hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能・知能性流体を用いた次世代エネルギー輸送デバイスの研究開発

これは,アルミナ粒子が磁性流体の流動に追随するため熱伝達が上昇し,ジルコニア粒子は磁性流体中に沈降し,対流を抑制したことが原因であると考えられる.また,磁性流体中の粒子運動の可視化を行うため磁性流体のみの場合,流体と共に粒子が動く場合,粒子が動かない場合の3条件で数値解析を行った.その結果,流体と共に粒子が動く場合は粒子による撹拌効果でヌセルト数が上昇し、粒子が動かない場合は対流を抑制しヌセルト数が減少することがわかった.・現在までの達成度1.MEMS磁気駆動熱輸送装置:磁場印加流路内を閉ループで循環する装置を作成し,外部磁場分布,加熱量を変化させ自己循環実験を行った.その結果,最大磁場強度の増加,加熱量の増加に伴い,非共沸混合磁性流体の駆動力が増加し,熱伝達率の向上を確認することができた.また,MEMS磁気駆動熱輸送装置の確立へ向けて,数値計算より,下面のみの加熱時の流動特性を確認することができ,最終目的に向けておおむね順調に進展している.2.非磁性粒子混入系熱磁気自然対流:一様磁場印加可能な3次元矩形容器を作成し,上下部加熱冷却可能な実験装置を試作し,下部加熱上部冷却のもと磁性流体単相および,非磁性粒子混入系での熱伝達特性の調査が終わり,最終目的に向けておおむね順調に進展している.1.熱輸送装置内部における熱流動特性の知見を得るために,CPUの冷却を想定した実機の作成および流量・熱伝達の評価を行った.その結果,印加磁場強度の増加に伴い流量が増加することを確認した.また,入熱量増加に伴うサブクール沸騰発生による熱伝達の向上も確認できた.しかし低レイノルズ数の領域では駆動力の低下を確認した.内部流動を可視化するために,格子ボルツマン法を用いて,非共沸混合磁性流体の熱流動現象の数値的可視化を行った結果,低レイノルズ数の領域では,流路内に沸騰気泡が捕捉されるために,駆動力が低下することがわかった.また,磁場印加による自己駆動実験とポンプを用いた強制駆動実験を行い,それぞれの熱伝達特性を比較した結果,流量が同等の場合,自己循環実験の方が熱伝達特性が良いことがわかった.2.非磁性粒子混入系熱磁気自然対流非磁性粒子混入系の自然対流の熱伝達特性の基礎的知見を得るため,一様磁場印加可能な3次元矩形容器内で実験を行った.粒子径の違いによる対流への影響を調査するために,磁性流体中にΦ0.1,0.5,1.0のアルミナ粒子を5vol%加え,下部加熱・上部冷却で実験を行った.その結果,磁性流体単体でのヌセルト数よりもΦ0.5のアルミナ粒子を混入した場合ではヌセルト数が増加し,Φ0.1,1.0のアルミナ粒子を混入した場合ではヌセルト数が減少した.これはΦ0.5のアルミナ粒子は磁性流体の流動に追随するため,熱伝達が増加し,Φ1.0のアルミナ粒子は磁性流体中に沈降したことが原因である.また,磁性流体中の粒子運動の可視化を行うため,流体と共に単一粒子が動く場合の条件で数値解析を行った.その結果,流体と共に粒子が動く場合は単相と比較して,粒子による撹拌効果でヌセルト数が増加することがわかった.1.自己循環実験を行った結果,加熱面外における沸騰気泡の発生による磁気体積力の低下が見られ,レイノルズ数を増加させて沸騰気泡を制御する必要があることがわかった.また,片側加熱において内部流動の変化に伴った熱伝達特性を確認することができ,最終目的に向けておおむね順調に進展している.2.非磁性粒子混入系熱磁気自然対流:一様磁場印加可能な3次元矩形容器を作成し,上下部加熱冷却可能な実験装置を試作し,下部加熱上部冷却のもと磁性流体単相および,非磁性粒子混入系での熱伝達特性の調査が終わった.また,内部流動現象解明のための多粒子を含む自然対流の数値演算コードも完成した.
正常脳及び脳腫瘍組織への抗癌剤移行:マイクロダイアリシス法による基礎的研究

<はじめに>抗癌剤の抗腫瘍効果がvitroと生体では差がみられることはしばしば経験されることである。種々の原因が想定されるが、その1つの要因としてvitroの薬剤濃度と生体において腫瘍細胞が暴露されている薬剤濃度の差異が考えられる。研究者らは、生体において脳腫瘍細胞が直接面していると考えられる細胞外液中における抗癌剤の濃度を、マイクロダイアリシスを用いて初めて測定し得たので、以下に報告する。<方法>脳腫瘍実験モデルとして9Lグリオーマ、ACL15(大腸癌株)を用い、ラット移植脳腫瘍を作成した。種々の濃度の2種類の抗癌剤(ACNU,シスプラチン)を静脈内投与し、マイクロダイアリシスにより経時的に組織よりサンプリングを行った。実際の細胞外液中の薬剤濃度(y)は予備実験により作成した次式により算定した。ACNU:y=8.36x-0.065(x:サンプル中のACNU濃度,相関係数0.999)シスプラチン:y=8.43x+0.086(x:サンプル中のシスプラチン濃度,相関係数0.999)<結果>9Lグリオーマモデルにおいては、ACNU10mg投与群で最高値5.41μg/ml(20分値)、シスプラチン2mg投与群で最高値12.3μg/ml(10分値)であった。ACL15脳腫瘍モデルにおいては、ACNU10mg投与群で最高値2.77μg/ml(20分値)、シスプラチン2mg投与群で最高値13.3μg/ml(10分値)であった。ACNU1mg、シスプラチン0.2mg投与した群では、いずれの脳腫瘍においても薬剤濃度は測定限界以下であった。また、ACNUがシスプラチンに比べ、腫瘍細胞外液中からの減衰は緩やかであった。<結論>本研究において、検討した2種の代表的抗癌剤の血中から脳腫瘍細胞外液への移行は、中毒量(ACNU10mb,シスプラチン2mg)を投与した時のみ確認された。また腫瘍細胞外液中における薬物動態は薬物の種類によって異なることが示唆され、薬物別の検討が必要と考えられた。脳細胞外液中のアミンやペプチドを測定する方法として普及しているマイクロダイアリシス法を用いて、経静脈投与した抗癌剤の脳細胞外液中における濃度を測定した。平成11年度は、in vitroでの抗癌剤の検量線の作成と、ラット正常脳における薬剤の脳細胞外液中の濃度の測定を行った。検量線作成の為には、生理食塩水を脳細胞外液にみたてて、種々の濃度のACNU(ニトロソウレア系抗癌剤、日本では最も使用されてきた脳腫瘍治療薬)を溶解させ、マイクロダイアリシスプローブをその中に入れ、マイクロダイアリシスを行った。得られた試料液は高速液体クロマトグラフィー法により分析し、濃度を測定した。その結果、生理食塩水中のACNUの濃度(y)とマイクロダイアリシスにより得られた試料液中のACNUの濃度(x)との間にはy=-0.065+8.36xという関係が、直線回帰分析により得られ、相関関数は0.999であった。ACNUの測定限界は0.1マイクログラム/mlであった。

次にフィッシャーラットを吸入麻酔下、定位固定装置にて頭部を固定し、穿頭にて右前頭葉を露出、マイクロダイアリシスプローブを皮質下3mm挿入し固定した。経静脈的にACNU10mg/ラットを投与し、直後からマイクロダイアリシスを行い、10分毎、60分後までサンプリングを行った。検査線にあてはめて、脳細胞外液中のACNUの濃度を計算すると、10分値、1.44マイクログラム/ml、20分値、1.77マイクログラム/ml、30分値、1.85マイクログラム/ml、40分値、1.39マイクログラム/ml、50分値、1.14マイクログラム/ml、60分値、1.18マイクログラム/mlであった。比較のため測定した血中濃度は10分値、36.86マイクログラム/ml、20分値、14.52マイクログラム/ml、30分値、11.54マイクログラム/ml、40分値、9.77マイクログラム/ml、50分値、8.40マイクログラム/ml、60分値、8.42マイクログラム/mlであった。なお1mgACNU投与では、マイクロダイアリシスの結果、測定限界以下であった。以上の結果から、正常脳細胞外液中へのACNU移行は血液脳関門の機能の為、血中の数十分の一に制限されていることが判明した。しかし血中のACNUが比較的急速に減少するのに対し、脳細胞外液中のACNUの減少はゆるやかであることも示唆された。平成12年度は、ラットに移植脳腫瘍をつくり、腫瘍細胞外液中のACNUの濃度の検討を行う予定である。<はじめに>抗癌剤の抗腫瘍効果がvitroと生体では差がみられることはしばしば経験されることである。種々の原因が想定されるが、その1つの要因としてvitroの薬剤濃度と生体において腫瘍細胞が暴露されている薬剤濃度の差異が考えられる。研究者らは、生体において脳腫瘍細胞が直接面していると考えられる細胞外液中における抗癌剤の濃度を、マイクロダイアリシスを用いて初めて測定し得たので、以下に報告する。<方法>脳腫瘍実験モデルとして9Lグリオーマ、ACL15(大腸癌株)を用い、ラット移植脳腫瘍を作成した。種々の濃度の2種類の抗癌剤(ACNU,シスプラチン)を静脈内投与し、マイクロダイアリシスにより経時的に組織よりサンプリングを行った。実際の細胞外液中の薬剤濃度(y)は予備実験により作成した次式により算定した。ACNU:y=8.36x-0.065(x:サンプル中のACNU濃度,相関係数0.999)シスプラチン:y=8.43x+0.086(x:サンプル中のシスプラチン濃度,相関係数0.999)<結果>9Lグリオーマモデルにおいては、ACNU10mg投与群で最高値5.41μg/ml(20分値)、シスプラチン2mg投与群で最高値12.3μg/ml(10分値)であった。ACL15脳腫瘍モデルにおいては、ACNU10mg投与群で最高値2.77μg/ml(20分値)、シスプラチン2mg投与群で最高値13.3μg/ml(10分値)であった。ACNU1mg、シスプラチン0.2mg投与した群では、いずれの脳腫瘍においても薬剤濃度は測定限界以下であった。また、ACNUがシスプラチンに比べ、腫瘍細胞外液中からの減衰は緩やかであった。<結論>本研究において、検討した2種の代表的抗癌剤の血中から脳腫瘍細胞外液への移行は、中毒量(ACNU10mb,シスプラチン2mg)を投与した時のみ確認された。また腫瘍細胞外液中における薬物動態は薬物の種類によって異なることが示唆され、薬物別の検討が必要と考えられた。
セリア安定化アルミナ・ジルコニアインプラントの臨床応用への検討

歯科用インプラント材料として現在最も広く用いられている材料はチタンであり、審美性の問題とアレルギーの問題が懸念されている。Ce-TZP/Al2O3(セリア安定化ジルコニア/アルミナ・ナノ複合体)は、現在歯科で使用されているイットリア系ジルコニアと比較して約2倍の強靭性と、口腔内のような水熱環境下でも劣化しない優れた特性を有する。本研究の目的はCe-TZP/Al2O3インプラントの開発である。我々はインプラントフィクスチャーへの応用を検討するにあたり、表面にフッ化水素酸処理を施したCe-TZP/Al2O3の骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)への影響について評価し、Ce-TZP/Al2O3がMC3T3-E1細胞の分化を促進する結果を得た。また、動物実験では、ラット大腿骨へ埋入したフッ化水素酸処理を施したCe-TZP/Al2O3インプラント体と骨との結合を確認した。一方、天然歯周囲粘膜と比較してインプラント周囲粘膜のインプラント体に対する上皮性、結合組織性の付着は脆弱であり、インプラント周囲炎の原因菌に対する防御機能は未だ不十分である。そこで、歯肉貫通部インプラント体と歯肉上皮下結合組織との封鎖性の獲得を目的として、異なる表面粗さのCe-TZP/Al2O3上に、ヒト歯肉線維芽細胞であるHGF-1細胞を培養し、細胞接着・増殖・分化、細胞形態および炎症性サイトカインの産生について検討を行った。その結果、鏡面研磨したCe-TZP/Al2O3上で培養したHGF-1細胞は、他の基盤と比較して、前炎症性サイトカインの産生能が低く、細胞接着・増殖率、基質合成能、細胞骨格の発達がより高いことが認められた。これにより、鏡面研磨したCe-TZP/Al2O3は、歯肉上皮下結合組織とより緊密な封鎖性を獲得し、インプラント周囲炎の発症リスクを低下させる可能性が示唆された。炎症性サイトカインの評価としてELISA法で実験を行っているが、試料片に対して播種する細胞の適正量、播種後のELISAで評価するタイムポイントについて何度か実験を行い、検討に時間がかかってしまった。評価を行う炎症性サイトカインの種類を増やし、比較検討を行う必要がある。また、Ce-TZP/Al2O3とHGFー1との親和性について、細胞接着因子に関してリアルタイムPCRで評価を行う予定である。研究で使用する試料片と試薬の購入を予定していた為、前倒し申請を行い、1年目の使用できる研究費を多めに見積もったが、試料片の再利用が可能となり、見積もった研究費よりも使用額が少ない結果となった。
てんかんの発症年齢と難治性要因の解明：多小脳回症モデルラットを用いた解析

本研究はてんかんの難治性要因を明らかにすることを目的とし、多小脳回症のモデル動物を用いた実験的な解析とともに、難治性てんかん症例を対象とした臨床解析を行った。多小脳回症の実験モデルにおいて、Pentylenetetrazole (PTZ)を用いたけいれん誘発実験では多小脳回群においてけいれん閾値の低下が統計学的に証明された。けいれん誘発によるFluoro Jade B (FJB)陽性の変性神経細胞の出現は、正常対照群では観察されなかったが、多小脳回群では前頭頭頂部の皮質、海馬CA1領域の正中部、および線条体を中心に局所的な分布が認められた。個々のFJB陽性細胞の多くは小型で円形または紡錘形の細胞体を有し、形態学的にはinterneuronに合致していた。Growth-associated protein (GAP)43陽性細胞は、対照群では皮質第VI層とその直下の白質に分布し、類円形の小型神経細胞の細胞体に優位に観察された。多小脳回群では、脳梁膨大後部皮質、前頭葉および頭頂葉の第I- VI層におよぶ皮質全層および白質に広範囲に分布し、対照群に比し有意な発現上昇がみられた。さらに多小脳回群におけるGAP43の大半はparvalbumin陽性のinterneuronにより多く発現していた。一方、難治性てんかん症例を対象とした臨床解析では、重症心身障害児者130名におけるてんかん症例の臨床像を分析した。大島分類を用いた重症度分析では、運動および知的機能障害の重症例にてんかん合併率が高かった。また、難治例においては発作間欠期脳波における多焦点性発作波の出現が有意に高率であった。てんかんの難治性病態には、病理学的にはinterneuronの脆弱性による興奮・抑制機構の不均衡が、電気生理学的には脳の広範囲な領域に分布する多焦点性の発作活動の関与が推測された。本研究は、皮質形成異常におけるてんかんの発症年齢を規定する要因を明らかにするとともに、それらがてんかんの難治性とどのような関連性を有するかを、多小脳回症のモデルラットを用いて解析するものである。Growth-associated protein 43 (GAP43)は神経突起の成長円錐及び前シナプス膜に局在するリン酸蛋白で、神経突起の伸長やシナプスの再構築に重要な役割を担っている。本年度においては、興奮性神経細胞障害により惹起される多小脳回症のモデルラットを作成し、多小脳回の形成に伴う神経回路の再編成を調べるため、大脳皮質におけるGAP43の発現を免疫組織学的に検索した。実験動物は生後1日目のWistarラットを用い、右前頭葉皮質内に3μg (1μl)のイボテン酸を接種し多小脳回群を、1μlの生食水を接種して対照群を作成した。両群について、錐体細胞および介在神経細胞のマーカーとしてそれぞれ非リン酸化ニューロフィラメント抗体(NPNF)およびparvalbumin抗体を用い、GAP43との二重染色を行った。その結果、GAP43陽性細胞は、対照群では帯状束、および前頭葉と頭頂葉の皮質第VI層とその直下の白質に分布し、類円形の小型神経細胞の細胞体に観察された。多小脳回群におけるGAP43はNPNF陽性の錐体細胞に比し、parvalbumin陽性の介在神経細胞により多く発現していた。本年度の研究により、多小脳回症のモデルラットにおけるGAP43の発現パターンが詳細に検討され、多小脳回の形成に伴う神経ネットワークの再構築は、介在神経細胞を中心に進展することが明らかにされた。これは、多小脳回症におけるけいれん準備性には、介在神経細胞の分布変容や機能障害が関与する可能性を示唆し、今後の研究の方向性の一端を明確に提示する結果となった。本年度においても昨年度と同様に、興奮性神経細胞障害により惹起される多小脳回症のモデルラットを作成し、多小脳回の形成に伴う神経回路の再構築を明らかにするため、大脳皮質におけるGAP43の発現を免疫組織学的に検索した。多小脳回群では、脳梁膨大後部皮質、前頭葉および頭頂葉の第I - VI層におよぶ皮質全層および白質に広範囲に分布し、対照群に比し有意な発現上昇がみられた。

しかし、NPNF陽性の錐体細胞、およびparvalbumin陽性の介在神経細胞の各々に対するGAP43陽性細胞の発現比率は、対照群および多小脳回群の両者において有意な差は認められなかった。本年度の研究も昨年度と同様に、多小脳回症のモデルラットにおけるGAP43の発現パターンが詳細に検討された。しかし、大脳皮質全体における興奮性および抑制性神経細胞におけるGAP43陽性細胞の発現比率は、対照群および多小脳回群の両者において有意な差は認められなかった。これらを踏まえ次年度の課題の一つとして、皮質構築の異常領域とその周辺領域についての評価を重点項目として挙げた。本研究は、てんかんの発症年齢を規定する要因および、それらがてんかんの難治性とどのような関連性を有するかを明らかにすることを目的とし、主として皮質形成異常のモデルラットを作成して実験的な解析を行ってきた。課題研究の初期3年間においては、興奮性神経細胞障害により惹起される多小脳回症のモデルラットを作成し、pentylenetetrazol (PTZ)の腹腔内接種によりけいれん閾値の解析を行った。また、多小脳回の形成に伴う神経回路の再編成を調べるため、大脳皮質におけるgrowth-associated protein (GAP) 43の発現を免疫組織学的に検索した。けいれん閾値の解析では、接種回数の増加に応じて、けいれん強度が増すという傾向は認められなかったが、多小脳回群においてはけいれん閾値の低下が統計学的に証明された。また、病理学的解析ではGAP43陽性細胞は、対照群では帯状束、および前頭葉と頭頂葉の皮質第VI層とその直下の白質に分布し、類円形の小型神経細胞の細胞体に優位に観察された。多小脳回群では、脳梁膨大後部皮質、前頭葉および頭頂葉の第I- VI層におよぶ皮質全層および白質に広範囲に分布し、対照群に比し有意な発現上昇がみられた。さらに多小脳回群におけるGAP43はnon-phosphorylated neurofilaments (NPNF)陽性の錐体細胞に比し、parvalbumin陽性の介在神経細胞により多く発現していたことを明らかにした。以上の結果から、本皮質形成異常におけるけいれん準備性には、介在神経細胞の分布変容およびその機能異常が関与する可能性を推測した。当初の研究計画で予定した主要な研究実施項目は以下の通りである。すなわち(1)多小脳回症ラットの作成とけいれん準備性の評価、(2)多小脳回症てんかんラットの作成と行動解析、(3)てんかん原性発現の病理基盤の解析、(4)てんかん原性領域の興奮性神経活動の電気生理学的分析、および(5)抗てんかん薬治療による難治性病態の解析、の5項目である。この内、(1)および(3)の2項目はほぼ予定通りの成果が得られ、(2)に関しては行動解析以外の項目はほぼ実施することができた。(4)に関しては実験設備の準備・確保が十分ではなく、現在までのところ実施されていない。(5)については平成30年度中に実施予定である。本研究はてんかんの難治性要因を明らかにすることを目的とし、多小脳回症のモデル動物を用いた実験的な解析とともに、難治性てんかん症例を対象とした臨床解析を行った。多小脳回症の実験モデルにおいて、Pentylenetetrazole (PTZ)を用いたけいれん誘発実験では多小脳回群においてけいれん閾値の低下が統計学的に証明された。
アスベストによる培養細胞のDNA傷害に及ぼすタバコ煙の相乗効果とヒドロキシラジカルの役割の解析に関する研究

(1)アスベストとタバコの煙から生じることが知られている過酸化水素(H_2O_2)により、DNA傷害を引き起こすヒドロキシラジカル(・OH)が生成することを見いだした。(2)ESRにより測定した5種類のアスベストの・OH生成能とDNA鎖切断能との間に正の相関を見いだした。(3)5種類のアスベストの・OH生成能の順序はMaltoniらによって報告されているアスベストの中皮腫発生率の順序と同じであった。故に、発癌メカニズムの一部は・OHによることが示唆された。(4)しかし、タバコ煙をバブリングしたリン酸緩衝液(Smoke-PB)とアスベストによる・OH産生能とDNA鎖切断能との間には相関は認められなかった。(5) (4)の相関が認められなかった理由は、Smoke-PBの中には・OHと反応する物質あるいは鉄をキレ-トして不活性化させる物質が存在することによると考えられる。(6)アスベストとSmoke-PBの培養細胞に対する毒性は主にSmoke-PBによるもので、アスベストとの共存下で・OHスカベンジャ-が毒性を防止する効果は示されなかった。(7)アスベストとSmoke-PBの共存による培養細胞のDNA鎖切断増加は認められなかった。アスベストによる環境汚染は私達の身近な問題であり、かつその発癌性のゆえに、現在大きな社会問題となっている。私達は先に、アスベストとタバコの煙から生じることが知られている過酸化水素(H_2O_2)とから生体成分との反応性の高いヒドロキシラジカル(・OH)が生じることを見いだした。このラジカルはDNAを著しく傷害することから、この・OH産生現象がアスベスト汚染下にある喫煙者の発癌率が非喫煙者の50倍も高いと言われる原因ではないかと考えた。これを証明する為に今年度は、5種類のアスベストとH_2O_2あるいはタバコ煙との共存によって生じる・OHの発生量の比較と、この・OHによるDNA鎖切断能の違いについて調べた。まず、スピントラップ剤のDMPOを用いて5種類のアスベストとH_2O_2存在下での・OHの生成を調べたところ、クロシドライト>アモサイト>アンソフィライト>クリソタイルB>クリソタイルAの順となり、この順番はDNA鎖切断能とも良く一致しており、両者の間には有意な相関(P【<】0.02)が認められた。一方、H_2O_2のかわりに、リン酸緩衝液(PB)にタバコの煙をバブリングしたSmoke-PBと5種類のアスベストとをインキュベーションするとESRによって調べた・OH産生の順序は5種のアスベストでH_2O_2の場合と同様であったが、DNA鎖切断能はどのアスベストでも予期に反して極めて低かった。また、Smoke-PB濃度をあげるとESRによる・OH量の変化はわずかであったが、DNA鎖切断は著しく低下した。以上より、Smoke-PBとアスベストによる・OH産生能はH_2O_2との場合と同様であるが、DNA鎖切断能は著しく低下することが判明した。この原因はタバコの煙の濃縮液中に、・OHとの反応性がDMPOより低く、DNAとの反応性よりは高いか同等程度のポリフェノール類か何かが存在していることによると思われる。前年度までは、アスベストとタバコ煙から生じることが知られている過酸化水とのインキュベ-ションにより、DNA鎖切断を引き起こすヒドロキシラジカル(・OH)が生成し、この・OH生成能とDNA鎖切断能との間に正の相関があることを見いだした。更に、5種類のアスベストについてその・OH生成能を調べたところ、その順序は既報の中皮腫発生率の順序と同じであることを見いだし、このことからアスベストによる発癌のメカニズムの一部には・OHが関与していることが示唆された。そこで今年度は、タバコ煙の替りとして用いていた過酸化水素の系から本題であるタバコ煙をリン酸緩衝液にバブリングして調製したタバコ煙濃縮液(SmokeーPB)を用いる実験に進んだ。

ところが、アスベストとSmokeーPBとによる反応系では、予想に反して、・OH産生もDNA鎖切断もアスベスト・H_2O_2反応系の場合より低下して、かつ5種類のアスベストの・OH産生能とDNA鎖切断能との間には相関は認められなかった。これはSmokeーPBの中には・OHをスカベンジしたり、鉄をキレ-トして不活性化させる物質が存在することによるものと思われる。また、アスベストとSmokeーPBの培養細胞に対する毒性は主にSmokeーPBによるもので、アスベストとの共存下で・OHスカベンジャ-が毒性を防止する効果もなく、この反応系では・OHは生じていないものと考えられる。さらに、アスベストとSmokeーPBの共存による培養細胞のDNA鎖切断効果も認められなかった。本研究では、タバコ煙としてSmokeーPBを用いて実験を進めてきたが、得られた結果は予想に反してNegativeなものであった。これは実際の肺内では気層状態で反応するのに対して、SmokeーPBは液層として用いている、すなわちタバコ煙の存在形態が著しく異なることによるものと思われる。この問題の解決の為に、反応系のあり方を今後もう少し、基礎的な面から検討するつもりでいる。
超高密度格子による高解像流体計算法の検証と実用化研究

数値流体力学の精度や工学的有用性を抜本的に改善するために、非構造格子で必要な箇所を細分化して高密度な格子にする方法と高密度な直交格子を用いる方法との二つについて開発と応用研究を行った。前者は精度改善を評価するとともに、最適化法との組み合わせで高速旅客機形状の提案等を行うとともに、現在開発中の旅客機MRJの空力設計に寄与した。後者では本研究で提案しているBuilding-Cube Methodを高度化し、従来の10倍以上の格子密度の計算を行ってその有用性を示した。本研究は、現行の数値流体力学(CFD)が持つ問題点の一つである物理モデル依存性と計算格子依存性を解決するために、高密度な格子を用いた流体数値計算法の開発を目的としている。その具体的なアプローチとして、高密度直交格子を用いる方法と非構造格子で局所高密度化する方法の二つを採用している。代表者が提案したBuilding-Cube Methodでは、計算領域をブロック化して個々のブロック内で高密度な等方直交格子を用いている。大規模計算での計算時間短縮にはOpenMPを用いた並列ソルバーを開発し、そのことで高い並列性能を出すことを確認した。また、この方法を翼型周りの流れに適用して計算効率や計算精度についての検討を進めた。低レイノルズ数での翼型周りの流れの直接計算では、翼上面での剥離に伴う渦の生成、その渦の後縁での干渉過程での音波発生、さらにその音波が上流の剥離せん断層に干渉して渦を周期的に生成するフィードバック過程が後縁ノイズの発生メカニズムであることを明らかにした。その結果の実証には風洞実験等が必要であるが、高密度・高精細数値計算の可能性と重要性を示す研究成果であると考える。また、高レイノルズ数での翼型の3次元計算では、前縁での遷移を高密度数値計算で捕らえられることを示した。既開発の非構造格子を用いたCFD手法にも局所的に格子密度を高める格子細分化を開発し、航空機の着陸時の形態での大規模計算を実施して精度確認と流れの理解を進めた。また、数値計算での格子依存性を除去して定量的予測性能を高めるための抵抗分解法を開発し、その精度を確認するとともにウイングレットの最適設計に応用して工学的有用性を示した。本研究は、数値流体力学においての精度や工学的有用性を改善するために、高密度な格子を用いた流体数値計算法の開発を目的としている。その具体的なアプローチとして、高密度な直交格子を用いる方法と、非構造格子で必要な箇所を細分化して高密度な格子にする方法の二つを採用している。今年度は非圧縮性流れに対する並列ソルバーを開発し、精度や並列計算性能について調査した。非定常な流れで格子密度を時間的に変化させながらも高い並列計算性能を保つことを示した。さらに大規模計算のためのベクトル化等も行い平成20年度から稼働する高性能計算機での計算実行準備を進めた。さらに、大規模計算用の格子生成を高速に行うための方法を提案し学会発表している。億の点数の格子をパソコンで数分で生成するソフトは、本手法開発の大きな進展であり、メーカーや独立法人の研究所などが注目している。既開発の非構造格子を用いたCFD手法においても、局所的に格子密度を高める格子細分化を開発して航空機の着陸時の形態での格子密度の精度への影響調査を行い、剥離を伴う流れ場では精度の格子密度での依存性の大きさ、格子細分化での精度改善を確認した。また、航空機の周りの流れの数値計算でもっとも重要な揚力や抗力などの空力係数の精度を改善するために、その最終目標に対する格子の感度を随伴方程式を用いて調べる格子細分化法を開発し、高揚力翼型でその有効性を示した。本研究は、数値流体力学においての精度や工学的有用性を改善するために、高密度な格子を用いたり流体数値計算法の開発を目的としている。今年度は、前年度までに開発した非圧縮性流れソルバによりサイバーサイエンスセンターの新規高性能計算機SX-9を用いて大規模計算を実施し、そのベクトル演算および並列計算に関する高度化研究を進めた。その結果、ベクトル化率で99.7%、SX-9の1ノード16CPU並列で理想的な速度向上が得られ、本計算法の有意性を示した。その成果は国際会議等で発表している。一方、多ノードでの並列計算ではまだ演算速度の向上余地があり、計算精度でも定量的な一致には至っていない等、更なる改善点も明らかになった。

精度改善では、その一つとしてImmersed Boundary法の導入を進めて壁境界での精度改善法を計るとともに、移動壁に対する計算法の検討と開発、空力音源の計算開発等を進めるとともに、工学的応用のための乱流モデルの検討と導入も行った。既開発の非構造格子を用いたCFD手法においては、高密度な格子により翼型や航空機形状の最適化の研究を進め、現在進行中の旅客機MRJ開発に貢献するとともに、新たな高速旅客機形状の提案などを行った。また、応用研究としてヘリコプター周りの流れ解析や超音速旅客機のソニックブーム解析も新たに立ち上げ、工学的応用範囲の拡大を進めた。
離島社会における子どもの身体・健康・医療に関する文化的知識と行動パターン

日本の離島で学童期の児童を対象にエスノグラフィを実施し、子どもの身体、健康、医療に関する文化的知識と行動様式について医療環境とのかかわりで調査した。知識の世代間伝達が両島ともに確認され、特に子育ての習慣が子どもの健康行動に影響していた。しかしその一方で、交通網の発達によって都市部の医療システムとの結びつきが強まっていることや、島外出身の女性を親にもつことなどによって、子どもの知識や行動様式にはゆるやかな変化が生じ、また、親の社会的位置づけが子どもの健康観や身体観にも影響を及ぼしていることが確認された。地域ぐるみの子育てを充実させ、プライマリケアを中心とする医療が島の医療環境づくりに必要である。利尻島では、島の医療の歴史を利尻町史と利尻富士町史をもとに、その概要をまとめた。子どもの出産や子育てにかかわる医療のあり方や島民の受療行動について、島の医療に携わった経験のある医師の論文やエッセイをもとにその概要を理解した。子どもの身体・健康・医療に関する知識と行動パターンについては、身体と医療に関する子ども向けワークショップを開いた際に、子どもたちが身体・健康・医療というテーマにどのように向き合うのかを通じて、それらの考え方の一端を考察した。子どもの身体や医療にかかわる家族・学校・地域社会との関係性については現地調査に限りがあり、十分に行われていない。波照間島では、島の出産・子育て環境の歴史的変遷を主に調査した。出産環境について、昭和30年代までは産婆やお産に長けた女性の介助による島内出産が一般的だったが、昭和40年代半ば以降は石垣島での病院出産が増加した。但し、高波等で移動が困難な時も少なくなく、自宅出産と病院出産の併存期が昭和50年代半ばまで続く。それ以降病院出産に完全移行し、現在は石垣島、那覇、本土への里帰り出産が一般的である。子育て環境に関して、波照間島では仮親慣行が盛んで、多くの住民が昭和53年頃まで血縁関係にない子どもの保証人としてその生育を支え見守る役割を果たしていた。体の弱い子どもに道端で出会った人に親になってもらう「道親」慣行のみならず、迷子を助けた人が仮親になる「捜し親」という慣行もみられた。現在でこそこれらの慣行は見られないが、本土出身の妊婦や母親が出産や子育てをめぐる禁忌や過干渉とも思える発言を在来の島民から受けることは少なくなく、子どもの生育に地域住民が高い関心を寄せる風潮は現在も確認できる。子どもの健康と離島の社会構造・医療環境との相関に関する文化人類学、公衆衛生学的調査を利尻島と波照間島で行った。利尻島では、主に鬼脇と仙法志地区の地域構造やその変化について文献調査(地理学研究や町史)とインタビュー調査を通して明らかにした。本土との関係を含むより大きな政治・経済的文脈を視野に入れた文献調査は、文献の数が限られていることから十分に行われていない。利尻島の医療福祉環境や子育て支援について、利尻富士町総合保健福祉センターの職員を対象に専門家インタビューを行い、その実態を調査した。鬼脇と仙法志で実際に子育てを行なっている世代から、島の医療設備や医療体制、子どもの健康や育ちについての考えを聞いた。離島の住民と医療者との関係性については聞き取りを通じて一部明らかになったが、島に流布している医療の意味や言説については、記録資料の収集が十分でなく、引き続き調査が必要である。子どもの保健行動について、小学校での参与観察、放課後や休日の活動への参加を通じて調査した。子ども向けワークショップの開催に必要な市民活動の理論や実践に関する文献の調査を実施した。波照間島では、波照間小中学校長に本科研への調査協力を依頼し、PTA総会での調査依頼書の配布、承諾書の回収を了承して頂き、4世帯の家庭から親子双方へのインタビュー調査の協力を得ることができた。但し、加賀谷が7月に出産し年度内の研究活動が中断したため、インタビュー調査は平成28年度に延期した。本年度の成果は北海道医療新聞に連載し、加賀谷が編者の1人として加わった比較家族史学会編『現代家族ペディア』(弘文堂)が7月に刊行された。以上の結果及び成果をふまえて、次年度は島が位置づく医療圏全体の医療環境を文献調査で明らかにする。また、子どもの健康にかかわる知識と行動パターンを離島の社会構造と医療環境との相関で分析を進め、研究の総括を行う。現地調査はほぼ計画通りに行われている。ただし、研究分担者の調査に中断があった。研究成果は順次に公表されている。利尻島における実績は次のとおりである。2016年6月に利尻町仙法志で行われた神社大例祭に参加し、子どもが担う役割を調査し、同じく6月に、利尻町長浜で行われている利尻麒麟獅子舞の歴史と子どもの成長を願う儀礼の意味について調査した。2017年3月に利尻町仙法志の小学校で参与観察を行い、2014年から2016年までの成長のようすや病気やけがの状況について養護教諭から聞き取りを行った。これまでのフィールドワークから、「いのちの景観」という概念を導き、子どもの健康と医療を考えるうえで欠かせない土地環境の働きについて理論化した。その成果を2016年8月にウガンダで行われた国際学会で口頭発表した。さらに、ヘルス・サイエンスの領域に用いるヘルス・エスノグラフィという方法論を開発し、国内の学会で発表した。波照間島では、前年度に調査協力を依頼した4世帯の子どもとその親に対して、保健行動に関するインタビュー調査を行った。

常備薬は配置し利用するもののそれが診療所の利用の妨げにはならないことや、船の欠航の多さが島外の専門医よりも島内の診療所の利用を促していることが明らかになった。また、当初の研究計画にはないが、加賀谷が4月に新潟大学に着任したため、学生らと共に新潟県五泉市の山間集落の悉皆調査を行った。新潟の農村集落の子どもたちが、いかなる社会環境と医療環境の中で生活してきたのかについて明らかにした。冬は雪深くなり陸の孤島と化す新潟の農村集落と沖縄の離島集落との比較を通じて、後者の特徴を的確に理解する視座を得た。これまでの研究成果のとりまとめと理論化に時間を要し、その成果を2016年8月にウガンダで行われた国際学会で口頭発表するための準備にも想定以上の時間を要したため、フィールドワークが予定通り実行できなかった。利尻島における実績は次のとおりである。(1)祖父母世代(現在70代、80代の人々)を対象にインタビュー調査を行い、身体・健康・医療に関する知識と行動パターンの世代間比較を行った。その結果、祖父母世代が子どもだった頃と現在の子どもたちとでは学校制度や医療制度、それを支える社会構造に大きな違いがあり、子ども期の身体・健康・医療に関する知識と行動パターンの変化を生み出していることが明らかになった。(2)地元の医師にインタビューを行い、島の医療体制や子どもの病気に対する対応について、利尻島は札幌市への交通の便がよいため、島独自の医療環境というよりも、札幌との相関について理解を深める必要があることがわかった。また、昔と今の家庭配置薬や売薬の利用について、祖父母世代に聞き取りを行い、病院に通いやすい現在の状況とはやや異なっていることが明らかになった。(3)研究成果の一部を「写真と語り」であらわし、地域の人々や子どもたちに発信し、本研究の最終年度のしめくくりを行った。波照間島では子どもの保健医療行動に関する医療者への聞き取りを行い、波照間診療所の子どもの受診率は月平均5名程度であり、継続的な受診者はいないことがわかった。その一方、32名の小学生の半数は虫歯治療が必要な状態で、半年後も9名は治療が未完であった。こうした受診行動の相違は、医療者と親の関係性に起因している。歯科診療所の医師は島民と日常生活で接点が少ない。他方、診療所の医師も2年任期だが、看護師や事務職員が長年勤務し子どもの日常の様子や成長の過程を知っているため、親は医師に詳細な説明なしに気軽に受診できるという。このことから、子どもの生活を総合的に見ようとする医療者の姿勢が子どもの受診行動に影響を与えていることが明らかになった。日本の離島で学童期の児童を対象にエスノグラフィを実施し、子どもの身体、健康、医療に関する文化的知識と行動様式について医療環境とのかかわりで調査した。知識の世代間伝達が両島ともに確認され、特に子育ての習慣が子どもの健康行動に影響していた。しかしその一方で、交通網の発達によって都市部の医療システムとの結びつきが強まっていることや、島外出身の女性を親にもつことなどによって、子どもの知識や行動様式にはゆるやかな変化が生じ、また、親の社会的位置づけが子どもの健康観や身体観にも影響を及ぼしていることが確認された。地域ぐるみの子育てを充実させ、プライマリケアを中心とする医療が島の医療環境づくりに必要である。
異なる発生源に由来する塩素化有機化合物のホルモン様作用に基づく次世代影響

DDTの代謝物で魚介類に多量に含まれるp,p'-DDE(DDE)と芳香剤のパラジクロロベンゼン(PDB)の2種類の塩素化有機化合物の複合汚染による次世代影響について検討した。12週齢のオス、メスのウイスターラットを交配し、妊娠ラットを作成した。作成した妊娠ラットをコントロール群、パラジクロロベンゼン(PDB)投与群、DDEとPDB複合投与群の3群に分け、コントロール群には通常飼料を、それ以外の群にはDDE(125ppm)およびPDB(25ppm)のいずれかあるいは両方を混入した特殊飼料を、妊娠成立後より授乳期が終了する日(産後21日目)まで母ラットに自由摂取させた。また、誕生した仔ラットは乳仔数の違いによる成長への影響を除くため、生後2日目に、各母ラットに対しオス、メス各4匹ずつに調整した。仔ラットは生後21日目に離乳し、その後は、すべての群において通常飼料を摂取させた。実験では、母ラットの妊娠、出産に対する影響および仔ラットの発育、成長、発達を経時的に観察、検討した。仔ラットが6,16,32,42週齢に生育した段階で剖検を実施し、各個体の主要臓器重量、生殖器への影響、血清性ホルモン濃度などを検討した。母ラットの妊娠経過や出産成績には著変を認めなかった。周産期にこれらの塩素化有機化合物の複合曝露を受けた仔ラットでは、肉眼的に奇形や生殖器の異常は認められず、その成長や発達にも、大きな変化はなかった。DDEとPDBの複合的な汚染による場合でも、顕著な影響は認めなかった。しかし、胸腺重量は、PDBの暴露により増加が認められ、血清コレステロールの上昇と考え合わせると、代謝内分泌、免疫系への影響が示唆された。本年度は、DDTの代謝物で魚介類に多量に含まれるp,p'-DDE(DDE)および室内で頻用されている芳香剤のパラジクロロベンゼン(PDB)の2種類の塩素化有機化合物の複合汚染による次世代影響について検討した。作成した妊娠ラットをコントロール群、パラジクロロベンゼン(PDB)投与群、DDEおよびPDB複合投与群の3群に分け、コントロール群には通常飼料を、それ以外の群にはDDE(125ppm)およびPDB(25ppm)のいずれかあるいは双方を混入した特殊飼料を、妊娠2日目より授乳期が終了する(出産後21日目)まで自由摂取させた。これらのダムラット(仔ラットを得るために交配したメスラット)は、各群6匹ずつとし、誕生した仔ラットは乳仔数による成長への影響を除くため、生後2日目にオス、メス各4匹ずつに調整した。実験開始後、ダムラットの妊娠、出産に対する影響、仔ラットの発育、成長、発達を経時的に観察、検討した。仔ラットが6週齢に生育した段階で剖検を実施し、各個体の主要臓器重量、生殖器への影響、血清性ホルモン濃度などを検討した。周産期にこれらの塩素化有機化合物の曝露を受けた仔ラットの成長や発達には、明らかな変化は認められず、DDEとPDBの複合的な汚染による場合でも、顕著な生体影響は認められなかった。しかし、生誕後早期(4日目)の肛門性器間距離はメスラットで延長が認められており、内分泌撹乱による影響が示唆される。今後、このメカニズムについて検討していかなければならない。また、その他の臓器への影響についても病理的、内分泌学的見地から現在検討中である。

DDTの代謝物で魚介類に多量に含まれるp, p'-DDE (DDE)と芳香剤のパラジクロロベンゼン(PDB)の2種類の塩素化有機化合物の複合汚染による次世代影響について検討した。12週齢のオス、メスのウイスターラットを交配し、妊娠ラットを作成した。作成した妊娠ラットをコントロール群、パラジクロロベンゼン(PDB)投与群、DDEとPDB複合投与群の3群に分け、コントロール群には通常飼料を、それ以外の群にはDDE(125ppm)およびPDB(25ppm)のいずれかあるいは両方を混入した特殊飼料を、妊娠2日目より授乳期が終了する日(産後21日目)まで母ラットに自由摂取させた。また、誕生した仔ラットは乳仔数による成長への影響を除くため、生後2日目に、各母ラットに対しオス、メス各4匹ずつに調整した。仔ラットは生後21日目に離乳し、その後は、すべての群において通常飼料を摂取させた。実験では、母ラットの妊娠、出産に対する影響および仔ラットの発育、成長、発達を経時的に観察、検討した。仔ラットが16週齢に生育した段階で剖検を実施し、各個体の主要臓器重量、生殖器への影響、血清性ホルモン濃度などを検討した。周産期にこれらの塩素化有機化合物の曝露を受けた仔ラットでは、肉眼的奇形や生殖器の異常は認められず、その成長や発達にも、大きな変化はなかった。DDEとPDBの複合的な汚染による場合でも、顕著な生体影響は認めなかった。しかし、メスラットでの肛門性器間距離の延長、胸腺重量の変化などが認められており、内分泌、免疫系への影響が示唆される。また、その他の臓器への影響についても、現在、検討している。DDTの代謝物で魚介類に多量に含まれるp,p'-DDE(DDE)と芳香剤のパラジクロロベンゼン(PDB)の2種類の塩素化有機化合物の複合汚染による次世代影響について検討した。作成した妊娠ラットをコントロール群、パラジクロロベンゼン(PDB)投与群、DDEとPDB複合投与群の3群に分け、コントロール群には通常飼料を、それ以外の群にはDDE(125ppm)およびPDB(25ppm)のいずれかあるいは両方を混入した特殊飼料を、妊娠成立後より授乳期が終了する日(産後21日目)まで母ラットに自由摂取させた。また、誕生した仔ラットは乳仔数の違いによる成長への影響を除くため、生後2日目に、各母ラットに対しオス、メス各4匹ずつに調整した。仔ラットが12,24,48週齢に生育した段階で剖検を実施し、各個体の主要臓器重量、生殖器への影響、血清性ホルモン濃度などを検討した。母ラットの妊娠経過や出産成績には著変を認めなかった。周産期にこれらの塩素化有機化合物の複合曝露を受けた仔ラットでは、肉眼的に奇形や生殖器の異常は認められず、その成長や発達にも、大きな変化はなかった。DDEとPDBの複合的な汚染による場合でも、顕著な影響は認めなかった。しかし、胸腺重量は、PDBの暴露により増加が認められ、血清コレステロールの上昇と考え合わせると、代謝内分泌、免疫系への影響が示唆された。
KEKBファクトリーのBELLE実験によるτレプトンの特性の精密測定

申請者および研究員Zhilich氏はBファクトリーBelle実験に従事し、以下の具体的研究を遂行した。Zhilich氏は、実験現場シフト要員としてCsI電磁カロリメータ検出器の維持、運転、特性構成作業を遂行するとともに、データ収集に従事した。また、特に、ルミノシティ測定ではオンライン測定システムを構築し、精度高い測定を可能とする成果を挙げた。さらに、オフライン解析では彼の数値結果がグループの基準値となり、Belle実験の重要な役割を果した。ルミノシティーに関するこれらの成果はNucl. Instr. And Methods誌に掲載されるとともに、IEEE国際会議において口頭発表した。一方、タウ物理解析においては、申請者とともに名古屋大学グループにてタウ・レプトン崩壊事象、特に、τ→2π、4π反応を研究対象とした。これはe+e^-→2π、4π反応と比較検討することによりConserved Vector Current則の成立限界を追求することを目指すものである。同時に、ミューオン異常磁気モーメントに関する重要な情報を提供することにもなる重要な課題である。残念ながら、採用期間終了までには解析結果を得るに至らなかったが、本国において名大グループと密接に連絡をとりながら解析を継続する計画である。
トランスクリプトームの人為的操作による遺伝病の治療

本研究の目的は、スプライシング異常に起因するRNA病を標的とした新規治療方法を創製することであり、関連する論文を2報、報告した。二つ目は、メタボリックシンドロームにおける脂肪分化を抑制する化合物BINDYを同定した論文である(Bioorganic & Medicinal Chemistry 23:4434,2015)。BINDYは、リード化合物であるINDYよりも強いDYRK kinase阻害効果を有し、脂肪分化に重要な転写因子であるPPARγとC/EBPαの発現を抑制することにより、3T3-L1細胞の脂肪分化を抑制した。最近、DYRK1Bの機能獲得型の遺伝子変異がメタボリックシンドロームを増悪させる報告からも、BINDYがメタボリックシンドロームに効果を示す可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。
磁気刺激を用いてジストニア成因と治療に関する研究

磁気刺激法を用いて、臨床的にジストニアの成因と治療を研究し、さらに経頭蓋磁気刺激の大脳への作用機序についてラットを用いて、その影響を行動学的と神経生化学的に検討した。頸部局所ジストニアを対象として、ジストニアの責任筋の一つである胸鎮乳突筋を支配している副神経を磁気で刺激すると、ジストニア側の刺激で大脳感覚誘発電位(SEP)の振幅が正常側の刺激での振幅より高かった。ジストニア側副神経に神経ブロックをすると、SEP振幅は減少し、この時筋力の著明な低下はなくジストニアは軽減した。この観察からジストニアには運動出力の異常だけでなく、筋からの感覚系の抑制での異常が推測された。磁気刺激はパルス状に変化する磁場により渦電流を発生させ、この渦電流はニューロンを刺激する。反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)を行うと、大脳皮質機能を変化させることが分かってきた。rTMSは種々の神経・精神疾患に対して応用されつつある。今回wistar系雄性ラット前頭部にrTMS(25Hz、x125)を与えて行動学的変化と神経化学的検討を行った。Elevated plus-mazetestでは、ラットの総行動回数にはrTMSを受けた群、音だけのsham群、control群間には差がなかった。しかし解放されたアーム(open arm)での滞在時間は増加した。これはTMS機の出力40%と60%で刺激した時に観察したが、20%、80%には認められなかった。3日間刺激では認められるが、1日では認めなかった。in vivo microdialysisではrTMSにより前頭部の5-HT濃度での抑制が認められた。Dopamineには変化がみられなかった。ジストニアの成因を検索するためにジストニアを呈する筋からの求心性情報の役割とその治療法を検討した。ジストニアの代表として頚部局所ジストニアを対象にした。責任筋の一つである胸鎖乳突筋を支配している副神経を磁気刺激で刺激すると、ジストニア側の刺激での頭蓋感覚誘発電位の振幅が正常側の刺激での振幅より高かった。経頭蓋磁気刺激で胸鎖乳突筋を支配する運動野を刺激すると、ジストニア側の胸鎖乳突筋は両側の運動野より神経支配をしている症例が高率に認められた。障害側副神経に短期作用型神経ブロックを施行すると、大脳感覚野での高振幅感覚誘発電位は減少した。この時、障害側ジストニアは軽減した。この観察をもとに長期作用型神経ブロックを行い,臨床的に頚部局所ジストニアが軽減した。この観察から局所ジストニアには感覚系でのoveractivityが存在し、大脳での運動プログラムから大脳運動野での運動出力に影響している可能性が示唆された。ジストニアには従来より感覚系の制御異常が推測されていたが、これがジストニアの治療に直接的関与した形での証明はなく新しい発見と思われた。反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)を行うと、皮質機能を一過性あるいは持続的に変化させることが分かってきた。rTMSは神経・精神疾患に対して応用されつつある。今回wistar系雄性ラット前頭部にrTMSを与えて、行動学的変化と神経化学的検討をmicrodialysis法を用いて行った。rTMSの処置には磁気刺激装置(AAA・10723、Nihon Kohden)を用いた。パルス幅は0.3ms、rise timeは0.06msであった。刺激コイルは垂直保持型8の字コイル(AAA・15062、Nihon Kohden)を用いた(内径35mm、外径70mm、7windings)。コイルの各wingは130度の角度を形成していた。

コイルintersection部の直下2cmにおいて、刺激装置の最大出力時の磁気強度は1.0Teslaであった。磁気刺激は一定の時間帯(8:0012:00)に処置した。実験に先立ち運動閾値を測定した。運動閾値は装置出力の40.4±1.4%であった。rTMSは25Hzで1秒間の刺激を1trainとして、1日5trainを処置した。train intervalは2minに設定し、連続した3日間を処置期間とした。Sham処置群は頭皮に対して15cm以上はなして保持し音のみの刺激を与えた。Control群として無処置で別ケージに飼育したラットを用いた。Elevated plus-mazetestではラットの総行動回数には差がなかった。しかし、解放されたアーム(open arm)で滞在する時間は装置出力40%で3日間前頭部を刺激した時に明らかに増加がみられた。この現象は出力60%で刺激した時にも観察されたが、20%、80%で刺激した時には観察されなかった。出力40%で1日のみの刺激ではこの増加は認めなかった。In vivo microdialysisに及ぼすrTMSの影響は、前頭部のドパミン濃度には著度はなかったが、5-HT濃度では抑制が認められた。
温室効果ガス放散が地下水質と地下ダムに与える効果

学位論文でも取り扱った宮古島砂川地下ダムを訪ねて、平成13年から現在に至る砂川地下ダム集水域の堤体上流部3観測点でのpH、カルシウムイオンなど無機物に関する計測データを収集した。平成4年13年の計測データについては後日郵送で受け取った。また、現地10点で採水し、室内でpH、無機物イオンの測定も行った。これらのデータや試料をHDDに集積した。学位論文では、地球温暖化によって地下に賦存する石灰岩の溶解が温室効果ガスの放散を促進する程度を推定するとともに、地下水質や地下ダムに与える影響を定量的にはかるため、450日間の観測値をもとにした解析を試みた。さらに、収集データをもとに開発プログラムの高次元化・高精度化をはかるとともに、20年余りにわたる観測期間の計測データを用いて、長期傾向の把握に努めた。また、次の原稿を国際論文誌に投稿すべく準備を完了した。一方、特別研究員の滞在を契機に、本学農学研究科とバングラデシュ農業大学との部局間学術交流協定・学生交流協定を締結した。これにより研究者および学生交流が一層促進され、両機関での共同研究が推進されることはもちろん、本学にとってもアジアとの国際交流の一環としてきわめて有用である。本年度においては、地球温暖化が石灰岩の溶解に与える影響を評価するモデルを1次元から多次元に拡張した。学位論文作成時に開発した準3次元モデルの精度向上をはかるとともに、多次元の効果を検討した。主要設備備品であるワークステーション(DELL(社)製Precision R5400)でプログラムを開発し、ベクトル計算環境の整備と計算の高速化をはかった。宮古島を始めとする地下ダム現場において、地球温暖化により地下に賦存する石灰岩の溶解に関する実データを収集し、地下水質や地下ダムに与える影響を定量的にはかる目的で予備的な解析を実施した。また、パソコンシステム上のプリ・ポストプロセッサソフトウェアを整備して、計算入力効率を向上させるとともに、計算結果の評価を容易とした。一方、大量の解析データ集積用にHDDを購入して、収集した実データを整理・統合した。開発したプログラムの高精度化をはかった。数値計算実施にあたって、学位論文でも取り扱った宮古島砂川地下ダムを訪ねて平成13年から現在に至る砂川地下ダム集水域の堤体上流部3観測点でのpH、カルシウムイオンなど無機物に関する計測データを収集した。本研究では、開発プログラムの高次元化・高精度化を目論むとともに、さらに20年余りにわたる観測期間の計測データを用いて、長期傾向の把握に努めた。このように本研究の初年度から2年度にわたる研究成果を、国際学会・論文誌(International Journal of Geomate)に投稿し掲載に至った。宮古島を対象とした研究は、研究分担者の学位論文研究主題であったが、当時のデータで不足する部分を宮古島へ赴き、平成4年以来の計測データを収集することで、解析に用いるデータの範囲が大幅に増加した。また、これまでの解析結果をとりまとめて、国際論文誌に掲載されたことは大きな進展であった。本年度に収集した長期にわたる計測データについて、詳細な整理を行う。また収集した現場データを元に、開発したプログラムにより地球温暖化によって地下に賦存する石灰岩の溶解が温室効果ガスの放散を促進する程度を推定するとともに、地下水質や地下ダムに与える影響を解析する。得られた成果を、さらに国際論文誌へ投稿する。