hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機-無機複合均一ゲル繊維を前駆体とする超耐熱性無機繊維合成

高融点遷移金属(Ti,Zr,Hf,Nb,Ta)アルコキシド有機溶液を凝固液,セルロース誘導体有機溶液を紡糸液として,前者を圧縮ガスを用いてノズルを通して後者へ押し出すことにより,均一複合ゲル繊維を作成した.ゲル形成はIR,XPS,NMR等によりMOC形成によると思われるIR吸収の発現,NMRの緩和時間の変化,O1sのピーク分離等からセルロースのOH基やCO基の金属への配位によると推定された.これらゲル繊維を延伸,乾燥後,アルゴン,窒素,アンモニアガス中等で各々熱処理(5001400°C)した.前二者のガス中で処理したものはXRDから面心立方型(食塩型)の特性を示すとともに,XPSからもTiC,ZrC,HfC,NbC,TaCの炭化物繊維が形成している.アンモニアガス処理ではNbN,TaN,TiNの窒化物繊維が得られた.しかし熱処理後の繊維表面のXPSの結果からは酸素のピークも認められ,格子定数を計算した結果,文献値と多少異なっていた.元素分析の結果から熱処理後の繊維は多量のアモルファス炭素を含んでおり,処理温度上昇とともにその量は減少した.EPMAから繊維の表面には金属,内部に炭素が多く分布していた.これらのことから化学量論的な炭化物や窒化物になっておらず,酸化物等と固溶体を形成しているものと思われる.これらの生成温度は熱力学的計算温度より数100°C低く,ゲル繊維前駆体が比較的均一な複合ゲルであることを示す.NbN,NbC繊維は抵抗の温度依存性はn型半導体的特性を示し,Tcは低いものの超伝導特性を示した.特性向上には延伸紡糸,延伸焼結等のさらなる検討が必要である.IVA(Ti,Zr,Hf)及びVA(Nb,Ta)族の高融点遷移金属アルコキシドと各種セルロース誘導体はゲルを形成する.なかでも酢酸セルロースとは均一なゲルを形成するので,これを紡糸液,アルコキシドを凝固液として均一なゲル繊維を作成した.ゲル形成は,IR,NMR等から多価金属とセルロースのOH及びCO基の強い配位結合によることが示唆された.本ゲルはアセトン,ベンゼン,アルコール等の通常の有機溶媒や高濃度のイオン溶液には溶解しない.本ゲルを延伸,乾燥後,Ar,N_2及びNH_3ガス中で熱処理した.Ar,N_2中では面心立方型(NaCl型)のXRDを示し,TiC,ZrC,HfC,NbC,TaCの炭化物が生成した.生成温度は熱力学的計算からの生成温度より200300°C低く,前駆体がクラスターに近い形の有機(セルロース)-無機(金属アルコキシド)複合系であることを示す.一方,Nb及びTaの前駆体のNH_3ガス処理では900°CからNbN,TaNの生成が認められ,XPSからも確認された.しかし,生成繊維はいずれもかなりの量のアモルファス炭素を含んでおり,焼結時間とともに減少し,繊維の柔軟性が失われる.また,前駆体繊維表面から反応が進行し,中心部は容易に進行しない.今後,この点が課題である.しかしながら,NbC繊維は金属に近い導電性を示し,温度上昇とともに抵抗は減少してn型半導体に近い特性を示す.高融点遷移金属(Ti,Zr,Hf,Nb,Ta)アルコキシド有機溶液を凝固液,セルロース誘導体有機溶液を紡糸液として,前者を圧縮ガスを用いてノズルを通して後者へ押し出すことにより,均一複合ゲル繊維を作成した.ゲル形成はIR,XPS,NMR等によりMOC形成によると思われるIR吸収の発現,NMRの緩和時間の変化,O1sのピーク分離等からセルロースのOH基やCO基の金属への配位によると推定された.これらゲル繊維を延伸,乾燥後,アルゴン,窒素,アンモニアガス中等で各々熱処理(5001400°C)した.前二者のガス中で処理したものはXRDから面心立方型(食塩型)の特性を示すとともに,XPSからもTiC,ZrC,HfC,NbC,TaCの炭化物繊維が形成している.アンモニアガス処理ではNbN,TaN,TiNの窒化物繊維が得られた.しかし熱処理後の繊維表面のXPSの結果からは酸素のピークも認められ,格子定数を計算した結果,文献値と多少異なっていた.元素分析の結果から熱処理後の繊維は多量のアモルファス炭素を含んでおり,処理温度上昇とともにその量は減少した.EPMAから繊維の表面には金属,内部に炭素が多く分布していた.これらのことから化学量論的な炭化物や窒化物になっておらず,酸化物等と固溶体を形成しているものと思われる.これらの生成温度は熱力学的計算温度より数100°C低く,ゲル繊維前駆体が比較的均一な複合ゲルであることを示す.NbN,NbC繊維は抵抗の温度依存性はn型半導体的特性を示し,Tcは低いものの超伝導特性を示した.特性向上には延伸紡糸,延伸焼結等のさらなる検討が必要である.
「満洲国」時代を中心とする「満蒙」関係刊行物の研究

本研究は、(1)「満洲国」時代を中心とする時期のモンゴル研究を体系づけるために必要となる研究基盤の形成に資するため、「出版文化」の観点から当該時期の「満蒙」の学を書誌学的に研究すること、(2)そうした研究のケーススタディーとしてモンゴル学の基本文献である『元朝秘史』の研究状況を書誌学的に整理すること、という2つの方向から研究を推進してきた。斯様な観点から、平成15年度研究成果報告書として、(1)に係わって『日本国現存『観光東亜』総目次稿』(桃山学院大学原山煌)を発表し、さらに同16年度の分としては、(2)に係わって『元朝秘史関係文献目録新訂版-日本文・欧文篇-』を作製した。『観光東亜』は、戦中期日本人の「満洲」や中国地域への関心のありようが端的に表れた例として知られていたが、日本国内の所蔵状況には欠号が多いこともあって利用には不便な状況が続いていた。この補助金による調査で、日本国内各所蔵機関のご協力も得て、はじめて総目次を作成することができたのである。最近ますます充実してきたかに見える「満洲国」研究の分野に少なからぬ貢献ができたと考えている。また『元朝秘史関係文献目録』については、本研究代表者が1978年に包括的な目録を作成して以後、さまざまな事情から研究が質量ともに充実することになってきた。その状況を踏まえて、四半世紀ぶりに改訂を行なうことにしたのである。最初の着手として日本文・欧文篇を作成した。モンゴル国の発足などの政治的状況の影響で充実を見せているモンゴル語による研究の整理も進めているが、これは中国語版とともに、近い将来の実現を期したい。「満洲国」当時に、同国内で刊行されていた『観光東亜』の日本現存分の総目次を作成して、平成15年度研究成果とした。同誌は日本国際観光局大連支部(のち東亜旅行社奉天支社)において、1934年に『旅行満州』とのタイトルで創刊され、『観光東亜』を経て『旅行雑誌』と誌名変更している。国内機関所蔵状況による限り、1944年8月号まで存在を確認している。日本国内では「満洲国」現地出版ということもあってか、全巻を通して参照することはできない。しかし、同誌記事には、貴重な写真ページが見られるほか、執筆陣としては、当時の文学界、芸術界、学界を網羅するものとなっており、資料価値は極めて高い。国内公蔵の巻号のほかにも、さいわい目睹できたものもあったので、ここに今後の充実を期しながら、とりあえず総目次を編纂したのである。かねて進行中の『元朝秘史』研究に関わる文献目録は、16年度中の完成を目指して作業を進行している。本研究は、(1)「満州国」時代を中心とする時期のモンゴル研究を体系づけるために必要となる研究基盤の形成に資するため、「出版文化」の観点から当該時期の「満蒙」の学を書誌学的に研究すること、(2)そうした研究ケーススタディーとしてモンゴル学の基本文献である『元朝秘史』の研究状況を書誌学的に整理すること、という2つの方向から研究を推進してきた。斯様な観点から、平成15年度成果報告書として、(1)に係わって『日本国現存『観光東亜』総目次稿』(桃山学院大学原山煌)を発表し、さらに同16年度の分としては、(2)に係わって『元朝秘史関係文献目録新訂版-日本文・欧文篇-』を作成した。『観光東亜』は、戦中期日本人の「満州」や中国地域への関心のありようが端的に表れた例として知られていたが、日本国内の所蔵状況には欠号が多いこともあって利用には不便な状況が続いていた。

この補助金による調査で、日本国内各所蔵機関のご協力も得て、はじめて総目次を作成することができたのである。最近ますます充実してきたかに見える「満州国」研究の分野に少なからぬ貢献ができたと考えている。また『元朝秘史関係文献目録』については、本研究代表者が1978年に包括的な目録を作成して以後、さまざまな事情から研究が質量ともに充実することになってきた。その状況を踏まえて、四半世紀ぶりに改訂を行うことにしたのである。最初の着手として日本文・欧文篇を作成した。モンゴル国の発足などの政治的状況の影響で充実を見せているモンゴル語による研究の整理も進めているが、これは中国語版とともに、近い将来の実現を期したい。
グラフェンナノ構造体の力学的特性の原子論的解明と制御

グラフェンナノ構造体の力学的特性を分子動力学シミュレーションによって調べた。その結果、せん断変形下で生じるグラフェンナノリボンの皺の数と振幅はグラフェンナノリボンの幅とせん断変形の大きさに依存すること、単層カーボンナノチューブ内のグラフェンナノリボンの形態はカーボンナノチューブの直径とグラフェンナノリボンの幅との差の大きさによって決まること、ピラードグラフェンのせん断変形とグラフェン面内の引張変形の大きさはピラーであるカーボンナノチューブの直径の大きさに依存することなどを明らかにした。これらの知見はグラフェンナノ構造体をナノデバイスへ応用する際の基礎データとなると期待される。●ピラードグラフェン(PG)の変形特性:本年度はねじり変形を主に取り上げた。2枚の円形グラフェンと17本のカーボンナノチューブ(CNT)から成る7種類のモデルを作成した。各モデルに対してねじりシミュレーションを行った。その結果、CNTが1本のモデルのねじり剛性は、近似的に求めた断面二次極モーメントとグラフェンのせん断弾性係数の積にほぼ一致すること、また、PGのねじり剛性はCNTの本数に比例して増加することがわかった。●集中荷重下の両端固定グラフェンナノリボン(GNR)の変形特性:当初、交差GNRのインデンテーションシミュレーションを行う予定であったが、交差GNRでは上下GNR交差部のエッジ原子間相互作用の影響が大きく、定量的データ取得が困難であることが判明した。そのため、対象を集中荷重下にある両端固定GNRに代えてシミュレーションを行い、荷重ーたわみの関係を求めた。GNRの層数として1、3、5、7を採用し、単層GNRに対しては薄膜であると仮定、多層に対してははりであると仮定して、ヤング率を求めた。その結果、層数の増加に伴いヤング率は減少する傾向があることがわかった。●空孔欠陥を有するグラフェンの安定構造とバンド構造:第一原理計算にはVASPコードを使用した。スーパーセルは7×7サイズのグラフェンとして、この中心部分に16個の空孔からなる欠陥V1V6を配した。V1V6に対してそれぞれ2、2、1、3、5、13とおりの初期構造から出発して構造緩和計算を行い、その安定構造と欠陥形成エネルギーを計算した。その結果、V1V6の安定構造のうち、Kotakoski etal. (2011)によって発見された555-777構造のV2(双空孔)の形成エネルギー(6.485eV)が最小であることがわかった。また、各安定構造に対するバンド構造を計算した結果、非対称V1(単空孔)、585構造V2(双空孔)、V4の安定構造の1つにバンドギャップが存在する可能性があることがわかった。●グラフェンナノリボン(GNR)の波状構造の解析:GNRの2長辺の一方を固定し他の長辺に対して長手方向に強制変位を与えてGNRのせん断変形の基本的特性を調べた。その結果、せん断変形が増加するにつれてGNR端構造の影響は減少すること、せん断変形と面外変形との間の関係はグラフェンの幅と波状構造の波数に依存すること、せん断変形の増加に伴い波数が変化し波数が増加する際に面外変形が小さくなることが分かった。●単層カーボンナノチューブ(SWNT)内のGNRの構造:Talyzinらの実験において生成が確認されている3種類の水素終端されたGNRに対してSWNTの直径を変えてシミュレーションを行った。その結果、SWNTの直径がGNRの幅と炭素-水素原子間距離の和を超えない場合にはSWNT断面が変形して楕円となりGNRはらせん構造をとらないが、SWNTの直径がGNRの幅と炭素-水素原子間距離の和を超えると2種類のGNRがらせん構造をとることが分かった。●ピラードグラフェンの変形特性:平成24年度の研究実施計画として交付申請書に記載した1枚のグラフェンに複数のSWNTを配置したモデルの計算では構造体の定量的特性を見出すことが困難であった。そのため、平成26年度の研究実施計画として予定していた2枚のグラフェンの間に1本のSWNTを垂直に配置したモデルの変形特性を調べた。その結果、せん断変形においては、グラフェンのアームチェア方向のせん断のほうがジグザグ方向のせん断に比べて同一荷重に対する変位は小さいこと、荷重-変位曲線に現れる変位変化率の局所的増大はSWNTとグラフェンの結合部に近いグラフェンの面外変形に起因すること、グラフェン面内方向の引張ではSWNTの直径の変化が荷重-変位曲線に影響を与えないが、グラフェン面外方向への引張ではSWNTの直径が大きいほど同一荷重に対する変位は小さいこと分かった。●傾斜角を有する2つの矩形グラフェンフレークの間に5員環と7員環から成るStone-Wales欠陥を配置してグラフェンの粒界モデルを作成した。

粒界に垂直方向のグラフェンの両端に強制変位を与えて応力-ひずみ曲線を求めヤング率を計算し、また、き裂発生応力を求めた。その結果、ひずみエネルギーはStone-Wales欠陥に集中し、き裂は7員環の頂点から発生すること、傾角が大きいほどき裂発生応力が大きいこと、粒界がないグラフェンに比べて粒界がある場合はき裂発生応力が1535%小さくなること、粒界と引張方向の成す角度の増加とともにき裂発生応力は大きくなり、ある角度を超えると一定となることがわかった。●炭素、シリコン、ゲルマニウムの単原子層の両面に水素が付加されたナノ材料であるグラフェイン、シリケイン、ジャーマネインの引張ひずみ下におけるバンドギャップを計算した。その結果、ひずみの増加とともにグラフェインのバンドギャップは増加するが、シリケインとジャーマネインのバンドギャップは減少しこの傾向はひずみ方向に依らないこと、ジャーマネインのバンドギャップは10%の一軸ひずみ下でゼロとなることがわかった。●二硫化モリブデン、二セレン化モリブデン、二テルル化モリブデンはグラフェンと似た6角形格子構造から成る層状半導体物質である。この3種類の二カルコゲン化モリブデンのひずみ下におけるバンドギャップを計算した。その結果、二カルコゲン化モリブデンのバンドバンドギャップはそれぞれ有限のひずみの範囲で直接遷移型バンドギャップを有し、その範囲を超えるひずみでは間接型バンドギャップを有すること、バンドギャップの最大値は一軸ひずみの場合に最も大きくなること、二硫化モリブデンではひずみによって硫黄原子の周りの等電子密度面が特定の形状に変化し、その現象が直接遷移型から間接遷移型への変化に対応していることがわかった。ナノ材料力学平成24年度の研究実施状況報告書の今後の推進方策に記載した平成25年度の研究実施計画のうち、第二の項目である交差GNRのインデンテーションシミュレーションについては、集中荷重下の両端固定GNRに対するシミュレーションで代替した。第三の項目である空孔欠陥を有するグラフェンの安定構造とバンド構造については予定どおりシミュレーションを行ったが、精度検証と追加計算が必要である。第一の項目であるSi基板上グラフェンの構造に関しては、SiC基板上グラフェンの場合と同じく、van der Waals相互作用を考慮した適当なポテンシャル関数を用意することができず、断念せざるを得ないことがわかった。研究実績の概要欄に記述したように、交付申請書に記載した平成24年度の研究実施計画のうち、第一、第二の項目についてはほぼ計画どおりに研究を行ったが、第三の項目については予定を変更して平成26年度の研究実施計画として考えていたシミュレーションを行った。平成25年度の研究実施計画に向けての準備の進捗状況が芳しくない。特に、予備的シミュレーションとして位置づけていたSiC基板上グラフェンの構造を取り扱うためのポテンシャル関数を用意することが難しい。平成24、25年度の研究実施状況と予定していた計算が実施困難であることを考慮して、交付申請書に記載した平成26年度の研究実施計画を変更し、下記の項目について研究を進める予定である。●多結晶グラフェンの力学的特性:大面積グラフェンは単結晶でありえず、結晶粒界を伴う多結晶として存在する。結晶粒界を傾角に見合うStone-Wales欠陥列としてモデルを作成し、引張シミュレーションによってヤング率と引張強度を求める。
マルチユーザ型仮想建築空間で行う対話を伴う群集探索行動における空間と発話の関係

安全で快適な建築や都市を設計、評価する上で重要な、空間と発話の関係に関する知見を得るため、以下の研究を行った。1.仮想空間として再現する建築・都市空間の選定および予備実験街路網が不規則でわかりにくい密集市街地である、川崎市中原区武蔵小杉駅前を仮想空間として再現することとした。再現に先立って、武蔵小杉駅前で、単独の被験者がマイクやアイカメラを装着し、区役所への経路を探索する予備実験を実施した。被験者の発話や注視行動、および実験後のヒアリング結果などから、この地域の道がわかりにくい要因などを明らかにした。2.仮想空間の構築街路網が不規則でわかりにくい密集市街地の街路網を、VRML言語で記述した壁面、路面、階段によってモデリングした。また、現地で撮影した建物等の壁面の写真を合成してテクスチャを作成した。モデリングした壁面にテクスチャを貼り付けることにより、密集市街地を仮想空間として再現した。3.構築した仮想空間における集団の探索行動実験構築した仮想空間の中で、集団が協力しあいながら、駅から目的地(区役所)を探索する実験を行った。実験はマルチユーザ型仮想空間システムであるFreeWalkで行った。集団を構成する各被験者は各自の計算機の前に座り、仮想身体であるアバタを介して同じ仮想空間に参加する。計算機の画面には、自分のアバタの目から見た仮想空間の風景が表示される。各被験者はキーボードにより自分のアバタの位置や向きを操作し、仮想空間内を歩行する。被験者はマイクとヘッドホンがついたヘッドセットを装着し,これを用いて他の被験者と会話する。またCCDカメラが被験者の表情を撮影し、その被験者のアバタの頭部前面に表示する。これにより、互いに他の被験者の表情を確認できる。なお実験中は、各被験者が操作している計算機の画面、および発話をビデオデッキによって録画、録音する。安全で快適な建築や都市を設計、評価する上で重要な、空間と発話の関係に関する知見を得るため、平成16年度は以下の研究を行った。1.実験システムの構築実在する建築・都市空間をマルチユーザ型の仮想空間として再現し、その中で大人数の被験者による実験を行うためには、処理能力が高い計算機を接続した実験システムが必要である。従来仮想迷路における実験で使用したシステムでは、処理能力が不十分であった。よってシステムを構成する計算機9台中、処理能力が低く老朽化していた4台を更新し、実験システムを再構築した。2.仮想空間として再現する建築・都市空間の選定および予備実験仮想空間として既に構築済みの地下鉄駅舎は空間構成がわかりやすく、情報交換しなくとも目的地に容易に到達できる。よって、集団による情報交換を伴う探索行動実験には適さない。そこで、街路網が不規則でわかりにくい密集市街地である、川崎市中原区武蔵小杉駅前を仮想空間として再現することとした。この結果は、仮想空間における集団探索行動実験の結果と対比可能な基礎資料とする。3.仮想空間の構築武蔵小杉駅前を仮想空間として再現するために必要な建物等の写真約4,000枚を、6日間かけて撮影した。撮影した写真を使用して、仮想空間のモデリングを現在進めている。安全で快適な建築や都市を設計、評価する上で重要な、空間と発話の関係に関する知見を得るため、平成17年度は以下の研究を行った。

1.仮想空間の構築街路網が不規則でわかりにくい密集市街地の街路網を、VRML言語で記述した壁面、路面、階段によってモデリングした。また、現地で撮影した建物等の壁面の写真を合成してテクスチャを作成した。モデリングした壁面にテクスチャを貼り付けることにより、密集市街地を仮想空間として再現した。2.構築した仮想空間における集団の探索行動実験構築した仮想空間の中で、集団が協力しあいながら、駅から目的地(区役所)を探索する実験を行った。実験はマルチユーザ型仮想空間システムであるFreeWalkで行った。集団を構成する各被験者は各自の計算機の前に座り、仮想身体であるアバタを介して同じ仮想空間に参加する。計算機の画面には、自分のアバタの目から見た仮想空間の風景が表示される。各被験者はキーボードにより自分のアバタの位置や向きを操作し、仮想空間内を歩行する。被験者はマイクとヘッドホンがついたヘッドセットを装着し,これを用いて他の被験者と会話する。またCCDカメラが被験者の表情を撮影し、その被験者のアバタの頭部前面に表示する。これにより、互いに他の被験者の表情を確認できる。なお実験中は、各被験者が操作している計算機の画面、および発話をビデオデッキによって録画、録音する。録画、録音した各被験者の行動、および発話から、空間と集団探索行動、および情報交換の関係を調査し、検討した。
心臓壁収縮弛緩特性の超音波計測の高精度化による心筋拍動の生理学的解明

本研究の目的は,心筋の収縮弛緩能の定量的評価法に関して,従来よりも空間・時間分解能を飛躍的に向上させた高精度な2次元方向の心筋の厚み変化速度のイメージングを可能とし,臨床応用可能な方法として確立するとともに心臓壁の収縮弛緩特性の生理学的解明を目指している.目的を達成するためには,2次元運動の推定法の最適なパラメータ(相関窓幅)決定が重要である.前年度までに検討してきたパラメータの最適化に関する基礎実験は,受信超音波RF信号のSN比について考慮しておらず,in vivo計測に比べて高かった.そのため,当該年度では,in vivo計測で取りうるSN比になるように,受信超音波RF信号に,任意に振幅を変化させて白色雑音を計算機内で付加し,様々なSN比において最適な窓幅を決定した.これらの検討から,in vivo計測におけるSN比と超音波の点拡がり関数をあらかじめ測定しておくことで,最適な窓幅を普遍的に決定可能であることを示した.提案した最適な相関窓幅は,in vivo計測と同等なSN比で検討を行なったこと,さらに絶対的な大きさとして評価したのではなく,個々の診断装置固有の普遍的な大きさ(超音波の点拡がり関数)を基に決定したことに応用性と独自性があると考える.さらに,提案した最適な相関窓幅と超音波RF信号の高フレームレート収集法であるParallel Beam Formingを用いることによって,高精度かつ高時間分解能な心臓壁の2次元運動解析を行った.電気信号が心室中隔壁を経て伝播し,心臓が収縮を開始するタイミングである心電図QR波周辺の時相において厚み変化速度を計測し,超音波断層像上にカラー表示を行った.心筋の収縮成分に着目することで,従来の2次元運動解析では困難であった心筋の収縮成分の伝播現象を捉えることを可能とした.また,その研究成果を学会発表や学会誌への論文投稿を積極的に行い,多くの分野の研究者との討論や新たな課題の発見の機会を設けた(国内学会4件,論文1件および雑誌1件(投稿中)).本研究の目的は,心筋の収縮弛緩能の定量的評価法に関して,従来よりも空間・時間分解能を飛躍的に向上させた高精度な2次元方向の心筋の厚み変化速度のイメージングを可能とし,臨床応用可能な方法として確立するとともに心臓壁の収縮弛緩特性の生理学的解明を目指している.当該年度は,スペックルトラッキング法(スペックルパターンの特徴的な性質を利用して,心臓壁の2次元的な挙動を追従)の(1)高時間分解能化と(2)パラメータ(相関窓)の最適化を行った.(1)高時間分解能化:高速な超音波送受信(Parallel Beam Forming : PBF)によって超音波RF信号の高フレームレート計測を行った.従来のスペックルトラッキング法を行う際のフレームレートが約200Hzに対してフレームレート1020Hzを実現した.(2)パラメータの最適化:PBFによって取得した超音波RF信号を用いて,スペックルトラッキング法に用いるパラメータ(相関窓幅)の最適な大きさを基礎実験によって定量的に決定し,高精度化を行った.従来の窓幅は,定量的な検討が十分になされておらず,様々な大きさが用いられてきた.そこで本研究は,スペックルの大きさは媒質中の散乱体分布には依存せずに,用いる超音波ビームの点拡がり関数によって支配されるという統計的な性質をもとに,用いる超音波プローブから走査される超音波ビームの幅とパルスの半値幅から相関窓幅を決定した.超音波ビームの音場から決定することで,使用する超音波の仕様により普遍的に窓幅を決定できる.また,(1),(2)で行った内容を心臓壁に適用することで,従来連続的に観察することが困難だった短い時間区間の速い挙動を連続的に観察することが可能となった.さらに研究成果の発表や情報収集のために国内学会7件および,研究成果のまとめとして学会誌に論文を投稿し公表した.当該年度において,本研究は,心臓壁の変位推定に関する重要なパラメータ(相関窓の大きさ)の最適値を様々な深さや信号対雑音比などの影響を考慮して普遍的な値として決定した.提案した相関窓の大きさの最適値は,単に大きさとして評価したのではなく,普遍的な大きさ(超音波ビームの焦域)を基に決定したことに独自性があると考える.相関窓は研究者によって様々な大きさを用いており,その大きさは異なる.しかし,相関窓の大きさは深さと雑音に依存するが,超音波の焦域の大きさに対して一定であることが本研究によって分かった.この結果から,相関窓の大きさは,予め超音波の焦域と信号対雑音比を深さごとに測定しておくことで,最適な相関窓幅を設定することが可能であることを意味する.深さと信号対雑音比に着目した点は,特に心尖長軸断面の速度・変位推定を高精度に行うことを目的としている.左室長軸断面では,心臓壁の位置が深さ約40,80ミリ付近に位置するのに対して,心尖長軸断面は,深さ方向に連続的に存在する.さらに,左室長軸断面に比べて,心尖長軸断面は,信号強度が弱い.そのため,前年度に左室長軸断面に関する相関窓の最適化を行ってきただけでは,不十分だと考えた.そして,最適化した相関窓幅を用いて様々な断面(左室長軸断面および心尖長軸断面)の心臓壁の高時間分解能な速度・変位計測を高精度に行うことが可能となった.

今後は,推定した速度・変位結果から電気信号に対して心筋がどのように反応するのかなど,心筋運動の生理学的解明につながる結果を示していかなければならないと考えている.また,研究成果を学会発表や学会誌への論文投稿を積極的に行い,多くの分野の研究者との討論やそこから生まれる新たな課題の発見の機会を設けようと心掛けていた(国内学会6件および論文1件).本研究の目的は,心筋の収縮弛緩能の定量的評価法に関して,従来よりも空間・時間分解能を飛躍的に向上させた高精度な2次元方向の心筋の厚み変化速度のイメージングを可能とし,臨床応用可能な方法として確立するとともに心臓壁の収縮弛緩特性の生理学的解明を目指している.目的を達成するためには,2次元運動の推定法の最適なパラメータ(相関窓幅)決定が重要である.前年度までに検討してきたパラメータの最適化に関する基礎実験は,受信超音波RF信号のSN比について考慮しておらず,in vivo計測に比べて高かった.そのため,当該年度では,in vivo計測で取りうるSN比になるように,受信超音波RF信号に,任意に振幅を変化させて白色雑音を計算機内で付加し,様々なSN比において最適な窓幅を決定した.これらの検討から,in vivo計測におけるSN比と超音波の点拡がり関数をあらかじめ測定しておくことで,最適な窓幅を普遍的に決定可能であることを示した.提案した最適な相関窓幅は,in vivo計測と同等なSN比で検討を行なったこと,さらに絶対的な大きさとして評価したのではなく,個々の診断装置固有の普遍的な大きさ(超音波の点拡がり関数)を基に決定したことに応用性と独自性があると考える.さらに,提案した最適な相関窓幅と超音波RF信号の高フレームレート収集法であるParallel Beam Formingを用いることによって,高精度かつ高時間分解能な心臓壁の2次元運動解析を行った.電気信号が心室中隔壁を経て伝播し,心臓が収縮を開始するタイミングである心電図QR波周辺の時相において厚み変化速度を計測し,超音波断層像上にカラー表示を行った.心筋の収縮成分に着目することで,従来の2次元運動解析では困難であった心筋の収縮成分の伝播現象を捉えることを可能とした.また,その研究成果を学会発表や学会誌への論文投稿を積極的に行い,多くの分野の研究者との討論や新たな課題の発見の機会を設けた(国内学会4件,論文1件および雑誌1件(投稿中)).
糖尿病性神経・血管合併症に関する新しい看護診断指標の地域間較差の研究

本研究は、これまでの一連の研究である平成9年11年度科学研究費基盤研究(C)「糖尿病性神経・血管合併症に関する新しい看護診断の指標とその開発」を基盤とした継続、発展的研究である。この度は、前回の一施設における研究結果の知見をさらに拡大するために、調査施設の特殊性を排除し調査対象地域を広げ検討すること、さらに、収集データをデータベース化し運用していくためのデータベース蓄積環境を設備することを課題としている。1.糖尿病性神経・血管合併症に関する看護診断指標についての調査本調査において、最終的に大阪地区200名,中国地区17名,関東地区54名の計271名の糖尿病患者データを収集した。分析の結果、糖尿病性足病変の予防に向けた看護を行っていく上で、対象の特定を行う際に必要となってくる診断指標として合併症の進行、神経障害、末梢血管障害、足の変形、非潰瘍性皮膚病変といった状態を確認した。また、その判断基準の一部として、非侵襲的なアセスメント項目であるタッチテストの有効性を導くことができた。2.データベース蓄積環境のためのシステム開発上記調査で用いた質問紙項目をもとに、Webサーバー管理を可能とするデータベースプログラムを作成した。模擬データを用いて、市販のインターネットプログラム(Internet Explorer)画面上での検索操作を行った。その結果、本研究目的の対象に必要となる条件を設定した場合も、検索ならびに対象事例の抽出が可能であることを確認した。3.今後の課題今回の一連の取り組みにより、新たな看護診断の候補を特定することができたが、実質的な検証にむけ、リスク対象者の追跡的調査を行っていく必要がある。また、対象データの集積において遠隔的データベースの実現化を行っていく場合、確実な安全性が保証されたWebサーバー管理システムを確立していく必要がある。この度は、前回の一施設における研究結果の知見をさらに拡大するために、調査施設の特殊性を排除し地域間較差検討すること、さらに、収集データをデータベース化し運用することを課題としている。それにあたり、平成13年度は、データ収集地区および施設の選定、データ収集の開始、データベース蓄積環境の設備を計画として挙げた。1.データ収集地区および施設の選定関東地区(栃木),中部地区(愛知),関西地区(大阪),中国地区(広島・山口)の4地区・5府県の施設に対しデータ収集の協力依頼を行い、承諾が得られた。2.データ収集1)調査項目の検討データ収集地区の拡大、ならびに収集データのデータベース化を目的としたため、前段研究で行われた調査項目内容について再度検討を行った。その結果、看護診断の指標としての活用性もふまえ、糖尿病に関連した健康歴・治療歴,一般血液検査(FPG, HbAlc, T.chol等),身体指標(BMI, W/H比等),末梢循環障害関連(API,経皮ガス分圧,血流),神経障害(味覚,触圧覚,起立性低血圧)、足病変の有無,足の管理とした。2)データ収集平成14年2月末現在、大阪地区31名,山口地区12名の計33名のデータを収集した。3月からは広島地区でのデータ収集も開始となる。3.データベース蓄積環境の設備データベース化をふまえ、データ収集の際にパーソナルコンピューターからの画面入力が可能なようにフォーマットを設定し、現在大阪地区で試験運用している。平成14年度は、さらにデータ収集を継続しデータ蓄積していくとともに、看護診断の指標の抽出にむけた分析を開始していく予定である。本研究は、これまでの一連の研究である平成9年11年度科学研究費基盤研究(C)

「糖尿病性神経・血管合併症に関する新しい看護診断の指標とその開発」を基盤とした継続、発展的研究である。この度は、前回の一施設における研究結果の知見をさらに拡大するために、調査施設の特殊性を排除し地域間較差検討すること、さらに、収集データをデータベース化し運用することを課題としている。それにあたり、プロジェクト2年目である平成14年度は、データ収集を中心に、データベース蓄積環境の設備を計画として挙げた。1.データ収集平成15年2月末現在、大阪地区115名,中国地区17名,関東地区24名の計156名の糖尿病患者データを収集した。2.成果発表3.データベース蓄積環境の設備データベース化にむけた患者データ入力フォーマットを使用し、現在大阪,栃木地区で収集データの入力を行っている。平成16年度は、データ収集を継続しデータの蓄積を行い、看護診断の指標の抽出にむけた分析を開始していくとともに、データ解析ソフトウエアの開発、機能検証にも取り組んでいく予定である。本研究は、これまでの一連の研究である平成9年11年度科学研究費基盤研究(C)「糖尿病性神経・血管合併症に関する新しい看護診断の指標とその開発」を基盤とした継続、発展的研究である。それにあたり、プロジェクト3年目である平成15年度は、データ収集とその分析を中心に、分析結果である成果について発表を行っていった。1.データ収集平成16年2月末現在、大阪地区185名,中国地区17名,関東地区54名の計256名の糖尿病患者データを収集した。2.成果発表平成16年度は、追加データの分析とともに、データベース蓄積環境の設備として、データベース化にむけた患者データ入カフォーマットの作成、データ解析ソフトウエアの開発に取り組んでいく予定である。プロジェクト最終年度である平成16年度は、データベース蓄積環境のシステム開発を中心に、看護データ集積用のシステムの設備と成果のとりまとめを計画として挙げた。1.データ収集および分析本調査において、最終的に大阪地区200名,中国地区17名,関東地区54名の計271名の糖尿病患者データを収集した。分析の結果、糖尿病性足病変の予防に向けた看護を行っていく上で、対象の特定を行う際に必要となってくる診断指標ならびにその判断基準の一部を導くことができた。
新しい軟骨コラーゲン発現増強因子の作用機序の解明と軟骨分化・再生医療への可能性

マウス11型および27型コラーゲン遺伝子の基本転写調節機構について解析した。27型コラーゲン遺伝子においては、2つの転写産物が存在しており、それぞれの転写産物に対するプロモーター活性が認められた事から、この遺伝子が選択的プロモーターにより制御されている事が示された。一方、11型コラーゲン遺伝子においては、基本プロモーター内に転写因子NF-Yの結合領域が存在し、その領域の変異およびドミナントネガティブ変異体の強制発現により、プロモーター活性が低下した。更に、GC-rich配列もプロモーター活性に必要で、この領域に転写因子Sp1が関与していることが示された。新規軟骨コラーゲンであるXXVII型コラーゲンα1鎖遺伝子の選択的プロモーター解析を検討するために、初年度に2つの領域におけるルシフェラーゼコンストラクトを作製し、それぞれのプロモーター活性を検討した。その結果、それぞれの領域に約100ー200bpの転写調節領域の存在を明らかにした。次に、この領域に関与する転写因子の有無を検討するために、オーバーラップしたゲルシフトアッセイ用のプローブを作製し、軟骨細胞から調整した核タンパクを用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、転写因子の結合領域および幾つかのDNA結合タンパクの存在を見出した。そこで、結合している核タンパクを同定するために、結合領域の配列を用いてデータベースを検索し、関与する転写因子を予測した。一方、XI型およびXXVII型コラーゲンに存在する、軟骨に特異的に作用するエンハンサー領域についても、約200bpの領域まで絞り込むことが出来た。そこで、これら2つの軟骨特異的調節領域に関与する転写因子を同定するために、ゲルシフトアッセイ用のプローブを作製し、関与する転写因子の有無を検討すると共に、それぞれの領域に対応するルシフェラーゼコンストラクトを作製し、活性発現に必要な結合配列領域を検討した。現在、予測される転写因子のノックダウンおよび強制発現コンストラクトを作製し、出来上がったコンストラクトを用いて、軟骨細胞に導入し機能解析を行っている。まず、XXVII型コラーゲン遺伝子の選択的プロモーターの軟骨細胞に特異的な基本転写調節機構を検討するために、長さの異なるルシフェラーゼコンストラクトを作製し、プロモーター活性を検討した。その結果、2つの基本プロモーター領域が明らかとなった。次に、これら2つの基本プロモーター領域に関与する転写調節領域を絞り込むために、長さの異なるルシフェラーゼコンストラクトを作製して検討した。その結果、下流のプロモーターは、約100bpの転写調節領域が、上流のプロモーター領域には約150bpの転写調節領域が存在した。そこで、これら2つの転写調節領域に関与する転写因子を同定するために、ゲルシフトアッセイ用のプローブを作製した。更に、XI型およびXXVII型コラーゲン遺伝子の軟骨特異的エンハンサー領域についても、その活性領域を明らかにするために、ルシフェラーゼコンストラクトを作製し、軟骨および骨細胞を用いて、活性を比較検討した。その結果、軟骨特異的なシスエレメントについて、約200bpの領域まで絞り込むことができた。そこで、これら2つの軟骨特異的調節領域に関与する転写因子を同定するために、ゲルシフトアッセイ用のプローブを作製した。加えて、これら組織特異的エンハンサー活性の生体内での機能を調べるために、GFPおよびβガラクトシダーぜのコンストラクトを作製した。同時に、受精卵へのインジェクションも試み始めている。軟骨に特異的に発現しているXXVII型コラーゲンα1鎖遺伝子の基本プロモーター解析を検討したところ、2つの選択的プロモーター領域を見出したので、それぞれの基本プロモーター領域を解析した結果、約100ー200bpの基本プロモーター領域を同定することが出来た。そこで、この2つの領域に関与する転写因子の同定を目的として、オーバーラップするいくつかのゲルシフトアッセイ用プローブを作製し、ゲルシフトアッセイにて検討した結果、いくつかの転写因子結合部位および結合する因子の存在を見出した。次に、見出した転写因子結合部位に関与する転写因子群を検索し、強制発現ベクターもしくはノックダウンコンストラクトを作製し、ルシフェラーゼアッセイによってプロモーター活性に及ぼす影響を検討した。しかしながら、これらに関与する因子の同定には至らなかった。一方、この遺伝子の軟骨特異的シスエレメント領域の検索を目的として、様々なイントロン領域を含む、ルシフェラーゼコンストラクトを作製し、軟骨細胞特異的シスエレメントの存在の有無を検討したところ、この遺伝子のイントロン内に、軟骨特異的エンハンサー活性を示す部位を見出した。更に詳細なルシフェラーゼコンストラクトにより、エンハンサー領域を絞り込むと共に、現在、エンハンサー活性に重要な転写因子について、予測される転写因子群について検討をおこなっている。XXVII型コラーゲンα1鎖遺伝子の軟骨細胞における転写調節機構を解析した。まず最初に、軟骨細胞における転写開始点を決定したところ、異なる転写開始点が2ヶ所存在した。そこで、それぞれの転写開始点を含むルシフェラーゼコンストラクトを作製し、軟骨細胞にトランスフェクションしたところ、それぞれの転写開始点上流にルシフェラーゼ活性が認められた事から、この遺伝子には2つの選択的プロモーター領域が存在した。そこで、それぞれのプロモーターが作用する転写産物の組織発現を検討したところ、それぞれの転写産物の発現が異なっており、新しく見出した転写産物が軟骨特異的に発現していることを見出した。次に、それぞれの基本プロモーター領域を同定するために、5'側の長さが異なるルシフェラーゼコンストラクトを作製し、ルシフェラーゼアッセイを行った結果、下流の基本プロモーター領域は、転写開始点約500bp上流までに基本転写活性が存在した。

そこで、この領域に関与する転写因子の同定をゲルシフトアッセイ法にて試みたところ、1ヶ所に核タンパク結合領域が存在し、その結合を阻害することによりルシフェラーゼ活性が抑制された。一方、上流の基本プロモーター領域は、転写開始点約300bp上流までに基本転写活性が存在し、この領域に複数の核タンパクの結合領域が存在することが見出された。最後に、結合する転写因子の同定を試みたが、同定する事はできなかった。マウス11型および27型コラーゲン遺伝子の基本転写調節機構について解析した。27型コラーゲン遺伝子においては、2つの転写産物が存在しており、それぞれの転写産物に対するプロモーター活性が認められた事から、この遺伝子が選択的プロモーターにより制御されている事が示された。一方、11型コラーゲン遺伝子においては、基本プロモーター内に転写因子NF-Yの結合領域が存在し、その領域の変異およびドミナントネガティブ変異体の強制発現により、プロモーター活性が低下した。更に、GC-rich配列もプロモーター活性に必要で、この領域に転写因子Sp1が関与していることが示された。前年度までに、基本プロモーター領域は見出していたが、関与する転写因子の同定までには至らなかった。一方、エンハンサー領域の同定については、予定通りに進行することが出来た分子生物学基本プロモーター領域に関与する転写因子については、転写因子発現ベクターおよびノックダウンライブラリーによる因子の同定を目指すと共に、平行して軟骨特異的エンハンサー因子の同定も試みている。XXVII型コラーゲン遺伝子の選択的プロモーターの解析は順調に進んでおり、現在ノックダウンもしくは強制発現ベクターを用いた機能解析を進めている。尚、本年度に細胞への遺伝子導入効率を上げるためにエレクトロポレーションの機器を導入したことによって、初年度の問題点を改善できた。掲げた研究計画のうち、XXVII型コラーゲン遺伝子の選択的プロモーターの基本転写調節機構については、順調に解析が進んでいる。同様に、XI型およびXXVII型コラーゲン遺伝子の軟骨特異的エンハンサー領域についても、ほぼその活性領域が明らかになりつつある。この2つの遺伝子の生体内での発現を確認するための、GFPおよびβガラクトシダーぜのコンストラクトも作製済であり、受精卵へのインジェクションも試み始めている。最終年度において十分な研究成果が得られなかったので、計画を転写因子発現ベクターおよびノックダウンライブラリーのスクリーニング法に計画を変更し、予定していた学会発表も行わなかった。引き続き、転写因子の同定を試みると共に、個体での機能解析を目指してトランスジェニックマウスの作製を試みている。引き続き、プロモーターおよびエンハンサー活性に関わる転写因子の同定を試みる。同時に、個体での機能を明らかにするために、トランスジェニックマウスの作製も試みる。
子どもの「あらそい」に関する進化心理学的研究

本研究は、近年大きく発展してきている「進化心理学」の知見をもとに、人類が長い進化を経て、互いの利害対立を超えた協調社会を構成・維持することに寄与する(すなわち、「進化的に安定な戦略(Evolutionarily Stable Strategy : ESS)」である)「応報戦略(Tit-for-Tat : TFT)」の行動様式を成人もしくはかなり年齢の低い幼児も生得的に獲得しているという実験心理学的手法から明らかにされている知見をもとに、実際の幼児の生活場面での「あらそい(戦いごっこを含む)」行動にも、その傾向性の萌芽となるものがあるのか、それが年齢が進むことによって、どのように発達するものであるかについて、実証的なデータをもとに、明らかにしようとした。ビデオ記録を中心とした保育現場でのフィールドワーク研究の結果、4歳児の子どもには、相手の行為に応じて自らの対応を変えていること、その対応は、応答戦略のバリエーションと見なしうるものが多いことが明らかになった。3歳児にはそのような対応が困難であることも明らかとなり、TFT戦略の獲得が、いわゆる「心の理論」(他者の「心」についての推察)の獲得と強い関連があることが示唆された。また、戦いにおける応報戦略は、子どもに読み聞かせられる昔話や童話のなかにも多く含まれ、「あらそい」の解決の知恵が伝承されていることも判明した。また、幼児の遊びにおける仲間づくりには、グループの「リーダー」を立て、仲間たちが彼に従属するという行動は、進化ゲーム理論で十分に説明できることも明らかになった。以上のように、進化心理学は幼児の「あらそい」や「葛藤」場面を乗り越える知恵として、適応的な行動特性を生得的傾向として幼児に備わっているか、もしくは、その学習が容易となるような「水路付け」された学習特性を備えていることが明らかになり、幼児の発達と教育に関する研究に、進化心理学からの展開が、今後とも十分に期待できることが明らかになった。本年度の研究では,子どもの「あらそい」(「戦いごっこ」を含む)における攻撃/非攻撃的行為のやりとりを,進化心理学の観点から分析した。とくに,「あらそい」を「協力関係」に導く進化的安定戦略とされている応報戦略(Tit-for-Tat)の特徴を備えた行為がどの程度見られるかを,子どもたちの自由遊びの中での相互交渉過程の分析から調べた。その結果,4歳の子どもには,相手の行為に応じて自らの対応を変えていること,その対応は,応報戦略のバリエーションとみなし得るものが多いことが明らかになった。とくに,「あらそい」が過激化しないようにとの配慮からのさまざまな戦術(tactics)がとられることが明らかになった。しかし,3歳児の事例で,4歳児に見られたような,「そらし」や「路線変更」のような,「過激化」を避けて,葛藤のレベルを一定に「保持する」ような行為はほとんど見かけなかった。ゲームのルールを相手の出方に合わせて調整することもできず,一方的に,「自分のルール」を押し通そうとする傾向が見られた。このよ,うに、「相手の出方に応じる」能力は、いわゆる「心の理論」(他者の認識や意図が自らのものと異なるものとして理解できること)の発達と連動しているという可能性がみられた。本年は、上記の事例研究以外に、佐伯と森平菜津子(青山学院大学大学院研究生)との共同研究として、子どもの仲間づくりに関する進化ゲーム論的分析を行った。このような研究は次年度は一層深められることが期待される。

本研究は、近年大きく発展してきている「進化心埋学」の知見をもとに、人類が長い進化を経て、互いの利害対立を超えた協調社会を構成・維持することに寄与する(すなわち、「進化的に安定な戦略(Evolutionarily Stable Strategy : ESS)」である)「応報戦略(Tit-for-Tat : TFT)」の行動様式を成人もしくはかなり年齢の低い幼児も生得的に獲得しているという実験心理学的手法から明らかにされている知見をもとに、実際の幼児の生活場面での「あらそい(戦いごっこを含む)」行動にも、その傾向性の萌芽となるものがあるのか、それが年齢が進むことによって、どのように発達するものであるかについて、実証的なデータをもとに、明らかにしようとしたものである。平成14年度には、子どもに読み聞かせられる昔話や童話のなかの「あらそいとその解決」について詳細に調べたところ、「あらそい」の解決についてのさまざまな「知恵」の多くが、進化心理学でしうところの「応報戦略」の多様なバリエーションであることが明らかとなった。また、保育場面についてのフィールドワーク研究から明らかとなった幼児の遊びにおける仲間づくりについて、本年度は、進化ゲーム論の枠組みでモデル化して分析をしたところ、グループの「リーダー」を立て、仲間たちが彼に従属するという行動は、進化ゲーム理論で十分に説明できることも明らかになった。以上のように、平成13年度平成14年度の研究を通して、進化心理学は幼児の社会的な関係づくりの知恵を解明することに大いに貢献しうることが明らかとなった。とくに、「あらそい」や「葛藤」場面を乗り越える知恵として、適応的な行動特性を生得的傾向として幼児に備わっているか、もしくは、その学習が容易となるような「水路付け」された学習特性を備えていることが明らかになり、幼児の発達と教育に関する研究に、進化心理学からの展開が、今後とも十分に期待できることが明らかになった。平成14年度は最終年度であるため、これまでの研究成果をまとめて報告書を作成した。
圧負荷に対する心臓の適応-破綻機序の研究

我々は本研究において圧負荷右室肥大モデルを用い圧負荷に対する適応から破綻(心不全)に至る過程での単離心筋細胞のCaトランジエント,およびエネルギー代謝を解析すると共に,これらと密接に関連している超微細膜構造をO-D-O法で作製し,走査電顕にて観察した.筋小胞体(SR)については圧負荷のごく初期には網目状管腔網の密度が著明に増大し,また扁平な嚢状構造も認められた.右室肥大の進展に伴い網目状構造の密度,扁平構造は減少し,心不全期にはコントロールに比して網目状構造の密度は著明に低下した.Surface caveolae(SC)も心筋細胞内Ca代謝と関係した膜構造と考えられている.これも圧負荷の初期には数が増加したが,これの経時的変化はSRの経時的変化よりやや遅れて出現した.その後の経時的変化はSRのそれと同様で,肥大の進展,心不全の出現と共に減少した.エネルギー代謝,Ca代謝と密接に関係しているミトコンドリア(MT)の形態的変化も著明に認められた.心肥大の初期にはMTの数は増加し,クラスターを形成していた.MTの大きさは種々であった.肥大の進展に伴い,MTの数は減少し,心不全期にはMTのクリスタの膨化や障害像も認められた.これら超微細膜構造の変化は単離心筋細胞Caトランジエントの変化と良く相関し,これら超微細膜構造を経時的に観察すれば,心筋の収縮-弛緩と密接に関係しているCaトランジエントの変化を推測する手段となり得ると考えられた.アデノシン燐酸化合物については心臓全体で検討した.初期心肥大期にはATP濃度はコントロールに比して増加傾向を示し,AMP濃度は有意に減少し,energy charge potentialは有意に上昇したが,心肥大期,心不全期にはこれらのパラメターはいずれもコントロールと有意な変化を認めなかった.我々は本研究において圧負荷右室肥大モデルを用い圧負荷に対する適応から破綻(心不全)に至る過程での単離心筋細胞のCaトランジエント,およびエネルギー代謝を解析すると共に,これらと密接に関連している超微細膜構造をO-D-O法で作製し,走査電顕にて観察した.筋小胞体(SR)については圧負荷のごく初期には網目状管腔網の密度が著明に増大し,また扁平な嚢状構造も認められた.右室肥大の進展に伴い網目状構造の密度,扁平構造は減少し,心不全期にはコントロールに比して網目状構造の密度は著明に低下した.Surface caveolae(SC)も心筋細胞内Ca代謝と関係した膜構造と考えられている.これも圧負荷の初期には数が増加したが,これの経時的変化はSRの経時的変化よりやや遅れて出現した.その後の経時的変化はSRのそれと同様で,肥大の進展,心不全の出現と共に減少した.エネルギー代謝,Ca代謝と密接に関係しているミトコンドリア(MT)の形態的変化も著明に認められた.心肥大の初期にはMTの数は増加し,クラスターを形成していた.MTの大きさは種々であった.肥大の進展に伴い,MTの数は減少し,心不全期にはMTのクリスタの膨化や障害像も認められた.これら超微細膜構造の変化は単離心筋細胞Caトランジエントの変化と良く相関し,これら超微細膜構造を経時的に観察すれば,心筋の収縮-弛緩と密接に関係しているCaトランジエントの変化を推測する手段となり得ると考えられた.アデノシン燐酸化合物については心臓全体で検討した.初期心肥大期にはATP濃度はコントロールに比して増加傾向を示し,AMP濃度は有意に減少し,energy charge potentialは有意に上昇したが,心肥大期,心不全期にはこれらのパラメターはいずれもコントロールと有意な変化を認めなかった.圧負荷に対する適応一破綻(心不全)過程における単離心筋細胞内遊離Ca(Caトランジエント)の特徴を明かにするため6週令SDラットにモノクロタリン(60mg/kg)を投与後1,2,3ー4W後に右室心筋より心筋細胞を分離し,Caトランジエント(CaーT)を測定した。(1)1W後(ごく軽度の右室肥大期)にはCaーTのamplitude,max+dCa/dt,maxーdCa/dtが増大し,resting ratio,T80L(peak lightよりamplitudeが80%減少する時間)は不変であった.(2)2W後(有意な右室肥大を認めるが心不全は認めない時期)にはamplitude,restingratioはコントロ-ルと有意な変化を認めなかった,max+dCa/dt,maxーdCa/dtは有意に増大し,またT80Lは有意に延長した。(3)3ー4W後(心不全を伴う著明な右室肥大を認める時期)には,amplitudeは有意に減少し,T80Lは更に延長した.しかし,resting ratio,max+dCa/dtmaxーdCaldtはコントロ-ルと有意差を認めなかった.また,心不全を伴う心筋細胞(3ー4W後の心筋細胞)のCaーTに対するβ刺激剤(isoproterenol)とPDE阻害剤(Eー1020)の効果も検討した.ISO,PDE阻害剤共にamplitude,maxーdCa/dtを用量依存性に増大させた.Peak ratioを50%増加させるISO,PDE阻害剤の濃度はそれぞれ1.6X10^<ー9>M,2x10^<ー6>Mであった.更に,両薬剤共に用量依性にT80Lを短縮された.