hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教育の有効性に関する実証的研究

平成20年度は,ハンドヘルド・テクノロジーを活用した数学と物理との総合学習の教材を実践レベルまでに改良した.授業内容は,距離センサの前を生徒が歩いて時間と距離を表すS-Tグラフ(時間と距離のグラフ)を作成する実験・観察型の探究活動を,遠隔地の2校で同時に行う実践である.まず,最初に両校の生徒は,与えられたS-Tグラフを描くように距離センサの前を歩くことを求められ,実験と観察を繰り返しながらS-Tグラフを作成する方法を習得する.次に,遠隔地にいる2グループの生徒たちが,自分たちの歩いた映像を相手校に送り,相手が歩いた結果のS-Tグラフをお互いに回答する.最後には,自分たちの歩いた様子を言葉や文章で表現しグループに伝え,相手が歩いた結果のS-Tグラフをお互いに回答する.この授業により,生徒が歩いた現象の変化をグラフに表現する能力と,グラフから現象の変化を捉える能力が育成されると考えられる.また,歩いた様子を言葉や文章で表現し遠隔地の生徒に伝え回答しあうといった強調学習を通して,歩く場面における数量(時間と距離)の関係を概括的に捉える能力が育成できると考える.実際には,岡山県と鹿児島県の公立高校において,インターネットを活用した授業を実施する予定である.本研究の目的は,モバイル学習環境を活用した実験・観察型の数理教材を開発し,その教育的有効性を実際の授業で明らかにすることである.本研究で開発するモバイル学習環境は,携帯情報端末としてPDA,さらに,PDAに接続するデータ収集機としてLabProと各種センサー(申請設備3台)で構成されている.これにより,データ収集機を活用した実験・観察中に,インターネットを介して収集したデータと画像等を送信・蓄積可能となり,しかも,実験中に情報検索・収集による調べ学習,さらに,遠隔地にいる生徒との協調学習も可能となる.平成21年度は,ハンドヘルド・テクノロジーとインターネットを活用した数学と物理との総合学習を岡山県立備前緑陽高等学校と鹿児島大学附属小学校で実践した.授業内容は,距離センサの前を生徒が歩いて時間と距離を表すS-Tグラフ(時間と距離のグラフ)を作成する実験・観察型の探究活動を,遠隔地の2校で同時に行う実践である.まず,最初に両校の生徒は,与えられたS-Tグラフを描くように距離センサの前を歩くことを求められ,実験と観察を繰り返しながらS-Tグラフを作成する方法を習得する.次に,遠隔地にいる2グループの生徒たちが,自分たちの歩いた映像を相手校に送り,相手が歩いた結果のS-Tグラフをお互いに回答する.最後には,自分たちの歩いた様子を言葉や文章で表現しグループに伝え,相手が歩いた結果のS-Tグラフをお互いに回答する.
付加型シリコーンゴム印象材の自動練和方式の改善に関する研究

付加型シリコーンゴム印象材の自動練和を、従来の方式に比べて、より効率よく行うことができるよう次の2点からその改善を試みた。第1点は、従来の自動練和用ミクシングチップの構造を改良することであり、第2点は、印象材そのものを従来の2ペースト型から、ペースト1液剤型にし、これを練和する方式を開発することである。両者とも新しく考案した方法で自動練和を行い、その印象材硬化体のヤング率、応力緩和特性および硬化反応率(赤外線吸収スペクトルによるビニル基の定量)を測定することにより、それぞれの練和の効率を評価した。第1の方式では、ペーストの粘性流動を考慮して、2つのペーストがミクシングチップ内で最初に混じり合う位置で等量ずつ混合され、ついでその混合物が同程度の混合状態のペーストに等しく2分され、さらにその先でそれらが均等に混合するように、ペーストの流速を制御するチップ内のブレードの配置等を改良した。その結果、このチップで練和した硬化体のヤング率および応力緩和特性は、従来のチップの1/22/3の長さでもって、従来のチップによる練和物と同程度であった。また、反応率においても、従来のものは、1/2の長さで約65%、全長で約80%であるのに対し、本チップでは、1/2の長さで約80%となり、練和の効率が顕著に改善された。第2の方式は、ビニルシリコーンポリマー(分子量4万)と水素化シリコーンポリマー(同2500)とを官能基比にして1対3に混合し、さらにフィラーを50%加えたペーストと、白金錯体触媒液とを用い、印象用シリンジとマイクロシリンジとを組み合わせた試作自動練和器具にて、練和を行った。その結果、その硬化体のヤング率および応力緩和特性は良好であり、反応率は80%以上と2ペースト型以上の成積であった。ただし、器具の実用性の向上が今後の検討課題である。
種雄牛の生殖器における各種ペプチドと複合糖質の組織化学的および免疫組織化学的研究

前年度の研究で精巣機能に関与するホルモンの重要性が指摘されたので、Holstein雄牛(515頭,0.27歳)の血清中のInhibin,FSH,LH及びテストステロン濃度をRIAで測定し,これらの加齢変化を明らかにした。Inhibinは1歳未満子牛で最も高く,その後,加齢と共に減少した。Inhibinと対照的に,FSHは1歳以下の子牛で最も低く,以後,加齢と共に増加した。LHは0.2歳群で最も低く加齢と共に増加する傾向がうかがわれた。テストステロンは加齢と共に確実に増加して認められた。Inhibinは春期発動前においてFSH濃度と負の相関を示し,inhibinとFSH濃度の相関関係とテストステロン濃度の上昇が春期発動の発現の調節に関係していることが示唆された。前記の研究で春期発動前の変化の重要性が示唆されたので,春期発動前の変化を詳細に検索し次の所見を得た。血清中ホルモン濃度;Inhibinは2ヵ月まで高く,春期発動後低下した。FSHは出生時低く,2ヵ月例で一過性の上昇し,春期発動から急激に上昇した。LHは出生時低く,生後1-2ヵ月で一時的に上昇し,その後安定した。テストステロンは,出生後徐々に上昇し,6ヵ月齢で急激に上昇し,9ヵ月齢で減少した。精巣組織中のインヒビン及びテストステロン濃度;出生後から2ヵ月まではインヒビンは高かったが以後次第に減少した。テストステロンは血清中テストステロンのように加齢による増加は認められなかった。インヒビンの免疫組織化学的検索;インヒビンの免疫組織化学の成績は血清中および精巣組織中インヒビン濃度と一致した。しかし,他の動物で指摘されているインヒビンのライディヒ細胞由来を指示する成績は得られなかった。以上の成績は雄牛での生殖ホルモンの加齢現象を明らかにし,春期発動前の変化を明確にした。ウシの尿道周囲線複合体の分泌上皮を一般的な組織化学と標識レクチンを用いて組織化学的に検索した。ウシの尿道周囲線複合体は、尿道に独立に開口する多くの腺葉からなり、その位置的な関係から前立腺体部、前立腺伝播部及び尿道球腺に分けられた。組織化学的観察およびレクチンを用いた組織化学的観察により、性質の異なる三種類の腺房(漿液型腺房,粘液型腺房,非定型腺房)と六種類の分泌上皮細胞(I-a型,I-b型,II型,III型,IV型,V型)が確認された。これらの腺房と細胞はそれぞれ特徴的な分布をしめした。これらのことはウシの尿道周囲腺複合体のもつ分泌機能が非常に複雑なものであり、生殖機能に大きな役割を果たしていることを予想させた。ウシの精巣において,各種実験動物で存在が報告されているペプチドを中心に免疫組織化学的に検索した。ウシの精巣には各種実験動物で存在が報告されているオキシトシン、substance P、GRPは認められなかったが,S-100蛋白,ビメンチンおよびインヒビンがセリトリ細胞に認められた。雄性ホルモン産生細胞であるライディヒ細胞では今回検索したいずれのペプチドおよび蛋白に対しても陽性反応は認められなかった。

この中でも視床下部-下垂体-生殖腺系におけるフィードバック機構の存在で注目されているインヒビンに重点を置き胎仔から成熟種牛までの精巣で検索した結果,胎仔および新生子牛でセルトリ細胞に今日陽性反応が観察されたが,成長に伴って染色性が減弱し,6カ月以上のの子牛では陽性反応は認められなくなった。このセルトリ細胞におけるインヒビン陽性反応の消長と精子発生の抑制との関係が興味あるので,今後,インヒビンの免疫組織化学的陽性反応の消長のみならず,組織中のインヒビン濃度の測定,およびインヒビンのメッセンジャーRNAの発現の消長をin-situ RT PCR法で詳細に検討するべく,予備実験を実施中である。現在,ウシの尿道周囲腺複合体複合糖質について投稿準備中であり,既発表論文は無い。1)牛精巣で,各種実験動物で存在が報告されているペプチドを免疫組織化学的に検索した結果,牛精巣には各種実験動物で報告されているoxitocin、substanceP、GRPは認められなかったが,S-100蛋白,vimentinおよびinhibinがSertoli細胞に認められた。2)牛の尿道周囲腺複合体の分泌上皮を一般的な組織化学と標識lectinを用いて検索した。牛の尿道周囲腺複合体は、その位置的な関係から前立腺体部、前立腺伝播部及び尿道球腺に分けられ、性質の異なる3種類の腺房と6種類の分泌上皮細胞が確認された。3)Holstein雄牛の血清中のinhibin(I),FSH,LH及びtestosterone(T)濃度をRIAで測定し,これらの加齢変化を明らかにした。Iは1歳未満の子牛で最も高く,その後,加齢と共に減少した。FSHは1歳以下の子牛で最も低く,以後,加齢とともに増加した。LHは0.2歳群で最も低く加齢と共に増加する傾向が窺われた。Tは加齢と共に増加した。I濃度は春期発動前でFSH濃度と負の相関を示した。4)春期発動前の変化を詳細に検索し次の所見を得た。血清中ホルモン濃度;Iは2カ月まで高く,春期発動後低下した。FSHは出生時低く,2カ月例で一過性の上昇し,春期発動から急激に上昇した。LHは出生時低く,生後1-2カ月で一時的に上昇し,その後安定した。Tは,出生後徐々に上昇し,6カ月齢で急激に上昇し,カ月齢で減少した。精巣組織中のI及びT濃度;出生から2カ月まではIは高かったが以後減少した。Tは血清中Tのように加齢による増加は本研究期間では認められなかった。Iの免疫組織化学的検索;Iの免疫組織化学的成績は血清中および精巣組織中I濃度と一致した。以上の成績は雄牛の加齢現象,特に春期発動でのホルモン変化を明示した。
補助シグナルを介したアレルギー性鼻炎の遺伝子治療の基礎的研究

我々はマウスアレルギー性鼻炎モデルをもちいて副刺激経路の役割を検討している。副刺激経路のひとつであるICOS/ICOS-L経路は1999年に同定され、2001年にノックアウトマウスによってアレルギー性疾患が抑制されることが報告され注目を浴びている経路である。これをブロックするためにアデノウイルスをベクターとしたAdex ICOS-Igの投与実験を行った。経鼻的および経静脈的に投与した場合、アデノウイルスベクターは局所および肝臓において目的タンパクを産生していることが確認された。マウスアレルギー性鼻炎モデルにAdex ICOS-Igを投与した場合、コントロールとして使用したAdex LacZと比較して、鼻症状、鼻粘膜への好酸球浸潤を抑制した。以上よりアレルギー性鼻炎の抑制として期待できる結果を出しつつある。さらにサイトカインやIgEなどについての検討を行っているところである。また、転写因子GATA-3との関連がつい最近国内より報告され(Yagi J et al.J Immunol.2003 171:783-94)、今後GATA-3を含めたシグナル伝達についても検討を行っているところである。
内分泌かく乱化学物質による遺伝子発現制御

内分泌かく乱化学物質は大気中や土壌、河川などに存在し、生体内に入りヒトや野生動物の内分泌機能をかく乱し、生殖障害や悪性腫瘍を引き起こすことが知られている。中でもダイオキシンは極めて低濃度で内分泌かく乱作用を示す。これまでの多くの研究にもかかわらず、分子レベルでのダイオキシンの作用機序は明らかではない。そこで本研究では、ダイオキシンの作用機序を明らかにするため、RDA(Representational Difference Analysis)法を用いて、ダイオキシンにより肝細胞で発現が変化する遺伝子のクローニングを行った。cDNA RDA法は、2つのcDNA集団からどちらか一方の集団にのみ存在するcDNAを、PCR法を用いてクローニングする方法である。従って2つのDNA集団として、ダイオキシンで処理した細胞のmRNAから合成したcDNA集団と未処理の細胞のcDNA集団を用いた場合には、ダイオキシンにより発現が促進あるいは抑制される遺伝子をクローニングすることが可能である。我々は、蛋白合成阻害剤存在下で1nMの237-tetrachloro-dibenzo-P-dioxin(TCDD)をヒト肝癌細胞株HepG2に添加し、そのcDNAを用いてRDA法を行い、ダイオキシンに直接応答するcDNAをクローニングした。そしてNorthern blot法やWestern blot法を用いてこれらの遺伝子発現を検討した結果、E16/CD98LC/hLATIと呼ばれるmultifunctionalな蛋白とP21/WAF1/Cip1がTCDDにより増加することが明らかになった。E16はL-型アミノ酸トランスポーターのサブユニットで、TCDDにより放射性ロイシンの細胞取り込みが増加した。このトランスポーターは甲状腺ホルモンの取り込みにも重要であることが知られ、TCDDは甲状腺ホルモン作用にも影響を及ぼすことが示唆された。一方、P21は細胞周期の調節に重要な蛋白である。本研究によりTCDDのヒト肝細胞に対する新しい作用が明らかになった。ダイオキシンの作用機序を明らかにする目的で、RDA(Representational Difference AnaIysis)法を用いて、ヒト肝癌細胞株HepG2において、ダイオキシンにより発現が増加する遺伝子のクローニングを行った。HepG2細胞に、蛋白合成阻害剤cycloheximide(CHX)を添加し1時間後に、lnMの2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD)を添加し、3時間後に細胞を採取し、total RNAを調製した。対照となる細胞にはCHXのみ添加した。両群のtotal RNAからmRNAを精製し、cDNA合成、ampliconの作製を行い、次にdifferential hybridization、PCR増幅を行った。増幅された数十個のcDNA断片をplasmidにクローニングし、DNA dotblot法によりTCDDで発現の増加するcDNAをクローニングした。塩基配列を決定した結果、クローンの一つはE16/CD98LC/hLAT1と呼ばれるmultifunctionalな蛋白をコードするcDNAであった。このcDNAをプローブとしてノザンブロット法を行ったところ、3.8kbの単一なバンドが検出され、確かにTCDDによりmRNAは増加した。更に、CHXで細胞を前処理しておくと、TCDDによるE16/CD98LC/hLATlmRNAのsuperinductionが認めらた。この結果から、mRNAの増加には新たな蛋白合成の必要が無いこと、即ちTCDDはダイオキシンレセプターを介してE16/CD98LC/hLAT1遺伝子の転写を直接促進させることが示唆された。E16/CD98LC/hLATlの機能の一つとして、アミノ酸の細胞内への輸送を司ることが知られている。そこで放射性ロイシンの細胞内取り込みを検討したところ、TCDDにより取り込みが有意に増加した。

こうした結果から、ダイオキシンはE16/CD98LC/hLAT1遺伝子の発現増加を介してヒト肝細胞の機能に影響を与えることが示された。ダイオキシンの作用機序を明らかにする目的で、RDA(Representational Difference Analysis)法を用いて、ヒト肝癌細胞株HepG2において、ダイオキシンにより発現が増加する遺伝子のクローニングを行った。HepG2細胞に、蛋白合成阻害剤cycloheximide(CHX)を添加し1時間後に、1nMの2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD)を添加し、3時間後に細胞を採取し、total RNAを調製した。対照となる細胞にはCHXのみ添加した。両群のtotal RNAからmRNAを精製し、cDNA合成、ampliconの作製を行い、次にdifferential hybridization、PCR増幅を行った。増幅された数十個のcDNA断片をplasmidにクローニングし、DNA dot blot法によりTCDDで発現や増加するcDNAをクローニングした。塩基配列を決定した結果、クローンの一つはE16/CD98LC/hLAT1と呼ばれるmultifunctionalな蛋白をコードするcDNAであった。もう一つはサイクリン依存性キナーゼの阻害蛋白p21/WAF1/Cip1であった。これらのcDNAをプローブとしてノザンブロット法を行ったところ、確かにTCDDによりE16とp21のmRNAは増加した。更に、CHXで細胞を前処理しておくと、E16mRNAでは、TCDDによるのsuperinductionが認めらた。この結果から、E16mRNAの増加には新たな蛋白合成の必要が無いこと、即ちTCDDはダイオキシンレセプターを介してE16遺伝子の転写を直接促進させることが示唆された。E16の機能の一つであるアミノ酸の細胞内への輸送を、放射性ロイシンの細胞内取り込みを検討したところ、TCDDにより取り込みが有意に増加した。こうした結果から、ダイオキシンはE16とp21遺伝子の発現増加を介してヒト肝細胞の機能に影響を与えることが示された。内分泌撹乱物質は、ヒトや野生動物の内分泌機能を撹乱し生殖障害や悪性腫瘍を引き起こす。この中で、ダイオキシンは極めて低い濃度で内分泌撹乱作用を示す。しかしながら、これまでの多くの研究にもかかわらず、分子レベルでのダイオキシンの作用機序は不明な部分が多い。
環境由来塩基配列による微生物群集ゲノムシステム解明に向けた新規情報学的手法の開発

一括学習型自己組織化地図法(BLSOM)をゲノム解析用に開発し、環境微生物ゲノムの多様性を推定する新規な系統分類法、ならびに新規性の高い未知微生物ゲノムを効率的に探索する手法を確立した。連続アミノ酸頻度に着目したBLSOM解析を行い、メタゲノム配列に対するタンパク質の機能推定法を確立した。極限環境を含む異なる環境間での微生物群集の比較解析が可能となり、環境中の微生物システムの全体像の把握や新規感染症の病原微生物の探索を可能にしている。次世代シーケンサーの登場によりメタゲノム解析においても400nt程度の短いゲノム断片配列が大量に産出・公開されつつある。我々が開発を行ってきた一括学習型自己組織化地図マップ法(Batch-Learning Self-Organizing Map, BLSOM)によるメタゲノム解析由来の断片配列の高精度な生物系統分類法に改良を加え、次世代シーケンサーで得られる短いゲノム断片配列に対しても高精度な推定を可能とするために手法改良の検討を行った。これまで用いてきた最適解析条件(縮退4連続、断片化サイズ1kb)を、縮退3連続塩基、断片化サイズを500ntに変更し、既知微生物ゲノムを対象にBLSOM解析を行ったところ、これまでの分解能とほぼ同程度の分離能が得られた。短いゲノム断片配列に対し、適切な解析条件を設定することにより、精度高く推定することが可能と考えられる。今後は更なる改良を試み、開発している解析ソフトへの実装を行う。メタゲノム解析のように新規性の高い遺伝子が取得された場合、アミノ酸配列の相同性検索でタンパク質の機能推定が困難な例が多い。BLSOMをタンパク質に適用し、オリゴペプチドの使用頻度の類似度を基礎にしたタンパク質の機能推定法の開発を目的として、COG(Clusters of Orthologous Groups of Proteins)分類されたタンパク質のBLSOMを実施したところ、COGを反映した良い分解能が得られた。環境微生物ゲノム由来でCOGと有意な配列相同性が示されたタンパク質をテストデータにして、別個にBLSOMのみでの機能推定を実施したところ、大半の配列が相同性検索と同じ結果を与えた。配列相同性検索ではCOGと有意な相同性が得られていないデータセットに適用したところ、COG配列と共に自己組織化する例が多数存在しており、それらの機能推定が可能と考えている。メタゲノム解析によって取得された塩基配列は、非常に新規性の高い微生物種を多く含み、これまで解読されてきたゲノムとは異なった特徴を有する場合が多い。新規性の高い生物種由来のゲノム断片配列を連続塩基頻度の特徴のみで生物種ゲノムごとに再構築するための解析手法の開発を行った。ヒト腸内細菌由来の混合メタゲノム解析由来配列を対象に、メタゲノム解析由来配列の塩基組成を反映させたランダム配列を数倍量混在させたBLSOMを作成したところ、同一生物種由来のゲノム配列ごとに分類でき、ゲノム再構築が可能であった。本手法の確立により、構成するゲノムの種数を明らかにでき、生物種別の代謝経路の概要を理解可能となる。様々な環境に対するメタゲノム解析由来配列を対象に検証を実施し、断片化サイズや連続塩基頻度などの最適な解析条件の検討を実施している。メタゲノム解析由来配列には、新規性の高い微生物種のみならず、ウイルスゲノムも豊富に含まれている可能性が高い。そこで、メタゲノム解析由来配列中のウイルスゲノムを検出し、系統推定するために、現在公開されているウイルスゲノムを対象にしたBLSOM解析を実施した。ウイルスゲノムでは、500塩基程度の比較的短い断片化サイズでも生物系統を反映した高精度な分離が可能なことを見出した。これにより、原核生物で構築してきたBLSOMを用いた系統推定解析フローを適応することが可能であり、ウイルスゲノムの検出、ならびに、系統推定が可能である。現在、報告されている様々な環境に対するメタゲノムを対象に、ウイルスゲノムの網羅的な探索とその系統推定を実施している。次世代シーケンサーの登場に伴い、大量の環境試料に対するメタゲノム解析が報告されている。メタゲノム配列断片は、非常に新規性の高い微生物種を多く含むため、これまで解読されてきた微生物種ゲノムとは異なるゲノム配列特徴を有する場合が多い。一括学習型自己組織化マップ(BLSOM)は連続塩基頻度に着目することで、ゲノム塩基配列を生物種ごとに分離(自己組織化)できる。BLSOMを用いて、メタゲノム配列断片を、由来するゲノムごとに再構築するための解析手法の開発を行った。まず、活性汚泥や海水などの異なる環境より取得された大量のメタゲノム配列断片を混合してBLSOM解析を行うことで、各環境に特異的に存在する微生物群の存在を明らかにすることができた。さらに、特定の環境試料に由来する大量なメタゲノム配列断片と、それらの各配列の2塩基組成や3連塩基組成を保持したランダム配列を混合したBLSOM解析を行うことで、同一あるいは近縁な生物種由来と考えられるゲノム塩基配列断片別に分離可能であり、その環境中に生息する微生物群集の集団構造を明らかにすることができた。

また、環境の改善に役立つ、具体的にはPCB分解、ポリエチレン分解等の代謝系遺伝子群のカタログ化を行い、メタゲノム配列断片に対するタンパク質機能推定を行った。ハワイ沖に特異的に存在する微生物群がPCB分解に関わる代謝遺伝子を保有している可能性が高いなど、有用物質の生産や有害物質の分解に係わる代謝系遺伝子セットを備えている微生物種の探索が可能なことを見出した。メタゲノム配列断片に対し、新規性の高い微生物ゲノム別の再構築方法のシステム化、ならびに、そのゲノムが保有するタンパク質機能推定のためのカタログの拡充を行うことで、様々な環境特異的に生息する微生物が持つ代謝システムの全体像把握が可能となる。
ポルフィリンを基体骨格とする水素結合性分子集合体の構築

光合成電荷分離モデルの最大の問題点は逆電子移動を如何に防ぐかである。そのためには、電子供与体-ポルフィリン-電子受容体から成る3成分系を構築することが望ましい。本研究では、水素結合に基づいた3成分系光合成電荷分離モデルの構築について研究を行った。具体的な成果を以下に示す。5,15-Bis(3-hydroxy-2-pyridyl)octaethylporphyrin(1)の合成は、ルイス酸存在下、ジピロメタンと3-hydroxypyridine-2-carbaldehydeとの縮合反応により行った。ポリフィリン1はシス-トランス異性体混合物として得られるが、溶解度の差を利用して分離に成功した。(2)シス-ポルフィリン1とゲスト分子との会合特性シス-ポルフィリン1は電子受容体のデュロキノンと、前者の水酸基と後者のカルボニル基との水素結合を介し1:1の錯体を形成することを核磁気共鳴スペクトル(NMR)を用いた滴定実験により明らかにした。また、シス-ポルフィリン1は電子供与体の2,6-ナフタレンジオールと、前者のピリジル窒素原子と後者の水酸基との水素結合を介して1:1錯体を形成することを明らかにした。また、それらの会合定数は両者とも約700M^<-1>であることがわかった。また、シス-ポルフィリン1、デュロキノン、2,6-ナフタレンジオールの3者を混合することにより、水素結合による3成分複合体の生成を証明した。これは、非共有結合による電子供与体-ポルフィリン-電子受容体からなる3成分複合体構築の初めての例である。(3)ゲスト分子によるトランス-1からシス-1への異性化トランス-1は上記ゲスト分子によって容易にシス-1へ異性化して3成分複合体を形成することがわかった。これは、アロステリック性と2点水素結合の重要性を示す興味深い結果である。今後は上記3成分複合体の光化学的挙動について研究を行う予定である。
病理標本における好中球細胞外トラップ（NETs）検出法の確立と関連疾患の病態解明

前年度の成果をもとに、同じ線維状形態を示すNETsと核線の鑑別に着目して、細胞診標本を用いた免疫組織化学的解析を行った。パパニコロウ染色で好中球浸潤と線維状構造物が確認された喀痰細胞診標本42例を対象とした。核線とは、1963年に宮西氏が定義した概念である。この宮西氏分類に従って、細胞診標本上の線維状構造物を3種類(線状、帯状、顆粒状)に分類した。目的箇所を細胞転写したのち、各種NETsマーカーを用いた免疫染色を施行した。宮西氏の分類において線状の形態を示す線維状構造物に明瞭な陽性シグナルが認められた。3/15例の線維状構造物に対して、各種NETsマーカーが強陽性を示した。それらはいずれもヘマトキシリン好性の線維状構造物だった。弱陽性を示す症例は、12/15例確認された。大部分が判定困難であり、それらは帯状あるいは顆粒状の形態を示す線維状構造物が多くを占めた。アルシアン青染色を加えた二重染色によって、線状のヘマトキシリン好性の線維状構造物をNETsと粘液に染め分けることに成功した。さらに、両者は単独発現や共存発現を示すことを見出した。免疫染色で判定困難な帯状の形態を示す線維状構造物は、ほとんどが粘液成分だった。ミエロペルオキシダーゼおよびラクトフェリン免疫染色では、通常形態の好中球の核に陽性を示す細胞像(核と細胞質成分の融合段階だと思われる)が確認された。一部実行できていない実験が残っている。現在までに得られた結果は以下の5点である。1宮西氏の分類において線状の形態を示す線維状構造物に明瞭な陽性シグナルが認められた。23/15例の線維状構造物に対して、各種NETsマーカーが強陽性を示した。3弱陽性を示す症例は、12/15例確認された。4アルシアン青染色を加えた二重染色によって、線状のヘマトキシリン好性の線維状構造物をNETsと粘液に染め分けることに成功した。5免疫染色で判定困難な帯状の形態を示す線維状構造物は、ほとんどが粘液成分だった。宮西氏が定義した核線には、1963年当時普及していなかった免疫染色技術を用いることによって、NETsが含まれることを証明できた。パパニコロウ染色でヘマトキシリン好性かつ線状の線維状構造物の場合、NETsである可能性が高いことを明らかにした。本研究成果は、核線に新たな定義を加えるとともに、今後の細胞診業務における診断基準の一助となりうる。これまでのデータを後押しするために、さらに超微構造解析を加える必要がある。すなわち、NETsが明瞭に確認された組織標本および細胞診標本を選出して、NETsマーカーを用いた免疫電顕を施行する。NETs線維に陽性シグナルが存在するのか、透過型電子顕微鏡を用いて詳細に解析する。光ー電子相関顕微鏡(Correlative light and electron microscopy: CLEM)法とは、同一部位を共焦点レーザー顕微鏡と走査型電子顕微鏡の両方で観察する方法である。2つの画像を重ね合わせることによって、立体的で明瞭な微細構造が観察できる強力なツールである。CLEM法によって、光学顕微鏡レベルでは観察しづらい約30 nmの線維状構造物の特異性を確認する。最終的にすべてのデータを照らし合わせて総合的に解析終了後、ただちに英文論文作成を行う。「医学研究倫理審査委員会」へ研究申請書を提出し、客観的な審査を受けて臨床検体使用の承認を得た。本学大学病院に保管されているホルマリン固定パラフィンブロックのうち、HE染色で好中球浸潤と網目状構造物が目立つ線維素化膿性炎の大葉性肺炎、膿瘍および虫垂炎を各30例ずつ選出した。さらに、病理標本中の血管内皮細胞を目安として、網目状構造物を細い線維、太い線維および塊状の線維の3種類に分類した。代表症例を用いて、諸種マーカーを用いた免疫染色の至適検出条件の設定を行った。核成分の証明として、一本鎖DNA、シトルリン化histone H3の2種類、好中球細胞質成分の証明として、一次顆粒に対する抗体がmyeloperoxidase (MPO)、neutrophil elastase (NE)、lactoferrin(モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体)の4類を好中球細胞外トラップ(Neutrophil extracellular traps: NETs)マーカーとした。細い線維および太い線維のいずれにおいても、lactoferrinが最も検出率が高いNETsマーカーだった。細い線維はNETsが多くを占めており(14/18例, 78%)、好中球の破壊が目立ち、ヘマトキシリン好性の領域にNETsが高頻度に認められる傾向があった。太い線維の大半はフィブリンであり(17/23例, 74%)、多くの場合、NETsと共発現していた(18/23例, 78%)。塊状の線維は、いずれもフィブリンだった。

細い線維は、lactoferrin以外の好中球細胞質成分マーカーが陽性を示したが、太い線維はいずれも陰性だった。平成28年度は、ほぼ研究計画どおりに進行している。一部実現できなかった項目が課題として残っており、次年度の研究計画と並行しながら進めていく。現在までに得られた結果は以下の6点である。1線維のサイズに関わらず、lactoferrinが最も安定したNETsマーカーだった。細い線維では、シトルリン化histone H3の14/18例(78%)、lactoferrinの18/18例(100%)、MPOの17/18例(94%)およびNEの16/18例(89%)が陽性を示した。太い線維では、シトルリン化histone H3の7/23例(30%)、lactoferrinの18/23例(78%)、MPOの11/23例(48%)およびNEの12/23例(52%)が陽性を示した。2細い線維は多くの場合NETs成分が含まれていた。NETs単独発現が14/18例(78%)、NETsとフィブリンの共存が7/18例(39%)であり、フィブリンマーカーのみが陽性を示す症例は認められなかった。3ヘマトキシリン好性の細い線維は、NETs形成の時期的な影響によりシトルリン化histone H3(NETs早期マーカー)のみが陰性を示した。4太い線維はNETsとフィブリンの共存が18/23例(78%)、フィブリンのみが17/23例(74%)と多くを占め、NETsのみの発現は認められなかった。5塊状の線維はフィブリンであり、NETs成分は含まれなかった。6線維サイズの違いにより、NETsあるいはフィブリンの予測はある程度可能だったが、NETsとフィブリンの共存における両者の鑑別は、HE染色レベルでは鑑別困難だった。Lactoferrinを中心としたNETsマーカーおよびフィブリンマーカーを用いた免疫染色を行うことで、NETsとフィブリンを明確に鑑別することに成功した。次年度に引き続き、病理標本におけるNETsの組織化学的証明を試みた。今年度は、材料を細胞診標本に絞って検討を加えた。目的箇所を細胞転写したのち、各種NETsマーカーおよびフィブリンマーカーによる免疫染色を行った。子宮頸部スメア標本を15例、乳腺穿刺吸引標本40例を対象とした。子宮頸部スメア標本のいずれもNETsとフィブリンの同時発現が確認された。ヘマトキシリン好性あるいはライトグリーン好性と色調が異なる線維状構造物のいずれにおいてもNETsが証明された。パパニコロウ染色で線維状構造物が不鮮明な標本でも、NETsは観察された。粘液あるいは核線だと思われていた線維状構造物は、アルシアン青およびNETs陽性を示し、両者は混在していた。乳腺穿刺吸引標本では、シトルリン化histone H3、lactoferrinおよびmyeloperoxidase (MPO)は全例陽性を示した。フィブリンは35/40例(87.5%)で陽性を示し、いずれもNETsとの同時発現が確認された。フィブリンのみが陽性を示す症例は確認されず、各種NETsマーカーのみが陽性を示す症例は5/40例(12.5%)だった。そのうち、ヘマトキシリン好性を示す明瞭な線維は4/5例(80%)を占め、ライトグリーン好性を示す線維は1/5例(20%)だった。細胞診標本における線維状構造物にはNETsが大きく関与していることを明らかにした。
プログラム運算システムの設計および実現に関する研究

本研究は、プログラムを効率的に操作することのできるプログラム運算システムを開発しようとするものである。本国際学術共同研究では、構成的アルゴリズム論の創始者であるRichard Bird教授と、それに着目して実用システムの検討を進めてきている代表者(武市正人)の両者のグループで緊密な連携をとって、研究を進め、理論的考察を深めるとともに、工学的に実用的なシステムを構築することを目的とした。本研究の最終年次である本年度は、これまでの共同討議をもとに、構成的アルゴリズム論の理論的基礎に基づく運算システムの具体的な設計を行ない、実現したシステムをWEBを通じて公開した。本研究の期間を通じて、とくに、Allegoryにおいて変換を構造化する手法(Bird, Gibbons担当)、部分計算・並列化などの変換を構造化する手法(武市、胡担当)、それらの実現法に関する検討(岩崎、尾上担当)、変換モジュールの効率的な統合に関する研究(de Moor,胡担当)、変換システムの漸増的機能強化に関する研究(武市、胡担当)、これまでに開発した融合変換システムHYLOの改良(岩崎、尾上担当)などの研究で成果をあげることができた。一昨年、昨年には、ワークショップを開催するなど、関連分野の研究者にも参加を求めて成果を発表したが、本年度の研究の推進にあたっては、2002年2月に東京において、Oxfordの研究者と最終取りまとめを行ない、研究を総括した。3年間の成果報告として、ワークショップ記録、および討議資料をまとめ、関連研究者に配布した。本国際学術共同研究では、構成的アルゴリズム論の創始者であるRichard Bird教授と、それに着目して実用システムの検討を進めてきている代表者(武一正人)の両者のグループで緊密な連携をとって、研究を進め、理論的考察を深めるとともに、工学的に実用的なシステムを構築する。本研究の初年度である本年度は、構成的アルゴリズム論の理論的基礎に基づく運算システムの枠組みの設計を行った。とくに、Allegoryにおいて変換を構造化する一般的な研究(Bird,Gibbons担当)、部分計算・並列化などの変換を構造化するケーススタディ(武市、胡担当)、それらの実現法に関する検討(岩崎、尾上担当)、変換モジュールの効率的な統合に関する研究(de Moor,胡担当)、変換システムの漸増的機能強化に関する研究(武市、胡担当)、これまでに開発した融合変換システムHYLOの改良(岩崎、尾上担当)などの研究を進めた。研究の推進にあたっては、1999年11月に東京においてOxfordの研究者と研究会を開いて共同研究の方針と上述の各研究項目について研究を深めることを確認した。それに基づき、2000年3月には箱根で、本研究グループで主催のワークショップを開催し、外部の関連研究者を交えて成果の報告と本研究に関する議論を行なった。本国際学術共同研究では、構成的アルゴリズム論の創始者であるRichard Bird教授と、それに着目して実用システムの検討を進めてきている代表者(武市正人)の両者のグループで緊密な連携をとって、研究を進め、理論的考察を深めるとともに、工学的に実用的なシステムを構築する。本研究の第2年次である本年度は、昨年度の共同討議をもとに、構成的アルゴリズム論の理論的基礎に基づく運算システムの具体的な設計を行なった。とくに、Allegoryにおいて変換を構造化する手法(Bird,Gibbons担当)、部分計算・並列化などの変換を構造化する手法(武市、胡担当)、それらの実現法に関する検討(岩崎、尾上担当)、変換モジュールの効率的な統合に関する研究(de Moor,胡担当)、変換システムの漸増的機能強化に関する研究(武市、胡担当)、これまでに開発した融合変換システムHYLOの改良(岩崎、尾上担当)などの研究を進めた。研究の推進にあたっては、2000年8月にOxfordにおいて、Oxfordをはじめとするヨーロッパの関係研究者とのワークショップをを開いて各研究項目についての意見交換を行なった。

また、2001年3月には横浜で、本研究グループ主催のワークショップを開催し、外部の関連研究者を交えて成果の報告と本研究に関する議論を行なった。本研究は、プログラムを効率的に操作することのできるプログラム運算システムを開発しようとするものである。本国際学術共同研究では、構成的アルゴリズム論の創始者であるRichard Bird教授と、それに着目して実用システムの検討を進めてきている代表者(武市正人)の両者のグループで緊密な連携をとって、研究を進め、理論的考察を深めるとともに、工学的に実用的なシステムを構築することを目的とした。本研究の最終年次である本年度は、これまでの共同討議をもとに、構成的アルゴリズム論の理論的基礎に基づく運算システムの具体的な設計を行ない、実現したシステムをWEBを通じて公開した。本研究の期間を通じて、とくに、Allegoryにおいて変換を構造化する手法(Bird, Gibbons担当)、部分計算・並列化などの変換を構造化する手法(武市、胡担当)、それらの実現法に関する検討(岩崎、尾上担当)、変換モジュールの効率的な統合に関する研究(de Moor,胡担当)、変換システムの漸増的機能強化に関する研究(武市、胡担当)、これまでに開発した融合変換システムHYLOの改良(岩崎、尾上担当)などの研究で成果をあげることができた。一昨年、昨年には、ワークショップを開催するなど、関連分野の研究者にも参加を求めて成果を発表したが、本年度の研究の推進にあたっては、2002年2月に東京において、Oxfordの研究者と最終取りまとめを行ない、研究を総括した。3年間の成果報告として、ワークショップ記録、および討議資料をまとめ、関連研究者に配布した。
希ガスの固・液分配に基づく地球大気形成過程の研究

1.単斜輝石一玄武岩メルト系に対する希ガスの分配係数(固相/液相)をピストンシリンダー型装置で合成した試料を用いて測定した.ネオンからゼノンまでの各希ガスの分配係数が0.09から0.34の間に求まった.相対的に重い希ガスの方が高い分配係数を示す傾向にある.これは従来の常識とは逆の傾向であるが,比屋根・小嶋(1986)のオリビン一玄武岩メルト系に対する実験結果とは比較的よく合っている.本実験の結果からすぐに一般的な結論を導き出すことはできないが,分散係数の値が比較的高いこと(0.1のオーダー)は,希ガスを効率的にマントルから大気へと抽出するためには,マグマの生成による希ガスのマグマへの濃集とマグマによる希ガスの地表への連搬というプロセスが,多数回くり返される必要があることを示している.2.大気-固体地球間の希ガスの分配のされ方を調べる目的で,上部マントルからの代表的な試料である海嶺玄武岩ガラス中の希ガス組成の分析をおこなった.分析に際しては,新しく,ヘリウム冷凍機を用いたヘリウム・ネオンの分離技術を導入し,海嶺玄武岩ガラスのような高いヘリウム/ネオン比を持った試料に対しても,微量ネオンの精密分析ができるようにした.現在までに測定した試料の数は多くはないが,ネオンの同位体異常が3つの試料から,ゼノンの同位体異常が1つの試料から見つかり,世界的にみても数少ない貴重なデータが得られつつある.とりわけネオンの同位体組成が大気とマントルで異なっていることが確認されたことは大問題であり,従来考えられていたように,大気が単純にマントルから抽出されたものだとしては説明がつかない.大気中のネオンの90パーセント以上が吹きとばされるようなプロセスが存在した可能性も考える必要が出てきた.今後とも詳しい測定データの蓄積が必要である.1.単斜輝石一玄武岩メルト系に対する希ガスの分配係数(固相/液相)をピストンシリンダー型装置で合成した試料を用いて測定した.ネオンからゼノンまでの各希ガスの分配係数が0.09から0.34の間に求まった.相対的に重い希ガスの方が高い分配係数を示す傾向にある.これは従来の常識とは逆の傾向であるが,比屋根・小嶋(1986)のオリビン一玄武岩メルト系に対する実験結果とは比較的よく合っている.本実験の結果からすぐに一般的な結論を導き出すことはできないが,分散係数の値が比較的高いこと(0.1のオーダー)は,希ガスを効率的にマントルから大気へと抽出するためには,マグマの生成による希ガスのマグマへの濃集とマグマによる希ガスの地表への連搬というプロセスが,多数回くり返される必要があることを示している.2.大気-固体地球間の希ガスの分配のされ方を調べる目的で,上部マントルからの代表的な試料である海嶺玄武岩ガラス中の希ガス組成の分析をおこなった.分析に際しては,新しく,ヘリウム冷凍機を用いたヘリウム・ネオンの分離技術を導入し,海嶺玄武岩ガラスのような高いヘリウム/ネオン比を持った試料に対しても,微量ネオンの精密分析ができるようにした.現在までに測定した試料の数は多くはないが,ネオンの同位体異常が3つの試料から,ゼノンの同位体異常が1つの試料から見つかり,世界的にみても数少ない貴重なデータが得られつつある.とりわけネオンの同位体組成が大気とマントルで異なっていることが確認されたことは大問題であり,従来考えられていたように,大気が単純にマントルから抽出されたものだとしては説明がつかない.大気中のネオンの90パーセント以上が吹きとばされるようなプロセスが存在した可能性も考える必要が出てきた.今後とも詳しい測定データの蓄積が必要である.
TNFとiNOs阻害薬併用による癌治療に関する研究

2年前、TNFの副作用を軽減して癌治療への応用を期待すべく、TNFによるapoptosisを抑制するNOに対する阻害薬であるL-NAMEを併用してその効果について検討した。その結果、Ehelich腹水癌細胞に対して、TNF単独投与よりも、iNOS阻害薬併用によりTNF投与量を軽減することが可能であった。そこでinvivoにおいても同様の効果が認められるのかを前年度に検討したが、至適投与量が明確でなく十分な効果が認められなかった。本年度は更なる至適投与量の検討を行った。1)体重20gのBALG/c miceに3×10^5,5×10^5,7×10^5癌細胞を腹腔内投与し、その生存率を検討したところ、3×-10^5の死亡率は25%、5×10^5の死亡率は55%であり、7×10^5は平均4日で100%死亡するため、7×10^5にて本検討を行った。2)体内埋め込み型ミニポンプにてin vivo下に本効果について検討した。TNF 10,100,1000ng/mlTNOS阻害薬であるL-NAMEを100、200μg/mlを量的に互いにクロスさせながら投与し、その生存率を検討したところ、TNF100ng/ml,iNOs阻害薬100μg/mlにて有意に生存率が改善された。3)副作用としては肝機能の軽度の悪化、白血球上昇を認めるも、致死的副作用は認められなかった。4) iNOS阻害薬をTNFとともに癌治療に応用すれば、TNFの副作用を軽減して癌治療に有効であると考えられる。前年度、TNFの副作用を軽減して癌治療への応用を期待すべく、TNFによるapoptosisを抑制するNOに対する阻害薬であるL-NAMEを併用してその効果について検討した。しかし、その投与量が正常細胞に対して障害性を発揮せずして抗腫瘍効果を発揮するか否かに関しては不明であるため、本年度、その投与量が正常細胞に如何なる影響をもたらすかに関して検討した。1)正常細胞としてL-929細胞を用い、LDHなどを指標として細胞障害性を検討したところ、TNF 100.1000ngではきわめて強い障害性が発揮されるため、本実験はTNF 1,10ngにて行うこととした。2)TNF 1ngにおける細胞障害性は全体の10%であったが、10ngにて38%が障害された。その量におけるEhrlich癌細胞に対する障害性は8%、29%であった。3)TNFにL-NAME50ng(前年度検討による至適量)を併用すると、その障害性はL-929ではTNF 1ngで変化なし、10ngで45%、Ehrlich癌細胞でTNF 1ngで変化なし、10ngで41%であった。4)6時間後のDNA-fragmentationはTNF 10ngでL-929では26%、Ehrlich癌細胞では23%、L-NAME併用でL929では36%、Ehrlich癌細胞では33%であった。5)体内埋め込み型ミニポンプにてin vivo下に本効果について検討した。体重20gのBALG/c miceに3×10^5,5×10^5,7×10^5癌細胞を腹腔内投与し、その生存率を検討したところ、3×10^5の死亡率は25%、5×10^5の死亡率は55%であり、7×10^5は平均4日で100%死亡するため、7×10^5にて本検討を行った。6)上記TNFおよびL-NAME併用群いずれも上記投与量では生存率に有意差を認めなかった。今後、その投与量のさらなる検討が必要と思われた。
仮想現実空間で誘発される平衡障害脳機能画像を用いた評価

持続するめまい感、浮動感などは代償機構が十分に働かないために生じると考えられている。研究は1)代償機構に関与するスライス標本を用いた研究と培養神経細胞による軸索成長係わる細胞シグナリングについての研究、2)仮想現実空間刺激による前庭皮質の研究、から構成される。本年度は脳内化学伝達物質に関係する動物実験とヒトにおける前庭皮質の研究について報告する。1)細胞間シグナル伝達システムにおいてCD47とSHPS-1は共に受容体型膜蛋白質で、互いの細胞外領域が相互作用して双方向にシグナルを伝え機能すると考えられている。しかしCD47-SHPS-1系の神経系での生理機能やシグナル動態は不明である。そこで今回、主にCD47側の機能及びシグナル動態について培養神経細胞を用いた解析を行った。神経細胞上のCD47分子はSrcからVav2,FRG,そしてRac,Cdc42と各種シグナル分子の活性化の経路を介して神経突起の形成に重要な役割を果たし、さらにSHPS-1との相互作用によりCD47はフィロボディア・スパイン形成を調節することを明らかにし、神経系におけるCD47-SHPS-1系の機能について解明した。2)前庭皮質での研究ではvectionを感じる条件で両側PIVCMST野など従来指摘された領野に電流源が推定されたが個体差も見られた。周波数解析ではβ波成分の増強が右側頭葉表面に見られた。側頭葉表面の活動性の増強はその深部にあるPIVCやMST野の活性化が表出したものと考えられる。vectionを感じない条件刺激では、特定領域での電流源は推定されず、周波数解析ではβ波の振幅増強が消失していた。3年計画のうち、初年度の今年は機器の開発を行った。脳機能画像は脳磁図を利用する。当大学設置の機器は、電気刺激と静止画像による視覚刺激のみ同期する設定だった。仮想現実空間刺激と同期させるように、機器を改良した。仮想現実空間は、3D画像とムービーとを組み合わせて提示するコンピュータソフトを開発した。簡易言語でムービーを動かすとともに、コンピュータの同期ポートから、映像の任意の箇所で同期トリガー信号を出すように設定し、脳磁図機器では同期しつつ波形を加算解析できるよう工夫した。仮想現実空間映像刺激はめまい感を惹起させるが、客観的に被検者の平衡障害を検者が認識できるよう、刺激と同時に被検者の眼球運動を記録解析する機器を考案し、開発した。この機器は上下、左右方向の眼球運動を眼振電図として記録し、リアルタイムで眼振の緩徐相速度と急速相を解析できる。設定によって、最大緩徐相時、緩徐相から急速相への切り替わり時にコンピュータ同期ポートからトリガー信号を出すことができる。同信号を脳磁図と同期させて、例えば「眼球が急に動いたとき」「眼球の運動方向が変わったとき」など任意の眼球運動時の脳機能画像を得ることができる。当該研究の実験系は、(1)広視野スクリーンに映像を提示→仮想現実空間・めまい感を惹起→映像から同期信号→刺激にあわせて脳磁図記録、(2)映像からめまい感惹起→眼球運動記録・解析→眼球運動から他覚的に平衡障害が生じた瞬間をとらえ同期信号→平衡障害時の脳磁図記録の異なる2つが可能となった。今年度は健常者を対象にして、直線ベクション刺激、視運動性眼振刺激、滑動性眼球運動刺激における大脳皮質の反応を脳磁図で解析した。来年度からは平衡障害患者を対象にして研究をすすめる予定である。「はじめに」

中枢性めまいとしてテント下病変についての研究、報告は多数みられるが、テント上の脳機能についてめまいと関連づけた研究は少ない。動物を用いた生理学的実験^<1)>や近年発達してきた脳機能画像^<2-4)>により、テント上に前庭皮質があることが明らかにされてきている。PIVC(parieto-insular vestibular cortex)は、複数報告されている前庭皮質の中でもその中心的役割を担っているとされている^<2)>。脳機能画像の一つである脳磁図(MEG)は、完全に無侵襲に脳皮質反応を測定でき、かつ得られた反応の大きさを絶対値で表すことができる。vection(疑似運動感覚)には視覚と前庭覚が関与しているため、現在我々はvectionの認知によって起こる反応を脳磁図で測定した。vectionの心理学的な面からの研究において、パターン全体を見るより注視点だけを見ているほうがvectionを強く感じることが報告されており^<5)>、同じ視覚刺激を呈示しても被験者への指示を変えることにより、被験者のvectionの強さに差を生じた。まだ被験者数は少ないが、脳磁図側定例においてPIVCに電流源が推定され、かつvectionが強いとその電流源のモーメントも強くなっていたため、報告する。「結果」2)刺激2では、look条件では方向に関わらず右PIVCに電流源が推定され、stare条件でも右PIVCには電流源が推定されたがそのモーメントはやはり小さくなっていた。「考察」過去のPETやfMRIでの報告では、vectionを感じたときにPIVCの抑制が起こっていることが報告されている。今回の結果ではvectionの認知により活性化が起こっていることが示唆される。PETやfMRIとは時間軸が全く異なること、視覚刺激が異なることが他の脳機能画像との結果の違いの要因となっている、と考えられる。さらに正常者のデータが蓄積され、その結果が他の生理学的実験、脳機能画像の結果等を鑑みて妥当な結果であれば、めまい患者の検査として有効であるか検討したい。昨年の成果を踏まえバーチャルリアリチィー刺激による回転感、直線加速度感誘発のための至適刺激条件、対象刺激条件を検索し決定した。平面スクリーンと刺激効果を高めるために独自開発した直径120cmの半球型ドームスクリーンを使用して同一刺激パターンで刺激を行った。回転感については視角が広い平面スクリーンがより有効であった。直線加速度においてはドーム型スクリーン刺激が優れていた。すなわちドーム型スクリーンでは視角を十分確保で出来ないためと考えられた。しかしドームの直径は脳磁図の規格上最大になるように作成したのでこれ以上の改良は断念した。直線化速度刺激には直径のことなる円形物質が視野の中心より湧き出る画像を作成し、その速度を様々に変化させたものを使用した。回転刺激には直径の異なる円形物質を投射し、視野の中心で様々な持続時間で回転する刺激を使用した。回転刺激条件で、1刺激時間を短くする事により回転感を生じなく、視野の回転のみ認知できる刺激時間、2回転感を認知できる刺激時間、3回転刺激後逆に回転する感覚を生じる刺激時間の3反応に分かれる事がわかった。
腸-肝同時潅流法による薬物の初回通過効果機構の解明

本研究課題に関して得られた知見及び研究成果を次にまとめた。1.腸-肝同時潅流実験系の確立実験系は既に当研究室において確立されている肝臓の摘出潅流法に基づく方法を用いた。牛洗浄赤血球を含む潅流液は腸間膜動脈より流入され、またリン酸緩衝液を十二指腸上部から盲腸まで流した。試料として幽門静脈に挿入されたカニューレから門脈血は、胆管カニューレから胆汁を、また、肝静脈および盲腸に挿入されたカニューレから潅流液を採取した。潅流系のviabilityとして腸及び肝臓の流出液中の遺漏酵素活性であるGOT(aspartate aminotransferase)とGPT(alanine aminotransferase)の活性が潅流開始直後の値を維持できることを基準として2時間のviabilityを維持できる実験系が確立できた。2.p-ニトロフェノールを腸間膜動脈から投与したときの腸および肝臓での代謝除去能力・抱合体生能力の投与量依存性グルクロン酸および硫酸抱合によって代謝を受けるp-ニトロフェノールをモデル化合物とし、腸間膜動脈からの投与速度を72から900nmole/minの範囲で変えた。小腸での除去率は50から18%に、また、肝臓での除去率は95から68%に低下し、小腸では硫酸抱合の活性が認められなかった。グルクロン酸抱合は両臓器で確認され、そのkm値はほぼ等しかったのに対し、Vmax値は肝臓で小腸の約3倍大きかった。以上の知見から小腸での除去能力の低下(非線形性)は門脈血中未変化体濃度を(投与濃度に対して)非線形に上昇させ、肝臓での代謝物の生成パターンや除去能力に影響を与えていることが示された。3.今後の研究計画p-ニトロフェノールを腸管腔内へ投与濃度をかえて投与し、腸管からの吸収率と小腸での代謝能力の投与濃度依存性について調べ、本年度の知見と比較することによって薬物の流入経路の差が初回通過効果に与える影響を検討する。