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日本におけるポール・クローデルの受容-クローデル作品の能劇化を中心に-

2018年はクローデル生誕150周年にあたり、様々な学会で登壇する機会に恵まれたおかげで、日本におけるクローデル受容について、能との関係にとどまらず、大正期の日本の文壇や社会主義者の目からみたクローデル像を掘り下げることができた。それにより、クローデルが考えている日本像の限界も明らかになった。まず4月に慶應大学で国際シンポジウム「クローデルと日本ー交叉する視線」を企画し、クローデルと能というテーマが、大正から現在まで日仏を往復している様子について、主に新作能の分析を中心に発表した。5月はシカゴ大学で行われた国際シンポジウム「クローデルの世界主義(世界統一を説くカトリック詩人)」に登壇し、日本におけるクローデルの世界主義の様相とその限界を明らかにした。9月はソルボンヌ大学での国際シンポジウム「クローデルとアクチュアリティ」に登壇し(諸事情により音声にて)、大正期の日本人にクローデルが与えた影響、特に小牧近江という人物との関わりについて解明した。いずれも日本語による資料(新作能の詞章や上演プログラム、大正期に出版された文学雑誌のクローデル特集号やクローデルに捧げられた日本人作家による作品集等)を材料に分析し、フランスのクローデル研究では成されていない問題を提起した。また夏・秋にかけては、「ジャポニスム2018」のプログラムである「能・狂言パリ公演」にむけて、プログラムや字幕に掲載される能と狂言および解説文の仏訳を行った。この作業を通じ、能・狂言の作品理解が深まったとともに、異文化に発信することの困難さ、発信するための工夫の仕方などについても学ぶことができた。進展できたのは、登壇した3つの国際シンポジウムが予想以上に有意義であったことが理由といえる。4月に企画した国際シンポジウムでは、クローデルの専門家だけでなく、演出家や能楽師も招いて意見を交換したことにより、研究における視野を広げることができた。シカゴの国際シンポジウムではアメリカのクローデル研究者と交流する機会を初めて持つことができたため、今までにない視点から「クローデルと日本」というテーマを捉えるためのインスピレーションを受けた。それを生かしてソルボンヌでのシンポジウム原稿を準備し、クローデルが大正期の日本人に与えた影響の一部を探ることができた。能のパリ公演にむけて、能3作品、狂言2作品のテキストと字幕を翻訳し、フランスに日本文化の一部を発信する作業の中で、また新たな視点からクローデルと能というテーマを考えることができたため。日本におけるクローデル劇の受容について、作品ごとに翻訳・上演の歴史を調査し、劇評も参照しながら、特にクローデル演劇のカトリック色が日本人にどのように響いたのかを解明する。その際フランスでの演出の様子とも比較する。主に、『黄金の頭』、『繻子の靴』、『火刑台上のジャンヌ・ダルク』の受容について調査する予定である。クローデルの能解釈について、能楽師へのインタビューにより、クローデルの解釈の独自性を明らかにしていく。能楽師の意見とクローデルの意見が響きあう部分のみならず、反対に、ずれが生じていればその部分も掘り下げていく。

日本におけるクローデル劇の受容について、作品ごとに翻訳・上演の歴史を調査し、劇評も参照しながら、特にクローデル演劇のカトリック色が日本人にどのように響いたのかを解明する。その際フランスでの演出の様子とも比較する。主に、『黄金の頭』、『繻子の靴』、『火刑台上のジャンヌ・ダルク』の受容について調査する予定である。クローデルの能解釈について、能楽師へのインタビューにより、クローデルの解釈の独自性を明らかにしていく。能楽師の意見とクローデルの意見が響きあう部分のみならず、反対に、ずれが生じていればその部分も掘り下げていく。諸事情で、当初計画していたフランスでの調査が行えなかったため、旅費がかからず、次年度使用額が生じた。次年度は、育児休職明けに、主に書籍(日仏交流、フランス演劇、能楽関係)を購入し、また能楽師へのインタビュー謝礼、場合によっては国内調査の旅費に使用する予定である。フランス語論文を執筆する際は校閲の謝礼にも使用する。
睡眠覚醒リズムからみた集中治療環境でのせん妄病態とメラトニンアゴニスト治療の効果

CCUに新規入院した心疾患患者23人を対象とし尿中6-SMT(6-sulphatoxymelatonin)を計測するとともに,アクチグラフ装着記録で睡眠・覚醒状態の確認を行った.対象症例に年齢、性別をマッチさせた健常対照高齢者19人を集中治療室と同様の環境で尿中6-SMTを計測し,アクチグラフによる睡眠・覚醒状態を調べ比較検討を行った.夜間6-SMT値は患者群では対照群と比較して有意に低く,アクチグラフによる睡眠記録においては,患者群では夜間の6-SMT値に負の相関を認めた.CCUの心疾患患者では,入院直後からメラトニン分泌が低下しており,不眠の発現の要因になっているものと推察された.心疾患患者に睡眠障害が多く存在していることは知られているが、その原因は明らかではない。メラトニンは内因性に睡眠を調節しているホルモンであり、メラトニン分泌の低下と心血管疾患の発症との関連が報告されている。そのため、本研究では、心疾患患者におけるメラトニン分泌と睡眠の関連を調査し、心疾患患者の睡眠障害とメラトニンの関連性について検討する。また、そののちに、睡眠障害を合併する心疾患患者に対するメラトニンアゴニストの内服投与をし、睡眠障害及び心疾患に関連する循環器指標の改善度の評価を行う。集中治療環境における心疾患患者のメラトニン分泌と睡眠状態の関係を調べるため、東京医科大学病院CCUに入院した65歳以上の高齢者を対象に、尿中のメラトニン代謝物(6-SMT)の測定、アクチグラフを用いた睡眠客観評価、質問紙による睡眠の主観評価を行った。また、健常対照として、年齢、性別をマッチさせた健常高齢20人を対象に、手中治療環境類似の施設内で尿中メラトニンの測定、アクチグラフを用いた睡眠の客観評価、質問紙による睡眠の主観評価を行った。今後はこの結果を解析するとともに、睡眠障害を合併した心疾患患者に対するメラトニン投与の効果を検討していく予定である。平成23年、24年研究で得られたCoronary Care Unit(CCU)入院中の心疾患患者におけるアクチグラフや質問紙を用いた睡眠指標や尿中の6-sulfatoxymelatonin(6-SMT)によるメラトニン分泌定量評価の対照研究を行った。平成25年3月と9月の二回に分け、計19人の年齢、性別をマッチさせた健常対照者に対して、CCUと類似の環境下での睡眠指標やメラトニン分泌の評価を行った。また両研究で得られたデータの解析を行いCCU患者と健常高齢者におけるメラトニン分泌や睡眠状態の比較検討した。この結果をもとに論文作成中である。CCUに新規入院した心疾患患者23人を対象とし尿中6-SMT(6-sulphatoxymelatonin)を計測するとともに,アクチグラフ装着記録で睡眠・覚醒状態の確認を行った.対象症例に年齢、性別をマッチさせた健常対照高齢者19人を集中治療室と同様の環境で尿中6-SMTを計測し,アクチグラフによる睡眠・覚醒状態を調べ比較検討を行った.夜間6-SMT値は患者群では対照群と比較して有意に低く,アクチグラフによる睡眠記録においては,患者群では夜間の6-SMT値に負の相関を認めた.CCUの心疾患患者では,入院直後からメラトニン分泌が低下しており,不眠の発現の要因になっているものと推察された.せん妄は、その臨床経過と症状の日内分布特性から、概日リズム障害の病態への関与が推測される。今回我々は、せん妄発現率の高いCCU(coronary care unit)入院中の高齢急性冠症候群(acute coronary syndrome:ACS)患者を対象として、睡眠・覚醒状態、概日リズム指標である尿中のメラトニン代謝産物、深部体温を5日間連続測定し、せん妄発現リスクと生体リズム障害との関係を検討した。第一段階研究として、集中治療環境でのせん妄病態の解明のために、CCUに新規入院した60歳以上のACS患者に対して、尿中6-SMT(6-sulphatoxymelatonin)計測、深部体温測定、アクティグラフ装着記録、同時にせん妄の重症度評価尺度であるDelirium Rating Scale-Revised-98(DRS-R-98)、睡眠の自己評価尺度であるセントマリー病院睡眠調査票(St. Mary's hospital sleep questionnaire :SMH)を評価した。現時点では10人の患者がエントリーしている。CCU入院期間中にDRS-R-98のスコアの悪化を認める症例はいたが、明らかなせん妄を発症した症例は存在しない。今後はさらなる症例の集積を待つとともに、DRS-R-98、SMH、尿中6-SMT、アクティグラフの解析を行っていく。平成23年平成24年の研究ではCoronary care unit(CCU)入院中の心疾患患者におけるアクチグラフや質問紙を用いた睡眠指標や尿中の6-sulfatoxymelatonin(6-SMT)によるメラトニン分泌定量評価を行い、平成25年は年齢性別をマッチさせた健常対照者に対して、CCUと類似の環境下での睡眠指標や6-SMTによるメラトニン分泌定量評価を行った。平成26年度はこれらの研究で得られたデータの解析を行いCCU患者患者と健常高齢者におけるメラトニン分泌や睡眠状態の比較検討を行った。その結果、CCU入院中の患者においては、健常対照群と比較して、入院直後よりメラトニンの分泌が低下していた。またCCU患者の尿中メラトニン値と睡眠指標においては正の相関がみられた。これにより、CCU患者ではメラトニン分泌が低下しており、それが不眠症状やせん妄の発現に寄与していることが示唆された。

また、その結果を基に学会発表や論文作成を行い、現在国際医学雑誌chronobiology international誌に掲載予定である。睡眠学第一段階研究である、CCUにおける心疾患患者の研究対象書を集めるのに予想以上に時間を要した。その理由として、心疾患が重度で研究に対する同意を取得するのが艱難な患者が多かったことと、同意を取得しても研究実施に十分な期間CCUに入室せずに、早期に一般病床へ転床した患者が多かったためと考えられる。平成23年、24年度に引き続き研究協力者の募集が予想以上に難航した為。予想よりもエントリー可能な症例が少なく、現時点での症例が少ない。また、身体的に比較的に軽症な患者が対象になっているため、CCU入院期間が短く、せん妄の発症率が低いため、解析に必要な症例集積に難渋している。第2段階研究である、健常対照者研究の追加実施(CCU患者との対象例数を合わせるため)。及び、循環器内科病棟入院中の睡眠障害を合併した慢性心不全患者を対象に、メラトニンアゴニストの内服投与を行い、睡眠障害と心不全に関連する検査項目の改善度を評価する。今後は比較的順調に研究が進展すると予想される。症例の集積を待ち、データの解析、学会発表、論文執筆を行っていく。健常対象者研究に参加する健常対象者、研究協力者に対する謝金、尿中6SMTの検査費用。心不全患者に対するメラトニンアゴニストの効果の研究に関わる検査(尿中6SMT、循環器指標)の費用。その他研究実施に必要な諸経費。平成24年、25年度にCCU入院患者と健常対照群でのメラトニン分泌と睡眠評価の比較検討を行ったが、これを基にしたメラトニンアゴニストの治療効果の検討が未実施であり、これを平成26年度に行い、睡眠学会のシンポジウムで発表することとしたため未使用額が生じた。メラトニンアゴニストの治療効果の研究実施及び解析と学会でのシンポジウムでの発表を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。尿中6-SMTの検査費用。第二段階研究での健常対象への謝金、6-SMTの検査費用。
石炭液化油の化合物タイプ(ヒドロ芳香族類)同族系列による構造解析に関する研究

石炭の溶剤抽出物、高圧水素化分解反応生成物などの石炭液化油は多数成分の複雑な混合物である。この化学構造の評価方法として、構成成分を芳香環一ナフテン環(ヒドロ芳香族環)構造の化合物タイプ(Z数)として表わし、この種類とこれに置換するアルキル基炭素数の異なる同族体として特徴ずけるのが適当であることを述べてきた。この化学構造の評価法によって、Illinois No.6炭(C%:80.7,S%:2.5)及び三池炭(C%:84.5,S%:1.0)のn-ヘキサン可溶の溶剤抽出物(抽出オイル)及び水素化分解生成オイル(水素化分解オイル)の化学構造の特徴を的確、且つ確実に評価、比較する事ができた。抽出オイルと水素化分解オイルの化合物タイプの種類は両者で同じであるが、この含量分布並びに各化合物タイプ同族体の分布は両者で僅かながら異なる。これが石炭化反応によるものか水素化分解反応によるものかは、現在検討中である。石炭液化油をアミンカラムのHPLCによって、飽和炭化水素および芳香族環数ごとに更に極性化合物の各化合物クラスに分類、分別する事が出来、以降の構造解析に多くの利点をもたらした。分別した化合物クラスフラクションの構造解析から、各フラクションはナフテン環数の異なるヒドロ芳香環(芳香環数は揃っている)が混在している。ヒドロ芳香環のナフテン環数による分別法として有望視されたODSカラムHPLC及びリサイクルGPC分別法は、側鎖アルキル基炭素数による分離がナフテン環数による分離特性と相競合する事が分かり、ナフテン環による選択的分離には成功しなかった。引き続いて平成4年度には、カーボンカラムHPLCが溶質成分との平面配向性によって、ヒドロ芳香環を分離することが出来るかを検討した。この結果、ヒドロ芳香族化合物の異性体によって分離がなされることを見いだした。石炭の高圧水素化分解反応生成オイルは複雑な成分の混合物であり、HPLCーGC/MS法によつて化合物タイプ(Z数:CnH_<2n+z>)の分子量分布(化合物タイプ分子イオンスペクトル)として解析を行なって来た。本研究では、各化合物タイプの側鎖アルキル基炭素数毎の異性体をGCの保持時間(Scann No)で区別することにより、同族体系列のZマスクロマトグラムとして表示、解析する方法を検討した。イリノイNo.6炭のピリジン可溶ーベンゼン不溶分の高圧水素化分解反応を行ない、オイル分を得た。これをアミンカラムのHPLCに注入し、飽和炭化水素(FrーP)、ー環芳香族成分(M)、二環芳香族成分(D1,D2)、三・四環芳香族成分(T)、極性成分(PP)に分離、分取した。この内、FrーM,D1,D2、Tについて低電圧イオン化法のGCーMS分析を行ない、化合物タイプ分子イオンベクトルを解析し、且っ各化合物タイプ同族体毎のZマスクロマトグラムとして表示した。これより全イオンクロマトグラム(TIC:GCのガスクロマトグラムに担当)の複雑な混合成分を、各化合物タイプ(FrーM:Z=ー8(テトラリン類)、Z=ー10(ジナフテノベンゼン類)...)毎にスペクトル的に分類し、同じ化合物タイプに属する各成分の分布を明らかにした。各化合物タイプはナフテン環数の増加によって、この同族体の分布は保持時間の長い方(高いScann No.)に順次移動している。

更に各化合物タイプについて、アルキル基炭素数毎の異性体によるクロマトグラム(マスクロマトグラム)として表わした。例えばZ=ー8のテトラリン又はインダン母核環のC_2ーC_9アルキル同族体の分布を見ると、アルキル基炭素数がこの順に次第に高保持時間側に移動している。他の化合物タイプ同族体についても、同様な現象である。以上、化合物タイプ同族体の分布による解析によって詳細な構成成分の知見を得た。石炭の高圧水素化分解生成オイル分は多種類の環構造(芳香族環ー脂環、ヒドロ芳香族環)に多様なアルキル基、ヘテロ官能基が結合した複雑な混合物である。このため構成成分の化学構造の究明は極めて困難であり、研究の進展が阻まれている。研究者らはHPLC-MS法によって化合物クラス(飽和炭化水素、芳香族環数毎に)に分別し、更に化合物タイプの同族体に分類する構造解析法を確立した(平成3年度)。平成4年度は引き続いて、化合物タイプの同族体を低電圧イオン化(LV)、高電圧イオン化(HV)電子衝撃法(EI)MSによって構成成分の解析を行なった。赤平炭液化油中性成分を化合物クラスに分別し、GC-LV-EI MS法によって化合物タイプ同族体に帰属、分類を行なった。各スキャンNoでのGC-LV-EI MSスペクトルから分子イオンスペクトルを測定して、成分の重複の程度を判定した。主成分がほぼ一種の化合物について、HV-EI MSスペクトルから成分の同定、或は限定することが出来た。各化合物同族体について、保持指標を基準として各成分を配列、帰属した。化合物タイプ同族体の構造解析と平行して、ヒドロ芳香環のナフテン環数による分離を、前年度に検討したODSカラムHPLC、リサイクルGPC分別法に続いて、平成4年度でカーボンカラムHPLCの分離について検討した。カーボンカラムはπ-π電子によってナフテン環構造によるヒドロ芳香族環の非平面性によって吸着の程度に差が生じ、分離が期待できる。石炭液化油の一環芳香族成分をカーボンカラムHPLCによって細分離し、GC-LV-EI MSによって構造解析を行なった所、どのフラクションにも同じ分子量の成分が含まれていた。これは石炭液化油に含まれる構造異性体が分離されたものと考えられる。そこで、各スキャンNoでのHV-EI MSスペクトル、GCによって異性体成分の確認を行なっている。
スピン偏極電子線としてのベータ線と光学活性薄膜との相互作用

本研究では、容易に得られるβ線(高速のスピン偏極電子線)を用いて光学活性物質中の透過実験を行ない、衝突過程における左右非対称の効果の検出を試みる。その効果は極めて小さいと予想されるので精密測定をせねばならない。特に、β線のエネルギーは連続的に分布しているので、エネルギー分解をして測定せねばならない。そのような点に留意して装置を作製した。1.測定装置の構成((2)を除いてほぼ完成した)(2)サンプル・チェンジャー(D体,L体,DL体,ブランクを自動的に交換)(4)パルス計測系(イ)プリアンプ(ロ)スペクトロスコピー・アンプ(ハ)パルス高マルチチャンネル・アナライザー(MCA)(5)制御系Tomcatパーソナルコンピューター(IBM互換)による。上記のMCAとGPIBの2/Oボードを内蔵2.測定系のテスト(1)制御用ソフトウェアパスカル言語を用いてプログラムを作成した。(2)測定系の動作テストテストパルス発生器を用いて動作チェックを行ない、β線を直接計数してプリアンプの調整とMCAのテストを行なった。3.結果テストの結果、計数率が高いとパルスの重なり(パイルアップ)の誤差が無視できないことが分ったので、シミュレーションによる定量的検討を行なっているところである。4.まとめGPIB制御のサンプルチェンジャーの完成,パイルアップの除去が次の段階である。
高分解能原子間力顕微鏡・分光法による生体分子間認識・相互作用力の直接可視化

本年度は、主に下記2項目の研究テーマに注力して研究を推進した。(1)高度フォースマップ法による生体分子周囲の局所電荷密度計測特異結合などの生体分子の機能発現素過程には、生体分子の機能活性部位周辺の電荷分布が大きく影響することから、生体分子周囲の局所電荷分布計測が強く求められている。一方、溶液中の帯電した領域上に形成される電気二重層は、AFMフォースカーブ計測によって、局所DLVO力/電気二重層力として検出可能である。実際、これまでの研究により、3次元フォースマップ法を用いることで局所DLVO力/電気二重層力の3次元分布計測が可能であることが示されている。しかしながら、生体分子の極近傍に存在する水和構造と電気二重層(界面イオン分布)との関係については不明な点が多く、また、個々の水分子の離散性を反映する水和構造と、連続体と捉えられる電荷分布を起源とする電気二重層力の間には概念的差異があり、統一的な理解が求められている。本研究では、生体分子周囲のより高精度な局所電荷密度計測の確立を目指し、FM-AFMベースの高度フォースマップ法によって水和構造力と電気二重層力の分離検出が可能であることを、表面構造と電荷分布が既知のテスト試料を用いて検証した。また、実際に生体試料を用いて電荷分布計測を行った。(2)生体分子間認識・相互作用の可視化局所領域における分子認識・相互作用力のフォースマップ法の有効性の検証するために、基板の特定領域にのみ特異結合分子が存在する、非一様分布を有する試料を新たに作製し、本フォースマップ法によって特異結合力の空間分布を測定した。非一様試料としては、脂質膜の島状ドメイン形成、あるいは相分離脂質膜を利用して作製されたstreptavidin2次元結晶膜を使用した。また、複製フォーク形成時に必要となるDNA-タンパク質複合体を作製するとともにその可視化を進めた。本年度は、以下の2つのサブテーマの研究を中心として、新たな生体分子機能イメージングを確立するための具体的な研究を推進した。サブテーマ「(1)高度フォースマップ法による生体分子周囲の局所電荷密度計測」においては、FM-AFMベースの高度フォースマップ法による水和構造力と電気二重層力の分離検出が可能であることを実証した。このためのテスト試料として、表面構造と電荷分布が既知の結晶試料、層状ケイ酸塩結晶(クリノクロアと呼ばれる)を用いた。この結晶は、正電荷をもつ酸素八面体層と、負電荷をもつケイ酸塩四面体層が交互に積層した特徴的な構造をもつ。これら異なる2つの層が結晶へき開面として露出することから、帯電した表面の水和構造と電気二重層を分子レベルで探る上で最適な試料となっている。実験で得られた3次元フォースマップは、四面体層・八面体層の両方で、表面に平行な層状の明暗コントラストを示し、固液界面に複数の層状水和殻が存在することを示した。一方、八面体層上ではやや暗い背景力(電気二重層引力)が測定され、八面体層が正帯電であることが示された。逆に、四面体層上では背景力は明るく、電気二重層斥力が観測され、この領域が負の電荷をもつことが確認された。また、実験結果とDLVO理論との対応によって、表面上での局所電荷密度を定量的に求めることができた。さらに、生体試料への応用として、コンフォメーションの異なる2種類のDNA(B-DNA、Z-DNA)上の局所表面電荷密度を求めることにも成功した。また、サブテーマ「(2)生体分子間認識・相互作用の可視化」では、streptavidin (SA)に特異的に結合するbiotin修飾探針を用い、脂質膜上に局所的に分布するSAドメイン上で、分子認識力および散逸力の空間分布を、動的および静的AFMに基づくフォースマップ法によって得ることに成功した。生体分子の機能発現は、多くの場合、主にその機能と関連するタンパク質分子などの微視的構造/コンフォメーション変化によって誘起される。こうした構造等の変化は生体におけるナノ力学情報伝達の本質であり、従って、生体分子のナノ力学応答の直接計測はそのメカニズム解明に向けて極めて有効な手法となる。また、タンパク質分子そのものの微視的弾性についても、これら分子によって形作られる細胞弾性や組織弾性と直接的につながるため、細胞/組織疾患との関連性の点からも興味深い。一方、ナノ力学物性計測については、これまでの研究により、AFMによるソフトマター粘弾性計測として、分子レベル力学物性の測定は実現されているものの、溶液下における単一生体分子のナノ力学応答についての研究は十分進展していなかった。今後の研究では、高度フォースマップ法を用いることで、タンパク質分子内のドメイン間のナノ力学応答の違いを測定し、生体機能との関連を明らかにする。特に、タンパク質内のヘリックス、シート、ループ構造などの二次構造の違いと、局所弾性および局所弾性エネルギー損失との関連について解析する。また、生体分子周囲の水和殻がタンパク質構造の柔軟性に影響することが示唆されており、分子周囲水和構造と生体分子弾性との関連性という観点でも研究を進める。これまで、真核生物DNAの複製初期過程に関わるDNA-タンパク質複合体の複合過程の研究を進めてきたが、今後の研究においても引き続き、複製フォーク形成過程の研究を進めるとともに、DNA複製プロセスの進行を緩和するあるいは停止する特定の領域(RFB)についての研究を進める。特に、RFB活性化を担うタンパク質FOB1とDNAの複合構造の可視化を目指す。

本研究では、周波数変調原子間力顕微鏡法(FM-AFM)を動作基盤とする高度3次元フォースマップ技術を用いた新たな分子機能イメージング法を確立し、生体分子の細胞生理機能における微視的役割を解明することを目指している。本年度は、下記2項目の研究テーマに注力して研究を推進した。(1) 3次元フォースマップ法の高度化リガンド-受容体分子間の相互作用マッピング計測法を確立するため、biotin修飾AFM探針とstreptavidin試料間の特異結合力をFM-AFMによって測定する際の種々の計測パラメータ、すなわちbiotin-探針間の結合距離(=PEG長さ)、探針振動振幅、フォースカーブ測定時の探針掃引速度などのパラメータを最適化した。これによって効率的な生体分子間相互作用力マッピング計測を実現した。一方、ナノピペットを高精度に位置決めし、特異結合する標的分子を極微少量注入制御する技術を開発した。また、液中での電気泳動を応用して、負帯電ナノ微粒子を基板上に堆積することに成功した。(2)生体分子間認識・相互作用の可視化[DNA複製初期過程可視化]DNA複製過程の第一段階では、2重鎖をほどくヘリカーゼ活性をもつMCMタンパク質がDNAと結合するが、このDNA-MCM複合体のFM-AFM観察を行った。観察像は、重なった2つの環状MCMがDNAと結合することを示したが、DNAとMCMの結合は、従来考えられていたようにDNA鎖が単純に2つのMCM環を通過するわけではなく、複雑な結合様式を取ることが示唆された。[脂質結合タンパク質分子可視化]脂質膜に結合してチャネル状細孔を形成する毒素蛋白質の2次元結晶を可視化した。細孔形成は脂質組成に依存しており、少数分子で細孔を形成し2次元結晶化するヘモリシンと、受容体が必要となるストレプトリシンでは分子集積速度が大きく異なることが示された。本研究課題は、主に4つの研究サブテーマから構成されるが、本年度は、その中の下記2つのサブテーマの研究を中心として、新たな生体分子機能イメージングを確立するための具体的な研究を行った。サブ研究テーマ「(1) 3次元フォースマップ法の高度化」においては、リガンド-受容体分子間の相互作用力マッピング計測法の確立に向けて、biotin探針およびstreptavidin試料を用いて、その計測パラメータの最適化を行った。FM-AFM動作時の探針はカンチレバーの共振周波数で振動しているが、振動時の探針に対しての非特異吸着は大幅に減少することが新たに見いだされた。これによって測定における特異/非特異結合の有無の判断は容易になり、相互作用力マッピング法の実現に向けて大きく前進した。さらに、ナノピペットを用いた極微少量の溶液吐出技術を構築・開発し,特定分子をターゲット試料近傍に局所注入することに成功した。また、サブ研究テーマ「(2)生体分子間認識・相互作用の可視化」では、DNA複製時の第一段階において、ヘリカーゼ活性のあるMCMタンパク質がDNA鎖に結合する過程をFM-AFMにより可視化することに成功し、その観察結果から、MCM-DNA結合様式について、従来の解釈とは異なる新たな知見を得ることができた。
ハイエントロピー合金に内在する元素間相互作用と相安定性原理の実験的解明

主要研究対象とするHEA合金などで以下の予備検討などを行い,次年度以降の研究推進を図った.(1) Fe基多元系モデル合金の相安定性の検討: fccおよびbcc基の規則相を有するFe-Ni-AlおよびFe-Ni-Mn合金に注目して,自由エネルギー計算よりFe-Ni-Al系では規則化と相分離の同時発現する可能性を確認した.両3元系における種々の組成の合金を溶製した後,熱間塑性加工と均質化処理を組み合わせて来年度から行う溶体化時効の準備を整えた.(2) HEA合金溶体に内在する不均一性の定量的評価法の確立:HEA合金に内在する構成元素間のSRO・MRO構造の詳細を解明するため,高精度で散漫散乱測定と3次元強度マッピングが可能な新規X線回折システムを構築し,Zr基金属非晶質合金等での測定を実施するとともに,単結晶高合金の作製を行い,溶体中の組成・密度不均一領域の定量的評価の準備を整えた.(3) HEA合金溶体における規則化/クラスタリングの評価法確立:大体積の原子マップ取得に適した3DAP針試料形状や試料加工方法の確立と積層欠陥への元素偏析の有無の検討などを行った.また,HEA合金中の拡散現象と点欠陥構造の関係の解明:陽電子寿命測定によるHEA合金の空孔の移動エンタルピーの定量的評価により, 4元系や3元系の合金,純Niと比較して顕著な差はないこと,第一原理計算から空孔の移動を担う元素により移動エンタルピーが異なる可能性を見出した.各担当項目におけるモデル合金のスクリーニング,と解析手法の検討,年度末における新規導入装置の立ち上げは完了しており,次年度以降の研究を問題なく推進できる状況は達成されており,一部の項目ではHEA合金におけるナノレベルの不均一性に関する初期の研究成果も得られている.次年度における以下の研究項目を効率良く推進するように班内会議を適宜実施する.また,班間連携により計算科学からの予測と実験結果との比較を行う.さらにHEA合金の最新情報を国際会議等への参加などを積極的に行って収集し,今後の研究に生かす.主要研究対象とするHEA合金などで以下の予備検討などを行い,次年度以降の研究推進を図った.(1) Fe基多元系モデル合金の相安定性の検討: fccおよびbcc基の規則相を有するFe-Ni-AlおよびFe-Ni-Mn合金に注目して,自由エネルギー計算よりFe-Ni-Al系では規則化と相分離の同時発現する可能性を確認した.両3元系における種々の組成の合金を溶製した後,熱間塑性加工と均質化処理を組み合わせて来年度から行う溶体化時効の準備を整えた.(2) HEA合金溶体に内在する不均一性の定量的評価法の確立:HEA合金に内在する構成元素間のSRO・MRO構造の詳細を解明するため,高精度で散漫散乱測定と3次元強度マッピングが可能な新規X線回折システムを構築し,Zr基金属非晶質合金等での測定を実施するとともに,単結晶高合金の作製を行い,溶体中の組成・密度不均一領域の定量的評価の準備を整えた.(3) HEA合金溶体における規則化/クラスタリングの評価法確立:大体積の原子マップ取得に適した3DAP針試料形状や試料加工方法の確立と積層欠陥への元素偏析の有無の検討などを行った.また,HEA合金中の拡散現象と点欠陥構造の関係の解明:陽電子寿命測定によるHEA合金の空孔の移動エンタルピーの定量的評価により, 4元系や3元系の合金,純Niと比較して顕著な差はないこと,第一原理計算から空孔の移動を担う元素により移動エンタルピーが異なる可能性を見出した.各担当項目におけるモデル合金のスクリーニング,と解析手法の検討,年度末における新規導入装置の立ち上げは完了しており,次年度以降の研究を問題なく推進できる状況は達成されており,一部の項目ではHEA合金におけるナノレベルの不均一性に関する初期の研究成果も得られている.次年度における以下の研究項目を効率良く推進するように班内会議を適宜実施する.また,班間連携により計算科学からの予測と実験結果との比較を行う.さらにHEA合金の最新情報を国際会議等への参加などを積極的に行って収集し,今後の研究に生かす.
在宅要介護高齢者の家族介護者が必要としている介護技術指導

本研究の目的は、訪問看護ステーションに勤務する看護師の技衛指導に関する認識および在宅要介護高齢者の家族介護者が実施するにあたり不安や困難を感じている介護技術を明らかにし、両者を比較、検討することである。方法は、訪問看護ステーションに勤務する看護師を対象に実施した「訪問看護における家族への介護技術指導に関する調査」の結果と、在宅要介護高齢者の家族介護者を対象に実施した「介護技術に関する調査」の結果とを比較し、検討した。調査の結果、看護師が家族介護者への指導の必要性が高いと回答した介護技術は、褥瘡予防、口腔ケア、嚥下困難の食事介助、体位変換、室温調節、紙おむっの仕様や交換の方法、観察、安楽な体位、安楽な呼吸のための体位、上肢に障害のある揚合の寝衣交換など、日常生活に密着した内容のものが多かった。一方、家族介護者が不安や困難を感じると回答した介護技術は、病状の観察、車椅子への移乗や車椅子移動、要介護者とのコミュニケーション、手に障害(麻痺など)がある要介護者の寝衣を着替えさせること、食べ物や飲み物を飲み込みにくい要介護者の食事介助、ベッド上で要介護者の体を上下方向や水平方向に動かすこと、歯磨きやうがいで要介護者の口の中をきれいにすることなど、日常生活の中で必要となる技術が多かった。吸引、酸素吸入、尿道カテーテルの管理、経管栄養の管理など、医療器具を使用する専門的技術については、看護師はそれほど指導の必要性を感じておらず、家族介護者も不安や困難をあまり感じていないという結果であった。本研究の結果より、訪問看護師が家族介護者への指導の必要性を感じている介護技術と、家族介護者が実施にあたり不安や困難を感じる介護技術はほぼ一致していることが明らかになった。今後は、これらの技術の指導について、より効果的な方法や内容を検討していくことが、訪問看護の質め向上につながると考える。【目的】在宅要介護高齢者の家族介護者が、実施するにあたり不安や困難を感じる介護技術を明らかにする。【方法】対象は、A県内で在宅要介護高齢者の介護をしている家族介護者530名。データは質問紙調査により収集した。調査内容は(1)介護技術34項目について、実施に伴う不安や困難の程度(「4=強く感じる」から「1=全く感じない」の4段階)、(2)介護者および要介護者の属性。分析は、介護技術34項目について、4段階の回答を各項目の得点とし、項目ごとの平均点を求めた。調査は無記名とし、個人のプライバシー保護、調査への協力の有無は個人の利害に影響を及ぼさないこと等について明記した。【結果】調査用紙の回収数は281、回収率は53.0%。このうち278票を分析対象とした。介護者の性別は、女性が224名(80.6%)、男性が40名(14.4%)、平均年齢は65.0±11.5歳であった。要介護者との続柄は、配偶者が124名(44.6%)、子が77名(27.7%)、嫁が52名(18.7%)であった。平均介護年数は5.9±5.2年であった。要介護高齢者の性別は、女性が145名(52.2%)、男性が119名(42.8%)、平均年齢は81.3±9.9歳であった。要介護度は、要介護1が13名(4.7%)、要介護2が24名(8.6%)、要介護3が23名(8.3%)、要介護4が56名(20.1%)、要介護5が144名(51.8%)であった。介護者が不安や困難を感じる技術項目は、「病状の観察」(2.87)、「車椅子への移乗・車椅子移動」(2.77)、「要介護者とのコミュニケーション」(2,76)、「手に障害(麻痺など)がある要介護者の寝衣を着替えさせること」(2.69)、「食べ物や飲み物を飲み込みにくい要介護者の食事介助」(2.66)であった。【考察】家族介護者が不安や困難を感じる介護技術は、観察、移動、コミュニケーション、清潔、食事などであったことから、基礎分野や日常生活分野に属する介護技術を実施している介護者の負担感は大きいことが推測される。

一方、家族介護者が不安や困難を感じると回答した介護技術は、病状の観察、車椅子への移乗や車椅子移動、要介護者とのコミュニケーション、手に障害(麻痺など)がある要介護者の寝衣を着替えさせること、食べ物や飲み物を飲み込みにくい要介護者の食事介助、ベッド上で要介護者の体を上下方向や水平方向に動かすこと、歯磨きやうがいで要介護者の口の中をきれいにすることなど、日常生活の中で必要となる技術が多かった。吸引、酸素吸入、尿道カテーテルの管理、経管栄養の管理など、医療器具を使用する専門的技術については、看護師はそれほど指導の必要性を感じておらず、家族介護者も不安や困難をあまり感じていないという結果であった。本研究の結果より、訪問看護師が家族介護者への指導の必要性を感じている介護技術と、家族介護者が実施にあたり不安や困難を感じる介護技術はほぼ一致していることが明らかになった。今後は、これらの技術の指導について、より効果的な方法や内容を検討していくことが、訪問看護の質め向上につながると考える。
新規バイオマーカーに基づく頭蓋内胚細胞腫瘍の革新的診断／治療システムの開発

頭蓋内胚細胞腫瘍は適切な治療により長期生存が期待できる数少ない悪性脳腫瘍であるが、診断(組織型分類)、病勢確認を確実に行うためのバイオマーカーは未だ存在しない。近年、microRNAが腫瘍形成の様々な過程に関与していることが明らかになりつつあるが、一方で体液中に放出される分泌型microRNAが、がんを代表とする様々な疾患のバイオマーカーとなり得るとして注目されている。本研究では、microRNA発現プロファイルに基づいて頭蓋内胚細胞腫瘍の各組織型への分化過程におけるバイオマーカーを同定し、患者血液を用いてリアルタイムにモニターすることを可能とすることを目標としている。平成30年度においてはまず、血液中、髄液中のバイオマーカーの同定が可能であるかの基礎実験を行った。胚細胞腫瘍患者の髄液、血液サンプルが現段階では少なかったため、代替として代表的な脳腫瘍である神経膠腫患者から得た血液、髄液サンプルを用いて実験方法の確認を行った。高感度のデジタルPCR法を用いることで、脳腫瘍患者の髄液中より腫瘍特異的遺伝子の検出が可能であった。今後はこれらの手法を胚細胞主要患者サンプルを用いて実験を進めていく予定である。具体的には下記に沿って実験を行っていく1頭蓋内胚細胞腫瘍臨床サンプルを用いて、網羅的microRNAの発現プロファイルを基に、腫瘍分化過程および腫瘍組織型決定に関わるmicroRNA群を同定する。2同定したmicroRNA群が患者血液中にも存在する分泌型microRNAであることを確認し、治療前後、再発時などの臨床経過の様々な時点での推移を明らかにする。胚細胞腫瘍患者の血液、髄液ライブラリーの作成が思うように進んでいない。特に昨年度は入院患者数が少なかったため、治療過程に沿った血液、髄液の採取が困難であった。頭蓋内胚細胞腫瘍の各組織型の臨床サンプルよりmicroRNAを含んだtotal RNAを抽出する。網羅的microRNAの解析にはAgilent miRNA arrayを使用する。コントロールとしては正常組織(正常脳、松果体組織、精巣、卵巣)および生殖器胚細胞腫瘍を用い、頭蓋内胚細胞腫瘍特的なmicroRNAを同定する。さらに各腫瘍型におけるmicroRNA発現プロファイルの比較により腫瘍型特異的なmicroRNAを同定する。これらのmicroRNAについては、サンプル数を増やしデジタルPCR法を用いてvalidationを行う。頭蓋内胚細胞腫瘍分化過程における遺伝子発現の網羅的解析とmicroRNA標的分子の同定同一腫瘍のtotal RNAに対し、expression arrayを用いた網羅的遺伝子発現解析を行う。各種microRNA target scan(データバンク)を用いた、特異的microRNAのtarget情報と発現プロファイルを併せ、胚細胞腫瘍において重要な役割を果たすmicroRNA&#8212;標的分子(シグナル伝達系)を同定する。上記の解析結果を統合し、頭蓋内胚細胞腫瘍の各組織型における新たなバイオマーカー候補を選定する。現時点においてはバイオマーカー候補としてはmiR 371-373およびmiR302/367を想定しているが、網羅的解析により新たなmicroRNAが選出されることも期待される。

各種microRNA target scan(データバンク)を用いた、特異的microRNAのtarget情報と発現プロファイルを併せ、胚細胞腫瘍において重要な役割を果たすmicroRNA&#8212;標的分子(シグナル伝達系)を同定する。上記の解析結果を統合し、頭蓋内胚細胞腫瘍の各組織型における新たなバイオマーカー候補を選定する。現時点においてはバイオマーカー候補としてはmiR 371-373およびmiR302/367を想定しているが、網羅的解析により新たなmicroRNAが選出されることも期待される。患者サンプルが集まりが予想以上に悪く、消耗品の購入が結果として少なくなった。次年度はサンプル数が充足する予定であるため、翌年度分として請求した。
アブシジン酸の組織間輸送に関わるトランスポーターの探索と解析

アブシジン酸(ABA)は環境ストレスに応答する植物ホルモンであり、孔辺細胞に作用して気孔閉鎖を誘起します。植物体からの水分蒸散を防ぐ働きとして重要ですが、細胞間や組織間におけるABAの伝達機構についてはほとんど分かっていません。本研究では、ABA合成酵素とABAトランスポーターの遺伝子発現細胞の特定を試み、気孔から離れた維管束組織で発現していることを確認しました。また、維管束組織においてABA合成酵素を誘導すると表皮組織の気孔への影響が観察され、これらの結果はABA組織間シグナル伝播を示唆するものであると考えられました。植物ホルモンのアブシジン酸(ABA)は、植物体内の維管束領域で合成され、表皮にある孔辺細胞に作用して気孔閉鎖を起こします。しかし、細胞間や組織間におけるABAの伝達機構やその輸送因子はほとんど分かっていませんでした。私たちはABCトランスポーターに分類されるAtABCG25が維管束におけるABA輸送体の一つであることを報告しました。本研究では、ABA輸送に関わる因子の探索と機能解析、さらに維管束と孔辺細胞の間でのABA輸送機構の解明を目指します。昨年度は、課題1「維管束あるいは孔辺細胞において働く輸送因子ファミリー遺伝子の探索と解析」に関して研究を進め、AtABCG25のファミリー遺伝子であるAtABCG9, AtABCG14, AtABCG21について遺伝子発現様式と細胞内局在性を解析しました。本年度は、課題2「維管束においてABA合成酵素やABA輸送因子の発現細胞の特定」について研究を進めました。ABA合成酵素であるABA2とAAO3の2つの遺伝子に関して、プロモーター領域にレポーターとして核局在型GFPを融合することで、発現細胞の特定を試みました。植物体の様々な組織や器官における蛍光観察実験の結果、維管束組織の中の師管伴細胞で比較的強く発現していることを見出しました。さらに、ABA輸送因子AtABCG25について同様の解析を行ったところ、やはり同じ細胞種において遺伝子発現が観察されました。次に、この細胞種においてABA合成酵素NCED3を強制発現する形質転換植物体を作製したところ、気孔閉鎖が有意に促進され、植物体からの水分蒸散が抑えられる傾向が観られました。以上の結果は、維管束細胞にて誘導したABA合成が、維管束から離れた表皮にある孔辺細胞へ影響を与えたことを示しており、組織間におけるABAシグナル伝達を間接的に示唆していると考えられます。しかし、細胞間や組織間におけるABAの伝達機構やその輸送因子はほとんど分かっていません。最近、私たちはABCトランスポーターに分類されるAtABCG25が維管束におけるABA輸送体の一つであり、一方で、同じ遺伝子ファミリーに属するAtABCG22が孔辺細胞の気孔制御因子であることを報告しました。本研究では、ABA輸送に関わるトランスポーターの探索と機能解析、さらに維管束と孔辺細胞の間でのアブシジン酸輸送機構の解明を目指しております。本年度は、シロイヌナズナのABCトランスポーターGサブファミリーの中で、アミノ酸配列による系統樹上でAtABCG25に近いAtABCG9, AtABCG14, AtABCG21について、植物体における発現様式の解析と細胞内におけるタンパク質の局在性解析を行いました。各遺伝子のプロモーター領域をクローニングし、GUSレポーター遺伝子と融合し、形質転換植物を作出しました。GUS発現解析の結果、AtABCG14とAtABCG21はAtABCG25と同様に主に維管束組織で発現していました。また、AtABCG21に関しては、維管束組織に加えて、孔辺細胞でも発現が見られました。さらに、AtABCG21はABAや乾燥ストレス下で発現が強くなることが分かりました。一方でAtABCG9に関しては花芽部分にのみ発現し、発現の組織特異性が他の遺伝子と異なることが分かりました。次に、各遺伝子領域とGFPタンパク質を融合したベクターを作製し、タンパク質の細胞内局在を解析しました。プロトプラストでの一過的発現系、および形質転換植物の観察において、AtABCG9、AtABCG14、AtABCG21はABCG25と同様に細胞膜に局在することが分かりました。

一昨年度は、AtABCG25のファミリー遺伝子であるAtABCG9, AtABCG14, AtABCG21について、遺伝子発現様式と細胞内局在性について解析を行いました。昨年度は、ABA輸送体とABA合成酵素の発現細胞を特定するために、ABA輸送体のAtABCG25とABA合成酵素のABA2およびAAO3の合計3つの遺伝子に関して、プロモーター領域と蛍光蛋白質を融合して形質転換体を作出しました。共焦点観察実験の結果、これらの遺伝子は何れも維管束組織の中の師管伴細胞で強く発現していることを見出しました。今年度は、ストレスで誘導されるタイプのABA合成酵素であるNCED3と、取込型として報告されたもう一つのABA輸送体であるAIT1の2つの遺伝子に関して、プロモーター領域のクローニングと、蛍光蛋白質に融合した形質転換体を作出しました。そして、共焦点観察実験の結果、前者3遺伝子とは異なり、維管束組織の比較的広い範囲の細胞において発現活性が存在することを見つけました。現在は、維管束組織の中で、特定の細胞層で発現することが報告されて各種遺伝子のプロモーター領域のクローニングを行っております。今後は、これらのプロモーターと蛍光蛋白質を融合した形質転換体の作出を進め、NCED3とAIT1に関して発現細胞の特定を行います。分子生物学当初計画した内容に沿って研究を進め、その上に付加的な実験結果を加えて論文投稿を行いました(Plant Physiology誌に受理され、4月以降に掲載予定)。当初計画した研究内容を行っているため。今年度行った課題2の研究内容をさらに発展させるため、ABA合成に重要な他の酵素や近年報告された新たなABA輸送因子に関しても併せて解析を進めます。注目しているファミリー遺伝子の発現解析に加えて、変異体の解析を行っていきます。備品購入時の機種の選定や消耗品購入時の品目の選別を行うことにより次年度使用額を得ることができました。次年度は対象遺伝子やプロモーター領域のクローニングに必要な試薬や蛍光観察等のための形質転換や実験植物の育成に必要な消耗品を購入する予定です。次年度は実験植物の育成に必要な消耗品や変異体植物の解析に必要な試薬を購入する予定です。
ホログラフィ干渉法による複合材料積層板変形の精密計測と層間応力の理論解析

炭素繊維などで強化された複合材料の積層板が、一様な面内荷重や曲げモーメントなどの力学的荷重、または、一様な温度上昇や吸湿に起因する初期歪による荷重を受ける場合、自由縁近傍やトランスバース・クラック近傍に層間応力が発生する。そしてこの層間応力が、複合材料積層板の破壊の主要モードである層間剥離を引き起こす。本研究は、この層間応力による変形の理論解析を行うと共に、レーザ・ホログラフィ干渉法によって面外変形を計測し、層間応力および層間剥離の発生機構を解明するのが目的である。理論解析においては、自由縁方向またはトランスバース・クラック方向には応力分布は変化しないとすることにより、準三次元問題に変換して、有限要素法によって計算を行った。また、自由縁問題やトランスバース・クラック問題を、無限板の問題と自由縁またはトランスバース・クラック表面に荷重を加える問題とに置き換える重ね合せ法を提案し、それらの変換された自由縁問題およびトランスバース・クラック問題を、有限要素法によって解析した。この変換により、層間応力の影響による変形のみを抽出することが可能となった。実験においては、短冊型の炭素繊維複合材料(CFRP)積層板に曲げ荷重または引張荷重を負荷し、積層板表面の面外変形をレーザ・ホログラフィ干渉法によって計測した。このとき、繰り返し引張荷重を加えることによって自由縁に層間剥離を発生させた積層板についても、実験を行った。曲げ荷重による変形は、無限板に対する理論値とよく一致したが、自由縁の影響による変形は、その変形量が全体の曲げ変形に比べて小さいために、確認できなかった。引張荷重を作用させたときの自由縁の影響による変形は、層間剥離が存在する場合には、理論解析での予想された変形を確認することができた。複合材料積層板に面内応力が作用すると、金属のような均質板の場合と異なり、各層の弾性係数の不一致により自由縁に層間応力が発生し、複合材料積層板の強度を支配する層間剥離の原因となる。そこで、この層間応力に起因する積層板の自由縁における変形を精密測定し、理論解析の結果と比較検討するのが本研究の目的である。ホログラフィ-光学システムと、アルゴンレ-ザ-発振器および電源を購入し、炭素繊維複合材料積層板の片持梁に端末せん断荷重を加えたときの変形をホログラフィ二重露光法によって計測した。ポアソン比に起因する板厚方向の変形と、自由縁の層間応力に起因する変形とを計測することができた。またアルミニウム合金平板の片持梁についても同様の実験を行い、均質板のように層間応力が発生していない場合の自由縁の変形を計測し、積層板の変形との相違を明らかにした。純粋曲げを受ける複合材料積層板については、準三次元有限要素法によって短冊型試験片の自由縁における層間応力と、それに起因する変形を解析し、実験結果との比較を行った。しかし、せん断曲げの実験の場合には、せん断力による変形が付加されているため、理論解析との精密な比較は困難であった。そこで、現在4点曲げによる純粋曲げ試験装置を製作し、積層板および均質板の純粋曲げの実験を進めている。一様引張を受ける複合材料積層板の自由縁における変形については、準三次元有限要素法によって理論解析を行った。ホログラフィ干渉法による変形計測については、現在、荷重を作用させたときの面外剛体変位を拘束するように工夫した引張荷重装置を製作し、実験を進めている。今後、曲げや一様引張を受ける炭素繊維複合材料積層板の有孔短冊型試験片の直線自由縁及び円孔まわりの層間応力に起因する変形を計測する予定である。炭素繊維などの長繊維で強化された複合材料は、異方性が強いために、配向の異なる一方向強化材を重ね合わせた積層板の形で用いられる。

この積層板に面内荷重が作用すると、各層の弾性係数の大きな差異により、大きな層間応力が自由縁に発生し、層間剥離が起こり積層板の破壊の原因となる。その層間応力に起因する積層板の自由縁における変形をホログラフィ二重露光法によって精密計測し、有限要素法などの理論解析の結果と比較するのが本研究の目的である。昨年度は、複合材料積層片持平板の変形を計測したが、剪断力による変形が大きく層間応力による変形を明確にすることができなかったので、今年度は、剪断力の作用しない純粋曲げおよび面内引張を負荷したときの変形を計測し、理論解析の結果との比較検討を行った。純粋曲げは、4点曲げによって負荷し撓みを計測した。一方、有限要素法により準三次元応力解析を行ったが、純粋曲げを直接解く方法と、重ね合わせ法により自由縁に荷重を負荷する問題に転換して層間応力による変形のみを求める方法とを用いた。また、剥離が充分大きいときの変形を古典積層理論によって求めた。次に面内引張は、剛体変形を拘束するように工夫した試験装置を用いて負荷し、変形を計測する一方、有限要素法による準三次元応力解析を行った。また、剥離が大きい場合の変形を古典積層理論によって求めた。その他、初期歪による積層板の変形を、有限要素法によって三次元応力解析によって求めた。このように、層間応力による複合材料積層板の自由縁の変形を実験および理論により求めたが、剥離の大きい場合の変形の計測を今後行う必要がある。
三叉神経脊髄路核ニューロンの可塑性に対する抑制性入力の役割

今年度は、咀嚼筋からの侵害入力による三叉神経脊髄路核(SpVc)ニューロンの受容野特性の可塑的変化(刺激に対する興奮性の増大、受容野の拡大)が抑制性伝達物質(GABA,Glycine)を介するか否かについて検討した。ウレタン麻酔下のラット(n=8)のSpVcにマルチバレル微小電極を刺入し口腔顔面領域に受容野を持つニューロンをユニット放電として記録した。受容野の同定されたユニット21個のうち、19個は広域作動(WDR)ニューロン、残りの2個は特異的侵害受容(NS)ニューロンであった。その後記録電極近傍にGABA拮抗薬(Bicuculline)またはGlycine拮抗薬(Strychinine)を電気泳動的に微量投与し受容野特性の変化を調べた。Bicuculline(30-50nA,3-5min)の投与により、ほとんどのユニット(13/14;93%)において、受容野の拡大及び触・侵害刺激に対する興奮性の増大(促通)が認められた。この変化は触刺激に対する機械刺激の閾値の低下を伴っていた。これらの変化は15-20分後には回復した。一方Strychinine(30-50nA,3-5min)の前投与により、受容野の拡大(5/9;56%)及び触・侵害刺激(3/9;33%)に対する促通が認められた。次に、マスタードオイルを用いた咀嚼筋の侵害刺激により誘発されるSpVcの受容野特性の変化がGABAまたはGlycineの前投与(電気泳動的)により拮抗されるか否かを他のラット(n=9)を用いて検討した(WDR 9ユニット)。GABA(30-50nA)の前投与(n=3)及びStrychinine(30-50nA)の前投与(n=3)によりほとんどのユニットの促通及び受容野の拡大は部分的に抑制された。GABA,Glycine(30-50nA)の同時投与(n=3)により完全に抑制された。これらの結果は咀嚼筋からの侵害受容入力による三叉神経脊髄路核ニューロンで生じる可塑的変化はこの領域に存在するGABA,Glycineを介した抑制性介在ニューロンの脱抑制により生じる可能性を示唆している。三叉神経脊髄路核ニューロンの可塑性に対する抑制性入力の役割を明らかにするために、今年度は、咀嚼筋に分布する侵害受容線維をマスタードオイルにより刺激した時の三叉神経脊髄路尾側亜核(SpVc)の受容野特性の変化を電気生理学的に解析した。ウレタン麻酔下のラット(n=7)のSpVcにガラス微小電極を刺入し口腔顔面領域に受容野を持つニューロン(n=7)を単一ユニット放電として記録した。受容野電気刺激による求心性線維の伝導速度は2.8-5.6m/secであり、Aδ線維と推定された。受容野の同定されたユニット(n=7)は触・侵害刺激に応答する広域作動(WDR)ニューロン(5/7)であり、残りのユニット(2/7)は侵害刺激のみに応答する特異的侵害受容(NS)ニューロンと分類された。視床への投射が確認されたユニットはWDRニューロンのうち2例であった。次に、同側咀嚼筋にマイクロシリンジを用いて5-10μlの10%マスタードオイル(MO)を注入後、5分間隔で上記特性の変化を解析した。MO投与後、5-10分でほとんどのユニット(6/7)において触・侵害刺激に対して放電頻度の増加(触刺激:280%;侵害刺激:211%)が観察された。この変化は20-40分後には回復した。一方、受容野の拡大(約250%)はMO投与後5-10分後において全てのユニットにおいて観察された。新たな受容野の適刺激に対する反応性は、MO投与前の性質を反映していた。拡大した受容野は30-50分後には回復した。以上の結果より、三叉神経脊髄路尾側亜核のWDR及びNSニューロンは咀嚼筋からの侵害入力により、(1)触・侵害刺激に対する興奮性の増大(促通)、(2)受容野の拡大が誘発され、この変化は可逆的な変化であることが示唆された。