hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性心筋梗塞症患者の準監視型在宅運動療法システムの確立

急性心筋梗塞症の患者への新たな運動療法システムとして、室内で簡単な運動器具を用い、在宅医療用モニター装置の併用により、電話回線を通じて患者の心拍数、血圧、歩行数、運動時間などの運動強度、運動状況を監視し、安全で効果的な室内での準監視型在宅運動療法システムを確立する目的で以下の研究を行った。平成7年度は、基礎的検討として、油圧式足踏み運動負荷装置を用いる足踏み運動が、健常者および心筋梗塞症患者の心拍数と血圧及び酸素摂取量に及ぼす影響を検討した。この運動は、在宅運動療法による効果が期待できる運動強度を与え得るが、通常の平地歩行運動に比べて等尺性運動の要素が加わり、比較的大きな昇圧反応を現わし、この傾向は心筋梗塞症患者でより顕著であった。このため、等尺性運動の要素を減じるような足踏み運動負荷装置の改良や運動療法中のモニタリングシステムに工夫が必要と考えられた。平成8年度は、心筋梗塞症患者に改良を加えた油圧式足踏み運動負荷装置と遠隔医療用モニタを併用し、運動療法中の血圧や心電図の監視体制を組合わせる心臓リハビリテーションを開始した。平成9年度はより幅広い重症度の症例を本システムにエントリ-した。この結果、この新たな在宅運動療法システムにより、最高酸素摂取量や嫌気性代謝閾値などの運動耐容能を表わす指標が、運動療法前に比べて36ヵ月の運動療法で有意に改善した。遠隔医療用モニタ上、過度な血圧上昇を呈する症例には、モニタを通して外来受診を勧め、降圧薬の増量により対処し得た。これらの症例も含めて全例合併症なく、安全に運動療法を施行し得た。以上より、心筋梗塞症患者に油圧式足踏み運動負荷装置を用いる足踏み運動と遠隔医療用モニタを併用した準監視型在宅運動療法システムは、安全で有効な新たな心臓リハビリテーションシステムとなる可能性が考えられた。平成7年度は、心筋梗塞症患者の準監視型在宅運動療法確立のための基礎的検討として、油圧式足踏み運動負荷装置(ステアークライマ-^<TM>)を用いる足踏み運動が、心拍数と血圧及び酸素摂取量に及ぼす影響を検討した。その結果、ステアークライマ-^<TM>を用いる運動は、在宅運動療法による効果が期待できる運動強度を与え得るが、通常の平地歩行運動に比べて等尺性運動の要素が加わり、比較的大きな昇圧反応を現わした。この傾向は心筋梗塞症患者でより顕著であった。そこで、同機の踏力を15、25、30kg重の三段階の可変式にし、オプションで手擦の取り付けも可能とした。また、ペダルの上死点から下死点までの踏力が均等になるよう改善し、踏み込み角度を+25度から-5度から+20度から-10度に変更するとともに、踏み込み距離も5mm短縮して、踏み込みの開始から終了まで安定した足踏み運動を可能とした。これらの改良から、等尺性運動の要素が軽減し、昇圧反応を抑制し得えた。なお、一層安全で効果的な在宅運動システムを確立するためには、遠隔医療用モニタを併用し、運動療法中の血圧や心電図の監視体制を組合わせることが必要と考えた。平成8年度は、平成7年度に行った心筋梗塞症患者の準監視型在宅運動療法確立のための基礎的検討を受け、心筋梗塞症患者に油圧式足踏み運動負荷装置(ステアークライマ-^<TM>)を用いる足踏み運動と遠隔医療用モニタを併用し、運動療法中の血圧や心電図の監視体制を組合わせる心臓リハビリテーションを開始した。その結果、この新たな在宅運動療法システムにより、最高酸素摂取量や嫌気性代謝閾値などの運動耐容能を表わす指標が、運動療法前に比べて13ヵ月の運動療法で有意に改善した。

しかし今回対象にした症例は、心筋梗塞後の心機能などが比較的保たれた症例であったため、安全で効果的な在宅運動療法システムを確立するためには、幅広い重症度の症例が本システムにエントリ-されることが必要と考えた。なお平成8年度にこれらの知見を得たが、これは当初の予定通りの進行状況である。さらにこれらの知見を、第2回心臓リハビリテーション学会(東京)などで発表し得たり、また、上嶋健治他:心筋梗塞症患者の回復期運動療法が心身両面に及ぼす影響(心臓リハビリテーション1:63-68 1996)や小林昇上嶋健治他:油圧式足踏み運動負荷装置と遠隔医療用モニターシステムを用いた心筋梗塞症患者の準監視型在宅運動療法について(心臓リハビリテーション1:99-104 1996)として学術雑誌に紹介できたことは当初の予定以上の達成度と自己評価している。平成9年度は、平成7、8年度に行った心筋梗塞症患者の準監視型在宅運動療法確立のための基礎的検討を受けて総括した年度である。すなわち、心筋梗塞症患者に油圧式足踏み運動負荷装置(ステアークライマ-^<TM>)を用いる足踏み運動と遠隔医療用モニタを併用した新たな在宅運動療法システムを確立した上で、平成8年度より幅広い重症度の症例を本システムにエントリ-した。基礎的検討時と同様に、最高酸素摂取量や嫌気性代謝閾値などの運動耐容能を表わす指標が、運動療法前に比べて36ヶ月の運動療法で有意に改善した。遠隔医療用モニタ上、過度な血圧上昇を呈する症例には、モニタを通して外来受診を勧め、降圧薬の増量により対処しえた。これらの症例も含めて全例合併症なく、安全に運動療法を施行しえた。
凍害と疲労による損傷を受けたコンクリートの応力-ひずみ関係のモデル化

本年度の研究の成果として以下のことが明らかになった.(1)凍結融解と疲労作用を組み合わせて受けるコンクリートの応力-ひずみ関係を実験結果に基づきモデル化した.凍結融解作用を受けていない場合より,凍結融解作用を受けた上で,疲労作用を受けた場合の塑性ひずみが大きいことが明らかになったので,凍結融解作用により生じる塑性引張ひずみを関数として,除荷時および再載荷時の応力-ひずみ関係をモデル化した.(2)メソスケールの剛体バネモデルを適用して,凍結融解作用により損傷を受けたコンクリートのマクロスケールの応力-ひずみ関係を解析的に予測することを試みた.損傷によりメソスケールでコンクリートの一部が破壊していると仮定し,強度のない要素を導入したところ,圧縮・引張力下で強度と剛性ともに低下したが,両者の低下関係は実験結果とは一致しなかった.実験で明らかになった引張力が完全に解放されるときのひび割れ幅が大きくなる現象を解析に取り入れる,塑性引張ひずみを与える,ということを組み合わせると強度と剛性の低下現象が予測できる可能性が示された.(3)凍結融解作用を受けた梁の曲げせん断試験を行った.破壊モードは曲げ破壊となった.凍結融解作用を受けていない梁と比較し,最大耐力はあまり変わらなかったが,最大耐力後の耐荷力の低下は速く,ひび割れ本数が減少した.本年度の研究の成果として以下のことが明らかになった.(1)凍結融解と疲労作用を組み合わせて受けるコンクリートの応力-ひずみ関係を実験結果に基づきモデル化した.凍結融解作用を受けていない場合より,凍結融解作用を受けた上で,疲労作用を受けた場合の塑性ひずみが大きいことが明らかになったので,凍結融解作用により生じる塑性引張ひずみを関数として,除荷時および再載荷時の応力-ひずみ関係をモデル化した.(2)メソスケールの剛体バネモデルを適用して,凍結融解作用により損傷を受けたコンクリートのマクロスケールの応力-ひずみ関係を解析的に予測することを試みた.損傷によりメソスケールでコンクリートの一部が破壊していると仮定し,強度のない要素を導入したところ,圧縮・引張力下で強度と剛性ともに低下したが,両者の低下関係は実験結果とは一致しなかった.実験で明らかになった引張力が完全に解放されるときのひび割れ幅が大きくなる現象を解析に取り入れる,塑性引張ひずみを与える,ということを組み合わせると強度と剛性の低下現象が予測できる可能性が示された.(3)凍結融解作用を受けた梁の曲げせん断試験を行った.破壊モードは曲げ破壊となった.凍結融解作用を受けていない梁と比較し,最大耐力はあまり変わらなかったが,最大耐力後の耐荷力の低下は速く,ひび割れ本数が減少した.
光電子機能性材料としてのパイ-共役高分子の合成

光電子機能性を持つパイ共役高分子の合成、構造解析、化学物性解明を目的に研究を行なっている。パイ共役高分子の中には、パラフェニレンとメタフェニレンの共重合体のように、パイ共役系はある程度短くなっているが溶解性にすぐれまた発行性を示す特徴を持つものがある。フェニレンの他にパイ共役系を構成する代表的単位としてはチエニレン単位が知られており、2,5-チエニレンと2,4-チエニレンの単位から成る共重合体はパラフェニレンとメタフェニレンの共重合体と同様に有機溶媒への溶解性を示すことが期待される。しかし、実際に共重合体を合成してみると、2,5-チエニレンと2,4-チエニレンの共重合体はあまり溶解性を示さなかった。そして、この共重合体について、又ポリ(チオフェン-2,5-ジイル)についてニトロ化を行なったところ共重合体及びポリ(チオフェン-2,5-ジイル)は溶解化して0.14-0.20dLg^<-1>の粘土を示し、^1H-NMRの芳香族領域の吸収の解析から共重合体がランダム共重合体の構造を持つと推定された。研究成果は共著者と共に日本化学会刊行のBuii..Chem.Soc.Jpn.誌に発表予定(accepted)である。置換ポリアセチレン系パイ共役高分子等の他のパイ共役高分子の合成については、検討中である。
非常時の都市計画理論構築にかんする研究

本研究、「非常時の都市計画理論構築にかんする研究」は、つぎの二部構成で行った。(1)阪神淡路大震災復興計画の論理(1996年8月印刷)(2)神戸市森南地区にかんする<復興シミュレーション>の結果報告(1996年12月26日暫定稿)(1)阪神淡路大震災復興計画の論理は、まず、阪神淡路大震災発生以降の筆者の行動、執筆した文章を整理し、つぎに行政の立案した復興計画の考え方を<傾斜復興><拠点復興>として整理し、筆者の提案した復興計画構想と比較した。わが国の災害復興計画都市計画には、関東大震災モデル、戦災復興モデルなどがある。これらは、被災市街地が基盤未整備の状況で、市街地を全面的に<この際>と再整備したものであった。阪神淡路大震災復興計画では、駅前、大きな被災地などに当初の復興計画を絞り復興計画の論理を組み立てている。(2)神戸市森南地区にかんする<復興シミュレーション>の結果報告は、当初から強い住民の反対を受け、数次にわたり「復興計画の論理」が後退せざるをえなかった事例の分析である。原案、数次の改定案を都市計画専門家、東京都などの行政担当者に示し、討論のなかから、それぞれの復興計画の内容を分析するとともに、今後の事態の進行を予測し、シミュレーションした。事態は進行中であり、その結果を待つという意味で、暫定稿とした。本研究は、地震、大火、津波、戦災など、急激に「都市計画上の対応策」の必要となる事例を、「非常時の都市計画」としてとらえ、わが国での災害復興の事例分析を中心に、「計画論の構築」をめざすものである。2年にわたる研究の第一年度は、阪神大震災の発生もあり、(1)奥尻島・青苗地区の復興計画の立案過程(2)名古屋市における戦災復興都市計画の初期立案過程(3)阪神大震災復興計画の論理の3事例を分析、考察した。1奥尻島・青苗地区の復興計画の立案過程1993年7月12日に発生した、北海道南西沖地震の被災地、奥尻島・青苗地区の復興計画の立案過程とその内容を分析した。離島の漁村が、地震・津波・火災という被害を受けた事例である。区画整理でなく、農漁村側の復興事業が適応された、立案に比較的時間がかかった、複数の復興計画を被災者に提示したことなどの特徴を時間の経過とともに明らかにした。2名古屋市における戦災復興都市計画の初期立案過程名古屋の戦災復興都市計画は、久屋大通、若宮大道という二本の百メートル道路に代表されるように、基盤整備の実績で高い評価を受けてきた。この復興計画の立案過程を、敗戦直後の1945年10月の第一次案から12月に決まった最終案までの3案の検討過程と計画意図、立案担当者へのインタビューによる計画案の発想の検討などの点から分析した。3阪神大震災復興計画の論理阪神大震災復興計画に関連した諸提案と行政復興計画の論理を考察した。諸提案では、提案としてのタイミングの大切さ、被害の実態に対応した「復興」関連の提案と、防災性能を高めるための「防災」関連の提案があること、行政復興計画では、被害の実態、地震前の都市計画決定の実態、まちづくりへの取り組みなどを勘案し、地区を限定し、集中的に公的支援を効果的に行う「拠点復興」の発想があることを明らかにした。

阪神淡路大震災復興計画では、駅前、大きな被災地などに当初の復興計画を絞り復興計画の論理を組み立てている。(2)神戸市森南地区にかんする<復興シミュレーション>の結果報告は、当初から強い住民の反対を受け、数次にわたり「復興計画の論理」が後退せざるをえなかった事例の分析である。原案、数次の改定案を都市計画専門家、東京都などの行政担当者に示し、討論のなかから、それぞれの復興計画の内容を分析するとともに、今後の事態の進行を予測し、シミュレーションした。事態は進行中であり、その結果を待つという意味で、暫定稿とした。
CaMキナーゼIIの脳、神経系特異的な発現調節機構の解析

カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMキナーゼII)の脳、神経系特異的な発現制御メカニズムを明かにすることを目的として、CaMキナーゼII遺伝子の5′上流領域をLacZ遺伝子につないだコンストラクトを導入したトランスジェニックフライを作成し、解析を進めた。これらのトランスジェニックフライでのLacZ遺伝子の発現を胚のホールマウントin situハイブリダイゼーション法によって調べたところ、転写開始点より上流500塩基対でLacZ遺伝子はCaMキナーゼIIの発現パターンを反映した、脳、神経系特異的な発現パターンを示すことを明かにした。このことは、すなわちこの領域にCaMキナーゼIIの組織特異的な発現を制御する、シスエレメントが存在することを意味している。このシスエレメントを同定するために、上流500塩基対を5つの小フラグメントに分割後、それぞれを放射ラベルし、ショウジョウバエ胚から調製した核抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行った。その結果、このうち1つのフラグメントについて強いシフトバンドが認められたことから、この小フラグメント内に組織特異的な転写制御因子の結合する認識配列が存在するものと考えられた。さらに、競合実験の結果、この核内因子の結合は配列特異的であること確識した。このことから、この小フラグメントに特異的に結合する核内因子が存在することを明かにした。これまでの個体レベルでの発現解析およびゲルシフトアッセイの結果、CaMキナーゼIIの神経特異的な発現に必要な領域をしぼりこむことができた。今後、培養細胞を用いたルシフェラーゼアッセイを併用することにより、CaMキナーゼII転写に必須最小のエレメントを1塩基レベルで明かにし、このエレメントを用いてCaMキナーゼIIの組織特異的な転写制御因子の同定に取り組みたいと考えている。
政府の銀行に果たす役割についての理論・実証研究

第一に、個別銀行の財務、株式データを用い、銀行が預金保険制度にリスクを転嫁するモラルハザードに陥ってること、適切に設計された公的資金の自己資本の不充分な銀行への注入によりリスク転嫁が緩和されたことがわかった。第二に、国際金融市場におけるショックの国内中小企業への伝播について、エマージング国の上場大企業、及び、未上場中小企業の財務、企業情報のデータセット整備中であり、その完成後に、実証分析を開始する。第三に、日本において、1997年度に自己資本不充分により融資を大幅に削減したメインバンクを持つ企業ほど1997年12月からの16ヶ月間に中小企業金融公庫からの借入額が大きかったことがわかった。本研究は1.預金保険制度とモラルハザード、2.銀行の所有形態とパフォーマンスの関係、3.二段階規制と銀行行動、4.政府系金融機関の融資と借り手の政治への親密性の関係、5.震災の被害を受けた地域金融の政策支援、の5テーマから構成されている。1については、論文、Guizani and Watanabe (2014)を英文国際査読誌の投稿を目的として論文を改訂した。改訂は終了しており、平成26年度中の国際査読雑誌からの刊行を目指している。2については、論文、インドネシア、ジャカルタに出張し、Kariastanto and Watanabe (2013)の共著者Bayu Kariastanto氏(研究協力者、インドネシア金融サービス庁)と研究打ち合わせを行った。当該論文は、平成26年度中の国際査読雑誌からの刊行を目指している。また、購入済のエマージング経済の非金融企業のデータベースであるOrbis(ビューロー・ヴァン・ダイク・エレクトロニック・パブリッシング社)について2名のアルバイトを雇用し、データ整備を行い、国別に各企業の決算情報、取引銀行情報から構成されるデータセットを作成した。4、5については、日本政策金融公庫(以後、日本公庫という)に設置された研究者、日本公庫中小企業事業部の実務家をメンバーとする研究会、「政策金融の有効性評価に関する研究会」にメンバーとして参加し、議論を重ねた上、テーマを、政府系金融機関による金融危機対応策の有効性についての研究に修正し、1990年代後半の金融危機時の中小企業金融公庫による融資契約についてのデータを入手するなど、日本公庫と協力の上、研究を進めた。3については、今後の研究の方向性について検討を行った。1については、論文、Guizani and Watanabe (2013)をWestern Economic Association International, 10th Biannual Pacific Rim Conference(慶應大学開催)、政府機関(金融庁)、大学(神戸大学)で発表、研究者、政策担当者と議論の上、論文を改訂した。共著者Brahim Guizani氏(University of Messina)と協力の上、早急に論文を完成させ、平成25年度中の国際査読雑誌からの刊行を目指している。3、4、5については、今後の研究の方向性について検討を行った。2については、平成25年度に作成が完成した、エマージング国・経済別の各企業の決算情報、取引銀行情報から構成されるデータセットを用い、データ分析にあたっての仮説の設定を検討中である。本年度は、Gregory F. Udell教授(インディアナ大学)、Suparna Chakraborty准教授(サンフランシスコ大学)と問題設定にあたって議論を重ねるとともに、先行研究の詳細なレビューを行った。4、5については、日本政策金融公庫(以後、日本公庫という)に設置された研究者、日本公庫の実務家をメンバーとする研究会、「政策金融の有効性評価に関する研究会」にメンバーとして参加し、1990年代後半から2000年代にかけての中小企業金融公庫(中小公庫)による融資契約についてのデータを用いて、金融危機時にメインバンクの貸し渋りに直面した企業に対して中小公庫が積極的に融資を行ったか検証し、その結果は、Sekino and Watanabe (2014, RIETI DP 14E-063 )としてまとめた。さらに、積極的に融資を受けた企業の借入れ後の収益性の推移について検証し、現在、その結果をまとめた論文を執筆中である。本研究は当初の5テーマから1.預金保険制度とモラルハザード、2.国際金融市場におけるショックの国内金融市場への伝播、3.政府系金融機関の貸し渋り対策融資の企業の収益性への影響、の3テーマに集約した。1については、Guizani and Watanabe (2015)について、国際査読誌、Journal of Financial Stabilityの修正再投稿要求に基づき、修正の上、再投稿した。なお、論文の修正において新たなデータ整備作業が発生したので大学院生をアルバイト雇用した。2については、服部正純教授(一橋大学)との議論に基づき、エマージング国・経済別の各企業の決算情報、取引銀行情報から構成されるデータセットを、ビューロー・ヴァン・ダイク社と新しく契約したデータベースに基づき大学院生のアルバイト雇用も実施しながら整備中である。

このテーマについては、平成28年度に開始される科学研究費補助金(C)「政府による金融機関の融資への関わりについての理論・実証研究」において、引き続き、研究を続ける予定である。3については、日本政策金融公庫に設置された研究者、実務家をメンバーとする研究会、「政策金融の有効性評価に関する研究会」、に参加し、1990年代後半から2000年代にかけての中小企業金融公庫(中小公庫)による融資契約についてのデータを用いて、金融危機時にメインバンクの貸し渋りに直面した企業に対して中小公庫が実施した融資の大きさと、融資を受けた企業の借入れ後の収益性の推移の関係について検証し、その結果はSekino and Watanabe (2016)にまとめた。第一に、個別銀行の財務、株式データを用い、銀行が預金保険制度にリスクを転嫁するモラルハザードに陥ってること、適切に設計された公的資金の自己資本の不充分な銀行への注入によりリスク転嫁が緩和されたことがわかった。第二に、国際金融市場におけるショックの国内中小企業への伝播について、エマージング国の上場大企業、及び、未上場中小企業の財務、企業情報のデータセット整備中であり、その完成後に、実証分析を開始する。第三に、日本において、1997年度に自己資本不充分により融資を大幅に削減したメインバンクを持つ企業ほど1997年12月からの16ヶ月間に中小企業金融公庫からの借入額が大きかったことがわかった。当初、5テーマを掲げたが、研究は開始してみなければ成果が出るかわからないので可能性のあるテーマを多めに掲げていた。結果として、当初掲げた5テーマを4テーマに統合したものの、既に論文が完成している2テーマに加え、残りの2テーマについても分析用のデータの整理に進捗があったため。応用マクロ経済学、銀行行動論文として成果をまとめた、上記のテーマ1、テーマ4、5に加え、残りの2テーマ(3テーマを2テーマに統合)についても研究の方向性を探り、成果を論文にまとめることができるか検討する。テーマ3については、服部正純氏(国際決済銀行)との議論を通じて、研究の方向性を定めつつある。具体的には、エマージング国・経済において、国際金融市場での社債の発行を通じた資金調達が中心の大企業の現地の銀行への預金が銀行に資金調達を依存している地元の中小企業にどのような影響を与えるかについて、大企業と中小企業のデータベースに企業の取引銀行のデータを接続して、検証することを予定している。テーマ3については今井雅巳氏(研究協力者、Wesleyan University)と、メール、Skype通信等を通じて、研究方針について今井氏と議論を進めている。統合したテーマ4、5については、論文を作成、今年度中に経済産業研究所のディスカッションペーパーとして刊行するとともに、英文国際査読誌への投稿を実施する。
教師教育研究文献の総合的な分析と主要関係文献の解題

1.大学における教育養成に関する研究大学における教育養成の研究の焦点は、養成の目的と役割、養成カリキュラム、教育実習、大学生の教職意識などに分けられる。目的や役割についての最近の研究は、実践的指導力の修得を教員に要請する政策動向に対する大学研究者の危機感に誘発されて行われており、かかる要請を大学教育の任務と矛盾するものと捉える見解などが展開されている。養成カリキュラムの研究が少ないのに対して、教育実習については多くの研究成果が見られ、実習経験が教職志望度を高める契機になっていることを実証している研究が多い。2.教員の採用と任用に関する研究教員候補者選考試験に合格させることに主眼をおいて大学の養成カリキュラムが編成される現実が見られる一方、選考試験の内容が大学の養成内容に対応していないことが明らかにされている。3.教員の研修に関する研究教員研修に関する研究は量的に激増しており、内容も多様になっている。研究の焦点は、研修の体系化、指導行政体制、校内研修、初任者研修等に大別される。近年、研究者の注目を集めているのは、若い教師の研修問題であり、彼等の公的研修についての評価は低く、同僚教師からの援助を期待し、校内共同研修を強く志向していることが明らかにされている。4.教師教育研究の課題養成と研修の効果に関する研究と、養成と研修を連結的に捉える視点からの教師教育カリキュラムの研究が少ない。入職前に、学問的な素養のほかに最小限度の実践的指導力の修得をも可能にする養成カリキュラムの開発的研究が必要であり、とりわけ、かかる観点からの教育実習改善の研究が急務である。
遅発型喘息の発症機構及びその改善のモデル実験系の開発

1.モルモットの遅発型喘息モデル実験系を解析した。卵白アルブミン(OVA)をネブライザーを用いて10日間連続的に気道感作し、その5日後に同様にOVAでチャレンジし、24時間以内に見られる気道粘膜への好酸球侵潤、気道抵抗、気道過敏性を解析した。OVAチャレンジの8時間前に抗IL-5抗体を投与しその効果を調べた。モルモットを経気道的にOVA感作およびチャレンジすると、OVAチャレンジ後1時間(即発型)および9-12時間(遅発型)をピークとする2相性の好酸球浸潤が気道粘膜下で観察された。抗IL-5抗体投与により遅発型の好酸球侵潤は阻害されたが、即発型のそれは影響を受けなかった。次に気道抵抗を測定したところ、OVAチャレンジ後2相性の気道抵抗が観察され、半数のモルモットにおいて抗IL-5抗体投与により気道抵抗性が解除された。気道過敏性をアレテイールコリンに対する感受性の亢進を指標に調べたところ、抗IL-5抗体投与により半数例において約50%にまで低下していた。これらの結果、モルモットの遅発型喘息発症モデルにおいて、IL-5およびIL-5以外のサイトカインないし微小環境の関与が強く示唆された。抗IL-5抗体の投与は遅発型好酸球侵潤の抑制をもたらし、気道抵抗性の減弱と気道過敏性の低下を惹起しうることが明らかになった。2.IL-5遺伝子導入トランスジェニック(IL-5-Tg)マウスは恒常的にIL-5産生があり、末梢血好酸球増多や多くの組織への好酸球侵潤を示す。IL-5-TgマウスをOVA感作(経気道)しても気道過敏性の増加は見られなかった。しかし、IL-5-Tgマウスを予めアジュバントとともにOVAで免疫し引き続いてOVA感作(経気道)した時のみ気管支肺胞洗浄液(BALF)内への好酸球侵潤、気道過敏症の著明な促進とともに気道粘膜内への好酸球侵潤がみられた。野生マウスに同様のスケジュールでOVA免疫とOVA感作をしても気道過敏症の促進、気道粘膜内への好酸球浸潤は全くみられなかった。このことから、このIL-5-Tgマウスを用いた遅発型喘息発症モデルにおいても、IL-5とIL-5以外のサイトカインか微小環(OVA免疫で惹起されうる)が遅発型喘息の発症に必須であることが示唆された。3.ヒト可溶性IL-5レセプターα鎖(h-sIL-5Rα)を精製しマウスに免疫後、常法により抗h-sIL-5Rα抗体を作成することに成功した。hIL-5の作用を阻害する抗体、好酸球上のhIL-5Rαを同定できるものなど全部で10種類以上の抗体の作成に成功した。4.B細胞上の抗原レセプターを介する細胞シグナル伝達系に異常のある伴性免疫不全(XID)マウスのB細胞はIL-5に低応答を示し、それがIL-5レセプターからのシグナル伝達の異常によることを明らかにした。しかしながら、XIDマウスにおいてもIL-5の腹腔内投与により好酸球産生が見られそれは野生型マウスで見られるものと同程度であること、XIDマウスの好酸球はIL-5に応答しその試験管内生存が維持できることがわかった。これらのことから、B細胞と好酸球では異なるIL-5シグナル伝達系が存在すること、XIDマウスではB細胞特異的にIL-5レセプターを介するシグナル系に異常があることがわかった。

しかし、IL-5-Tgマウスを予めアジュバントとともにOVAで免疫し引き続いてOVA感作(経気道)した時のみ気管支肺胞洗浄液(BALF)内への好酸球侵潤、気道過敏症の著明な促進とともに気道粘膜内への好酸球侵潤がみられた。野生マウスに同様のスケジュールでOVA免疫とOVA感作をしても気道過敏症の促進、気道粘膜内への好酸球浸潤は全くみられなかった。このことから、このIL-5-Tgマウスを用いた遅発型喘息発症モデルにおいても、IL-5とIL-5以外のサイトカインか微小環(OVA免疫で惹起されうる)が遅発型喘息の発症に必須であることが示唆された。3.ヒト可溶性IL-5レセプターα鎖(h-sIL-5Rα)を精製しマウスに免疫後、常法により抗h-sIL-5Rα抗体を作成することに成功した。hIL-5の作用を阻害する抗体、好酸球上のhIL-5Rαを同定できるものなど全部で10種類以上の抗体の作成に成功した。4.B細胞上の抗原レセプターを介する細胞シグナル伝達系に異常のある伴性免疫不全(XID)マウスのB細胞はIL-5に低応答を示し、それがIL-5レセプターからのシグナル伝達の異常によることを明らかにした。しかしながら、XIDマウスにおいてもIL-5の腹腔内投与により好酸球産生が見られそれは野生型マウスで見られるものと同程度であること、XIDマウスの好酸球はIL-5に応答しその試験管内生存が維持できることがわかった。これらのことから、B細胞と好酸球では異なるIL-5シグナル伝達系が存在すること、XIDマウスではB細胞特異的にIL-5レセプターを介するシグナル系に異常があることがわかった。(研究目的)喘息においては気管支粘膜内への活性化好酸球の浸潤が観察される。好酸球浸潤の度合と気道過敏性の促進はよく相関する。IL-5はT細胞由来のサイトカインで好酸球の増殖や分化を選択的に促進するので、IL-5とその受容体の発現異常が好酸球増多を促し、結果として遅発型アレルギー性疾患や炎症反応にも深く関わっていることが類推されている。本研究は、遅発型喘息発症に見られる、好酸球増多ならびに組織傷害とIL-5およびその受容体の発現異常の関連を明らかにし、その抑制法を開発することを研究目的としている。(研究方法と研究結果)本年度は、(i)モルモットを卵白アルブミン(OVA)により2週間連続吸入感作し、その1週間後OVAにより再チャレンジした。モルモット血中のIL-5値をELISAを定量し、気道粘膜内好酸球浸潤の洞態は生検材料でを染色し光顕レベル、気道過敏性亢進の有無はアセチルコリンを用いて検討した。その結果、我々の用いたモルモット実験モデルにおいては、2相性(即発型と遅発型)に気道過敏性の促進が見られた。気道粘膜内への好酸球浸潤は遅発型と並行して認められ、それは抗IL-5抗体投与により抑制された。またOVA感作により高い血中IL-5値が検出された。(ii)我々がすでに樹立したIL-5トランスジェニックマウス(IL-5-Tg)をOVAで吸入感作し、OVAでチャレンジし気道抵抗性の亢進の有無、組織に浸潤した好酸球の活性化や脱顆粒の有無を対照マウスのそれと比較した。その結果、IL-5-Tgでは、早期により強い気道抵抗性が観察された。それは抗IL-5抗体投与により解除された。(iii)ヒト遅発型喘息患者の気道粘膜内侵潤細胞でIL-5受容体(IL-5R)発現細胞を同定する目的で、抗IL-5抗体を作成した。現在その特異性や組織染色能を検索している。遅発型喘息においては気管支粘膜下に好酸球が湿潤し、サイトカインにより活性化され気道の過敏性を高める。好酸球の湿潤や活性化の度合は喘息症状の重篤度と深い関連がある。
破骨細胞膜電位依存性イオンチャンネルに及ぼすエストロゲンの影響に関する研究

臨床的研究としては卵巣摘出後の女性に結合型エストロゲン0.625mg/日によるホルモン補充療法を施行中にDEXA法にて骨量の変化を測定し、卵巣摘出後早期の急激な骨量減少は結合型エストロゲン単独では抑制しきれないこと、および結合型エストロゲンとイプリフラボン併用療法で卵巣摘出後早期の骨量減少を抑制可能であることを見いだした。臨床研究としてエストロゲンの骨塩量に対する影響を検討した。[目的]我々は先に,卵摘後の骨塩量減少は最初の1年間で10.7%、2年目で5.7%と、卵摘後早期が急激であることを報告した.今回この卵摘後早期の骨塩量減少が、卵巣欠落障害の治療に汎用されている結合型エストロゲン(CEE)を用いたエストロゲン補充療法(ERT)で防止できるか否かを検討した.[方法]婦人科良性疾患のため閉経前に卵摘を受けた87例の婦人を卵摘からERT開始までの期間により3群(第1群:2年未満;31例,第2群:2年以上5年未満;29例,第3群:5年以上;27例)に分けて,0.625mg/日のCEEを連日投与し,DEXA法を用いたL2-L4の腰椎骨塩量,尿中デオキシピリジノリン(DPyr),血中インタクトオステオカルシン(hOC)を6ヶ月毎に3年間測定した.[成績]1群のERT前の骨塩量は0.982±0.056g/cm^2であり,2群(0.813±0.043g/cm^2)および3群(0.711±0.06g/cm^2)より有意に高値であった.1群では0.625mg/日のCEEによるERTは最初の1年の早期の骨塩量の減少を抑制できなかった.しかし2年目終了時には骨塩量はERT前の値に回復した.同量のCEEは2群,3群においては1年終了時に骨塩量を有意に増加させた.骨代謝マーカーのDPyr,hOCは全ての群でERT開始後6ヶ月で有意に減少し,その後は著明な変化を示さず,低値で安定した.[結論]骨塩量維持のために卵摘後早期にERTを開始することは重要であるが,0.625mg/日のCEE連続投与のみではERT開始後2年間は急性期の骨塩量低下を防止できなかった.ERTに用いるCEE量の安易な増量は乳房痛などの副作用のため必ずしも一般化できないため,この骨塩量の減少防止には他薬剤の併用等も考慮することが必要と思われる。基礎研究としては現在は雌ラットを卵巣摘出後4週間経過した時点でエストロゲン投与群、ホルモン非投与群に分け、長管骨より細胞を得て、全細胞記録を試みているが、技術的に困難な点があり、培養などの方法を検討中である。臨床研究:先に我々は閉経前に両側卵巣摘出(卵摘)を受けた患者では、卵摘後1年の急性期の骨量減少は結合型エストロゲン,(conjugated equine estrogen:CEE)0.625mg/日のみの投与では回避出来ないことを報告した。そこでこの卵摘後急性期の骨塩量減少を結合型エストロゲンとipriflavoneの同時投与で抑制可能か否かを検討した。116例の卵摘後婦人を無作為に以下の4群に分類した。第1群:placebo投与群、30例;第2群:CEE(0.625mg/日)単独投与群、29例:第3群:ipriflavone(600mg/日)単独投与群、30例;第4群:CEE(0.625mg/日)およびipriflavone(600mg/日)併用群、27例。これら各群でDEXA法による腰椎骨塩量、骨代謝マーカーとして尿中ビリジノリン(urinarypyridinoline:Pyr)および血中インタクトオステオカルシン(intact osteocalcin:hOC)を投与開始前、開始後24週、48週に測定した。投与開始後48週目に第13群では骨塩量は各々6.1%、3.9%、5.1%減少したが、第4群では骨塩量の減少率はわずか1.2%であった。pyrは第2、3、4群でそれぞれ49.5%、32.0%、41.5%減少していた一方hOCは第2群、第4群で各々45.2%、21.6%減少したが、第3群では40.5%増加していた。この骨代謝マーカーの変化ははCEEとipriflavoneに骨吸収抑制作用があり、かつ後者には骨形成促進作用もあることを示唆するものと考えられる。以上の結果からCEEとipriflavoneの併用両方は卵摘後の骨塩量減少の予防に有効と考えられた。基礎研究:ラットの破骨細胞培養系は確立され、whole-cell clamp法で内向き電流はほとんど記録されず、ほとんどが外向きのK+電流であることが確認された。引き続きエストロゲンの効果に関する検討に移るところである。
タンパク質構造から見る植物P450の反応機構と生理機能

1.イソフラボノイド骨格合成酵素(CYP93C)の反応機構と分子進化マメ科のCYP93Cは,P450に典型的なヒドロキシル化反応に加え,特異なアリール基転位を触媒し,イソフラボノイド生合成の初発物質2-ヒドロキシイソフラバノンを生成する。この反応機構の解明を目指し,マメ科カンゾウのCYP93C2の推定3次構造上で基質の近傍に存在したアミノ酸残基を改変した。特に,3箇所の変異を組み合わせたS310T-L371V-K375Tは,植物に広く分布するCYP93Bと同じフラボン合成反応(FNS)のみ検出された。従って,これらのアミノ酸残基が反応特異性を規定していることがわかった。さらに,先祖型CYP93はFNSであり,CYP93Bの起源となる一方,反応特異性が変化したCYP93Cが生じた分子進化の過程が推定された[論文1]。2.CYP93C2の可溶化タンパクの大量調製法の確立CYP93C2の活性中心構造に基づく反応機構の解明を目指し,X線結晶構造に必要な大量タンパクの調製を試みた。膜結合部位を削除したCYP93C2を導入した大腸菌の培養条件(シャペロンタンパクの共発現,培養温度,誘導時間,培地成分)およびタンパク質抽出方法(超音波処理,可溶化剤処理,超遠心)を検討した結果,40mg/培養Lの発現系が確立された。さらに,カラム精製(陰イオン交換樹脂,ヒスチジンタグ精製レジン)を行った結果,SDS-PAGE解析で単一バンドを示す精製タンパク(収率45%)が得られた。3.CYP93D1の機能解析機能未同定のCYP93D-Gは,フラボノイド生合成に関わるCYP93A-Cとのアミノ酸配列の相同性が約40%であり,新しい機能が予想された。そこで,シロイヌナズナのCYP93D1の機能解析を目指し,T-DNAタグラインのスクリーニングとflower dip法による遺伝子導入によって,機能喪失株候補および過剰発現株候補を得た。しかし,野生型と比較し形態および成分に顕著な変化は見られなかった。植物には,一種あたり数百のP450が存在し,天然化合物(二次代謝産物)生合成で多様な反応を示す.特に,マメ科のイソフラボノイド骨格合成酵素(CYP93C)は,P450反応としては特異なアリール基の1,2-転位反応を伴うヒドロキシル化を触媒する.これまでにマメ科カンゾウのCYP93C2の推定3次構造に基づく変異導入を行い,転位反応の鍵アミノ酸残基(Ser310,Lys375)を同定している.本年度は,新たにLeu371との変異導入を組み合わせた結果,転位反応が減少または喪失し,単純なヒドロキシル化反応と二重結合の導入反応が増加する変異酵素が得られた.この結果から,これらのアミノ酸残基によって反応特異性が規定されていることが明確になった.また,変異酵素に見られた二重結合の導入反応は,非マメ科に広く分布するCYP93Bと同じ酵素活性である.従って,CYP93BとCYP93Cが共通の先祖型遺伝子から分子進化した過程が推定された.さらに,CYP93Cのタンパク質構造の解明を目指し,大腸菌によるタンパク質の大量発現を行い,従来用いていた酵母発現系の約100倍(4mg P450 protein/1L culture)の機能タンパク質が得られた.今後,機能タンパク質を精製し,NMRによる構造解析や結晶化の条件検討を試みる.機能既知のCYP93は,いずれもフラボノイド生合成酵素であるが,酵母で異種発現させたシロイヌナズナのCYP93D1は,フラボノイドを基質としなかった.CYP93D1の機能を同定するために,T-DNAタグラインのスクリーニングと減圧浸潤法による遺伝子導入によって,CYP93D1の機能喪失株および過剰発現株を得た.今後,これらの成分変化から酵素機能を推定し,表現型の変化から生理機能を同定する.1.イソフラボノイド骨格合成酵素(CYP93C)の反応機構と分子進化マメ科のCYP93Cは,P450に典型的なヒドロキシル化反応に加え,特異なアリール基転位を触媒し,イソフラボノイド生合成の初発物質2-ヒドロキシイソフラバノンを生成する。

さらに,カラム精製(陰イオン交換樹脂,ヒスチジンタグ精製レジン)を行った結果,SDS-PAGE解析で単一バンドを示す精製タンパク(収率45%)が得られた。機能未同定のCYP93D-Gは,フラボノイド生合成に関わるCYP93A-Cとのアミノ酸配列の相同性が約40%であり,新しい機能が予想された。そこで,シロイヌナズナのCYP93D1の機能解析を目指し,T-DNAタグラインのスクリーニングとflower dip法による遺伝子導入によって,機能喪失株候補および過剰発現株候補を得た。しかし,野生型と比較し形態および成分に顕著な変化は見られなかった。
超音波による手ぶりインターフェースの開発

空中を伝搬する超音波により、対象の動きを画像化することにより、操作者の意図を検出して機器操作を行う、身振りインターフェース技術の開発を試みた。MEMS技術による低コストな検出アレイとFPGA信号処理機構を製作し、有効性を確認した。また動き検出アルゴリズムを新しく開発することにより、将来の多くのアプリケーション開発のための基礎を構築できた。利用者の身振りを超音波により検知し、その意図を汲み取るようなユーザーインターフェース開発にかかる研究である。利用者に向けて超音波を照射し、その反射波を多数の超音波センサー(センサーアレイ)で検出し、デジタル信号処理で画像化することで、対象の像を得、またその動き抽出を行う。初年度において、反射超音波の画像化基礎手法を開発し、また動き検出機能をもつ画像化手法の研究を行った。両者は下記のような具体的成果となった。1)超音波の画像化は光学的手法で使用される光にくらべ波長が長く、また波長帯域も狭いので、鮮明な像を得るのが困難である。その難点を克服するため、利用可能な周波数帯域で最も効率のよい波形合成法を研究した。マルチキャリア波を使用する手法を着想し、試験したのち、論文発表した。2)対象の動き検出にはドップラーシフトを使用した画像化技術が必要である。医療画像処理ではそのような手法が実際用いられているが、本研究のような空間超音波に適用可能なものではない。そこで上記のマルチキャリア波使用を前提とした、新しいドップラーシフト画像化アルゴリズムを開発した。この成果は現在論文投稿中である。関連する技術開発にもとづき、2件の特許申請を行った。以上の信号処理に必要なハードウェア機材(センサーアレイ、信号処理ボード)は市販製品を使用できないため、研究グループで設計、製作した。2年度目にあたり、実験を行うためのセンサーアレイボードの試作を行った。1)MEMS型超音波マイクロホンを、16×8のアレイとして配置し、合計128チャネルを1MbpsでAD変換し、波形をメモリーに格納する信号処理ボードを、FPGAを使用しつつ設計、試作ボードを完成させた。アレイから入力される信号の総ビットレートは2Gbpsに上るため、設計・製作には高速デジタル処理のための論理設計を要した。2)超音波スピーカーから照射する超音波反射波により、上記試作ボードで静的な画像化が可能であることを確認した。この照射波形は任意合成できるようにし、今後、動き検出のための各種アルゴリズム試作を可能とした。3)動く物体について、基礎的なデータ処理プログラムを開発し、このシステムにより動きの検出が可能であることを確認した。これまでの成果は主に国際会議論文として公表している。また該当年度において、国際特許を含め数件の特許申請を行った。3年度目(最終年度)にあたり、超音波画像の新しい動き検出アルゴリズムを開発、試験した。1)16x8超音波アレイ画像化装置につき、基本的な伝達特性を計測した。その結果に基づき、画像鮮明化のための各種フィルターアルゴリズムを開発、実験を通じて比較検討した。ウィーナーフィルターを使用することで良い結果を得た。2)光学的な画像認識と超音波認識を組み合わせるハイブリッド方式を発案、基礎実験を行った。両者の利点である、光学式の高解像度と超音波式の高精度の両立できることを確認した。3)動き検出アルゴリズムとして、新しい波形概念である、ログステップマルチキャリア波によるものを発案した。これは動きによるドップラー効果を最も効率よく検出できる方式であり、今後の発展研究につながるものと考える。上記内容は主に国際会議論文で公表している。また最終年度においても1件の関連特許申請を行った。動き検出についての総合的な雑誌論文を現在執筆中であり、近く投稿予定である。
口膣扁平上皮癌におけるインテグリンの発現様相と癌悪性度の関係

口膣扁平上皮癌におけるインテグリンの発現様相と癌悪性度との関係をみるために、α_vβ_4インテグリン欠損株と同インテグリンの強制発現株を用いて実験を行い、以下の結果を得た。1、α_vβ_4インテグリン強制発現株の、プラスチックシャーレ上の増殖能は、親株と比し変化がみられなかった。2、軟寒天中でのコロニー形成率は、親株のそれ(約25%)に比し、全てのα_v強制発現株で著明に低下(5%以下)した。一方β_4では、親株(約5%)に比べて、全ての強制発現株でコロニー形成率が増加(約840%)した。3、角化細胞の分化マーカーであるインボルクリンを指標として、インテグリン強制発現株の分化度を、親株と比較した。全てのα_v強制発現株で、インボルクリンの発現が亢進したが、β_4強制発現株ではインボルクリンの発現に変化はみられなかった。4、α_v強制発現株の、ビトロネクチンへの接着能は亢進したが、β_4強制発現株のラミニン1、5への接着能は軽度低下した。5、タイムラプスビデオで観察したプラスチックシャーレ上のrandom migrationは、α_vβ_4強制発現株とも、親株と比し変化はみられなかった。コラーゲンゲルへの浸潤能は、β_4欠損株がα_v欠損株に比し高かったが、親株と強制発現株における浸潤能の差はなかった。今後、ヌードマウスへの移植実験や、細胞外基質上での遊送能、細胞外基質分解酵素についての実験を追加し、インテグリンの発現様相と癌悪性度との関係を明らかにしたいと考えている。
アルツハイマー病および老年痴呆の病態モデルと治療薬開発に関する実験薬理学的研究

1.アルツハイマー病態モデル動物の作成と行動変化(1)成熟家兎の脳内へ塩化アルミニウムあるいはビンクリスチンを微量注入したところ、急性毒性が強く、長期生存する例が少なく、実験は中止した。(2)成熟ラットの片側線条体内へビンクリスチンを微量注入したところ、23日後にapomorphineの投与により旋回行動を起すことが認められた。(3)両側線条体内へビンクリスチンを注入したラットでは、モリスの水迷路による学習行動、すなわち記憶の獲得と保持共に著しく阻害された。これらのラットは2週ないし4週間後には運動障害のために死亡したことから、症状は進行性と考えられた。2.病態モデルラット線条体内の神経伝達物質の動態(1)カテコールアミン類の測定:ビンクリスチンを両側線条体内へ注入後、78日目に断頭して線条体内のカテコールアミン含量を測定した結果、ドーパミンおよびその代謝産物量は軽度に低下していた。(2)ドーパミン受容体の測定:ラット線条体膜標本と〔^3H〕ーspiperoneの結合を測定したところ、ビンクリスチン注入78日後にはDー2受容体数の減少が認められた。(3)脳内透析によるアセチルコリンの遊離測定:ラットの脳内透析により、無麻酔自由行動下に線条体から遊離されるアセチルコリン量を測定する方法を確立した。現在、ビンクリスチン処置ラットにおける測定を続けている。3.胎仔脳神経細胞の移植:ビンクリスチン処置したラットの線条体内に、胎仔の中脳黒質付近の神経細胞を移植する試みを行っているが、まだ損傷機能を補償する明確な結果は得られていない。2(3)および3.は今後も続けて検討する予定である。1.アルツハイマー病の病態モデル動物の作成と行動変化の研究(1)成熟家兎の脳内へ塩化アルミニウムあるいはvincristineを微量注入したところ,急性毒性が強く,長期生存する例が少なかったため,神経化学的あるいは行動薬理学的研究ができなかった.(2)成熟ラットの線条体内へvincristineを微量注入したところ,ドーパミン神経系の除神経時と同様の行動変化,つまりドーパミン作動薬の投与により著明な興奮作用がおこることを認めた.2.正常ラット線条体の局所透析によるアセチルコリン遊離と行動の同時測定:ラット線条体からのアセチルコリン遊離量をin vivoで測定するため,微小透析チューブを正常ラット線条体内へ水平に植えこみ,自由行動観察しながら灌流を行なった.灌流条件:Ringer液(PH6.0)中に1uMのネオスチグミンを含有, 2ml/分で送液し, 15分毎に回収した.アセチルコリンの測定条件:移動相として0.05Mリン酸緩衝液(PH8.0)を1ml/分で送液した.分離カラムおよび固定化酵素カラム(いづれもエイコム)を使用.電気化学検出器の印加電圧は450mV.アセチルコリンの検出限界は1pmoleであった.抗コリン作動薬の影響を検討した結果は次の通りであった.(1)硫酸アトロピン2.55.0mg/kg, i.p.および臭化水素酸スコポラミン510mg/kg, i, pによりアセチルコリンの遊離は投与後3時間以上にわたって増加した.運動量も増加した.(2)メチルアトロピン2.55.0mg/kg, i.p.およびメチルスコポラミン510mg/kg, i.p.投与でもアセチルコリンの遊離量は著明に増加したが,運動量は増加しなかった.このような結果から,抗コリン作動薬は線条体からのアセチルコリン遊離量を増加させることが明らかとなった.ひき続き,アルツハイマー病態ラットについて神経伝達物質動態と行動の関連性を研究する予定である.

1.アルツハイマー病態モデルラットの学習行動ラットの両側線条体に硫酸ビンクリスチン2ug(2ul)を直接注入し、3および5日目にモリスの水迷路学習を行ったところ、記憶の獲得および保持機能共に著しく低下した。この時点ではまだ何か外見上の変化は認められなかったが、14日30日後に運動障害のため死亡した。2.病態モデルラット線条体内の神経伝達物質の動態(1)カテコールアミン類:ビンクリスチンを両側線条体内へ注入後、78日目に線条体内のカテコールアミン含量を測定した。ドーパミンおよびその代謝産物3、4-dihydroxyphenylacetic acetic acid含量は軽度に低下していた。(2)ドーパミン受容体:線条体膜D-2ドーパミン受容体と〔^3H〕-spiperoneの結合を測定した。ビンクリスチン注入後78日目に受容体数の僅かな減少が認められた。3.胎仔脳神経細胞の移植ビンクリスチンによって損傷をうけた線条体内神経細胞群の神経伝達物質を同定する目的で、ラット胎仔の中脳黒質付近の神経細胞(主にドーパミンを含む)を、線条体へ移植する試みを行っている。しかし、まだ損傷機能を補償するまでには至っていない。4.反省と今後の研究の展開これまでの実験結果を総合すると、ビンクリスチンを線条体内へ注入しておこる脳内の損傷変化は進行性であると考えられる。従って、ビンクリスチンの注入用量を調節することによってその進行状態をかなり遅くできる可能性があるので、もう少しその点を追求した上で、抗痴呆薬に対する感受性を検討したい。
星形成過程における星周円盤の構造進化の研究

波長30μm帯中間赤外線カメラMAX38の開発をおこなってきた。本装置はこれまで明らかにされていない惑星形成初期の原始太陽系円盤の研究を飛躍的に進めると期待される。MAX38は昨年度にその大部分の機能が立ち上がりファーストライト観測に成功した。本年度は試験観測により明らかになった問題点の改善をおこない、そのプラットフォームである東京大学アタカマ望遠鏡の立ち上げも行った。25μm以上の中間赤外線波長では光学フィルタに適した透過材が存在しない。そこで本研究では金属薄板に十字形状の穴を開けた中間赤外線用メッシュフィルタを開発した。十字穴アレイの共鳴波長の電磁波のみが高い効率で透過する。開発したフィルタは最大透過率90%、分解能λ/Δλ=8を達成した。MAX38用に開発中の赤外線検出器コントローラは画像信号のアナログ処理部に問題を抱えていた。本年度はボードの設計を見直し、再製作することで低ノイズの画像を取得することに成功した。地上中間赤外線観測では時間変動する背景放射成分を取り除くためにチョッピング観測を行う。MAX38は装置内の冷却部に軽量の振動鏡を設置し、ピエゾにより駆動することで高速なチョッピング観測を実現する。開発中の冷却振動鏡は低温下でピエゾのストロークが著しく減少し、十分な振り幅を確保できない問題があった。そこで低温においてもストロークの低下が少ないピエゾ材質を実験により探った。結果、ピエゾの材質をハード材に変更することで冷却による低下を減らせること見つけ、ストロークを従来の4倍に増加させることに成功した。2008/6には国内で試験中の東京大学アタカマ望遠鏡にMAX38を取り付け、実際の観測を模擬した試験を行った。その後、望遠鏡をチリに輸送し、現地での建段作業に立ち会いながら、MAX38の搭載に向けた準備を行った。MAX38は2009年夏より現地にて天文観測を開始する予定である。特別研究員採用1年度は、若い星の星周円盤の研究を飛躍的に進めることが期待される波長30μm帯観測装置の開発を主におこなった。MAX38(Mid-infrared Astronomical eXplorer 38)と名づけた本観測装置は、地上望遠鏡用としては初となる波長30μm帯の観測が可能な装置である。私は特にMAX38のエレクトロニクス部の開発を担当した。装置の要となる中間赤外線検出器BIB Si : Sb 128x128の読み出しシステムの構築をおこない、MUX(検出器から感光部のみをのぞいたチップ)の極低温(7K)下での駆動に成功した。次年度には赤外線の受光試験をおこなう予定である。また、世界初の試みである極低温で駆動する振動鏡の制御部の開発もおこなった。エンジンであるピエゾ素子をリアルタイム計算機と静電容量型ギャップセンサーを用いてフィードバック制御することで、振動鏡を極低温(7K)下において高精度に駆動することに成功した。また、新しい方式の天文用光学フィルタの開発もおこなった。透過材料の乏しい波長30μmでは、光学フィルタを製作することが極めて難しい。そのため私は、応用光学の分野で注目されている多層金属メッシュ方式を天文用フィルタに応用する研究をおこなった。FTDT法電磁解析にて波長30μm帯にピークを持つ多層金属メッシュ構造を設計し、半導体プロセス(フォトリソグラフィ)により製造、300-4Kの温度範囲にて完成したフィルタの透過率の評価をおこなった。今後、より狭帯域でより高い透過率のフィルタの実現をめざす。次年度に計画している実際の天体を用いた試験観測にむけて、以上の開発要素を1つの観測装置(MAX38)にアセンブルする作業も順次進めている。2006年4月と11月には、MAX38を取り付ける1.0m望遠鏡の建設予定地(チリ、アタカマ高原、チャナントール山頂、標高5,600m)のサイト調査を実施した。気象観測とシーイング観測の結果、チャナントール山頂は赤外線天文観測に最適なサイトであることが明らかになった。2008年の1.0m望遠鏡建設にむけて作業コンテナの設置、太陽発電による電力の確保、衛星通信機器の設置といった基盤整備もおこなった。以上の研究活動と並行して、共同研究者とともにすばる望遠鏡中間赤外線観測装置COMICSを用いた若い星の星周ダストの中間赤外線観測をおこない、11.研究発表の項で挙げた学術論文の成果をあげた。私は世界初となる波長30μm帯の地上観測を実現するべく、30μm帯中間赤外線カメラMAX38(Mid-infrared Astronomical eXplorer38)の開発をおこなってきた。本装置はこれまで明らかにされていない原始惑星系円盤の低温部の研究を飛躍的に進められると期待される。特別研究員1年度には装置の全体設計とユニットの製作・試験をおこなった。特別研究員2年目となる今年度は、各ユニットの組み上げをおこなった後、実験室にて装置の全体試験をおこなった。結果、設計値を満たす性能を確認した。続いて平成19年5月に東広島天文台の1.5mかなた望遠鏡にMAX38をとりつけ、実際の天体観測における性能評価をおこなった。本試験観測では設計通りの光学性能が達成されたが、振動鏡や冷却性能、冷却駆動部に不具合がみつかった。その後、東京大学三鷹に戻り、問題箇所の原因の特定と改良をおこなった。そして翌平成20年2月に再度東広島天文台にて試験観測をおこなった。