hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネット理論に基づくソフトウェア開発プロセスの予測評価とそのフィードバック

本研究では開発現場でのニーズの高い,「プロジェクトが終了する時点での最終品質と工数を,開発の途中で推定する」技術の開発を目標としている.この2年間はペトリネットモデルに基づく開発プロセスの記述とそのシミュレーションについて検討を重ねてきた.まず,開発プロセスのペトリネットによる記述に関しては,従来より検討してきている方法で基本的に十分であるとの結論を得た.各開発工程(設計,コーディング,テスト)ごとに1つのサブネットを定義する.ペトリネットのトランジションがソフトウェア開発の基本操作に対応し,プレースが連続する基本操作の間の区切りを表している.推定を目指している品質,工数の計測のためにトークンに属性を導入し,トランジションが発火するたびにその値を確率的に変化させる.あるサブネットから次のサブネットへの移行は開発計画に沿って決める.シミュレータを実際に適用するに当たって最も困難な問題は,多くのパラメータの値の決定であった.種々の実験的検討の結果,各基本作業に対するパラメータ毎に特徴的な性質を明らかにした.次にそれに基づいて1つのヒューリスティックSの開発に成功した.このヒューリスティックSはパラメータ値を決める順番に優先順位を導入し,いくつかの類似プロジェクトの開発データ(フォールト数と工数)にシミュレーションで求まる値が近づくように探索していく.有効性に関する評価実験については,ある協力企業の品質保証部門との共同研究の形で進めた.その結果,開発途中でのプロジェクトの状況が良くないとマネージャーが判断して適切な計画変更が行われた場合について,プロジェクトの工数と最終プロダクトの品質への影響の推定を,開発したシミュレータが実用的な立場から見てかなり高い精度で行えることが確認できた.本研究では開発現場でのニーズの高い,「プロジェクトが終了する時点での最終品質と工数を,開発の途中で推定する」技術の開発を目標としている.この2年間はペトリネットモデルに基づく開発プロセスの記述とそのシミュレーションについて検討を重ねてきた.まず,開発プロセスのペトリネットによる記述に関しては,従来より検討してきている方法で基本的に十分であるとの結論を得た.各開発工程(設計,コーディング,テスト)ごとに1つのサブネットを定義する.ペトリネットのトランジションがソフトウェア開発の基本操作に対応し,プレースが連続する基本操作の間の区切りを表している.推定を目指している品質,工数の計測のためにトークンに属性を導入し,トランジションが発火するたびにその値を確率的に変化させる.あるサブネットから次のサブネットへの移行は開発計画に沿って決める.シミュレータを実際に適用するに当たって最も困難な問題は,多くのパラメータの値の決定であった.種々の実験的検討の結果,各基本作業に対するパラメータ毎に特徴的な性質を明らかにした.次にそれに基づいて1つのヒューリスティックSの開発に成功した.このヒューリスティックSはパラメータ値を決める順番に優先順位を導入し,いくつかの類似プロジェクトの開発データ(フォールト数と工数)にシミュレーションで求まる値が近づくように探索していく.有効性に関する評価実験については,ある協力企業の品質保証部門との共同研究の形で進めた.その結果,開発途中でのプロジェクトの状況が良くないとマネージャーが判断して適切な計画変更が行われた場合について,プロジェクトの工数と最終プロダクトの品質への影響の推定を,開発したシミュレータが実用的な立場から見てかなり高い精度で行えることが確認できた.本研究では,一般化確率ペトリネントの拡張モデルに基づいて開発したソフトウェアプロジェクトシミュレータのパラメータ決定手順の確立と具体的なパラメータ値の決定を行った.また,得られたパラメータ値が有効であることを評価実験によって確認した.平成10年度における主な研究成果は次の通りである.(1)有効なパラメータのしぼりこみこれまでに開発してきたソフトウェアプロジェクトシミュレータには多数のパラメータが準備されているが,必ずしもすべてのパラメータを適用するプロジェクト毎にカスタマイズする必要はない.そこで,ある企業から提供を受けた詳細なプロジェクトデータの分析を行って,設計とコーディングについて,カスタマイズが必要なパラメータの種類をしぼりこんだ.(2)パラメータの値の決定手順個別のプロジェクトに対応するためには,パラメータの値を迅速にしかも系統的に決定する手順を確立する必要がある.(1)での分析結果に基づいて,カスタマイズすべきパラメータをしぼりこんだ上で,各パラメータについてその下限値と上限値を実際のプロジェクトデータを用いた予備実験から求めた.次に,作業結果への影響の度合いを考慮して,パラメータの間に(値を確定する順番についての)優先順位を決定した.これらのことから,少ない回数のシミュレーションでほぼ最適なパラメータ値の組を得ることが可能となった.(3)評価実験本研究で得られたパラメータの値を使用して,プロジェクトの工数,残存不具合数の見積り値をプロジェクトシミュレーションで求めるという実験を行った.なお,本格的な評価実験は平成11年度に計画している.その結果,提案した手順で求めたパラメータ値は従来のパラメータ値に比べこれらの見積りにとってより有効であるという感触を得ることができた.本研究では開発現場でのニーズの高い,「プロジェクトが終了する時点での最終品質と工数を,開発の途中で推定する」技術の開発を目標としている.この2年間はペトリネットモデルに基づく開発プロセスの記述とそのシミュレーションについて検討を重ねてきた.まず,開発プロセスのペトリネットによる記述に関しては,従来より検討してきている方法で基本的に十分であるとの結論を得た.各開発工程(設計,コーディング,テスト)ごとに1つのサブネットを定義する.

ペトリネットのトランジションがソフトウェア開発の基本操作に対応し,プレースが連続する基本操作の間の区切りの状況を表している.推定を目指している品質,工数の計測のために,トークンに属性を導入し,トランジションが発火する度にその値を確率的に変化させる.あるサブネットから次のサブネットへの移行は開発計画に沿って決める.シミュレータを実際に適用するに当たって最も困難な問題は,多くのパラメータの値の決定であった.種々の実験的検討の結果,各基本作業に対応するパラメータ毎に特徴的な性質を明らかにした.次にそれに基づいて1つのヒューリスティックSの開発に成功した.このヒューリスティックSはパラメータ値を決める順番に優先順位を導入し,幾つかの類似プロジェクトの開発データ(フォールト数と工数)にシミュレーションで求まる値が近づくように探索していく.有効性に関する評価実験については,ある協力企業の品質保証部門との共同研究の形で進めた.その結果,開発途中でプロジェクトの状況が良くないとマネージャーが判断して適切な計画変更が行われた場合について,プロジェクトの工数と最終プロダクトの品質への影響の推定を,開発したシミュレータが実用的な立場から見てかなり高い精度で行えることが確認できた.
北朝財政史の研究―『魏書』食貨志を中心に―

本研究の目的は、当初の計画では三つあった。第一の目的は、『魏書』食貨志の日本語訳と注釈とを行なうことである。第二の目的は、注釈を行なうことによって、北朝の財政構造を分析するのに必要な基礎史料を整理することである。第一の目的は、北魏財政の構造を解明することである。4年の研究期間を通じて、『魏書』食貨志の日本語訳と注釈を完成し、ひきつづいて『隋書』食貨志の日本語訳と注釈を作成することができた。さらに、この作業を通じて得られた諸史料を基礎にして、北魏の財政構造を分析した論文を作成した。私は、これらの研究の成果を、研究報告書としてまとめた。報告書は、三部構成とした。第一部は論文「北魏の財政構造」、第二部は『魏書』食貨志訳注、第三部は『隋書』食貨志訳注である。本研究の課題は、(1)『魏書』食貨志の訳注を完成することにより、北朝財政史研究に必要な基礎史料を整理すること、及び(2)それをふまえて北朝財政の収入・経費構造を解明する点にある。本年度は、4年の研究期間の初年度にあたる。そのため、第一に『魏書』食貨史訳注作成のための基礎となる作業をおこなった。具体的には、(1)百衲本『魏書』食貨志を底本に、中華書局標点本などを参照して翻訳のための定本原稿を作成し、(2)注釈・対校のための諸史料を、『通典』『冊府元亀』『資治通鑑』『北史』『魏書』などの中から抽出し、年代順に整理した。さらに、(3)『魏書』食貨志に登場する人名・地名について精査し、伝記の所在・現在地との比定作業をおこなった。これら諸作業にはなお遺漏があるはずで、次年度以降も適宜続けていきたい。第ニに『魏書』食貨志の翻訳原稿の整理をおこなったが、これは上記の作業との関連があるので十分に進展していない。次年度以降、本格的にとりくむべき課題である。第三に、これらと平行して本年度は、北朝財政史研究の一環をなす南北朝期の力役・兵役徴発方式に関する諸史料を整理して考察し、「三五発卒攷実-六朝期の兵役・力役徴発方式と北魏の三長制」なる論稿を作成した。いま少し手を入れ、次年度中には公表する予定である。本年度は、4年の研究期間の第二年度にあたる。第一に『魏書』食貨志訳注作成の本格的な作業をおこない、『通典』『冊府元亀』『資治通鑑』『北史』『魏書』などの中から抽出した諸史料を利用して本文の対校・注釈を作成し、それにもとづいて翻訳原稿を作成した。現在、『魏書』食貨志の訳注作業は、基本的に完了しているが、なお遺漏があるはずで、次年度以降も補訂作業をつづけていきたい。第二に『隋書』食貨志の校訂・翻訳作業にとりかかったが、これは上記の作業との関連があるので十分に進展していない。第三に、これらと平行して本年度は、北魏財政の収支構造についての諸史料を整理し、初歩的な考察をおこなった。いま少し手を入れ、次年度8月に中国山西省大同市で開催される魏晋南北朝史研究会で報告する予定である。本研究の課題は、(1)「魏書』食貨志の訳注を完成することにより、北朝財政史研究に必要な基礎史料を整理すること、及び(2)それをふまえて北朝財政の収入・経費構造を解明する点にある。本年度は、4年の研究期間の第三年度にあたる。第一に、昨年度作成した『魏書』食貨志訳注原稿の補訂作業をおこなった。第二に昨年度にひきつづき『隋書』食貨志の校訂・翻訳作業をおこない、『通典』『冊府元亀』『資治通鑑』『北史』『隋書』『舊唐書』『唐書』などの中から抽出した諸史料を利用して本文の対校・注釈を作成し、『隋書』食貨志の訳注原稿を作成した。

第三に、これらと平行して、北魏財政の収支構造についての諸史料を整理し、論文「北魏の財政構造-孝文帝・宣武帝期の経費構造を中心に-」を作成し、8月に中国山西省大同市で開催された北朝史国際学術研討会に提出し、あわせて全体会で報告した。次年度の最終報告書は、第一部「北魏の財政構造」、第二部『魏書』食貨志訳注、第三部『隋書』食貨志訳注の三部構成とする予定で、ひきつづき補訂・整理作業をつづけていきたい。本研究の目的は、当初の計画では三つあった。第一の目的は、『魏書』食貨志の日本語訳と注釈とを行なうことである。第二の目的は、注釈を行なうことによって、北朝の財政構造を分析するのに必要な基礎史料を整理することである。第三の目的は、北魏財政の構造を解明することである。4年の研究期間を通じて、『魏書』食貨志の日本語訳と注釈を完成し、ひきつづいて『隋書』食貨志の日本語訳と注釈を作成することができた。さらに、この作業を通じて得られた諸史料を基礎にして、北魏の財政構造を分析した論文を作成した。私は、これらの研究の成果を、研究報告書としてまとめた。報告書は、三部構成とした。第一部は論文「北魏の財政構造」、第二部は『魏書』食貨志訳注、第三部は『隋書』食貨志訳注である。
原子結合制御理念に基づく靱性に富む金属間化合物の創製

1.合金設計金属間化合物の結晶粒界構造について幾何学ならびに結合論的解析を試み,粒界割れにより靱性化が阻害されていたLI_2型について,合金化によりその解決法を提案した.それにより, C_<O3>T_i, N_<i3>(S_i, T_i), N_<i3>(sl,M_n),N_<i3>(sl,F_e)等が新たに延性能を示す事を見い出した.また, B2型化合物についてはT_iC_o化合物が比較的靱性に富む事を観察した.更に, L1_2型化合物の延性化さらには多様な特性を得るための合金化の手法を確立するための相安定性理論の解析を進めた.その結果,適切な2つ以上の元素の同時添加により可能である事を確めた.2.構造解析金属間化合物の諸性質は結晶構造に密接に関連している.いくつかのLI_2型・B2型化合物の合金の構造と化学量論について解析した.また,置換型に合金化する元素について,その固溶位置,固溶量,規則度の変化等を調べた.さらに,侵入型に合金化するH, B, C元素についても,その固溶位置,規則度の変化,構成原子との相互作用について検討した.点欠陥ならび線欠陥(転位)についても金属間化合物中の特異な挙動を観察した.機械的性質研究者により延性化に成功した上記合金は単に優れた塑性変形を示すのみならず,高温で優れた強度特性を示す事をこれらの多結晶ならびに単結晶を用いて明らかにしその機構を提唱した.これらの諸結果は金属間化合物の実用化への基礎的かつ有用な知見を与えた.1.合金設計金属間化合物の結晶粒界構造について幾何学ならびに結合論的解析を試み,粒界割れにより靱性化が阻害されていたLI_2型について,合金化によりその解決法を提案した.それにより, C_<O3>T_i, N_<i3>(S_i, T_i), N_<i3>(sl,M_n),N_<i3>(sl,F_e)等が新たに延性能を示す事を見い出した.また, B2型化合物についてはT_iC_o化合物が比較的靱性に富む事を観察した.更に, L1_2型化合物の延性化さらには多様な特性を得るための合金化の手法を確立するための相安定性理論の解析を進めた.その結果,適切な2つ以上の元素の同時添加により可能である事を確めた.2.構造解析金属間化合物の諸性質は結晶構造に密接に関連している.いくつかのLI_2型・B2型化合物の合金の構造と化学量論について解析した.また,置換型に合金化する元素について,その固溶位置,固溶量,規則度の変化等を調べた.さらに,侵入型に合金化するH, B, C元素についても,その固溶位置,規則度の変化,構成原子との相互作用について検討した.点欠陥ならび線欠陥(転位)についても金属間化合物中の特異な挙動を観察した.機械的性質研究者により延性化に成功した上記合金は単に優れた塑性変形を示すのみならず,高温で優れた強度特性を示す事をこれらの多結晶ならびに単結晶を用いて明らかにしその機構を提唱した.これらの諸結果は金属間化合物の実用化への基礎的かつ有用な知見を与えた.1)構造解析と合金設計【Ni_3】Al(【Ll_2】型)にMnとFe原子を合金化した時、さらにはBとCとBe原子を微量添加した時の結晶構造をX線回折法より観察しそれらの占有位置と【Ll_2】構造の安定性を長範囲規則度を求め結合論的・エネルギー論的に考察した。単純立方超格子を組む構造中の超格子転位について計算機実験を行った。その結果金属あるいは合金とは異なる特異な転位構造と運動特性を見い出した。【L2_0】と【Ll_2】型構造のねじり成分からなる結晶粒界構造について幾何学的解析を試みいくつかの特徴的性質について検討した。この様な金属間化合物の結晶構造と相安定性、さらにはこれに含まれる転位や結晶粒界等の格子欠陥についての構造論的結合論的考察より以下に列挙する数多くの靭性に富みかつ高温強度特性が優れた合金系が提案され検証された。2)機械的性質の解明MnとFeの置換型原子は【Ni_3】Alの持つ優れた高温強度を損う事なく延性能をもたらした。BとCの侵入型原子は著しく【Ni_3】Alを強化し、Be軽原子はBと同様【Ni_3】Alを延性化するのを見い出した。一方、H原子は延性能を具備する【Ll_2】型化合物について大なり小なり脆化させる事を見い出し、その機構について追求した。【(Ni,Fe,Co)_3】Ti化合物は【Co_3】Tiの持つ優れた延性能と高温強度を失う事なく、むしろ23倍の強化がなされた。これはCo量低減による安価な実用材料としての展望を拓いた。一方、【L2_0】型CoTi化合物については、この結晶型では始めて、強度の逆温度依存性が発現する事を見い出した。さらに充分に圧縮変形が可能である事を示した。1.合金設計

(1)粒界割れを起こしやすいLl_2型Ni_3Si化合物に第3元素としてTiを添加する事により延性化が計れる事を提案し検証した.(2)共に遷移金属元素からなるB2型CoTi,CoZr,CoHf化合物が比較的靭性に富む合金である事を提案した. (3)Ll_2型構成原子の価電子数ならびに寸法を考慮した相安定性理論を用い,Ni_3AlならびにCo_3Tiについて,Ni,Fe,Co,CuのVIII族元素を同時添加する事によりLl_2相固溶存在領域を大きく拡張させる事に成功した.また,Ni_3AlーNi_3Fe系合金のLl_2相存在領域を解析した.2.機械的性質の解明(1)Ni_3(Si,Ti)化合物が優れた高温強度と延性能を有する事を観察した.延性値ならびに変形強度共にTi量が多いものほど高い値を示し,そのピークも高い温度に出現した.これらの特性はNi_3Alのそれを上回った.(2)TiCo化合物が低温と高温領域で強度の異常な上昇が生ずる事を観察した.また,室温以上の温度範囲で充分な圧縮変形が可能である事を観察した. (3)Ll.ナ_<2.ニ>型Ni.ナ_<3.ニ>(Al,Mn)化合物の鍛造・熱処理材についての機械的性貭における試験温度,組成,ひずみ速度,試験雰囲気依存性を観察し,実用材料としての基礎的知見を得た.
ニューロン電位活動の光学的機能マッピングによる三叉神経核の三次元的機能構築の解析

個体発生の過程において、中枢と末梢とを結ぶ入・出力の終止・起始核である脳幹神経核が、どのようなプロセスで機能的に形成されていくのかは、中枢神経系の機能的構築を理解する上で、最も基本的な問題点の一つである。我々は、中枢神経系の機能形成/構築過程を明らかにする目的で、膜電位感受性色素とニューロン電位活動の光学的多チャネル計測法を発生初期の鶏胚・ラット胚に適用し、個体発生に伴う神経回路網の機能的システム構築と、それに関わる受容体の機能的発現過程について解析を行っている。本研究では、ラット胚脳幹における三叉神経核の機能的形成過程について解析を行った。膜電位感受性色素で染色したE12-E16のラット胚脳幹において、眼神経(V1)、上顎神経(V2)、下顎神経(V3)を別々に刺激し、得られた光学的シグナルのマッピングから三叉神経主知覚核、脊髄路核を同定した。各神経刺激により活動電位はE13から誘発されたが、EPSPはE15になって始めて観察された。E14では、normal Ringer液中ではEPSPは観察されなかったが、外液からMgイオンを取り除くと小さなEPSPが誘発された。電子顕微鏡を用いた形態学的観察では、E16においても神経核に明らかなシナプスは観察されず、発生初期にはいわゆるシナプス構造がなくとも、神経伝達がなされていることが示唆された。さらに、3本の感覚神経の応答領域を比較した結果、これらの応答領域には、この時期すでにsomatotopyが存在することが示された。われわれは、これまで、膜電位感受性色素を用いたニューロン電位活動の光学的多チャネル計測法を発生初期胚脳幹に適用し、ニューロン電位活動の時間的・空間的パターンを調べ、その発達過程を追跡してきた。この光学的測定法は、発生過程にある脆弱で小さいニューロンの電気的活動を、電極を刺入せずに測定できるうえ、標本上の非常に多数の微小分画領域からニューロン活動を同時記録できるという、他の測定法にはない大きな利点を有している。これらの研究の過程で、我々は、神経核の機能的構築が、同発生段階の形態学的構築とは必ずしも一致しないことを見いだした。例えば、それぞれの神経核は、形態学的アトラスに示されるような明確な境界線で区切られるものではなく機能的に重なり合っており、また個々の神経核の中にも"機能的配列"が存在することがわかった。このような機能的構築のプロフィルは、中枢神経系の他の領域でも見られるものなのであろうか?もしそうであれば、これは、中枢神経系の機能発現過程、機能形成過程における基本的描像といえるのであろうか?これらの問題を解明するために、我々は脳幹へのもう一つの入・出力系である三叉神経系を取り上げ、脳幹内におけるその機能的構築のプロセスを明らかにすることを計画した。本年度は、膜電位感受性色素を用いたニューロン電位活動の光学的計測法による三叉神経応答の三次元機能マッピングを行い、発生初期胚における三叉神経核の機能的構築のプロフィルを明らかにした。

本年度は、ラット胚脳幹における三叉神経核の機能的形成過程について解析を行った。膜電位感受性色素で染色したE12-E16のラット胚脳幹において、眼神経(V1)、上顎神経(V2)、下顎神経を別々に刺激し、得られた光学的シグナルのマッピングから三叉神経主知覚核、脊髄路核を同定した。各神経刺激により活動電位はE13から誘発されたが、EPSPはE15になって始めて観察された。E14では、normal Ringer液中ではEPSPは観察されなかったが、外液からMgイオンを取り除くと小さなEPSPが誘発された。電子顕微鏡を用いた形態学的観察では、E16においても神経核に明らかなシナプスは観察されず、発生初期にはいわゆるシナプス構造がなくとも、神経伝達がなされていることが示唆された。さらに、3本の感覚神経の応答領域を比較した結果、これらの応答領域には、この時期すでにsomatotopyが存在することが示された。
シアリダーゼの活性発現に関する分子生物学的研究

ヒト胎盤シアリダーゼの活性発現に重要な係わりを持つと考えられている分子量46kDa蛋白について、そのcDNAクローニング及び構造解析を行った。ヒト胎盤cDNAライブラリー(λgtll)より、抗46kDa蛋白抗体及び46kDa蛋白のペプチド断片のアミノ酸配列を指標に合成したオリゴヌクレオチドをプローブとしてcDNAライブラリーのスクリーニングを行った。得られた全長cDNAは358個のアミノ酸をコードし、N末端側に17個のシグナルペプチドを持つことがわかった。しかしながら、ホモロジーリサーチによりこのアミノ酸配列はヒト及び酵母α-ガラクトシダーゼに高い相同性を持つことがわかり、更に検討した結果、46kDa蛋白はα-ガラクトシダーゼBとも呼ばれているα-N-アセチルガラクトサミニダーゼであることを明らかにした(Biochem.Biophys.Res.Commun.,163,1498(1989))。次にこの46kDa蛋白のcDNAをCOS細胞にトランスフェクトさせたところ、α-N-アセチルガラクトサミニダーゼ活性の発現が確認され、46kDa蛋白がα-N-アセチルガラクトサミニダーゼであることを実証した(Biochem.Biophys.Res.Commun.,170,231(1990)、Nucleic Acid Res.,19,2518(1991))。一方、シアリダーゼの活性化機構について検討を行ったところ、シアリダーゼの活性化がプロテアーゼの一種アマスタチンによって特異的に阻害されることを見いだした。用いたシアリダーゼの部分精製標品にはアミノペプチダーゼ活性が存在し、これはアマスタチンにより阻害された。これらの結果は、シアリダーゼの活性化がプロテアーゼの機能と何らかの係わりを示すものであり、現在その詳細について更に検討を行っている。更にまた、最近カナダのグループにより、ヒト胎盤シアリダーゼとして60kDa蛋白の存在が示され、更に糖脂質代謝に関与する活性化因子との係わりを示唆する報告がなされたことから、この点について検討を行った。その結果、60kDa蛋白ではなく、イムノグロブリンGであることを明らかにし、彼らの誤りを指摘した(Biochem.Biophys.Res.Commun.,177,1211(1991))。ヒト胎盤シアリダ-ゼの活性発現に重要な係わりを持つと考えられる分子量46K蛋白について、そのcDNAクロ-ニング及び構造解析を行った。ヒト胎盤cDNAライブラリ-(λgt11)より、抗46K蛋白抗体及び46K蛋白のペプチド断片のアミノ酸配列を指標に合成したオリゴヌクレオチドをプロ-ブとしてcDNAライブラリ-のスクリ-ニングを行なった。その結果,得られたcDNAの塩基配列から46K蛋白は358個のアミノ酸から成ること,さらにN末端側に17個のシグナルペプチドを持つことがわかった。しかしながら、ホモロジ-リサ-チにより,このアミノ酸配列はヒト及び酵母のαーガラクトシダ-ゼに対し高いホモロジ-を持つことがわかり、さらに検討した結果,46K蛋白は事実上αーガラクトシダ-ゼBとも呼ばれているαーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼであることが明らかとなった(Biochem.Biophys.Res.Commun.,163,1498(1989))

次に、このαーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼのcDNAをCOS細胞にトランスフェクトさせたところ,αーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼ活性の発現が確認され,46K蛋白がαーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼであることを実証した。(Biohem.Biophys.Res.Commun.,170,231(1990))一方,シアリダ-ゼの活性化機構について検討を行った。各種プロテア-ゼインヒビタ-による活性への影響を調らべたところ、アミノペプチダ-ゼA及びロイシンアミノペプチダ-ゼの阻害剤として知られるアマスタチンが特異的に阻害することを見出した。用いたシアリダ-ゼの部分精製標品にはアミノペプチダ-ゼ活性が存在しており、この活性はアマスタチンにより阻害された。これらの結果は、シアリダ-ゼの活性化がプロテア-ゼの機能と何等かの係わりを持つことを示すものであり、その詳細をさらに検討している。ヒト胎盤シアリダ-ゼの活性発現に重要な係わりを持つと考えられる分子量46KDa蛋白について、そのcDNAクロ-ニング及び構造解析を行った。ヒト胎盤cDNAライブラリ-(λgtll)より、抗46KDa蛋白抗体及び46KDa蛋白のペプチド断片のアミノ酸配列を指標に合成したオリゴヌクレオチドをプロ-ブとしてcDNAライブラリ-のスクリ-ニングをった。得られた全長cDNAは358個のアミノ酸をコ-ドし、N末端側に17個のシグナルペプチドを持つことがわかった。しかしながら、ホモロジ-リサ-チによりこのアミノ酸配列はヒト及び酵母αーガラクトシダ-ゼに対し高い相同性を持つことがわかり、更に検討した結果、46K蛋白はαーガラクトシダ-ゼBとも呼ばれているαーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼであることを明らかにした(Biochem,Biophys,Res,Commun.,163,1498(1989))。次に、この46KDa蛋白のcDNAをCOS細胞にトランスフェクトさせたところ、αーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼ活性の発現が確認され、46K蛋白がαーNーアセチルガラクトサミニダ-ゼであることを実証した(Biochem,Biophys,Rec,Commun.,170,231(1990) Nucleic Acids Res.,19,2518(1991))。一方、シアリダ-ゼの活性化機構について検討を行ったところ、シアリダ-ゼの活性化がプロテア-ゼの一種アマスタチンによって特異的に阻害されることを見いだした。用いたシアリダ-ゼの部分精製標品にはアミノペプチダ-ゼ活性が存在し,これはアマスタチンにより阻害された。これらの結果は、シアリダ-ゼの活性化がプロテア-ゼの機能と何らかの係わりを示すものであるが、現在その詳細について更に検討を行っている。さらにまた、最近カナダのグル-プによりヒト胎盤シアリダ-ゼとして60KDa蛋白の存在が示され、更に糖脂質代謝に関与する活性化因子との係わりを示唆する報告がなされたことから、この点について検討を行った。その結果、60KDa蛋白はシアリダ-ゼではなく、イムノグロブリンGであることを明らかにし、彼らの誤りを指摘した(Biochem,Biophys,Res,Commun.,177,1211(1991))。
豪雨・洪水の極値の地域総合化

本研究の目的は,気象学・水文学的な観点から一様な性質をもつとみなしうる地域について,その地域内の豪雨・洪水の極値デ-タの確率統計的特性を総合化する手法を確立することである.すなわち,同じ地域内の観測デ-タのない(少ない)地点についても総合化された確率特性が利用できるようにし,豪雨や洪水に起因する自然災害の防止・軽減に役立てようというものである.ここでは,100,200年確率雨量を対象とし,地域総合化手法として地域回帰分析法およびKriging法を適用した.【1】野洲川流域(387km^2)の10地点の日単位の雨量デ-タ系列から,極値デ-タとして年最大k日雨量を抽出・整理し,ファイル化した.【2】観測地点ごとに極値デ-タの頻度解析を行い,適合する確率分布モデルとその適合度,再現確率統計量(確率雨量)を求めた.【3】地域回帰分析は,確率雨量を目的変数とし対象地点の特性量を説明変数とし,最小二乗法を用いた重回帰分析によって,場所的特性と雨量特性を関係付ける.通常最小二乗法と重み付け最小二乗法を用いた.説明変数には,緯度,経度,標高を用い多数の回帰モデルを検討した.100年確率2日雨量の場合,最も良い回帰モデルの重相関係数は0.74であった.また,観測地点のデ-タ期間に応じて重み付けを行うことによりモデルの精度が向上することがわかった.このような地域回帰分析によって当該地域の確率雨量の等値線が客観的に描けることとなった.【4】Kriging法は,地域内のいくつかの観測地点における実現値を用い,任意地点の状態変数の推定値を最良線形推定値として求める手法である.確率雨量を状態変数とすると,当該地域内の確率雨量の等値線,およびその信頼度を表す等値線が得られる.定常確率場の仮定のもとに最も単純なKriging法を適用したところ,推定精度はあまり良くなかった.バリオグラムや確率場の仮定などの改善を行う必要があることがわかった.本研究の目的は,気象学・水文学的な観点から一様な性質をもつとみなしうる地域について,その地域内の豪雨・洪水の極値デ-タの確率統計的特性を総合化する手法を確立することである.すなわち,同じ地域内の観測デ-タのない(少ない)地点についても総合化された確率特性が利用できるようにし,豪雨や洪水に起因する自然災害の防止・軽減に役立てようというものである.ここでは,100,200年確率雨量を対象とし,地域総合化手法として地域回帰分析法およびKriging法を適用した.【1】野洲川流域(387km^2)の10地点の日単位の雨量デ-タ系列から,極値デ-タとして年最大k日雨量を抽出・整理し,ファイル化した.【2】観測地点ごとに極値デ-タの頻度解析を行い,適合する確率分布モデルとその適合度,再現確率統計量(確率雨量)を求めた.【3】地域回帰分析は,確率雨量を目的変数とし対象地点の特性量を説明変数とし,最小二乗法を用いた重回帰分析によって,場所的特性と雨量特性を関係付ける.通常最小二乗法と重み付け最小二乗法を用いた.説明変数には,緯度,経度,標高を用い多数の回帰モデルを検討した.100年確率2日雨量の場合,最も良い回帰モデルの重相関係数は0.74であった.また,観測地点のデ-タ期間に応じて重み付けを行うことによりモデルの精度が向上することがわかった.このような地域回帰分析によって当該地域の確率雨量の等値線が客観的に描けることとなった.【4】Kriging法は,地域内のいくつかの観測地点における実現値を用い,任意地点の状態変数の推定値を最良線形推定値として求める手法である.確率雨量を状態変数とすると,当該地域内の確率雨量の等値線,およびその信頼度を表す等値線が得られる.定常確率場の仮定のもとに最も単純なKriging法を適用したところ,推定精度はあまり良くなかった.バリオグラムや確率場の仮定などの改善を行う必要があることがわかった.
自然災害に対するサプライチェーン・ネットワークの強靭性に関する実証研究

本年度は、主に新規論文の準備と分析を行った。設備革新にのみ使用できる復旧補助金の受給企業リストを活用し、自然災害が設備革新をもたらし更にその正の効果がサプライチェーンを通じて伝播することを実証した。既存研究との大きな差異は、直接的な効果だけでなくその間接的な効果(政策効果の伝播)を検証した点である。但し、当初は衛星画像を使用して別のケースで分析を行おうとしていたが、衛星画像を収集後、雲の状況や対象被災地に背の高い木々が多かったことなどから衛星画像から設備革新を確認することが難しいことが判明し分析対象を変更した。また、災害への対応の在り方が主体毎にどのように異なるのかを検証するため、産業や規模別の推計とその異質性の裏にあるメカニズムについても分析を行った。先行研究ではデータの制約によりメカニズムにまで踏み込めていなかった。こうしたメカニズムの検証をしていくことで、結果について理解を深めるのを助け、政策にもつなげやすくなると思われる。いずれの分析も当初の研究の目的に沿ったものである。これらはディスカッションペーパーとしてまとめた。さらに、次年度に向け、被災地においてフィールドワーク(質的調査)や、協力者探し、質問票作成などの事前作業も行った。これらは順調に進行し、現地協力者を得ることに成功し、質問票の初稿まで作成できた。今後、現地協力者の意見も聞きながら微修正を行う必要はあるものの、次年度に向けた準備は順調に進行しているといえる。加えて、進行中の論文の改訂・投稿作業も行った。当初予定していたデータでは信頼に値する十分な情報が得られなかったため、分析対象とする国を変更する必要が生じた。しかし、それ以外の点では順調に研究が進展し、当初予定していた自然災害と設備革新とその間接的な効果や、災害対応における差異に関して研究を行い、ディスカッションペーパーとして公開することができた。以上より、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。今年度の成果を踏まえ、次年度では査読誌への投稿を目指す。また、新たにデータの収集を行い、今年度に習得した分析手法を活用しながら分析を行う。
三種温度感受性ヒト不死化細胞を用いたＨｕｍａｎ　Ｍｉｎｉ　Ｌｉｖｅｒ構築の試み

本研究の結果、ヒト類洞内皮細胞に不死化遺伝子を導入し、独自の新規ヒト不死化類洞内皮細胞を樹立することに成功した。一方、ヒト不死化肝細胞については現在まだ推進中であるが、この過程において我々はヒト肝がん由来細胞の分化形質を大きく向上させる手法を得た。したがって今後は、この分化させたヒト肝がん由来細胞と上述のヒト不死化類洞内皮細胞を共培養することにより、新たなin vitroヒト肝モデルを構築することが可能であると期待される。このモデルを用いることにより新たな薬物動態・毒性研究が可能となるばかりでなく、ヒト肝分化・病態の機序解明および肝疾患治療標的の探索なども可能となると期待される。本研究は、ヒト肝実質細胞とヒト非実質肝細胞の温度感受性不死化細胞を新規に樹立し、それらの細胞を独自の肝再生疑似培養法で培養することにより、これらの細胞が協調して働くin vitroヒト肝モデルを構築することを目的としている。ヒト類洞内皮細胞は市販のものを購入し、ここに温度感受性SV40 large T抗原遺伝子を搭載したウイルスを感染させた。ヒト類洞内皮細胞は入手量が極めて限られていることから、種々の培養・遺伝子導入条件を用いて実験を同時におこない、そのうちある条件下において類洞内皮細胞の持続的な細胞増殖が認められた。そこで次にヒトテロメラーゼ触媒サブユニット遺伝子を導入して、不死化細胞をブラストサイジンにより選択した。本細胞より調製したcDNAを用いてRT-PCRをおこなったところ、導入した両遺伝子の発現が認められたことから、本細胞を新規ヒト不死化類洞内皮細胞とした。本細胞は世界初の細胞であり、この細胞を用いることにより新たなin vitroヒト肝モデルの構築が可能となるばかりでなく、ヒト類洞内皮細胞の生理機能解明および肝疾患治療標的の探索などにも応用可能であると期待される。一方、ヒト肝細胞については、不死化遺伝子の導入をおこなったものの、持続的に増殖する細胞群が得られなかった。したがって、今後は不死化遺伝子の種類を変えて検討をおこなう必要がある。しかしながら、本研究に関連する検討からヒト肝がん由来細胞の分化形質を明らかに向上させる(予備検討結果でCYP3A4、OATP1B1、OATP1B3 mRNAがそれぞれ5倍、9倍、20倍上昇)手法を得た。そこで、今後はこの分化させたヒト肝がん由来細胞と上述のヒト不死化類洞内皮細胞によるin vitroヒト肝モデルを構築する予定である。本研究は、ヒト肝実質細胞とヒト非実質細胞の温度感受性不死化細胞を新規に樹立し、それらの細胞を独自の肝再生疑似培養法で培養することにより、ヒト肝実質細胞と非実質細胞が協調して働く、新規のin vitroヒト肝モデルを構築することを目的としている。本年度は、まずヒト肝実質細胞への不死化遺伝子導入の条件を確立するため、まず、ラット肝実質細胞を用い、複数の培養条件を検討した。その結果、従来の培養条件では不死化遺伝子の導入効率は著しく低かった(<5%)が、肝細胞増殖条件下で培養することにより遺伝子導入効率は大きく向上する(50%)ことが明らかとなった。そこで現在、本検討で確立した条件を用いてヒト肝細胞への不死化遺伝子の導入をおこなっている。一方、本年度ではアルブミン遺伝子のプロモーター/エンハンサー下に赤色蛍光タンパク質mCherryを融合したプラスミドを構築した。このプラスミドをヒト胎児腎由来HEK293細胞およびヒト肝がん由来HepG2細胞に導入したところ、HepG2細胞のみでmCherryの発現が認められた。したがって、本プラスミドはヒト肝細胞の分化度をモニターする有用なツールであると考えられる。不死化細胞確立において最も困難な点は、希少で脆弱な初代培養細胞に不死化遺伝子を機能的にかつ持続的に発現させることにある。細胞によって導入条件の最適化や不死化に必要な時間は異なっており、個々の細胞を対象とした緻密な検討が必要である。しかし一度不死化が成功すれば、その後は通常の培養細胞と同様の手法で研究を進めることができる。これらのことから、本年度肝実質細胞および内皮細胞において不死化遺伝子導入方法を確立したことは、本研究進展の大きな一歩であると考えている。また、通常肝細胞分化を把握するには細胞破砕やRNA抽出などの実験を繰り返す必要があるが、非侵襲的に肝細胞分化をモニターできるツールを開発したことにより、作製する不死化ヒト肝細胞の分化度を把握する実験量・期間が飛躍的に短縮・簡素化される見通しが立った。さらにこの系を類洞内皮細胞へと応用すれば、同様に内皮細胞の分化度も簡便に把握することが可能なツールを開発できる。これらを用いることにより、培養条件の最適化を極めて容易におこなうことが可能となることから、次年度において飛躍的に実験が進展すると期待される。以上のことから、本年度は新規のin vitroヒト

肝臓モデル構築に向けて概ね順調に研究を遂行したと考えられる。今年度、ヒト類洞内皮細胞への不死化遺伝子導入の条件確立のため、ヒト大動脈血管内皮細胞をモデルとした検討をおこなったが、その結果、肝実質細胞とは異なり、通常の培養条件により不死化ヒト大動脈血管内皮細胞を確立することが可能であった。したがって次年度にはヒト類洞内皮細胞への不死化遺伝子導入をおこない、不死化ヒト類洞内皮細胞を作成し、不死化ヒト肝細胞およびとともに培養することで、これらの共培養系の確立へと研究を進める。今回作成したヒト肝細胞分化モニタープラスミドは、ヒト不死化肝細胞の様々な分化培養条件の検討に使用できると考えられる。今年度も消耗品のみで使用する
繊毛/繊毛蛋白異常による中心体/細胞周期同調機構破綻と嚢胞性腎疾患発生機序解明

嚢胞性腎疾患は尿細管の一部もしくは全体が拡張する病態である。遺伝的嚢胞性腎疾患として、常染色体優性および劣性多発性嚢胞腎(ADPKDおよびARPKD)、若年性ネフロン癆(NPHP)などがある。嚢胞性腎疾患の共通に観察される病態の一つに、細胞増殖亢進がある。細胞増殖を押されえる薬剤投与により嚢胞進展を抑制することや、逆に、c-mycやAPCを腎臓で過剰発現させることで腎臓嚢胞が発生することが知られている。したがって、細胞増殖亢進が嚢胞進展を進めていることが考えられている。本研究では、細胞増殖、細胞周期、嚢胞進展の関係を継時的に詳細に検討した。近年、これらの原因遺伝子が次々とクローニングされ、それらの遺伝子産物が繊毛に局在することが明らかとなった。また、ift88の欠失などで繊毛形成が障害される変異体においても嚢胞性腎疾患が発生することが明らかとなった。本研究では、嚢胞性腎疾患マウスとしてinvマウスを用い、fucciマウスと掛け合わせをすることで、inv遺伝子の細胞周期に対する影響を検討した。Fucci mouseは、GemininとCdt1遺伝子をそれぞれ待ち、SーM期ではGemininが発現し、G0-G1期ではCdt1が発現している。まず、コントロール(野生型もしくはinv/+)マウスの生後1、4、9、15日のマウスの腎臓におけるFucci発現を検討した。PCRにてgenotypinを確認し、各日齢各3匹を調べた。50150本の尿細管断面の細胞数、および、それぞれのfucciの発現を検討した。コントロール群では、Geminin陽性細胞は。生後4日までは認められたが、9日目にはほとんど認められなくなっていた。Inv変異体においては、Geminin陽性細胞は生後9日目を過ぎても存在した。嚢胞性腎疾患は、尿細管の一部もしくは全体が拡張する病態である。腎嚢胞は遺伝的に発症することが知られており、このことは尿細管腔径が遺伝的に制御されている機構の存在を示している。遺伝的嚢胞性腎疾患として常染色体優性および劣性多発性嚢胞腎(ADPKDおよびARPKD)、若年性ネフロン癆(NPHP)があげられる。これらの原因遺伝子がクローニングされ、その原因遺伝子産物の局在が繊毛に局在することが明らかになるにつれ、繊毛が尿細管腔径制御に重要であると考えられるようになってきている。Inv遺伝子は2型若年性ネフロン癆の原因遺伝子であり、Inv蛋白は繊毛近位部のInvコンパートメントに局在することを報告している。繊毛基部は、基底小体(母中心子)にて構成されており、したがって、細胞周期と密接な関係を持つ。腎嚢胞の形成には、細胞増殖異常と平面極性の関与が提唱されている。本研究では、FucciマウスとInv変異マウスを用いて、腎嚢胞での細胞周期解析を行ってきた。本年度は、この結果をBrdUおよびEduの取り込み結果を合わせて解析した。また、Inv変異マウスの嚢胞進展の数理解析を試みている。Fucciマウスを用いて正常状態における腎臓尿細管の細胞周期解析が終了しており、さらに詳細な解析へ進んでいる嚢胞性腎疾患は尿細管の一部もしくは全体が拡張する病態である。実際に細胞増殖が亢進しているのであれば、腎臓の全DNA量の亢進が確認できるはずであり、また、BrdUでのラベルを用いてその増殖を正常腎臓と比較できるはずである。また、尿細管の管腔形成細胞数、直径と増殖との関連に関しても検討した。経時的にP4, P9, P15, P21, p30で、腎重量及び腎臓の全DNA量を対象群と嚢胞腎群を測定した結果、P4からP15までは腎重量には大きな差を認めなかったが、P21, P30では有意に大きな差が生じた。

面白いことに、腎臓の全DNA量はP4からP21まで差が認められず、P30ではむしろ嚢胞腎群で対照群より減少してきた。BrdU取り込みでは、嚢胞腎群が対象群に比べて常に高い値を示した。このことは、2つの可能性を示唆した。嚢胞腎群では増殖とともに細胞死が増加している。もしくは、BrdU取り込みが亢進していても細胞周期期間の増加がない。これらをさらに調べるため、BrdUとEdUのdouble label及びapotpsisを数えた。嚢胞性腎疾患は尿細管の一部もしくは全体が拡張する病態である。遺伝的嚢胞性腎疾患として、常染色体優性および劣性多発性嚢胞腎(ADPKDおよびARPKD)、若年性ネフロン癆(NPHP)などがある。嚢胞性腎疾患の共通に観察される病態の一つに、細胞増殖亢進がある。細胞増殖を押されえる薬剤投与により嚢胞進展を抑制することや、逆に、c-mycやAPCを腎臓で過剰発現させることで腎臓嚢胞が発生することが知られている。したがって、細胞増殖亢進が嚢胞進展を進めていることが考えられている。本研究では、細胞増殖、細胞周期、嚢胞進展の関係を継時的に詳細に検討した。コントロールおよびinvマウスの腎臓における細胞増殖の変化、および比較により、Fucciマウスを用いた系により、BrdUの実験結果とほぼ一致することが確認された。さらに、細胞周期のどの部位に異常があるかを検討可能な状態になってきている。edU, BrdUをもちいて、in vivoにおける腎臓尿細管上皮の発生過程を詳細に解析するとともに、発生における尿細管の伸長を数理解析により解析する予定。発生生物学fucciマウスを用いて、嚢胞腎における細胞増殖更新が確認されたが、この細胞増殖亢進と尿細管形成における細胞移動がどのように関連しているかを知るため、eduで増殖細胞をラベルしたのちに、経時的にラベルされた細胞の移動を検討する。細胞増殖異常がなによって生じているかを知るために、DNA damage response signalingの異常があるかについて検討する。年度末にあたりカメラのソフト更新費用のため物品費としてほぼ必要なものは購入しているが、年度末に納品されそうになかったものを次年度に回しているため。カメラを作動させるソフトを使用して、edu,BrdUのシグナルを検出する次年度早々に必要な物品を購入予定
低出力レーザーの痛み伝達機序への影響

低出力レーザーの鎮痛機序を調査する目的として以下の3つの研究を行った.1)生体膜として赤血球の低調性溶血、変形能、2)およびナトリウム、カリウムの流入出への影響、3)人工膜としてのDPPC2重膜の相転移温、粒子の大きさの変化、である.1)赤血球の低調性溶血においては赤血球膜の表面成分であるリン脂質膜の安定性、流動性を調べることができる.冷所保存という侵襲下におかれた赤血球においてはレーザー照射が生体膜成分であるリン脂質膜を物理的に安定化させることが示された.また、変形能に関しては新鮮な赤血球では変化がないものの、侵襲かにおかれた赤非球では低出力レーザーの照射によって蛋白からなる各酵素が低出力レーザーにより賦活されることがわかった.2)保存血中のカリウム・ナトリウムの流出に関しては、膜の安定化とともに電解質の流出の抑制を起こることが予想されたが、それに反してカリウムの流出増加が見られた.解釈は難しいがレーザーの穴あけ現象が働いている可能性を示唆した.3)相転移温の変化は人工膜(DPPPC膜)により検討したが、低出力レーザー照射によって膜の物制に変化は生じなかった.以上の結果より、軽度に低下した赤血球膜を低出力レーザーが賦活していることを示しており、低出力レーザーの生体光刺激作用を示すものである.また人工膜においては分子レベルでの個々の変化は生じているが、膜全体の性状には変化を及ぼしていない.低出力レーザーの影響は人工膜と生体とでは作用が異なっていることが示唆され、生体膜に対する低出力レーザーの光活性効果は膜表面のリン脂質よりもむしろ細胞内蛋白酵素、膜蛋白など蛋白質の機能・性状の変化によるものではなかろうか.レーザーが侵襲下の生体においてホメオスタシスの維持に役立っているといえる.低出力レーザーの鎮痛機序を調査する目的として以下の3つの研究を行った.1)生体膜として赤血球の低調性溶血、変形能、2)およびナトリウム、カリウムの流入出への影響、3)人工膜としてのDPPC2重膜の相転移温、粒子の大きさの変化、である.1)赤血球の低調性溶血においては赤血球膜の表面成分であるリン脂質膜の安定性、流動性を調べることができる.冷所保存という侵襲下におかれた赤血球においてはレーザー照射が生体膜成分であるリン脂質膜を物理的に安定化させることが示された.また、変形能に関しては新鮮な赤血球では変化がないものの、侵襲かにおかれた赤非球では低出力レーザーの照射によって蛋白からなる各酵素が低出力レーザーにより賦活されることがわかった.2)保存血中のカリウム・ナトリウムの流出に関しては、膜の安定化とともに電解質の流出の抑制を起こることが予想されたが、それに反してカリウムの流出増加が見られた.解釈は難しいがレーザーの穴あけ現象が働いている可能性を示唆した.3)相転移温の変化は人工膜(DPPPC膜)により検討したが、低出力レーザー照射によって膜の物制に変化は生じなかった.以上の結果より、軽度に低下した赤血球膜を低出力レーザーが賦活していることを示しており、低出力レーザーの生体光刺激作用を示すものである.また人工膜においては分子レベルでの個々の変化は生じているが、膜全体の性状には変化を及ぼしていない.低出力レーザーの影響は人工膜と生体とでは作用が異なっていることが示唆され、生体膜に対する低出力レーザーの光活性効果は膜表面のリン脂質よりもむしろ細胞内蛋白酵素、膜蛋白など蛋白質の機能・性状の変化によるものではなかろうか.レーザーが侵襲下の生体においてホメオスタシスの維持に役立っているといえる.低出力レーザーの鎮痛作用発現の機序に関し、生体膜において、神経細胞では、神経刺激伝達の抑制、電気的膜安定化としての静止膜電位の負荷の増大,脊髄後角第5層における刺激発生の抑制、赤血球膜における低張性溶血に対する抵抗性(物理的安定),低下した赤血球変形能の改善など既に前回科学研究費補助金(C01570858)により報告してきた。今回生体膜の膜成分であるリン脂質二重膜の物性にレーザー光線は影響するかdipalmitoyl phosphatidyl Choline(DPPC)の相転移温より調べたが非荷電のDPPC膜では相転移温に変化を認めなかった(J.Clin,Laser Met & Surg 11:191-195,1993)。膜安定化がイオンチャンネルを介するものであれば保存赤血球よりKイオンの流出,Naイオンの流入を抑える筈であると、保存赤血球より採血日,第1日,第2日,第3日と計4回3分,5分,10分,15分づつのHe-Neレーザーを照射し、無菌的に24°C保存で8日目まで細胞外Na、Kイオンの変動を調べたが、Kイオン流出,Naイオン流入をレーザー光線が抑える所見は得られなかった(未発表)。本年度(平成6年)は、荷電リン脂質膜(DMPG)での低出力レーザーの膜物性への影響、また蛋白構造物としてヘモクロビンに関し、酸素親和性,ヘモクロビン蛋白の構造変化へのレーザーの影響を調べ膜へのレーザー光線の効果を総括する。低出力レーザーの生体膜への影響は、膜の物性変化より生化学的酵素活性などから追求しないと駄目かと悩みも生じている。低出力レーザーの鎮痛作用発現の機序に関して、我々は膜の安定化作用を考えそれを中心にして研究を行っている.

これまでは赤血球の膜における低張性溶血に対する抵抗性、低下した赤血球変形能の改善等を発表してきた.今回の目的は(1)生体膜の膜成分であるリン脂質2重膜の物性にレーザー光線は影響するか、(2)膜の安定化がイオンチャンネル依存性であるかを赤血球膜のNa、Kの細胞からの流失にて検討する、ことである.1)に関してはDPPCにて2重膜モデルを作成し、低出力レーザー照射を行ったが30分までの照射では膜の物性に変化を生じなかった.(2)の膜の安定化の研究において、赤血球の変形能に及ぼす影響では、新鮮赤血球に対する影響は見られなかったが、侵襲下の赤血球では有意に変形能の改善が認められた.同時に保存赤血球のNa、Kの流出に関しての研究では、特にKの流出が認められこれは人工膜に対しての光の穴あけ現象によるものと考えられた.これらを総合すると、軽度に機能の低下した赤血球を低出力レーザーが賦活していることを示しており、低出力レーザーの生体光刺激作用を示すものである.また、人工膜においては分子レベルでの個々の変化は生じているが、膜全体の性状には変化を及ぼしていない.低出力レーザーの影響は人工膜と生体膜とでは作用が異なっていることが示唆され、生体膜に対する低出力レーザーの光活性効果は膜表面のリン脂質よりもむしろ細胞内蛋白酵素、膜蛋白などの機能・性状の変化によるものであると考えられた.