hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長期運動習慣を有する高齢者の随意運動に伴う脳内情報処理過程に関する研究

適度な運動の継続が高齢者の脳にどのような影響を及ぼすかは明らかにされていない.そこで本研究では,長期運動習慣を有する高齢者20名(男性10名,女性10名,運動群:69.20±1.3歳)と運動習慣をもたない高齢者20名(男性10名,女性10名,非運動群:66.90±1.1歳)を対象に脳内情報処理過程のなかでも認知機能を反映すると考えられている事象関連電位P300を記録した.運動群は週に1回の体操教室(90分)を35年以上継続して活動していた.体操教室の主な運動内容は,インストラクター指導のもとに音楽に合わせて上肢と下肢をリズムよく動かしながら前後左右に移動する全身性の有酸素運動とセラバンドや軽いダンベルを用いた筋力トレーニングから成り,運動強度は最大心拍数の約6070%程度であった.P300を記録するために体性感覚刺激オドボール課題を用いた.被験者は椅子に座った状態で右手人差し指への刺激に対して床に設置されたスイッチボタンを右足で押し,左手人差し指への刺激に対しては無視して反応しないよう指示された.刺激呈示からボタン押しがなされるまでの反応時間も同時に記録した.主な結果は次のとおりである.<結果>1)運動群の反応時間は379.98±14.3msであり,非運動群の432.49±15.9msよりも有意に早い値を示した(p<0.05).2)運動群のP300振幅は11.11±0.6μVであり,非運動群の7.54±0.7μVよりも有意に大きい値を示した(p<0.05).3)運動群のP300は健康成人と同様に頭頂部優位の頭皮上分布を示したのに対して,非運動群では頭頂部から前頭に優位性がシフトする高齢者特有の均一化傾向を示した.<結論>適度な運動を継続することは,高齢者の運動制御能力を保持させるだけでなく,加齢に伴う脳内認知機能の低下進度を緩やかにする効果が期待できる.本研究の14年度当初の研究計画としては,高齢者を対象に上肢と下肢の筋力,および神経伝導速度を測定し,科学的データに基づいた加齢に伴う末梢神経系の機能低下の現状を把握することであった.しかし,現有設備の神経伝導検査ユニット(NEC三栄)が故障して使用不能となったため,本年度は神経伝導速度を測定することができなかった.そこで,急遽研究計画を変更し,高齢者の末梢神経系の機能低下に関する検討については,来年度に別予算で購入するニューロパック(日本光電)を用いて行うこととし,本年度は15年度研究計画にある高齢者の中枢内情報処理過程について認知機能の指標となる事象関連電位P300と反応出力系の指標である反応時間を用いて研究を行ったので,その成果の一部を以下に示す.1.高齢者の反応時間は健康成人と比較して顕著な遅延を示したことから,加齢に伴い反応実行過程が低下することが分かった.2.高齢者の事象関連電位P300潜時が健康成人と比較して顕著な遅延を示したことから,中枢内情報処理過程の中でも,特に,加齢に伴い認知機能に関する刺激評価時間が遅延していることが分かった.3.高齢者の事象関連電位P300振幅が健康成人と比較して顕著な低下を示し,頭皮上分布も健康成人が頭頂部優位であるのに対して高齢者は中心部から前頭にかけて均一化を示したことから,加齢に伴い脳に機能的変容が生じていることが示唆された.加齢に伴い身体諸機能が低下することが知られている。一方、高齢者であっても適度な運動を継続することによって身体諸機能が改善されることが報告されている。しかし、運動が脳にどのような影響を及ぼすかについては明らかにされていない。そこで本年度は、長期的に運動を継続している高齢者21名(運動群:69.38±5.5歳)とこれまでに特定の運動習慣をもたない高齢者24名(非運動群:66.38±4.6歳)を対象に末梢神経機能については末梢運動神経伝導速度(MCV)を、中枢神経機能については運動課題遂行中の脳波(事象関連電位P300)と反応時間を記録し、両群の比較を行った。MCVについて、全被験者より上肢の正中神経を測定し、男性のみ下肢の脛骨神経も測定した。事象関連電位P300の記録には体性感覚オドボール課題を用いた。被験者は右手人差し指への刺激に対して床に設置されたスイッチボタンを右足で押し、左手人差し指への刺激に対しては無視するよう指示された。このときに刺激からボタン押しがなされるまでの反応時間も同時に記録した。得られた成果は次のとおりである。・下肢の脛骨神経におけるMCVは、運動群(46.34±3.7ms)が非運動群(42.77±2.3ms)よりも有意に早い値を示したが、正中神経のMCVには差が得られなかった。・反応時間は運動群(369.87±57.8ms)が非運動群(429.45±68.9ms)よりも有意に早い値を示した。・運動群のP300は頭頂部優位の健康成人とほぼ同様の頭皮上分布を示したのに対して、非運動群は前頭部で最大振幅を示し、その頭皮上分布も均一化を示す高齢者の特長が顕著であった。

したがって、適度な運動は加齢に伴う神経系の機能低下進度を緩やかにする効果が期待でき、特に、高齢者の認知機能の維持に有効であることが示唆された。適度な運動の継続が高齢者の脳にどのような影響を及ぼすかは明らかにされていない.そこで本研究では,長期運動習慣を有する高齢者20名(男性10名,女性10名,運動群:69.20±1.3歳)と運動習慣をもたない高齢者20名(男性10名,女性10名,非運動群:66.90±1.1歳)を対象に脳内情報処理過程のなかでも認知機能を反映すると考えられている事象関連電位P300を記録した.運動群は週に1回の体操教室(90分)を35年以上継続して活動していた.体操教室の主な運動内容は,インストラクター指導のもとに音楽に合わせて上肢と下肢をリズムよく動かしながら前後左右に移動する全身性の有酸素運動とセラバンドや軽いダンベルを用いた筋力トレーニングから成り,運動強度は最大心拍数の約6070%程度であった.P300を記録するために体性感覚刺激オドボール課題を用いた.被験者は椅子に座った状態で右手人差し指への刺激に対して床に設置されたスイッチボタンを右足で押し,左手人差し指への刺激に対しては無視して反応しないよう指示された.刺激呈示からボタン押しがなされるまでの反応時間も同時に記録した.主な結果は次のとおりである.<結果>1)運動群の反応時間は379.98±14.3msであり,非運動群の432.49±15.9msよりも有意に早い値を示した(p<0.05).2)運動群のP300振幅は11.11±0.6μVであり,非運動群の7.54±0.7μVよりも有意に大きい値を示した(p<0.05).3)運動群のP300は健康成人と同様に頭頂部優位の頭皮上分布を示したのに対して,非運動群では頭頂部から前頭に優位性がシフトする高齢者特有の均一化傾向を示した.<結論>適度な運動を継続することは,高齢者の運動制御能力を保持させるだけでなく,加齢に伴う脳内認知機能の低下進度を緩やかにする効果が期待できる.
ブタ卵成熟過程におけるヒアルロン酸-CD44シグナル伝達機構の解明とその制御

私はこれまでの研究において,ブタ卵成熟過程における卵丘膨化に着目して研究を行い,卵丘膨化に伴うヒアルロン酸-CD44系の作用が卵成熟誘起に密接な関係があることを明らかにしたが,この研究成果を基に,ブタ卵成熟誘起機構におけるヒアルロン酸-CD44系の作用機序について解析を行った。解析の結果,ヒアルロン酸レセプターであるCD44が卵子では発現しておらず,卵丘細胞で発現していることを発見し,ヒアルロン酸の卵成熟誘起作用は卵子に直接伝わっているのではなく,卵丘細胞を介して間接的に伝わっていることを明らかにした。卵丘細胞はギャップ結合を介して卵子と細胞間連絡が行われていることが知られていることから,ヒアルロン酸の卵成熟誘導刺激はこのギャップ結合を介して卵子に伝達されていることが予想される。そこで,卵丘-卵子複合体のギャップ結合タンパク質であるコネキシン43(Cx43)に着目し,ブタ卵成熟過程におけるCx43発現について調べた結果,卵成熟過程においてCx43のチロシン残基がリン酸化されることを明らかにした。また,この反応はヒアルロン酸合成阻害剤および抗CD44抗体を添加した条件では有意に抑制され,さらに,同条件では卵成熟抑制因子であるcAMP濃度が卵子内で高く維持されることも明らかとなった。以上の結果から,卵成熟過程におけるヒアルロン酸-CD44系の作用は,Cx43のチロシンリン酸化を誘起することで卵丘-卵子複合体ギャップ結合を閉鎖し,cAMP濃度を急激に減少させることで卵成熟を誘起することを明らかにした。私は,これまでの研究においてブタ卵成熟過程における卵丘膨化に着目して研究を行い,ヒアルロン酸と卵成熟との間に密接な関係があること,さらに,ヒアルロン酸レセプター・CD44が卵母細胞では発現していないことを明らかにした。これらの結果から,ヒアルロン酸の卵成熟誘導刺激は卵母細胞に直接伝わっているのではなく,卵丘細胞を介して間接的に伝わっていることが示唆された。一方、卵丘細胞膜で受容されたヒアルロン酸-CD44刺激の細胞内への伝達の仕組みは明らかになっていないが,卵丘細胞は透明帯を通り抜けギャップ結合を介して卵母細胞と細胞間連絡が行われていることが知られていることから,ヒアルロン酸の卵成熟誘導刺激はこのギャップ結合を介して卵母細胞に伝達されていることが予想される。そこで本年度は,卵丘-卵母細胞複合体のギャップ結合タンパク質であるコネキシン43(Cx43)に着目し,ブタ卵成熟過程におけるCx43発現について調べた。その結果,卵成熟過程においてゴナドトロピンの刺激によりCx43のチロシンリン酸化が誘導された。また,この反応はヒアルロン酸合成阻害剤およびCD44抗体を添加した条件では抑制されたことから,Cx43のチロシンリン酸化はヒアルロン酸-CD44のシグナルによって誘導されることを明らかにした。Cx43のチロシンリン酸化はCx43で構成されるギャップ結合の閉鎖に密接な関係があることから,ヒアルロン酸-CD44がCOCギャップ結合の閉鎖を引き起こしていることが示唆される。現在,卵丘細胞内におけるヒアルロン酸-CD44からCx43のチロシンリン酸化までのシグナル伝達を調べ,ギャップ結合の機能がブタ卵成熟に及ぼす影響について解析を進めている。
多肢選択式リスニングテストにおける選択肢の数の検証

多肢選択式リスニングテストにおける選択肢の数の影響を,問題形式ごとに検証した。3択と4択を比較した結果,テストの信頼性や弁別力には大きな差はなかったが,項目困難度に関しては違いが見られた。描写問題のような比較的単純な形式(写真と一致する英文を選ぶ)の場合は,3択と4択で困難度は変わらないが,TOEICのPart 4のような認知的負荷の高い形式(本文がモノローグで,複数の質問文に答える)では3択の方が,困難度が低くなるという結果になった。研究全体の調査結果から,リスニングテストにおける最適な選択肢数を検証するためには,問題形式および錯乱肢について詳細な分析が必要であることが示唆された。本年度は研究計画の2年目であり,2つの実験を実施し,また来年度実施予定の実験テストを作成した。1つ目の実験では,4種類のタスク(写真描写,応答問題,ダイアローグ,モノローグ)から構成されるTOEICのリスニングテストを用いて,日本人大学生のべ400名の参加者からデータを得た。実験の目的は,3択テストを作成するための基礎データを収集することにある。テスト実施後,テストの信頼性や正答率,弁別力等の基礎的テスト情報を出力した。また各テスト項目の錯乱肢を最も魅力のあるもの,すなわち受験者に最も選ばれた錯乱肢から最も魅力のないもの,すなわち受験生に最も選ばれなかった錯乱肢に順位づけを行った。これらのデータをもとにして,各テスト項目から1つの錯乱肢を除外(1.最も魅力のある錯乱肢,2.最も魅力のない錯乱肢,3.それら以外の錯乱肢)した3択のテストを作成した。これらの3択テストと4択テストのデータを比較することによって,錯乱肢の特徴が,テスト全体の正答率や信頼性,識別力などに与える影響を明らかにすることができる。2つ目の実験では,前述の4種類のリスニングタスクを受験者がどのようなプロセスで解答しているかを,発話プロトコルを用いて調査した。参加者は,日本人大学生21名である。実験の目的は,各タスクにおけるテストテイキング・ストラテジーを分析することによって,タスクの違いが選択肢の選び方とどのような関わりを持つのかを明らかにすることである。選択肢の数に関する先行研究は数多く存在するが,そのどれもが量的分析にとどまっている。またこれまでのリスニングにおけるテストテイキング・ストラテジーの研究は,タスクの違いを考慮していない。これらの点を踏まえると,本実験の質的分析により,より詳細な多肢選択式リスニングテストにおける回答プロセスが明らかになると期待できる。本年度は研究計画3年目であり,昨年度作成した実験テストを実施し,新たな実験テストを作成・実施した。1つ目の実験は,4種類のタスク(写真描写,応答問題,ダイアローグ,モノローグ)から構成されるTOEICのリスニングテストにおいて,錯乱肢を1つ減らした3択問題(応答問題は2択)を用いて,のべ300名の日本人大学生を対象に実験を実施した。この実験テストは,昨年度実施したオリジナル版である4択(応答問題は3択)のデータを分析し,最も魅力の無かった(受験者から選ばれなかった)錯乱肢を抽出し,それを削除して作成したテストである。2つ目の実験では,錯乱肢の魅力度を調査するためのアンケートを開発し,日本人大学生約130名を対象に実験を行った。この実験では,オリジナルの写真描写問題(4択:1つの正答肢と3つの錯乱肢)と応答問題(3択:1つの正答肢と2つの錯乱肢)を用いて,受験者に,各選択肢に関して正解と思うか不正解を思うかを尋ね,更にその自信度を尋ねた。ここで受験者が自信を持って正解と考えた錯乱肢は,魅力のある錯乱肢と考えられる。実験の結果,受験者が選ばなかった錯乱肢が必ずしも魅力がないと言えないことが分かった。すなわち,受験者が選択しなかった錯乱肢であったとしても,その錯乱肢は機能していたことを示すことになる。したがって,錯乱肢の魅力度は,従来から行われている項目分析による解釈だけでは不十分であることが示唆された。本年度は研究計画の1年目であり,文献研究とそれに基づく問題点の洗い出しを中心に行った。過去の選択肢の数に関する研究には,方法論的な問題のあることが分かった。すなわち,選択肢を4択(1つの正解肢と3つの錯乱肢)から3択(1つの正解肢と2つの錯乱肢)にする場合に,どのように錯乱肢を削除するのが適切かを検討する必要性が明らかとなったのである。例えば,4択のデータから無作為に錯乱肢を削除する方法では(Baghaei & Amrahi, 2011),削除した錯乱肢の機能が高かった場合,テスト項目の質に影響を与える可能性が考えられる。

実際に過去の選択肢の数の検証を行ったRodriguez(2005)では,無作為に錯乱肢を削除するとテストの信頼性が下がると報告している(5択から3択および4択から2択に変更した場合)。また4択のデータから最も魅力のない錯乱肢を削除する場合(Shizuka et al., 2006),もともと魅力のない錯乱肢を除外しても結果は変わらず,3択に有利な検証方法となっている恐れがあると言わざるをえない。上述の問題点をクリアするには,4択のうち最も魅力がないと思われる錯乱肢を予測して削除する方法が考えられる。この方法は,2人以上の専門家が判断することで信頼性を高めることができ,またテスト作成時に近い状態が保てる(最初から3択問題として作成された状態)と予想されるので,過去の検証方法よりも正確に4択と3択の比較検証ができると思われる。以上のことを踏まえ,本年度の後半では,本研究の目的であるリスニングテストの選択肢の数を検証する前段階として予備研究の準備を行った。この予備研究の目的は,上記の方法論的な問題を解決するためである。具体的には英検やTOEICのテスト問題を精査したうえでマテリアルを作成し,言語テストの専門家に調査依頼を行った。本年度は研究計画の最終年度となる4年目であり,昨年度までに実施した実験の分析を行った。1つ目の実験(研究計画2年目に予備実験と3年目に本実験を実施)では,3種類のリスニングタスク(写真,ダイアローグ,モノローグ)における4択(オリジナルの正答肢1つと錯乱肢3つ)と3択(実験版の正答肢1つと錯乱肢2つ)の違いを難易度・弁別力・信頼性の観点から比較検証した。分析の結果,(1)選択肢数の違いは,弁別力と信頼性には影響を与えないこと,(2)選択肢数の違いは,難易度に影響を与えること,(3)その影響は,タスクとしての難易度が比較的に高いモノローグ・タスクに限定されること,が明らかになった。以上から,多肢選択式リスニングテストにおける選択肢の数の違いは難易度に影響を与え,それはタスクによって異なることが示唆された。2つ目の実験(研究計画2年目に実施)では,4種類のリスニングタスク(写真,応答,ダイアローグ,モノローグ)におけるテストテイキング・ストラテジーを,有声思考法(プロトコル)を用いて調査した。分析の結果,(1)熟達度によってストラテジーの数と種類が異なること,(2)タスクの難易度によってストラテジーの数が変化すること,(3)上位群では,正解・不正解によってストラテジーの数と種類が異なる一方,下位群では正解・不正解によってストラテジーの数は異なるが種類は変わらない,ということが明らかになった。よって,多肢選択式リスニングテストにおいて受験者が用いるストラテジーは,タスクの種類・熟達度・正解・不正解によって異なることが示唆された。英語教育交付申請書では,2年目に4択テストを実施し,錯乱肢の情報を分析して,その結果をもとに3択テストを作成・実施する予定であった。現在までのところ,4択テストの実施,錯乱肢の分析,そして3択テストの作成までは行うことができた。しかし3択テストは実施できなかった。これは,4択テストのデータにおける信頼性を高めるために,当初,3択テストを受験してもらう予定だった参加者に4択テストを実施したからである。しかし本研究においては,4択テストのデータが錯乱肢の機能を調べるうえで最も重要なものであるとの判断から,このような対応をとった。
中国黄土地帯の都城と生態環境史の研究

本共同研究の期間中、毎年夏に、合計3回、関中平野を中核とする地域の調査を、日中共同で行った。また、合計5回におよぶ日中共同の討論会を組織してきた。共同討論会に関しては、中国においては、(1)1997年9月の第1回学術会議《漢唐長安城与黄土高原》(于西安外語学院。その成果は、史念海主編『漢唐長安与黄土高原』陜西師範大学歴史地理研究所、1998年として公刊)、(2)1999年8月の第2回学術会議《漢唐長安城与関中平原》(于陜西師範大学。その成果は、史念海主編『漢唐長安与黄土平原』陜西師範大学歴史地理研究所、1999年として公刊)である。日本では、(1)1997年12月の《中国黄土地帯の環境史》(于筑波大学)、(2)1997年12月《黄土高原の都市と生態環境史》(于学習院大学)、(3)2000年3月18日・19日に《黄土地帯の都市と生態環境の歴史》を開催した。本研究計画では、3年間の研究機関の各年度ごとに、それぞれ重点課題を設定し、段階的に課題の究明を目指し、最終的に総合する方法をとっている。すなわち、平成9年度は「漢唐長安城と黄土高原」、平成10年度は「漢唐長安城と関中平野」、平成11年度は、以上を総合的して「黄土地帯の生態環境と都城史の相関性」を重点研究課題とする。以上の全体計画に基づき、本研究計画の初年度に当たる平成9年は、「漢唐長安城と黄土高原」を重点課題として、以下のような研究実績をあげることができた。(1)関中平野・黄土高原の共同調査(夏春合計2回)。第1回共同調査は、平成9年8月と平成10年3月に、陜西省関中平野の都城遺址の調査を実施し、漢唐長安城の建築構造の特徴や、水利施設、関中平野の灌漑施設、河道の歴史的変遷等を綿密に調査した。(2)中国・西安での第1回学術討論会による共同討議の開催。9月上旬に西安・陜西師範大学において、共同研究の研究者を核にした40名程度の専門家の集う「漢唐長安城と黄土地帯の生態環境史」と題する第1回の学術討論会を組織し、8月の共同調査・研究の成果を検討するとともに、黄土地帯の都城に関する中国の研究状況と日本・欧米における研究状況を、それぞれ中国側・日本側研究者が報告し研究の現段階を明確にした。(3)中国での論文集の出版。上記の関中平野の都城遺址調査と共同討議にもとづく論文集『漢唐長安城和黄土地帯的生態環境』を、陜西師範大学出版社から出版する準備をすすめ、平成10年5月に刊行できることになった。(4)日本での論文集の出版。日本側のメンバーの調査記録を、日本の出版社より出版する計画をすすめ、『漢唐長安城の生態環境』と題して、平成10年7月中に出版できる予定となった。(6)中国側研究者2名(史念海教授・李令福助教授)を招聘し(11月12月の1カ月)、日本の筑波大学と学習院大学でシンポジュウムを開催して、研究交流を行った。本研究計画では、3年間の各年度ごとに、それぞれ重点課題を設定し、段階的に課題の究明をめざし、最終的に総合する方法をとって共同研究を進めていきた。本年度は、昨年度の重点課題「漢唐長安城と黄土高原」の成果のあとをうけて、「漠唐長安城と関中平野」と題し、テーマを関中平野の生態環境史に限定して、研究を続けてきた。中国側のメンバーの招へい計画が、メンバーの病気によってできなくなったが、その分、日本側が、中国で共同研究にまい進して、以下の通り、期待通りの成果をあげることができた。(1)関中平野の共同調査(夏春合計2回)。夏の調査では、中国側の全面的協力のもとで、関中平野東部の古代灌漑施設や耕作地、漢唐の陵墓、古代道路などを重点的に調査した。

特に、昨夏実施した、水利施設の調査を今年も続行し、古代灌漑用水の流路の発見など新発見をいくつかあげることができた。この調査の成果は、今夏、日本の出版社(勉誠社)より公刊される予定である。(2)昨年の第一年度の共同研究の成果を、『漢唐長安与黄土高原-中日共同研究第一輯』(西安:陜西師範大学歴史地理研究所、1998年4月、292頁)と題して公刊し、内外の研究者の好評を得た。共同研究の毎年度での成果の出版をめざし、今年度は、第二輯の刊行の準備を進めている。(3)西安での第2回学術討論会の開催。昨年に引き続き、西安にて、共同研究のテーマをめぐる小規模の学術討論会を、中国側の主催によって開催した。ここでは、上記の共同研究の第一論文集がすでに公刊されていたこともあり、本共同研究の昨年度の成果が、中国の学界に少なからぬ影響を与えていることが確認できた。(4)本共同研究に関する論著目録の作成作業を進展させた。最終的には、来年度刊行をめざして、現在、日本と中国と両地域で編集を進めている。本論著目録は、中国の都城と生態環境に関する、世界でもっとも網羅的で系統的な内容をめざして編集作業を続けており、作業の大半が、ほぼ完了している状況である。本共同研究の期間中、毎年夏に、合計3回、関中平野を中核とする地域の調査を、日中共同で行った。また、合計5回におよぶ日中共同の討論会を組織してきた。共同討論会に関しては、中国においては、(1)1997年9月の第1回学術会議《漢唐長安城与黄土高原》(于西安外語学院。その成果は、史念海主編『漢唐長安与黄土高原』陝西師範大学歴史地理研究所、1998年として公刊)、(2)1999年8月第2回学術会議《漢唐長安城与関中平原》(于陝西師範大学。その成果は、史念海主編『漢唐長安与黄土高原』陝西師範大学歴史地理研究所、2000年として公刊予定)である。日本では、(1)1997年12月の《中国黄土地帯の環境史》(于筑波大学)、(2)1997年12月《黄土高原の都市と生態環境史》(于学習院大学)、(3)2000年3月18日・19日に《黄土地帯の都市と生態環境の歴史》を開催した。
各種吸収性材料の生体内潤滑挙動に関する研究

吸収性材料の早期反応の原因の1つと考えられるエンドトキシンを可及的に除去した、架橋ゼラチン膜を作成した。これを鶏の第2趾に作製した腱断裂部の周囲に巻き付け、一定期間毎に組織学的検討を行ったところ、術後4週まで癒着防止効果が確認できた。そこで力学的に癒着防止効果を調べるために、腱の滑走試験を行った。術後4週において、膜を使用した群が使用しない対照群に比して関節可動域は獲得できたが、有意差はなかった。有意差がなかった原因として、再度組織学的検討をおこなったところ、膜を重ね合わせている部分で、周囲組織との癒着がみられた。即ち膜を腱の周囲に巻いている部位では癒着はまったくなかったが、固定する部位で癒着がみられ、このために有意差がみられなかったと結論した。今後の課題として膜の弾性などを調節して、固定が容易であるような材料の開発が必要と考えた。本年度はゼラチンを材料として用いた。この理由は、ゼラチンがすでに人工血管やカプセル剤などで臨床応用されているためである。しかしこのままでは生体内では数時間で吸収されてしまうので、架橋をする必要がある。今年度は熱架橋およびグリタルアルデヒト(GAと略する)架橋(3種類の濃度)、合計4種類の架橋ゼラチンを作製し、ラット皮下に移植して吸収される過程を組織学的に検討し、また吸収速度も検討した(術後2、4、6、8週)。1%GAで架橋すると8週後でも殆ど吸収されなかった。0.2%GAで架橋すると、2週で10%、4週で40%、8週で70%吸収されて、2週以降に吸収が進行していた。吸収時の反応も4、8週でやや確認できた。0.05%GAで架橋すると、4週ですでに90%吸収され、組織反応もやや激しい傾向であった。熱架橋(150°C、24時間)すると、2週で40%、4週で60%、8週で70%吸収されており、組織反応も激しいものではなかった。以上の結果より、熱架橋を行ったものが組織反応および吸収速度ともにわれわれが必要とする条件を満たすものと結論した。そこでさらに2週以内の吸収される過程を組織学的に観察した(術後2、4、7、10、14日)。移植後2日目から組織反応がみられるものがあった。炎症細胞の浸潤も観察され、術後7日が最も激しいものであった。しかしこれは14日目には完全に消退した。それ以降は組織反応はほとんどみられなかった。このことから来年度はこの2週以内におこった組織反応の原因について検討する予定である。この炎症反応の原因を解明した上で癒着防止膜を作製し、鶏を用いてその防止効果について検討する予定である。平成5年度に熱架橋(150°C、24時間)およびグルタルアルデヒド架橋(3種類の濃度)、合計4種類の架橋ゼラチンを作製し、ラット皮下に移植して吸収される過程を組織学的に検討し、熱架橋を行ったものが組織反応および吸収速度ともにわれわれが必要とする条件を満たすものと結論した。そこでさらに2週以内の吸収される過程を組織学的に観察したところ、移植後2日から10日頃にかけて、炎症細胞の浸潤も観察された。この原因として、材料作製時に使用した蒸留水中のエンドトキシンの関与が疑われた。そこで作製材料中のエンドトキシン量を測定したところ、69.2pgのエンドトキシンが含まれていた。そこでエンドトキシンを可能な限り除去した蒸留水で作製した架橋ゼラチン膜A(エンドトキシン3.68pg)と、先に作製した架橋ゼラチン膜B(エンドトキシン69.2pg)の2種類の架橋ゼラチン膜をラット皮下に移植して、移植後早期の組織反応について検討した。Aでは著しい炎症反応は認められなかったが、Bでは術後10日頃まで炎症反応が認められた。このことから吸収性材料の早期組織反応にエンドトキシンが関与していることが示唆され、エンドトキシンを除去する重要性が認識された。来年度はエンドトキシンをを除去した癒着防止膜を作製し、鶏を用いてその防止効果について検討する予定である。

術後4週において、膜を使用した群が使用しない対照群に比して間接可動域は獲得できたが、有意差はなかった。有意差がなかった原因として、再度組織学的検討をおこなったところ、膜を重ね合わせている部分で、周囲組織との癒着がみられた。即ち膜を腱の周囲に巻いている部位では癒着はまったくなかったが、固定する部位で癒着がみられ、このために有意差がみられなかったと結論した。今後の課題として膜の弾性などを調節して、固定が容易であるような材料の開発が必要と考えた。
脊髄損傷による麻痺筋不随意痙攣に伴う筋の機能変化に関する研究

脊髄損傷者の麻痺筋肉の筋活動の一つとなる不随意痙攣に関する研究を行った。その結果、脊髄損傷者の麻痺筋肉量には不随意痙攣の有無が関係していることが明らかとなった。一方で、1日に生じる不随意痙攣の総量(強度ごとの回数および継続時間から推定)は影響を及ぼしていなかった。また、損傷からの年数が10年以上である脊髄損傷者において、不随意痙攣はベッドやトイレなどへの(または、からの)移乗時に生じていた。さらに、不随意痙攣を有する脊髄損傷者において膝関節角度の変化に伴い、大腿部の筋硬度および羽状角の角度が変化することが示された。脊髄損傷者の日常生活における不随意痙攣に関する研究を行った。具体的には、1日に生じる不随意痙攣の強度、頻度および継続時間が麻痺筋肉量に及ぼす影響を明らかにした。対象者は、成人男性の脊髄損傷者15名であった。そのうち、歩行可能な者をのぞいた13名の分析を行った(不随意痙攣のある者7名、不随意痙攣のない者6名)。筋量は、超音波弾性計測装置(MIZOUE PROJECT JAPAN製MSDB04-ARM)により、大腿前面の皮下脂肪および筋の厚みを測定した。筋硬度は、超音波弾性計測装置(メカトロニクス社製IES-5型)により大腿前面の皮下脂肪および筋の変位量を計測した。また、不随意痙攣のある対象者には、加速度計(マイクロストーン社製MVP-RF8-GC-2000)を用いて不随意痙攣の強度を測定した。測定の際、対象者には不随意痙攣が最も強く起こる動作を実行させた。1日に生じる不随意痙攣については、質問紙調査を行った。なお、不随意痙攣の強度については、加速度計で測定した強度を“5"とし、主観により15の5段階で評価させた。加えて、1日を通して起きたレベルごとの不随意痙攣の回数および平均継続時間を回答してもらった。質問紙調査の結果と実際に測定した強度の相対値から1日に生ずる不随意痙攣の総量を推定した。その結果、不随意痙攣の有無は、麻痺筋肉量に影響を及ぼしていることが明らかとなった。また、筋硬度についても同様の結果が得られた。一方、1日に生じる不随意痙攣の総量は、麻痺筋肉量や筋硬度との間に有意な相関関係が認められなかった。さらに、不随意痙攣のある群で、麻痺筋肉量は年齢と有意な相関が認められた。これらのことから、脊髄損傷者の麻痺筋肉量については、1日に生じる不随意痙攣の総量は影響を及ぼしておらず、不随意痙攣の有無や損傷からの年数が関係していることが明らかとなった。具体的には、脊髄損傷者の1日に生じる不随意痙攣の回数、持続時間、および不随意痙攣が生じた動作を調査した。また、聞き取り調査を実施し、損傷からの年数に伴う不随意痙攣の変化や日常生活に及ぼす影響を検討した。対象者は、不随意痙攣を有する成人男性の脊髄損傷者8名であった。そのうち、質問紙調査は協力が得られた5名、聞き取り調査は協力が得られた4名を対象とした。不随意痙攣の強度については、主観により15の5段階で評価させ、それぞれの強度ごとに1日に生じた不随意痙攣の回数、持続時間、および動作を記録してもらった。記録は平日と休日ともに実施したが、差が観察されなかったことから、両日の平均値を採用した。質問紙調査の結果、1日に生じた不随意痙攣の回数が著しく高い値(回数:620回以上、合計時間:14.3分)を示した者が観察された。この1名を除いた対象者の1日に生じた不随意痙攣の平均回数は、11.4±6.4(範囲:4.520)回、合計時間の平均は、1.2±0.9(範囲:0.42.5)分と推定された。また、不随意痙攣が生じた動作については、全員がベッドやトイレ、車、椅子・ソファー、およびトイレなどへの(または、などからの)移乗時であったと回答した。その他に、車椅子のフットレストから足を降ろす、皮膚刺激等が挙げられた。聞き取り調査の結果から、日常生活において、不随意痙攣があることで、褥瘡ができない、血流が促進する等の意見が聞かれた。一方で、痛みを伴うことや車の運転時に不随意痙攣が起こってしまうことが不安であるといった意見も挙げられた。また、損傷からの年数の経過に伴い不随意痙攣の回数が少なくなっていると回答する者が多かった。以上の結果より、不随意痙攣は多くの者において、日常生活に影響を及ぼしていないことが示唆された。本年度は、脊髄損傷者の麻痺筋肉の筋活動の一つである不随意痙攣について、1日に生じる不随意痙攣の回数、持続時間、および不随意痙攣が生じた動作を調査した。対象者の生活状況や身体状況、および不随意痙攣の特性により、方法は変更したが当初の目的通り、筋活動の一つである不随意痙攣の日常生活における特徴や影響が明らかになったことから、おおむね順調に進展していると言える。不随意痙攣を有する脊髄損傷者の麻痺筋肉の筋動態に関する研究を行った。具体的には、不随意痙攣を有する脊髄損傷者の膝関節角度の変化に伴う、筋厚、筋硬度および羽状角の角度の変化を明らかにした。

対象者は不随意痙攣を有する男性脊髄損傷者1名であった。損傷レベルは頸髄6番であり、完全損傷であった。また、損傷からの年数は4年9か月であった。測定には、Biodex System 3(Biodex Medical Systems社製)を用い、測定肢位は座位とし、上体はベルトでしっかりと固定した。膝関節角度は、90度、110度、130度とした。なお、本研究の膝関節の角度は、対象者が不随意痙攣を誘発しない角度として設定した。筋の動態の記録および計測には超音波診断装置Noblus(日立アロカメディカル社製)を用いた。また、筋硬度は、NEUTONE筋硬度計(TDM-Z1)(TRY-ALL社製)を用いて計測した。測定部位は、大腿骨の50%位とし、大腿前面の筋を測定した(周径囲43.8cm)。各膝関節角度における筋厚、筋硬度および羽状角の角度の計測は、それぞれの角度で3回行い、平均値を採用した。測定の結果、筋厚は、90度、110度、130度でそれぞれ、17.3mm、17.9mm、18.0mmであった。羽状角の角度は、90度、110度、130度でそれぞれ、7.0度、8.0度、10.3度であった。筋硬度は、90度、110度、130度でそれぞれ、12.0、5.3、3.7であった。以上の結果から、不随意痙攣を有する脊髄損傷者の麻痺筋肉は、膝関節の角度変化に伴い、筋硬度および羽状角の角度が変化することが示された。今後、対象者を増やすことと健常者との比較を通して、脊髄損傷者の麻痺筋肉の筋動態に関する特徴が明らかになると考える。脊髄損傷者の麻痺筋肉の筋活動の一つとなる不随意痙攣に関する研究を行った。その結果、脊髄損傷者の麻痺筋肉量には不随意痙攣の有無が関係していることが明らかとなった。一方で、1日に生じる不随意痙攣の総量(強度ごとの回数および継続時間から推定)は影響を及ぼしていなかった。また、損傷からの年数が10年以上である脊髄損傷者において、不随意痙攣はベッドやトイレなどへの(または、からの)移乗時に生じていた。さらに、不随意痙攣を有する脊髄損傷者において膝関節角度の変化に伴い、大腿部の筋硬度および羽状角の角度が変化することが示された。初年度の目的は、日常生活における不随意痙攣と筋量との関係を明らかにすることであった。具体的には、下肢に不随意な痙攣がある脊髄損傷者の下肢の筋活動を筋電図を用いて記録し、1日に生じる痙攣の頻度および持続時間を測定することであった。また、記録した筋電図の振幅や積分値から1日に生じる痙攣の強度を推定することであった。同時に、筋のMRI撮影から筋量を断面積として求め、不随意痙攣と筋量の関係を明らかにすることであった。対象となる脊髄損傷者の生活状況や身体状況および不随意痙攣の特性により、筋量の測定方法および1日に生じる不随意痙攣の推定方法を変更したが、当初の目的通り、1日に生じる不随意痙攣の総量と麻痺筋肉量との関係が明らかになったことから、おおむね順調に進展していると言える。今後は、脊髄損傷者の麻痺筋血流への痙攣の影響を明らかにしていく。不随意痙攣を有する者には、不随意痙攣が起こっている時の麻痺筋血流量、麻痺筋皮膚血流量の測定を行う。その際、初年度に実施した痙攣の強度を参考にし、痙攣強度が強い者と弱い者の比較も同様に行っていく。また、不随意痙攣を有さない脊髄損傷者および健常者において、下肢の他動運動時の筋血流量および皮膚血流量の測定を実施し、比較・検討していく。なお、これまでと同様に、対象者の生活状況や身体状況および不随意痙攣の特性に十分に注意し、必要に応じて測定方法を変更したり、調整したりしながら実施する。
ソフトウェアの変更作業における要素作業の関連性の把握

本研究では、出来上がった製品と、どのように変更すべきであったかという変更仕様から、論理的に必要不可欠と思われる、ソフトウェアの修正・変更作業における要素作業ステップを抽出した。また、ソフトウェアの開発者が個人的に作成している「開発メモ」や「開発ノート」をもとに、上記で抽出した「作業ステップ」の具体的な内容などをある程度明らかにする事ができた。ここから「ソフトウェアの変更における要素作業のリスト」を作成し、ツールの開発が必要となる要素作業を明らかにした。ここで、変更作業における要素作業を支援するためのツールの開発を開発した。事前に行われていた研究、及び今年度に進めた研究によって、ツールが満たすべきおおよその要件が明らかになっていたので、それを元に「レポジトリ」と呼ばれるデータ・ベースから必要な情報を取り出し、開発者の作業を支援するツールのプロトタイプ仕様を作成した。実際にいくつかの企業に依頼し、そこで用いられている開発ツールとの結合を試みたが、開発そのものに用いられている各種ツールから必要な情報を抽出する部分が難航し、実際に使用できる段階には至っていない。従って、ツールの有効性、実用性に関する評価は全く完了していない。今後の課題として残されている。
引き抜き損傷及び脊髄疾患の再生治療法の開発

現在においても有効な治療法のない脊髄の神経根引き抜き損傷に対して、再生治療の基礎研究を行った。ラット胎児の海馬より採取した神経幹細胞を脳脊髄液経由でラットの神経根および脊髄損傷部へ導入し、損傷部でのどのように分化するかを免疫組織化学的に調べた。結果、神経幹細胞は引き抜き損傷部位の表面へ接着し、侵入した。また多くの侵入した細胞はGFAPやS-100蛋白の免疫活性を示し、星状膠細胞への分化が示唆された。しかしながら、神経幹細胞が直接ニューロンへ分化する所見は本研究でのすべての引き抜き損傷モデルにおいて認められなかった。現在においても有効な治療法のない節前性の脊髄引き抜き損傷に対しての再生研究を遂行中である。神経幹細胞を脳脊髄液経由で脊髄損傷部へ到達させて、損傷部での再生反応について調べている。治癒に有効的に働くことが明らかになれば、きわめて低侵襲な治療法となる可能性がある。GFP(Green Fluorescent Protein)産生遺伝子を組み込んだTransgenic Rat(SD strain)の胎児(胎生16-18日)の海馬を採取し、これを単細胞に分割後、4-6日浮遊培養し神経幹細胞(ニューロスフィアー)を得た。これを3回継代して移植する細胞とした。次に引き抜き損傷モデルを以下のように2種類作成した。まずSDラット(生後4週)の脊椎をラミネクトミーし脊髄後根に圧挫損傷を加える。もう一つは同ラットの片側の肩甲骨内側を切開し、筋間を展開すると腕神経叢が露出する。腕神経叢を把持し外側に牽引することにより引き抜き損傷を与えた。損傷の有無については実体顕微鏡を用いて観察を行った。脳固定装置に固定したラットの第4脳室よりニューロスフィアーを脳脊髄液内に注入した。1週、2週、4週にてラットの脊髄を採取して病理組織学的または、蛍光顕徴鏡を用いて免疫組織学的に組織を評価した。結果圧挫された脊髄後根部にはGFPでラベルされた神経幹細胞が進入し、突起を伸長させるのが確認された。免疫染色ではS-100、GEAPには免疫活性を示したが、Tubulin typeIIIには免疫活性を示さず、ニューロンへの分化は認めず、グリア特にアストロサイトへの分化を示していた。腕神経叢を介しての引き抜き損傷モデルの作成では45度尾側への牽引で節後損傷が起きることがわかったが、再現性に乏しいため現在改良中である。未だ根本的な治療法のない脊髄引き抜き損傷に対して、再生医学を用いて低侵襲かつ有効な治療法を作成することを研究目的とする。H20年度に施行した研究の実際は以下の通りである。GFP(Green Fluorescent Protein)産生遺伝子を組み込んだTransgenic Rat(SD strain)の胎児(胎生1618日)の海馬を採取し、これを単細胞に分割後、46日浮遊培養し神経幹細胞(ニューロスフィアー)を得て、これを3回継代して移植する細胞とする。H20年度前半は引き抜き損傷モデルをラットの片側の肩甲骨内側で腕神経叢を露出し、腕神経叢を外側に牽引することにより作成する実験を行っていたが、腕神経叢を牽引しても硬膜内の神経根には損傷が起こらないことがわかったため、H20年度後半は作成方法を以下のように変更した。6週令のSDラットの頚椎に背側よりアプローチして頚椎のラミネクトミーを行う。次に硬膜の縦切開を加えて神経根を露出。先端が0.5mm長のフックを用いて後根を牽引して一部神経根を脊髄より剥奪させる。ニューロスフィアーを脳脊髄液内に注入し、神経幹細胞を損傷部に誘導する。2週、4週にてラットの脊髄を採取して病理組織学的または、蛍光顕微鏡を用いて免疫組織学的に組織を評価する。現在までにニューロスフィアーは引き抜かれた神経根に侵入しグリア系細胞に分化することが確認されたが、剥脱損傷された脊髄実質への侵入と分化はまだ確認できていない。本年度は特に、神経根の再生に対して分化したグリア系細胞がどのように働くかについて研究の継続を行う予定である。現在においても有効な治療法のない節前性の脊髄引き抜き損傷に対しての再生の研究を行った。神経幹細胞を脳脊髄液経由で脊髄損傷部へ到達させて、損傷部でのどのように分化し、どのような効果を与えるかを調べた。方法はラット脊髄引き抜き損傷モデルに神経幹細胞を注入し免疫組織学的検討を行った。移植細胞の作成は、GFP(Green Fluorescent Protein)産生遺伝子を組み込んだTransgenic Rat (SD strain)の胎児(胎生1618日)の海馬を採取し、これを単細胞に分割後、46日浮遊培養し神経幹細胞(ニューロスフィアー)を得て、これを3回継代して移植する細胞とした。

ラット脊髄引き抜き損傷モデルについては、6週令のSDラットの頚椎に背側よりアプローチして頚椎のラミネクトミーを行い、次に硬膜の縦切開を加えて神経根を露出、先端が0.5mm長のフックを用いて後根を牽引して神経根を脊髄より剥脱させることで作成した。剥脱された神経根は10-0エチロンを用いて再び後角へ縫着させた。神経幹細胞を第4脳室に注入し、脳脊髄液内を経由して神経幹細胞を損傷部に誘導した。2週、4週にてラットの脊髄を採取して病理組織学的または、蛍光顕徴鏡を用いて免疫組織学的に組織を評価した。結果は、移植された神経幹細胞は神経根損傷部に侵入し、その一部はグリア系細胞に分化することが確認された。脊髄引き抜き損傷を受けた脊髄側は、後角より中心部へ向かってグリア瘢痕化が認められた。離断された神経根とグリア瘢痕化した後角とは瘢痕性の連続は認められたが、神経線維の伸長は認められなかった。
心筋スタニングの薬理学的制御に関する研究

今回の研究の主たる目的は心筋スタニング発生の機序の解明および心筋スタニングの制御のために有用な知見を得ることである。急性および慢性装置埋め込み犬、ラットの単離心筋細胞を用い、病態モデルとして冠動脈の一次遮断による心筋虚血再灌流障害モデルである心筋スタニング、マイクロスフェアによる冠動脈微小塞栓モデルを作製した。吸入麻酔薬であるセボフルランの心筋スタニングに対する薬理学的プレコンディショニング効果には、ミトコンドリアK_<ATP>チャネルの活性化が重要な役割を演じており、セボフルランによる循環動態の変化は重要でないことを明らかにした。また、Na^+/Ca^<++>交換機構阻害薬であるKB-R7943が心筋スタニングに対して心保護効果を有することを明らかにした。さらに、静脈麻酔薬であるプロポフォールは急性虚血心筋における収縮力を用量依存性に低下させるものの、この変化に心筋酸素需給バランス障害は影響していないことを明らかにした。細胞内酵素の活性化において重要な役割を担っているグルタルドキシンの発現が過酸化水素によるアポトーシスに与える影響を、ラット心筋より分離培養したH9c2細胞を用いて検討し、アポトーシスに対する細胞保護において、グルタルドキシンはAkt活性を制御することで重要な役割を果たしていることを明らにした。慢性装置埋め込み犬を用い麻酔薬と各種薬剤の循環相互作用を検討した。悪性高熱治療薬であるダントロレンは低血圧および徐脈といった循環抑制を来しやすいプロポフォール麻酔において安全に使用できる薬剤であることを明らかにした。プロポフォールおよびデクスメデトミジンで鎮静された患者における徐脈に対して、イソプロテレノールが有効な治療薬であることを明らかにした。イソフルラン麻酔による循環抑制の治療にはカルシウム感受性増強薬であるMCI-154が有効であることを明らかにした。虚血の後に、血流の改善にもかかわらず心筋収縮能が回復しない現象を心筋スタニングと呼ぶ。心筋スタニング発生の機序には活性酸素、カルシウム過負荷、カルシウム感受性低下が関与するといわれる。我々はこれまでに、雑種成犬を用いた虚血再灌流による心筋スタニングモデルを作成し、吸入麻酔薬の心筋収縮能改善作用について検討し、その有用性を報告してきた。I.病理学的PCによる心筋スタニングに対する効果の検討;雑種成犬を用い、左前下行枝を15分間閉塞させることにより心筋スタニングモデルを作製し検討を行った。KB-R7943(Na^+/Ca^<++>交換機構阻害薬)、JTV-519、MCI-154(カルシウム感受性増強薬)および硬膜外麻酔により、心筋スタニングに対する改善効果を認めた。現在、吸入麻酔薬とKB-R7943、JTV-519、MCI-154および硬膜外麻酔による心筋収縮能改善に対する相互作用について検討している。2.麻酔薬によるPCのメカニズムの検討;雄性SDラットの灌流にイソフルラン1-2MACにてバブリングを行った灌流液を、0、5、15、30、60分間灌流させた後、心室を取り出しホモジナイズ後、分離用小型超遠心機を用いて細胞質・細胞膜・核画分に分け、それぞれの細胞分画ごとのPKCサブタイプ(α、δ、ε)、MAPK familyの活性を検討した。イソフルランの投与による活性の変化は認められなかった。3.雑種成犬を用いて、内頚動脈から左前下行枝にバイパスを行い、マイクロスフェアを用いて左前下行枝領域の虚血モデルを作成し、デクスメデトミジン(α2アゴニスト)が、冠血流と心筋収縮力に与える影響について検討している。

1.Na^+/Ca^<++>交換機構阻害薬であるKB-R7943の薬理学的プレコンデイショニング効果を、雑種成犬を用いた15分間の虚血・再灌流による心筋スタニングモデルで検討した。KB-R7943の虚血前投与により、左前下行枝の15分間による虚血・再灌流後の心筋収縮力の回復が促進され、心筋スタニングの軽減効果が認められた。この心保護効果は用量依存性に発揮され、また、KB-R7943投与による全身および冠血行動態の変動は認められなかった。この成果を2002年の米国麻酔科学会で発表し、Anesthesiology 2002;97-3A-600に掲載された。2.交感神経α_2作動薬であるデキサメデトミジンが、虚血による低灌流心における酸素需給バランスに与える影響を、ラット摘出灌流心モデルを用いて検討した。デキサメデトミジンは低灌流心における冠血流量、左室駆出圧、左室内圧上昇速度および心筋酸素消費量に影響を与えなかった。デキサメデトミジンは低灌流領域が存在する重症患者へも、安全に投与できる可能性が示唆された。この成果を2002年の米国麻酔科学会で発表し、Anesthesiology 2002;97-3A-684に掲載された。3.交感神経α2作動薬であるデキサメデトミジンが、低酸素一酸素化による左室機能障害に与える影響を、ラット摘出灌流心モデルを用いて検討した。60分間の低酸素に続く30分間の酸素化によって、左室収縮力は低下し、左室拡張末期圧は上昇したが、デキサメデトミジンの低酸素前投与により、左室収縮力の低下と左室拡張末期圧の上昇が抑制され、デキサメデトミジンの低酸素-酸素化による左室機能障害に対する保護効果が認められた。この成果を2002年の日本麻酔科学会九州地方会で発表し、現在投稿中である。1.静脈麻酔薬であるプロポフォールが、冠動脈微小塞栓による急性虚血心の収縮力に与える影響を、雑種成犬を用い検討し、虚血心におけるプロポフォールの心抑制増強作用が明らかとなった。プロポフォールは用量依存性に心収縮力を減弱させるが、微小塞栓による急性虚血心ではこの心抑制作用が、対照心に比べ著明に認められる。また、この作用は心筋酸素バランスの悪化を介したものではない。この成果を2002年の米国麻酔科学会で発表し、Anesthesiology2003;99-3:A-689に掲載された。2.静脈麻酔薬であるプロポフォールが、アドレナリンβ受容体刺激による心収縮力の増強に与える影響を、ラット摘出灌流心モデルを用いて比較検討し、プロポフォールのアドレナリンβ作用に対する拮抗効果が明らかとなった。プロポフォールはイソプロテレノールによるアドレナリンβ受容体刺激で増強された、ラットの心収縮を用量依存性に抑制する。この成果を2003年の米国麻酔科学会で発表し、Anesthesiology 2003;99-3:A-724に掲載された。3.交感神経α2作動薬であるデキサメデトミジンが、低酸素-酸素化による左室機能障害に与える影響を、ラット摘出灌流心モデルを用いて検討し、デキサメデトミジンの低酸素-酸素化による左室機能障害に対する保護効果が明らかとなった。
ロイコトリエン生合成調節機構と疾患における代謝異常の解明ーーアラキドン酸振り分け機構を中心にーー

ロイコトリエン生合成調節のメカニズムを明かにし、さらに病態時の変動を解析するのが本研究の目的である。二年間の研究を通じて以下の成果を得た。1.ロイコトリエン関連物質生合成の酵素学的研究。ロイコトリエン(LT)生合成酵素のうち、5ーリポキシゲナーゼ(マスト細胞)、LTA4水解酵素(ヒト肺、モルモット肺)を均一に精製し、後者に関してはさらにcDNAクローニング、免疫抗体の作製を行った。LTA4水解酵素CDNAのクローニングと発現はアラキドン酸カスケードの分野での成功第一例となった。一方、LTA4よりC4を合成する酵素(LTC4合成酵素)は、従来よりグルタチオンS転移酵素と同一と考えられて来たが、モルモット肺ミクロソームよりの可溶化精製により、同酵素と分離し特異的にLTC4を産生する酵素である事が明かとなった。一方、血小板や脳等で産生される12ーリポキシゲナーゼ経路については代謝産物や酵素系が同定されていなかったが、新たに11,12ロイコトリエンA4や1,1,12ーロイコトリエンC4を発見し、その関連酵素を単離精製した。2.疾病とロイコトリエン代謝異常。1で確立した酵素測定法、抗体沈降法等を用いて疾患とロイコトリエン代謝の異常について検討した。クモ膜下出血後の血管攣縮において脳底動脈のリポキシゲナーゼ活性が亢進している事、ある種の免疫低下疾患でロイコトリエン産生が低下しいる事、さらに心筋硬塞などの病巣拡大にロイコトリエンB4とそれにより遊走されてきた好中球が関与している事が明かとなった。尚、当初目的にかかげたプロスタグランジン類の多成分同時分析法の確立はサンプル処理やレーザー光での励起をめぐり、若干の未解決の問題が残っている。1.ロイコトリエン生合成酵素の精製と構造解明アラキドン酸振り分け機構とロイコトリエン(LT)生合成調節機構を解明する上で,個々の酵素を単離・精製し,その構造や性質を解明する事は必須である.今年度は,白血球遊走能等を持つLTB4を合成するLTA4水解酵素をヒト肺より精製し,その詳細な性質を検討した.分子量は68ー70Kアミノ酸組成,N末アミノ酸配列はヒト白血球のそれと類似していた.また本酵素は基質であるLTA4や類似構造を持つエポキシド化合物により失活をうける事が明らかとなった.ヒト白血球の酵素より決定したアミノ酸を基にオリゴヌクレオチドプローブを作製し,本酵素cDNAをクローニングし,その一次構造を決定した.成熟酵素は610のアミノ酸で分子量は69,153と蛋白レベルで決めた値と一致した.N末端よりに強い疎水性部分があり,活性中心と考えられた. cDNAを大腸菌で発現し,大量に得た酵素を用いて免疫抗体を作製した.2.疾患における代謝異常ー脳血管虚血をモデルにークモ膜下出血後,遅発性(通常47日後)に脳血管攣縮がおこる事が良く知られているがその成因は不明である.雑種成犬の大槽内に自家動脈血を注入し,血管造形にて8日目に脳底動脈が40%程度に収縮している事を確認した.

この脳底動脈を摘出し,種々の性質を調べたところ, 5ーリポキシゲナーゼの活性化とロイコトリエンの著明な産生増加を認めた.またヘモグロビン(出血槐)の自動酸化によると思われる脂質過酸化物が5ーリポキシゲナーゼを活性化する事も明かとなった.現在阻害剤等を用いて,病態との関連や治療への応用を進めている.1.ロイコトリエン生合成酵素の精製と構造解明(1)初年度はロイコトイエンA4水解酵素のcDNAクローニングと大腸菌での発現を行ったが、今回この発現システムを用いて酵素反応の調節とりわけ自殺反応のメカニズムを解析している。さらに、大量の酵素を簡単に入手できる利点を生かし、免疫抗体を作製し、酵素をカップリングしたカラムにて親和性精製を行った。現在この精製抗体により組織化学的局在を解明しており、また酵素量の病態時における変動を解析している。(2)ロイコトリエンC4合成酵素はモルモット肺のミクロソームより可溶化し、種々のカラムクロマトグラフィーにて部分精製した。従来より本反応はグルタチオンS転移酵素が触媒すると考えられた来たが、イオン交換クロマトにより:LTC4合成酵素は転移酵素と分離され、基質特異性のきびしい新種の酵素の存在が明らかとなった。(3)血小板や脳に多い12-リポキシゲナーゼに由来する新しいロイコトリエン類を発見した。さらにこの反応を触媒する酵素(エポキシド水解酵素)を単離精製し、分子量、アミノ酸組成、ペプチド配列等を明らかにした。2.病態時の代謝異常の研究(1)患者血清のロイコトリエン生合成活性をEIA法にて、また白血球分画を用いてロイコトリエン産生能をHPLC法にて、それぞれ測定法を開発した。(2)種々のアレルギー疾患でロイコトリエンC4、D4の産生増加を見出した。さらにクモ膜下出血後の脳血管攣縮や慢性硬膜下血腫の増悪に、種々のリポキシゲナーゼ活性が亢進している事を明らかにし、今後酵素阻剤による予防や治療へ視点を与えた。