hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい界面選択的超高速分光の開発と液体界面ダイナミクス研究への応用

界面はきわめて広範な科学・技術分野で大切な役割を果たしており、その分子論的理解は本質的に重要である。液体界面での分子の超高速ダイナミクスを研究するために、フェムト秒光パルスによる光励起とわれわれが開発したヘテロダイン検出振動和周波分光法とを組み合わせ、一群の新しい界面選択的な時間分解非線形振動分光計測法を開発した。開発した新しい計測法を用いて光励起された界面水分子のフェムトピコ秒ダイナミクスを研究し、界面水のOH伸縮振動バンドのホールバーニングとスペクトル拡散を数100フェムト秒の時間分解能で観測することに成功するなど、水界面の基礎的分子ダイナミクスについて初めての観測を実現した。前年度までに開発した、新しい界面選択的超高速振動分光である赤外励起の時間分解ヘテロダイン振動和周波発生(TR-HD-VSFG)分光法とその発展である二次元ヘテロダイン振動和周波発生(2D-HD-VSFG)分光法を用いた研究を推進した。まず、水の表面(空気/水界面)に適用して,水表面の水素結合ネットワークのフェムト秒振動ダイナミクスを研究した。空気/水界面のOH伸縮領域の定常スペクトルには、空気側に突き出たフリーなOHによるシャープな正のバンド、Hをバルク側に向けて水素結合した水分子による負のバンド、水表面に存在する強く水素結合した水分子ペアに帰属される正のバンドの3つが現れることが知られているが、2D-VSFGスペクトルにもこれら3つに対応する対角ピークが確認された。またそのうち、水素結合したOHの負のバンドに対応する二次元スペクトルのピークは対角線方向にわずかに伸張しており、このバンドの不均一広がりを示唆した。この対角線方向の伸張は数百フェムト秒以内に消失し、スペクトル拡散がきわめて高速で進行することがわかった。また、遅延時間0においても先に述べた3つのOH伸縮振動間の非対角ピークが観測された。これは時間分解能(200 fs)以内で振動の非調和性またはエネルギー移動によって3つのOH伸縮振動が強く結合していることを意味している。次に正電荷を持つ界面活性剤単分子膜と水の界面(これは正に帯電した水界面のモデルである)に多量の塩を加えた状態で赤外励起TR-HD-VSFG測定を行って帯電界面近傍のみの水分子のダイナミクスの観測に成功、カウンターイオンの種類によってダイナミクスに大きな違いが現れることがわかった。以上の研究を進めながら、界面の溶質分子を紫外光で電子励起し、その後の光化学反応をHD-VSFG測定で追跡する紫外励起TR-HD-VSFG分光の開発を行った。今年度は、界面分子の振動緩和ダイナミクスを研究するために赤外励起時間分解ヘテロダイン振動和周波発生(TR-HD-VSFG)分光法を開発した。また、これを発展させた界面選択的な二次元分光である、二次元ヘテロダイン振動和周波発生分光(2D-HD-VSFG)分光を実現した。赤外ポンプ光を照射して界面分子の振動励起を行い、適当な遅延時間後にHD-VSFG測定を行うことで、水界面での振動緩和ダイナミクスを追跡することに成功した。具体的には、帯電した水界面のモデルである電荷をもったヘッドグループを有する界面活性剤の単分子膜と水の界面の、OH伸縮振動領域の赤外励起時間分解振動スペクトルを約200フェムト秒の時間分解能で測定した。振動励起に伴って界面水の振動基底状態の信号が減少し(ブリーチ信号の観測)、同時に振動励起状態の信号が現れる様子が観測された。H2O界面のブリーチ信号は励起直後から幅が広く、OH伸縮振動はフェルミ共鳴によって広がっていることが明らかになった。OH伸縮バンドをその幅より狭い帯域の赤外パルスで励起することで水界面の水素結合の不均一性を実験的に調べることができる。H2OをD2Oで希釈し、OH伸縮振動を与える種が実質的にHODとなる状況を作り出せるが、HODではフェルミ共鳴による広がりがないので、界面水構造の不均一性をより直接的に検討できる。帯電したHOD界面に対してTR-HD-VSFG実験を行い、不均一性を示すホールバーニングと、それに続くスペクトル拡散現象を観測することに成功した。さらに赤外励起光の励起波長を系統的に変化させた測定を行い、二次元ヘテロダイン振動和2D-HD-VSFG分光を実現した。得られた二次元スペクトルは界面の水素結合ダイナミクスがバルクと顕著に異なっていることを示唆した。開発した界面選択的超高速振動分光である赤外励起時間分解ヘテロダイン振動和周波発生(TR-HD-VSFG)分光法とその発展である二次元ヘテロダイン振動和周波発生(2D-HD-VSFG)分光法を用いた研究を推進した。

まず2D-HD-VSFG分光によって、帯電した水界面のモデル系である、正に帯電した界面活性剤CTABと水の界面の超高速振動ダイナミクスを研究した。同位体希釈によってOH伸縮振動バンドが主としてHODに由来するようにしたCTAB/HOD界面では、OH伸縮振動励起直後にポンプ波長とともにブリーチ波長が変化する、いわゆる対角線上にブリーチ信号が伸びた二次元スペクトルが観測され、これが約0.3ピコ秒でスペクトル拡散する様子が測定された。一方CTAB/H2O界面では励起直後に定常スペクトルに認められる3230ccm-1と3420cm-1の対応するブリーチピークとそれらの間のクロスピークが観測された。この複雑なCTAB/H2O界面の2Dスペクトルは界面水の不均一性とフェルミ共鳴で説明できることをシミュレーションで示した。さらに過剰量のアルカリハライド塩を付加することで電気二重層を圧縮し、CTAB/H2O界面の界面最近傍の水の定常・時間分解振動スペクトル測定を行った。これによって、Cl-、Br-イオンは強く界面水分子と相互作用しており、そのため界面最近傍の水分子ではフェルミ共鳴が抑制されていることが分かった。以上の赤外光励起による界面水分子の振動ダイナミクス研究を進めながら、界面の溶質分子を紫外光で電子励起し、その後の光化学反応をHD-VSFG測定で追跡する紫外励起TR-HD-VSFG分光を開発し、これによって液体界面の反応ダイナミクスの研究を行った。空気/水界面で、水あるいは溶質分子のイオン化によって電子を生成させると、OH伸縮振動領域に強い過渡信号が現れることを見いだした。26年度が最終年度であるため、記入しない。物理化学26年度が最終年度であるため、記入しない。きわめて順調に進展している。特に空気/水界面での2D-HD-VSFG測定は世界的に強い興味を集めている実験であるが、これを初めて実現し、論文発表できた。今だ水界面でこの種の実験が行えるのは世界でわれわれの研究室のみであり、世界を牽引している。これに加えて紫外励起TR-HD-VSFG分光の開発も順調に行え、すでに意味のあるデータを得た。これは当初の計画以上の成果と言える。フェムト秒ピコ秒時間領域で進行する界面分子の超高速振動緩和ダイナミクスを研究できる新しい分光計測であるTR-HD-VSFG分光法を開発することに成功した。また、これを発展させた界面選択的な二次元分光である、二次元ヘテロダイン振動和周波発生分光(2D-HD-VSFG)分光を実現した。これらは溶液における時間分解赤外(TR-IR)分光と二次元赤外(2D-IR)分光と直接対応する強力な界面選択的超高速分光であり、これを液体界面で実現したのは世界で初めてである。このように世界をリードする成果が得られたが、これは当初の計画を大きく上回る成果であるといえる。すでに世界的に見て突出した研究結果を出している。よってこの研究方針をそのまま強力に推進する。特にこれまでに観測した赤外励起時間分解ヘテロダイン振動和周波発生(TR-HD-VSFG)分光およびその拡張である2次元ヘテロダイン振動和周波発生(2D-HD-VSFG)分光を生体膜のモデルである脂質膜/水界面に適用し、そこでの超高速振動ダイナミクスの明らかにする。さらに新たに開発した光反応ダイナミクスを観測する紫外励起TR-HD-VSFG分光を用いて水界面に過渡的に生じる溶媒和電子のダイナミクスを明らかにする。
救急集中治療域におけるテイコプラニンの母集団薬物動態解析に関する研究

救急集中治療域におけるテイコプラニン(TEIC)の母集団薬物動態解析を行い、救急集中治療領域におけるTEICの薬物投与設計法を確立したので以下にその成果を記載する。【対象】2007年1月1日2011年10月31日に当院高次救急治療センターに入室しTEICが投与された患者70例、採血:170ポイントを対象とした。【方法】【結果,考察】共変量としてCcrとCRPが見いだされた。すでに報告されている中山らのモデルよりも予測精度は若干改善が認められた(∠RMSE=0.82)。TEICは反復投与により未変化体として腎臓より78%が尿中に排泄されるためCcrがCLの回帰式に組み込まれたのは妥当であると考えられた。また、TEICのタンパク結合率は約90%と高くALBの変動に伴う遊離型分率の変動はCLを変動させることが示唆される報告がある。ALBとCRPは負の相関をするためCRPがCL、に組み込まれたのも妥当であると考えられた。一方、予測精度のさらなる向上を求めた場合、トラフ値のみのデータでは改善の限界があると考えられ、今後採血ポイントを考慮していく必要があると考えられた。救急患者を対象としたTEICの母集団解析の報告はこれまでなく、本成果はMRSA感染症に対する治療効果の向上に寄与すると考える。
電炉ダストからの金属亜鉛製造プロセス

本研究では、申請者らが提案している石灰処理を施した電炉ダストを炭材または金属鉄によって還元し、電炉ダストから金属亜鉛を回収する方法について検討した。石灰処理ダストにグラファイトまたは金属鉄粉をZnOとモル比で1:1に混合した試料6グラムを、10001100°Cの温度で所定時間、アルゴン気流下または減圧条件下で保持した。実験後、装置内の冷却部の凝縮物を回収し、ICPおよびXRDにて組成と共存相を分析した。その結果、既存のWaeltz法では、亜鉛回収物はハロゲン濃度が非常に高い粗ZnOであるのに対し、石灰処理後のダストは基本的に鉛やハロゲンを含まないため、石灰処理ダストから、極めて純度が高い亜鉛を金属状態で回収することができた。金属鉄を還元材として用いた場合、冷却部の温度とガスの滞留時間を精密に制御することにより、高純度の金属亜鉛を液体で回収することは可能であると思われる。申請者は、新しい電炉ダスト処理法として、石灰添加・磁気分離法を提案している。この方法は、電炉ダストに石灰を当量添加し、1000°C程度の空気中で加熱することによってダスト中の難還元性、難溶解性のジンクフェライト(ZnFe_2O_1)を酸化亜鉛(ZnO)とカルシウムフェライト(Ca2Fe_2O_5)に転化し、処理後に磁気分離操作によってZnOを回収しようというものである。本提案では、この石灰処理生成物に還元材を加えて酸化亜鉛を還元・揮発し、生成ガスから適切な温度場で液体亜鉛をデポジットさせ、十分な純度の金属亜鉛インゴットとして回収することを目指すものである。平成22年度は、石灰処理ダストから炭素還元によって液体亜鉛を回収することを試みた。実ダストを前処理なしで炭素還元すると、金属亜鉛を得ることは可能であるが、ダスト中のハロゲン、重金属類も亜鉛とともに低温部で析出し、高純度の亜鉛を得ることはできない。これに対して、石灰処理ダストを炭素還元した場合には、高純度の金属亜鉛を得ることができ、不純物濃度は分析限界以下であった。しかしながら、亜鉛を液体で凝縮させることはかなり難しく、同時に発生するCO-CO_2ガスの組成を精密に制御しつつ、抜熱速度を適切に設定すれば液体金属亜鉛を得ることはできるが、工業的な応用を考えた場合には単純冷却以外の方法を考えるべきであると結論された。そこで平成23度の研究では、還元材として金属鉄を用いることにした。熱力学的には1000°C前後で鉄は亜鉛より卑であるため、酸化亜鉛に対して還元剤として作用する。この場合、蒸気種は亜鉛ガスのみであるため、副生ガスによる亜鉛蒸気の酸化を回避することができる。電気炉メーカーは鉄源としてダライ粉と呼ばれる鉄鋼加工粉を大量に使用しているので、還元材の入手には問題ないと思われる。用いる装置類は昨年度と同一であり、炭素熱還元の実験と並行して金属鉄による還元実験を行う予定である。この方法は、電炉ダストに石灰を当量添加し、1000°C程度の空気中で加熱することによってダスト中の難還元性、難溶解性のジンクフェライト(ZnFe_2O_4)を酸化亜鉛(ZnO)とカルシウムフェライト(Ca2Fe_2O_5)に転化し、処理後に磁気分離操作によってZnOを回収しようというものである。平成23年度は、石灰処理ダストから還元によって生成した金属亜鉛蒸気の再酸化を防ぐために、金属鉄を用いた還元実験を行った。金属鉄源としては、電解鉄粉および現場操業を想定して、ダライ粉(鉄鋼切削屑)を用いた。その結果、金属鉄による還元は迅速に進行し、高純度の亜鉛金属を回収できることを示した。事前の石灰処理によって、ダスト中の揮発成分はほぼ全量が除去されるので、ダストをそのまま還元した場合には亜鉛に大量のハロゲン類が共析するのに対し、石灰処理ダストからの回収亜鉛は極めて高純度であった。ダライ粉を用いた場合でも、接触面積の低下から還元効率は落ちるものの、化学量論的配合値から3割程度の増量で、亜鉛を全量還元回収することが出来た。

液体亜鉛の回収には未だ成功していないが、炭素熱還元の場合に比べて亜鉛の再酸化が起こらないため、抜熱速度を適切に設走すれば液体金属亜鉛として回収できるものと思われる。また、電炉メーカーの協力を得て、より亜鉛品位が高く、鉄濃度が低いダストの生成実験を行い、このダストからの高効率亜鉛回収を行うことが出来た。これらの成果は、本年5月に米国で開催される鉄鋼国際会議で発表する。
高齢者介護を対称とした無拘束動的姿勢計測に関する研究

高齢者のリハビリテーションでは、高齢者らの活動性すなわち運動機能の把握が重要課題の1つとなり、本年度(平成11年)前半の研究では、昨年度に試作した長時間姿勢計測装置と新ソフトを用い、引き続き高齢者の各種姿位時間および直接運動量や運動機能に関連する歩行や走行、あるいは立ち上がりやしゃがみ込みなど、動きに対する速度計測を行った。その結果、高齢者群と成年および青年群の間では立ち上がりや座り動作に時間的差のあることが、また周知ではあるが、自由歩行は別として距離と場所を定めた自然歩行では両群の間に差のあることも確かめられた。一方、老人の介護にあたり、介護職の者が日常生活では取り得ない姿勢の持続や、負荷の多い姿勢をいかに強いられているか、またその結果どのような問題が生じているかなどを明らかにすることは、効率よい離床援助のプログラムの立案や、腰痛予防の対策として有効と考えられる。そこで本年度後半の研究では、対象者を先の高齢者から老人病院で介護にあたる職員に換え、前述の姿勢計測装置を用い、勤務活動時間内での身体的ストレス等を姿勢変化やその持続時間から検討することとした。具体的には、高齢者に係わるリハビリテーション職員や看護・介護を行う病院職員らを測定の対象者とし、勤務時間内での姿勢変化から介護者側の身体的負担を検討した。その結果、同じ病院内でも病棟職員とりハビリテーション職員とでは高齢者への関わり方に大きな違いが見られ、特に腰部に対する負担が大きいと考えられる立位体幹前屈姿勢時間数に倍半分の相違があり、病棟職員の身体的負担の大きいことが判明した。なお、これらの結果は10名程度の少数対象者によるもので検討課題提案段階の域にあり、今後データー収集を含めてさらに検討を続けたい。急速な高齢化に対する対策が各所で行われ、いくつかは成果をあげつつある。高齢者のリハビリテーションでは、高齢者らの活動性すなわち運動機能の把握も重要課題であり、我々も長時間姿勢計測装置(筆者らの研究グループにより試作)を用いて、従来法で得られなかった新データ検出を行われつつある。しかし、姿勢だけで対象者の運動機能を検討するには限界があり、加齢状態などを正しく把握することは困難である。したがって、静的時間や姿位保持時間の計測に加え、直接運動量や運動機能に関連する歩行や走行、あるいは立ち上がりやしゃがみ込みなど、動きに対する速度計測が重要課題となる。本年度の研究では、これらの移動速度を主体とした長時間運動計測を行うべく、従来の姿勢計測装置を基本とした計測器および姿勢検出用のセンサに対する問題点の解消、ならびに実用性の検討を行った。さらに、情報処理や視的検討を容易とするための表示方法など、ソフトに関する検討も行った。その結果、現用のセンサが最も簡易かつ廉価(他種は数10万円/個で現用の約10倍以上)であり、外注のソフトについても本センサ出力で情報処理の行い得ることが確かめられた。また、自由歩行速度といす等からの立ち上がりや座り速度に関する実測結果から、高齢者と20才代前半では自由歩行速度については目的別な速度相違はあるが、大きな差違は無かった。立ち上がりや座り動作では比較的高齢者の方が時間の要していたことなどが確かめられた。今後は、実用性が確認された本計測装置を用いて、最近問題になりつつある高齢者を介護する側の動作に関し、その問題点摘出や動的姿勢計測などを行いたい。なお、学会等への研究成果報告については次年度にまとめたい。高齢者のリハビリテーションでは、高齢者らの活動性すなわち運動機能の把握が重要課題の1つとなり、本研究では昨年度(平成10年)に試作した長時間姿勢計測装置と新ソフトを用い、昨年に引き続き、高齢者の各種姿位時間および直接運動量や運動機能に関連する歩行や走行、あるいは立ち上がりやしゃがみ込みなど、動きに対する速度計測を行った。

その結果、高齢者群と成年および青年群の間では立ち上がりや座り動作に時間的差のあることが、また周知ではあるが、自由歩行は別として距離と場所を定めた自然歩行では両群の間に差のあることも確かめられた。一方、老人の介護にあたり、介護職の者が日常生活では取り得ない姿勢の持続や、負荷の多い姿勢をいかに強いられているか、またその結果どのような問題が生じているかなどを明らかにすることは、効率よい離床援助のプログラムの立案や、腰痛予防の対策として有効と考えられる。そこで本年度の研究では先の高齢者対象に加えて、老人病院で介護にあたる職員を対象として、前述の姿勢計測装置を用い、勤務活動時間内での身体的ストレス等を姿勢変化やその持続時間から検討することとした。具体的には、高齢者に係わるリハビリテーション職員や看護・介護を行う病院職員を対象に、勤務時間内での姿勢変化から介護者側の身体的負担を検討した。その結果、病棟職員とリハビリテーション職員とでは高齢者への関わり方に大きな違いがみられ、腰部に対する負担が大きいと考えられる立位体幹前屈姿勢時間数に倍半分の相違があり、病棟職員の身体的負担の大きいことが判明した。しかし、これらの結果は10名程度の少数対象者によるもので検討課題提案段階の域にあり、データー収集を含めて今後さらに検討を続けたい。
光刺激によるゴナドトロピン分泌開始機構の神経内分泌学的研究

1.光刺激によるウズラLH分泌と排卵に伴うLHサージの違い光刺激によってウズラのLH分泌を誘導すると、始めの2-3日は、episodicな分泌様式を示し、一日の後半、夜明けから20時間ほど後に一過的な増加、減少が見られる。この分泌パターンは雌の排卵前に見られるLHサージとよく似ている。雌においても未成熟な状態から成熟する過程では、このようなLH分泌を示す。ところが、この光刺激によるLH分泌はフエノバルビタールやペートバルビタールなどの麻酔剤では阻害することができない。注射の時間をいろいろ変えても駄目である。ところが同じフエノバルビタールを、排卵に伴うLHサージのピークが現われる10時間前に注射をすると、LHサージは完全に抑えられ、従って排卵をおこらない。バルビタール系麻酔剤よりもモノアミン、セロトニン系神経伝達物質の合成、分泌を特異的に抑制する薬剤を用いたが、光刺激によるLH分泌を抑制することはできなかった。光刺激によるLH分泌の過程には神経系を介さない。光が直接に効果を現わすものと推測される。2.一過的な分泌パターンはやがて常に高い値を保つように変わる。この過程にはテストステロンは関与せず、テストステロンはむしろ抑制的に働く。In vitro実験によると、LHRHをずっと作用させたり、短い時間間隔で作用させるより、60分間に一回ほどの割合の方が、LHの放出を持続させることができる。LH分泌が続くためには、上位の視床下部より、適当な間隔のLHRHの作用が重要である。3.メラトニンが、上に述べたLH分泌の初期過程に関与するかどうか調べたが、関与しているという結果は得られなかった。
子どもの環境学習における都市のグリーンインフラの活用に関する研究

近年、自然環境の多機能性を活用したグリーンインフラ(以下GI)による環境計画・デザインが注目されている。GIは多様な生態系サービスを提供し、健康・福祉の増進、防災・減災、生物多様性保全、レクレーション・教育等の多様な機能が期待されている。子どもが直接的自然体験を通して身に着ける様々な技能・知識・経験は生態系サービスであり、GIの重要な機能である。GIを活用することで、都市部においても子どもの直接的自然体験を通した教育が実践できると考えられる。本研究では、子どもの直接的自然体験を通した教育を目的として、教育実践者との協働によりGIを教育資源として活用するためのプログラム・仕組みを提案する。
大学公開講座受講者の学習成果と学習後活動の展開過程に関する研究

この研究は、大学公開講座の受講者が、学習成果としてどのような知識・技能の習得や態度の変容を行い、またそれをもとにどのような新しい活動を産出したかについて追跡的な調査を実施することを通じて、ひとつの学習が新たな学習を生み出すメカニズムを探り、成人の学習行動の展開過程についての理解を深めることを目的とするものである。今年度は研究第一年度として、1)関連先行研究資料の収集・分析をもとにした研究全体的枠組みの構策、2)徳島大学大学開放実践センタ-の公開講座受講者に関する諸デ-タの整理・分析、3)公開講座終了後26ヶ月時点における受講者の関連学習活動の状況の把握と、受講者個人に関する基礎的情報の収集を目的とした受講者対象の第1回パネル調査(平成4年12月)を実施した。これらの結果についての詳細な分析は現在進行中であるが、これまでのところつぎのような知見が得られている。1.公開講座受講者の2割弱は毎年何らかの講座を受講している“固定客"、3割弱がときどか受講している“準固定客"である。2.“固定客"は高年層の男性や無職,“準固定客"は中年女性や主婦に、またそれ以外の“非固定客"は若い年齢層に多い。3.“固定客"は複数の科目を受講している。4.講座への満足度は“固定客"で最も高い。5.“学ぶことの楽しさ"“向上するよろこび"が“固定客"の受講満足度を支えている。
精神分裂病治療の問題点とチトクロームP450

ブチロフェノン誘導体のブロムペリドール(BP)はハロペリドール(HP)類似薬で、抗精神薬として臨床的に広く用いられている。これまでにHPの代謝にチトクロームP450(CYP)3Aが関与することを明らかにしたが、BPの代謝に関与するCYP分子種は特定されていない。BPはHP同様に、酸化的脱アルキル化を受け、4-フルオロベンゾイルプロピオン酸(以下FBPA)へ代謝される。今回は、BPの代謝に関与するCYP分子種を同定し、in vivoにおけるその分子種活性の変化が、実際にBPの体内動態に影響するかについて検討した。その結果、BPの酸化的脱アルキル化反応はCYP3Aによってのみ触媒されることが明らかになった。そこで8週齢の雄性Sprague-Dawley系ラットを用い、BP(0.5mg/kg,i.v.)の体内動態に対するCYP3Aの阻害剤であるエリスロマイシン(100mg/kg/day 7日間)とCYP3Aの誘導剤であるデキサメサゾン(80mg/kg/day 2日間)の影響について検討した。CYP3Aの阻害剤であるエリスロマイシン前処置でBPの血中からの消失が遅れ、またCYP3Aの誘導剤であるデキサメサゾン処置によってBPの血中からの消失が早くなった。BPの半減期を求めたところ、コントロール2.4時間、エリスロマイシン前処置群3.3時間、デキサメサゾン前処置群1.4時間となり、CYP3A活性の変動によりBPの体内動態が影響を受けることが示された。ブチロフェノン誘導体のハロペリドール(HP)は、抗精神薬として臨床的に広く用いられている。精神分裂病患者は、HP治療が有効な治療反応群と無効な難治性群とに分けられるが、その原因は明らかでない。そこで肝薬物代謝の面からその一因について検討することにしたHPは、酸化的脱アルキル化を受け、4-フルオロベンゾイルプロピオン酸(以下FBPA)へ代謝される。当教室ではこれまでに、HPからFBPAへの代謝にチトクロームP450(CYP)3Aが関与することを明らかにした。今年度はin vivoにおけるCYP3A活性の変化が、実際にHPの体内動態に影響するかについて検討した。CYP3Aの阻害剤であるエリスロマイシン前処置でHPの血中からの消失が遅れ、またCYP3Aの誘導剤であるデキサメサゾン処置によってHPの血中からの消失が早くなった。消失速度定数を算出し半減期を求めたところ、コントロール2.4時間、エリスロマイシン前処置群4.1時間、デキサメサゾン前処置群1.2時間となり、CYP3A活性の変動によりハロペリドールの体内動態が影響を受けることが示された。
溶液中のピコ秒レーザー光誘起イオン化により生成する種々のイオン対の磁場効果

光イオン化は重要な光化学初期過程のひとつであり多くの研究がおこなわれてきた。これまで無極性溶媒中のイオン化により生成した電子一カチオンジュミネート対は再結合で溶質の最低励起一重項を収量1で生成すると考えられてきたが、これは実験的に確かめられているわけではなく問題があると考えられる。たとえば266nmのピコ秒パルス光を用いて無極性溶媒中でピレンを二光子イオン化するとかなりの収量でピレン三重項が生成することが知られているが、この三重項生成は通常の項間交差によるものとくらベ極めて速くおこる。このような三重項生成を他の溶質も含めてピコ秒過渡吸収測定法により調ベた。415nmの過渡吸光度の立ちあがりからピレン三重項の生成は約30psの時定数でおこることがわかった。また430nm付近の吸光度は同程度の寿命で減衰する成分のあることがわかった。励起直後の過度吸収スペクトルの詳細な解析から500nmから短波長側にかけて吸光度の増大するブロードな吸収が見られることがわかったが、これは三重項の前駆体によるものと考えられる。溶質としてペリレン等を用いた場合にはこのような速い三重項生成はほとんど観測できなかったが、芳香族ジアミン類を用いることによりジェミネート再結合によると考えられる三重項生成が効率良くおこることがわかった。溶質としてピレンのみを用いた場合は三重項は観測されるがカチオン吸収は観測されなかった。しかし、電子捕捉剤としてパーフロロデカリン等を加えると三重項生成が起こらなくなりピレンカチオンの吸収が観測されるようになった。電子捕捉剤の無い場合も同程度のイオン化は起きていると考えられるが、カチオン吸収が観測できなかった原因としてはジェミネート再結合が速いことの他にイオン種の振動緩和が他の励起状態とくらべて遅いことが考えられるが、これは極性溶媒中の測定により確かめられた。
フレイルとサルコペニアが新規要介護発生や予後に及ぼす影響の類似点と相違点の検証

要介護又は要支援を受けた高齢者は増加しており、それに伴い、介護費用も増大している。これらを背景に、要介護又は要支援の認定を受ける高齢者を減らしていくために、フレイルやサルコペニアという概念が提唱されている。この2つの概念は判定要素に同じ項目が含まれるため、類似する点もあるが、それぞれ異なる特徴があると考えられ、今後フレイルとサルコペニアに対する知見を構築していくことが、介護予防や介護費用抑制において重要である。本研究は、地域在住高齢者を対象とした大規模調査によるデータベースであるNCGG-SGSから、フレイルを有する高齢者、サルコペニアを有する高齢者、フレイルとサルコペニアを合併している高齢者(合併高齢者)、この3つのグループに該当しない高齢者(健常高齢者)に群分けし、要介護情報をもとに新規要介護発生や予後(死亡率、介護費用など)について追跡調査を実施する。要介護情報の追跡調査により、フレイルとサルコペニアの類似点と相違点を明らかにすることを目的とする。2018年度は、行政から介護情報を受け取れるように準備を進め、順次、介護情報を取得した。この要介護情報と追跡調査で使用する大規模調査によるデータベースであるNCGG-SGSを分析できるように、研究協力者等と打ち合わせをし、データシステムの構築を行った。また、大規模調査によるデータベースの中から、2011年度の高齢者機能検診に参加し(5104名)、データの欠損等で除外して解析可能であった高齢者を、フレイルを有する高齢者、サルコペニアを有する高齢者、合併高齢者、健常高齢者に群分けを実施し、それぞれの群の追跡調査の準備を行った。今年度の進捗としては、予定していた対象者の群分けおよび要介護情報の分析のためのデータシステムの構築が実施できているため、おおむね順調に進んでいると考えられる。今後の推進方法としては、引き続き行政から要介護情報を受け取れるように手続きを行い、データシステムを使用し、解析可能なデータとしていく予定である。また、要介護情報と大規模調査によるデータベースであるNCGG-SGSを拡充し、本研究を進めていく予定である。購入を希望していた物品の在庫がない状況であったため、次年度での購入となった。そのため、一部の使用額を次年度に持ち越し、次年度使用額が生じたが、計画の進行に支障のない状況である。
高解像度衛星画像と地理情報を用いた精密土地利用情報作成技術の開発

(1)空中写真の補正を目的としたGPSによる現地位置計測(2)空中写真を用いたDEM作成(3)DEM作成における被覆情報の影響の低減方法構築以上ついて検討を進めた。(1)空中写真よりDEMを構築する際には、補正の基準となるX, Y(緯度、経度)およびZ(標高)のデータセットが必要となる。本研究では、実利用に即した方法を提案するために、ステレオ撮影された空中写真からのDEM構築を対象としたが、この既知座標の取得は人力に依存する。具体的には、スタティック計測が可能であるGPS機器を用いて、水戸市駅南地域における測量を実施した。この結果に対して、行政がストックしている測量成果を入手し、空中三角測量のデータセットを整備した。(2)1(m)解像度でのDEMを構築した。構造物のエッジ部分は、空中写真によるデータ作成のみでは不安定な結果となる。このDEMの高精度化という点については本研究期間では踏み込めず、今後の課題とした。(3)(2)において、DEMの高精度化の必要性が生じたため、DEMについては既存データを用いることとし、影の低減モデルを構築することにした。まず、衛星画像観測取得日のピンポイント時間における太陽高度と方位をもとにして、陰影シミュレーションを実施した。効果を的確に把握するために、ビルの幾何形状を代替することができる複数の崖部を対象とした。その後に、陰影シミュレーションで算定した陰影強度に対して、陰影部の被覆パラメータを考慮した陰影部濃度強調式を提示し、影部の濃度強調を行った。検討の結果、影領域に微妙に見えている車や駐車場のマス等が明確に視認できる映像を作成できた。ただし、高空間分解能衛星画像とDEMの解像度は近似していないため、補正画像には解像度不一致の影響は出てしまった。この点は、DEMそのものの精度向上で対応することができると考える。以上の処理が、対象領域の個々の影領域に対して処理を施すのではなく、一様に処理することができる切口を見出した点が成果となる。本年度の研究では、(1)解析に用いるデータ収集および(2)影の抽出技術の開発、以上の2点を年度計画とした。まず、(1)のデータ収集に関しては、水戸市および日立市に関する高解像度衛星画像を入手した。また、今後の研究計画で必要となるGIS化された基盤情報(空間データ基盤・オルソ補正済み空中写真画像)を整備した。これらの一次情報を参照し、研究を展開してゆく過程で、衛星画像に投影された影とDSM(Digital Surface Model)より作成する影の整合性を議論する際に、「諸補正処理」および「データ作成年次と季節」に関して一貫した処理手順を辿る必要性が示唆された。このため、(2)の影抽出技術の開発に関しては、現状のDEMの地形表現限界と、日立市内局所における自作の高解像度DEMによる地形表現限界を整理し、今後のDSM作成に関する基礎研究事項を整理した。続いて、本研究計画の重要な核となる実利用面でのアプローチに関して高精度土地利用情報抽出技術の開発に着手した。研究計画策定時には、解像度の異なる衛星画像と地理情報をフュージョンさせた方法を想定していたが、データ間の位置整合性を議輪する場合に様々な課題が累積する。このため、元来、我々の手にしている高解像度衛星画像の解像度を活かす方向に研究の視点を変換した。即ち、1(m)解像度を低解像度化させた衛星画像を2階層準備しておき、低解像度から順に分類図を作成し、分類クラスを順次細分化してゆく方法を考案し、検証した。対象領域は、ひたちなか地区と水戸市近傍を流下する那珂川堤外地で検討している。高解像度衛星画像より土地被覆分類図を作成する方法は、knowledge分類や区分されたセグメント間に規範を設定する方法等が提案されているが、その規範を設定することに非常な労力がかかるのが実情である。考案した方法は、分類方法については既存の方法(クラスタおよび最尤法)に基づくものではあるが、高解像度衛星画像の有する高解像度の特徴そのものを活かして精密な分類クラスを有する土地被覆分類図を作成できる点で、実利用の観点から寄与できる方法と考えている。この方法は本年度末に成果の集約を行ったため、学会等での成果の公表は来年度行う予定としている。本年度の研究実績は、(1)土地利用情報の活用途の検討(2)DEM作成に際する空中写真の導入(3)DEM作成における被覆情報の影響の低減方法考案以上、3点について検討を進めた。(1)ついては、国際会議や論文等への投稿と、関連研究分野の方々とのディスカッションを実施し、求められる情報の精度や要求されるデータ観測頻度等について議論を行った。特に、高解像度衛星画像より植生域を高精度に抽出する方法は、ニーズが高いことが判明した。本年度は、植生指標と分類手法を組み合わせた検討を行い、実務に耐えられる精度はどこまでの処理なのか、という点を検討した。この方法に、影の処理を組み合わせることで、得られる情報の高度化が望め、この点について最終年度に結論を提示したい。(2)については、水戸市近傍の空中写真を導入した。当初、スキャニングの解像度調整により得られるDEMの性質が大きく変わる点に注目していたが、そもそも原画像の焼き付けサイズの違いによって精度が大きく異なる点が課題として浮上してきた。このため、対象領域の拡大版空中写真を準備し、作業を進めることにした。(3)昨年度準備した高解像度衛星画像を用い、個別の領域(単独構造物)の影の個所を対象にした濃度変換実験を行った。

検討の結果、100(%)影の影響を除去した画像を作成することは困難であり、既存の分類図作成に耐えうる濃度変換レベルを把握する必要性が確認された。また、影とそれ以外の領域のエッジ部分の取り扱いに工夫が必要であることが確認された。課題が多く上がった状況である。この点を考慮し、最終年度(来年度)のモデル構築に展開したい。(1)空中写真の補正を目的としたGPSによる現地位置計測(2)空中写真を用いたDEM作成(3)DEM作成における被覆情報の影響の低減方法構築以上ついて検討を進めた。(1)空中写真よりDEMを構築する際には、補正の基準となるX, Y(緯度、経度)およびZ(標高)のデータセットが必要となる。本研究では、実利用に即した方法を提案するために、ステレオ撮影された空中写真からのDEM構築を対象としたが、この既知座標の取得は人力に依存する。具体的には、スタティック計測が可能であるGPS機器を用いて、水戸市駅南地域における測量を実施した。この結果に対して、行政がストックしている測量成果を入手し、空中三角測量のデータセットを整備した。(2)1(m)解像度でのDEMを構築した。構造物のエッジ部分は、空中写真によるデータ作成のみでは不安定な結果となる。このDEMの高精度化という点については本研究期間では踏み込めず、今後の課題とした。(3)(2)において、DEMの高精度化の必要性が生じたため、DEMについては既存データを用いることとし、影の低減モデルを構築することにした。まず、衛星画像観測取得日のピンポイント時間における太陽高度と方位をもとにして、陰影シミュレーションを実施した。効果を的確に把握するために、ビルの幾何形状を代替することができる複数の崖部を対象とした。その後に、陰影シミュレーションで算定した陰影強度に対して、陰影部の被覆パラメータを考慮した陰影部濃度強調式を提示し、影部の濃度強調を行った。検討の結果、影領域に微妙に見えている車や駐車場のマス等が明確に視認できる映像を作成できた。ただし、高空間分解能衛星画像とDEMの解像度は近似していないため、補正画像には解像度不一致の影響は出てしまった。この点は、DEMそのものの精度向上で対応することができると考える。以上の処理が、対象領域の個々の影領域に対して処理を施すのではなく、一様に処理することができる切口を見出した点が成果となる。
骨形成蛋白(BMP)/合成ポリマーの局所投与による腱の骨化-腱・骨付着部の再生

BMPを使用することで骨内に移植された腱・靱帯を骨化させ、腱・靱帯-骨付着部を再生することが本研究の目的である。日本白色家兎のアキレス腱を使用し、BMPによる腱骨化モデルを作成した。BMPを効果的に使用するに当たり、生体分解性ポリマーであるポリ乳酸パラジオキサノンポリエチレングリコール共重合体(PLA-DX-PEG)を使用した。このポリマーを使用し腱内の骨化を確認することができた。しかし、腱周囲は筋組織など軟部組織が少なく、これに伴い周囲血流量も少ない。骨化した腱がその環境下にとどまるには条件が悪いことが判明した。すなわち、形成された腱内骨化が永続的でなく、時間とともに吸収される方向に働くということである。これを持続させるためには腱周囲を、骨化した組織に適する環境下におくことが重要と考えられた。具体的には、周囲血流量を増加させ効果を促進させる方法を検討した。我々は骨髄単核球に着目した。骨髄単核球細胞移植はすでにASOやBuerger病の治療として臨床上行われている。虚血部位に骨髄単核球細胞を移植すると新生血管が生じ、血流が増すことが臨床上も確認されている。骨髄単核球とBMPを併用することで、腱組織のように血流が乏しい環境下でもBMPの効果が持続することを期待し、以下の実験を行った。我々は、マウス骨髄血を採取、単核球細胞を単離し、これをBMP/担体複合体の移植時に周囲に投与する方法を検討した。この併用両方により、BMPによる骨形成が促進されるという方向性を確認した。BMPを使用することで骨内に移植された腱・靭帯を骨化させ、腱・靭帯-骨付着部を再生することが本研究の目的である。BMPを腱内に有効に効かせるにあたり、デリバリーシステムの改良が必要となった。腱の内部より骨化させるために、腱内に直接注射する試みを行った。我々の開発したデリバリーシステムであるポリ乳酸ポリエチレングリコールブロック共重合体(PLA-PEG)をさらに、効率がよく、注射可能な液体状にするために改良した。新しい生体分解性ポリマーであるポリ乳酸パラジオキサノンポリエチレングリコール共重合体(PLA-DX-PEG)を開発した。アキレス腱内にBMPをこの生体分解性ポリマーとともに注射することにより、腱内の骨化に成功した。現在、経時的変化を追い、評価を行っている。この実験系により、注射により腱内の骨化が作成しうることが判明した。これを利用し、一端切離したアキレス腱を骨溝内に再縫着するモデルを作成している。日本白色家兎のアキレス腱を骨付着部で切離し、腱を骨化させるべくBMPとポリマーの注射を行い、骨溝内に再縫着を行うモデルを作成している。さらに、BMPを効率よく作用させるために、他の薬剤との併用も検討している。PTHやpentoxifyllineなどはBMP単独より骨形成能が向上することが判明した。また、アキレス腱周囲の環境もBMPの骨形成能を向上させる可能性があると考え、検討を行っている。
聴覚の時間分解能の実測・モデル化に基づくディジタル補聴器の基礎的検討

1.目的各種聴力障害者の音声知覚障害を最適に補綴し得る高機能のディジタル信号処理型補聴器を開発するための基礎的研究を行った。本年度は最適な信号処理方式を設計するために必要な、聴覚系の時間分解能と音声の知覚能力との関係を実験的に調べた。2.方法・結果(1)作業仮説「一部の感音性聴覚障害者では聴覚系の時間分解能が低下する」を検討するため、帯域雑音に対する継時マスキング実験によって聴覚系の時間分析能を測定した。その結果、健聴者の時間分解能は測定音圧に応じて変化し、80dBSPLで815ms、60dBSPLで1238ms、40dBSPLで22110ms程度であった。これに対して、感音性聴覚障害者では、最適聴取レベル約6080付近に分布した。一部の感音性聴覚障害者では時間分解能が低下した状態で語音を聴取せざるを得ない状態にあることを確認した。(2)作業仮説「時間分解能の低下は言語音知覚に有意な影響を及ぼす」を検討するため、持続時間の異なる母音に対する識別能と、種々の間隔の2連母音に対する識別能、破裂子音の有声開始時刻(VOT)に対するDL・音素境界を調べた。その結果、健聴者ではVOTの音素境界がVOTのDL最小値付近にあり、このことが有声・無声弁別を安定なものにしていること、難聴者では時間分解能の低下に相関する方向でこの関係が崩れること、難聴者に於ける時間分解能の低下は孤立母音・連続母音の知覚を低下させることなどが示された。3.結論一部の感音性聴覚障害者では聴覚系の時間分解能が低下すること、その低下は言語音知覚に有意な影響を及ぼすことが確認できた。今後は以上の結果を踏まえてディジタル信号処理型補聴器のための最適な信号処理方式を設計する方法を検討していきたい。
制御性細胞の歯周炎病態への関与-慢性化メカニズムを探る-

歯周炎における制御性細胞サブセットの存在実態と機能、相互作用の解明を目指した。ヒト歯周炎歯肉組織のB細胞浸潤優性領域からレーザーキャプチャーマイクロダイセクション-RT-リアルタイムPCR法にて抗炎症性サイトカインIL-10の遺伝子発現を検出し、制御性B細胞サブセットの存在が示唆された。また、ヒト歯周炎歯肉では歯肉炎に比較して骨吸収関連サイトカインIL-17Aの発現が有意に高かった。しかしCD19とIL-17Aの発現には相関が認められないがIL-10とは相関が認められたことより、B細胞浸潤が著しく優勢な組織は急激な骨吸収よりも炎症の安定恒常化に傾いてる可能性が示唆された。歯周炎における制御性細胞サブセットのin vivo機能解析をすすめるため、口腔からのPorphyromonas gingivalis感染によるマウス歯周炎モデルを確立した。1.ヒト歯周炎組織における制御性B細胞サブセットの検索:歯周炎罹患歯肉組織を10例採取し、凍結切片を作製しT細胞、B細胞の浸潤の程度を免疫二重染色により確認した。そのうち3例からレーザーキャプチャー顕微鏡にてT細胞浸潤領域、B細胞浸潤領域の細胞を回収してRNA抽出し、CD3,CD19,CXCL13のRT-PCRを行い、実験手技を確立した。2.ヒト歯周炎組織における炎症性ケモカインと恒常性維持ケモカインの発現解析:ヒト歯周炎歯肉組織中のケモカインの発現とB細胞および制御性細胞の集積の相関を明らかにするため、慢性歯周炎患者23名、歯肉炎患者20名より歯肉組織を採取し、RT-リアルタイムPCR法によりケモカインとそのレセプター発現を解析した。CD19,CXCL13,CXCR5,CCL21,CCL5,CCR4,IL-10,IL-17AのmRNA発現は歯周炎群において歯肉炎群よりも有意に高かった。CXCL13,CXCR5,CCL5,CCR7,CCR6のmRNA発現はCD19発現と有意な正の相関を認めた。一方、IL-17AとCCR4についてはCD19発現との有意な相関は認められなかった。歯周炎組織ではCXCL13,CCL21の増加を認め、炎症の慢性化とともにリンパ節類似の機能を備える可能性が示唆された。CD19とIL-17Aの発現には相関が認められないがIL-10とは相関が認められたことより、B細胞浸潤が著しく優勢な組織は急激な骨吸収よりも炎症の安定恒常化に傾いてる可能性が示唆された。3.歯周炎モデルマウスの作製:C57BL/6マウスにPorphyromonas gingivalis W83株を口腔内より接種し、6週間後に顎骨を切り出し歯槽骨吸収レベルを調べた。コントロール群と比較して有意な歯槽骨吸収が認められることをマイクロCT画像による計測で確認した。1.ヒト歯周炎組織における制御性B細胞サブセットの検索:ヒト歯周炎歯肉組織の連続凍結切片を作成し、免疫組織染色にてT細胞・B細胞の分布を明らかにしたのち、歯周ポケット側のB細胞浸潤が優勢な部位からレーザーキャプチャーマイクロダイセクション法により細胞を採取した。採取した細胞よりRNAを抽出し、RT-リアルタイムPCR法にて抗炎症サイトカインIL-10の発現を調べた。B細胞浸潤優性領域からIL-10の遺伝子発現を検出した。2.制御性細胞および効果細胞サブセットの歯周炎組織への集積の解析:ヒト歯周炎24例および歯肉炎23例の組織におけるTh17関連の分子の発現をリアルタイムPCR法により解析した。Th17はIL-17を産生し、骨吸収を促進する効果細胞サブセットである。IL-17Aの発現はIL-17Fよりも有意に高く、歯周炎において歯肉炎よりも有意に高かった。ケモカインレセプターCCR4とCCR6は歯周炎において歯肉炎よりも高い傾向にあった。炎症性サイトカインIL-12p35は歯周炎での発現が有意に高かった。3.歯周炎モデルマウス: C57BL/6マウスにPorphyromonas gingivalis W83株を口腔内より接種する歯周炎モデルの歯槽骨吸収と歯周組織の観察のための脱灰切片の作成を行った。免疫組織染色のための未脱灰切片の作成も作成した。NKT細胞の役割を解析するためのCD1dノックアウトマウスを入手し、増殖のための交配中である。
継続的な運動がストレス時の循環反応に及ぼす効果とそのメカニズム

本研究では、回転車付きケージを用いて、10-12週間の自発走運動をラットに行わせることにより、運動とは異なるストレスにより誘発される循環反応や血漿カテコラミン濃度の変化にどのような影響が生じるかを検討した(実験1及び2)。また、脳内CRFの役割に着目して、継続的な自発走運動がストレス時の循環反応に影響を及ぼすメカニズムについても、CRF受容体拮抗薬を脳室内に投与することにより検討を加えた(実験2)。その結果、実験1では、ケージ交換ストレス(通常の飼育ケージから底に約1cmの水が入った別のケージにラットを移すストレス)、拘束ストレスをそれぞれ負荷した時の血圧と心拍数の上昇は、コントロール群に比べて自発走運動群で有意に軽度であった。また、拘束ストレスによる血漿ノルエビネフィリン濃度の上昇も、自発走運動群の方がコントロール群に比べて少ない傾向を示した。これらの結果から、自発走運動を継続的に行うことにより、運動とは異なるストレスにより誘発される血圧、心拍数の増加反応は滅弱することが示唆された。しかし、実験2では、特に運動期間後半の自発走運動量が実験1に比べて少ないこともあり、ケージ交換ストレスや拘束ストレス負荷による血圧、心拍数の上昇は、自発走運動群とコントロール群との間で差はみられず、実験1とは異なる結果となった。したがって、自発運動量の多少によって、運動とは異なるストレスに対する循環反応に及ぼす影響は異なることが考えられた。実験2では、脳内CRFの関与の違いが、前述の自発走運動による効果の一因であるかどうか検討を試みた。しかし、実験2では、いずれのストレス負荷時においても、自発走運動群とコントロール群との間で循環反応に差が認められなかったので、脳内CRFの関与の違いが自発走運動による効果の一因であるかどうかを明らかにすることはできなかった。本研究では、強制運動に比べてストレスの影響が少ない自発走運動を継続的に行うことが、運動とは異なるストレスにより誘発される循環反応や血漿カテコラミン濃度の変化にどのような影響を及ぼすかを検討した。実験には5週齢のラット16匹を用い、自発走運動群とコントロール群の2群に分けた。自発走運動群のラットは回転車付きケージで飼育し、コントロール群のラットは通常のケージで飼育した。10週間の自発走運動期間終了後、両群のラットに飼育ケージから底に約1cmの水が入った別のケージにラットを移す、いわゆるケージ交換ストレス、あるいは金網でできた固定器の中にラットを入れるという拘束ストレスをそれぞれ1時間負荷し、その際の血圧、心拍数の変化をテレメトリーシステムを用いて無麻酔、無拘束の状態で測定した。また、日を改めて、両群のラットにケージ交換ストレスあるいは拘束ストレスを負荷し、負荷前、負荷中に採血を行い、血漿カテコラミン(ノルエピネフリン、エピネフリン)濃度の測定を行った。その結果、自発走運動群では、コントロール群に比べて、ケージ交換ストレス、あるいは拘束ストレスを負荷した時の血圧、心拍数の増加反応が統計的に有意に少ないという結果が得られた。また、ケージ交換ストレス、あるいは拘束ストレスを負荷した時の血漿ノルエピネフリン濃度の増加は、自発走運動群の方がコントロール群に比べて、統計的に有意ではないが、少ない傾向にあった。以上のことから、自発走運動を継続的に行うことにより、運動とは異なるストレスを負荷した時の血圧、心拍数の増加反応が減弱することが示唆された。本研究では、強制運動に比べてストレスの影響が少ない自発走運動を継続的に行うことが、運動とは異なるストレスにより誘発される循環反応にどのような影響を及ぼすかを検討した。

また、継続的な自発走運動が運動とは異なるストレス時の循環反応に影響を及ぼすメカニズムについて、脳内CRFの役割から検討を加えた。実験には5週齢のラット12匹を用い、自発走運動群とコントロール群の2群に分けた。自発走運動群のラットは回転車付きケージで飼育し、コントロール群のラットは通常のケージで飼育した。12週間の自発走運動期間終了後、両群のラットの脳室内にCRF受容体拮抗薬でα-helicalCRF 10μgあるいは人工脳脊髄液をそれぞれ前投与した後、飼育ケージから底に約1cmの水が入った別のケージにラットを移す、いわゆるケージ交換ストレス、あるいは金網でできた固定器の中にラットを入れるという拘束ストレスをそれぞれ1時間負荷し、その際の血圧や心拍数の変化をテレメトリーシステムを用いて、無麻酔、無拘束の状態で測定した。その結果、人工脳脊髄液前投与後にケージ交換ストレス、あるいは拘束ストレスを負荷した時の血圧、心拍数の増加反応は、自発走運動群とコントロール群との間で優位な差は認められなかった。また、CRF受容体拮抗薬の前投与は、人工脳脊髄液前投与に比べて、ケージ交換ストレス時の循環反応を両群ともに減弱させる傾向にあったが、両群の間で差は認められなかった。さらに、拘束ストレス時の循環反応に対するCRF受容体拮抗薬の影響は両群ともに認められなかった。昨年度に比べて、今年度は自発走運動量が少ないこともあり、今回の結果からは、継続的な自発走運動により、運動とは異なるストレスを負荷した時の血圧、心拍数の増加反応に明らかな影響は認められなかった。したがって、影響を及ぼすメカニズムとして、脳内CRFが関与するか否かについても明らかにできなかった。
PDGF受容体およびT細胞抗原受容体を介するホスホリパーゼCの活性化機構-GTP結合タンパク質の関与しない共役機構の解析-

血小板由来成長因子(PDGF)受容体、バソプレシン受容体、およびボンベシン受容体の刺激に共役してホスホリパーゼC(PLC)の活性化が観られるラット線維芽細胞、WFB、を用いて、これらの受容体を介するPLCの活性化を比較検討した。これらの細胞増殖因子は、WFB細胞に作用して細胞内遊離Caイオン濃度(〔Ca^<2+>]i)の上昇応答を誘起する。PDGFによる(〔Ca^<2+>]i)の上昇応答は、PDGF添加後、約10秒間の潜伏時間の後に起こる。しかし、バソプレシンおよびボンベシンによる(〔Ca^<2+>]i)上昇応答では、このような潜伏時間は認められず、添加後直ちに上昇する。WFB細胞の膜画分を用いて、バソプレシンおよびボンベシンによるPLCの活性化を検討した所、この活性化はGTPに依存して起った。即ち、これらの受容体を介するPLCの活性化にはGタンパク質が関与している。サポニン処理によりヌクレオチドに対し透過性にしたWFB細胞を用い、イノシトールリン酸の生成応答に対するGDPβS添加の影響を調べた所、バソプレシンおよびボンベシン刺激によるPLCの活性化はGDPβSにより強く抑制されたが、PDGF刺激によるPLCの活性化はGDPβSにより全く抑制されなかった。この結果は、Gタンパク質を不活性型に凍結してもPDGF受容体を介するPLCの活性化は抑制されない事を示しており、この活性化過程にはGタクパク質が関与していない事を強く示唆している。バソプレシン刺激およびボンベシン刺激によるPLCの活性化は、GTPγSにより促進されるのに対し、PDGF刺激によるPLCの活性化はGTPγSにより抑制される。PDGF受容体、バソプレシン受容体、およびボンベシン受容体を介するPLCの活性化は、いずれもAlF_4^-により抑制された。細胞をホルボールエステルで処理するとバソプレシン受容体およびボンベシン受容体を介するPLCの活性化は抑制されるのに対し、PDGF受容体を介するPLCの活性化は抑制されなかった。