hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気管切開患者における嚥下機能障害の機序に関する研究

気管切開患者では誤嚥をしばしば認める。その機序に関しては喉頭挙上障害や咳嗽反射の低下、喉頭筋の廃用障害などが想定されるが十分解明されてない。気管切開の閉鎖で誤嚥の改善を認めることから声門下圧が重要と考えられるが直接測定した報告はない。本研究では気管切開患者の声門下圧を測定し、誤嚥との関係を検討した。症例は頭頸部腫瘍の術後7例、脳血管障害1例、声門下喉頭炎1例の計9例である。いずれの症例も気管切開が閉鎖可能となり、経口摂取も開始可能となる時期に声門下圧の測定と嚥下造影検査を行った。気管切開カニューレは、栓またはスピーチバルブを装着して呼気や発声が可能となるスピーチカニューレを用いた。声門下圧の測定は、スピーチカニューレ内の圧をチューブに栓をした時としない時に分けて測定した。スピーチカニューレに栓をしない状態では、呼吸による圧変動があるものの嚥下時には明らかな圧上昇は見られない症例が多かった(0.9±1.4mmHg)。これに対し、スピーチカニューレに栓をした状態では、栓をしない時に比べて有意な圧上昇を認めた(6.1±2.4mmHg)。また、発声時や咳の時にはさらに高い圧上昇を認めた。これらの症例のうち7例については嚥下造影検査にて誤嚥の有無を検討したが、栓をしない状態では咽頭残留物が誤嚥する所見が観察された。一方、栓をした状態では、誤嚥は少なく、誤嚥が見られた場合でも咳で喀出可能であった。すなわち、気管切開が閉鎖されると声門下圧の上昇により誤嚥防止が可能で、少量の喉頭侵入や誤嚥であれば咳で排出可能であった。以上より、気管切開症例で経口摂取を開始する場合には、気管切開が閉鎖できる状態になった方が有利であり、少なくともスピーチカニューレに栓ができる状態で、息止め嚥下や痰の喀出を行なわせることは気管切開患者の嚥下リハビリテーションに有用と考えられた。脳血管障害や脳腫瘍、神経筋疾患、頭頸部癌術後、食道癌や心臓大血管手術の術後の気道閉塞や呼吸機能障害に対して気管切開が行われている例の嚥下機能をビデオ透視と嚥下圧測定で評価した。ビデオ透視による解析では、喉頭の挙上閉鎖に障害があり誤嚥が見られる場合と、クリアランス障害のため残留した造影剤が喉頭・気管へ流入する場合が観察された。原因としては前者の場合、気管切開創の瘢痕とカニューレによる喉頭の挙上障害が考えられた。後者の場合には、カニューレのカフによる食道の圧迫と声門下圧の低下が考えられた。通常の嚥下では嚥下咽頭期に声門が閉じ声門下圧が高まり、声門下への食物の流入を阻止しているが、気管切開が行われていると声門下圧が上昇しなくなり、咽頭残留物が下気道へ流入しやすくなることが想定された。

嚥下圧の測定では、もともとの疾患のために嚥下時の軟口蓋部圧、中咽頭部圧、下咽頭部圧が低下している例が多かったが、咽頭圧の低下のため咽頭クリアランスが悪い例では喉頭・気管へ流入する傾向がみられた。食道入口部の圧低下は正常にみられる例が多くカニューレのカフによる食道圧迫や輪状咽頭筋の機能障害による影響は少ないと考えられた。今後、嚥下圧測定と同時に、気管切開カニューレより挿入した圧プローベにて声門下圧を測定することにより、気管切開例での声門下圧の変化および気管切開を閉鎖したときの声門下圧の変化と嚥下機能に対する効果を検討する予定である。気管切開患者における嚥下機能障害のうち、とくに誤嚥と声門下圧の関係について検討した。対象症例は頭頸部腫瘍の術後7例、脳血管障害1例、声門下喉頭炎1例の計9例である。いずれの症例も気管切開が閉鎖可能となり、経口摂取も開始可能となる時期に嚥下造影検査による嚥下機能評価と声門下圧測定を行った。気管切開カニューレは、栓またはスピーチバルブを装着して呼気や発声が可能となるスピーチカニューレを用いた。声門下圧の測定は、スピーチカニューレ内の圧をチューブに栓をした時としない時に分けて測定した。安静呼吸から吸気を行い息を止めて空嚥下し息を吐く一連の動作を測定した。スピーチカニューレに栓をしない状態では、呼吸による圧変動があるものの嚥下時には明らかな圧上昇は見られない症例が多かった(0.9±1.4mmHg)。これに対し、スピーチカニューレに栓をした状態では、栓をしない時に比べて有意な圧上昇を認めた(6.1±2.4mmHg)。また、発声時や咳の時にはさらに高い圧上昇を認めた。これらの症例のうち7例については嚥下造影検査にて誤嚥の有無を検討したが、スピーチカニューレに栓をしない状態では咽頭残留物が誤嚥する所見が観察された。一方、栓をした状態では、誤嚥は少なく、誤嚥が見られた場合でも咳で喀出可能であった。すなわち、気管切開が閉鎖されると声門下圧の上昇により誤嚥防止が可能で、少量の喉頭侵入や誤嚥であれば咳で排出可能であった。以上より、気管切開症例で経口摂取を開始する場合には、気管切開が閉鎖できる状態になった方が有利であり、少なくともスピーチカニューレに栓ができる状態で、息止め嚥下や痰の喀出を行なわせることは気管切開患者の嚥下リハビリテーションに有用と考えられた。
視覚認知障害解消のための画像変換手法を用いたIot型視覚呈示システムの開発研究

昨年度までにHMDを用いた3次元空間での検査・訓練手法を確立した。2018年度は動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMDシステムの開発とその訓練効果検証を実施した。具体的には、開発したHMDを用いた上下肢訓練を患者に使用してもらいその効果を検証実施した。訓練用ゲームとしては3次元様立方体に触れる動作を実施し、患者数名において麻痺側の運動促進効果を主観アンケートと客観データ(運動遂行時間、触れた立方体数得点、運動軌跡など)を得た。結果として、患者はヴァーチャル(VR )酔い等の支障はなく円滑にゲームを遂行でき3次元様の麻痺側上下肢機能のスコア化の可能性を見いだした。正しい運動遂行においては視覚提示とビープ音でフィードバック機能を加えた。今後は、さらにシステムとしてのユーザビリティに関する技術課題を明確する。さらに、動的歩行支援HMD製作として、IMUセンサとスマートフォンを用いた新たな歩行計測アプリの開発し、HMDとの同期を試行した。歩行時の重心移動や下肢の運動を定量的に計測することが可能である.HMD・スマートフォン内蔵のカメラ映像とセンサ,および外部加速度センサを利用している.HMD・スマートフォンの画面では,スマートフォンのカメラで撮影されている現実空間の映像と,VR技術により両下肢の運動の様子や歩行の軌跡が現実映像に重ね合わせHMD上に表示可能とした.本件に関しては臨床データを増やすことにより特許化を目指す。加えて、収集したセンサデータを用いて,オフラインでデータの詳細な分析(重心の移動,歩行軌跡,歩幅,歩行速度,下肢の支持時間など)が可能となる.本システムの運用試験を高齢者10名、患者2名に実施し、短距離では支障なく、患者の場合は平行棒内もしくは要監視で運用可能であることを確認した。当初予定していたHMDを用いた3次元様リハビリゲームの効果検証を実施し、HMDでの歩行支援要システムを構築した、昨年に加え視覚認知障害者複数名のデータを収集し、本装置の効果を検証した。定量的データとして運動軌跡、運動遂行時間、正答率などで定量化を試行しよる数値化を試みた。加えて動的歩行支援のシステムを構築した。2019年度は臨床データを増やし、その効果検証とワイヤレス化を予定する。以上より、現時点において、20180年度に予定した研究計画に関して9割以上の成果を得た。2018年度は動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMDシステムの開発とその効果検証を実施した。2019年度は、2018年度で構築したHMDに搭載された使用機器・センサ部分(CCDカメラ、HMDディスプレイ、ジャイロ、加速度)を用いて、ワイヤレス化を行い、PCおよびスマートフォン・HMDとのデータ処理、画像処理を行い、被験者負担を軽減し、データ保管を可能とする。これにより、本人、家族、医療スタッフ等での情報の共有化し安全安心なシステムをIoTシステムとして構築する。実験手法は昨年度と同様とするが、患者の状態によっては、屋外でのフィールド実験を追加し無線化、ワイヤレス化した本システムの将来の実用化にむけた課題を明らかとする。屋外に関しては日常生活活動(ADL)項目として、基本的ADL(BADL)および手段的ADL(IADL)における移動動作項目を中心に検証するさらに、ユーザビリティ調査を行い、本システムの最終版を製作する。なお、現状では研究を遂行するうえで対応策を行うような問題点は見当たらない。本件では、視覚情報呈示に加え、超小型センサを搭載することにより歩行という動的条件下での視覚認知障害に関する特性を見いだし,検査・訓練・支援として3次元HMDシステムの開発研究を実施する.平成29年次計画では、HMDを用いた3次元空間での検査・訓練手法の確立を実施することとした。まず、3次元での空間無視検査が可能となるようHMDシステムは高速演算が可能な画像処理システムを用い、画質はSXGA1280×1440以上可能とした。視野角は120度とし、以前の試作機機能に比べ2倍以上とした。また、来年度以降、音声刺激も導入することから本機器おいてもヘッドフォン付き仕様とした。このためHMD本体では150g程度となったが、本装置総重量は400gとなった。今後さらに軽量化を追求する。実験内容としては、本機器を用いて動的条件下で奥行き知覚に関する空間無視患者の空間無視障害の特性を見いだし、その評価法および訓練法を確立するため、具体的には、2次元で実施する国際的な空間無視検査(BIT検査)の1種類である線分末梢試験と本装置による線分ではなく立方体を末梢する3次元条件下での試験との違いを検討した。被験者は空間無視患者および視野欠損患者数名とした。結果として、奥行きの有る本装置による3次元条件では立方体を配置する奥行き位置に各被験者の無視の重症度および物体中心座標か身体中心座標での障害の違いによって、2次元の通常の検査では得られない特有の病態を表出する可能生が示唆された。また、検査自体が訓練にも使用できることを確認した。加えて、視覚情報を修正する視覚情報縮小法および画像移動法による訓練手法を試みたが、各被験者にとって良好となる手法は存在するが顕在化評価のため多様な被験者データが必要と考える。現在、被験者を増やし検査訓練を実施中であり次年度以降、本装置による検査・訓練法の確立を目指す。

当初予定していた3次元視覚情報呈示装置を製作し、視覚認知障害者複数名のデータを収集し、2次元と3次元での視覚認知障害の相違を明らかとし、かつ、本装置を用いた訓練手法の確立に着手した。なお、動作分析として、眼球運動、身体運動分析に関しては定性的分析にとどまったが来年度以降、定量化分析を加えることとする。以上より、現時点において、平成29年度に予定した研究計画に関して9割以上の成果を得た。計画した内容をほぼ達成し、かつ、来年度以降に予定していた音声刺激装置仕様にも着手し、また、IoT化に関する打ち合わせも本年度中に進めている。さらに、多様な被験者データが必要であることから継続的に被験者データは収集している。昨年度までにHMDを用いた3次元空間での検査・訓練手法を確立した。2018年度は動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMDシステムの開発とその訓練効果検証を実施した。具体的には、開発したHMDを用いた上下肢訓練を患者に使用してもらいその効果を検証実施した。訓練用ゲームとしては3次元様立方体に触れる動作を実施し、患者数名において麻痺側の運動促進効果を主観アンケートと客観データ(運動遂行時間、触れた立方体数得点、運動軌跡など)を得た。結果として、患者はヴァーチャル(VR )酔い等の支障はなく円滑にゲームを遂行でき3次元様の麻痺側上下肢機能のスコア化の可能性を見いだした。正しい運動遂行においては視覚提示とビープ音でフィードバック機能を加えた。今後は、さらにシステムとしてのユーザビリティに関する技術課題を明確する。さらに、動的歩行支援HMD製作として、IMUセンサとスマートフォンを用いた新たな歩行計測アプリの開発し、HMDとの同期を試行した。歩行時の重心移動や下肢の運動を定量的に計測することが可能である.HMD・スマートフォン内蔵のカメラ映像とセンサ,および外部加速度センサを利用している.HMD・スマートフォンの画面では,スマートフォンのカメラで撮影されている現実空間の映像と,VR技術により両下肢の運動の様子や歩行の軌跡が現実映像に重ね合わせHMD上に表示可能とした.本件に関しては臨床データを増やすことにより特許化を目指す。加えて、収集したセンサデータを用いて,オフラインでデータの詳細な分析(重心の移動,歩行軌跡,歩幅,歩行速度,下肢の支持時間など)が可能となる.本システムの運用試験を高齢者10名、患者2名に実施し、短距離では支障なく、患者の場合は平行棒内もしくは要監視で運用可能であることを確認した。当初予定していたHMDを用いた3次元様リハビリゲームの効果検証を実施し、HMDでの歩行支援要システムを構築した、昨年に加え視覚認知障害者複数名のデータを収集し、本装置の効果を検証した。定量的データとして運動軌跡、運動遂行時間、正答率などで定量化を試行しよる数値化を試みた。加えて動的歩行支援のシステムを構築した。2019年度は臨床データを増やし、その効果検証とワイヤレス化を予定する。以上より、現時点において、20180年度に予定した研究計画に関して9割以上の成果を得た。平成30年度は動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMDシステムの開発とその効果検証を行う。29年度で明らかとなったHMDの仕様および患者データを元に、動的歩行時での検査訓練支援のためのシステム構築を目指す。
児童・生徒問題に対応した規範教育カリキュラムの策定に関する基礎研究〜西欧諸国の「市民の資格」教育の関する国際調査を踏まえて〜

わが国においては、近年、青少年、特に中学年齢段階の若者の間から、多くの問題行動が発生している。この背後には、社会規範の内面化の問題がある。この社会規範は、問題行動やその発生原因を特徴づけるものである。例えば、学校のカリキュラムの中に盛り込まれた社会化を通して内面化された"自己抑制"(社会規範)の欠落や失敗によって、少年たちは、非行少年や問題行動少年になる、ということがこれまで言われてきた。本研究は、この社会規範の内面化を目的として欧米でなされている「市民化教育」(Citizenship Education)をわが国に導入することの可能性を検討すると同時に、導入した際に展開されるであろう市民化教育カリキュラムを検討する基礎資料の収集を求めてなされた。本研究の一環として中学2年生を対象とする質問し調査を実施した。その主な結果は以下のようである。(1)逸脱行動に対する「許容生」においては、男女の差はなかった。(2)しかし、その実際体験においては、女子よりも男性の方が遥かに高くなった。平成12年度においては、以下の研究を実施した。(1)児童・生徒の規範意識と家庭・学校・地域社会での規範教育の実態把握。(2)イギリス及びオランダの義務教育学校を中心とした規範教育の実態把握。(1)の研究結果として、小中学校で様々な問題行動を生じる児童生徒には、家族、特に幼児期からの両親の養育態度に問題の多い事が判明した。特に親子関係における基本的生活習慣の形成努力の不足、一貫した愛情表現の不在等が特に見られた。逆に言えば、保育園、幼稚園生活において、こうした生活習慣の形成や親あるいはそれに代わる者による受容的接触が十分に成された場合、その後の問題行動の発生を十分に抑止することの可能性が認められた。(2)の研究としては、イギリス・オランダの教育・雇用省を中心に規範教育カリキュラムの実態把握を行った。その結果、例えばイギリスにおいては新カリキュラム中に「Citizenship Education」(市民としての資格教育)が年齢発達段階別に設定され、「健康教育」とリンクした子供を大人にする教育のなされていることが判明した。本年度は、前年度において求めた子供の発達段階別規範教育の教育課題が果たして現実に有効か否かを現場教師の判定に求めた(体験調査)。その結果、得られた修正点を基に規範教育の教育課題の並べ替えを行ない、より有効な規範教育カリキュラムの策定作業を進めた。また、教師の意見を基に、子供の規範的杜会化にさほど重要でないと指摘された規範項目の検討を進め、カリキュラム構成要素の精緻化を進めた。こうした規範教育カリキュラムの構築を実際に進めているイギリスの実態を参考とするため、「The Citizenship Education in England」(T.H, Haward)を翻訳した。さらに、本年においては、子供の規範意識の実態、特に規範意識の時系列変化を明らかにする必要性のあるところから、1987年に清永が全国の中学2年生を対象に行ったと同様な調査を、同一地点、同一年齢少年、同一調査票によって2001年6月10月に掛けて実施した。調査の結果、1987年時点に比較し、最近の子供は、種々な問題行動を「やった(体験した)」ことのない子供が多くなっていることが判明した。非行問題を含め、最近の子供達の間で、子供の規範意識の乱れからの問題行動の一般化が指摘されるが、その点に関する新たな視点からの検討を迫る事実が判明してきた、といえる。青少年による非行問題、薬物乱用、暴走等の行為の背後に社会的規範意識の希薄化が存在すると言われる。本研究は、その実態を明かにすると同時に、子どもの発達に応じた規範意識形成装置としての「市民化教育」(Citizenship Education)の在り方について検討した。その結果、(1)青少年の規範意識は必らずしも全面的に希薄化はしていない。(2)しかし、問題行動によって、著しい希薄化傾向のあることも認められた。(3)またさらに、男子よりも女子にその傾向の著しいことが明らかとなった。規範意識形成装置としての「市民化教育」として、現在、イギリスにおいて実施(試行中、本年、本格化)されるCitizenship Educationの実態について調査した結果として、「市民」の定義をいかに固めるかの重要性が明かとなった。
ストレス依存的な細胞内外小胞の新規形態様式

研究代表者らは、抗酸化酵素ペルオキシレドキン(Prx)が負電荷を有するリン脂質と会合して直径3080 nmの小胞(以後、Prx-MVと記す)を形成することを最近発見した。本研究課題では、これまでに全く知られていなかったこの意外な発見を土台に、Prx-MVが細胞内外小胞の一形態であることを提案し、その機能や細胞内(外)における動態を生化学的、生物物理学的、細胞生物学的手法を用いて探索する。
家計内配分とジェンダー統計の研究

ジェンダー平等の問題は社会的に問題視されるのが常であるが、家計内における問題では信頼に足る統計が少ないのが実情である。そのために、ジェンダー平等問題は見えてこないのではないか、どのようなジェンダー統計が開発されたならばより正確な男女関係が描きだせるのか、という認識から研究をスタートさせた。研究対象分野は大きく2つに分けられた。一つは、COEジェンダー研究のフロンテアに本研究メンバーの3人が入っていることから、COEの研究対象である、中国、韓国のパネルデータをもちいて、東アジアにおけるジェンダー統計を検討すること。もう一つは、日本で大規模企業の労働組合に属している男女は、ジェンダー平等が一般労働者に比べて高いのではないか、という仮定のもとに、日本の労働組合員男女の職場におけるジェンダーの実態と、家計内での時間配分、経済資源配分からジェンダー統計を考え、実態と意識のギャップを観察すること、である。前者の分析からは、家計内資源配分を収入、生活時間、家事時間、夫婦名義資産、資産形成への貢献認識や名義資産の処分権などを通じて、日本のジェンダー平等の実態を韓国・中国との相違を明らかにした。またパネルデータを用いたジェンダー指標の構築の検討では、「夫婦内」「親子内」「世代間」の関係性でみるのか、経年的な変化に注目するのか、変数間の因果関係から見るのか、等の手法により異なってくることなどを分析した。さらにこうしたジェンダー平等に大きな影響を与える制度のひとつに社会保障がある。そこでジェンダー平等において躍進的な向上をみせているオランダの医療・介護制度課改革から日本への教訓を学んだ。最後に労働組合に所属している日本の男女労働者にたいしてさまざまな角度からジェンダー平等に実態を探ることに多くの時間を掛けた。その結果職場でのジェンダー平等実態と、ホンネとしてのジェンダー平等とのギャップは男女間で異なること、等を見出した。1.「ジェンダー統計」という関心視点を持って既存の統計資料をレビューすることと、国内の統計だけではなく、グローバルな視点からジェンダー統計の現状とその方向性を探ることをめざした。具体的には、専門家からジェンダー統計の現状と問題点に関して報告を受け、討論を行った。以下に記す3名の講師を招聘し研究会を開催した。研究会の開催第1回平成15年8月6日国立女性会館主任研究員中野洋恵氏テーマ:ジェンダー統計の現状第2回平成15年9月18日東京学芸大学教授大竹美登利氏テーマ:インドネシアのジェンダー統計システムの構築とその課題第3回平成15年12月25日ILO東京代表・ジェンダー特別アドバイザー堀内光子氏ジェンダーの主流化とは何か:使えるジェンダー統計をめざして2.本研究の柱の1つである社会保障制度の国別特徴づけをジェンダーの視点で行うために、社会保障の先進国といわれるオランダとスウェーデンにて聞き取り調査を行う。海外調査オランダおよびスウェーデンのジェンダーを考慮した社会保障制度、特に医療制度に関するヒアリングを行う。期間は平成16年3月24日から3月31日。訪問先はエラスムス大学のエリック・シュット教授とアムステルダム大学のヘティ教授にオランダの事情をヒアリングする。またスウェーデンでのヒアリング調査は、Stockholm School of Economicsにて行う。1.11月26日、本年度の海外調査<オランダ・スウェーデンでジェンダー視点を考慮して医療・介護制度に関するヒアリング>を実施した研究分担者の大森氏の調査報告会を開き討論会を実施した。報告テーマは「オランダの医療・介護制度について」および「オランダの医療・介護保険制度改革」についてである。

またオランダ、スウェーデンの医療分野の経済学者および社会学者数人に、「ジェンダー統計」の必要性と実際の実用化の認知度についてヒアリングをした結果の報告もあったが、ジェンダー統計の重要性は認識しているものの、実際に利用するには至っていない状況がわかった。2.残りの3人の研究分担者(篠塚・御船・永瀬)は、COEジェンダー研究のフロンティアの研究メンバーを兼ねている。そこで共同作成されたパネルデータ<韓国、中国>と日本の財・家計経済研究所の日本のパネルデータを用いて、それぞれ生産労働と再生産労働(介護、育児、家事、出産など)の、家計内におけるジェンダー配分の相違や、資産<金融・実物>の家計内配分のジェンダー不平等について、国際比較の視点からそれぞれ論文執筆を担当した。これらの第1次報告はCOE、F-GENSパブリケーション・シリーズの韓国パネル2003、韓国パネル2004、中国パネル2004に担当執筆として収録されている(執筆中のもの含む)。また12月F-GENS全体シンポジウムでは、3人が家計内資源配分とジェンダー不平等の視点から報告あるいはシンポジウムのパネリストとして参加した。3.当初手当に計上したものより旅費の出費が少なかった理由は、海外出張予定者が他の研究との調整がつかず、別途に国内調査に切り替えたためである。ジェンダー平等の問題は社会的に問題視されるのが常であるが、家計内における問題では信頼に足る統計が少ないのが実情である。そのために、ジェンダー平等問題は見えてこないのではないか、という認識から研究をスタートさせた。日本では大規模企業の労働組合員を調査対象とし、配偶関係別、子供の有無別に、家計内での時間配分、経済資源配分、などによって、実際の統計的格差と、ジェンダー平等意識格差の違いを明らかにした。結論は、統計で確認できる客観的指標(賃金格差、労働時間格差、昇進格差など)からは客観的なジェンダー格差が確認できる。他方、意識に現れた主観的なジェンダー不平等感(あるいは平等感)は、客観的なジェンダー格差に比べ、不平等感が高くでているようである。その背景には、平等政策を社会的にいかに整備したとしても、これによって家計内にある男女関係の歪みを是正する力となると、微々たるものであり、このことがジェンダー統計にあらわれた、主観的格差と客観的格差とのギャップになったと考えられる。こうした家計内にみられるジェンダー統計の相違を、日本からアジア諸国にまで視野を広げ、韓国(ソウル)、中国(北京)そして日本の3カ国比較によって、同様のジェンダー分析を試みた。その結果、日本と韓国では類似性が、中国では高いジェンダー平等性が確認できた。その背景には、国家建設の土台に男女平等思想をおいた中国と、西欧型の合理的競争原理を経済の土台においた韓国との制度の違いがあるように思われる。そこでジェンダー平等にとって重要な政策となる、社会保障制度のあり方を北欧に事例を求めて考察した。これによって日本での制度変更への示唆に富む結論が得られたが、実現への道は遠い
超伝導多層膜構造中の磁場分布測定

本研究は超伝導層と絶縁層からなる多層膜構造を加速空洞内面に導入する事で、バルクのニオブを上回る加速電場とQ値が実現するための基礎研究である。実験面では、多層膜試料の分析により現実の試料形状を確認した。更に転移温度測定装置を立ち上げ、試料の質の評価と成膜条件へのフィードバックを可能とした。理論面では、各層が理想的に平坦な場合を仮定して準古典理論に基づいて最大加速電場を評価し、適切な材料の組み合わせと最適膜厚を示した。実験データとの精密な比較のため、表面のナノからサブミリメートルの凹凸の影響を評価した。更に空間的温度勾配下での冷却による磁束排除現象を理論的に解析し、実験と合うモデルを提案した。超伝導層と絶縁層からなる多層膜構造を加速空洞内面に導入する事でニオブ空洞を大きく上回る加速電場とQ値が実現可能であると考えられている。以前、研究代表者らは超伝導多層膜構造で到達できる最大加速電場すなわち磁束侵入磁場の理論的研究を行い、材料の組み合わせと最適膜厚を示した。本研究ではβ-NMRを用いた膜内磁場分布測定により研究代表者らの理論を検証したい。以前の研究代表者らの理論計算では、理想的に平坦な超伝導体と絶縁体からなる多層膜に平面波が垂直入射する状況が仮定されている。しかしβ-NMRでは平面波でなく直流磁場が印加される。更に現実の試料の膜厚は一様でなく表面に凹凸が存在する。理論と実験データの精密な比較には、これらの効果を入れて理論を拡張するか、試料の質を理論の仮定に近づける必要がある。平成26年度は理論の拡張と試料評価を行った。1.絶縁層を含まない超伝導二層構造に直流磁場が印加されている場合の磁場分布と磁束侵入磁場を計算した。方法は絶縁層がある場合に容易に拡張可能である。理論とβ-NMRによる実験結果の比較が可能となった。2.試料表面に必ず存在する無数のナノスケールの凹凸(これは超伝導電流を増幅させ至る所で磁束侵入磁場を小さくする)をモデル化し磁束侵入磁場を解析的に求めた。3.表面磁場を強め熱的磁気的超伝導破壊を引き起こすサブミリメートルのピットをモデル化し、磁場増幅係数を解析的に求めた。4.多層膜試料の表面観察、膜厚測定、元素分析を行い、膜厚の不均一性等、理論が仮定している試料形状と現実の試料との違いを確認した。上記1から4は、理論と実験データの精密な比較に活かされる予定である。特に2及び3は、本研究のみならず、超伝導空洞研究の広範囲の活動に寄与すると考えている。超伝導層と絶縁層からなる多層膜構造を加速空洞内面に導入する事で、バルクのニオブ空洞を大きく上回る加速電場とQ値が実現可能であると考えられている。以前、研究代表者らは、超伝導多層膜構造で到達できる最大加速電場すなわち過熱磁場の理論的研究を行い、材料の組み合わせと最適膜厚を示した。この計算では、理想的に平坦な超伝導体と絶縁体からなる多層膜に平面波が垂直入射する状況が仮定されているが、現実の試料の膜厚は一様でなく表面に凹凸が存在し、更には捕獲磁束の存在も無視できない。このような背景のもと、平成27年度は理論の拡張と試料評価のための実験環境の整備を行った。(1)試料表面に必ず存在する無数のナノスケールの凹凸は、超伝導電流を増幅させ至る所で過熱磁場を実効的に小さくする。これをモデル化し、準古典理論に基づく過熱磁場の計算と組み合わせることで、最適膜厚の再評価を行った。(2)平成26年度に引き続きサブミリメートル・サイズのピットの磁場増幅効果の研究を更に推し進めた。(3)超伝導空洞冷却時に環境磁場が量子化磁束として捕獲される。これは空洞表面の損失・発熱に寄与し、最大加速電場とQ値を下げる方向に働くため、多層膜構造導入による性能向上の原理実証に臨む際、必ず立ちはだかる問題である。研究代表者は、一昨年に発見された「超伝導空洞を温度勾配下で冷却することで捕獲磁束を低減できる」という現象を理論的に考察し、実験結果を上手く説明するモデルを提案した。(4)転移温度測定装置を立ち上げ測定を開始した。これを用いれば、試料の質を評価するとともに、結果を成膜条件にフィードバックすることで継続的に試料の質を向上させることが可能である。研究代表者が大きな病気を患い、研究の現場から長期間離れていたことが原因で、実験準備が大きく遅れている。平成27年度末に試料評価用の転移温度測定装置が立ち上がり、漸く多層膜試料の作成と評価のフィードバックのループが形成されたところである。一方で、理論面での進展は著しい。平成26年度に引き続き、表面に存在する無数のナノ・スケールの凹凸の影響及びサブミリメートル・サイズのピットの磁場増幅効果を理論的に評価し、研究成果を査読付き論文誌から出版した。また、ナノ・スケールの凹凸の効果を考慮に入れて最適膜厚を再評価し、カナダで開催された超伝導RF国際会議2015の招待講演で発表した。更に、空間的温度勾配下での空洞冷却による磁束排除現象を理論的に解析し、実験と合うモデルを提案した。

これについては、SLAC線形加速器研究所で開催された会議に招待され口頭発表を行った。理論面での進展は、計画を大きく上回るものである。実験と理論の進捗状況を総合的に評価すると、やや遅れていると言える。超伝導層と絶縁層からなる多層膜構造を加速空洞内面に導入する事で、バルクのニオブ空洞を大きく上回る加速電場とQ値が実現可能であると考えられている。研究代表者らは、超伝導多層膜構造で到達できる最大加速電場すなわち過熱磁場の理論的研究を行い、材料の組み合わせと最適膜厚を示した。この計算では、理想的に平坦な超伝導体と絶縁体からなる多層膜に平面波が垂直入射する状況が仮定されているが、現実の試料の膜厚は一様でなく表面に凹凸が存在し、更には捕獲磁束の存在も無視できない。理論と実験データの精密な比較には、これらの効果を入れて理論を拡張するか、試料の質を理論の仮定に近づける必要がある。平成28年度は引き続き理論の拡張と試料の評価と質の向上に取り組んだ。(1)超伝導空洞冷却時に捕獲される環境磁場は、空洞表面の損失・発熱に寄与し、最大加速電場とQ値を下げる方向に働くため、多層膜構造導入による性能向上の原理実証に臨む際、必ず立ちはだかる問題である。研究代表者は最近発見された「超伝導空洞を温度勾配下で冷却することで捕獲磁束を低減できる」という現象を理論的に考察し、実験結果を上手く説明するモデルを提案するとともに、実際に空洞を使って実験を行い、現象の理解を大幅に深めることに成功した。(2)転移温度測定装置を立ち上げ様々な試料の転移温度の測定と成膜条件へのフィードバックを通じ、試料の質の大幅な向上に成功した。(3)研究代表者は数年前に多層膜に絶縁層が無い場合でも渦糸の侵入を食い止める効果がある事を指摘していたが、これを更に詳細に解析し、絶縁層が無い場合の最適膜厚、各種実験で観察し得る現象を整理した。本研究は超伝導層と絶縁層からなる多層膜構造を加速空洞内面に導入する事で、バルクのニオブを上回る加速電場とQ値が実現するための基礎研究である。実験面では、多層膜試料の分析により現実の試料形状を確認した。更に転移温度測定装置を立ち上げ、試料の質の評価と成膜条件へのフィードバックを可能とした。理論面では、各層が理想的に平坦な場合を仮定して準古典理論に基づいて最大加速電場を評価し、適切な材料の組み合わせと最適膜厚を示した。実験データとの精密な比較のため、表面のナノからサブミリメートルの凹凸の影響を評価した。更に空間的温度勾配下での冷却による磁束排除現象を理論的に解析し、実験と合うモデルを提案した。本研究の目的はβ-NMRを用いた膜内磁場分布測定により我々の理論を検証する事である。研究代表者らが以前に提出した理論計算においては、理想的に平坦な超伝導体と絶縁体からなる多層膜に平面波が垂直入射する状況が仮定されている。しかしβ-NMRでは平面波でなく直流磁場が印加される。更に、現実の試料の膜厚は一様でなく表面に凹凸が存在する。平成26年度は理論の拡張と試料評価を行った。直流磁場が印加されている場合の理論計算、表面に存在する無数のナノ・スケールの凹凸の影響の評価、サブミリメートル・サイズのピットの磁場増幅効果を評価した事で、概ね現実の試料形状に合った理論計算が可能となった。
半導体ヘテロ界面の異方的量子ドットの多電子束縛状態とトンネル速度と磁場効果

半導体ヘテロ界面に作成された異方的量子ドットに界面垂直方向に磁場を印加したときの、(1)磁場誘起多電子基底状態転移機構と(2)量子ドット-電極間のトンネル速度を調べた。(1)多電子基底状態は非制限ハートレーフォック法を用いて調べた。1電子固有状態は高次ランダウ準位の混合を考慮して、自己無とう着に求めた。転移はランダウ量子化による1電子エネルギー準位構造変化と交換相互作用とハートレー相互作用の競合により引き起こされる。全ての磁場誘起転移で、ハートレー相互作用の寄与が交換相互作用の寄与に比し支配的であることを示した。(2)量子ドット基底状態と電極間のトンネル遷移確率を黄金則を用いて計算した。トンネル遷移行列要素は遷移前後の多電子波動関数の重なり積分に比例すると近似して、量子ドット基底状態と電極間のトンネル遷移確率を計算した。具体的に縦型量子ドットに対して、リードの面内方向電子状態が磁場下2次元電子ガスの場合と量子ドットと同一の横方向2次元閉じ込めを受けている場合について、トンネル遷移速度の磁場依存性、電子数依存性を調べた。基底状態転移磁場及びリードの面内方向量子化準位がフェルミエネルギーを横切る磁場で、リードと量子ドット間トンネル遷移速度は不連続に変化することを見い出した。
虚血再灌流障害と脂質過酸化反応の抑制に関する研究-開心術および心保存への応用-

【目的】Lazaroid U74500Aは活性酸素によって引き起こされる脂質過酸化反応を強力に抑制し,虚血再灌流障害を軽減することが知られている。我々は,今までにウサギの摘出灌流心モデルにおけるU74500Aの心虚血,心保存に対する心筋保護効果を報告してきた。今回,大動物における効果を検討するために,雑種成犬による同所性心移植モデルを用いて,24時間単純浸漬心保存に対するU74500Aの効果を検討した。【方法】University of Wisconsin (UW)液による1°C,24時間単純浸漬保存の後,人工心肺下に同所性心移植を施行した。U74500Aを保存前と再灌流直前に10mg/kgずつ投与した群(L群;n=6)と非投与群(C群;n=6)とに分け,比較検討した。再灌流60分後に人工ペーシング下に人工心肺より離脱した。コンダクタンスカテーテルとカテ先圧トランスデューサーを左心室に挿入し,右心バイバス下に左心室圧-容積ループを作成した。右心バイパスの流量を調節して前負荷を変化させることにより複数のループを作成し,負荷非依然性の左心室収縮能の指標であるEmax(収縮期末期圧-容積関係の勾配)とPRSW (preload recruitable stroke work;心仕事量-拡張期末期容積関係の勾配)を算出し,移植後の心機能の指標とした。また,再灌流180分後の冠静脈血中のCK-MB, lipid peroxide (LPO)を測定した。【結果】全例,カテコラミン非使用下に人工心肺からの離脱が可能であった。L群のEmax, PRSWはC群より有意に高値を示した(Emax; L群7.2±3.1mm Hg/ml, C群3.8±2.0mm Hg/ml,p=0.049: PRSW L群42.7±12.3mm Hg,C群20.5±10.4mm Hg p=0.014)。L群においてCK-MB,LPOは有意に低値を示した(CK-MB;L群88±73ng/ml, C群292±163ng/ml, p=0.019: LPOL群0.05±0.39nmol/ml,C群1.74±1.77nmol/ml, p=0.046)。結果は平均値±標準偏差で示した。本実験系で計測した正常犬6頭のEmaxは8.2±4.8mm Hg/ml, PRSWが83.4±27.2mm Hgであった。【結論】雑種成犬を用いた同所性心移植モデルにおいて,Lazaroid U74500Aの保存前,再灌流時の投与は,虚血再灌流障害を軽減し,24時間単純浸漬心保存に対し有効であった。本実験系で計測した正常犬

6頭のEmaxは8.2±4.8mm Hg/ml, PRSWが83.4±27.2mm Hgであった。【結論】雑種成犬を用いた同所性心移植モデルにおいて,Lazaroid U74500Aの保存前,再灌流時の投与は,虚血再灌流障害を軽減し,24時間単純浸漬心保存に対し有効であった。
イギリス領事制度及び領事報告に関する研究

領事制度は、近世初期欧州各国商人の海外進出の過程で、商人活動を保護する必要上発達した制度である。イギリスの領事も17,8世紀の間、その数が漸次増加をみたが、19世紀中頃以降国際商業戦争が激化するにつれ、海外通商拡大のために、領事の果すべき機能を含め、領事制度がいかにあるべきかが、しばしば議会で討議された。すなわち1858年の「領事職務に関する調査委員会」、7072年の領事制度の改革、86年の外務政務次官ブライスのメモ、1903年の「ウオルロンド委員会」、1912年及び14年の「領事職務に関する委員会」などで討議され、そのつど制度改革が行われた。討議の対象となった領事制度の主要な問題点は、(1)領事の徴収する高い手数料(2)領事の質的改善のため国家官僚組織への編成と領事養成制度の確立(3)領事の情報活動の適合性等である。一方、領事の情報活動の適合性に絡み、「領事報告」のあり方が問題になった。とりわけ1880年代の不況期に際し、イギリスの貿易低落の原因が、海外通商情報戦略の遅れに由来するのではないかという見地から、領事報告の改革が断行された。一つは、1854年以来「Blue Book」として年1回公刊されてきた領事の商況年報に代って、1886年7月から月刊「The Board of Trade Journal」の発行に踏み切ったことである。もう一つは、モノの情報センターとして商品陳列館の設置が議題に上ったことである。こうした改革にもかかわらず、イギリスの海外市場はドイツ、アメリカなど新興国の進出に押されて後退を重ねていた。1898年議会に提出された「領事意見集録」は、イギリス商人の商取引にこそ反省すべき問題があると指摘していた。
有害重金属輸送膜タンパク質のセンサ素子としての利用に関する基盤的研究

水銀などの有害重金属輸送に関与する膜タンパク質を重金属センサ素子として利用するため、これら膜タンパク質の大量発現法を確立するとともに、膜タンパク質を複合化する膜基材として、重金属イオンの非特異的結合性・透過性が低く、機械的に安定な人工脂質群を開発した。また膜タンパク質・人工脂質膜複合体を基板に固定化するにあたって、膜タンパク質の配向性を制御するため、人工脂質と脂質結合性タンパク質によるナノ開放構造調製法を開発した。本研究は、重金属耐性菌等が有する重金属輸送膜タンパク質について、そのセンサ素子としての利用可能性を明らかにすることを目的としている。この目的のため、安定な人工脂質膜の開発と重金属輸送膜タンパク質との複合化・再構成技術、ならびに膜タンパク質の脂質膜内での配向評価・制御技術の検討を進めている。平成22年度は、膜透過性が低く機械的に安定な古細菌脂質を模倣した人工リン脂質とこれを基板上に固定化するための安定なアンカー脂質を調製し、その膜形成性を調べた。得られた人工リン脂質は、水中で容易にリポソーム膜を生成し、また広い温度範囲で配向秩序性は比較的高いながら、膜タンパク質の機能発現に有利な膜流動性を示すことも確認した。またアンカー脂質は、親水基鎖長に応じて膜透過性・安定性が変化することを、サイクリックボルタンメトリや交流インピーダンス測定により確認し、Au電極表面に安定に固定化可能であることがわかった。一方、重金属輸送膜タンパク質については、遺伝子工学的手法により、C末にHis-tagを導入したものを大量に発現させ得た。さらに、膜タンパク質の脂質膜内での配向を制御するため、脂質と会合して開放構造の脂質膜複合体(脂質膜ディスク)を形成し得るアポリポタンパク質の応用を検討した。安定脂質膜を形成する人工リン脂質との複合化を試み、天然リン脂質が約10nm径の膜ディスクを形成する条件で、安定なフッ素含有リン脂質もほぼ同様のサイズと変性剤耐性を有する安定な膜ディスクを形成した。これらの会合体生成は、膜タンパク質の配向制御において有用であると期待できる。平成23年度は、膜透過性が低く機械的に安定な古細菌脂質を模倣した新たな分枝鎖型リン脂質や、安定なフッ素化リン脂質を重金属輸送膜タンパク質の再構成基材とするため、引き続きこれら脂質膜の性質を調べた。膜内蛍光プローブへの無機イオンによる消光作用を利用することで、膜表面への非特異的なイオンの浸透性を比較した。重金属イオン(銅(II)等)が作用する場合、市販の分枝鎖型リン脂質膜では、比較対照とした直鎖型リン脂質膜に比べ、膜表面への重金属イオンの浸透性が高かった。いっぽう、前年度までに作製した新たな分枝鎖型リン脂質膜ではイオンの膜内への浸透性が減じられた。また蛍光寿命測定から、新たな分枝鎖型リン脂質膜内の極性や水和性は低下することが推測され、このような膜系ではイオンの非特異的透過が減じられ、膜タンパク質を介在する特異的イオン透過を観察するのに適することが期待される。さらに、膜タンパク質の脂質膜内での配向を制御するため、脂質と会合して開放構造の脂質膜複合体(脂質膜ディスク)を形成し得るアポリポタンパク質の応用を引き続き検討した。安定脂質膜を形成する人工リン脂質との複合化を試み、新たに作製した分枝鎖型リン脂質は、安定なフッ素化リン脂質と同様、脂質とアポリポタンパク質との比率に依存してサイズの変化する脂質膜ディスクを形成した。また、新たに作製した分枝鎖型リン脂質は、繁用される直鎖型リン脂質よりも変性剤耐性の高い安定な膜ディスクを形成した。平成24年度では、膜透過性が低く機械的に安定な分枝鎖エーテル型リン脂質およびフッ素化リン脂質を膜タンパク質の再構成膜基材とするため、これらの膜と重金属膜タンパク質の輸送目標となる重金属(Hg(II)等)イオンとの相互作用(膜結合性・膜浸透性)を引き続き検証した。膜表面に重金属感受性蛍光プローブを導入した膜系に対してHg(II)イオンを作用させると、繁用される直鎖エステル型および分枝鎖エステル型リン脂質では、いずれも同様な膜結合性・膜浸透性を示した。

他方、前年度までに作製した新たな分枝鎖エーテル型リン脂質膜では、Hg(II)イオンの膜結合性・膜浸透性が減じられた。このことから、分枝鎖エーテル型リン脂質膜は重金属輸送膜タンパク質の介在する重金属イオン透過性を観察するのに、より適すると期待される。さらに膜タンパク質の脂質膜内での配向を制御するため、開放膜構造である脂質膜ディスクの応用を引き続き検討し、膜ディスク内の微視的構造を蛍光プローブ法によって評価するとともに、膜タンパク質モデルの複合化を予備的に検討した。前年度平成22年度末の震災の影響が大きかったと述べざるを得ない。具体的には、所属機関内の研究スペースにおけるインフラ(電力、水等)の供給制限、特に、実験に多量に使用する精製・蒸留水が個別供給装置の故障によって長期間停止したこと、課題の中心である膜タンパク質など各種タンパク質試料や生化学試薬を保管する超低温槽が、電力供給停止によって温度上昇し、試料・試薬の一部変質があったことは、研究展開における障害の一因となった。また、所属機関の復旧・復興の一環として、研究スペースの移動、縮小化作業に断続的かつ長期の日数を割かざるを得なかったことも、研究展開の上での阻害要因の一つになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。前年度の研究展開における障害を可能な限り減ずるべく、前年度後半には、連携研究者の研究スペースにおいて実施可能な研究を、研究代表者の短期滞在による形で実施した。今年度も引き続き、連携研究者の研究スペースにおける研究を短期間実施することで、研究を推進する予定である。このため、既に開発している安定な人工脂質膜と、新たに調製し直した膜タンパク質を用いる再構成系の作製、それらを基板上に固定化する再構成膜ディスクの作製、さらに固定化状態を検討することに項目を絞って実施し、膜タンパク質の輸送機構を解明しようとする検討は減ずる方向を予定している。
生殖フェロモンの中枢作用の関する神経行動学的研究

本研究の目的は,哺乳類における生殖フェロモンの産生機構,受容伝達機構および中枢作用について検討することであり,成果は以下のように概括される。1)フェロモンの産生接構;去勢シバヤギの皮下に,テストステロン(T),デヒドロテストステロン(DHT),エストラジオール(E2)を移植し,フェロモン活性の消長と皮脂腺の発達を評価したところ,皮脂腺の発達はTあるいはDHTによって頭部でのみ認められたのに対し,フェロモン活性はDHT処置により頭部ぱかりでなく臀部でも誘導され,フェロモン産生ほ皮脂腺の発違とは異なる生理機構により制御されることが判明した。2)フェロモンの受容伝達機構;ラットフェロモン受容体に対する抗体を作製し免疫組織学的検索を行ったところ,フェロモン受容体は鋤鼻神経細胞の微絨毛に限局して観察された。また,齧歯類で報告されたフェロモン受容体遺伝子(1型および2型ファミリーが存在)についてシバヤギホモログ遺伝子の同定を試みたところ,2型のうちいくつかは実際に発現していることが確認されたが,1型はゲノムDNA上には存在しているものの鋤鼻器では発現していないことが示された。また幾つかの動物種の鋤鼻器および副嗅球におけるG蛋白αサブユニットの局在について調べたところ,齧歯類のようなG_<αi2>とG_oの明瞭な部位別局在様式は観察されず,ラットの知見が必ずしも哺乳類一般には外挿できないことが示唆された。3)フェロモンの中枢作用;シバヤギの視床下部内側底部に留置した電極よりG_nRHパルスジェネレーターの特異的神経活動をモニターしながらフェロモン提示の影響を検討したところ,短期の提示により直ちに発火活動が上昇し,また持続的提示により提示期間の長さに応じてG_nRHパルスジェネレーターの活動が促進されることなどが明らかとなり,フェロモンの中枢作用を直接的に観察するとことが可能となった。本研究の目的は,哺乳類における生殖フェロモンの受容機構,伝達経路そして中枢作用機序を明らかにすることである。本年度は以下に概括されるような実験を行った。まずフェロモンの受容機構については,1995年末にマウスで最初に報告されたフェロモン受容体をコードすると考えられる遺伝子配列をもとに,予想されるアミノ酸配列から合成したオリゴペプチドを抗原として,フェロモン受容体を認識しうる抗体を作製した。この抗体のスクリーニングを経て,光学顕微鏡および電子顕微鏡レベルでの免疫組織化学的検索を実施し,ラットの鋤鼻器の感覚上皮に存在する鋤鼻神経の鋤鼻腔表層に存在する微絨毛を特異的に染色することに成功し,フェロモン受容機構を形態学的に検討してゆくための有用な研究手法を得ることができた。フェロモンの情報伝達機構に関しては,ラットで鋤鼻器から副嗅球への神経投射様式について検討を行うとともに,シバヤギの鋤鼻器について形態学的検討および鋤鼻器内への薬物投与と神経刺激のために必要な技術であるカテーテル留置法の開発を行った。これらの課題については本年度の成果を基礎として来年度以降により詳細な検討を重ねてゆく予定である。

一方,フェロモンの中枢作用機構に関しては,シバヤギの視床下部内側底部に脳定位的に留置した電極より記録されるGnRHパルスジェネレーターの活動を反映した多ニューロン発射活動の特異的パターンを指標とした生物検定系を活用して,視床下部神経活動に及ぼすフェロモン呈示様式の影響等に関する検討を行った。この系は今後フェロモンの産生機構に関する研究にも応用してゆく予定である。また雌ラットにエストロジェンを投与して持続発情を惹起するモデルを用いて,雄ラットの尿の呈示がもたらす効果について,今後の神経行動学的解析のための基礎検討を行った。本研究の目的は,哺乳類における生殖フェロモンの受容機構,伝達経路,そして中枢作用機序を明らかにすることにある。本年度は以下に概括されるような実験を行った。1)フェロモン受容機構に着いては,昨年作製したラットのGαi2結合型フェロモン受容体の抗体を用いて,免疫組織化学的に受容体の局在を観察した。本抗体に認識された受容体は鋤鼻神経細胞の感覚上皮表層付近に認められ,その発現は生後10日前後から確認された。電子顕微鏡では,免疫反応は鋤鼻神経細胞の微絨毛を含む先端部に限局して観察され,感覚細胞の約46%が陽性であった。またその免疫反応は鋤鼻神経切断後に消失した。2)フェロモンの情報伝達機構に関しては,ラットで鋤鼻器から副嗅球への,さらに副嗅球から扁桃体への神経投射様式の検討を行うとともに,シバヤギ鋤鼻器及び副嗅球の形態学的検討を行った。予備的実験結果ではあるが,シバヤギの鋤鼻器には単相の感覚細胞が観察され,2層構造をなす齧歯類のものとは異なっていた。さらに鋤鼻器感覚細胞にはGαi2のみが染色され,ラットで報告されているGq蛋白結合型のフェロモン受容体が存在しない可能性が示された。同様に,副嗅球においてもGαi2のみが観察され,齧歯類とは異なった形態であることが明らかとなった。3)フェロモンの中枢作用機構に関しては,視床下部内側底部に留置した電極より,GnRHパルスジェネレーターの特異的神経活動をモニターし,その発火パターンを指標とした生物検定法を用いて、視床下部神経活動に影響を及ぼすフェロモン物質の同定を進めた。現在までに,雄シバヤギの頭部皮脂腺にて,テストステロン依存性に産生される酸性脂質内にフェロモン活性本体が含まれることが明らかとなった。本研究の目的は,哺乳類における生殖フェロモンの受容機構,伝達機構,そして中枢作用機構を明らかにすることにある.本年度は以下に概括されるような実験を行った.1)フェロモン受容体候補遺伝子は,鋤鼻器特異的に発現がみられ,げっ歯類では2種類の異なる受容体遺伝子ファミリー(1型,2型)を形成することが報告されているので,我々はシバヤギにおける各々の遺伝子ファミリーに属するホモログ遺伝子の同定を試みた.得られた数種類の2型ホモログ遺伝子はげっ歯類のものと約45-70%,魚類のものと30-40%の相同性を示し,そのうち少数が鋤鼻器で実際に発現していることが明らかとなった.一方,1型ホモログ遺伝子のアミノ酸配列はラットのものと約70%の相同性を示したが,シバヤギではこの遺伝子がゲノムDNA上には存在しているものの鋤鼻器で発現しておらず,齧歯類の鋤鼻器における2種類のフェロモン受容体候補遺伝子ファミリーの発現とシバヤギにおけるこれらの遺伝子の発現様式は異なっていることが示唆された.同様に免疫染色の結果,シバヤギ鋤鼻器においては膜結合蛋白であるG蛋白αサブユニットのうちGαi2のみが観察され,げっ歯類で観察されるようなGαi2とGoの2種類の膜蛋白による明瞭な部位別局在様式を示さないことが明らかとなった.さらに他の哺乳類(ウシ,ウマ,マーモセット)でも同様にGαi2のみが観察された.
アーキアによる極限環境下の炭酸固定

アーキアにおける炭酸固定を明らかにする目的で、好塩アーキアとしてHalofeluxのRubisCOを、また好熱アーキアとしてAcidianusの新規炭酸固定経路に関して以下の実験を行った。(A)まず、好熱アーキアAcidianusの培養条件を検討し菌体を効率良く得られる条件を見いだした後に、Acidianusの炭酸固定経路として3-ヒドロキシプロピオン酸サイクルが機能していることを、以下の実験により明らかにした。ラベル化合物の取り込み実験、酵素活性測定実験、並びに各種酵素阻害剤の影響評価実験により同サイクルが機能していることを明らかにした。さらに、同サイクルの鍵炭酸固定酵素アセチル-CoAカルボキシラーゼ・プロピオニル-CoAカルボキシラーゼについて、アビジンを用いた電気泳動後の検出方法を用いることにより、分子量の推定を行った。また、それぞれの蛋白質の精製を進め、各種クロマト的手法を組み合わせることにより、クロマト的に単一な標品を得た。(B)好塩アーキアHalofeluxのRubisCOについて、本菌の培養条件を貧栄養・微好気等の各種条件で培養した後、得られた菌体から無細胞抽出液を調製した。得られた抽出液を、陰イオン交換クロマトグラフィー・ゲル濾過カラムクロマトグラフィー等に供することにより、クロマト的に単一なRubisCO標品を得た。さらに、標品を用いて、至適pH・至適温度・熱安定性・pH安定性等の各種蛋白化学的性質を調べた。アーキアにおける炭酸固定を明らかにする目的で、本年度においては好塩アーキアとしてHalofeluxのRubisCOを、また好熱アーキアとしてAcidianusの新規炭酸固定経路に関して以下の研究を行った。(A)好塩アーキアHalofeluxのRubisCOについて本菌を貧栄養・微好気等の各種培養条件で培養した際のRubisCO活性を測定することにより、本菌におけるRubisCOの存在理由を探ると共に、精製のための菌体調製を容易にした。(B)HalofeluxからのRubisCOの精製菌体破砕液からの精製を試みたが、完全精製には至っていない(C)Acidianusの生育に及ぼすグリオキシル酸添加等の影響本菌の培養に際して、グリオキシル酸・プロピオン酸・アセチル-CoA等を添加した場合の生育に及ぼす影響を調べた。(D)グリオキシル酸代謝酵素の検索本菌の無細胞抽出液中にグリオキシル酸代謝に関与する酵素が存在するか否かを調べたが、今までの所ポジティブな結果は得られていない。(E)酵素精製のたもの培養条件の再検討アセチル-CoAカルボキシラーゼ・プロピオニル-CoAカルボキシラーゼ精製のために、本菌を高濃度培養する必要があるため、培養条件の検討を行った。アーキアにおける炭酸固定を明らかにする目的で、本年度は好塩アーキアとしてHalofeluxのRubiscCOを、また好熱アーキアとしてAcidianusの新規炭酸固定経路に関して以下の実験を行った。(A)好塩アーキアHalofeluxのRubisCOについて、本菌の培養条件を貧栄養・微好気等の各種条件で培養した後、得られた菌体から無細胞抽出液を調製した。さらに、標品を用いて、至適pH・至適温度・熱安定性・pH安定性等の各種蛋白化学的性質を調べ、アミノ末端アミノ酸配列を調べた。また、こうして得られたアミノ酸配列を基に、RubisCO遺伝子の単離を試みた。(B)好熱アーキアAcidianusの炭酸固定経路と推定した3-ヒドロキシプロピオン酸サイクルの鍵炭酸固定酵素アセチル-CoAカルボキシラーゼ・プロピオニル-CoAカルボキシラーゼについて、アビジンを用いた電気泳動後の検出方法を用いることにより、分子量の推定を行った。さらに、それぞれの蛋白質の精製を進め、各種クロマト的手法を組み合わせることにより、クロマト的に単一な標品を得た。