hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極端な気象現象の発生頻度とその長期変動に関する研究

また,年最大日降水量を一般極値分布関数(GEV)に当てはめた場合,高解像度モデルと低解像度モデルでは,適合する関数型がそれぞれFrechet型とWeibull型とに異なることが分かった。1.前年度までにデジタル化した区内観測データを利用し、アメダスデータとの統計的な均質性が確認された102地点に関して、19312006年の降水特性の長期変化傾向を解析した。大雨は、東北南部太平洋岸など一部の地域で増加傾向が認められた。季節ごとでの総降水量に対する大雨の寄与率は、夏は東北南部太平洋岸、秋は日本海岸の地点で増加トレンドを示した。2.都道府県ごとにL-momentsによる地域頻度解析を適用し、既存手法よりも信頼性が高い再現期間の算出が可能になった。任意地点における再現期待値推定のため、地形因子に依存する極値分布パラメータを考慮した極値統計解析を行い、その有効性を示した。また、世界および日本における雨量極値記録の出典や観測データについて、各国気象庁への書簡等による確認やオリジナル文献を遡って調査し、可能な限り修正・注釈を行って、その信頼度や不確実性を含め再評価した。3.東京の毎時降水量データを使って非継続的な降水の長期変化を解析し、暖候期の午後には30%/(100年)以上の率で増加していることを示した。また、2008年8月5日の東京の短時間強雨を都区部の雨量計120地点等を用いて解析し、強雨域の東-南東側近傍の地上風の収束が強雨の維持に関与した可能性を示した。4.西日本の内陸の一部地点で日最大瞬間風速の上位数例が特異的に大きいことを示し、地形効果によって、極端な強風の生起が限定されている可能性を指摘した。また、暴風がもたらすダストストームに着目し、タクラマカン砂漠の大規模なダスト鉛直輸送がメソスケール循環の発達に伴い短期間に効率的に行われる可能性を数値シミュレーションから明らかにした。5.南シナ海モンスーンの年々変動と循環場との関係を調べ、その数十年変動の諸特性や南西諸島の梅雨活動との関連を明らかにするとともに、1990年代初めに気候ジャンプが発生した可能性を見出した。また、気候モデルでシミュレートされた降水極端現象の解像度依存性について調べ、全球20kmモデルに加えていくつかの低解像度モデルの結果を比較した。
筋細径求心神経の機械反応増強の抑制機序の解明と運動時の過剰な昇圧応答抑制の試み

第一の目的は酸による筋細径求心神経の機械応答増大の機序を明らかにすることだった.ラット筋細径求心神経線維の活動をin vitroにて記録した.酸暴露により機械刺激に対する感受性は有意に増大したが,コンドロイチン硫酸の筋注により,酸の影響は有意に抑制された.このことから,少なくとも,酸による機械応答増大の背景に細胞外マトリクスプロテオグリカンを介する機序の存在を明らかにした.第二の目的は,コンドロイチン硫酸経口摂取により,アシドーシスを伴う運動中の過剰な昇圧応答を抑制できるか検討することであった.コンドロイチン硫酸群とプラセボ群間にて有意な昇圧応答の違いは認められなかった.培養一次求心神経細胞は,酸に対して反応することは稀であるが,酸により機械刺激に対して感作させられる.その酸による機械反応増強作用は,コンドロイチン硫酸により抑制されることが既に報告されている.本研究では,その現象を筋細径求心神経線維レベルでとらえ,また,その機序を明らかにすることを目的としている.近年,ロコモティブシンドロームの対策として筋力トレーニングが強く勧められている.しかし,筋力トレーニングでは,活動筋の酸素需要と血圧上昇の程度には大きなミスマッチがあり,酸素の需要以上に血圧が上昇している.その理由の一つに,アシドーシスに伴う筋細径求心神経の機械反応増強作用があげられる.もしも,コンドロイチン硫酸によりその作用を抑制することを示せれば,筋力トレーニング中の過剰な昇圧応答を抑えることにつながり,より多くの方がロコモティブシンドローム予防や健康の維持・増進のための筋力トレーニングに取り組めることにつながるとの背景の下に研究を実施している.32匹のSprague-Dawleyラットを実験に供した.取り出し神経-筋標本を用いて筋細径求心神経線維の活動を記録した.pH6.2の酸暴露により,筋細径求心神経線維の機械刺激に対する感受性は有意に(p < 0.05)増大した.しかし,0.3%コンドロイチン硫酸の筋注をすると,酸の影響は有意に(25例,p < 0.05)抑制された.対照の実験としてクレブス・リンゲル燐酸緩衝液を筋注する実験を実施したが(15例),酸による機械反応増強作用は有意に抑制されなかった.これらの結果から,酸による機械反応増強作用は,コンドロイチン硫酸により抑制されることが示唆された.培養一次求心神経細胞は,酸により機械刺激に対して感作させられる.その酸による機械反応増強作用は,コンドロイチン硫酸により抑制されることが報告されている.本研究では,その現象を神経線維レベルでとらえることを目的としている.また,近年,健康の維持増進を目的に,レジスタンス運動が強く勧められている.しかし,レジスタンス運動では,酸素の需要以上に血圧が上昇する.その理由の一つに,アシドーシスに伴う筋細径求心神経の機械反応増強作用があげられる.もしも,コンドロイチン硫酸によりその作用を抑制することを示せれば,レジスタンス運動中の過剰な昇圧応答を抑えることにつながり得る.そこで,ヒトを対象にコンドロイチン硫酸摂取が運動中の血圧応答に及ぼす影響を検討することを第二の目的としている.ラット取り出し神経-筋標本を用いて筋細径求心神経線維の活動を記録した.pH6.2の酸暴露により,機械刺激に対する感受性は有意に(p < 0.05)増大した.しかし,0.3%コンドロイチン硫酸の筋注をすると,酸の影響は有意に(p < 0.05)抑制された.対照の実験としてクレブス・リンゲル燐酸緩衝液を筋注する実験を実施したが,酸による機械反応増強作用は有意に抑制されなかった.また,0.3%コンドロイチン硫酸を筋注しただけでは,その前後の機械反応に有意差は認められなかった.これらの結果から,酸による機械反応増強作用は,コンドロイチン硫酸により抑制されることが示唆された.ヒトを対象にした実験では,二重盲検法の下,被験者をランダムにコンドロイチン摂取群とプラセボ摂取群に振り分けた.最大挙上重量の60%の負荷を用い15回5セット(セット間隔1分)中の血圧応答を摂取前,摂取開始5,10週間後に測定したが,有意な交互作用は認められなかった.今回の条件よりもアシドーシスを伴うような運動で実験を行う必要がある.当該年度の目標(研究計画)は,ヒトと動物を対象にした研究にて達成できたが,論文執筆に至っていない.また,現象を捉えることに成功したが,機序の解明には至っていない.培養一次求心神経細胞は,酸により機械刺激に対して感作させられる.その酸による機械反応増強作用は,コンドロイチン硫酸により抑制されることが報告されている.本研究では,その現象を神経線維レベルでとらえることを目的としている.また,それをヒトに応用し,運動に伴うアシドーシスで運動昇圧応答が過剰になることを抑制できないか検討することも目的としている.ラット取り出し神経-筋標本を用いて筋細径求心神経線維の活動を記録した.pH6.2の酸暴露により,機械刺激に対する感受性は有意に(p < 0.05)増大した.しかし,0.3%コンドロイチン硫酸の筋注をすると,酸の影響は有意に(p < 0.05)抑制された.さらに,0.03%コンドロイチン硫酸筋注によっても同等の有意な抑制効果(p < 0.05)を観察できた.対照の実験としてクレブス・リンゲル燐酸緩衝液を筋注する実験を実施したが,酸による機械反応増強作用は有意に抑制されなかった.

また,酸暴露を行わずに0.3%コンドロイチン硫酸を筋注しただけでは,その前後の機械反応に有意差は認められなかった.これらの結果から,酸による機械反応増強作用は,コンドロイチン硫酸により抑制されることが示唆された.ヒトを対象にした実験では,最大握力の25-30%で2分間の掌握運動実施直後に虚血にした.この虚血に伴うアシドーシス環境下にてリズミックな掌握運動による昇圧応答をコンドロイチン硫酸摂取2週間前後にて比較したが,昇圧応答に有意な低下は認められなかった.理由の一つとして,動物で得られた知見よりも生体内でのコンドロイチン硫酸濃度は10倍程度薄いことが考えられた.しかしながら,虚血に伴うアシドーシス環境下のリズミックな掌握運動による昇圧応答がコンドロイチン硫酸摂取後に明らかに低下している被検者もみられ,今後もヒトを対象にした研究は続けていく必要がある.第一の目的は酸による筋細径求心神経の機械応答増大の機序を明らかにすることだった.ラット筋細径求心神経線維の活動をin vitroにて記録した.酸暴露により機械刺激に対する感受性は有意に増大したが,コンドロイチン硫酸の筋注により,酸の影響は有意に抑制された.このことから,少なくとも,酸による機械応答増大の背景に細胞外マトリクスプロテオグリカンを介する機序の存在を明らかにした.第二の目的は,コンドロイチン硫酸経口摂取により,アシドーシスを伴う運動中の過剰な昇圧応答を抑制できるか検討することであった.コンドロイチン硫酸群とプラセボ群間にて有意な昇圧応答の違いは認められなかった.当該年度の目標(研究計画)は達成できたが,論文執筆に至っていない.また,現象を捉えることに成功したが,機序の解明には至っていない.ラット取り出し神経筋標本を用いた単一筋細径求心神経記録法において,ヒトでのコンドロイチン硫酸吸収率を考慮し,酸に伴う機械反応増強作用がより低濃度のコンドロイチン硫酸でも抑制効果がみられるか検討を行う.また,ヒトを対象に,コンドロイチン硫酸経口摂取あるいは筋肉内注射により筋力トレーニング中の過度な血圧上昇が抑制されるか再度プロトコルを変えて検討する.運動生理学当初の計画通り,ラット取り出し神経筋標本を用いた単一筋細径求心神経記録法において,作動薬や拮抗薬を用い,酸に伴う機械反応増強作用のコンドロイチン硫酸による抑制効果の機序の検討を行う.同時並行にて,ヒトを対象に,コンドロイチン硫酸経口摂取あるいは筋肉内注射により筋力トレーニング中の過度な血圧上昇が抑制されるか検討する.平成27年度の実験は失敗が少なく非常に効率よく単一神経の記録ができた結果、消耗品の支出が予定より少額となったため.また,非観血性連続血圧計を借りることが可能になり,購入の必要がなくなったため.平成26年度の実験は失敗が少なく非常に効率よく単一神経の記録ができた結果、消耗品の支出が予定より少額となったため.また,基礎医学研究用連続血圧計を借りることが可能になり,購入の必要がなくなったため.情報の収集のための国際学会参加に伴う渡航費用にあてる.ヒトを対象にした実験の再検討が必要なため,その人件費・謝金にあてる.情報の収集のための国際学会参加に伴う渡航費用にあてる.
1000℃の高温ガス流動の温度速度同時可視化法

本研究では,1000°Cの高温ガスの温度と速度の分布を同時に可視化計測する技術を開発する.赤熱光の強くなる500°C1000°Cの温度範囲で,広範な流速条件,任意の気体に適用可能とするため二色燐光法とPIVを組み合わせた温度速度同時可視化を実現する.一般的なPIV法同様に蛍光体粒子を僅かな時間間隔で二回励起,撮像して粒子移動量から速度を求め,各励起直後の燐光スペクトルの二つの波長帯の強度比から温度を求める(二色燐光法)ことにより,温度速度を同時に可視化計測する.蛍光体粒子の光学特性を1500°Cまでの範囲で評価するとともに二波長分光ユニットの最適化を行い,時間分解能6μsを達成する.壁面衝突噴流の基礎実験によって開発手法の測定精度・適用可能範囲を評価する.初年度に続き青緑の波長成分の発光特性が強い温度依存性を示す蛍光体種を探索した.ナノサイズの青・緑・赤の蛍光体粒子を数種類入手して燐光スペクトルおよび燐光寿命の温度依存性を評価した結果,粒子径約5μmの通常の蛍光体に比べて明るさは60%ほどに低下したものの,強い温度依存性を示す粒子を2種類発見した.これらの蛍光体粒子の燐光寿命は短く,高い時間応答性が求められる計測に適していることがわかった.また,発光強度が暗いため1150°C以上での特性を得ることはできていないが,1000°Cの温度変化に対して燐光強度が5000倍ほど変化することが分かった.これらの粒子は浮遊性も高く,トレーサー粒子として有望である可能性が高い.固体酸化物形燃料電池セルの反応度分布や残存ガス,漏洩ガスの挙動を評価するため,セル表面に緑色蛍光体膜を形成し温度分布を評価した.その結果,セル内の細孔にガスが残存し,過渡的に想定以上の反応が進むことが分かった.また,継続的な最適化が必要であるものの,温度速度計測のためのGUI付解析ソフトが完成した.初年度に続き青緑の波長成分の発光特性が強い温度依存性を示す蛍光体種を探索した.ナノサイズの青・緑・赤の蛍光体粒子を数種類入手して燐光スペクトルおよび燐光寿命の温度依存性を評価した結果,粒子径約5μmの通常の蛍光体に比べて明るさは60%ほどに低下したものの,強い温度依存性を示す粒子を2種類発見した.これらの蛍光体粒子の燐光寿命は短く,高い時間応答性が求められる計測に適していることがわかった.また,発光強度が暗いため1150°C以上での特性を得ることはできていないが,1000°Cの温度変化に対して燐光強度が5000倍ほど変化することが分かった.これらの粒子は浮遊性も高く,トレーサー粒子として有望である可能性が高い.今後さらにトレーサーとしての機能を評価することが重要である.固体酸化物形燃料電池セルの反応度分布や残存ガス,漏洩ガスの挙動を評価するため,セル表面に緑色蛍光体膜を形成し温度分布を評価した.その結果,セル内の細孔にガスが残存し,過渡的に想定以上の反応が進むことが分かった.また,継続的な最適化が必要であるものの,温度速度計測のためのGUI付解析ソフトが完成した.これにより,本研究成果の計測システムを高温エネルギーシステムの高効率化試験へ適用する準備が概ね整った.これまでにハードウェアを実装し,GUI付き解析ソフトを作成した.今後さらに固体表面の温度測定を通じて,ソフトウェア最適化を継続する.この固体表面温度計測ではナノサイズの蛍光体粒子を用いて,できる限り薄く,一様な膜の作成方法を開発する.ナノサイズの蛍光体粒子を用いて,気体流れの温度速度の同時計測を行う.非常に暗いことが想定されるものの,数密度の高い状態で噴霧すると二次元計測が困難となるため,事前に試験条件の最適化を行う.その後,蛍光体粒子を僅かな時間間隔で二回励起,撮像して粒子移動量から速度を求め,各励起直後の燐光スペクトルの二つの波長帯の強度比から温度を求める(二色燐光法)ことにより,壁面衝突噴流の速度,温度分布を可視化計測する.分光波長条件によって温度感度が変化すると考えられるため,二波長帯の選択の最適化を行う.ナノ粒子蛍光体の場合は燐光強度が極めて小さくなると思われるため,シグナルノイズ比改善のため,ソフトウェアを含めて全体システムの最適化を行う.本研究では,1000°Cの高温ガスの温度と速度の分布を同時に可視化計測する技術を開発する.赤熱光の強くなる500°C1000°Cの温度範囲で,広範な流速条件,任意の気体に適用可能とするため二色燐光法とPIVを組み合わせた温度速度同時可視化を実現する.一般的なPIV法同様に蛍光体粒子を僅かな時間間隔で二回励起,撮像して粒子移動量から速度を求め,各励起直後の燐光スペクトルの二つの波長帯の強度比から温度を求める(二色燐光法)ことにより,温度速度を同時に可視化計測する.蛍光体粒子の光学特性を1500°Cまでの範囲で評価するとともに二波長分光ユニットの最適化を行い,時間分解能6μsを達成する.壁面衝突噴流の基礎実験によって開発手法の測定精度・適用可能範囲を評価する.蛍光体粒子の発光特性測定し,高温条件において青緑の波長成分の発光特性が強い温度依存性を示す蛍光体種を探索した.

二色燐光法では,特定の波長帯の光を撮影した2枚の画像から強度比の分布を求める.この際,2枚の画像空間が完全には一致しないため,位置情報の既知な較正板を用いて,2画像の射影関数を求める.光量のロスを最低限に抑えつつ,カメラのダイナミックレンジを有効活用可能な,分光カメラユニットを製作し,射影関数を求めて画像の空間マッチングを行ったところ,0.0001pixel以下の誤差で実現できた.中空多孔質シリカ,蛍光体粒子の二種類の粒子をトレーサとして,LDV,一般的なPIV計測,燐光を用いたPIVを行い,トレーサの流体追随性とPIV解析精度を評価した.蛍光体粒子の燐光粒子像を利用することの影響について,一般的な粒子画像と,燐光粒子画像を用いたPIV速度解析を行い,燐光によって粒子像が伸びることが解析精度に与える影響を評価した.固体粒子の一様なシーディングが容易ではなく,定量性に課題が残ったが,定性的には再現性のある結果を得た.蛍光体粒子の発光特性測定し,高温条件において青緑の波長成分の発光特性が強い温度依存性を示す蛍光体種を探索した.二色燐光法では,特定の波長帯の光を撮影した2枚の画像から強度比の分布を求める.この際,2枚の画像空間が完全には一致しないため,位置情報の既知な較正板を用いて,2画像の射影関数を求める.光量のロスを最低限に抑えつつ,カメラのダイナミックレンジを有効活用可能な,分光カメラユニットを製作し,射影関数を求めて画像の空間マッチングを行ったところ,0.0001pixel以下の誤差で実現できた.中空多孔質シリカ,蛍光体粒子の二種類の粒子をトレーサとして,LDV,一般的なPIV計測,燐光を用いたPIVを行い,トレーサの流体追随性とPIV解析精度を評価した.蛍光体粒子の燐光粒子像を利用することの影響について,一般的な粒子画像と,燐光粒子画像を用いたPIV速度解析を行い,燐光によって粒子像が伸びることが解析精度に与える影響を評価した.固体粒子の一様なシーディングが容易ではなく,定量性に課題が残ったが,定性的には再現性のある結果を得た.本研究では,1000°Cの高温ガスの温度と速度の分布を同時に可視化計測する技術を開発する.赤熱光の強くなる500°C1000°Cの温度範囲で,広範な流速条件,任意の気体に適用可能とするため二色燐光法とPIVを組み合わせた温度速度同時可視化を実現する.一般的なPIV法同様に蛍光体粒子を僅かな時間間隔で二回励起,撮像して粒子移動量から速度を求め,各励起直後の燐光スペクトルの二つの波長帯の強度比から温度を求める(二色燐光法)ことにより,温度速度を同時に可視化計測する.蛍光体粒子の光学特性を1500°Cまでの範囲で評価するとともに二波長分光ユニットの最適化を行い,時間分解能6μsを達成する.壁面衝突噴流の基礎実験によって開発手法の測定精度・適用可能範囲を評価する.初年度に続き青緑の波長成分の発光特性が強い温度依存性を示す蛍光体種を探索した.ナノサイズの青・緑・赤の蛍光体粒子を数種類入手して燐光スペクトルおよび燐光寿命の温度依存性を評価した結果,粒子径約5μmの通常の蛍光体に比べて明るさは60%ほどに低下したものの,強い温度依存性を示す粒子を2種類発見した.これらの蛍光体粒子の燐光寿命は短く,高い時間応答性が求められる計測に適していることがわかった.また,発光強度が暗いため1150°C以上での特性を得ることはできていないが,1000°Cの温度変化に対して燐光強度が5000倍ほど変化することが分かった.これらの粒子は浮遊性も高く,トレーサー粒子として有望である可能性が高い.固体酸化物形燃料電池セルの反応度分布や残存ガス,漏洩ガスの挙動を評価するため,セル表面に緑色蛍光体膜を形成し温度分布を評価した.その結果,セル内の細孔にガスが残存し,過渡的に想定以上の反応が進むことが分かった.
通気系消音用音響消散型共鳴器列の自動調整システムの開発

ダクト系における共鳴器の音響特性制御システムに必要となる共鳴器の容積制御による共鳴周波数調整機能,渦巻きバネによる共鳴の鋭さ調整機能および絞り機構を用いた開口面積制御機構による音響消散率調整機能を組込んだ共鳴器チューナーを開発した。この共鳴器チューナー6体から成る共鳴器チューニングシステムを構築し,ダクト騒音試験装置に装着して複数の卓越周波数をもつ透過騒音の低減実験を行い,その有効性を確認した。(1)共鳴器容積・抵抗制御機構の試作共鳴器は内径100mmφのアクリル円筒を用い,容積制御機構はシリンダー・ステップモータにより構成した。抵抗制御機構は通気ネック(直径12mmφ,長さ5mm)の中心に直径4mmφのステップモータ軸を差込みこの軸に薄板(厚0.1mm、幅2.5mm、5mm及び10mm)の渦巻きバネを取りつけ,その隙間の変化による抵抗可変要素として試作した。これを用いて実験した結果、それが共鳴周波数に影響を与えることなく大幅な抵抗制御が可能であることなど、共鳴器抵抗可変要素として極めて優れた性質をもつことが確認された。(2)実験装置の組み立て共鳴器列自動調整システムの有効性に関する実験装置を組み立てた。ダクトは厚さ5mm直径250mmφの円断面アクリルプラスチック管,長さは最適パラメータ調整用共鳴器列部1m,上・下流側各4mとした。調整用共鳴器列にたいして上・下流側にはそれぞれ音源スピーカ,4本のマイクロホンを配置した。音響透過損失,上流側音響特性などをモニタリングするため上流側にも4マイクロホンを設置し同時測定した。(3)共鳴器容積・抵抗制御システムの構築と性能確認共鳴器容積・抵抗自動制御システムを構成し,下流側進行波音圧による制御手法の有効性について調べた。その際、透過波音圧スペクトル分離検出には下流側ダクトにおいて近接(100mm)1対および相互に遠方(-1,000mmと+1,000mm)2本のマイクロホンを設置し,それぞれの音圧信号のFFT処理により伝達関数を求める4マイクロホン法を試みた。これによる透過波と目標スペクトルとの最大残差を小さくする方向に共鳴器の容積および抵抗を制御する手法について実験により調べ、本制御手法の基本的有効性を確認した。ダクト系騒音制御用ヘルムホルツ共鳴器列設置における共鳴器パラメータ(空洞容積,ネックの断面積,長さ,抵抗など)現場チューニング作業の自動化を目指し,平成18年度,空洞容積制御シリシダー・ステップモータ機構とネック抵抗可変渦巻きバネ・ステップモータ機構を開発・試作し、その基本的有効性を確認した。平成19年度は,まず,それを基にそれぞれ共鳴周波数域の中心周波数100Hz及び315Hzの2体のチューニング装置を作成し,これを直径250mm,長さ5mのダクトに取り付けて複数の卓越周波数をもつ透過騒音の制御を行い共鳴器パラメータ調整アルゴリズムを開発した。このチューニング装置(250千円×2式=500千円)は本補助金により試作した。その際4マイクロホンを用いた有風時における透過音進行波の分離検出手法についても検証した。ここで,1つの透過音のピークに対して,共鳴周波数は空洞容積,共鳴の鋭さはネック抵抗により,また,透過音の減衰量は共鳴器の数により制御するものとしているが,その最適パラメータ同定においては1体の共鳴器チューナで実行することが望ましい。その際,それぞれ共鳴の鋭さ及び減衰量の最適値同定手段として,(1)ネック長及びネック抵抗による手法,また,(2)ネック抵抗及びネック通過面積による手法がある。両者を試作して検討した結果,後者の優位性が確認された。現在,それに基づくチューニング装置の開発と実証実験を急いでいる。(1)単一共鳴周波数チューニングシステムの試作と検証本年度は,前年度までの結果を踏まえ,共鳴周波数は共鳴器内シリンダー・ステップモータ機構を用いた空洞容積制御,共鳴の鋭さは渦巻バネ・ステップモータ機構によるネック抵抗制御,音響消散率は絞り・ステップモータ機構を用いた開口面積制御による調整機能を有する単一共鳴周波数(中心周波数200Hz)のチューニング装置を開発・試作した。このチューニング装置の渦巻バネの巻き数,バネ板幅及び絞り開口面積と音響抵抗の関係について音響管インピーダンス測定装置を用いた実験により調べた。次に,これを直径250mm,長さ5mの塩化ビニール管から成るダクト騒音試験装置に装着して,その音響特性及び音響制御性能について実験を行い,実際の消散率及び共鳴の鋭さの調整に必要な可変範囲を持つことを確認した。(2)複数共鳴周波数チューニングシステムの試作と検証(1)において開発した単一共鳴周波数(中心周波数200Hz)のチューニング装置の他に中心周波数80Hz,100Hz及び160Hzを受持つチューニング装置を試作した。これら4体のチューニング装置(250千円×4式=1000千円)は本補助金により製作した。

前年度に試作した2体の共鳴器チューニング装置に改良を加え,合計6体の共鳴器チューニングシステム(中心周波数80Hz,100Hz,125Hz,160Hz,200Hz及び250Hz,ステップモータ18台)を組み立て,ダクト騒音試験装置に装着して複数の卓越周波数をもつ透過騒音を低減する実験を行い,その有効性を確認した。
CEACAM1による腸管粘膜IL-7ネットワーク調節機構の解明

本研究は申請者が独自に研究を展開してきたCEACAM1分子によるリンパ球の機能調節に注目し、腸管粘膜における免疫学的恒常性の維持におけるその作用意義について着目している。その結果、本研究では当該研究期間に主として以下のような成果が得られた。トランスジェニックマウスやレトロウイルスベクターによって導入されたCD4^+ T細胞におけるCEACAM1の過剰発現系解析では、増殖能およびサイトカイン産生に大きな変化をもたらし、実験腸炎モデルの発症抑制に繋がることが明らかになった。またこうしたCEACAM1の過剰発現系においてTNFなど様々な炎症性サイトカイン産生や増殖、分化が阻害されるのは、T細胞受容体(TCR)シグナルの伝達阻害が誘導されるためであることが明らかとなった。こうしたCEACAM1によるTCRシグナルの阻害はSH2 domain-containing protein tyrosine phosphatase1(SHP-1)のリン酸化に依存することが確認された。これらの研究結果はCEACAM1が腸管粘膜の免疫調節に深く関与する事実を暗示するものと思われる。そしてこの分子が炎症性腸疾患の病態において治療標的になりうることが示唆された。今後はこの分子によるシグナル調節の分子メカニズム、さらに恒常的な腸管粘膜の細胞間クロストークを介した免疫調節メカニズムを追求することによって、炎症性腸疾患に対する新規治療法開発の基盤に繋げることができると期待される。その結果、本研究では当該研究期間に以下のような成果が得られた。1)レトロウイルスベクターを用いた過剰発現系では、CEACAM1によって炎症性腸疾患の病態を形成する様々な炎症性サイトカインの産生がT細胞受容体シグナルの抑制を介して阻害されることが示唆された。またそれ以外にも様々なサイトカイン受容体の発現や、それによるシグナル伝達が阻害されることも示唆された。さらにこうしたシグナル阻害によって細胞増殖能や細胞の分化などにも影響を与えることが明らかとなった。こうしたCEACAM1の作用には、何らかのチロシンキナーゼの介在が必要であることが推測された。2)CEACAM1トランスジェニックマウスの解析では、脾臓など網内系の中枢では顕著でないものの、末梢リンパ節や腸管粘膜局所におけるリンパ球集団に大きな変化をもたらすことが明らかになった。さらにこの分子が炎症性腸疾患の病態においてその治療標的になりうることが示唆され、今後の研究成果が期待されるものと思われる。本研究は申請者が独自に研究を展開してきたCEACAM1分子によるリンパ球の機能調節に注目し、腸管粘膜の免疫学的恒常性維持におけるその作用意義について着目している。1)CEACAM1トランスジェニックマウスと交配したOT-IIマウスから単離したCD4^+T細胞の解析では、OVAの抗原提示を受けたリンパ球の増殖能およびサイトカイン産生に大きな変化をもたらすことが明らかになった。2)またこうしたCEACAM1の過剰発現系において、TNFなど様々な炎症性サイトカイン産生や増殖、分化が阻害されるのは、T細胞受容体のシグナル伝達が阻害されるためであることが明らかとなった。こうしたCEACAM1によるT細胞受容体のシグナル阻害の誘導は、SH2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 1のリン酸化に依存することが推測された。今後はこの分子によるシグナル調節の分子メカニズムをさらに追求することによって、炎症性腸疾患に対する新規治療法開発の基盤に繋げることができると期待される。

その結果、本研究では当該研究期間に以下のような成果が得られた。1)CEACAM1トランスジェニックマウスやレトロウイルスベクターによって導入されたCD4^+ T細胞におけるCEACAM1の過剰発現系解析では、リンパ球の増殖能およびサイトカイン産生に大きな変化をもたらし、実験腸炎モデルの発症抑制に繋がることが明らかになった。2)またこうしたCEACAM1の過剰発現系においてTNFなど様々な炎症性サイトカイン産生やリンパ球の増殖や分化が阻害されるのは、T細胞受容体(TCR)シグナルの伝達阻害が誘導されるためであることが明らかとなった。3)こうしたCEACAM1によるTCRシグナルの阻害はZAP-70を標的とすることによって誘導され、SH2 domain-containing protein tyrosine phosphatase1 (SHP-1)のリン酸化に依存することが確認された。これらの研究結果はCEACAM1が腸管粘膜の免疫調節に深く関与する事実を暗示するものと思われる。今後はこの分子による恒常的な腸管粘膜の細胞間クロストークを介した免疫調節メカニズムをさらに追求することによって、炎症性腸疾患に対する新規治療法開発の基盤に繋げることができると期待される。
要介護高齢者における重度化要因の解明と介護予防効果の検証

宮城県の全市町村を対象に介護保険認定者における要介護度の推移を検討した。その結果、要介護1からの悪化割合には最高と最低との間で約2倍の差が、要介護1からの改善割合には10倍以上の差があった。介護保険で介護予防が導入される前後で、推移確率に変化はなかった。仙台市のある地区の70歳以上住民を長期追跡した結果、低アルブミン血症、末梢動脈疾患、高感度C反応性蛋白高値が要介護度の発生・悪化に関わる要因であった。(1)要介護度の推移に関する記述疫学的検討:平成15年4月時点で介護保険の認定を受けている者について、その後の要介護認定度の変化(推移)を調査するために、データ授受や個人情報保護の方法について宮城県保健福祉部と協議を積み重ねた。その結果、県内15市町村より、個人識別情報を削除したうえでデータを提供していただけることとなり、そのためのデータベースを構築した。実際のデータは平成19年7月までに提供される予定である。(2)要介護度の改善・悪化に関わる要因に関するコホート研究:仙台市宮城野区鶴ヶ谷地区の70歳以上住民を対象に、平成14・15,年に高齢者総合機能評価(CGA)を実施した。平成14年の受診者943名、同15年の受診者755名(うち前年との重複547名)、合計1,151名を対象として、本人の同意に基づき、死亡・転居や介護保険認定に関する状況を追跡している。この間、死亡者は36名、介護保険の認定を受けた者は111名であbた。本年度は、低栄養と介護保険認定・死亡リスクとの関連について検討した。上記CGAデータより、血清アルブミン値3.5g/dL以下、血清総コレステロール値160mg/dL以下、ヘモグロビン値11.0g/dL以下、Body Mass Index 18.5kg/m^2未満の者を、それぞれ低栄養群と定義して、それ以外の者を均等に3分割した。この4群の間で、その後の介護保険認定・死亡リスクとの関連を分析した。その結果、血清アルブミン低値と血清総コレステロール低値の者で、介護保険認定・死亡リスクが有意に上昇していた。しかし血清アルブミン値3.5g/dL以下に該当する者は対象者の1.3%に過ぎないため、その基準を緩和する必要が示唆された。(1)要介護度の推移に関する記述疫学的検討:宮城県内の全市町村を対象に、平成12年度から同16年度までの各年度で介護保険の認定を受けている者全員を対象に、翌年度の要介護度等認定状況を調査した。これにより、要支援・要介護1レベルの軽度者における要介護度等の推移(維持・改善・悪化・死亡)を検討した。その結果、これらの値には相当な市町村格差があることが分かった。たとえば要支援からの悪化割合には、最高(54.8%)と最低(23.5%)との間で2倍以上の差があった。要介護1からの悪化割合も、最高(28.1%)と最低(14.8%)で約2倍の差があった。一方、要介護1からの改善割合には、最高(12.1%)と最低(1.1%)で10倍以上の差があった。地域格差の要因として、介護保険認定者の特性や提供サービスの内容などが考えられる。今後さらに検討を深めて、地域格差の要因を解明するものである。(2)要介護度の改善・悪化に関わる要因に関するコホート研究:仙台市宮城野区鶴ヶ谷地区の70歳以上住民で、平成14・15年の高齢者総合機能評価(CGA)を受診した1,151名を対象として、本人の同意に基づき、死亡・転居や介護保険認定に関する状況を追跡している。この間、死亡者は36名、介護保険の認定を受けた者は111名であった。本年度は、炎症マーカーである高感度C反応性蛋白(CRP)レベルと介護保険認定・死亡リスクとの関連を検討した。その結果、高感度CRPの最低3分位群を基準とすると、最高3分位群の多変量補正相対危険度(95%信頼区間)は1.70(1.09-2.66)と有意な上昇が見られ、CRPレベルと介護保険認定・死亡リスクとの間には有意な量反応関係が認められた。以上より、高感度CRP値は介護保険認定・死亡リスクの予測因子たり得ることが示唆された。(1)要介護度の推移に関する記述疫学的検討:介護保険制度の改正により、要支援と要介護1の一部を対象とする新予防給付が平成18年度より始まった。制度改正前(平成1217年度)と制度改正後(平成18年度)との間で、宮城県内35市町村を対象に、要介護度等区分の推移(翌年度の維持・悪化・改善・死亡の各割合)を比較した。その結果、県全体で見る限り、要支援レベルでも要介護1レベルでも、制度改正の前後で各推移確率に変化が見られなかった。

一方、市町村別では、悪化率が大きく減少しているところもあれば、増加しているところもあり、相当の格差があった。(2)要介護度の改善・悪化に関わる要因に関するコホート研究:仙台市宮城野区鶴ヶ谷地区の70歳以上住民で、平成14・15年の高齢者総合機能評価を受診した者を対象として、本人の同意に基づき、死亡・転居や介護保険認定に関する状況を追跡している。本年度は平成15年の参加者を対象に末梢動脈疾患(PAD)の有無(下肢上肢血圧比(ABI)≦0.9を「PADあり」)とその後の要介護認定の関連を調査した。解析対象者は介護保険利用の追跡調査に同意した927名のうち、ABI・運動機能を測定し、かつ当時、介護保険認定を受けていなかった786名とした。要介護認定者(要支援以上の認定)は4年間で129名確認された。分析の結果、「PAD無し」群に比べ「PADあり」群で多変量補正相対危険度(95%信頼区間)は2.06(1.15-3.71)と有意に高かった。しかし、運動機能の調整により相対危険度が1.69(0.93-3.08)と大きく減弱し、「PADあり」群における低下した運動機能が要介護認定に与える影響が大きいことが示唆された。
ヒュウガナツ‘西内小夏’の非還元花粉形成機構の解明とそのカンキツ育種への利用（国際共同研究強化）

前年度に日本において取得した,ヒュウガナツ(HYSI)とその自家和合系変異系統(HYSC)の花柱のRNAseqデータの解析を,海外渡航先であるフロリダ大学カンキツ教育研究センターにおいて,共同研究者のGmitter教授と行った.花柱RNAseqのde novo assemblyによって,花柱で発現している遺伝子のtranscriptを構築し,それらの塩基配列に対してblastおよびInterProScan検索を行うことによって,各遺伝子がコードするタンパク質の機能予測を行った.これを,HYSIとHYSCの発現変動遺伝子(DEG)の検出を行うための参照配列とした.HYSIおよびHYSCを参照配列にマッピングし,DEGの検出を行ったところ,HYSCで有意に発現が低下した遺伝子群の中に,他植物において自家不和合性を制御する遺伝子であることが報告されているS-RNaseの相同遺伝子が含まれていた.この遺伝子については,qPCRによってHYSCでの有意な発現低下を確認した.次にアメリカにおいて育成された自家不和合性品種Fortuneとその親品種であるclementineとOrlandoを用いて,花柱よりRNAを抽出してRNAseq解析を行い,いくつかのT2型RNase遺伝子を獲得し,それらの系統解析を行うことによって複数のS-RNase様の遺伝子を獲得することができた.これらのうちいくつかは,雌ずい特異的な発現を示した.また,渡航先においてFortuneとOrlandoの交配実生集団を作製し,S-RNase様遺伝子の遺伝様式を調査したところ,自家不和合性を想定したときの遺伝様式に合致し,これらが自家不和合性に関与している可能性が高いことが示された.内定年度:2015ヒュウガナツ(Citrus tamurana)は強い自家不和合性を持っているが,その枝変わり品種である`西内小夏'は自家受粉によって結実する.この性質は`西内小夏'が生産する非還元花粉が,不和合性を打破するためであることが明らかになっている.本研究ではこの自家不和合性のメカニズムに関する知見を得るために,実験を行った.ヒュウガナツ同様自家不和合性であるクレメンティンを材料に,バラ科植物などの自家不和合性の雌ずい側因子であるT2型RNase遺伝子のカンキツの自家不和合性への関与の検証を試みた.公開されているクレメンティンゲノムデータベースより,合計7種類のT2型RNaseの配列を得た.これら遺伝子と既に獲得されているヒュウガナツ花柱で発現しているRNase遺伝子5種類について,発現の組織特異性をRT-PCRによって確認したところ,clementine0.9_35888m(以下35888)とHyuganatsu_RNase1(以下HyRNase1)が雌ずいで特異的に発現していることが明らかとなった.次にこれらについて,イントロンの調査を行った結果,イントロンがHyRNase1には一箇所存在したが,35888には存在しないことが明らかとなった.また,HyRNase1には異なる二種類の配列がゲノム内に存在していた.さらにアミノ酸配列を基に等電点を予測したところ,共に塩基性を示すことが確認された.35888について,クレメンティンとヒュウガナツ,およびクレメンティン×ヒュウガナツの交配により得た実生74個体についてその保有の有無を調査し,遺伝様式を確認した.その結果,ヒュウガナツは35888を保持しておらず,その実生では,35888を保持する個体と保持しない個体がほぼ1:1の比で分離したことから,クレメンティンは35888をヘテロ接合で保持していることが明らかとなった.本年度は実際的な研究の準備段階として,共同研究先との渡航時期の打ち合わせを行い,その後に交付申請を行った.そのために実施した実験は,クレメンティンを用いたT2型RNaseの解析や予備的に獲得したNGSデータの解析に止まっている.しかしながら,これは想定されていたことで,NGSデータ取得用のサンプリングは研究計画当初より次年度初期の開花時期に行うことを予定しており,大幅な遅れではないと判断している.今年度は,日本においてカンキツの開花シーズン(4月下旬5月上旬)に,自家不和合性であるヒュウガナツとその自家和合系統を用いて,受粉並びに花器官(花柱)のサンプリングを行い,解析用のサンプルを採取した.また,それらのサンプルから全RNAを抽出し,RNAseqを行いシークエンスデータを獲得した.そのデータならびにcDNA,RNAサンプルを持って,海外渡航先であるフロリダ大学に2017年11月より渡航した.フロリダ大学では,RNAseqデータの解析を共同研究者のGmitter教授と行い,現在解析を進めている.これまでに自家不和合性をもつヒュウガナツ(HYSI)とその自家和合変異系統(HYSC)の花柱RNAseqデータをde novo assemblyによって花柱で発現しているtranscriptを構築した.次に構築されたtranscriptの塩基配列より,blast検索ならびにInterProScan検索によって,各transcriptがコードするタンパク質の機能予測を行った.一方で,構築されたtranscriptを参照配列として,HYSIとHYSCのリードデータをマッピングして,そのカウントデータから両者において発現量の異なるtranscriptの同定を試みた.その結果,約80のtranscriptが発現量に差があるもの(DEG)と判定された.その中には,他植物で自家不和合性を制御する因子と考えられている,T2型RNase遺伝子と予測されているものも含まれていた.

さらにフロリダ大学において保存されている遺伝資源を用いて,2018年2月3月にかけて自家不和合性品種Fortuneに,その親品種であるOrlandoとClementineを交配した.また,それらの各品種の花柱サンプルを採取し,RNAを抽出した.これらのサンプルの解析を次年度に行う予定としている.渡航前に日本において解析用のサンプル採取並びにシークエンスデータの獲得を行い,それを持ってフロリダ大学に渡航するという,当初の計画通りに進行している.フロリダ大学渡航後もデータ解析に着手し,ある程度進行していることや,次年度に向けての現地でのサンプル調製も行っていることから,進捗状況は問題ない.また,日本においても代替要員として雇用した研究員と連携し,日本におけるカンキツの開花時期に向けて,受粉・サンプリング計画を検討し,ヒュウガナツなど渡航先において得ることができないサンプルの採取についても準備を進めている.以上の点から,おおむね順調に進行していると判断している.前年度に日本において取得した,ヒュウガナツ(HYSI)とその自家和合系変異系統(HYSC)の花柱のRNAseqデータの解析を,海外渡航先であるフロリダ大学カンキツ教育研究センターにおいて,共同研究者のGmitter教授と行った.花柱RNAseqのde novo assemblyによって,花柱で発現している遺伝子のtranscriptを構築し,それらの塩基配列に対してblastおよびInterProScan検索を行うことによって,各遺伝子がコードするタンパク質の機能予測を行った.これを,HYSIとHYSCの発現変動遺伝子(DEG)の検出を行うための参照配列とした.HYSIおよびHYSCを参照配列にマッピングし,DEGの検出を行ったところ,HYSCで有意に発現が低下した遺伝子群の中に,他植物において自家不和合性を制御する遺伝子であることが報告されているS-RNaseの相同遺伝子が含まれていた.この遺伝子については,qPCRによってHYSCでの有意な発現低下を確認した.次にアメリカにおいて育成された自家不和合性品種Fortuneとその親品種であるclementineとOrlandoを用いて,花柱よりRNAを抽出してRNAseq解析を行い,いくつかのT2型RNase遺伝子を獲得し,それらの系統解析を行うことによって複数のS-RNase様の遺伝子を獲得することができた.これらのうちいくつかは,雌ずい特異的な発現を示した.また,渡航先においてFortuneとOrlandoの交配実生集団を作製し,S-RNase様
自殺遺伝子を用いた新しい肝細胞がん遺伝子治療法の開発

ヒト肝細胞がん(HCC)は本邦における成人男性悪性腫瘍中第3位の発生率を示す予後不良の疾患であり、現在なお有効な治療法は確率されていない。我々はHCCに対する新たな遺伝子治療法を開発する目的で以下のような検討を行った。HCC細胞の多くは腫瘍特異的にアルファフェトプロテイン(AFP)を高発現していることが知られている。そこでAFP遺伝子プロモーターによって自殺遺伝子であるシトシンデアミナーゼ(CD)遺伝子が発現されるような感染ウイルスを作成し、本ウイルスを感染させることによって腫瘍特異的な細胞死が誘導されることを目指した。まずAFP遺伝子プロモーター、CD遺伝子、cDNAを挿入したレトロウイルスを作成しこれを各種ヒトがん細胞株に感染させた。これら感染細胞株に5-fluorocytosineを投与することによりAFT発現細胞株においてのみ細胞死が誘導されることを明らかにした。したがって本研究計画で開発したAFP-CDE発現ユニットを組み込んだレトロウイルスを用いてヒト肝癌細胞のみを特異的に殺傷可能と思われた。現在Woodehuckラットを用いて本治療法の動物モデルの樹立を目指している。また将来的に臨床応用するさいには、臨床の場でHCC患者に対してルーチンに行われているTAE療法の際に肝動脈よりCD発現ウイルスを投与し、その後経静脈的に5-FCytを投与することで抗腫瘍効果を得ることを目指す。
新人看護師が終末期がん患者の命に寄り添う力を育む看取りOJT支援プログラムの開発

先行研究において新人研修責任者に実施した質問紙調査で、約8割の回答者が新人への看取り教育は必要としながらも新人研修で取り組めていないと回答した。さらに、看取り経験のある新人看護師と新人が信頼する中堅看護師に面接調査を行った結果、新人が看取り経験で抱えた悩みを経験直後に振り返り、解決の糸口を模索できるような指導・支援の方法が必要と考えられた。また、新人が信頼する中堅看護師の姿勢や行為が新人には心強さや安心感に繋がっていると推察できた。このことから、本研究は新人看護師が終末期がん患者の命に寄り添う力を育む看取りOJT(On the Job Training:職場内教育)支援プログラムの開発をめざす。まず、新人指導の役割を担う中堅看護師に焦点を当てて、臨床現場で看取り教育に関する効果的指導方法を検討するために、第1段階は中堅看護師の新人教育及び看取り教育への困難要因を解明する。第2段階は熟練中堅看護師が看取りの場面で実践する新人への教育・支援の実態を解明する。平成30年度は、まず文献検討を行った。OJTにおける新人の看取り教育に関する研究は殆どなく、中堅看護師の新人支援や新人教育に関する取り組みも非常に少ない結果であったが、中堅看護師による新人看護師への支援の在り方が新人の臨床実践能力に影響を与えることの示唆を得た。文献検討および先行研究や看取りにかかわる看護師の困難やターミナルケアに関する尺度等を洗練しながら中堅看護師への自記式質問紙を作成した。この質問紙は経験15年以上の臨床の看護師4名にプレテストを行い、質問項目をIV項目に整理した。質問紙調査を行う病院の規模は毎年の新人看護師の入職者数が複数名見込まれる病床数200床以上の一般病院とした。令和元年度に自記式質問紙調査および面接調査を実施するために3月に倫理申請書の提出を行っている。平成30年度は当初の計画どおり、文献検討を行い、自記式質問紙の質問項目の検討を研究分担者と行った。質問紙はのプレテストを終了し、倫理審査委員会の承認を待っている。令和元年度は、第1段階の質問紙調査を実施後、第2段階の面接調査を実施する。質問紙調査は対象施設のリストアップを行い、事前に施設の看護部長より対象病棟の中堅看護師数を把握し、質問紙を配布する。質問紙調査の終了後、面接調査を開始する。面接調査の対象者は新人看護師の推薦を受けた熟練中堅看護師であり、県内の施設の新人看護師を対象に研究対象者の情報把握のための事前調査を実施し、熟練中堅看護師への面接を進める。令和元年度は、中国、四国、九州・沖縄の地域の200床以上の一般病院の中堅看護師を対象にした質問紙調査を実施し、その後面接調査を開始する。このため、郵送費用や面接調査のための旅費や会議場等が必要である。
精子特異蛋白の発現・運命・機能に関する分子細胞生物学的研究

本研究より、最も顕著な成果が得られた点はMN9抗原の運命に関することであった。このことを含めて以下のようなデータを得ることができた。1.MN9抗原について次のような事実から、MN9抗原は受精過程で重要な分子であることが判明し、“equatorin"と命名した。1)Equatorinは、先体反応中に一部放出されるが、大部分は赤道部に残存する。2)MN9抗体は、精子の運動性、透明帯接着そして透明帯通過に影響しない。したがって、equatorinはこれらの過程に関与しない。3)MN9抗体は、精子・卵子の融合過程を阻害し、前核形成や2細胞期への発生を抑制する。4)MN9抗体は、表層粒放出を阻害し、結果的に透明帯反応誘発を阻止する。このような事実から、equatorinは、精子・卵子融合に関連する重要な物質である【論文投稿中】2.精細胞の単離精子細胞の分離法を確立し、ブレフェルジンの影響を調べた。その結果、円形精子細胞のゴルジ装置が可逆的に破壊され、これに伴い先体内容物質の輸送が障害されることが判明した。【論文執筆中】3.MC31抗原の分離・精製1)MC31抗原は免疫沈降法で分離されることが分かった(電気泳動で確認した)。2)現在、アミノ酸組成分析のためのサンプルを調整中である。MN7とMC41抗体に関する追加実験論文にするために先体反応を阻害する実験を行い、データを追加補充した。【論文執筆中】5.抗原産生遺伝子プローブ作製MC101抗体を用いてcDNA作製を試みたがうまく行かなかった。その理由は、MC101抗原は精巣内では抗原性が弱いために検出できないと考えられた。他の方法を検討中である。
脳虚血再灌流時の活性酸素とNO発生及びグルタミン酸とアスコルビン酸遊離の相互作用

脳虚血-再潅流による脳障害の発生機序として活性酸素、nitric oxide(NO)の発生増加とglutamateの細胞外遊離を考える場合には、superoxideとNOは互いにscavengerとなることや、脳内に豊富に存在する抗酸化物質であるascorbic acidによる活性酸素消去作用を考える必要がある。従って1)AAの細胞外遊離をmicrodialysis biosensorを利用して測定する方法の検討、その後glutamateとAAの細胞外遊離を同時に測定し、2)AAとglutamateの相互作用を検討、3)free radicalとしてnitric oxide(NO)の関与の検討、4)虚血時間による影響、5)虚血後再潅流時の脳温低下(36°Cより32°C)による影響、をin vivoで検討した。【方法】Wistar系ラットを対象とし、Microdialysis biosensorを左右の線条体又は海馬に挿入、両側頚動脈clampと脱血で前脳虚血とし、再潅流後60分迄の変化を脳血流量(CBF)、大腿動脈圧(MAP)と共に連続測定した。【結果】1)再灌流後はAA以外のcompoundsによる影響がないため、一般のbiosensorのoxidationsignalによりAAが検出できる。2)Glutamateが再灌流により著減した後にAAが著増する。3)NO synthaseのinhibitor(L-NAME)の前処置でglutamateのre-uptakeが抑制される。4)虚血時間の延長により再灌流後のAA遊離が抑制され、glutamateのre-uptakeが障害される。5)再灌流時の脳温低下により常温と比較しCBFは再灌流15分以後高値、MAPが高値、虚血中著増したGluは再灌流後に低値で、再潅流後著増したAAは再灌流5-40分後高値となる。以上より1)glutamateとAAのheteroexchange、2)glutamateのre-uptakeにradical(NO)の関与、3)AAによるNMDA受容体抑制作用、4)低温による脳保護作用としてAAによる再潅流後のGlu遊離の抑制、MAPの上昇とCBFの維持,が示唆された。【方法】Wistar系ラットを対象とし、前脳虚血-再潅流モデル(10分虚血後再灌流)in vivoで測定した。AAの測定はmicrodialysis biosensorを左右の線条体に挿入し、右biosensor内のPt作用電極のAAによるoxidationsignalとO-phenylenediamineでcoatingした左biosensorのsignal(ascorbate oxidaseを灌流)との差とした。またbiosensorを左右の海馬に挿入し、AAとglutamate(glutamate oxidaseを灌流)の細胞外遊離を同時に測定した。更にNO synthaseのinhibitor(L-NAME)の前処理後glutamateの細胞外遊離をcontrolと比較した。【結果】1.AAはbaseline79.0μMより再灌流後Max223.2μM迄上昇し、再灌流後30-40分でbaseline値、その後60分迄徐々に減少した。再灌流後はAA以外のcompoundsによる影響がないため、一般のbiosensorのoxidation signalによりAAが検出できる。

2.Glutamateが再灌流により著減した後にAAが著増することから、glutamateとAAのheteroexchangeが示唆された。虚血時間の延長により再灌流後のAA遊離が抑制され、glutamateのre-uptakeが障害されることから、AAによるNMDA受容体抑制作用も示唆された。Micordialysisbiosensorを利用して前脳虚血-再灌流によるascorbate(AA)とglutamate(Glu)の細胞外遊離を海馬in vivoで、脳血流量(CBF)、大腿動脈圧(MAP)と共に連続測定し、その相互作用と虚血時間による影響及び虚血後再灌流時の脳温低下(36°Cより32°C)による影響を検討した。Wistar系ラットを対象とし、実験中は調節呼吸、halothaneで維持し、Microdialysis biosensorを左右の海馬に挿入、両側頚動脈clampと脱血(MAP=30mmHg)で10分間前脳虚血とし、再潅流後60分迄とKCLによる過分極の変化を連続測定した。1)虚血時間を15分に延長すると、MAPとCBFは再灌流40分以後有意に低値となり、Gluは再灌流後5分で著減するが5-20分間有意に高値となったのに対し、AAは再灌流後著増し5-20分間有意に低値となりmax迄の時間も有意に延長した。2)灌流時の脳温低下によりCBFは再灌流15分以後で有意に高値、MAPも有意に高値となった。虚血中著増したGluは再灌流後著減するが、再灌流15-25分後有意に低値で、再灌流後著増したAAは再灌流5-40分後有意に高値であった。以上1)虚血時間延長により再灌流後のAA遊離が抑制され、Gluのreuptakeが障害されることから、AAによるNMDA受容体抑制作用と2)脳内温低下時のKCl投与による心停止時の虚血中でも著増することから、低温による脳保護作用としてAAによる再灌流後のGlu遊離の抑制、MAPの上昇とCBFの維持が示唆された。