用した。その結果、組継接合は通常の接着接着と比較し最終強度が向上することが確認された。また、溝の加工に関する組継パラメータについては、接着深さの増加、組継の溝数を増やすことによって継手部の強度が増加することが示された。予備試験及び試験片の組継パラメータを設定し、強度取得試験を実施して強度的な影響を明らかにした。また、試験結果より組継接合の有効性を実証できた。一方、試験結果については比較的強度のばらつきが発生することが明らかとなり、試験片数の検討や試験片形状の検討が必要であることが明らかになった。CFRP組継接着の組継パラメータを変化させた試験片について、パラメータと試験片形状を再検討し、パラメータと強度との関係を再確認する。また、引張荷重負荷装置付きのマイクロフォーカスX線CT装置(以下、X線CT装置)による荷重負荷中の観察準備を進め、強度試験、破面観察、構造解析を用いながら組継パラメータと接合強度特性(破壊のメカニズムも含む)との関係について解明を進める。次年度以降、供試体の設計及び製作及び実験の後の試験片に対する断面観察に要する消耗品に充てる。
チャ葉中におけるニ糖配糖体β-プリメベロシド加水分解酵素の役割の解明

茶の香気生成酵素β-プリメベロシダーゼのチャ葉中における分布などの総合的理解に向けての基礎を築くため、本研究ではβ-プリメベロシダーゼの簡易精製法確立のため、アフィニティークロマト用吸着体の調整に取り組んだ。既報の方法に従ってρ-Nitrophenyl 1-thio-β-D-glucosidesおよびρNP1-thio-β-primeverosideを合成し、接触還元後、市販のFormyl-Cellulofineに結合させた。これらをチャ葉の粗酵素と処理し、選択的吸着能を調べた。いずれもβ-グルコシダーゼおよびβ-プリメベロシダーゼともに吸着したが、選択的吸着は観察されなかった。2.1-アミノ糖をリガンドとする吸着体の調整と評価グルコースなどの各種単糖および酵素合成により得たプリメベロースのアミノ糖の合成を試み、実用可能な収率で合成できることを確認した。これらをそれぞれ無水コハク酸あるいは無水3,3-ジメチルグルタル酸と反応させて、それぞれの酸誘導体を得た。上記粗グリコシターゼを用いて阻害活性を測定した。1-アミノ糖はいずれも期待通り阻害活性を示したが、アシル化物はいずれも阻害活性を消失しており、リガンドとしての利用は期待できなかった。以上のように、既報のリガンドはことごとく、本研究には適するものではないことが判明した。そこでやむなく原点に立ち返って、リガンドのデザインを基本的に見直し、β-アミノ糖を利用した新規なグリコシダーゼ阻害材の設計・合成に取り組んだ。3.1-アミノ糖を利用したアフィニティークロマト用新規リガンドの開発グルコース、ガラクトース、キシロースの各β-アミノピラノシドを得て、methyl phenylthiacetimidata hydrobromideと反応させて各単糖の新規アミジン塩(1,2,3)を高収率(83-95%)で合成した。これらの阻害剤は、対応するグリコシダーゼに対してKi=9.4x10^<-8>,2.4x10^<-6>,2.5x10^<-6>と極めて強い拮抗型阻害剤活性を示した。しかも、いずれも他の酵素に対しては10^<-2>10^<-3>の阻害の低下を来たし、極めて選択性の高いものであり、リガンドへの利用が大いに期待できる。本研究では、当初既知のリガンドを用いてのアフィニティー吸着体の調整を計画したが、目的とする吸着体は得られず、原点に戻って新規阻害剤の設計からやり直し、思いがけなくも極めて阻害活性が強く、選択性も高い新規グリコシターゼ阻害剤を発見することができた。本合成法は糖の水酸基を一切保護せず、簡便で汎用性の高い合成法であり、選択性の高いアフィニティー吸着体の設計が可能であるばかりでなく、高度に基質特異性の高い阻害材としての利用もあり、グリコシターゼ研究に新しい局面を開くことになったことは予定外であるが、本研究の素晴らしい成果である。

本研究では、当初既知のリガンドを用いてのアフィニティー吸着体の調整を計画したが、目的とする吸着体は得られず、原点に戻って新規阻害剤の設計からやり直し、思いがけなくも極めて阻害活性が強く、選択性も高い新規グリコシターゼ阻害剤を発見することができた。本合成法は糖の水酸基を一切保護せず、簡便で汎用性の高い合成法であり、選択性の高いアフィニティー吸着体の設計が可能であるばかりでなく、高度に基質特異性の高い阻害材としての利用もあり、グリコシターゼ研究に新しい局面を開くことになったことは予定外であるが、本研究の素晴らしい成果である。本年度はチャ葉中で強い活性を示すβ-グルコシダーゼおよびβ-プリメベロシダーゼの精製用アフィニティークロマト用担体の調製を目指し,p-Aminophenyl 1-thio-β-glycosideをリガンドに用い,市販のFormyl-Cellulofineに結合させる方法を検討した。3.アフィニティークロマト用担体の調製こうして得たリガンドをそれぞれ市販のFormyl-Cellulofineに結合させた。これをチャ葉から調製した粗酵素と処理し,目的とするグリゴシダーゼの選択的吸着を調べた。いずれの調製担体もβ-グルコシダーゼおよびβ-プリメベロシダーゼともに吸着したが,選択的吸着は観察されなかった。しかしながら,β-プリメベロシダーゼ用の調製担体にはキシロダーゼが選択吸着性を示し,この担体はキシロダーゼの精製に用いることができる可能性が示された。次に,グルコースなどの各種単糖および酵素合成により得たプリメベロースのアミノ糖を合成し,カルボキシル基を有するCarboxy-cellulofineへの結合を試みている。茶の香気生成酵素β-ブリメベロシダーゼおよびその基質となる二糖配糖体のその他の植物体における分布と存在意義の総合的理解に向けての基礎を築くことを目指し,アフィニティークロマト用吸着体の調製に引き続き取り組んだ。前年度の知見から,高度に選択的なアフィニティーの発現は容易でないことが判明し,リガンドのデザインを基本的に見直して研究を行った。1. β-プリメベロシダーゼ精製用アフィニティークロマト用吸着体の調製1-アミノ糖を修飾してスペーサーと結合して,修飾されたCe11urofine等の支持体と結合するという基本V構想に基づき,以下の方法を試みた。(1)β-D-Glucopyranosylamine(1)およびβ-primeverosylamine(2)の合成リガンドとして用いるPrimeveroseは酵素合成によって得たもので貴重なため,より効率的な1-アミノ糖の合成法を確立した。50%メタノール性アンモニア中に密封(40°C,3日間)後,アンモニアを蒸発させると白色結晶が析出した。NMR分析によりいずれも100%β体であることを確認した。(2)1-アミノ糖(1および2)のsuccinic acidおよび3,3-dimethylglutaric acid誘導体の合成β-D-Glucopyranosylamineまたはβ-primeverosylamineとDMF中ピリジンの存在下で無水コハク酸あるいは無水3,3-ジメチルグルタル酸と反応させて,それぞれの酸誘導体を得た。(3)1アミノ糖(1および2)のamidine誘導体の合成イミドエステルは温和な条件下でアミンと反応しamidine塩を与える。
キイロショウジョウバエPDF発現概日時計ニューロンのシナプス出力の解析

本年度は以下の結果を得た。1.PDFおよびUNTが温度同調に果たす役割を検討するため、Pdf欠損系統Pdf^0、UNTによる神経伝達を破傷風毒素(TNT)の特異的発現により阻害したPdf-gal4/uas-TNT-E(Pdf>TNT)、およびPdfを欠損しかつUNTの伝達を阻害したPdf-gal4/uas-TNT-E;Pdf^0(Pdf>TNT;Pdf^0)を用いて、恒暗下で温度サイクル(DD+TC)を与えて同調後、TCを6時間シフトして同調過程を調べた。その結果、1.野生型、Pdf^0では約3サイクル後に同調したのに対し、Pdf>TNTでは約8サイクル後に同調したことから、UNTは温度同調促進作用を有することが示唆された。また、Pdf>TNT;Pdf^0はピークが不明瞭ではあるが、高温期で示す活動が温度シフトとともに移行したことから、少なくとも温度同調は確認された。2.野生型、Pdf^0、Pdf>TNTを用いて、昼と夜または低温期と高温期の2ポイントで光同調および温度同調下での各時計細胞での時計タンパク質発現リズムを解析した結果、大きな変化は観察されなかった。今後、ポイント数を増やして詳細な解析を行う必要がある。3.UNTの候補の絞り込みを行う目的で、PDFニューロンで神経伝達物質合成酵素のノックダウン系統を作製し、Pdf>TNTのDD+TC下での特徴的な活動リズムを指標として解析した。その結果、GABA、Acetylcholine、Dopamine、Histamine、Serotonin、Glutamate合成酵素のノックダウン系統で同調までのサイクル数が約5サイクルに遅延したことから、これらがUNTに含まれる可能性が示唆された。今後、スクリーニングした上記の合成酵素のプロモーター配列を利用した形質転換体を用いてGFPを発現させる系統を作製し、PDF免疫染色と組み合わせることにより、伝達物質の同定を進める必要がある。本研究は、概日リズムの制御を司る神経ネットワークで中心的な役割を果たすPDF発現時計ニューロン(PDFN)のシナプス出力の解明を目指しており、これまでの研究からPDFNはPDFの他に未同定の神経伝達物質(UNT)を発現することが分かっている。本年度は以下3点の解析を行った。1.PDFおよびUNTが光同調に果たす役割を検討するため、pdf/欠損系統pdf^0、UNTによる神経伝達を破傷風毒素(TNT)の特異的発現により阻害したpdf-Gal4/UAS-TNT-E (pdf>TNT)、そしてpdfを欠損し、かつUNTの伝達を阻害したpdf-Gal4/UAS-TNT-E ; pdf^0 (pdf>TNT ; pdf^0)を用いて明暗サイクル(LD)をシフトさせて再同調過程を解析した。その結果、全ての系統がこの条件に再同調し、同調に要するサイクル数も3系統間でほぼ同じであった。2.PDFおよびUNTが温度同調に果たす役割を検討するため、上記1の系統を用いて恒暗条件(DD)で温度サイクル(TC)を与えて活動リズムを測定した。その結果、野生型では4サイクル程で同調したのに対し、pdf>TNTでは有意に長く8サイクル程で同調した。さらに、pdf^0とpdf>TNT ; pdf^0ではLD下ではピークが明瞭であったがDDでTCを与えた条件では活動量が極端に減少し、リズムが不明瞭になった。その傾向はpdf>TNT ; pdf^0でより顕著に表れた。従って、PDF、UNTは温度同調でのピークの位相設定や活動維持に関わっていると考えられる。3.PDFNで発現するUNTの同定を試みるため、抗Serotonin、抗Dopamine、抗GABA抗体を用いて免疫染色を行ったが現在まで良好な結果は得られていない。今後、各神経伝達物質の生合成過程で働く酵素のプロモーター配列を利用した形質転換系統を用いて同定を進める予定である。

その結果、GABA、Acetylcholine、Dopamine、Histamine、Serotonin、Glutamate合成酵素のノックダウン系統で同調までのサイクル数が約5サイクルに遅延したことから、これらがUNTに含まれる可能性が示唆された。今後、スクリーニングした上記の合成酵素のプロモーター配列を利用した形質転換体を用いてGFPを発現させる系統を作製し、PDF免疫染色と組み合わせることにより、伝達物質の同定を進める必要がある。
ポストシーケンス時代における老人性難聴研究の新戦略

これまでの諸家の報告と総合して、現時点での老人性難聴の原因遺伝子として可能性が高いのはNAT2A, GRHL2, GST, KCNQ4遺伝子であると考えた。これらの候補遺伝子の解析から開始することにした。KCNQ4遺伝子は内耳有毛細胞に発現するカリウムチャンネルで、その遺伝子変異により高音中心に障害される感音難聴をきたす。老人性難聴もそのほとんどは高音から障害されてくるため、KCNQ4遺伝子変異は老人性難聴に関与している可能性が高い。KCNQ4遺伝子は14のエクソンからなる。各エクソンを挟んでPCR増幅し、アガローズゲルに電気泳動し、紫外線下に確認して該当するPCR増幅産物を切り出した。切り出したPCR増幅産物は精製し、蛍光標識したM13プライマー(及び逆鎖のプライマー)でサイクルシークエンスして蛍光自動シークエンサーで解析することにした。14のエクソンの内エクソン1、8は通常の酵素およびバッファーではPCR増幅困難で、PCRの条件設定に時間を要した。エクソン1はGCrich条件下用のバッファー(タカラ)とnested PCRにて増幅可能になった。エクソン8については、インビトロジェンのPCR enhancerバッファー使用にてPCR増幅可能になった。以上、正常検体にてPCR条件を検討し、解析可能になったので解析対象の難聴者について検討した。KCNQ4遺伝子変異による難聴は、その内耳における分布特性より、高音が特異的に障害され聴力検査上はいわゆる高音急墜型を示すことが多い。これまで当科を受診し聴力経過を見ていた難聴患者の中で、高音急墜を示す者4名、高音漸傾を示す者3名について、定められた書式によって同意を得た上で遺伝子解析目的に末梢血を採取し、KCNQ4遺伝子を解析することにした(次年度以降)。
アデノシンによる心・血管機能調節機構の基礎と病態生理的意義

3年間にわたる本プロジェクトでの成果は以下の通りである。1.心筋細胞プリン受容体について:(1)心臓プリン受容体はP_1(アデノシン)とP_2(ATP)の2種類に大別される。P_1受容体は百日咳毒素によって機能の阻害されるG蛋白を介して特異的なKチャネルを活性化し、陰性変時変伝導作用を持つ。P_2受容体はフォスフォリパーゼCを介したプロスタグランジンとおそらくIP_3の産生により、陽性変時作用を示す。作用としてはP_2受容体の方がはるかに優位であるが、病的状態ではP_2作用も重要になりうる。(2)P_1受容体とmーAch受容体は共にG蛋白を介し、細胞膜内で同一のKチャネルと共役する。G蛋白の活性化には細胞内Mg^<2+>が不可欠であり、外因性G蛋白α、βδサブユニットは共にこのKチャネルを活性化する。以上より、P_1受容体によるKチャネル活性化の分子機構のモデルを構成した。(3)またP_1受容体及びmーAch受容体誘発Kチャネル電流の脱感作の機構においては、G蛋白が重要な役割りを担っている。(4)種々の抗不整脈薬にみられる抗コリン作用は上記の分子機構を基礎に、いくつかの機序に分類することができる。(5)最終年度には、アラキドン酸代謝産物がこのG蛋白ーKチャネル系を活性化し得るという全く新しい事実を発見した。これはα受容体など種々の受容体作用として重要な事実である。今後さらに発展させたいと考えている。(6)アデノシンの上記の作用は一過性の房室伝導遅延を引きおこす。これは発作性上室性頻拍症の有効な治療法として応用できる。2.平滑筋プリン受容体について:(1)腸管及び気管単一平滑筋細胞の作製に成功し、収縮物質であるAchと弛緩物質であるアデノシンの収縮性及び膜電流系に対する効果とその作用機序について検討した。現在は血管平滑筋単一細胞の作製とそのプリン受容体作用について検討している。1.Adenosine(Ado)受容体の細胞内情報伝達機構:モルモット単一心筋細胞を用い、パッチクランプ法によってAdoが特異的な【K^+】チャネルを活性化すること、Ado受容体とこのチャネルはGTP結合タンパクで共役されていること、その活性化に【Mg^(++)】が不可欠であること、受容体活性化はadenine環とribose環の【C ́_3】のOH基を必要とすることをみた。2.Adoの冠動脈攣縮寛解作用:イヌ摘出冠動脈の輪状標本にgKを低下させる薬物を用いて攣縮を誘発させ、Adoがこれを用量依存性に抑制することをみた。3.Adoの血管平滑筋作用:家兎大動脈輪状標本について、種々の条件での平滑筋収縮に対するAdo作用を検討し、Adoは主として膜受容体作動性の【Ca^(++)】流入と細胞内プールからの【Ca^(++)】放出を抑制することにより平滑筋弛緩を生じるとした。4.気管支平滑筋作用:モルモット気管支平滑筋において種々の収縮物質による平滑筋収縮をAdoは用量依存性に弛緩させ、この作用は受容体を介するものであることを示した。

5.心筋の収縮・拡張特性に対する作用:ラット摘出等容性収縮心の標本において、低酸素とisoproterenolにより低下、悪化させた拡張特性に対し、Adoは影響しなかった。6.Aldosterone産生能に対する作用:ラット副腎球状層細胞を分離し、aldosterone産生に対するAdoの効果をみ、AdoによりCAMPは増加するにも拘らずaldost-erone産生は変化せず両者間の解離をみた。7.Ado血中濃度測定法の確立:逆位相カラムを用いてのHPL法により、ピコモル単位のAdo測定を可能とした。これにより、高血圧自然発症ラットではAdo血中濃度が高く、その程度は高血圧と相関することをみた。8.細胞内【Ca^(++)】動態に対する作用:心筋・血管平滑筋・血管内皮細胞のそれぞれの単離組織培養により細胞内【Ca^(++)】動態へのAdo作用を検討中である。以上、Ado作用の基礎的機序から臨床的意義に及ぶ検討が進行中である。1.心房筋K^+電流の調節機序:モルモット単一心房筋細胞における特異的K^+チャネルについて,これと共役するアデノシン(Ado)受容体はP_1プリン作動性受容体であり,活性化にはアデニン環,リボース環のC_3のOH基が不可欠であり, C_5のOH基は受容体活性化力を調節することを示した.2.心臓ペースメーカー作用におけるG結合タンパクの関与:百日咳毒素により処理した家兎摘出潅流心について,Adoの変時作用のみられなくなることから,本作用にGiタンパクが関与することをみた.3.細胞内Ca^<++>動態に対する作用:血管平滑筋細胞内Ca^<++>の濃度ならびに分布をFura2法により測定し,アセチルコリン,AdoとアンジオテンシンIIが異なるCaシグナルシステムをもつと考えられる成績をえた.4.心筋保護作用:ラット摘出・等容収縮標本に低酸素負荷を行ない, Adoの効果をみた.Adoは低酸素灌流時の左室拡張障害・収縮障害をともに軽減し,この条件下の心筋保護効果を有した. 6.血管平滑筋作用:家兎大動脈摘出標本について,Ado作用をCa拮抗薬と比較検討した.Adoは主に膜受容体作動性Ca^<++>流入と細胞内Ca^<++>プールからのCa^<++>放出を抑制して血管平滑筋を弛緩した.現在,血管内皮細胞のAdo効果に及ぼす影響を観察中である.6.高血圧におけるAdoの役割り:SHRについての検討につづいて,DOCA食塩ラット,Dahlラットにおいて血漿・腎のAdo...とその動きを測定した.血漿Adoは前者では食塩バランスと,後者では血圧と関連することがみられた.7.副腎アルドステロン産生調節作用:ラット副腎培養細胞において,A.受容体がアデニルシクラーゼ抑制を介してアルドステロン産生を抑制,一方,A_2受容体はその刺激に関与した. 8.胃壁細胞の酸分泌に対する影響:家兎壁細胞の単離培養系において,Ado受容体の存在が示された.本年度の研究では、P_1プリン(アデノシン)受容体作用については、P_1受容体がG蛋白を介して活性化する心房筋Kチャネルの調節機構について、G蛋白α,γ各サブユニットのKチャネルに対する活性化効果と各々の特徴について検討し、また、P_1受容体やアセチルコリン受容体以外に、アラキドン酸代射産物がこのG蛋白ーKチャネル系を活性化する事を発見した。P_2プリン(ATP)受容体作用では、我々はP_2受容体が洞頻脈をおこす事を見い出しその機序について検討した。
沖縄産マングローブ樹種の種子散布動態と個体群動態に関する研究

マングローブは通常の陸上植物の種子散布とは異なり、潮汐あるいは海流によって種子が散布されるものが多い。このような種子散布様式をもつマングローブの個体群(集団)の遺伝的構成と、その動態を明らかにすることが本研究の目的である。本研究は平成11年度にはじまり、当該年度はその最終年度であった。用いられたDNAマーカーはマイクロサテライト(microsatellites)あるいはSSRs(Simple Sequence Repeats)と呼ばれるマーカーであり、前年までは主にオヒルギ、ヤエヤマヒルキが供試され、DNA抽出はCTAB法とIce-cold buffer法であった。本年度の主な供試樹種はヒルギダマシであり、DNA抽出は改変CTAB法で、DNAの精製精度を上げるためにDNA抽出キットも併用した。ヤエヤマヒルギについては、昨年度までに設計された24対のプライマーの中から8対のプライマーを用いて解析が行われたが、沖縄のヤエヤマヒルギ集団の変異は極めて小さかった。ヒルギダマシについては7対のプライマーが用いられ、7集団について遺伝解析が行われた。その結果、ヒルギダマシでは集団間のヘテロ接合度が小さく、集団内の遺伝変異も小さいが、個々の集団の遺伝的分化が大きいことが明らかにされた。マイクロサテライトはDNAマーカーとして極めて有用なマーカーであるが、樹種によっては遺伝変異が小さく、マイクロサテライトであっても変異を捉えることが難しかった。これまでに報告されたことのない本研究の成果としての新しい知見として、ヒルギダマシはヘテロ接合割合が小さく、高い割合で自家受粉することで集団を維持する適応戦略をもっていること、個々の集団が小さくて隔離されていることから、集団の遺伝的分化が大きく、種子の移動による遺伝子流動は小さいことが明らかにされた。通常の陸上植物の種子散布様式とは大きくその散布様式が異なるマングローブ林構成樹種の種子散布動態と個体群内(集団内)の遺伝的な構成とその動態を明らかにすることが本研究の目的である。本研究は3年計画の研究であり、本年度は、その第1年目の研究が行われた。研究計画の、第1年目は当初の研究計画通りDNAマーカーとして利用可能な塩基配列部位を特定することであり、供試材料として、沖縄のマングローブ林の主要な構成種の中からヤエヤマヒルギとオヒルギが用いられた。DNAの抽出にはCTAB法と一部改良したIce-cold buffer法が用いられた。ゲノムDNAをランダムに増幅し、シーケンスによってマイクロサテライトとして利用可能な塩基配列の部位を検索した。その結果、マイクロサテライトとして利用可能な塩基配列が重複している部位のいくつかが特定された。また、それら塩基配列が重複している部位のいくつかは、マイクロサテライトとして十分に利用可能であろうとも推測された。研究第2年目(平成12年度)は、当初の研究計画に基づき、それら検索されたマイクロサテライトとして利用可能な塩基配列の部位を含むプライマーを用いて、個体間の識別、親子関係の識別の可能性について検討を加える予定である。通常の陸上植物の種子散布様式とは大きくその種子散布様式が異なるマングローブ林構成樹種の種子散布動態と個体群(集団)内の遺伝的な構成とその動態を明らかにすることが本研究の目的である。本研究は3年間の研究計画であり、当該年度(平成12年度)は、第1年目(平成11年度)の研究成果を踏まえた上で、その第2年目としての研究が行われた。これまでの供試材料であるオヒルギ、ヤエヤマヒルギなどの中で、特にDNAの抽出・精製が容易でなかったヤエヤマヒルギを、本年度の主要な研究材料として研究が遂行された。DNA抽出にはこれまでCTAB法とIce-cold buffer法を用いていたが、本年度から新たに市販されたDNA抽出キットが用いられ、Ice-cold buffer法以上に抽出

・精製効率を上げることが可能となった。ヤエヤマヒルギについては、マイクロサテライトとして利用可能な塩基配列を24カ所特定することができた。また、その24カ所の塩基配列に基づき、これまで報告されたことのない新しい24対のプライマーが設計された。本研究で新たに開発・設計された24対のプライマーの中で、8対のプライマーは、十分にその機能を発揮し、個体群動態の解析に用いることが明らかにできた。次年度(平成13年度)は本研究の最終年度(第3年目)であり、これまでの研究成果と研究計画に基づき本研究で開発・設計されたマイクロサテライトを用いて、個体間の識別、親子関係の解析等が行われ、研究成果報告書が作成される予定である。マングローブは通常の陸上植物の種子散布とは異なり、潮汐あるいは海流によって種子が散布されるものが多い。このような種子散布様式をもっマングローブの個体群(集団)の遺伝的構成と、その動態を明らかにすることが本研究の目的である。本研究は平成11年度にはじまり、当該年度はその最終年度であった。用いられたDNAマーカーはマイクロサテライト(microsatellites)あるいはSSRs(Simple Sequence Repeats)と呼ばれるマーカーであり、前年までは主にオヒルギ、ヤエヤマヒルキが供試され、DNA抽出はCTAB法とIce-cold buffer法であった。本年度の主な供試樹種はヒルギダマシであり、DNA抽出は改変CTAB法で、DNAの精製精度を上げるためにDNA抽出キットも併用した。ヤエヤマヒルギについては、昨年度までに設計された24対のプライマーの中から8対のプライマーを用いて解析が行われたが、沖縄のヤエヤマヒルギ集団の変異は極めて小さかった。ヒルギダマシについては7対のプライマーが用いられ、7集団について遺伝解析が行われた。その結果、ヒルギダマシでは集団間のヘテロ接合度が小さく、集団内の遺伝変異も小さいが、個々の集団の遺伝的分化が大きいことが明らかにされた。マイクロサテライトはDNAマーカーとして極めて有用なマーカーであるが、樹種によっては遺伝変異が小さく、マイクロサテライトであっても変異を捉えることが難しかった。これまでに報告されたことのない本研究の成果としての新しい知見として、ヒルギダマシはヘテロ接合割合が小さく、高い割合で自家受粉することで集団を維持する適応戦略をもっていること、個々の集団が小さくて隔離されていることから、集団の遺伝的分化が大きく、種子の移動による遺伝子流動は小さいことが明らかにされた。
ニコチン等物質依存脆弱性・重症度個人差におけるゲノムワイドコピー数多型・変異解析

[目的]近年、ゲノムワイド遺伝子多型解析等によりニコチン等の物質依存脆弱性や重症度個人差の遺伝要因が明らかにされつつあるが、欧米人と比較して日本人サンプルにおける喫煙行動の遺伝要因の研究は大きな進展を遂げていない。本研究では、代表研究者らの所属研究室においてこれまで収集された日本人サンプルに対してゲノムワイドコピー数変異・多型関連解析を行い、ニコチン等の物質依存脆弱性や重症度と関連する遺伝子多型を網羅的に探索する。[方法]喫煙情報の付随するがん・糖尿病・高血圧患者240名を対象とした。合計約50万以上のマーカー遺伝子多型を解析するアレイHumanCoreExome及びiScan Systemを用いたInfinium assay法によるマーカーの判定後、コピー数変異・多型解析用ソフトウェアによりコピー数変異・多型を検出し、上記サンプルの解析を行う。得られたデータを、現有の統計解析用ソフトウェアを用いて統計学的に解析し、ニコチン依存脆弱性・重症度とコピー数変異・多型との関連を見出す。[結論]充分な統計学的検出力を以て日本人においてニコチン依存重症度に関連する有力候補CNVを同定するためにも、別途追加検体を用いて今後検討を行う必要があると考えられる。当該年度の研究において、解析はほぼ予定通り進行し、追加症例を用いてニコチン依存重症度とCNVとの網羅的な関連解析が遂行されたため。今後は、当該年度までの研究において行っていた解析と同様の解析を引き続き行う。すなわち、当該年度には解析対象としていない、喫煙情報の付随するがん・糖尿病・高血圧患者のサンプルに関する独立した全ゲノムジェノタイピングデータを用い、ニコチン等の物質依存脆弱性や重症度に関連するCNVを同定する。さらに、比較的頻度の高いCNVに対しては、commonな一塩基多型などの場合と同様に、物質依存脆弱性や重症度の指標となる臨床データを用いて関連解析を行う。これらの解析において有意な関連が見出されたCNVに関しては、文献検索及びリアルタイム定量PCR(qPCR)による追加解析等を含めた詳細な検討を行い、最有力候補構造多型・変異(最もcausativeと考えられるCNV及びその遺伝子)を同定する。[方法]喫煙情報の付随するがん・糖尿病・高血圧患者300名を対象とした。合計約30万のマーカー遺伝子多型を解析するアレイHumanCytoSNP-12及びiScan Systemを用いたInfinium assay法によるマーカーの判定後、コピー数変異・多型解析用ソフトウェアによりコピー数変異・多型を検出し、上記サンプルの解析を行う。[結論]今後さらなる再現性検証研究が必要とされるが、本研究において同定されたAPOBEC3B遺伝子領域のCNVは、日本人においてニコチン依存重症度に関連する有力候補CNVである可能性が示唆された。当該年度の研究において、解析はほぼ予定通り進行し、ニコチン依存重症度に関連すると考えられる有力候補CNVが同定されたため。

これらの解析において有意な関連が見出されたCNVに関しては、文献検索及びリアルタイム定量PCR(qPCR)による追加解析等を含めた詳細な検討を行い、最有力候補構造多型・変異(最もcausativeと考えられるCNV及びその遺伝子)を同定する。今後は、当該年度までの研究において行っていた解析と同様の解析を引き続き行う。すなわち、当該年度には解析対象としていない、喫煙情報の付随するがん・糖尿病・高血圧患者のサンプルに関する独立した全ゲノムジェノタイピングデータを用い、ニコチン等の物質依存脆弱性や重症度に関連するCNVを同定する。さらに、比較的頻度の高いCNVに対しては、commonな一塩基多型などの場合と同様に、物質依存脆弱性や重症度の指標となる臨床データを用いて関連解析を行う。(理由)基本的には当初の研究期間内に全額を使用すべく計画的に執行したが、本研究を遂行するために最適と思われる試薬(キット)の最新情報開示が翌年度とわかり、試薬の選定および購入が翌年度になったため、本年度達成できなかった試薬の購入、実験、及び解析を次年度に行うこととなった。(使用計画)物品費(実験用試薬及びプラスチック製品等)、旅費(研究成果発表目的の国内外旅費及び研究打合せ目的の出張費等)、その他等(印刷費及び研究成果発表費用(論文校閲・別刷費用)等)に対して使用予定である。(理由)基本的には当初の研究期間内に全額を使用すべく計画的に執行したが、年度末近くになっても実験が引き続いており、本年度達成できなかった実験及び解析を次年度に行うこととなった。(使用計画)物品費(実験用試薬及びプラスチック製品等)、旅費(研究成果発表目的の国内外旅費及び研究打合せ目的の出張費等)、その他(論文校閲費・投稿料・別刷費等研究成果発表費用)に対して使用予定である。
異種移植における糖鎖抗原とNK細胞

<NKレセプターの解析>siRNA配列の導入や糖鎖プローブ,レクチン(GSIB4)及び抗体などを用いてブタ内皮細胞(SEC)表面の糖鎖をブロックし、NK依存性細胞傷害性の変化にα-Galエピトープが関与する事を証明した。ブタの血管内皮細胞からα-Galエピトープ関連糖ペプチドを調製し、糖鎖アフィニディカラムを作成した。対照としてα1,3GTノックアウトブタの内皮細胞からも同様に糖ペプチドを調製した。ヒトNK細胞から膜タンパク質画分を分離し、糖鎖アフィニティカラムを用いたクロマトグラフィを行った。表面プラズモン法を用いて、α-Galエピトープアフィニディカラムの溶出画分に糖鎖を認識するリガンドが含まれていることを確認した。SDS-PAGE電気泳動の結果から、45kDa付近にあるタンパク質はα-Galエピトープに親和性があることを見出した。タンパク質のN末アミノ酸シークエンス分析やLC/MS質量分析などによって、いくつかのペプチド配列が得られた。Gene bankから相同性があるものを見つかっていないため、新規のNKレセプターであることが明らかにした。<新生児ブタの膵臓isletの異種抗原についての解析>2.次に、ブタ内皮細胞(SEC)に、α1,3GT遺伝子のsiRNA配列を導入し、その遺伝子のノックダウンを図った。これらの細胞をYT細胞と反応させ、NK依存性細胞傷害性の変化をLDH release assayによって検討した。細胞傷害性はα-Galエピトープの発現レベルの低下度に依存して抑えられた。有意差が認められた。3.そのほか、α-Galエピトープ関連糖鎖プローブ,レクチン(GSIB4)及び抗体などを用いてブタ内皮細胞(SEC)表面の糖鎖をブロックし、NK依存性細胞傷害性の変化にα-Galエピトープが関与する事を証明した。<NKレセプターの解析>1.糖鎖プローブを作成した。α1,3GTの融合タンパク質を作成し、大量精製をした。次に酵素反応の基質となる二本鎖N-型糖鎖を分離、精製した。最後にα1,3GTの酵素反応を利用し、大量なα-Galエピトープ関連糖鎖プローブを生合成した。次年度にその正確な糖鎖構造情報をHPLCや質量分析などの方法で確認する予定である。2.α-Galエピトープを認識するNKレセプターの同定。糖鎖アフィニティカラムを用いて、NK細胞の膜タンパク質画分からα-Galエピトープを認識できるタンパク質を検索し、候補となるものはいくつかが得られた。次年度にこれらのアミノ酸配列や糖鎖認識性、結合の特異性を解析する予定である。<新生児ブタの膵臓isletの異種抗原についての解析>
気管内吸引の安全性に関する基礎的研究-吸引圧と粘膜損傷の関連性-

1.カテーテル孔の吸引圧の測定:3孔式カテーテルを使用し,53.3kPaの設定圧では,孔にかかった吸引圧の最高は,1孔塞いだ場合に6.3kPa,2孔を塞いだ場合では8.2kPaであった.その時の吸引器が示した圧力はそれぞれ11.5kPa,12.5kPaであった.2.吸引圧と吸引時間が気管粘膜へ及ぼす影響の検討:気管粘膜に,2側孔を塞いだカテーテルの先端孔を当て吸引した.広範囲に基底膜まで達する粘膜損傷があったのは,ラットでは500mmHgで8秒間,ウサギでは,100mmHg以上で8秒の吸引においてであった.ウサギでは,ラット気管では認められなかった上皮が粘膜固有層から遊離する粘膜損傷の形態があった.3.カテーテルの回転による粘膜への影響の検討:ウサギの気管粘膜に先端と1側孔を塞いだカテーテルを横にし側孔を当て,2秒間移動した.同じ吸引圧では,静止した場合より損傷の程度が強かった.4.栄養状態の相違による粘膜への影響の検討:絶食させて低栄養状態にしたウサギに吸引実験を行った.低栄養ウサギは健康ウサギの傷害と同程度またはそれより軽度であった.栄養状態は,気管吸引による粘膜損傷に影響を及ぼしていないと考えられた。5.炎症モデル動物を用いた吸引実験:気管炎症モデル動物の作製の目的で,F-344系雄性ラットに、BLM10mg/kgを腹腔内注射4回10回行った.最終投与から2日14週間後に気管を摘出し標本を作製した.これを病理組織学的に検索し,粘膜組織に好中球を確認した.しかし,BLM非投与群にも好中球を認め,実験群に炎症が生じたと断定できなかった.次に,BLM投与群および非投与群の切開した気管粘膜に,2側孔を塞いだ3孔式カテーテルの先端孔を当て圧400mmHg,8秒間の吸引を実施した.両群の粘膜損傷は同程度であった.BLM投与により気管粘膜が脆弱になったとはいえなかった.1.カテーテル孔の吸引圧の測定:3孔式カテーテルを使用し,53.3kPaの設定圧では,孔にかかった吸引圧の最高は,1孔塞いだ場合に6.3kPa,2孔を塞いだ場合では8.2kPaであった.その時の吸引器が示した圧力はそれぞれ11.5kPa,12.5kPaであった.2.吸引圧と吸引時間が気管粘膜へ及ぼす影響の検討:気管粘膜に,2側孔を塞いだカテーテルの先端孔を当て吸引した.広範囲に基底膜まで達する粘膜損傷があったのは,ラットでは500mmHgで8秒間,ウサギでは,100mmHg以上で8秒の吸引においてであった.ウサギでは,ラット気管では認められなかった上皮が粘膜固有層から遊離する粘膜損傷の形態があった.3.カテーテルの回転による粘膜への影響の検討:ウサギの気管粘膜に先端と1側孔を塞いだカテーテルを横にし側孔を当て,2秒間移動した.同じ吸引圧では,静止した場合より損傷の程度が強かった.4.栄養状態の相違による粘膜への影響の検討:絶食させて低栄養状態にしたウサギに吸引実験を行った.低栄養ウサギは健康ウサギの傷害と同程度またはそれより軽度であった.栄養状態は,気管吸引による粘膜損傷に影響を及ぼしていないと考えられた。5.炎症モデル動物を用いた吸引実験:気管炎症モデル動物の作製の目的で,F-344系雄性ラットに、BLM10mg/kgを腹腔内注射4回10回行った.最終投与から2日14週間後に気管を摘出し標本を作製した.これを病理組織学的に検索し,粘膜組織に好中球を確認した.しかし,BLM非投与群にも好中球を認め,実験群に炎症が生じたと断定できなかった.次に,BLM投与群および非投与群の切開した気管粘膜に,2側孔を塞いだ3孔式カテーテルの先端孔を当て圧400mmHg,8秒間の吸引を実施した.両群の粘膜損傷は同程度であった.BLM投与により気管粘膜が脆弱になったとはいえなかった.A.吸引圧の相違による粘膜への影響の検討深麻酔下で致死させた直後の動物の気管を摘出し,気管を正中線上に切開した後,3孔中2側孔を塞いだカテーテルの先端開口孔を粘膜に当て静止し,吸引した.吸引した部位は病理組織学的検索を行なった.1)ラット気管を用いた吸引実験吸引は,圧200mmHg,300mmHg,400mmHg,500mmHgでそれぞれ2秒間と8秒間を実施した.500mmHgで8秒間実施した吸引において,広範囲に基底膜まで達する剥離が認められた.300mmHg,400mmHgでは限局して基底膜まで達する剥離が認められた.同じ圧力では,2秒間より8秒間の吸引の方に粘膜損傷の程度は強く認められた.2)ウサギ気管を用いた吸引実験吸引は,圧200mmHg,300mmHg,400mmHgでそれぞれ2秒間と8秒間を実施した.微小な表皮剥離は認められたが,基底膜まで達する損傷は認められなかった.本実験条件下では,動物種の相違によって気管粘膜への影響が相違することが考えられた.B.カテーテルの回転による粘膜への影響の検討