hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軽医療における価格弾力性の国際比較-日本・アメリカ・ボリビア-

今年度は、まず、4月にアンケート調査を行った。調査対象は軽医療に限定し、風邪、花粉症、胃の痛みやもたれ、頭痛、生理痛、肩や首筋のこり、背中や腰の痛み、便秘、下痢、眼精疲労、水虫・魚の目、アトピー性皮膚炎、虫刺され、あせも、じんましん、ケガ(切り傷、擦り傷)、火傷、打ち身・ねんざなどを分析した。また、昨年度に引き続き、RAND Health Insurance Experimentや世界銀行Living Standard Measurement Studyのボリビアのデータを分析した。研究成果は2002年1月に日本経済出版社から「医療サービス需要の経済分析」として出版された。医療における需要側に焦点を当て、その構造を明らかにするとともに、様々なケースに関して医療政策を考察した。病気になったら誰もがすぐに病院に行くのだろうか。どのような病気ならば薬で済まそうとするのだろう。軽い疾病でも、頭痛や風邪の場合は、皮膚の炎症や下痢の場合と異なる行動をとるのだろうか。こうした行動に年令や教育レベルは影響するだろうか。最近は働く女性も増えてきたが、職業をもつ女性は専業主婦とは異なる行動をとるのだろうか。日本の医療制度は、所得に関係なく公平に受診できるといわれているが、個々の患者が医療サービスを受ける時に、労働所得、金融資産や不動産の有無などはどの程度影響しているのだろうか。皆保険制度のの下、疾病予防のインセンティブがあまりないといわれるが、自己負担率を上げれば患者に疾病予防するインセンティブを与えることができるのだろうか。このようなスタンスから医療を経済学的に分析した。供給者側からの分析は今までも数多く行われてきたが、需要者側の分析はほとんどなされてこなかった。その意味でも本研究の貢献は大きい。本年度は、来年度実施するアンケート調査のための準備を行った。その為の文献のサーベイを行った。特に過去に行われた国民生活基礎調査やRAND Health Insurance Experimentの調査手法を詳細に検討し、調査票の試案を作成した。現在検討されている調査内容は以下の通りである。調査客体は200世帯400名程度で、調査会社のモニター契約世帯を用いる。調査期間は4月から12月とする見込みである。調査対象とする疾患は軽医療に限定し、特に風邪、花粉症、胃の痛みやもたれ、頭痛、生理痛、肩や首筋のこり、背中や腰の痛み、便秘、下痢、眼精疲労、水虫・魚の目、アトピー性皮膚炎、虫刺され、あせも、じんましん、ケガ(切り傷、擦り傷)、火傷、打ち身・ねんざ、痔、結膜炎、虫歯、歯肉炎等を予定している。また、同時に自覚症状42種類、既往症47種類、受診した医療機関の情報、治療費、治療内容、通院・待ち・治療時間、症状が最初に生じた年月、期間、発熱、日常生活中断の有無、就床の有無、対応、予防行動(生活習慣、運動習慣、歯磨きの習慣、ストレス、たばこ・飲酒習慣(歴))、その他の情報として年齢、性別、世帯所得、資産、持ち家、就業状態、労働所得、学歴等、健康評価を収集する。特に歯科における自費診療に関しては、本研究の趣旨である医療需要からはずれるが医療供給側の分析としても興味深い。また、国際比較を行うためのRAND Health Insurance Experimentのデータを取得し、そのコードブックや解説書を収集し、データベース化した。来年度は、上記の調査と平行して分析を行う。同時にボリビアに関する分析も行う。

調査対象は軽医療に限定し、風邪、花粉症・胃の痛みやもたれ、頭痛、生理痛、肩や首筋のこり、背中や腰の痛み、便秘、下痢、眼精疲労・水虫・魚の目、アトピー性皮膚炎、虫刺され、あせも、じんましん、ケガ(切り傷、擦り傷)、火傷、打ち身・ねんざなどを分析した。また、昨年度に引き続き、RAND Health Insurance Experimentや世界銀行Living Standard Measurement Studyのボリビアのデータを分析した。研究成果は2002年1月に日本経済出版社から「医療サービスス需要の経済分析」として出版された。医療における需要側に焦点を当て、その構造を明らかにするとともに、様々なケースに関して医療政策を考察した。病気になったら誰もがすぐに病院に行くのだろうか。どのような病気ならば薬で済まそうとするのだろう。軽い疾病でも、頭痛や風邪の場合は、皮膚の炎症や下痢の場合と異なる行動をとるのだろうか。こうした行動に年令や教育レベルは影響するだろうか。最近は働く女性も増えてきたが、職業をもつ女性は専業主婦とは異なる行動をとるのだろうか。日本の医療制度は、所得に関係なく公平に受診できるといわれているが、個々の患者が医療サービスを受ける時に、労働所得、金融資産や不動産の有無などはどの程度影響しているのだろうか。皆保険制度の下、疾病予防のインセンティブがあまりないといわれるが、自己負担率を上げれば患者に疾病予防するインセンティブを与えることができるのだろうか。このようなスタンスから医療を経済学的に分析した。供給者側からの分析は今までも数多く行われてきたが、需要者側の分析はほとんどなされてこなかった。その意味でも本研究の貢献は大きい。
目の調節機能計測技術を応用したぼんやり状態可視化技術の開発

本研究では,日常生活の中で見られる何となくぼんやりしているという主観的な感覚を目の動きから客観的に得られる数値に変換することにより,人間の注意のメカニズムを解明することを目指している.本年度は,ぼんやり感に関連が深いと考えられる垂直眼球運動を解析し,その性質に関して基礎的な検討を行った.瞬目に同期してしばしば観察される眼球の上転はBell現象と呼ばれている.眼瞼の動きは注意の状態を反映することが知られており,居眠りやその前段階である覚醒水準低下の検出でも用いられる.従って垂直眼球運動も覚醒水準低下を反映する成分を有していると考えられる.しかし垂直眼球運動は計測が難しいこともあり水平眼球運動に比べて研究例が少なく,覚醒水準との関係は不明確である.本年度は垂直眼球運動の基本的な性質を明らかにするため眼球のビデオ映像から瞳孔角膜反射法により垂直眼球運動の様子を計測し,水平眼球運動と比較した.画像計測により得られた眼位の時間変化に粘弾性モデルを当てはめ,粘性と弾性のバランスと眼球の回転方向の関係を調べたところ,眼球の上転では粘性と弾性のバランスが水平回転と同程度であったが下転ではやや粘性優位であった.このことより眼球の下転は他の方向の回転とは異なる性質を持つことが示唆された.原因としては眼瞼裏面と眼球表面の間の摩擦の異方性や垂直眼球運動を実現させる外眼筋の構造が上転と下転で異なること,さらにそれらの筋の制御信号の相違が考えられる.視覚に対してぼんやりした感覚が生じているときには眼筋の制御機能が弱まっている可能性がある.当初は眼筋の働きの変化を客観的に捉えるためには眼球に備わる運動機能である瞳孔運動,水晶体調節,眼球運動の全てを同時に計測する必要があると考え,統合的な計測技術の確立に重点を置いて研究を進めていた.しかしこれまでの研究過程で瞳孔の動きと水晶体調節や瞳孔の動きと眼球運動の相互作用についての理解を深める知見が得られ定式化できる見込みとなったため,今後の研究において計測対象を比較的容易に計測可能な目の外観である瞳孔の動きに絞ってぼんやり感を定量化するという方針を得ることができた.但しぼんやり感に付随して起きる瞳孔の動きには水晶体の厚さや眼球の回転方向の影響があり,ぼんやり感の定量化を進める際にはこれらを考慮する必要があると考えられた.前記相互作用の原因が機械的要因,神経学的要因のいずれに起因するものであるかは現時点では明らかでない.今後は瞳孔の動きと他の眼筋活動の間の相互作用を表す制御モデルの精度を高めながら,実験的研究を通して瞳孔の動きに含まれるぼんやり感成分の抽出を進めることでぼんやり感の定量化を実現したいと考えている.本研究では,日常生活の中で見られる何となくぼんやりしているという主観的な感覚を目の動きから客観的に得られる数値に変換することにより,人間の注意のメカニズムを解明することを目指している.本年度は,目の映像を録画し画像処理によって眼球運動ならびに瞳孔運動を計測するシステムを構築するとともに,ぼんやり感に関連が深いと考えられる水晶体の厚さの変化を捉えるための基礎的な検討を行った.計測システムは刺激呈示部,撮影部,画像処理部で構成される.刺激呈示部は,実験協力者からの距離を変えて同じ視角を持つ視標を任意の明るさで呈示できる機能を持つ.これにより,散瞳剤を用いることなく対光反応によって瞳孔径を制御しながら視標を呈示することが可能である.撮影部は明るさ調節可能な円形の赤外線拡散照明と赤外線カメラで構成し,目の負担を抑えながら瞳孔ならびに照明が角膜に結ぶ角膜反射像,水晶体に結ぶプルキンエ第4像を含む目の赤外線映像の録画が可能である.画像処理部は録画した目の映像を構成する各々の静止画から瞳孔,角膜反射像,プルキンエ第4像それぞれの中心座標を算出し時系列として出力する.水晶体の厚さの変化が,(1)角膜反射像-プルキンエ第4像間距離の変動,(2)目に白色光を照射したときの瞳孔径の変化の仕方,のそれぞれに反映され上記のシステムで計測可能であるかどうかを調べる予備的な実験を行った.その結果,(1),(2)のいずれの方法でも検出可能であると見込まれた.但し信号は微弱であるため,精度を上げるためにもう少し工夫が必要である.ぼんやりしているという感覚を視覚の情報処理が滞っていることに対する自覚であると位置づけたとき,眼筋の制御の遅れはこの感覚に対応する外部から観測可能な一現象であるといえる.水晶体調節は反射的に行われかつ不正確な制御結果を自覚できることから,ぼんやり感を客観的に捉える上では分かりやすい計測対象であるといえる.しかし,眼球の内部にある透明な水晶体の様子を自然な状態で非侵襲的に観察することは容易でなく,目標を達成するためには従来の計測技術の枠を乗り越える必要がある.そこで今年度は,自然な状態で水晶体の厚さの変化を連続的に計測するための2種類の方法について検討した.(1)の方法は,古典的なプルキンエ第4像の位置から水晶体の厚さを見積もる方法を現代風にアレンジしたものである.

(2)の方法は水晶体の厚さによる虹彩の粘弾性の変化を仮定した新しいアイディアによるものである.現状は予備的な実験の段階ではあるが,いずれの方法でも計測信号がノイズを上回っていると考えられ,現状の基本技術に基づいて計測技術を改善することで水晶体の厚さの変化を計測できる見通しが立った.本研究では,日常生活の中で見られる何となくぼんやりしているという主観的な感覚を目の動きから客観的に得られる数値に変換することにより,人間の注意のメカニズムを解明することを目指している.本年度は,ぼんやり感に関連が深いと考えられる垂直眼球運動を解析し,その性質に関して基礎的な検討を行った.瞬目に同期してしばしば観察される眼球の上転はBell現象と呼ばれている.眼瞼の動きは注意の状態を反映することが知られており,居眠りやその前段階である覚醒水準低下の検出でも用いられる.従って垂直眼球運動も覚醒水準低下を反映する成分を有していると考えられる.しかし垂直眼球運動は計測が難しいこともあり水平眼球運動に比べて研究例が少なく,覚醒水準との関係は不明確である.本年度は垂直眼球運動の基本的な性質を明らかにするため眼球のビデオ映像から瞳孔角膜反射法により垂直眼球運動の様子を計測し,水平眼球運動と比較した.画像計測により得られた眼位の時間変化に粘弾性モデルを当てはめ,粘性と弾性のバランスと眼球の回転方向の関係を調べたところ,眼球の上転では粘性と弾性のバランスが水平回転と同程度であったが下転ではやや粘性優位であった.このことより眼球の下転は他の方向の回転とは異なる性質を持つことが示唆された.原因としては眼瞼裏面と眼球表面の間の摩擦の異方性や垂直眼球運動を実現させる外眼筋の構造が上転と下転で異なること,さらにそれらの筋の制御信号の相違が考えられる.視覚に対してぼんやりした感覚が生じているときには眼筋の制御機能が弱まっている可能性がある.当初は眼筋の働きの変化を客観的に捉えるためには眼球に備わる運動機能である瞳孔運動,水晶体調節,眼球運動の全てを同時に計測する必要があると考え,統合的な計測技術の確立に重点を置いて研究を進めていた.しかしこれまでの研究過程で瞳孔の動きと水晶体調節や瞳孔の動きと眼球運動の相互作用についての理解を深める知見が得られ定式化できる見込みとなったため,今後の研究において計測対象を比較的容易に計測可能な目の外観である瞳孔の動きに絞ってぼんやり感を定量化するという方針を得ることができた.但しぼんやり感に付随して起きる瞳孔の動きには水晶体の厚さや眼球の回転方向の影響があり,ぼんやり感の定量化を進める際にはこれらを考慮する必要があると考えられた.前記相互作用の原因が機械的要因,神経学的要因のいずれに起因するものであるかは現時点では明らかでない.今後は計測技術に改良を加えながら,計測結果に基づきぼんやり感と水晶体調節の関係についてモデル化を進める.外眼筋や脳の活動との関係についても検討し,多面的な表現によりぼんやり感の具体的なイメージを形成していきたいと考えている.今後は瞳孔の動きと他の眼筋活動の間の相互作用を表す制御モデルの精度を高めながら,実験的研究を通して瞳孔の動きに含まれるぼんやり感成分の抽出を進めることでぼんやり感の定量化を実現したいと考えている.今年度の旅費予算のうち研究分担者との打ち合わせにかかる費用については,研究分担者が年度途中で受給資格を喪失したことにより実施せず,新しい研究分担者との間で次年度に行うこととしたため次年度へ持ち越しとなった.学会発表にかかる費用については,計画していた学会発表を次年度に行うことにしたため次年度への持ち越しとなった.購入する計画であった脳波計を借用で代替することにした為次年度使用額が生じた.次年度の脳波計測消耗品に充当する計画である.
フランスにおける移民の子どもたち-その教育学的考慮-

本研究を通じて、言語も宗教も生活習慣も異なった人々の共存がどれほど大変なことかを痛感した。理屈を並べたてるだけですむ人は気楽に話す。しかし毎日、同じ居住区で角突き合わせて生活することがどれほど大変なことかを人は知らない。現在、移民の子どもをめぐって(彼らを通称「第二世代」と呼ぶ)、フランス人と移民との間で大きなトラブルの種になっているものに三つある。居住問題,教育問題,移民の若者の雇用問題である。移民の子どもたちは騒ぎすぎる。部屋の中や廊下を走り回る。外では芝生のなかに入り、大声でハシャギ回ったり、郵便受けや廊下の電燈などの公共の施設をこわしたりする。活発さは移民の子どもであるなしにかかわらず、子どもの自然の習性であるが、フランス人はそうは受けとらない。"あの移民のガキども"、そう彼らは思う。移民の子どもたちはたえずフランス人の大人たちといざこざを起こし、白い眼で見られながら成長して行く。学校を卒業しても行くところがない。満足な資格も取れず、なかには中途退学の者も少なくないのだから、就職口が見つかるはずがない。なにもすることがない、いやなにもさせてもらえない彼らは若いエネルギーをもてあます。いきおいその捌け口を求めて悪事に走る。それがまたフランス人の反感を一層つのらせる。こうして不信,憎悪,恐怖,爆発の危機は日増しに高まって行く。だが一方では、心ある多くのフランス人は植民地時代以来の同化政策・人種差別政策の誤りを認め、相互文化交流による真の民主的共存を求めて種々の試みをくり広げているー「優先教育地区」(ZEP)の整備充実,移民の子どもたちの母国の文化の共同学習,市民社会への参加の権利の保証,就職差別・人種差別撤廃運動等々。ここにこそ日本にはないフランス社会の強靭さがあり、多くの学ぶべき点がある。今後研究の焦点をこの方向にあてていきたいと思う。目下、基本文献翻訳作業中。
がん組織における血管内皮細胞増殖のシグナリング機構

血管内皮増殖因子VEGFの受容体2(VEGFR2)からのシグナル伝達系の特徴を個体レベルで明らかにした。VEGFR1も脳腫瘍をはじめ固形癌の増殖に重要な役割を果たすこと、その際、VEGFR-1発現骨髄細胞が深く関与することを見出した。血管阻害療法に対する癌細胞の抵抗性の機序として、細胞内代謝系の変化を明らかにした。内因性血管阻害因子TSP1の新たな作用機序を見出した。ヒトなど哺乳類における腫瘍血管の形成とその維持には、VEGFとその受容体が最も中心的な制御系で、それに様々な促進・抑制因子が関与すると考えられる。本研究の主な目的はVEGF-VEGFRの作用機構を詳しく解析し、病的血管新生・透過性亢進・内皮細胞生存におけるVEGFRのシグナルを分子レベル、個体レベルで明らかにすること、また、VEGFとは独立した制御系を検索することである。本年度は、VEGFR-1, R-2に関してシグナル全体を詳しく調べ、VEGF受容体が内皮細胞特異的に発信する生存・遊走・形態形成のシグナルを明らかにするための系を確立した。研究成果---(1)まず、VEGFR2に関して、siRNAシステムを開発した。これにより、HUVECや、マウス血管内皮細胞から内因性VEGFR2を抑制し、人為的に変異を導入したマウスVEGFR2 cDNAをアデノベクターなどで導入してその性質を検討できる系を樹立した。これにより、内皮細胞の遊走にはVEGFR2-1175Tyrからのシグナルが重要な役割を果たすことを見い出した。(2)K14-VEGF-Eトランスジェニックマウスの解析から、表皮組織の直下には新生血管がほとんどなく、表皮細胞が血管新生阻害物質を分泌する可能性が考えられた。これをもとに表皮細胞の培養上清を検討した結果、抑制物質の有力な候補分子としてトロンボスポンジン-1(TSP1)を同定した。また、これ以外に分子量35万程度の分画にも、2次元の血管新生を抑制する活性を認めた。その血管新生抑制作用を解析中である。(3)ヒト血管腫からT-抗原をもちいて、ヒト内皮様細胞株の樹立に成功した。さらに、この細胞にVEGFR1 cDNAを強発現させ、VEGFR1発現ヒト細胞株を樹立した。VEGF-A依存性に細胞機能変化が認められ、VEGFR1のシグナル解析に有用な系が得られた。VEGF受容体-1のシグナルが欠損したflt-1 TK-/-マウスをもちい、このマウスにおいては移植腫瘍の増殖が顕著に低下する腫瘍のあること、すなわち、VEGF受容体-1のシグナルが原発腫瘍の増殖を促進させることを見出した。その分子機構については、VEGFR-1シグナルを利用した骨髄由来細胞の遊走促進や、血管内皮細胞の生存・増殖促進などが示唆される。これまでに我々はVEGF受容体-1のシグナルが転移前に組織MMP9発現を上昇させ、転移の促進に関わることを明らかにしており、VEGFR-1のシグナルはがん進展の複数の段階で促進的に作用することが明らかとなった。がんの悪性化を抑制する重要な分子標的と考えられる。一方、血管新生抑制機構について解析し、内因性血管阻害因子として知られるTSP-1(トロンボスポンジン-1)はこれまでCD36を受容体とすることが報告されていたが、血管内皮細胞の細胞周期抑制を介した新しい機構も利用することを明らかにした。TSP-1添加によりp21上昇が観察され、アポトーシス誘導は軽度であった。CD36発現の低い内皮細胞に対しても抑制効果が期待される。また、東大医科研・田原教授との共同研究で、抗Flt-1(VEGFR-1)ワクチン療法に有用なペプチドをFlt-1内部に同定した。さらに、Dr.Ambatiら(米国)と共同で、遊離型Flt-1は眼の角膜上皮細胞に強く発現しており、角膜の無血管性を維持するための重要な内因性VEGF阻害物質であることを示した。血管抑制タンパク・トロンボスポンジン-1(TSP-1)が、従来の報告と異なりCD36非依存性に内皮細胞の細胞周期を停止させる作用のあることを見出した。すなわち、CD36のほとんど発現しないヒト臍帯静脈内皮細胞において、TSP-1により非リン酸化Rbとp21タンパクの上昇が観察され、apoptosis誘導ではなくG1停止が引き起こされた。VEGFR1からのシグナルは、血管内皮のみならず単球・マクロファージの遊走に重要であることを我々は明らかにしてきた。これについてさらに解析するため、VEGFR1高発現のヒト血管内皮細胞由来細胞株AG1-G1-Flt1を樹立した。この細胞株、および、複数のVEGFR1変異cDNAを強発現する細胞株もちいて解析し、PLC・-PKC-MAPキナーゼ経路とは独立の細胞遊走シグナルがカルボキシル末端領域から発信されることを明らかにした。また、VEGFR

1シグナルはマクロファージ系を介してリンパ管新生を引き起こすことを、VEGF-AおよびVEGF-EトランスジェニックマウスとVEGFR1-TK-/-マウスをもちいて示した。VEGFR2からのシグナルを単独で検討できるVEGF-Eについて、創傷治癒など組織再構築に有用であることを見出した。さらに、ヒトへの応用が可能なヒト型化VEGF-Eの大量調製系をCHO細胞で構築した。発現の程度については、さらに改良の余地があり、現在、検討を進めている。1、VEGF受容体-1(FIt-1)は血管のみならずマクロファージ系にも発現し、がん化の過程に関与することが考えられる。そこで、我々が以前作成したVEGFR-1シグナル欠損マウス(VEGFR-1 TK-/-マウス)をもちい、その点を解析した。その結果、マウス子宮体がん、メラノーマなどの増殖はVEGFR-1 TK-/-マウスでは著しく遅延することを見出した。さらに骨髄移植実験により、がんの増殖には、骨髄由来細胞のVEGFR-1シグナルが重要な役割を果たすことが明らかとなった。脳腫瘍の脳組織内増殖にも、VEGFR-1シグナルが重要であることを共同研究で見出した。すなわち、骨髄移植によりR1TK-/-マウス由来骨髄細胞をもつマウスでは、野生型マウス由来骨髄をもつマウスに比べ脳腫瘍の増殖は著しく抑制された。これらの結果は、VEGFR-1シグナルが種々のがんの増殖を抑える薬剤開発の標的となることを示している。2、血管新生阻害療法は世界的に広く用いられているが、それに対する抵抗性獲得の問題は十分解決されていない。その点を明らかにするため、in vitro培養系で血管阻害療法に類似した低酸素・低栄養ストレスをがん細胞に与える単純な系を作成した。その結果、マウスメラノーマ細胞においては、このような二重のストレス下に代謝系の変化、Aktの活性化、転移能の増大などが観察された。またFGFファミリーの1つ(FGF21)の発現が亢進しており、cDNA発現実験などにより悪性化の一部に関与することが明らかとなった。血管阻害剤を改良するための一つの手がかりが得られた。(1)VEGF受容体-1(VEGFR-1/Flt-1)のがん増殖への関与:我々はVEGFR-1シグナルががん転移のみならず、がんの増殖それ自身にも促進作用をもつことを示してきた。その作用はVEGFR-1 TK-/-マウス由来骨髄を移植した野生型マウスにおいても観察された。そこで、その作用機構を詳しく調べ、VEGFR-1 TK-/-骨髄移植マウスのがん組織ではマクロファージ系細胞の浸潤、および、血管新生が低下することを見出した。これらの点から、VEGFR-1は主に骨髄系細胞を介してがんの増殖に関与しており、VEGFR-1シグナルはがんの増殖・転移制御のための分子標的のひとつになると考えられる。(2)VEGFR-1の細胞内シグナルの解析:VEGFR-1からのシグナル、特に細胞遊走に対するシグナルは不明の点が多い。これを解析した結果、アダプタータンパクのひとつRACK
超音速ジェット中で発生するキャビティ・トーンによるスクリーチ・トーンの制御

現在米国を中心に次世代超音速ジェット旅客機の研究開発が行われている。その推進力として用いられる超音速ジェットからは、非常に強力なスクリーチ・トーンが放射される。この音はジェットの周辺部を下流へ移動するコヒーレントな渦構造と大気中を上流へ伝わる音波から成るフィードバック・ループにより超音速ジェットが自励振動する結果として放射される。このような強力な音波の放射は、空港周辺での深刻な騒音公害を生ずるのみならず、航空機の機体の金属疲労破壊をもたらす危険性もあって、安全運行上の観点からも好ましくない。このため、本研究はこのような騒音の軽減を目的として行った。本年度は昨年度の矩形ノズルと矩形キャビティを用いた超音速ジェットから放射される騒音に関する研究に引き続いて、円形ノズルと円形キャビティを用いてスクリーチ・トーンの発生を軽減するための研究を行った。その結果、次のような事柄が見出された。(1)キャビティ・トーンより高い周波数のスクリーチ・トーンの発生が有効に抑制される。(2)キャビティが有るノズルから噴射される超音速ジェットから放射されるスクリーチ・トーンの音圧レベルは、キャビティが無いノズルから噴射される超音速フリー・ジェットから放射されるスクリーチ・トーンの音圧レベルに比べて最大で約30dB低下する。キャビティ・トーンの音圧レベルは、超音速フリー・ジェットからのスクリーチ・トーンの音圧レベルより、最大で約20dB低い。(3)キャビティの長さがノズル出口直径の1.2倍のとき、キャビティ・トーンの周波数は11.5kHzと14kHzのどちらかが現れる。11.5kHzの周波数のキャビティ・トーンが3.5以上の噴射圧力比で現れた場合、圧力比が低下すれば14kHzへ周波数が遷移するが、その逆は起こらない。3.5以下の圧力比では、圧力比を低下させた場合に最初に生じた周波数が安定して現れる。等である。等である。現在米国を中心に次世代超音速ジェット旅客機の開発研究が行われている。その推進力として用いられる超音速フリー・ジェットから非常に強力なスクリーチ・トーンが放射される。この音はジェットの周辺部を下流へ移動するコヒーレントな渦構造とジェットの外部の大気中を上流へ伝わる音波とから成るフィードバック・ループにより、超音速ジェットが自励振動する結果として放射されることが知られている。このような強力な音の放射は、空港周辺での深刻な騒音公害を生ずるのみならず、航空機の疲労破壊をもたらす危険性もあって、安全運行上の観点からも好ましくない。このため、世界各国で、この強力な騒音の軽減のための研究が盛んに行われている。本研究は、このような騒音軽減を目的として行っている。本年度はその第一段階として、新設された無響室内で高圧空気を矩形ノズルから噴射させて超音速フリー・ジェットを作り、それから放射されるスクリーチ・トーンの音圧および周波数を種々の噴射マッハ数において測定した。次にノズル内および外壁の種々の位置に設置した矩形のキャビティの上を種々の速度で高速気流を通過させたときに発生する自励音の一種であるキャビティ・トーンと前述の超音速フリー・ジェット中で発生するスクリーチ・トーンとの干渉効果を調べた。その結果、一般にノズル外部にキャビティを設置した場合には、フリー・ジェットの場合に比べてスクリーチ・トーンが著しく増音されるのに対して、キャビティをノズル内部に設置した場合には、かなりの減音効果が得られることが認められた。

この音はジェットの周辺部を下流へ移動するコヒーレントな渦構造と大気中を上流へ伝わる音波から成るフィードバック・ループにより超音速ジェットが自励振動する結果として放射される。このような強力な音波の放射は、空港周辺での深刻な騒音公害を生ずるのみならず、航空機の機体の金属疲労破壊をもたらす危険性もあって、安全運行上の観点からも好ましくない。このため、本研究はこのような騒音の軽減を目的として行った。本年度は昨年度の矩形ノズルと矩形キャビティを用いた超音速ジェットから放射される騒音に関する研究に引き続いて、円形ノズルと円形キャビティを用いてスクリーチ・トーンの発生を軽減するための研究を行った。その結果、次のような事柄が見出された。(1)キャビティ・トーンより高い周波数のスクリーチ・トーンの発生が有効に抑制される。(2)キャビティが有るノズルから噴射される超音速ジェットから放射されるスクリーチ・トーンの音圧レベルは、キャビティが無いノズルから噴射される超音速フリー・ジェットから放射されるスクリーチ・トーンの音圧レベルに比べて最大で約30dB低下する。キャビティ・トーンの音圧レベルは、超音速フリー・ジェットからのスクリーチ・トーンの音圧レベルより最大で約20dB低い。(3)キャビティの長さがノズル出口直径の1.2倍のとき、キャビティ・トーンの周波数は11.5kHzと14kHzのどちらかが現れる。11.5kHzの周波数のキャビティ・トーンが3.5以上の噴射圧力比で現れた場合、圧力比が低下すれば14kHzへ周波数が遷移するが、その逆は起こらない。3.5以下の圧力比では、圧力比を低下させた場合に最初に生じた周波数が安定して現れる。等である。
C型肝炎ウイルス感染成立におけるヒト接合蛋白遺伝子(AP1B1)の機能解析

私たちは、C型肝炎ウイルス(HCV)多発地区におけるコホート研究を通じて、感染既往者と感染持続者の遺伝子一塩基多型性(SNP)を比較検討することにより、HCV感染における感染防御の候補遺伝子として32遺伝子50SNPを報告した(Biochem Biophys Res Commun 2004:317:335-341)。その中で、とくに、HCVが宿主感染細胞膜と接合する際の、接着蛋白をコードする遺伝子に着目した。HCVは、細胞膜への接着に際し、陽性電荷状態にあるウイルス粒子と陰性電荷状態にある細胞膜表面に存在するHeparan sulfate proteoglycan (HS)のglycosamineなどの糖鎖と電気的に結合することが最近の研究で明らかとなった。宿主細胞膜上の陰性電荷は、HS糖鎖の硫酸基化によりもたらされる。昨年度に続き、今年度はHS表面の糖鎖の硫酸基化に関わるゴルジ体に局在する酵素の分析を更に進め、HCV感染既往者と持続者のSNPを比較検討したところ、脱アセチル化と硫酸基化に関与する酵素の候補遺伝子としてNDST3を同定するに至った。本酵素のSNPにつき連鎖不平衡ブロック解析を行った結果、NDST3遺伝子上にHCV感染感受性と関連する2つのハプロタイプを新たに同定した。またHCVの肝細胞膜への接合に際して接合蛋白遺伝子を中心にその周辺遺伝子のSNP解析について、HCV感染既往者と持続者の二次解析を行った結果、細胞膜の構成に必須のコレステロール生合成過程の重要な酵素であるTM7SF2遺伝子上にアミノ酸置換を伴う機能性SNPの同定に成功した。細胞内で、HCVは脂質ラフト上での増殖過程の重要性が示されている。そこで、今年度の研究において、米国より導入したHCVレプリコンシステムによるHCV in vitro増殖系を用いて、細胞のTM7SF2遺伝子の働きをsiRNAで不活化させたところ、HCVの細胞内増殖は抑制されることが明らかとなった。したがって、本酵素の不活化による脂質ラフトの形成阻害は、HCV増殖に影響することが解明された。本酵素遺伝子の機能性SNPが、個人間における細胞内HCV増殖能に影響を与え、その結果、個人間におけるHCV感染感受性に影響を与えている可能性が示唆された。私たちは、C型肝炎ウイルス(HCV)多発地区におけるコホート研究を通じて、感染既往者と感染持続者の遺伝子-塩基多型性(SNP)を比較検討することにより、HCV感染における感染防御の候補遺伝子として32遺伝子50SNPを報告した(Biochem Biophys Res Commun2004:317:335-341)。HCVは、細胞膜への接着に際し、陽性電荷状態にあるウイルス粒子と陰性電荷状態にある細胞膜表面に存在するHeparan sulfate proteoglycan(HS)のglycosamineなどの糖鎖と電気的に結合することが最近の研究で明らかとなった。先のSNP研究により、感染防御の候補遺伝子の一つとして硫酸基化に関与する酵素遺伝子SULT2B1の多型に着目した。

今回の研究において、HS表面の糖鎖の硫酸基化に関わるゴルジ体に局在する酵素の分析を進め、HCV感染者における感染既往者と持続者のSNPを比較検討したところ、脱アセチル化と硫酸基化に関与する酵素群を候補遺伝子として同定した。また、膜接合蛋白はウイルスの細胞膜への融合に際し重要な役割を有していると考えられる。私たちは、HS同様に接合蛋白遺伝子のSNPに着目し、接合蛋白のHCV感染との検討を進めている。特に、接合蛋白遺伝子AP1B1はHCV感染における感染防御の候補遺伝子として重要と考えており、細胞表面上のHCV接着因子の発現に個人差がある可能性を示している。AP1B1遺伝子のSNP解析を更に進めている。また本酵素のHCV感染成立における関与と遺伝子多型による感染感受性の相違の有無について明らかにするため、本研究の基礎となる機能解析のためのHCV感染細胞培養系の供与をうけin vitroにおけるHCV感染実験系の準備を整えた。私たちは、C型肝炎ウイルス(HCV)多発地区におけるコホート研究を通じて、感染既往者と感染持続者の遺伝子-塩基多型性(SNP)を比較検討することにより、HCV感染における感染防御の候補遺伝子として32遺伝子50SNPを報告した(Biochem Biophys Res Commun 2004:317:335-341)。その中で、とくに、HCVが宿主感染細胞膜と接合する際の、接着蛋白をコードする遺伝子に着目した。HCVは、細胞膜への接着に際し、陽性電荷状態にあるウイルス粒子と陰性電荷状態にある細胞膜表面に存在するHeparan sulfate prote proteoglycan(HS)のglycosamineなどの糖鎖と電気的に結合することが最近の研究で明らかとなった。宿主細胞膜上の陰性電荷は、HS糖鎖の硫酸基化によりもたらされる。昨年度に続き、今年度はHS表面の糖鎖の硫酸基化に関わるゴルジ体に局在する酵素の分析を更に進め、HCV感染既往者と持続者のSNPを比較検討したところ、脱アセチル化と硫酸基化に関与する酵素の候補遺伝子としてNDST3を同定するに至った。本酵素のSNPにつき連鎖不平衡ブロック解析を行った結果、NDST3遣伝子上にHCV感染感受性と関連する2つのハブロタイプを新たに同定した。またHCVの肝細胞膜への接合に際して接合蛋白遺伝子を中心にその周辺遺伝子のSNP解析について、HCV感染既往者と持続者の二次解析を行った結果、細胞膜の構成に必須のコレステロール生合成に必須のコレステロール生合成過程の重要な酵素であるTM7SF2遺伝子上にアミノ酸置換を伴う機能性SNPの同定に成功した。細胞内で、HCVは脂質ラフト上での増殖過程の重要性が示されている。そこで、今年度の研究において、米国より導入したHCVレプリコンシステムによるHCV in vitro増殖系を用いて、細胞のTM7SF2遺伝子の働きをsiRNAで不活化させたところ、HCVの細胞内増殖は抑制されることが明らかとなった。したがって、本酵素の不活化による脂質ラフトの形成阻害は、HCV増殖に影響することが解明された。本酵素遺伝子の機能性SNPが、個人間における細胞内HCV増殖能に影響を与え、その結果、個人間におけるHCV感染感受性に影響を与えている可能性が示唆された。
非摂動論的繰り込み群の新しい解析方法

本研究計画の目的は、非摂動繰り込み群方程式の解を求め、非摂動的な物理量を評価する事にある。今年度の研究では、強い相互作用のゲージ理論であるQCDにおける、カイラル対称性の自発的破れについて、非摂動繰り込み群方程式による解析を進めた。非摂動繰り込み群方程式は、方程式を解く解空間を制限することによって近似が行われる。最低次の近似である局所ポテンシャルにおける解を調べると、QCDやその他のカイラル対称性の自発的破れを起こす系においては、局所ポテンシャル近似から更に制限を加えて一部のβ関数成分を残すと、いわゆるシュウィンガー・ダイソン方程式の梯子近似の結果を再現することが示されてきた。梯子近似は必然的にゲージ不変性を破っている。そこで、この解を拡張するとき、ゲージ不変性を最大限に回復することを指導原理とし、局所ポテンシャル近似の範囲でどのようなβ関数の部分をとるかを考察した。梯子近似を含む、クロスした梯子近似と呼ばれる新しいβ関数の集合を定義し、この無限個のβ関数を評価する方法を開発した。適当な漸化式を導くことによって、無限個のβ関数を系統的に計算していくことができる。また、この新しいβ関数の集合について、ゲージ不変性の破れをどこまで回復することができるかを定量的に解析中である。今年度は、非摂動繰り込み群方程式の最初の近似としての局所ポテンシャル近似をオペレータ展開して解く問題についてこれまでより詳しい解析を行い、いくつかの事実を発見した。これまでの結果では、有効ポテンシャルをオペレータの多項式で展開して表現する場合に、その展開原点を通常の0の所にするよりも、ポテンシャルの底からの動的な展開を採用する方法がはるかに良い収束性を得る事がわかっていた。ところが、この収束性の改善を具体的に評価していくと、展開の更に高次の項では収束が終焉し、ついには発散に転じている様である事がわかった。その収束限界と、収束限界付近での振動周期の解析から、この収束限界が、複素座標で有効ポテンシャルをみたときの複素singularityに支配されていることがわかった。すると、このsingularityより遠い点を展開原点とするほど良い収束性が得られると予想されるが、それも事実であることがわかった。副産物として、これまでの最高精度で局所ポテンシャル近似での臨界指数を評価する事ができた。また、これらの収束性の議論は、臨界点での臨界指数や、臨界ポテンシャルの底の位置などのいわば臨界での物理量について行われて来たが、我々は更に、くりこみ群方程式を解いていったマクロにおける有効ポテンシャル、つまりrenormalized trajectoryについての収束性を調べた。すると、臨界での収束性の良し悪しがマクロでの収束性の良し悪しと対応していることがわかった。ポテンシャルの底を原点とする動的な展開は、いわゆるLarge N極限で特別な意味を持つ事が我々によって明らかにされているが、その場合の具体的なオペレータの表現などの理解を進めた。
Rad52のSUMO修飾による組換え制御機構の解析

相同組換えの中心酵素Rad52は、複製チャックポイントの欠損株で誘導される通常は活性化しない複製開始点領域に蓄積後、SUMO修飾を受けることを明らかにした。Rad52のSUMO化には、Rad52のオリゴマー形成、核への移行などが事前に必要であり、Rad52が機能する場にリクルートされてSUMO化を受け、Rad51の一本鎖DNAへのリクルートを部分的に促進し、それとカップルしてRad52の脱SUMO化が起こる制御機構を世界ではじめて提唱した。本年度の実績を下記に箇条書きする。(1)DNA複製フォークにおけるRad52のSUMO修飾の役割の特定;複製チェックポイントが欠損したrad53やmec1変異株をMMS処理すると,複製フォークが崩壊する。この条件下、rad53やmec1変異株でRad52のSUMO化の異常な亢進が起こることを観察した。これはRad52の複製フォーク上での何らかの機能がrad53やmec1株で空回りしている可能性を示唆する。そこで,Rad52のSUMO修飾が起こらないrad52-KR変異株のMMS処理時の複製フォーク構造を2D-gel analysis法で観察したところrad52-K126Rやrad52-K200R変異株でフォーク上に生じるX-structureの形成阻害が観察され,それを報告した(DNA Repair 7,879-889,2008)。(2)rad52-3KR変具によりMMS誘導性の相同組換えの効率が落ちる;Rad52のK10,K11,K220の3ヵ所全てをRに変換したrad52-3KR変異株ではRad52のSUMO化はほとんど起こらないが,この変異はMMS感受性などの表現型を示さない。次にMMS誘導性の相同組換えに影響が有無を調べたところ,世界ではじめてrad52-3KRにより相同組換えの効率が低下することを見いだし報告した(DNA Repair 7,879-889,2008)。(3)Rad52は核移行後にSUMO化される;rad52-K200RにおいてもRad52のSUMO化が消失する。この原因がRad52の核移行がこの変異により低下することに起因することを立証し,それを報告した(Biochem.Biophys.Res.Commun.372,126-130,2008)。(1) Rad51の欠損はRad52のSUMO修飾を亢進させる;核に存在するRad52のみがSUMO修飾の標的になることを立証した(Biochem. Biophys. Res. Commun. 372, 126-130, 2008)。次に、MMS処理時に野生株で亢進するRad52のSUMO修飾が、組換え酵素Rad51の欠損によりさらに著しくRad52のSUMO修飾が蓄積するのを観察した。Rad51は一本鎖DNA(ssDNA)上に重合する能力を有し、Rad54はRad51-ssDNA複合体に相互作用しその機能を発揮する。そこでssDNAに結合できるが、その重合能が不十分で細胞内でRad54をリクルートできないrad51変異株を用いた結果、Rad52のSUMO亢進は観察されなかった。以上より、Rad52のSUMO化は効率の良いRad51のssDNAへのリクルートの開始に必要であり、Rad51のssDNAへの結合がRad52の脱SUMO化を促すと考えられた。(2) Rad52は複製チェックポイント欠損により生じた異常な複製フォークに蓄積する;複製チェックポイントが欠損したrad53やmec1変異株をMMS処理すると、複製フォークが崩壊する。ChIP on chip法によるゲノムワイドな解析を行ない、Rad52はSUMO化を受ける前に、通常は活性化しない複製開始点に蓄積することを見いだした。本発見は、複製チェックポイントの異常により、相同組換えを介したectopicな染色体異常の形成の本質を捉えたものである(DNA Repair 8, in press)。
制御可能なビデオカメラを用いた能動的な文字情報の取得

コンピュータから向き及び倍率を制御することが可能なビデオカメラを用い、周囲にある文字情報を能動的に取得する方法を開発することを目的とし、ビデオ映像中の文字情報が存在する領域の検出法、および文字画像の高精度認識法について検討し、様々な成果が得られた。また、このような情景画像中文字の抽出法や認識法と並行して、映像中の物体認識法についても検討を行なった。本研究の主な成果は以下の通りである。1.情景画像中文字認識ビデオカメラで撮影したカラー情景画像を想定した場合、解像度の低さ、文字列上の陰影の存在、画像全体の輝度の低さ,文字の相対的な小ささ等、様々な要因により文字列が存在する領域(文字領域)の抽出が困難となる。高精度な文字領域抽出のために、カラー情報と明度情報の双方を用いることで上述のような困難さを含む様々な情景画像から高精度に文字領域を抽出するアルゴリズムを提案した。また、既存の手法では対応が難しい孤立文字の切り出しと認識を可能とするために、特徴の検索と投票に基づく、文字の切り出しと認識を同時に行う手法を検討した。2.映像中の物体認識法映像中の物体を高速に認識するための手法を検討した。物体の特徴の中でも,色ヒストグラムは形状に関する特徴と比較して検出時の物体の3次元的な変化やオクルージョンに頑健であると報告されている。そこで,色ヒストグラムを特徴として用い、色ヒストグラムを効率よく構築することによって探索を高速化する手法を検討した。また、物体の構造の変化に柔軟に対応するため、シルエット図形を対象とし、図形を階層的なパーツに分解し、グラフマッチングを利用して識別する手法について検討した。また、新しい試みとして、テンプレートを関数で表し、様々な大きさ・縦横比のテンプレートと入力画像とのマッチングを高速に行う手法についても検討を行った。コンピュータにより向き及び倍率を制御することが可能なビデオカメラを用い、周囲にある文字情報を能動的に取得する方法を開発することを目的として研究を行った。本年度は、主に文字領域の検出に焦点を絞って研究を行った。研究実績の概要は以下の通りである。1.実験システムの構築コンピュータで制御可能なビデオカメラ及びパーソナルコンピュータに画像処理ボードを組み込んだシステムを構築した。必要なプログラムを実装し、リアルタイムで実験ができる環境を整備した。2.文字情報が存在する領域の検出とカメラの制御法の開発文字情報を取得するために、まず低倍率で広範囲を探索して文字情報が存在する領域を検出する方法を検討した。具体的には、まず、文字と背景を明瞭に分離できる画像処理方法を開発した。従来より、情景画像の輝度情報や色の情報を用いた画像処理方法が検討されていたが、本研究では両者を統合することにより、より高精度に文字領域を抽出できる方法を開発した。さらに、文字列は多くの場合直線上に並んでいることを利用し、文字列らしさを評価して文字列を抽出する手法を開発した。一方、時計の文字盤の数字のような文字列をなさない孤立した文字についても、文字らしさを表す特徴を利用して文字を特定する方法を開発した。次に、文字情報が存在する領域が検出された場合にカメラをその方向に向けて認識が可能となる解像度の画像を取得する方法を検討した。どの程度の解像度にすれば認識ができるのかを、実際に情景画像中の文字画像を用いて実験的に検討した。また、複数枚の画像をつなぎ合わせること(モザイキング)で必要な文字列をすべて含む画像を取得する方法を検討した。コンピュータから向き及び倍率を制御することが可能なビデオカメラを用い、周囲にある文字情報を能動的に取得する方法を開発することを目的として研究を行った。

低倍率で広範囲を探索して文字列の存在する領域を特定し、カメラをその方向に向けて認識が可能となる解像度が得られるまで倍率を上げ、文字情報を含む画像を取得する。さらに、取得した画像から文字領域を抽出し、文字認識を行う。本年度は、前年度に開発した手法の改善・評価とシステムの実装を中心に行った。具体的な内容を以下に示す。1.手法の評価およびシステムの実装本研究の目的を達成するための要素技術として、低倍率の情景画像から文字情報の存在する領域を検出する技術、適切な向きと倍率にビデオカメラを制御して文字認識を可能とする画像を取得する技術、ビデオ映像中の多様な低品質文字を高精度に認識する技術等について検討した。実験結果の分析をもとに、本手法の妥当性と手法の改善策について検討した。そして、開発した技術を統合し、能動的文字情報取得システムとして実装した。また、様々な環境で文字情報を取得する実験を行い、開発した手法の適用範囲や限界について検討した。2.知能ロボットへの応用の検討本研究は、将来的には自ら移動して環境中の文字情報を積極的に取得し、行動する知能ロボットへの応用を視野に入れたものである。本研究での研究成果がこのようなロボットの実現に必要な基礎技術となり得るかどうか、また、さらに高精度化するにはどのような技術が必要かを検討した。3.新たな文字パターン提示方法の検討本研究により環境中の文字をある程度認識することが可能であることが分かったが、さらに精度を上げるための方策として、文字パターンそのものを認識しやすいようにデザインして提示する方法を検討した。この方法により、従来法と比較して高精度に環境中の文字を認識することが可能となった。
脊髄神経可塑性におけるプロスタグランディンとNOの役割について

ラットを用い、脊髄神経可塑性におけるプロスタグランディン(PG)F2αの役割を検討した。PGF2αの侵害および非侵害情報伝達への影響を観察するために、侵害刺激としてtail flick試験、colorectal distension試験を、非侵害刺激としてSemmes-Weinstein monofilament(SWM)による触刺激を用いた。PGF2αの投与後、侵害刺激に対する閾値は20%低下し、nitric oxide合成酵素(NOS)阻害薬であるNGmonomethyl-L-arginine(L NMMA)の後投与によってリバースされた。SWM刺激に対する逃避スコアは刺激強度依存性に増加し、7日後まで持続した。逃避スコアの増加はL-NMMA、NMDA受容体拮抗薬のMK-801、GABA受容体作動薬のbaclofenの後投与により約60分間抑制され、その後再び増加した。L-NMMAとbaclofenの前投与では7日間抑制された。また免疫組織染色法により調べたPGF2α投与180分後の脊髄のNOS陽性細胞数はIII、V層を主体に増加し、生食投与後と比較して有意に多かった。電気生理学的手法による脊髄ニューロンのPGF2αによる変化も観察した。広作動域ニューロンの自発発射は増加する傾向にあった。広作動域ニューロンおよび低閾値受容ニューロンの機械的非侵害刺激に対する受容野はPGF2α投与によって用量依存性に増加した。この受容野の拡大はL-NMMAにより抑制された。本研究の結果から、脊髄後角細胞の過敏化がPGF2αによる持続性の知覚過敏の惹起に重要な役割を果たしていること、さらにPGF2αによる知覚過敏の誘発、維持に脊髄でのNO系の活性化が関与することが示唆された。Male Sprague-Dawleyラットを対象として、ハロセン麻酔下に下部腰椎間よりクモ膜下腔カテーテルを留置した。体性痛と内臓痛に対する疼痛閾値の測定を、それぞれ熱刺激によるtail flick試験とcolorectal distension試験を用いて行った。非侵害刺激に対する反応はSemmes-Weinstein monofilamentの3種類のフィラメントを用いた非侵害性機械刺激を行い、ラットの逃避反応をスコア(agitation Score)化し知覚過敏の程度を観察した。クモ膜下腔カテーテルよりプロスタグランディンF_<2α>を投与すると、体性および内臓性刺激に対する閾値とも投与後約20分間減少し、その後コントロール値まで回復した。プロスタグランディンF_<2α>投与前は、非侵害刺激に対してはほとんど逃避反応を示さなかったが、投与後は著明な逃避反応を示し、agitation Scoreは増加した。この増加は10分後より起こり、7日後も半数以上のラットで増加したままであった。このことはプロスタグランディンF_<2α>のクモ膜下腔投与により長期間持続性のアロディニアが惹起されたことを示す。このagitation Scoreの増加はNO合成酵素阻害薬であるNG-nitro L-arginine methyl esterおよびNG-monomethyl-L-arginineをプロスタグランディンF_<2α>の投与前にクモ膜下腔投与することにより抑制された。雄Sprague-Dawleyラットを対象として、ハロセン麻酔下に下部胸椎から腰椎にかけての椎弓切除を行った後、下部腰椎間からのくも膜下腔カテーテルの留置を行った。椎弓切除部分より硬膜を通して細胞外電極を脊髄に挿入し、単一脊髄後角細胞の活動発射を導出した。自発発射活動を観察した後、侵害刺激(熱刺激、ピンチ刺激)、非侵害刺激に対する誘発活動発射、および機械的非侵害刺激に対する受容野を記録した。後角ニューロンの性質を同定し、広作動域ニューロンおよび定閾値受容ニューロンに対してプロスタグランディンF_<2α>のくも膜下腔投与による変化を観察した。

プロスタグランディンF_<2α>のくも膜下腔投与により広作動域ニューロンの自発発射は増加する傾向にあった。一部の低閾値受容ニューロンではプロスタグランディンF_<2α>投与前には反応を示さなかった侵害刺激に対して反応性活動発射をみとめるようになった。広作動域ニューロンおよび低閾値受容ニューロンの機械的非侵害刺激に対する受容野はプロスタグランディンF_<2α>投与によって用量依存性に増加した。この受容野の拡大はnitric oxide合成酵素阻害薬であるNG-monomethyl-L-arginineをくも膜下腔投与することにより抑制された。これらの結果は脊髄後角細胞の過敏化がプロスタグランディンF_<2α>による持続性のアロディニアの惹起に重要な役割を果たしていること、さらにこの経路にnitric oxide系が関与していることを示唆するものである。PGF_<2α>100ngのくも膜下腔投与後、TFおよびCD閾値は20%低下し、L-NMMA300μgの後投与によってリバースされた。PGF_<2α>投与によりSWM刺激に対する逃避スコアは刺激強度依存性に増加した。逃避スコアの増加はL-NMMA100μgの後投与に約50%、300μg以上ではほぼ100%に60分間抑制され、その後再び増加した。前投与ではL-NMMA100μgにおいて80%以上の抑制率を示し、1000μgでは7日間増加がみられなかった。脊髄のNOS陽性細胞数はPGF_<2α>群でIII、V層を主体に増加し、陽性細胞総数は46±3.9(mean±SD)であり生食群の36±3.7に比較して有意に多かった。本研究の結果から、PGF_<2α>による持続性知覚過敏の誘発、維持に脊髄でのNO系の活性化が関与することが示唆された。