hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エバネセント波超音波振動を用いた新しい液面レベル精密センシング手法の開発

従来困難であった数百μmから数mm程度の微小液面レベル変動の検知を目的に、エネルギー閉じ込め振動モードで動作する圧電振動子のエバネセント波領域を巧みに利用した新しい液面レベル精密センシング手法を提案し、その有効性を実験により確かめた。利用する閉じ込め振動の種類や振動モードの次数による検知特性の違いを実験的に明らかにするとともに、センサの電気的等価回路モデルを構築し、数値シミュレーションによっても検証した。1.エネルギー閉じ込めの形態によるセンシング特性の違いについての検討エネルギー閉じ込めには、利用する振動モードのしゃ断周波数付近における分散曲線の形態によって通常の周波数低下型と周波数上昇型の2つのタイプがある。周波数低下型では共振点付近での特性に優れ、一方周波数上昇型では反共振周波数付近での特性に優れる特徴がある。そこで、PZT系およびチタン酸鉛系の圧電セラミクスを用いてそれぞれのタイプの振動子を作製し、センシング特性の比較を行った。その結果、予想されたように低下型では共振の利用が、また、上昇型では反共振の利用が適当であることが確かめられた。なお、上昇型では供試液体に挿入される圧電板のエバネセント波領域部分にも表面短絡電極があるため、液体の電気的性質の影響を受けにくいことがわかった。2.基本モードと非調和振動モードによるセンシング特性の違いついての検討周波数低下型エネルギー閉じ込め振動では振動子の厚さHと電極幅(電極径)lの比l/Hの値がある値以上になると基本モードに加え電極幅方向の定在波である非調和高次振動モードが発生する。一方、周波数上昇型エネルギー閉じ込めでは振動子の厚さHと無電極のギャップ部分の幅l'の比l'/Hがある値以上になると非調和低次振動モードが発生する。基本モードと非調和振動モードではエバネセント領域の拡がり具合が異なるため、両者ではセンシング特性が異なると予想される。これを確かめるため、非調和振動モードが発生する振動子を作製して実験を行った。その結果、予想通り非調和振動を利用した場合の方が液面レベル変化に対するQ値の変化が穏やかになることが確かめられた。3.厚みたて振動と厚みすべり振動利用時の違いについての検討前記までの項目では厚みたて振動を利用したが、理想的な液体では液体負荷の影響を受けない厚みすべり振動の利用についても検討した。その結果、厚みすべり振動でも液面レベルに対するQ値の変化が観測された。ただし、厚みたて振動の場合に比べQ値の変化は穏やかであり、粘性の高い液体に適用すれば効果的であると思われる。1.異なる2つの閉じ込め形態の利用可能性についての検討エネルギー閉じ込めには「周波数低下型」と呼ばれる通常の形態のほかに「周波数上昇型」と呼ばれる特別な形態のものがある。これらはそれぞれ共振点付近および反共振点付近で良好な特性が得られることから、液面レベルの変化に対し周波数低下型では共振点でのθ値の変化を、周波数上昇型では反共振点での8値の変化をそれぞれ調べた。その結果、両者ともほぼ類似した変化が認められ、利用の可能性が確かめられた。なお、センシング部分が電極で覆われる構造の後者では被検体溶液の電気的性質の影響を受けにくいため、特性が若干異なることが明らかになった。2.閉じ込めの非調和振動モード利用時の特性変化の調査周波数低下型の閉じ込めでは圧電板の板厚に対し中央の電極寸法を大きくすると基本モードのほかに非調和高次振動と呼ばれるモードが発生する。また、周波数上昇型では無電極のギャップ幅を大きくすると非調和低次振動モードが生じる。基本モードとこれらの非調和振動モードを用いた場合のセンシング特性の違いを実験により調べたところ、エバネセント領域での減衰特性の差異を反映し、予想されたように非調和振動モードでは基本モードより幾分緩やかなセンシング特性を示すことが明らかになった。3.センサの電気的等価回路の構築と特性評価への応用圧電板に沿って伝搬する厚み振動モードの分布定数等価回路表示を用い、本センサの電気的等価回路を構築した。センシング部分であるエバネセント領域が液体に浸漬されることで生ずるエネルギー消散を回路素子への抵抗付加の形で導入し解析を行ったところ、実験結果とほぼ同じ傾向の特性変化が得られた。本シミュレーション手法の有効性が検証されたので、今後は液体付加の効果をより適切に取り込むための回路表現を検討していく。1.センサの電気的等価回路の構築と特性評価への適用圧電板に沿って伝搬する厚み振動モードの分布定数等価回路表示を用い、本研究のセンサの電気的等価回路を構築した。この分布定数等価回路ではエネルギー閉じ込め振動子の周辺部分(エバネセント領域)が純虚数の機械的インピーダンスで表現されることから、この部分を液体に浸漬することで発生するエネルギーの消散を抵抗分として付加し、浸漬の深さに対する電気端子アドミタンス特性の変化を数値解析した。その結果、周波数低下型エネルギー閉じ込めを利用する場合については基本モードと非調和高次振動モードでのセンシング特性の違いが解析によっても明らかにされた。

また、周波数上昇型の閉じ込めを利用する場合についても等価回路を導出して特性のシミュレーションを行い、実験に対応する解析結果を得た。しかしながら周波数上昇型については未だ検討が不充分な点もあり、今後さらに追求する必要がある。2.有限要素法解析によるセンサの動作シミュレーションと放射音場の実験的評価本センサの動作を有限要素法解析によりシミュレートし、これまでに得られた実験結果との比較検討を行った。今回検討した解析モデルは振動子周辺のエバネセント領域の液体への浸漬の仕方が実際のセンサとは多少異なるものであるが、液体への浸漬度合によって電気端子アドミタンス特性が変化する様子をかなりよく説明することが明らかになった。また、本研究のセンサが液中に形成する音場を実験的に観測・評価した。水中に置いた振動子を閉じ込めモードの共振周波数で駆動し、放射音場分布をニードル型ハイドロホンで測定した結果、振動子の変位分布から予測されるものにほぼ対応した放射音場が形成されていることが分かった。当初の研究目的達成のため立案した研究計画に沿って研究を進めており、所期の研究成果が得られている。このことから「おおむね順調に進展している」と判断するものである。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の最終年度として、今後は昨年度に引き続きセンサの電気的等価回路による特性評価手法の完成度を高め、素子の設計に役立てていく。同時に有限要素法解析の導入によるセンサの特性解析も試み、実験結果と比較検討する。最終的には得られたセンサの総合的な特性評価を行う。
細菌ロンボイドプロテアーゼGlpGによるべん毛Ⅲ型分泌装置の機能制御機構の解析

本研究は大腸菌RhomboidプロテアーゼホモログGlpGの生理的切断基質候補として新たに見出されたべん毛III型分泌装置構成因子である膜タンパク質FliOについて、GlpGによるFliOの切断がべん毛III型分泌装置の機能発現・維持にどう関与するのかという生理学的意義を明らかにするとともに、Rhomboidプロテアーゼの普遍的性質の解明を目指すものである。また、昨年度の研究成果を受け、新奇のFliOの修飾の実態及びその生理的意義の解明も新たな研究目的とした。本年度は主にFliOの切断に焦点を当てて研究を行い、以下の研究結果を得た。(1) FliO解析用モデル基質の構築:FliOは低分子タンパク質であり切断解析が困難であることから、FliOのC末端にMBP及び検出用タグを付加した融合タンパク質を構築し、解析系を最適化した。(2) GlpGによるFliO基質認識機構の解析:Rhomboidファミリープロテアーゼの基質認識条件とされる、切断部位周辺の特定のアミノ酸配列(基質認識モチーフ)及び基質膜貫通領域のヘリックス不安定性の二点に関して上記FliOモデル基質を用いて変異体解析を行い、これら二点の条件がGlpGによる効率的な切断に重要であることを示した。(3)大腸菌染色体改変によるnative FliO及びGlpGの解析系の確立:染色体改変により染色体上fliOあるいはglpGのC末端に検出用タグを付加した改変株を構築し、生理的発現条件下でのFliOあるいはGlpGの検出・解析系を確立した。このfliO改変株でGlpGを過剰発現させることで染色体由来のFliOが切断を受けることを確認した。以上、(1)(3)の成果は、本研究の目的であるGlpGによるFliOの詳細な切断機構への理解を与えると共に、FliO切断の生理的意義の解明の分子的基盤を与えるものである。本研究は申請書の研究実施計画の項目【1】【5】から構成される。また、昨年度の研究成果によりFliOが予想外に複雑な多段階プロセシング(修飾及び切断)を受け得ることが明らかとなったため、当初の研究計画を修正し、N末端アシル化修飾の実態及びその生理的意義を明らかにすることも新たな研究目的としている。本年度は項目【1】:「in vivoにおけるGlpGによるFliO切断の詳細解析とその生理的意義の検証」を重点的に進め、【研究実績の概要】に示した(1)(3)の成果を得た。(1)、(2)の成果はGlpGによるFliOの切断機構解明に向けて最適な切断解析系を構築した上で、変異解析により基質切断機構を詳細に検証、解析したものである。また、(3)の成果はGlpGによるFliO切断の生理的意義の解明に向けて欠くことのできない染色体由来FliO及びGlpGの検出・解析系を確立したものであり、今後の解析をスムーズに進めることが可能になる。これらの成果から、項目【1】に関しては学術雑誌への論文投稿も見据えて研究を取りまとめていく段階にあると言える。また、(1)のFliOのモデル基質の構築については、FliO基質の発現・精製系の構築を容易にするため、項目【2】:「in vitro再構成系でのGlpGによるFliO切断の反応速度論的解析」の進捗にもつながっている。また、(3)の染色体改変による染色体由来FliO及びGlpGの検出系の確立については、項目【3】:「様々な架橋法を用いたGlpGの分子間・分子内相互作用解析」におけるin vivo光架橋解析系の構築にも必要な改変株であるため、その進捗にもつながっている。さらに、(1)、(3)の解析系は今後のFliO修飾の解析にも必要となる。以上の観点から、ここまでの研究計画はおおむね順調に進展していると判断する。本年度は項目【1】:「in vivoにおけるGlpGによるFliO切断の詳細解析とその生理的意義の検証」の内容での学術雑誌への論文投稿を見据え、研究成果のとりまとめのために以下の研究を行う。1)染色体由来GlpGにより染色体FliOが切断(分解)を受ける生理的発現条件を探索する。1)-i:培地組成、培養条件による探索。1)-ii:LacZレポーターを用いた発現条件及び突然変異体スクリーニング。2) pulse chase解析により染色体FliOの切断・分解の動態を解析する。3)詳細な基質認識機構のため、基質認識モチーフ及びヘリックス不安定化領域の変異体解析をさらに進める。また、項目【3】:「様々な架橋法を用いたGlpGの分子間・分子内相互作用解析」に向け、FliO及びGlpGのpBPA導入系を構築し、in vivo光架橋解析を行う。また、項目【2】:「in vitro再構成系でのGlpGによるFliO切断の反応速度論的解析」に向け、FliOモデル基質及びGlpGの大量発現・精製系を確立し、in vitroでの切断アッセイを試みる。本年度はin vivoにおけるGlpGによるFliO切断の詳細解析とその生理的意義の検証を主として研究を実施した。

in vivoにおいてFliOはGlpGのプロテアーゼ活性依存的にSDS-PAGE上で移動度の異なる複数の分子種を生じる。そこで放射線標識FliOのパルスチェイス解析系を構築し、各分子種の挙動を追跡したところ、FliOはGlpGの活性非依存的になんらかの修飾を受け、一方で活性依存的に切断断片を生じることが示唆された。そこでFliO-His10のNi-affinity精製系を構築し、理化学研究所の堂前直博士との共同研究により、精製したFliO各分子種の質量分析(MALDI-TOF MS, LC-MS/MS)を行った。その結果、FliOは複数のN末端アシル化修飾を受け得ること、そしてGlpGによって膜貫通領域近傍で二か所切断を受け得ることを見出した。これらの結果から、FliOは発現・膜挿入後に、複数のN末端修飾とGlpGによる切断を独立あるいは連続的に受ける、というモデルを立てた。続いてGlpGによる切断部位周辺の変異解析を進めた。切断断片を模した二種類のFliO N末端欠失体はいずれもfliO欠失株の運動能を野生型FliOと同等レベルに回復させたが、これらの欠失体は細胞内での蓄積量が大きく減少していた。これらの結果からFliOのN末端領域はFliOの機能(III型分泌装置形成促進)には必須ではないが、タンパク質の安定性に関与することが示唆された。これらの成果はGlpGによるFliO切断の生理的意義について一定の理解を与えるものである。本年度は申請書の研究実施計画の項目【1】【5】のうち主として項目【1】、【2】について研究を実施した。項目【1】に関しては大きな進展があった。申請時点ではFliOはGlpGの新規切断基質候補として捉えられていたが、パルスチェイス解析及び質量分析による詳細な解析により、FliOが予想外に複数のN末端の修飾を受けること、さらにGlpGによる切断も二か所で起こることが示唆された。FliOが膜挿入後に多段階のプロセシング(修飾及び切断)を受け得るということは予期していなかったことであり、FliOがこのような非常に複雑な成熟・分解過程を経ることがべん毛III型分泌装置の構築・機能においてどのような意義を持つのか、という新たな学術的視点を与えるものと言える。また、今回明らかにした膜タンパク質のN末端アシル化修飾という現象はこれまでほとんど報告例がない。どのような修飾酵素が、どのような分子機構で、何のためにこのような修飾反応を起こすのか、現時点では全く不明である。これらの疑問を明らかにしていくことは、膜タンパク質の機能発現・秩序維持機構について新しい概念を生み出す可能性があり、研究対象として意義深いものと考えられる。また、本年度の研究においてGlpGによるFliO切断の生理的意義についても一定の理解を与える結果が得られており、項目【1】に関して着実な進展を示しているといえる。項目【2】に関しては、in vitroでのGlpGによるFliOの切断の再構成系の構築に向け、FliOの精製系を確立したという点で、一定の進捗があったといえる。以上の観点から、ここまでの研究計画はおおむね順調に進展していると判断する。本研究は大腸菌Rhomboidプロテアーゼ
実験的側彎症モデルを用いた病因解明-メラトニン及びそのレセプターからの解析

本研究において、特発性側彎症の病因解明を目的として実験的側彎病モデル松果体除去ニワトリを使用して実験を行なった。(1)松果体ホルモンであるメラトニンレセプターの脊椎における存在ニワトリの松果体除去により脊柱変形が生じる。この時、血中メラトニンの低下が生じ、これが作用して脊柱変形が生じる可能性が考えられる。これにより脊椎にメラトニンレセプターが存在し、直接作用しているのではないかと考えラジオレセプターアッセイを行ない脊椎におけるメラトニンレセプターの存在の有無を調べた。これにより単一のレセプターの存在が認められ、Bmax=10.4±0.6fmol/mg protein, Kd=61.2±9.6pMであった。またメラトニン関連物質を調べた結果メラトニンに特異的なレセプターであった。(2)松果体除去ニワトリにおけるメラトニン投与による脊柱側彎発生の抑制松果体除去後メラトニンをシリコンチューブにつめ、これを皮下に植えた。2ヶ月後松果体除去群は約70%の側彎発生率なのに対し、メラトニン投与群は約40%であった。メラトニン投与群のほうが明らかに側彎発生率が抑制された。以上より実験的側彎症モデル松果体除去ニワトリに対しメラトニンが関与していることを示し、このメラトニンレセプターが脊椎に存在していることが明らかになった。今後、組織学的及び他の内分泌ホルモンにも注目し検討を続けていきたいと思う。
二酸化チタン光触媒によるポリ塩化ビフェニールの分解に関する研究

本研究は,通常の熱反応では分解が困難なPCBおよびダイオキシン類の処理方法について実験的に検討し,その処理指針を提供することを試みた。PCBは,ヘドロ中に存在するものや緑色オイル中に存在し貯蔵されいてるものなどがあると推定されたが、,ここでは,後者を対象とした。すなわち,反応は二酸化チタン光触媒とPCBあるいはダイオキシン類が存在する系とし,さらに光触媒反応を効率よく進行させるための水と酸素を加えた系を対象に行った。その結果,以下のことが明らかになった。1)太陽光によるPCB分解実験を行ったところ,二酸化チタン微粒子光触媒を添加することにより,光照射開始40時間程度でほぼ100%分解したことから,二酸化チタン光触媒による酸化作用がPCBの分解処理に有効であることが明かとなった。2)内部照射型回分光反応器に用いてPCBの分解について実験的検討を行った結果,系内に酸素ガスを供給することにより反応が促進されることが明らかとなった。3)二酸化チタン薄膜光触媒を用いた循環式回分型光反応装置によりPCBの分解について検討を行った結果,種々のPCB異性体分解/生成反応が起こっていること,および12時間の光照射でPCBの脱塩素化率が約35%に達することが明らかになった。4)二酸化チタン薄膜を用いて平板型循環式回分光反応器によるダイオキシン類の分解を行ったところ,光照射時間が24時間でタイオキシン類を79%分解することができ,76%脱塩素化することができた。ポリ塩化ビフェニル(PCB)は、環境汚染物質の一つとして回収・貯蔵が義務づけられている。しかし,この物質の処理方法が確立されていなかったことから貯蔵容器が老朽化し,PCB溶液の漏洩が懸念されている。そこで本研究では,太陽光照射場及び内部照射型光反応器を用いて,二酸化チタン微粒子光触媒によるPCB同族体の光分解特性について検討した。最初に,予備実験として太陽光照射場でのn-ヘキサン中のPCBの光分解を行った。その結果,12日で6塩素化体PCBが90%以上分解した。これから二酸化チタン光触媒を用いる方法がPCBの分解処理法の一つとして可能性のあることがわかった。次に,既存の設備である内部照射型光反応器を用いて絶縁油中PCBの光分解を行った。PCB中でも特に毒性が高いとされている6塩素化体PCBの経時変化を追跡した。酸素ガス供給時には6塩素化体PCB濃度が急激に増加し,その後減少した。しかし,窒素ガス供給時やガスを供給しなかった時には,このような急激な変化はみられなかった。これは,酸素ガスを供給することによって反応に直接関与するラジカル濃度が増大したためと考えられる。また,光照射することによって6塩素化体PCB濃度が増大しその後減少した原因は,各種塩素化体PCBの分解/生成速度の相違によるものと考えられる。現在,今回購入した装置を用いてPCBの分解実験を行っている。また,二酸化チタン微粒子の代わりに薄膜を用いた実験についても検討している。現在,分析を依頼されたポリ塩化ビフェニル(PCB)のサンプルは簡単な処理方法がないことから,分析業者が貯蔵しているのが現実である。そこで本研究では,比較的簡単な装置を用いてPCBを分解する方法を確立するために,二酸化チタン薄膜光触媒を底面に固定し,太陽光照射場にも応用できる平板型の回分式循環光反応器を用いてアセトニトリルと水の混合溶液に溶解したPCBの光分解反応を行い,各種塩素化体PCBの濃度変化および供給ガスの影響について検討した。68塩素化体PCB濃度は,光照射時間とともに単調に減少したが,4および5塩素化体PCB濃度は,反応初期に増大しその後減少するなど微妙に変化した。このことから,本研究に用いた反応系では,高塩素化体PCBから低塩素化体への移行が逐次的に起きていることが示唆された。

また,ガスクロマトグラフ質量分析法により,種々のPCB異性体の分解/生成反応が起こっていることがわかった。なお,反応系に酸素ガスを供給することによって12時間の光照射で48塩素化体PCBの脱塩素化率が約35%に達した。一方,PCBとともに環境汚染物質として注目されているダイオキシン類の光分解についても同一の装置を用いて検討しており,来年度中には,これらの物質の光分解処理指針を提供できると考えている。ポリ塩化ビフェニル(PCB)およびダイオキシン類は,環境汚染物質の一つとして回収・貯蔵が義務づけられている。しかし,この物質の処理方法が確立されていなかったことから環境への影響が懸念されている。そこで本年度は,平板型回分反応器を用いて,二酸化チタン薄膜光触媒によるダイオキシン類の光分解特性について検討した。最初に,ダイオキシン類の合成を行った。この合成試料をもちいてのn-ヘキサン中のダイオキシン類の光分解を行った。その結果,ポリ塩化ジベンゾパラダイオキシン(PCDFsと略記)は24時間光照射することによって約8割が分解していることがわかった。一方,ポリ塩化ジベンゾフラン(PCDDsと略記)は6時間照射で分析できない濃度まで減少することがわかった。さらに,PCDFsとPCDDsの全量の経時変化を求めたところ,光照射時間24時間でPCDFsが76%,PCDDsが100%,全量で79%分解することがわかった。また,脱塩素化率についても検討したところ,24時間照射で79%のダイオキシン類が脱塩素化していることも明らかになった。
HJMモデルなどによる金利の期間構造の推定

「HJMモデル」とは、開発者の名前の頭文字を取った「Heath-Jarrow-Mortonモデル」のことである。裁定条件を課した瞬間的フォワードレートのモデルとして、最も包括的で有名なこのモデルは、その扱いの困難さにも拘わらず実務では頻繁に使用されてきた。本プロジェクトでは、神薗・刈屋(1995)の定式化を若干拡張し、HJMモデルの統計的に正しい推定法を提案した。HJMモデルの推定方法の一般化と言っても、モデルに固有な性質のうちどれに着目するかで違ってくる。焦点を当てたのは、資産の間の相関である。この相関構造を、制約的なものから一般的なものにした。しかし、全てのことはトレードオフの関係にある;つまりある性質を一般化すると、今度は推定上の難易度が増してしまう。このような各種の困難を克服して、最尤法に持ち込むと各種の可能な定式化の間違いの検定も容易に行える。一方、このようにして作った推定可能なHJMモデルは、予測力と言う点からは他の予測モデルと較べてどの程度優れているのだろうか?他の代表的な時系列的予測モデルとしてとりあげたのは、和分自己回帰移動平均過程ARIMA、多変量自己回帰過程VAR、条件付異分散自己回帰過程GARCHである。東京金融先物市場に上場されているユーロ円金利3ヶ月ものを対象に予測力の比較検討を行ったところ、予想に反してHJMモデルは他の方法よりも、予測力については劣ることがわかった。今後は、このような結果になった原因を考察することにより、より予測力に優れた金利モデルの開発を行う。
質量顕微鏡によるオリゴデンドロサイト分化マーカーの可視化

スルファチドは、オリゴデンドロサイトの分化に関わるスフィンゴ糖脂質であるが、含まれる脂肪酸の種類が様々なので、分化過程において分子種を特定する必要があった。また、OLのマーカーとして確立されたO4抗体の抗原は、スルファチドと考えられてきたが、その合成が生化学的手法により確認できない幼若期のOLでも、O4陽性となることから、この時期のO4認識抗原は未同定のままであった。それらを解決するために、質量分析および質量顕微鏡にて分子種を同定した結果、幼若期のOLはC16やC18の脂肪酸を含むスルファチドを含有し、成熟・ミエリン形成過程においてC22やC24の脂肪酸を使うようになることが明らかとなった。オリゴデンドロサイト分化過程は、細胞表面に様々な脂質マーカーを発現する。脂質検出を得意とする質量顕微鏡による解析は、生体内オリゴデンドロサイトでの糖脂質各種の分布を詳細に解析する有効なツールである。本研究は、質量顕微鏡の発生学への応用を試みる。本年度は、「質量分析イメージングによるオリゴデンドロサイト系譜の追跡」を行った。マウス胚発生過程、オリゴデンドロサイト発生母地である脊髄腹側に焦点をあてオリゴデンドロサイト特異的脂質(スルファチド)を対象に、質量顕微鏡にてオリゴデンドロサイト細胞系譜を確定した。遂行された実験と結果は以下の通り。1)マウス胚、13日胚19日胚の脊髄組織に対し、質量顕微鏡による解析をおこなったところ、17日胚脊髄腹側部特異的にC18スルファチドのピークが検出された。2)質量分析の結果は、オリゴデンドロサイト前駆細胞特異的マーカーOlig2の免疫染色像と一致した。3)成熟オリゴデンドロサイトが占めるマウス19日胚脊髄では、C22-OH、C24-OH、C24:1-OHスルファチドが同領域で発現していた。成獣脊髄においては、C24:1-OHスルファチドが優位であった。4)ラット由来オリゴデンドロサイト前駆体培養細胞から、O4抗体陽性/O1抗体陰性として標識されるプロオリゴデンドロブラストをフローサイトメトリーにより回収して質量分析を行った結果、C18スルファチドが優位に検出された。5)これらの結果は、プロオリゴデンドロブラストでは、脂肪酸の短いC18スルファチドが使われ、オリゴデンドロサイト発生過程、年齢において脂肪酸の長さは変化していくことを示している。今までに、ニワトリ胚、マウス胚発生過程におけるオリゴデンドロサイト発生母地、脊髄腹側に焦点をあてオリゴデンドロサイト特異的脂質(スルファチド)の検出を質量顕微鏡(MALDI解析)にて行うことに成功している。本年度は、そのシグナルの信頼性を確実にするためにスルファチド欠損マウスとの比較検討を行った。さらに、成獣オリゴデンドロサイトのスルファチドバリアントの局在を調べるため、高解像度で検出可能な質量顕微鏡(SIMS)解析法を用い同定を行った。1)スルファチド欠損マウス、成獣脳を質量顕微鏡にて解析を行った結果、主要なスルファチドのシグナルは消滅し、質量顕微鏡で示したスルファチドスペクトルが正確なものであることを証明した。2)表面分解能が高いSIMS解析法を用いることにより、成獣脳におけるスルスァチドバリアントの局在の違いを検出することができた。量顕微鏡を使ったマウス胚におけるオリゴデンドロサイトの発生の追跡に関しては順調に行うことができ、このツールを活かしたオリゴデンドロサイトの発生系譜解析を行った。また、スルファチド欠損マウスでの解析の結果は、質量顕微鏡MALDI解析におけるスルファチドバリアントシグナルの信頼性を高めるものであった。一方で、質量顕微鏡SIMS解析法では、成獣、ミエリン鞘・オリゴデンドロサイトでのスルファチドバリアントの局在が明らかとなり、それぞれのスルファチドバリアントは、異なる役割を持っていることを示唆する結果となった。しかし、他のオリゴデンドロサイトの脂質分化マーカー(ガラクトシルセラミド等)に関しては、条件検討中であり、トレースのツールとするには更なる解析が必要である。「おおむね順調に進展している」とした。オリゴデンドロサイト(OL)・ミエリン鞘は、脂質に富む組織である。本研究において、我々は、組織標本中の脂質分布密度を高解像度で検出できるマトリックス支援レーザー脱離イオン化法を用いた質量分析イメージングを使い、硫酸化糖脂質(スルファチド)の発現を指標に、胎生期OL前駆体細胞から髄鞘形成に至るまでのOL分化・成熟過程を解析した。マウス胎生期のOL前駆体細胞発生母地では、C18-OHが優位に検出され、これらは、脊髄中心管近傍から延髄、橋へとOL発生に伴って局在する様子を捉えられた。スルファチドは、胎生期のOL系譜決定臨界点からミエリン鞘構築に至るまでのOL分化過程を通じて合成されていることが明らかになった。

さらに、胎生期OL前駆体細胞は、脂肪酸の短いC16スルファチドとC18スルファチドを産生するが、発生とともに長い脂肪酸をもつC22スルファチドやC24スルファチドが加わることを明らかにした。また、成獣脳では様々な脂肪酸をもつスルファチドが利用されていた。そこで、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)を用いて、高質量・高面分解能解析をおこなったところ、未脳梁近傍領域では、コレステロールシグナルが髄鞘部に、ペプチド断片から得られたCNOイオンシグナルが、細胞体に捉えられた。一方で、スルファチドバリアントシグナルは、コレステロールが検出された髄鞘がコンパクトに束ねられた領域ではなく、皮質から脳梁へむかう帯状束領域のやや髄鞘の粗になる部分に検出され、ドット状の局在を示し、それぞれは共存しなかった。個々のスルファチドバリアントは、クラスターを形成し、それぞれ違う固有領域を支配していることを示唆する結果を得た。スルファチドは、オリゴデンドロサイトの分化に関わるスフィンゴ糖脂質であるが、含まれる脂肪酸の種類が様々なので、分化過程において分子種を特定する必要があった。また、OLのマーカーとして確立されたO4抗体の抗原は、スルファチドと考えられてきたが、その合成が生化学的手法により確認できない幼若期のOLでも、O4陽性となることから、この時期のO4認識抗原は未同定のままであった。それらを解決するために、質量分析および質量顕微鏡にて分子種を同定した結果、幼若期のOLはC16やC18の脂肪酸を含むスルファチドを含有し、成熟・ミエリン形成過程においてC22やC24の脂肪酸を使うようになることが明らかとなった。質量顕微鏡を使ったマウス胚におけるオリゴデンドロサイトの発生の追跡に関しては順調に行うことができ、このツールをオリゴデンドロサイトの発生系譜解析に用いることは可能であると判断できる。しかし、オリゴデンドロサイトは多数の脂質分化マーカーを持っていると考えられるので、今回行ったスルファチド群のみに限らず、他のガングリオシド系の解析を進めていく必要がある。従って、「おおむね順調に進展している」とした。発生過程におけるスルファチドバリアントの出現は、脂肪酸の短いC18スルファチドから脂肪酸の長いC24スルファチドに変わり、成獣ではC24スルファチドが主要なスルファチドになり、C18スルファチドも発現し続ける。SIMS解析法では、これらのバリアントの局在を示したが、どの支配領域を担当しているのかは明らかとしていない。脱髄ー再ミエリンモデル動物を作製し、成獣におけるスルファチドバリアント変化を追うことで、それらの役割を明らかにする。同時に、他のオリゴデンドロサイト脂質マーカーの質量顕微鏡解析の条件検討も引き続き行う。神経化学オリゴデンドロサイト前駆細胞と成熟オリゴデンドロサイトに焦点をあてる。前駆細胞の分化マーカーとして、c経路ガングリオシド、成熟オリゴデンドロサイトのマーカーとしてセレブロシドを指標とし、質量顕微鏡を使った細胞系譜の同定を進める。c経路ガングリオシドは、脳室周囲増殖領域の神経新生能のある領域に発現し、グリア系譜にコミットした幼若な前駆細胞のマーカーと考えられている。Human Metabolome Databaseによるとそれぞれのc経路ガングリオシドは30種類の脂肪酸の長さの違う構造をもつ。
ハニカム吸着剤を用いたオープンサイクル除湿冷房装置の開発

現行の冷媒圧縮に代わる脱フロン・非電力型空調システムの開発を目指して、床面積が150m^2の実験室に対応できる直径1.2mの吸着式除湿冷房のフィールドテスト装置を組み立てた。80°Cでの除湿機再生という典型的な操作条件で、約20kJ/kgの冷却効果が得られ、冷房成績係数COP60%で20kWの冷房能力を発揮した。さらに除湿機回転速度、空気流速、再生対供給空気流量比、除湿機再生用空気温度、外気温度・湿度等、装置パラメーターや操作条件が冷房性能に及ぼす影響を系統的に調べ、本冷房システムの運転挙動を明らかにした。特に顕著な研究成果として1)冷房性能を最適にするための、除湿機最適回転数と再生空気流量比が存在することを見いだし、空気線図上での作図計算からこの最適値を決定する方法を提案した。2)性能低下の原因となる吸着材を介した顕熱移動を抑制するため、除湿機へのパージゾーンの設置を提案し、その効果を数値計算により定量化した。3)隔壁を通して潜熱移動を行う水噴霧式熱交換器を給気最終段に設置することにより冷房能力が大幅に改善されることを明らかにした。ことが挙げられる。この結果、運転条件の最適化及び要素機器の性能改善によりARI条件下で冷房成績係数COP=1.0以上、冷房能力0.4kW/kgを持つ吸着式除湿冷房システム製作可能との予測が得られ、現行の冷媒圧縮型冷房機と性能的に競合でき、かつ脱フロン・非電力を目指す環境調和型の次世代冷房システムの実用化に向けて明るい見通しを与えた。ことが挙げられる。ハニカムローター除湿機を用いた吸着式除湿冷房の実用化を目的として、冷房能力20kWの冷房装置を組み立てた。各点での温度、湿度、流量、熱負荷などを測定して、冷房システム性能に対する各構成機器の性能の影響、操作条件および外気条件の影響を検討した。吸着式除湿冷房システムの最も重要な要素機器であるハニカムローター除湿機の性能を調べた。ハニカムローター除湿機への水蒸気の吸着量は空気相対湿度の一次関数であり、吸着熱は水の蒸発潜熱とほぼ等しいこと、また、吸着は等エンタルピーで進行することがわかった。20kW吸着式除湿冷房装置における実運転結果では、80°Cという低い再生温度において冷房の冷却効果CE=16kJ/kg、成績係数COP=0.6の結果を得た。システム内の空気状態変化を空気線図上で検討し、各構成機器の性能が冷房システム全体に与える影響を明らかにした。冷房成績係数の観点から最適な再生温度が存在すること、100°C以上の高い再生温度の場合は再生空気の量を供給空気の半分にすることにより冷房性能を著しく改善できること、さらに外気湿度の増加に伴い冷房性能が低下することを明らかにした。冷房システムの性能向上のため、蒸発冷却器の替りに水噴霧式交換器を用いた吸着式除湿冷房を提案した。伝熱壁を隔てて一部の空気に水を噴霧し、同伴する水滴を蒸発させながら高温側空気を冷却することにより、高温側の温度効率を大幅に改善した。エンタルピー一定で行われる直接接触の蒸発冷却器と異なり、供給空気のエンタルピーが低下、冷房システムの成績係数COPが1.3倍まで向上した。フィールドテスト吸着式除湿冷房の実用化を目的として、直径1.22mのハニカムローター除湿機を用いた20kWのフィールドテスト装置を組み立て、冷房システムの性能に及ぼす操作条件および外気条件の影響を検討し、以下の結果を得た。(1)冷房成績係数

COPの観点から最適な除湿機再生空気流量比が存在し、除湿機再生温度が100°C以上では空気流量比が1/2とすることによりCOPが著しく改善できること(2)外気湿度の増加に伴い冷房能力が低下すること(3)水噴霧型熱交換器を給気最終段に用いることにより給気の湿度上昇を伴わずに冷房システム性能を改善できること数値計算さらに、上記フィールド試験結果と並行して行った数値計算では本システムの性能改善策として次の指針を得た。(1)それぞれの再生温度において最適な再生空気流量比が存在し、これよりも小さい流量比では物質収支の制限により除湿機出口空気がその成り得る湿度まで達せずに冷房能力が減少すること、また、最適値よりも大きい流量比では過剰な加熱量のためにCOPが減少する。(2)高い冷房能力のためには除湿機出口空気の湿度をその熱力学限界にまで低くする必要がある。現状では吸着剤自体の熱容量により運び込まれる顕熱の為に除湿機出口の空気温度が上昇し、低い湿度が得られない。この顕熱交換量を低減する策として除湿機へのパージゾーンの設置、吸着剤の改質(吸着容量/熱容量比の向上)、を提案した。(3)構成機器の中で最もエンタルピーの変化を生じる顕熱交換器のわずかな効率向上が著しい冷房性能の改善をもたらすとの知見を得た。これらの改善によりARI条件下でCOP1.0以上、冷房能力0.4kW/kg-吸着剤という実用に十分なプロセス性能が予期される。フィールドテスト結果:吸着デシカント冷房の実用化を目的として組み立てた、直径1.22mのハニカムローター除湿機内蔵の20kWフィールドテスト装置で得られた冷房システムの性能実績から以下の結論を得た。1)冷房成績係数COPを最適にする除湿機再生空気流量比が存在し、除湿機再生温度が100°C以上では空気流量比が1/2とすることによりCOPが著しく改善できる。2)外気湿度の低下に伴い冷房能力が向上する。3)水噴霧型熱交換器を給気最終段に用いることにより冷房性能を改善できる。数値計算による予測:並行して行った数値計算に基づき次の性能改善策への指針を得た。4)再生温度に対応する最適再生空気流量比の根拠を明らかにしその定量的指針を得た。5)性能低下の原因となる除湿機の顕熱交換量を低滅する策として、パージゾーンの設置、吸着剤の改質(吸着容量/熱容量比の向上)、を提案した。これらの改善によりARI条件下でCOP1.0以上、冷房能力0.4kW/kgという実用的なプロセス性能の予測を得た。
原発性非小細胞肺癌における腫瘍内低酸素状態と悪性形質の進展

直接生体内で肺癌組織内の酸素分圧を測定することは困難であるが、酸素を取り込む臓器である肺に発生した癌に小型で細胞密度も少ない段階において、低酸素状態がどのように悪性形質の進展に関与するかを検討した。原発性非小細胞肺癌切除標本のホルマリン固定標本51例を用いてHIF-1α,VEGF,PTEN/MMAC1,p16の発現を免疫組織学的に検討した。HIF-1αの陽性例はごく一部の染色例も含めると陽性例は39例(76%)であった。大部分の症例では核染色が認められたVEGF陽性例は32例(63%)でありHIF-1α発現例に多く認められたが、両者の発現に相関は認められず、HIF-1αとPTEN/MMAC1の間にも負の相関は無かった。Pl6の発現は39例(76%)に認められ陰性例にはDNAのプロモーター部位に高メチル化が認められたが、HIF-1αとの発現との明らかな関係は認められなかった。また、ヌードマウスに移植したA549腺癌細胞の皮下腫瘤でpimonidazoleによる腫瘍内低酸素分布の検討では低酸素領域は腫蕩組織内に斑状に認められ直径7mm程度の腫瘤でも低酸素領域は認められた。In vitroで確認されている現象が臨床検体でどの程度確認できるかを検討した段階であるが、臨床検体では様々な機序が複雑に絡み合い、それらの機序がマスクされている可能性もあり、例えば、細胞密集→組織内低酸素→HIF-1αの発現増大→VEGF発現→血管新生のような単純な図式は成り立たない可能性もあるであろう。今回の研究で得られた結果をもとに今後関連遺伝子の発現を確認し解明を続ける予定である。手術治療が第一選択となる小型の原発性非小細胞肺癌、特に肺腺癌では、最も多い浸潤癌以外にも、前癌病変の可能性のある異型腺腫様過形成、上皮内癌である限局性肺胞上皮癌が近年、認められる機会が多くなった。癌は一般にその組織内に低酸素領域を有し、その領域の存在が放射線や抗癌剤治療への抵抗性に影響したり、血管新生因子など癌自体の増殖、進展にかかわる遺伝子の発現を惹起したりすることが知られている。進行した大きな腫瘍検体は、癌の増殖や進行の過程からすれば「成れの果て」であり、より早い時期における腫瘍内低酸素の役割を研究することがメカニズムの解明には重要である。そこで、なるべく主病変の小さい、臨床的に早期といえる肺癌検体を用いることが必要と考えた。慶應義塾大学病院・呼吸器外科で2000年から2004年までに完全切除した原発性非小細胞肺癌のうち画像診断上直径2cmの腫瘍のパラフィン切片から免疫組織学的検索により低酸素刺激に反応して発現するHIF-1α蛋白の発現を確認した。肺腺癌50例のうち、HIF-1α蛋白の発現はごく腫瘍の一部にのみ発現している症例を含めると74%に認められ、VEGF蛋白の発現(62%)状態ともほぼ近似していた。仮説の段階では、腫瘍内の細胞の密度が高いものほど低酸素領域を多く認めると考えていたが、実際の免疫染色の結果では、肺腺癌の場合、腫瘍細胞の密度の低い、限局性肺胞上皮癌や腫瘍辺縁の乳頭状増殖の部分に比較的HIF-1α蛋白の発現が顕著に認められるものがある反面、細胞の密度の高い低分化癌などではむしろ発現があまり認められなかった。そのことから腺癌細胞におけるHIF-1αの発現は単に低酸素シグナルのみで制御されているものではない可能性も推測され、今後肺腺癌細胞の遺伝子異常の関与を検討していく予定である。

直接生体内で肺癌組織内の酸素分圧を測定することは困難であるが、酸素を取り込む臓器である肺に発生した癌に小型で細胞密度も少ない段階において、低酸素状態がどのように悪性形質の進展に関与するかを検討している。まず、原発性非小細胞肺癌切除標本のホルマリン固定標本を用いて低酸素刺激により発現の亢進するHIF-1αの発現を免疫組織学的に検討した。直径2cm以下の小型肺癌では77例中HIF-1α陽性は28例(36%)であるのに対して、2cmを超える36例では7例(19%)であり、腫瘍径が大きくなるほど陽性率が高くなるということはなかった。上皮内癌21例でも、7例には部分的ではあるがHIF-1α陽性の組織を認めた。一方細胞の密度の高い低分化癌はHIF-1αの発現は乏しかった。低酸素状態では、HIF-1αの発現によりVEGFの発現が増大するという関係が知られている。しかし免疫染色55例の検討では19例(35%)でこれに反するパターンを示した。がん抑制遺伝子産物であるPTENはHIF-1αを分解する働きがあり、癌でPTENの発現が減弱していると低酸素と無関係にHIF-1αの蓄積がおこる可能性がある。PTENの発現を調べた79例中36例(46%)でPTENの発現を認め、39例(49%)ではHIF-1αとPTENの発現には逆相関が認められた。In vitroで確認されている現象が臨床検体でどの程度確認できるかを検討した段階であるが、臨床検体では様々な因子によりそれらの機序がマスクされてしまう可能性もあり、例えば、細胞密集→組織内低酸素→HIF-1αの発現増大→VEGF発現→血管新生のような単純な図式は成り立たない可能性もあるであろう。免疫組織化学で仮説に矛盾しない結果を得たパラフィン切片標本から分子生物学的解析でその解明を目下試みている。
大型超伝導コイルに発生する不規則な交流損失の原因究明

大型超伝導コイルに用いられるケーブル・イン・コンジット(CIC)超伝導導体は,変動磁場を受けると,通常の時定数を持つ交流損失の他に,10-100秒程度の長時定数を持つ不規則なループによる交流損失を発生することが確認された。これらの不規則なループは,各サブケーブルの撚りピッチの最小公倍数の長さで同じパターンが繰り返されるので,ある点で接触した素線が最小公倍数の長さで再度接触して構成される長いループであることが分かった。これらのループの時定数はインダクタンスとループを構成する素線間の接触抵抗の比で表されるので,実際の装置に用いたCIC導体の素線間の接触抵抗を測定した。その結果,弾性変形範囲の接触抵抗は50-100μΩ程度であった。一方,CIC内の長ループのインダクタンスは10μH程度であるので,ループ時定数は約0.1秒程度となる。これらは観測された数10秒の時定数より短い。この時定数の差の原因は素線間の接触状態に依存すると考えられるので,各素線のケーブル内の配置を調査した。その結果,本来3本の素線が撚られて一体化していると予想していた1次撚り線が,実際には,本来の位置から大きく変位している素線があることが観測された。このような大変位した素線を持つループは点接触でなく長距離にわたる線接触を形成し,接触抵抗が低くなり,長時定数ループが生成されると推定される。更に接触状況を詳細に検討するために,実際の撚り線機用いて,81本撚りのCICケーブルをボイド率が約40%になるように製作し,それを1m程度エポキシ樹脂で含浸し,約10mmの間隔で85個に切断した。各断面内の素線の配置を計測することにより,全長の素線の位置を3次元計測した。その結果,数10mm以上にわたる接触長を持つ素線があることが分かり,これにより長時定数のループが形成されていることが初めて実証できた。大型超伝導コイルに用いられるケーブル・イン・コンジット(CIC)超伝導導体では,変動磁場に対して,撚りピッチの2乗に比例する時定数を持つ通常の交流損失のほかに,10100秒程度の長時定数を持つ不規則なループによる交流損失の発生が確認された。ケーブル内の素線の配置は,各サブケーブルの撚りピッチの最小公倍数の長さで,同じパターンが繰り返されるため,ある点で接触した素線は,最小公倍数の長さで再度接触して長いループを構成する。これらのループの時定数はインダクタンスとループを構成する素線間の接触抵抗の比で表される。実際に使用したCIC導体の素線間の接触抵抗を測定した結果,接触状態が弾性変形範囲にあるときの接触抵抗は50100μΩ程度で,塑性変形を起こす圧縮力を加えると57μΩ程度まで減少し,1桁少なくなった。測定した塑性変形の接触長さは0.20.3mmであり,弾性理論による接触長さが約20μmであることを考慮すると,接触長さの増大に伴い接触抵抗が減少することが分かった。一方,CIC内の長ループのインダクタンスは10μH程度であるので,ループ時定数は,弾性変形で約0.1秒程度,塑性変形で約1秒である。

これらは観測された数10秒の時定数より短い。この原因と考えられる素線間の接触状態を観測するために,各素線のケーブル内の配置を調査した。その結果,本来3本の素線が撚られて一体化していると予想していた1次撚り線が,実際には,本来の位置から大きく変位している素線を持つものがあることを観測した。定量的に検討するために,1次撚り線で囲まれる三角形の領域内に他の素線が大きく変位して入る数を調べた。5種類のCIC導体の調査結果から,大変位をする素線の割合が平均的に約5%程度あることが分かった。この大変位した素線は,一般的に1m程度離れると,元の一体化された1次撚りとなる。したがって,このような大変位した素線がループを構成する場合には,点接触でなく長距離にわたる線接触の状態を形成し,長時定数ループが生成されると推定される。大型超伝導コイルに用いられるケーブル・イン・コンジット(CIC)超伝導導体では,変動磁場に対して,撚りピッチの2乗に比例する時定数を持つ通常の交流損失のほかに,10-100秒程度の長時定数を持つ不規則なループによる交流損失の発生が確認された。ケーブル内の素線の配置は,各サブケーブルの撚りピッチの最小公倍数の長さで,同じパターンが繰り返されるため,ある点で接触した素線は,最小公倍数の長さで再度接触して長いループを構成する。これらのループの時定数はインダクタンスとループを構成する素線間の接触抵抗の比で表される。実際に使用したCIC導体の素線間の接触抵抗を測定した結果,接触状態が弾性変形範囲にあるときの接触抵抗は50-100μΩ程度であった。一方,CIC内の長ループのインダクタンスは10μH程度であるので,ループ時定数は約0.1秒程度である。このような大変位した素線がループを構成する場合には,点接触でなく長距離にわたる線接触の状態を形成し,長時定数ループが生成されると推定される。更に接触状況を詳細に検討するために,27本撚りのCIC模擬導体を作製し,ボイド率を減少させるためにケーブルを圧縮した際の素線の撚り乱れと各素線間接触状況の変化を感圧紙を用いて調査した。その結果,導体を圧縮した場合の素線間接触長は,1次,2次,3次ケーブルでそれぞれ79.0mm,58.9mm,18.4mmとなり,圧縮しない場合に比べて素線間接触長が2倍から5倍程になることが確認された。これより,導体の圧縮過程における素線の撚り乱れが素線間接触長の増大と密接に関係していることが分かった。実際の装置に用いたCIC導体の素線間の接触抵抗を測定した結果,接触状態が弾性変形範囲にあるときの接触抵抗は50-100μΩ程度であった。
睡眠時無呼吸症候群の重症化の因子に関する研究-呼吸中枢機能及び上位中枢機能の役割

目的:睡眠時無呼吸症候群は頻回に生ずる無呼吸発作によって著しい低酸素血症や高炭酸ガス血症を来たし、心血管障害、肝臓及び腎臓障害など多臓器障害を起こし得る。重症例では右心不全や難治性不整脈を来たし致死的状況に陥る。このような重症化の一因として、呼吸中枢における化学感受性の低下や、上位中枢における呼吸困難の認知能力の低下による中枢機能を介した防御反応の低下が考えられる。本研究ではOSAS患者における呼吸中枢機能及び上位中枢機能を検討し、更にこれらの機能に対する鼻腔持続陽圧法の効果について検討した。方法:在宅睡眠唖吸モニターの結果入院となった症例に対し、睡眠障害の程度を示すアンケート調査(Epworth sleepiness scale、ESS)及び睡眠ポリグラフと共に、以下の3種類の検討を行った。(1)炭酸ガス負荷時及び低酸素負荷時の換気応答とPO.1応答及びボルグスケール法による呼吸困難感を求めた。(2)吸気抵抗負荷時の呼吸困難感をボルグスケール法により評価した。更に、(3)治療のための鼻腔持続陽圧療法(CPAP)が適応となった症例に、治療開始2-3週後及び6-12ヵ月において上記の3種類の負荷テストを行い、鼻腔持続陽圧療法の短期効果及び長期効果を検討した。結果:(1)OSAS患者ではCPAP治療前において健常人より低酸素換気応答は亢進しており、一方、高炭酸ガス換気応答は低下していた。2週間のCPAP治療後、亢進していた低酸素換気応答は低下し、低下していた高炭酸ガス換気応答は増加した。これらの効果は治療継続3-6ケ月後においても認められた。(2)CPAP治療前、患者群では吸気抵航負荷時の吸気の努力感覚は健常人に比較して低下していた。CPAP治療開始2週間後には吸気の努力感覚は増加し、健常人と有意差がなくなった。結論:本研究ではCPAPの上気道への直接的な拡張作用以外に上位中枢および呼吸中枢機能に良い効果を及ぼすことが明らかになった。目的:睡眠時無呼吸症候群(OSAS)は頻回に生ずる無呼吸発作によって著しい低酸素血症や高炭酸ガス血症を来たし、多臓器障害を起こし得る。このような重症化の一因として、呼吸中枢機能の低下や上位中枢機能の低下が考えられる。方法:在宅睡眠呼吸モニターの結果入院となった症例に対し、睡眠障害の程度を示すアンケート調査(ESS)及び睡眠ポリグラフと共に、以下の3種類の検討を行った。(1)炭酸ガス負荷時の換気応答とP0.1応答及びボルグスケール法による呼吸困難感を求めた。(2)低酸素負荷時の換気応答とP0.1応答及びボルグスケール法による呼吸困難感を求めた。(3)吸気抵抗負荷時の呼吸困難感をボルグスケール法により評価した。更に、(4)治療のための鼻腔持続陽圧療法(CPAP)が適応となった症例に、治療開始2-3週後及び6-12カ月において上記の3種類の負荷テストを行い、鼻腔持続陽圧療法の短期効果及び長期効果を検討した。

2週間のCPAP治療後、亢進していた低酸素換気応答は低下し、低下していた高炭酸ガス換気応答は増加した。これらの効果は治療継続3-6ヶ月後においても認められた。(2)CPAP治療前、患者群では吸気抵抗負荷時の吸気の努力感覚は健常人に比較して低下していた。CPAP治療開始2週間後には吸気の努力感覚は増加し、健常人と有意差が見られなくなった。結論:本研究ではCPAPの上気道の直接的な拡張作用以外に上位中枢および呼吸中枢機能に良い効果を及ぼすことが明らかになった。目的:睡眠時無呼吸症候群は頻回に生ずる無呼吸発作によって著しい低酸素血症や高炭酸ガス血症を来たし、心血管障害、肝臓及び腎臓障害など多臓器障害を起こし得る。重症例では右心不全や難治性不整脈を来たし致死的状況に陥る。このような重症化の一因として、呼吸中枢における化学感受性の低下や、上位中枢における呼吸困難の認知能力の低下による中枢機能を介した防御反応の低下が考えられる。本研究では重症の睡眠時無呼吸症候群患者における気道閉塞に対する呼吸困難の認知能力を検討し、更に呼吸困難の認知能力に対する鼻腔持続陽圧法の効果を中心に症例数を重ねる。方法:外来での在宅睡眠呼吸モニターの結果入院となった症例に対し、睡眠障害の程度を示すアンケート調査(Epworth sleepiness scale、ESS)及び睡眠中の中枢機能、呼吸機能、循環機能を知るためのポリソムノグラフィーを施行し、重症度を判定した。これらの症例について、数種類の吸気抵抗負荷時の呼吸困難感をボルグスケール法により評価した。更に、治療のための鼻腔持続陽圧療法(CPAP)が適応となった症例に、治療開始2-3週後において同様の検査を行い、鼻腔持続陽圧療法の呼吸困難感に対する短期効果を検討した。結果:CPAP治療前、患者群では吸気抵抗負荷時の吸気の努力感覚は健常人に比較して低下していた。CPAP治療開始2-3週間後には吸気の努力感覚は増加し、健常人と有意差が見られなくなった。結論:本研究では重症の睡眠時無呼吸症候群では認知機能などの上位中枢機能が低下しているが短期的なCPAP治療によっても上位中枢の機能が改善することが明らかになった。
近代化過程におけるジェンダー規範の重層性

2003年、香川県東部旧志度町・白鳥町(以後「志度」「白鳥」)の1920年59年出生女性を対象としたアンケート調査を実施、2004年にインタビュー調査を行った。以下は研究成果報告書(構成:1章「調査デザイン」2章「ドキュメント資料の分析」3章「アンケート調査報告」4章「インタビュー調査報告」)の24章の主な知見の要約である。2章:志度・白鳥の1950-80年の統計資料から主として以下が検証された。(1)1950年代まで農業に就業する女性が多い地域であった。(2)その後、志度の産業構造は都市近郊型に移行し、白鳥は手袋製造業に特化した結果、両地域の女性の就労パターンに大きな違いが現れた。3章:アンケートデータ分析からの主な知見である。(1)1940年代を除き(23.5割)1920・30・50年代出生コーホートの45割が結婚後の全期間を通じて就労し、概ね高い割合である。(2)年齢段階別就労率曲線のコーホートによる違いは、志度より白鳥が遙かに小さい。(3)「子どもが小さいうち母親は子育てに専念すべき」との考え方への賛成者は、志度・白鳥ともコーホートによって目立った変化がなく、規範と実態間のギャップの存在がうかがわれる。4章:1)志度:(1)31名のインタビューイーの多くが継続的に働いている(雇用職と農業の兼業、短期雇用、内職など)。殆どの女性が結婚・出産後退職するが、『子どもが小さいうちは「専業主婦」』の就労パターンの経験者は2割である。(2)社会・経済的な時代状況や、生家、教育、婚家、夫などにかかわる個別の文化資本・環境により、多様な就労形態がみられる。2)白鳥:(1)自営、内職などで49名のインタビューイーの多くが地場産業である手袋産業に関わって働き、その関連産業に携わった/携わっている人も含めると半数を占めた。(2)家業として農業経営と手袋自営を始めとして兼業経営が多くみられ、インタビューイーの働き方も多様で複合的であった。本研究は、女性労働力の意味づけや規範が、高度経済成長期以降の産業構造の変化とそれに伴う社会構造の変動を通してどのように変わってきたかを解明することを目的とする。地域性の観点から日本の女性の雇用労働社会の意味とジェンダー・イデオロギーとの関連を再検討し、グローバリゼーション下のフィリピンとの比較を踏まえて日本における近代化過程の位相を探る。本年度は、以下のような研究・作業をすすめた。・日本・フィリピン両サイドにおける文献資料の収集・・・地域史、官庁統計、女性労働関係文献・ジェンダー規範等に関する意識調査報告など。現地での文献収集を含む。・既存研究の整理:女性の雇用労働力化の実態、ジェンダー意識の変遷およびその地域差を扱った既存調査研究のレビューを行った。・対象地として見込まれている香川県の沿革・産業構造の展開についての文献調査:対象地の位置づけの試みた。