hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
混晶化を利用した銅(I)および銀(I)配位高分子の光物性制御

銅ーbpa配位高分子は発光量子収率が60%程度の強発光体である。この化合物を合成する際の溶液にpipを共存させることにより、発光性の単結晶が得られた。この際得られた化合物は発光量子収率がほぼ1であり、混晶化により大幅な発光性の向上がみられた。これまでの研究により、銅ーbpa配位高分子はエネルギー的に近接した二つの発光帯を示すことが明らかとなっている。pipの導入された錯体では低エネルギー帯が増加していることが各種測定から明らかとなった。低エネルギー帯は磨砕によっても増加することが示されている。bpaに比べサイズの小さいpipが導入により欠陥サイトが生じると考えられるため、磨砕同様の結果が観測されたと考えられる。一方で、磨砕した場合とは異なり"一様な“欠陥サイトが生じるため、発光量子収率が低下しないと考えられる。銀錯体については、pipを架橋配位子とする臭化銀配位高分子を親構造とし、ここへピラジン(pyz)およびアミノピラジン(ampyz)の導入を試みた。銀-pip錯体を合成する溶液にpyz、ampyzを共存させたところ、それぞれ、黄色、青緑色に発光する錯体が得られた。ampyz錯体は単一錯体も合成できたため、それと比較を行った所、エネルギー、寿命とも対応した値であり、ampyzが導入された混晶が生成していることが明らかとなった。配位力が弱いためpyz架橋銀配位高分子の合成はまだされていないが、対応する錯体との比較からpyz錯体単位が生成し、その発光が観測されていると考えられる。本研究では、1)非発光性ホスト構造への発光性サイトの導入による新規発光サイトの創出、2)発光性ホスト構造への非発光性サイトの導入による発光性の制御、を行い、これらを利用して発光性サイト間の協同効果による刺激応答性の創出を目指している。本年度は、発光性ホストとして銅-bpa配位高分子を利用した研究を行い、pipを導入することによりこれまで磨砕により現れていた新規発光性サイトを一様に生成し、強発光性の錯体が得られることを示すことが出来た。この結果は、強発光性の錯体が得られることだけでなく、大きさの異なる架橋配位子も親構造の中に取り込まれることを示している。また、非発光性ホストとして銀-pip配位高分子を利用した研究も行い、pyzやampyz発光サイトを創出できることを明らかにした。銀は一般に置換活性であり、配位力の比較的弱いpyzを配位子とする錯体はこれまでに合成例がなく、その発光挙動も不明であった。本研究により、単離の困難な化合物でも、混晶化により合成できる可能性を示すことが出来た。銅-bpa配位高分子混晶の成果は、非発光性サイトの導入により発光性混晶の物性向上を示した例となると同時に、この系では異形混晶化が可能であることを示している。銀ーpip配位高分子の成果は、混晶化が新たな発光ユニットの創出法の一つとなることを実証する例となっている。このため、おおむね順調に進展していると判断した。研究計画に従い、2018年度の成果を踏まえ、引き続き、発光性及び非発光性ホスト配位高分子を利用した混晶合成による新規発光ユニットの創出とその物性解析を行う。発光性ホスト構造への非発光性サイトの導入による発光性の制御としては、引き続き強発光性を示した銅ーbpa/pip系に関する研究を行う。現在臭化物錯体を合成しているが、ヨウ化物、塩化物錯体も合成し、pip導入による強発光性発現のメカニズムを明らかにする。
術後伝導障害回避のための臨床解剖学的基盤構築と３Dシミュレーションモデルの作製

ヒト心臓刺激伝導系の形態、位置、ならびにそれらの個体差などの解剖学的特徴は、術後不整脈の回避や不整脈治療において重要な情報となりうるが、その心筋内に占める位置や微細な大きさから、未だその空間的情報が十分に明らかにされたとは言い難い。従来の組織学的研究手法の限界であったヒト刺激伝導系全形の3次元サブマクロ構造取得のために、CTスキャナー、マイクロCT、MRI、3Dスキャナー等の様々な画像解析機器や様々なビューアーソフトウェアの機能を用いて繰り返し検討し、その可能性を追求した。その結果、現在のところ、撮像のための条件設定やその可視化のための戦略構築に向けてほぼ目的を達成したと言える。今年度は、国際学会での招待講演において多くの循環器内科医との討論や意見交換を行うことができ、成果公開やさらなるステップのためのアイディアも得ることができた。来年度以降、解析データ数を蓄積していくことが本研究のまとめの作業へ近づく。成果発表としての研究実績としては、これまで継続的に研究を行ってきたもう一方の心臓制御構造である心臓自律神経系の臨床解剖学的解析に関して、国際学術雑誌へ報告を行った。上行大動脈神経叢やその構成重要成分の1つである右冠状動脈神経叢の詳細な形態に着目して、観察の結果を論文として取りまとめを行った。本研究成果は、現在の低侵襲化が望まれる心臓外科領域において、1従来と比べ、見えすぎる内視鏡下での様々な周囲関連構造物の詳細な局所解剖的情報の理解、2さらなる機能温存を指向した神経温存術式へ貢献できるものである。ヒト刺激伝導系の立体構造把握のために、心筋内に埋没している同構造の詳細なサブマクロ構造を組織学的同定根拠をもとにした微細解剖技術の開発ならびにそのトレーニングを繰り返し実施し、その解析精度の向上に努めた。さらにはその結果を様々な画像解析モダリティーを利用し、記録を行なった。その解析法に関して比較検討を行い、最適な手法の確立と精度向上を追求した。加えて、成果報告やその提示法のために種々の3次元構築ソフトも比較検討した。以上のような進捗状況は、最適なデータの提示法を検討できたのみならず、今後のデータ収集に向けた撮影条件、解析法、提示法に関しての最適条件をほぼ決定することができた事より、十分な進捗状況と言える。現在、確認できている解剖学的特徴が一般的に当てはまる特徴なのかを検討するには、解析数を増やし、再現性を確認する必要がある。CTやMRIなどの種々の画像解析を利用した撮像条件や解析方法はほぼ確立できているので、このまま継続して研究を推進していくことが最終目的への到達を可能とする。来年度以降、さらなる解析精度の向上を目指し、導入済みの3DスキャナーやマイクロCTなどの有効な活用法も検討してゆく。さらには、これらの解析を通じて得られた刺激伝導系の関連構造等のデータを生かして成果を発表していくことも検討する。データの活用法や結果の意義をさらに高めるために、積極的に関連学会や研究会などを通じて議論していく予定である。昨年度の研究実施計画は、刺激伝導系の臨床解剖学的データ収集と比較解剖学的解析を重点的に行うことであった。刺激伝導系の臨床解剖学的データ収集においては、刺激伝導系の独自マクロ剖出技術を利用して、その動脈系の普遍的特徴や多様性に関するデータ収集を行い、その成果の一部を学会にて報告した(2017年2月、東邦医学会)。また、刺激伝導系の3次元構造解析のための画像撮像トライアルを研究分担者である首都大学東京放射線学科の妹尾らと行い、様々な特殊撮影法を試行し、最良の撮像条件の追求を継続的に行なった。改良はさらに必要なものの、良好な結果を得ている。そのうちの数例においては組織学的検証や3Dスキャナーを使用した詳細な計測データを反映したヒト刺激伝導系の3次元データ構築なども行なった。問題点としては、近年のヒト献体由来の材料の中には動脈硬化による弁周囲構造の石灰化病変を有するものが多く、適した試料を得にくいことであった。また、3次元画像構築において、現在使用している画像解析ソフトのみでは困難な部分も多く、他の画像解析ソフトの使用を検討しなければならないことが考えられた。実験動物と人体の形態学的相違点を補うための比較解剖学的解析としては、多様な齧歯類の心臓周囲構造の解析を行い、多様性を示すデータを取得した。解析の一部は米国のSmithsonian Institutionにて行い、同時にCT特殊撮像の方法のトライアルや様々な被写体の3Dスキャナーの使用法や活用法なども現地の専門家より学習した。解析手法や協力体制など特に大きな問題はなく、順調に研究は進行している。しかし、昨年度と今年度は、学内の大幅なカルキュラムの変更があり、担当講義や実習の大幅な負担増となり、研究に充てる時間の確保が困難であった。適切なスケジューリングと作業の効率化を行い、この問題点に対処する予定である。

その結果、現在のところ、撮像のための条件設定やその可視化のための戦略構築に向けてほぼ目的を達成したと言える。今年度は、国際学会での招待講演において多くの循環器内科医との討論や意見交換を行うことができ、成果公開やさらなるステップのためのアイディアも得ることができた。来年度以降、解析データ数を蓄積していくことが本研究のまとめの作業へ近づく。成果発表としての研究実績としては、これまで継続的に研究を行ってきたもう一方の心臓制御構造である心臓自律神経系の臨床解剖学的解析に関して、国際学術雑誌へ報告を行った。上行大動脈神経叢やその構成重要成分の1つである右冠状動脈神経叢の詳細な形態に着目して、観察の結果を論文として取りまとめを行った。本研究成果は、現在の低侵襲化が望まれる心臓外科領域において、1従来と比べ、見えすぎる内視鏡下での様々な周囲関連構造物の詳細な局所解剖的情報の理解、2さらなる機能温存を指向した神経温存術式へ貢献できるものである。ヒト刺激伝導系の立体構造把握のために、心筋内に埋没している同構造の詳細なサブマクロ構造を組織学的同定根拠をもとにした微細解剖技術の開発ならびにそのトレーニングを繰り返し実施し、その解析精度の向上に努めた。さらにはその結果を様々な画像解析モダリティーを利用し、記録を行なった。その解析法に関して比較検討を行い、最適な手法の確立と精度向上を追求した。加えて、成果報告やその提示法のために種々の3次元構築ソフトも比較検討した。以上のような進捗状況は、最適なデータの提示法を検討できたのみならず、今後のデータ収集に向けた撮影条件、解析法、提示法に関しての最適条件をほぼ決定することができた事より、十分な進捗状況と言える。特筆すべき解析方法に関する改良点などはない。今年度も昨年度と同様に、刺激伝導系とその多様な動脈枝の解剖学的特徴に関して医療用CTとMRI、産業用マイクロCT、3Dスキャナーを用いてデータ解析と収集を精力的に行い、解析データのサイプルサイズの拡大を行うことのみである。最終的な目的である心筋内に潜む刺激伝導系の3次元シミュレーション画像構築に向けて、解析データ収集における撮像法のマイナーチェンジを繰り返し行なっていくことで、正確かつ詳細な画像が得られるための解析条件の最適化が可能となると考えられる。適当な人体試料が少ないという問題点に対する対処は、現在のところ解析データ数を増やすことで、その中から結果として正常例に近いものを選定するしかないと思われる。引き続き、比較解剖学的データ収集も継続していき、CT画像の特殊撮像法や3Dスキャナーの有効な活用法についても検討していく。これらの解析途中において、成果の中間検討や関連領域での意義検討のため、学会報告などで議論を行い、さらなる研究の発展や改良を目指す。さらには、これまでの科研費によって推進してきた関連心臓制御構造である心臓神経系に関する外科解剖学的研究も同時に進め、論文作成を目指す。現在、確認できている解剖学的特徴が一般的に当てはまる特徴なのかを検討するには、解析数を増やし、再現性を確認する必要がある。CTやMRIなどの種々の画像解析を利用した撮像条件や解析方法はほぼ確立できているので、このまま継続して研究を推進していくことが最終目的への到達を可能とする。
外部刺激応答性ペプチドホルモンの合成と細胞機能制御への応用

本研究では、アミノ酸数個からなる生理活性ペプチドによる細胞機能の制御に着目し、こうした生理活性ペプチド分子中に光刺激に応答してコンフォメーションが変化する光異性化機能性非天然アミノ酸を組み込むことにより、単純な投与ではなく、人為的な光刺激に応答して可逆的に生理作用が変化するようなインテリジェント生理活性ペプチドを合成し、細胞機能の光制御を実現することを目指した。そこで一つには、細胞表面のインテグリンレセプターに結合し、細胞の接着タンパク質への結合を阻害することで知られるアルギニン-グリシン-アスパラギン酸配列ペプチド(RGDペプチドと呼ぶ)に着目し、末端に光異性化機能性非天然アミノ酸のL-フェニルアゾフェニルアラニン(azoAlaと略す)を導入した直鎖状RGDペプチド、あるいはazoAlaを導入した環状ペプチドを固相法により合成した。そしてこれらのペプチドの添加による癌化細胞のフィブロネクチンコートウェルへの接着阻害効果を検討した。その結果、C末端側にazoAlaが導入されたRGDペプチドでは、市販のGRGDペプチドに比較して細胞接着阻害効果が著しく増強されることを明らかにした。またazoAla側鎖部がcis型の場合には、trans型の場合よりも細胞接着阻害効果が若干弱くなることを示した。さらに環状RGDazoAlaペプチドでは、0.4mM付近においてtrans体とcis体で接着阻害効果に大きな差が認められ、azoAla側鎖の光異性化によってペプチドの細胞膜インテグリンとの結合アフィニティを制御できることを示すことができた。またもう一つ、アミノ酸9個からなるホルモン様ペプチドで、血圧降下や平滑筋収縮などの作用を有するブラジキニン(BK)に着目し、BKの8位のPheをazoAlaに置き換えたC末端アミド型のBKアナログを固相法により合成した。HPLC分析の結果、UV照射により90%以上がcis型になるとともに、ペプチドの極性が増大することが明らかとなった。次いでtrans型およびcis型それぞれのペプチドでPC12細胞を刺激した時の細胞内カルシウム濃度変化を蛍光観測した結果、100500nMの濃度域で明らかにtrans型に比べてcis型で細胞活性化能が高いことを明かにした。今後の予定として100nm程度の濃度域でtrans体ペプチドを投与しておき、UV照射でcis体に変換することによってリアルタイムに細胞の活性化を誘起できる事を明らかにする実験を計画している。神経系モデル細胞としてよく利用されるPC12細胞が、ホルモン様作用ペプチドであるブラジキニン(一次構造はArg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg)の投与により瞬時に細胞内Ca^<2+>濃度が上昇することに着目した。このブラジキニンのN-末端にビオチンを導入したペプチド分子を固相法を用いて合成した。ついでPC12細胞内のCa^<2+>濃度変化を蛍光プローブ試薬をロードして共焦点レーザー走査蛍光顕微鏡で観察することにより、このビオチン化ブラジキニンが、天然ブラジキニンよりは1桁高いがナノMオーダーの投与でPC12細胞の細胞内Ca^<2+>濃度上昇を誘起できることを明らかにした。さらにこのビオチン化ブラジキニンは、45倍量のビオチン結合性蛋白質アビジンを加え複合体を形成させた上でPC12細胞に投与すると、細胞内Ca^<2+>濃度上昇は引き起こさないことが明かとなった。

一方、引き続いてアビジンの8倍程度の遊離ビオチンを添加するとゆっくりとした細胞内Ca^<2+>濃度の増加の観測された。これらの結果は、予期したように、アビジンとビオチン化ブラジキニンが複合体を形成している状態では、その立体障害のため細胞膜上のブラジキニンレセプターに結合できないが、遊離ビオチンの添加によりアビジンに対する交換結合反応がお起こり、ビオチン化ブラジキニンが解離して膜レセプターに結合できるようになったものと考察させた。以上のように特定分子を刺激シグナルとするペプチド生理作用の発現制御が実現できた。さらに光照射刺激によりコンフォメーション変化を生じる非天然アミノ酸であるL-p-(フェニルアゾ)フェニルアラニンを化学合成し、ブラジキニンの5位あるいは8位のフェニルアラニンの位置に導入したブラジキニンアナログを固相合成してTOF-MASSで同定した。来年度引き続き、その生理作用および光刺激による生理活性の変化の検討を続けていく予定である。9個のアミノ酸から成り、血圧降下作用を有する生理活性ペプチドであるブラジキニン(以下BKと略す)の8位のフェニルアラニンの位置に光照射刺激によりコンフォメーション変化を生じる非天然アミノ酸であるL-p-(フェニルアゾ)フェニルアラニン(azoAlaと略す)を導入したBKアナログアミド体を固相合成し、MALDI-TOF-MASSで同定した。次いでこの合成したazoAlaBKアミド体が、340nmの紫外光照射によりtrans型からcis型へ変化し、また450nmの可視光照射によりcis型から再びtrans型へ戻ることを吸収スペクトル測定やHPLC分析により明らかにした。そしてこのtrans型およびcis型のBKアナログアミド体を細胞内カルシウム蛍光指示薬をロードしたPC12細胞へ投与して、細胞内Ca^<2+>濃度変化を共焦点レーザー走査蛍光顕微鏡により観測することによって、その細胞活性化能を評価した。その結果、trans型やnative型のBKアミド体では、500nM以上でようやくPC12細胞の活性化が誘起されるのに対して、cis型のBKアミド体で100nM程度で細胞を活性化できることが明かとなった。現在trans型を投与しておき、紫外光照射によってcis型に変換することによって細胞の活性化を引き起こす実験を検討中である。光異性化機能を有する非天然アミノ酸を組み込んだ生理活性ペプチドを合成して用いることによって、細胞機能の光制御が実現できる可能性が見えてきた。
EMGによるモバイル端末用知的マンマシンインターフェースの開発に関する研究

本研究では、初年度においてオンラインチューニング用DSPボードを1セット製作し、"動きながら賢くなる"を実現する自己学習認識エンジンの実現および基本動作性能を確認した。とくに、手首動作識別においてはマシン制御に応用することを前提とし、手首動作識別システムのプロトタイプを完成(1セット製作)させた。この自己学習機能を付加したオンラインチューニングによりEMGデータ採取の基礎実験を実施。その結果、個人差を吸収し、1回の学習だけでは他人のEMGに十分な識別性能が得られない場合においても、オンラインで手首を動かしながら学習データを追加し継続学習を繰り返すことで汎化性の向上を見込めることを確認した。次年度においては、EMGデータ採取用差動型乾式能動電極の回路的な改善を試みたが、これにおいては現在も進行途上である。本研究で得られた統合システムにより、EMGデータを用いて継続学習を実施することで約20%程度の識別能力の向上を確認している。また,3指ハンドを製作し、EMGデータを統合システムで採取し、パターン認識を行い予め対応させた指の動きを3指ハンドに動作させることにも成功している。研究業績としては、6回の国際会議での講演、6回の国内一般講演が列挙できる。製作物としては、オンラインチューニング用DSPボード1セットと2台のDSPボード用アンプユニット、さらに、マシンコントロールの動作確認用3指ハンド1セットが列挙できる。オンラインチューニング用DSPボードを1セット製作「動きながら賢くなる」を実現する自己学習型認識エンジンの実現および基本動作性能の確認と応用性を確認(周波数を変化させた正弦波発生器にてテスト信号を生成し、ニューロシステムがオンラインでアナログデータを取りこみ、パターン認識学習が収束することを確認。また、この学習結果に基く認識も問題が無いことを確認。)→国際会議1件、講演論文3件上記DSPボードを用いた手首動作認識別システムのプロトタイプの完成(1セット製作)これにより自己学習機能を付加したオンラインチューニングによりEMGに対し、個人差を吸収できることの基礎実験を実施。オンラインチューニングを実施することで3人の被験者を対象にし、20%から60%程度の識別率の向上が得られることを確認。ただし、EMGセンサの感度とセンシング状態のばらつき(センサ装着状況による皮膚との面圧の違いなど)で実用性能(95%以上)に至る安定した識別率は未達成。これに関しては、EMGセンサの再設計を16年度に予定し、既にセンサ仕様の検討と手首へのセンサの装着手法の検討(血圧計と同様な空圧でセンサを皮膚に押し当てるセンサ用リストバンドなど)を開始している。→画際会議2件本研究では、初年度においてオンラインチューニング用DSPボードを1セット製作し、"動きながら賢くなる"を実現する自己学習認識エンジンの実現・基本動作性能を確認した。この、自己学習機能を付加したオンラインチューニングにより、個人差を吸収し、1回の学習だけでは他人のEMGに十分な識別性能が得られない場合においても、オンラインで手首を動かしながら学習データを追加し継続学習を繰り返すことで汎化性の向上を見込めることを確認した。
地理情報システムを用いたマルチスケール空間分析による縄文時代網漁の再評価

研究課題である縄文時代網漁の再評価に向け、第2年度は地理情報システム(GIS)によるデータ解析を中心に、以下の通り研究を実施した。1縄文遺跡・漁網錘データベースの拡充を図った。これは今後の考古学の研究基盤を整備したという点において重要な意義を有する。この中から、これまでに少なくとも354遺跡から11,657点の漁網錘が出土している東京湾西岸帯を重点分析対象地域に選定した。2上記の数量は、(1)遺跡ごとの発掘面積のちがいと(2)自治体間の調査頻度のちがいに起因するバイアスを被っている。そこでまず(1)を補正するために、遺物検出率と遺跡の未掘面積・発掘面積比から遺跡あたりの遺物存在期待値を求める方法を考案した。次に(2)の問題を空間的自己相関分析の手法を用いて検証した結果、存在期待値は報告実数にみられた自治体間のバイアスを低減する方向に作用することが明らかになった。3対象地域内の自然遊歩道でGPS歩行実験を行い、その結果に基づいて分析地域に適用する移動コスト推定式を設定した。この式を用いて錘具出土地点から谷筋沿いに最寄りの大規模集落を特定するアロケーション分析を行い、大規模集落の漁撈活動領域を推定した。その上で、集落領域ごとの錘具の特徴を調べたところ、海岸に近づくほど土器片錘の比率が増し、上流にさかのぼるほど石錘の比率が増すというパターンを明確にとらえることができた。4解析結果を総合的に検討した結果、時間的には土器型式の細別段階レベル、空間的には1kmメッシュレベルの精度で、縄文時代網漁業の時空間動態を復元することに成功した。特に西南関東では、縄文前期の黒浜式期以降段階的に発展した網漁業が、中期中葉の勝坂I式期から中期後葉の加曽利EII式期にかけて極相に達し、後期初頭の称名寺式期の一時的な落ち込みと後期前半堀之内I式期の回復を経て、低調に転じることが明らかになった。研究課題である縄文時代網漁の再評価に向けて、第1年度は地理情報システム(GIS)による空間分析の理論構築を中心に、以下の通り研究を実施した。1全国で最も高い密度で調査が行われているため土錘・石錘など網漁関連遺物の報告点数が最も多い関東地方平野部を中心に、縄文遺跡データベースと網漁関連遺物データベースを整備した。2同じく関東地方平野部を対象に、高機能GISソフトウェアArcGISを用いて国土地理院数値地図に基づく50mメッシュデジタル標高モデル(DEM)を作成し、さらに紙媒体の都市圏活断層図・土地条件図等をデジクイズして、対象地域の総合的なデジタル地形モデル(DTM)を作成した。3過去の人間の行動範囲をより正確に推定する方法を開発するために、長野県の木曽谷においてGPS受信機を用いた歩行実験を実施した。そして実験結果に基づいて既存の計算式のパラメータに修正を加え、地表面の傾斜角と歩行者の体重を変数として格納しエネルギー消費量(キロカロリー)を出力する新しい移動コスト計算式を考案した。この成果を考古学におけるコンピュータの利活用と定量分析に関する国際研究集会CAA2009で発表したところ、世界各国の研究者から高く評価された。4時系列空間分析を行う際に考古学的細別時期の時間幅を標準化する方法を考案し、関東地方平野部の縄文時代網漁関連データに適用して効果を評価したところ、網漁関連遺跡の分布密度という考古学的パターンの時期的変遷を従来よりも詳細に把握することができた。

特に西南関東では、縄文前期の黒浜式期以降段階的に発展した網漁業が、中期中葉の勝坂I式期から中期後葉の加曽利EII式期にかけて極相に達し、後期初頭の称名寺式期の一時的な落ち込みと後期前半堀之内I式期の回復を経て、低調に転じることが明らかになった。
胃腸管ペースメーカーの生理機能発現におけるc-kitチロシンキナーゼの役割

レセプターチロシンキナーゼを発現するプロトオンコジーンc-kitは、メラノサイト、生殖細胞、造血細胞の発達に機能的な役割を果たしていることが知られている。西川らによって開発されたc-kitに対するモノクローナル抗体(ACK2)を、BALB/cマウスに生後2-4日間にわたり投与すると、腸管全体に麻痺性イレウスが発現することを見いだした。ACK2処置されたマウスの小腸を摘出して、酸素化したクレブス-ヘンゼライト液中で腸管の長軸方向運動(縦走筋)及び細胞内電位、輪状筋収縮を反映する腸管内圧を記録し、コントロール腸管の運動と比較検討した。ACK2処置小腸では、コントロール腸管に見られるような規則正しい蠕動運動および電気的徐波(slow wave)の発現はなく、不規則な一過性の収縮が観察された。ACK2処置小腸の縦走筋標本では、ブラジキニン(Brd)に対する反応性が高く、10ngの投与により顕著な拘縮反応を示した、アセチルコリン(ACh)に対する反応性は、コントロール腸管より高く、用量依存性に収縮し、アトロピン前処置により、抑制された。しかし、輪状筋収縮を反映する腸管内圧はアセチルコリンにより内圧の低下が見られ、この反応には、コントロールとの差が認められなかった。ACK2に対する蛍光抗体法を用いて、ACK2処置小腸標本を組織学的に検索した結果、コントロール腸管では観察される粘膜下腸管平滑筋層に見られる細胞に蛍光反応は見られず、これらの細胞群に欠如があることが判明した。これらの細胞群は、壁在神経細胞群、平滑筋細胞とは異なっていた。以上の結果より、ACK2処置マウスに見られる腸管運動の異常は、ACK2処置によるc-kit発現の阻害に起因する細胞群の機能不全によるものと考えられ、腸管の自動運動のペースメーカー機構の一端をこの細胞群が担っていることを示唆している。また、c-kit発現細胞の欠如は、隣接する平滑筋の収縮機構にも影響を及ぼすことが明かとなり、本細胞は腸管機能発現に重要な役割をもつことが判明した。平成6年度には,正常および抗c-kitモノクローナル抗体(ACK2)処置マウスの胃平滑筋急性単離細胞におけるCa^<2+>動員系を比較検討を行った。膜電流の測定にはニスタチン法を,細胞内Ca^<2+>濃度測定にはfura-2を用いた。保持電位-20mVに膜電位固定下,ACK2処置群,未処理群の急性単離細胞ではryanodine感受性の自発性Ca^<2+>-activated K^+電流と,caffeine惹起のCa^<2+>-activated K^+電流が観察されたが,培養細胞ではほとんど観察されなかった。これらの電流のthapsigargin感受性の違いからACK2処置群ではryanodine感受性Ca^<2+>貯蔵部位のCa^<2+>の取り込み能率低下が起こっていることが明らかになった。細胞内Ca^<2+>濃度測定では、ACK2処置群,未処置群,および細胞培養群で,高K^+電流外液(100mM)とcaffeineにより一過性のCa^<2+>濃度上昇が見られたが,培養細胞では,高K^+外液応答に比べcaffeineが非常に弱く,同Ca^<2+>貯蔵部位の全般的な活性低下が示唆された。一方,膀胱平滑筋細胞でもc-kit

発現の抑制が膀胱平滑筋リアノジン感受性Ca^<2+>貯蔵部位再取り組み機構に何らかの影響を与えていることが明らかとなった。平成7年度の研究では、正常および抗c-kitモノクローナル抗体(ACK2)処置マウスの胃平滑筋、小腸平滑筋細胞の電気生理学てき特性の比較ならびに薬物に対する反応の差について検討を行った。ACK2処置マウスの胃平滑筋細胞では、スローウェブにスパイクが重なった活動電位が記録され、その発現様式には、正常マウスと顕著な差は認められなかった。しかし、少数例では、活動電位の消失を伴うものがあり、ACK2処置による個体間の差が見られた。組織学的検索により、胃平滑筋では胎生初期よりc-kit陽性細胞の発現が見られ、生後ACK2処理によってもこれらの細胞は消失しないことが判明した。これらの結果は、上部消化管では、胎生期にペースメーカーの役割を果たすc-kit陽性細胞がすでに発現していることを示し、小腸の下部消化管とは異なる発達を示すことが明らかとなった。ACK2処置マウス小腸では、アセチルコリンに対して、縦走筋は顕著な脱分極を示し、摘出標本における収縮力は増大と一致する結果が得られた。一方、輪状筋は、弛緩反応を示し、過分極が観察されたが、正常群との間に差が認められなかった。以上の結果は、c-kit陽性細胞の欠落は縦走筋に対してより強い反応を示すものと考えられる。レセプターチロシンキナーゼを発現するプロトオンコジーンc-kitは、メラノサイト、生殖細胞、造血細胞の発達に機能的な役割を果たしていることが知られている。西川らによって開発されたc-kitに対するモノクローナ抗(ACK2)を、BALB/cマウスに生後2-4日間にわたり投与すると、腸管全体に麻痺性イレウスが発現することを見いだした。ACK2処置されたマウスの小腸を摘出して、酸素化したクレブス-ヘンゼライト液中で腸管の長軸方向運動(縦走筋)及び細胞内電位、輪状筋収縮を反映する腸管内圧を記録し、コントロール腸管の運動と比較検討した。ACK2処置小腸では、コントロール腸管に見られるような規則正しい蠕動運動および電気的徐波(show weve)の発現はなく、不規則な一過性の収縮が観察された。ACK2処置小腸の縦走筋標本では、ブラジキニン(Brd)に対する反応性が高く、10ngの投与により顕著な拘縮反応を示した、アセチルコリン(ACh)に対する反応性は、コントロール腸管より高く、用量依存性に収縮し、アトロピン前処置により、抑制された。しかし、輪状筋収縮を反映する腸管内圧はアセチルコリンにより内圧の低下が見られ、この反応には、コントロールとの差が認められなかった。ACK2に対する蛍光抗体法を用いて、ACK2処置小腸標本を組織学的に検索した結果、コントロール腸管では観察される粘膜下腸管平滑筋層に見られる細胞に蛍光反応は見られず、これらの細胞群に欠如があることが判明した。これらの細胞群は、壁在神経細胞群、平滑筋細胞とは異なっていた。以上の結果により、ACK2処置マウスに見られる腸管運動の異常は、ACK2処置によるc-kit発現の阻害に起因する細胞群の機能不全によるものと考えられ、腸管の自動運動のペースメーカー機構の一端をこの細胞群が担っていることを示唆している。また、c-kit発現細胞の欠如は、隣接する平滑筋の収縮機構にも影響を及ぼすことが明かとなり、本細胞は腸管機能発現に重要な役割をもつことが判明した。
アモルファス遷移金属酸化物の高エネルギー密度リチウム二次電池正極への応用:五酸化バナジウムキセロゲル

1.目的層状構造の含水五酸化バナジウム(キセロゲル、V_2O_5・nH_2O、以下VXG)がLi電池用正極材料として注目されている。本研究ではその放電(Li挿入)・充電(Li脱離)反応の可逆性と充放電に伴う構造変化を調べた。2.方法0.2mol・dm^<-3>NaVO_3水溶液を陽イオン交換後、約2週間重合させ、これをNi板上に乾燥してVXG薄膜(約6μm)試料電極とした。TGAによればnの値は1.9であった。1mol・dm^<-3>LiClO_4ー炭酸プロピレン(PC)溶液中で種々の電気化学的測定を行うとともに、VXG中のLi量や構造変化などを調べた。3.結果及び検討(1)Li挿入・脱離の物質収支;定電流下で放電後のVXG中のLi量を調べた結果、1電子あたり1個のLi^+イオンが挿入されていることがx=(Li/V原子比)<0.36の範囲で確認できた。一方、0.2<x<0.4に相当する種々の電気量放電したのち等電気量充電した試料ではx=0.16に相当するLiが検出され、この分のLiは電気化学的に脱離不可能であることがわかった。(2)放充電サイクル時の電位変化;定電流放電電位はおおまかに見ると1段のプラトーであったが、X=0.12および0.17付近にわずかな不連続的上昇が観測された。一方、充電電位はX=0.16付近から急上昇し、これ以上のLi脱離が起こらず他のアノード反応に移行したことを示した。(3)放充電による層間距離の変化;X線回折の結果によれば、もともと1.17nmであった層間距離dは0.1<XのLi挿入で約1.05nmまで縮まり、X=0.16のLiが残存する充電状態でもこの値はほぼ同じであることがわかった。以上の結果、Li挿入の第1段陥でLi_<0.32>V_2O_5・n′H_2O(一般にn′≦nとなる可能性がある)の組成の新しい相が生成し、この相からのLi脱離は不可能であるが、この相へさらにLiを挿入し脱離することはできることが分かった。
束縛環境下における光反応スピンダイナミックス;新しい検出法と反応制御法

ラジカル対を経由する反応に関して電子スピン共鳴(ESR)条件下での新しい検出法の開発と、得られた新しい情報を報告する。TMPDは光イオン化の際に、長寿命ラジカルイオン対を経由する。逆電子移動で発光する光をモニターしながらマイクロ波効果を磁場存在下で観測した。溶媒和電子の共鳴点において発光強度の減少と、マイクロ波強度に依存して信号が振動する現象が観測された。これは、ラジカル対の前駆状態が一重項状態で、逆電子移動によりTMPDの励起一重項状態が生じたことを示している。この結果は、スピンの量子力学的モデル計算で説明できた。同じ系において、イオンラジカルを電気伝導度の変化として測定する試みを行った。この系における外部磁場効果は、磁場存在下において電導度の増加を示した。これはラジカルイオン対が三重項状態から反応していることを示している。マイクロ波をESRの共鳴条件下で照射すると、磁場効果を打ち消し合う方向、すなわち電導度の減少としてラジカルイオン対のスペクトルが観測された。スペクトルは予期したESRのスペクトル幅とは大きく異なり、この広がりは、ラジカルイオン対の交換相互作用の広がりで説明された。このような情報を持ったスペクトルの観測は今まで例をみない。以上の結果は、共鳴条件でラジカルイオン対のスピン状態がマイクロ波により操作されたことを示している。さらに、この結果は磁場とマイクロ波による操作で光化学反応の積極的な制御が可能であることを示している。
タブレット画面の文字と背景色の色彩がアクセシビリティと生理心理反応に及ぼす影響

本研究はVDT(視覚表示端末)の一つであるタブレット端末に着目し、使いやすさやアクセシビリティの向上と疲労軽減に有効な文字色と背景色の色彩条件を検討することを目的とする。平成28年度は、若年者及び中高年者を対象にスマートフォンやタブレット端末の所有状況、使用時間、使用目的、使用時の心身の症状、画面閲覧時に感じる問題点を調査した。この実態調査の結果は、人間-生活環境系学会大会第41回人間-生活環境系シンポジウム及び2017年度日本家政学会九州支部第63回大会にて発表した。平成29年度は、大学生を対象に文字色と背景色の異なるタブレット端末画面を用いた被験者実験(文字探索課題)を実施し、測定データの集計及び分析を行った。大学生17名を対象に、タブレット端末画面の背景色が文章閲覧時の可読性や効率性に及ぼす影響について分析した。色相と輝度が異なる背景色18色を用い、1配色につき文章表示画面を35画面設定した。タブレット端末画面に表示された文章から指定されたひらがなの個数を数え、回答の数字をタップ入力する文字探索課題を実施した。その結果、背景色が無彩色及び緑、赤、青の各色相では、高輝度より低輝度において正答所要時間は有意に短かった。陽画と陰画の表示モードを比較した場合、陽画表示より陰画表示の正答所要時間は有意に短く、正答率は有意に高かった。黒や低輝度の背景色を用いた陰画表示の配色は、タブレット端末の文章閲覧において可読性及び効率性を向上させる可能性が示唆された。平成30年度は、被験者実験の結果について「タブレット端末画面の背景色が可読性に及ぼす影響」として人間-生活環境系学会大会第42回人間-生活環境系シンポジウムにて発表した。また、これまでの研究により得られた知見をまとめた論文2本を人間-生活環境系学会誌「人間と生活」に投稿した(平成30年3月時点審査中)。前年度までに実施した実験結果の集計、分析及び考察に時間を要し、研究成果の学会発表及び論文投稿の時期が予定より遅れ、平成30年度3月時点において投稿論文の審査が終了しなかった。これまでの研究におけるデータと成果を取りまとめ、それらを公表するための期間として研究期間を1年間延長することとした。本研究期間におけるタブレット端末に利用に関する調査結果及び文章閲覧の被験者実験結果に基づき、無彩色及び有彩色の背景色による文字表示画面において、作業効率を向上させ、身体的疲労度や心理的負担を軽減する色彩条件を導出するとともに、タブレット端末による情報閲覧における快適な視環境整備のための推奨条件を研究成果として平成31年度に公表する予定である。ICT(情報通信技術)の発達に伴い、近年新たな情報端末であるスマートフォンやタブレット型端末が普及している。そこで、本研究ではVDT(視覚表示端末)の一つであるタブレット端末に着目し、使いやすさやアクセシビリティの向上と疲労軽減に有効な文字と背景色の色彩条件を検討する。本研究の目的は次の2点である。(1)文字色及び背景色が異なるタブレット端末画面を用い、色相・彩度・明度の変化がアクセシビリティと心理・生理反応に与える影響を検証する。(2)上記(1)で明らかになった影響について、デスクトップ型コンピュータ画面との差異を分析し、タブレット端末の文字表示に適した画面配色を明らかにする。本研究は平成28年度より3ヵ年の研究計画に基づき遂行中である。平成28年度は、タブレット端末の使用実態及び使用における問題を把握するためにアンケート調査を実施し、その後、集計データを分析した。調査期間は平成28年7月から8月、調査対象者は九州在住者を中心とする男性109人、女性156人、計265人である。調査項目は、スマートフォンやタブレット端末の所有状況、使用時間、使用目的、使用時の心身の症状、画面閲覧時に感じる問題点とした。アンケート調査回収後、データ入力及び統計分析を行った。スマートフォンやタブレット端末の使用時に問題点(使いにくさ、見にくさ、読みにくさ、心身の変調)を感じる場合、画面上の文字表示や配色等との関連がみられるか分析した。本調査結果については、平成29年度に論文投稿及び学会発表にて報告する予定である。3カ年の研究実施計画に基づき、平成28年度はスマートフォン及びタブレット端末の使用実態調査の実施と集計及び分析と考察を主たる研究活動として設定し遂行したことから初年度の遂行目的が達成できたと考える。本研究はVDT(視覚表示端末)の一つであるタブレット端末に着目し、使いやすさやアクセシビリティの向上と疲労軽減に有効な文字色と背景色の色彩条件を検討することを目的とした。タブレット端末の使用実態及び使用における問題を把握するため、平成28年度に若年者及び中高年者を対象にスマートフォンやタブレット端末の所有状況、使用時間、使用目的、使用時の心身の症状、画面閲覧時に感じる問題点を調査した。その結果、18歳から20歳代の若年者の利用による自覚症は、「目の疲れ」(69.7%)が最も多く、長時間利用者ほど目の疲れを感じていた。また、目の疲労を感じやすい若年利用者は、画面上の明度の低い文字を読みにくいと感じていた。30歳代以上の中高年者の利用による自覚症は、目の疲れ(68.5%)や目や視力への悪影響(57.3%)、体の痛みやだるさ(48.3%)であった。中高年者は短時間の利用でも目の疲れを感じることが示唆された。

目の疲れを感じる中高年利用者ほど彩度や明度の高い色による見づらさ、文字の色やサイズ及び背景の明暗や模様による読みにくさを感じることが明らかになった。上記研究成果は、人間-生活環境系学会第41回人間-生活環境系シンポジウム及び日本家政学会九州支部第63回大会にて発表した。平成29年度は、大学生を対象に文字色と背景色の異なるタブレット端末画面を用いた被験者実験(文字探索課題)を実施し、測定データの集計及び分析を行った。実験結果より得られた知見を関連諸学会において学会発表及び論文投稿する予定である。3カ年の研究実施計画に基づき、平成29年度はスマートフォン及びタブレット端末の使用実態調査結果の成果発表及びタブレット端末を用いた被験者実験の実施を主たる研究活動として設定し遂行した。本研究はVDT(視覚表示端末)の一つであるタブレット端末に着目し、使いやすさやアクセシビリティの向上と疲労軽減に有効な文字色と背景色の色彩条件を検討することを目的とする。平成28年度は、若年者及び中高年者を対象にスマートフォンやタブレット端末の所有状況、使用時間、使用目的、使用時の心身の症状、画面閲覧時に感じる問題点を調査した。この実態調査の結果は、人間-生活環境系学会大会第41回人間-生活環境系シンポジウム及び2017年度日本家政学会九州支部第63回大会にて発表した。大学生17名を対象に、タブレット端末画面の背景色が文章閲覧時の可読性や効率性に及ぼす影響について分析した。色相と輝度が異なる背景色18色を用い、1配色につき文章表示画面を35画面設定した。タブレット端末画面に表示された文章から指定されたひらがなの個数を数え、回答の数字をタップ入力する文字探索課題を実施した。その結果、背景色が無彩色及び緑、赤、青の各色相では、高輝度より低輝度において正答所要時間は有意に短かった。陽画と陰画の表示モードを比較した場合、陽画表示より陰画表示の正答所要時間は有意に短く、正答率は有意に高かった。黒や低輝度の背景色を用いた陰画表示の配色は、タブレット端末の文章閲覧において可読性及び効率性を向上させる可能性が示唆された。平成30年度は、被験者実験の結果について「タブレット端末画面の背景色が可読性に及ぼす影響」として人間-生活環境系学会大会第42回人間-生活環境系シンポジウムにて発表した。また、これまでの研究により得られた知見をまとめた論文2本を人間-生活環境系学会誌「人間と生活」に投稿した(平成30年3月時点審査中)。前年度までに実施した実験結果の集計、分析及び考察に時間を要し、研究成果の学会発表及び論文投稿の時期が予定より遅れ、平成30年度3月時点において投稿論文の審査が終了しなかった。これまでの研究におけるデータと成果を取りまとめ、それらを公表するための期間として研究期間を1年間延長することとした。平成28年度調査の分析結果と考察は学会発表ならびに論文投稿により報告する予定である。平成29年度はタブレット端末を用いた文字探索課題による実験を行う予定である。
腫瘍特異的エクソソームをダイレクトに検出するシステムの開発

細胞のフローサイトメーターとしてソニーが開発したSP6800の改良を行い、細胞外小胞であるエクソソームを検出するシステムの構築を目指した。機器のノイズとエクソソームシグナルを区別する為、細胞膜を染色するCellview試薬で染色することで、エクソソームとノイズの区別をすることができた。またAlexa488ラベルCD9およびAlexa647ラベルCD63で共染色した結果、エクソソームはヘテロな集団であることが明らかになった。また、膵がん細胞株の転移と共に増加するエクソソームタンパク質についても検出を試み、癌特異的なエクソソームをダイレクトに検出できる可能性が示せた。細胞から分泌される細胞外小胞の一つとして知られるエクソソームは、その膜上にあるエクソソームマーカーの存在量およびエクソソーム内にあるマイクロRNAなどの核酸の分布はあまり明らかにされていない。本研究では、細胞から分泌されるエクソソームをエクソソーム膜上のマーカーおよびエクソソーム内の核酸を染色して、シングルエクソソームをダイレクトに検出する方法の開発を行った。ソニーが持つBlu-Ray技術を応用したスペクトロセルアナラーザーSP6800を用いて、エクソソーム特異的分画を明らかにし検出することができた。エクソソームマーカーCD9、CD81、CD63をAlexa488、Alexa680などの蛍光ラベルした抗体で染色し、それぞれのマーカー陽性のエクソソームを検出することができた。さらに、RNAを特異的に染色する薬剤であるSYTO; RNASelect; Green Fluorescentによる染色を同時に行ったところ、陽性画分と陰性画分があることが明らかになった。以上の結果から、SP6800を用いてエクソソームマーカーの分布による検出およびRNAの含有量の違いなどを検出する系の構築ができた。さらに、膵がん細胞株のエクソソームをLC-MS解析を行うことにより、高転移の膵臓がんに特異的に見られるエクソソーム膜タンパク質を同定することができた。生体内の体液中には、脂質二重膜からなる細胞外小胞が存在する。細胞外小胞の大きさは、エクソソームに代表される50-100nmの大きさのものから、更におおきな小胞が存在しており、ヘテロな集団と考えられている。本研究では、エクソソームなどの細胞外小胞を直接検出する為に、SONYのBlue Ray技術を応用したSP6800を用いて検出する技術の開発を実施した結果、SP6800を用いて機器の最適化と解析を行い、1粒子でのエクソソームの検出が可能になった。脂質を蛍光標識する化合物を用いて、機器のノイズとエクソソームのシグナルを区別できることも明らかにした。その場合、バックグラウンドのノイズ低減のために、未標識の薬剤を超遠心やカラムなどで除去することが必須であることが明らかになった。また、蛍光標識下エクソソームマーカーの抗体を持ちいて、CD9やCD64陽性のエクソソームも検出することができた。また、エクソソーム内の核酸を核酸特異的に結合する蛍光標識化合物でも、そのシグナルを検出することができた。SP6800は、3レーザーで同時に22色の蛍光色素にも対応で、オーバーラップの大きな色素の組み合わせが可能であり、実際に自家蛍光スペクトルの違う同色領域の色素を用いた場合でも、1粒子レベルでの標的分子の違いを区別することができた。今後、エクソソームのヘテロ性の解析や、がんなどの疾患特異的な標的分子の抗体を用いた解析による早期診断ツールにも有用なツールとなることが考えられる。スペクトロセルアナラーザーSP6800を用いて、エクソソーム特異的分画を明らかにし検出することができた。さらに、RNAを特異的に染色する薬剤であるSYTO RNASelect Green Fluorescentによる染色により、陽性画分と陰性画分があることが明らかになり、核酸含有のヘテロ性が示唆させる結果を見いだした。これらの結果は、SP6800を用いてエクソソームマーカーの分布によるエクソソームヘテロ性の検出およびRNAの含有量の違いなどを検出する系の構築ができたことから、当初の計画通り順調に進んでいる。さらに、膵がん細胞株のエクソソームをLC-MS解析についても、高転移の膵臓がんに特異的に見られるエクソソーム膜タンパク質を同定することができたことから、こちらの計画も順調である。細胞分子生物スペクトロセルアナラーザーSP6800を用いたCD9、CD81、CD63の検出系の感度特異性を向上させることをめざす。

さらに、CD9、CD81、CD63の陽性エクソソームとマイクロRNAなどの核酸含有量との相関性を示すデータを検討する。また、高転移の膵臓がんに特異的に見られるエクソソーム膜タンパク質をもちいた膵がん高転移がんで特異的なマーカーの抗体でのエクソソームのダイレクト検出も試みる。膵がん特異的なエクソソームタンパク質として同定した抗体の購入を予定していたが、年度末ギリギリでの研究成果となったため、購入することができなかった。膵がん特異的なエクソソームタンパク質として同定した抗体の購入を行う予定である。
外洋における混合栄養生物の生態の解明

酸性化でのみ強い蛍光を発するpHrodoGreenを用いて餌生物の標識に最適な条件を検討した。色素濃度及び染色時間を様々に変え海洋細菌培養株を染色したのちフィルター上に濾過し、蛍光顕微鏡で観察した。その結果、フィルター上の細菌はそのままでは蛍光はほとんど観察されないが、pHが2より小さい緩衝液で洗浄することにより、目視可能な蛍光が生じることが明らかになった。これにより、食胞内に取り込まれた細菌のみを観察することが可能になり、フィルター上での餌の重なりにより生じる過大評価の影響を除去することができると期待される。今後はこの手法を天然群集に適用することを想定している。白鳳丸KH-17-4次航海を利用して、北太平洋亜熱帯域の東西測線上で混合栄養生物の密度および摂餌速度の測定を行った。このときはpHrodo Greenによる手法はまだ検討中であったため、旧来の色素による染色を行った標識餌を添加して培養する手法(FLB法)に加え、粒子食を行う細胞のみに出現する食胞を染めるプローブであるLysoTracker Green染色とフローサイトメトリーを組み合わせ(LT法)、混合栄養生物の定量を行った。FLB法のサンプル(プレパラート)は現在観察中である。LT法のサンプルは船上で直ちに測定し、データを順次解析している。LT法はサンプルの濾過や煩雑な観察を必要としないため、比較的高解像度のサンプルを得ることができる利点がある。本航海においては各測点5深度からサンプルを得、鉛直分布を明らかにした。ナノサイズ以下の植物プランクトンに占める混合栄養生物の割合は中部および西武北太平洋においては深度とともに減少し、有光層以下ではほぼ0になった。一方、東部北太平洋においては10%光量層付近で割合が最大となった。植物プランクトンにおける粒子食は栄養塩濃度や光量の低下がトリガーとなることが指摘されており、そのどちらがより強いかは東西で異なっている可能性がある。摂餌実験に用いる天然細菌群集を限外濾過による外洋表層から濃縮することを試みた。新青丸KS-16-9次航海を利用し、20 Lの海水を限外濾過した。得られたサンプルを観察したところ、細菌も多く見られたが、大型の夾雑有機物が多く、実用には適さないことが明らかになった。培養株を用いるか、現場の海水に適量の有機物を添加し、現場群集に近い群集を得るほうが有効であることがわかった。実験室での検討実験を進めるため、各所から混合栄養生物および外洋性細菌の培養株を購入し、維持培養を開始した。いくつかのものについては、速やかな増殖が見られず、維持するのにとどまっているが、ある種の株については好適な増殖が見られ、適宜実験に供することが可能になっている。特にOchromonas sp.は培養条件下で好適な増殖および摂餌特性を示しており、今後の培養実験においては標準実験動物として利用していく予定である。蛍光標識法としては、これまで用いてきたLysoTracker法、DTAF法に加え、酸性条件下で蛍光強度が高まるpHrhodo Greenを用いた実験の条件検討に着手した。蛍光収率が高く、顕微鏡観察の他フローサイトメトリーで検出可能である上、酸性条件でのみ発色するため食胞に取り込まれていない餌粒子を誤検出する可能性が低く、DTAF法の弱点を補う手法として有望である。これまでの記述的な成果をまとめ上げることができ、次の段階へと進む準備ができた。また、実験室での測定条件の検討に必要な混合栄養生物および細菌類の培養株を安定的に維持できており、検討実験を連続して遂行するための条件が整った。当初、培養株の増殖が期待したほどは得られなかったため、同位体を用いた実験の検討を行うことができなかったが、来年度以降に行う予定である。

一方、東部北太平洋においては10%光量層付近で割合が最大となった。植物プランクトンにおける粒子食は栄養塩濃度や光量の低下がトリガーとなることが指摘されており、そのどちらがより強いかは東西で異なっている可能性がある。維持している混合栄養生物および細菌の株を用いて、蛍光法および同位体法の検討を推し進め、今夏に予定されている白鳳丸KH-17-4次航海における北太平洋東西側線において有効な手法を適用する。蛍光法としてはLysoTrackerを用いた食胞染色、旧来のDTAF染色による餌生物標識法に加え、酸性下で強い蛍光を発する色素による餌生物標識を検討する。可能ならば白鳳丸乗船前にも短期の航海で同手法を適用し、有効性を確認する。航海後は培養株での条件検討、および管理条件下での混合栄養生物の摂餌や増殖の変化を調べ、適宜成果は学会および国際誌にて発表する。本年度中に熊本県立大学一宮睦夫准教授のもとへ出張し、電子顕微鏡サンプル作成を行う予定であったが、先方の準備が当初の予定通り進まず、今年度中の出張ができなかった。可能ならば本年度(平成29年度)に同様の出張を行うが、スケジュールの都合がつかなかった場合には、電子顕微鏡サンプル作成のために必要な試薬や器具を当方で整備することにより、支出する予定である。
周術期の概日リズムと生理機能に及ぼす光の効果

1)ICU入室予定食道癌根治術患者での術前から長期にわたる睡眠時間の検討手術3日前より食道癌一期的根治術患者12名(翌日抜管症例)に対してアクチグラフを装着し1週間以上にわたり、夜間22時から翌日6時までの8時間での睡眠時間を計算した。術前の平均睡眠時間は、手術3日前400分、2日前400分、前日395分であった。手術当日307分、術後1日目307分、2日目284分、3日目290分、4日目263分、5日目282分と術前に比べて減少していた。2)自律神経機能に及ぼす高照度光の影響健常被験者に朝7時から15時の8時間を明条件もしくは暗条件下で生活させ、その後夜間(23時から翌朝7時)の自律神経機能を心拍変動解析で解析した。平均のHF値はbright群1166ms^2、dim群987ms^2と有意にHF値が大きかった。LFおよびLF/HFの有意差はなかった。夜間5分間隔でHF値を検討し分散分析を行うと23時30分から2時30分の時間帯でbright群はdim群に比べて有意にHF値が大きかった(F=3.86、p=0.013)。昼間の高照度光は夜間の副交感神経活動を活性化させることを示す。3)高照度光の消化管活動に及ぼす影響(呼気水素ガス分析と胃電図測定)炭水化物摂取後の呼気の水素ガス分析により、小腸の吸収機能を測定することが可能である。朝7時から15時間までの8時間の明条件もしくは暗条件で生活させた。夕食後夜間の水素ガス排泄量は明条件で有意に低下していた(p=0.012)。胃電図測定から得られた総パワー値は暗条件で食後334.4dBμV、明条件で食後357.7dBであり、食後の総パワー値は明条件で有意に増加していた(p=0.033)。昼間の高照度光は、夜間食事後の炭水化物の消化を増強し、胃の動きを活性化することが明らかになった。1)光の自律神経に及ぼす影響健常被験者11名に対して、昼間7時から15時の高照度光(5000ルクス)と低照度光(100ルクス)存在下後、夜間の心拍変動解析を行った。23時30分から6時30分の7時間における副交感神経の指標であるHF値は、昼間に高照度光を浴びた群で有意に高く、昼間の高照度光は夜間の副交感神経機能を増加させた。2)光の消化管活動に及ぼす影響健常被験者11名に対して胃電図を用いて昼間7時から15時の高照度光と低照度光存在下後の、夕食前後の胃の活動量を比較した。胃は1.6から6.0cpm(cycle/min)の活動を示し、その周波数帯のトータルパワーを計算した。