hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元画像分析による体平衡機能分析システムの開発とその臨床応用に関する研究

頭部回転角度は、両側頭部の反射マーカーを結んだ直線が、身体長軸周りに回転した角度を示す。肩回転角度は、両肩の反射マーカーを結んだ直線が、身体長軸周りに回転した角度を示す。この方法で、健康成人5名と一側前庭障害患者4名について検討した。健康被検者では、頭部回転角度波形と肩回転角度波形には、若干の違いが認められた。しかし、一側前庭障害患者では、両回転角度が著しく一致していた。これは、前庭脊髄反射の障害により頭部運動の自立性要素が障害されるためと推察された。今回の研究で確立した方法をもとに、静的直立姿勢や歩行などについても、今後検討していく予定である。本研究は、光学的方法で記録した、静止時身体動揺、足踏み運動などにおける身体各部の動きを、立体画像として再構築して定量的に分析する事で、体平衡機能の視覚的評価に対応した三次元指標を得る方法を開発し、臨床応用する事であった。足踏み運動についてはすでに平成12年度で検討した。今年度は、マン姿勢と単脚起立について以下のように検討した。1.対象:マン姿勢は、めまい既往のない健常成人11名、一側前庭機能異常患者6名を対象とした。単脚起立は、めまい既往のない健常成人9名、一側前庭機能異常患者4名であった。2.方法:昨年度と同様で、被検者の両側頭部、両肩、両大転子に、直径2cm程度の反射マーカーを張り付けて、閉眼で各姿勢をとらせ、後方からCCDカメラ2台を用いて撮影し、昨年度開発した方法でその動きを解析した。姿勢維持の評価をするために、(1)頭部偏倚角度と大転子偏倚角度の相関係数、(2)頭部回転角度と大転子回転角度の相関係数、の2項目を計算した。3.結果:健常成人では、マン姿勢、単脚直立ともに、頭部回転角度と大転子回転角度の相関係数、頭部偏倚角度と大転子偏倚角度の相関係数は個人差が大であり、ばらつきの大きいことがわかった。患者では、マン姿勢で、頭部偏倚角度と大転子偏倚角度の相関係数平均値が0.78と健常人の0.39よりも高く、標準偏差も0.11と小さかった。単脚起立では、頭部偏倚角度と大転子偏倚角度の相関係数平均値が0.92(健常人は0.58)、頭部回転角度と大転子回転角度の相関係数平均値が0.87(健常人は-0.14)と圧倒的に健常人よりも高かった。以上より、一側前庭障害患者では、明らかに頭部と体幹あるいは下腿が硬直して姿勢を維持しようとしていることが、明らかとなった。
移動の日中比較を通じた東アジアの地域社会と市民社会の対抗的相補性に関する研究

移動の日中比較を通じて、「人的ダイナミズム」を支える「ヨコ社会の人間関係」(日本)、「<包>的構造」(中国)など、家族・親族・コミュニティの人的結合モデルを抽出した。この人的結合は、「国家による法制化を通じた国民的市民社会」の身分的閉鎖性とせめぎ合う。また、東アジアの社会文化構造を統一的に捉える視点として「家族の一般モデル」を提起した。その関係的・実践的アプローチは、従来の集団的・規範的アプローチ(世帯構造論)への見直しを迫り、個々のライフステージに応じた家族の構想に寄与するものである。本研究の目的は、(a)「移動」(離農、起業、流通、金融、観光、移民など)の日中比較を通じて、東アジアをその社会文化構造から統一的に捉える枠組みを構築すること、(b)「移動」を支える社会的基盤として「地域社会」を捉え、この「地域社会」と、「複数のモダニティ」のなかで生成する東アジアの「市民社会」とのあいだの、対抗的で相補的なダイナミズムを理論化すること、(c)近代化論のなかで周辺的、従属的に言及されてきた「移動する人びと」と、彼ら彼女たちを支える「地域文化」に着目し、「適応」や「秩序維持」とは異なった「文化」の可能性を内包する、東アジアの「地域社会」の成り立ちを明らかにすること、(d)「移動」「地域社会」「地域文化」「市民社会」と関連させて家族の構造や機能に関する日中の比較考察を行うことである。平成19年度は、中国では江蘇省湖州市、北京市、黒龍江省綏芬河市で、アメリカではニューヨークやロサンゼルス、日本国内では広島県府中市において現地調査を行った。調査方法は、(a)中心的なインフォーマントに対する集中的なインタビュー、(b)機縁法的インタビュー、(c)行政や研究機関の関係者へのインタビュー、(d)現地に関する研究文献・資料や史料、行政関係データの収集などを柱とする。中国の湖州市、北京市、綏芬河市では、木材加工従事者を主な対象として、離農と起業、地域間移動や社会移動、国境を越えた人・モノ・資本の移動についての聞き取り調査を行った。アメリカでは、華人社会を対象にして、「老移民」と「新移民」の地域社会、社会的ネットワークについての聞き取り調査を実施した。府中市では、木材に関連した産業に従事する人びとを中心に離農と起業のプロセスについて聞き取り調査を行った。また、満州開拓団や関東軍に従事した人びとに集約的なインタビューを行い、近代の国境を越えた移動に関する理解を深めた。本年度は、(1)近代化のなかで周辺的な意味を付与されてきた「移動する人びと」と、彼ら彼女たちを支える「地域文化」に着目し、「適応」や「秩序維持」とは異なった「文化」を内包する東アジアの「地域社会」の構造を明らかにすること、(2)異質なものとの交流を社会の常態と捉え、利害の一致(経済)、権力による統制(政治)、価値の共有(文化)、合意形成(コミュニケーション)など、社会秩序のメカニズムに関する既存の考え方を再検討すること、(3)これらの作業を通じて、「市民社会」の連帯モデルに一元化されることのない、むしろ「市民社会」に対抗的・相補的に働きかけることで、東アジアの「市民社会」に実質的意味をもたらすような連帯モデルを、「地域社会」から抽出することなどに取り組んだ。現地調査は、中国では北京、長春、香港、遼寧省撫順市で、日本国内では長野県飯田市、滋賀県東近江市、奈良県十津川村、北海道新十津川村などで実施した。調査方法は、(a)機縁法的インタビュー、(b)行政や研究機関の関係者へのインタビュー、(d)現地に関する研究文献・資料や史料、行政関係データの収集などであった。中国調査では、前年度に引き続き、木材加工従事者を主な対象として、家族・親族・同郷集団といった移動を支える社会的基盤に着目しつつ、仕事、ケア労働、教育について資料を収集した。日本調査では、江戸時代後半から明治、昭和初期にかけての人びとの移動を、開拓、殖民、疎開、漂泊、巡礼、出稼ぎ、結婚、就職、居候、奉公、出奔など、さまざまな移動類型からアプローチし、高い流動性のなかで成り立つ地域や家族のあり方について考察した。また、日中ともに、移動を支える価値規範、信仰について分析し、「市民精神」とは異なる社会連帯の精神や観念世界を明らかにした。中間報告会として、2008年9月に香港大学で国際ワークショップを開催した。本研究の目的は、「定住者/移動者」の視点をクロスさせつつ、「市民社会」「地域社会」「個人」の三者を媒介するメカニズムを、近代化、グローバリゼーション、及び、アジアの歴史や文化のなかに位置づけて考察することであった。

具体的には、(1)「移動」の形態と論理や「移動者」の心性から「地域社会」の多様性/同質性と開放性/閉鎖性を明らかにすること、(2)「市民社会」と「地域社会」の対抗的相補的関係について明らかにすること、(3)「市民社会」の生成などモダユティ現地化にみる差異を、相互承認と連帯の多様なモデルとして抽出し、今後の東アジア社会の発展のあり方を展望することなどであった。現地調査は、中国では雲南省保山市、福建省福州市、遼寧省撫順市等、ラオス人民共和国ウドムサイ県の華人居住地、日本国内では広島県府中市、島根県安来市、兵庫県美方郡香美町、同県篠山市などで実施した。研究の成果として、第一に、「移動」の歴史や文化に関する日中の比較分析を通じて、異質性を相互承認するなかでの共生や、予期せぬものごとへの対処に関する生活の知恵を、人びとの社会関係から浮き彫りにすることができた。家族、親族、村落、民族など社会制度を、相互承認と連帯のシステムとして捉え直すことで、市場や権力に対処する生活者の足場を、構造と実践の側面から明らかにできた。第二に、グローバル化の進展とともに増大するヒト・モノ・コトの「移動」は、ともすれば、既存の社会秩序に対する挑戦や危機と捉えられがちだが、本研究からは「移動」にともなう異質性の高まりが、むしろ創造性や伝統の再生性をもたらすことを、前近代から現代に至る歴史的文脈の中で明らかにできた。研究成果は、2009年5月香港大学での国際ワークショップで報告し、国内外の研究者とともに議論を行った。また、国内では、2009年12月東京農工大学での研究会で報告、議論を行った。
知識工学的手法による風力エネルギー賦存量予測に関する研究

風力エネルギーは地球環境に対して汚染を与えないため米国、欧州諸国で実用化が推進されており、近時再生可能なエネルギーとして利用が推進されている。我が国においても、電力会社、自治体を中心として導入計画を立てているところが多くなってきた。特に風況条件の良い自治体においては、発電によって得られた余剰電力を、電力会社に売電することによって投資を回収できる見込みが高まったため、風力発電に対する期待が大きい。一方風力発電を推進する際、最も重要な問題は風力エネルギーの賦存量の推定方法である。欧州諸国ではEUが中心になり、すでにWind Atlas(風況マップ)が作成されている。わが国においては、NEDOが中心になり大型風力発電技術開発委員会が設置され、日本全国の風況マップが作成されているが、これらの風況マップはグローバルな視点から風力エネルギーの賦存量を求めたものであり、実際に風車の最適位置を決定するには、風車設置予定地点の風況の他に、3次元地形起伏、障害物、地表粗度、さらに厳密には風車相互の干渉を考慮した方法でなければ取得発電量を正確には予測できない。本研究では、欧州で開発されたWASPというソフトを、日本の代表的な風力発電所である竜飛ウインドパークに適用し、賦存量の予測結果と実測値とを比較した。また、予測結果と実測値との差の生ずる要因について考察し、ウインドパークの各地点における妥当な賦存量を求める方法を提案した。一方、風力エネルギーの賦存量を考える場合、上述のような年間平均的な賦存量の他に、時系列的な風力エネルギーの変動を予測することも必要である。たとえば、ディーゼル発電機と風力発電機のハイブリットシステムを考える場合、数十分先、数時間先の風速の変動が予測できれば、ディーゼル発電機の出力を絞り、風力発電機で代替し全体として省燃料制御が実現できよう。本研究では、ニューラルネットワークを用いて数十分先、数時間先の風速を予測する研究を試みた。以上のように、本研究では、年間平均的な賦存量と時系列的な風力エネルギーの予測方法を研究し、風力エネルギーの実用化のための問題点を解決する糸口をつかむこどができた。平成9年度の研究実績平成9年度は主としてWASPに関する誤差の原因を追及した。従来は年間の風速の平均値で、計算値と実測値を比較してきたが、この方法では誤差が平均化され、計算方法の妥当性を正確に評価できないことが分かった。そこで竜飛ウインドパークに設置されている10台の風力発電機の1996年のデータを用いて、各月毎の平均値を尺度として用い、計算値と実測値を比較してみた。その結果、特定の地形と特定の風向の場合に誤差が大きくなることが明らかになった。具体的に述べると、風上側に丘陵があり、観測地点がその後流域にある場合は、風向、風速ともに予測誤差は特に大きくなる。しかし、このような地形が含まれない地域では比較的一致しており、WASPの実用性は十分あるものと思われる。また風速観測の基準点によっても推定誤差が大きくなることが分かり、基準風速計はできる限り、周囲の影響を受けない地形に設置しなければならないことが分かった。以上の成果を10月6日9日まで行われた欧州風力エネルギー国際会議で「Wind Resource Estimation of TAPPI wind park」と題して発表した。その結果、WASPを開発したデンマークのRiso国立研究所の研究員数名から関心をもたれ、また今後の研究を進める上で有用な情報交換をすることができた。

以上のように、本研究では、年間平均的な賦存量と時系列的な風力エネルギーの予測方法を研究し、風力エネルギーの実用化のための問題点を解決する糸口をつかむこどができた。
東アジアの障害者差別禁止法をめぐる障害者運動の比較研究－－「われわれ」論・再考

本研究は、「われわれ」と「かれら」を固定的にではなく、流動的に捉える理論を構築することを目的としている。この目的に合わせて、本研究では、東アジアにおける障害者差別禁止法を中心にした社会運動を対象として、障害者運動団体とそのほかの社会運動団体との連帯を可能にする条件を探っている。本年度は、参与観察とインタビュー調査をおこなった。香港の参与観察では、連帯そのものが見られなかった。インタビューによれば、女性運動団体および性的少数者団体は、障害者運動団体を連帯の相手としてみなしていないことが明らかになった。その理由は、彼らは障害者運動団体を運動団体としてではなく、福祉制度の枠組み内にある団体としてみなしていたことに求められる。一方の韓国では、さまざまな社会運動団体との連帯が積極的に行われていた。障害者運動団体外のメンバーに対するインタビューからは、他のマイノリティ団体が障害者運動団体を連帯の相手としてみなしていたことが明らかになっている。しかしもちろん、連帯は自然に出来上がるものではない。こうした連帯を可能にする条件として、問題を生存権とかかわらせること、活動に柔軟性を持たせること、文化活動を同時に行うことなどがあった。韓国の障害者運動団体は、こうした問題をあえて中心に据えることで、他の社会運動団体との連帯を作ることに成功したのである。今後、これらの知見を理論化していきたい。さらに、他の運動との比較によって香港の障害者運動団体の特徴が新たに明らかになった。香港の多くの社会運動には香港人/西洋人の間の分断がある。一方で、障害者運動団体にはそうした分断はなく、香港人が中心となって活動を進めている。他の社会運動団体とのかかわりを考察することで、その社会における障害者運動団体の特徴を見出すことができたことは、研究を進めていく中での新たな知見であった。26年度が最終年度であるため、記入しない。「われわれ」の形成の仕方について、現在、障害者運動には2つの方向性がある。主流は障害者の利害の独自性を訴え、障害者間の連帯を強化して目的達成を目指す方向性である。もう1つは、あらゆる人が障害者となる可能性があるということを前面に出し、社会における連帯を広めていこうとする方向性である。しかしながら、東アジア(香港・韓国)の障害者差別禁止法をめぐる障害者運動を対象としたこれまでの研究成果から、筆者はもう1つの方向性である「暫定的なわれわれ』を見出した。これは、時期やテーマによって暫定的に「われわれ」集団を作り、時期が過ぎれば一つひとつの「われ」に戻っていくような社会運動団体を指す。本研究は、「暫定的なわれわれ」を形成する条件を探ることを目的の一つとしている。1年目の今年度は、理論的検討と質的調査をおこなった。理論的検討として、「われわれ論」に関連する社会学理論、社会運動論における概念を整理した。質的調査として、具体的には、韓国において、資料収集、インタビュー調査、会議での参与観察、座り込みの観察などをおこなった。異なる障害者団体に属する人々がどのように関わりをもっているのかについてインタビュー調査、参与観察などから明らかにしようとした。今回明らかになったのは、「第三者」の存在が、障害者団体の「暫定的なわれわれ」形成に重要な意義をもつことである。とくに、団体間の葛藤がある場合に、仲裁者となる障害者団体が存在していることがみられた。これは、障害者差別禁止法制定以前にもみられた動きであるが、現在も、その活動が継続していることが確認された。本研究の目的は、さまざまな利害を持つ人びとが「われわれ」を作り出す実践を、障害者差別禁止法をめぐるとりくみから見出すことである。これまで、東アジア(香港・韓国)の既存の障害者差別禁止法における障害者運動を対象としてきた。しかしながら、2013年には日本で、障害者差別解消法が成立した。そこで、これまでの香港・韓国に加え、日本についても研究対象とすることとした。2年目の今年度は、理論的検討と韓国および日本を中心として、質的調査をおこなった。質的調査としては、障害者団体の活動における参与観察やインタビュー調査などをおこなった。本研究は、障害者差別禁止法制定以降のとりくみを主な対象としているが、法制定以前のとりくみが法制定以降のとりくみに影響を与えることが十分に考えられるために、日本の活動の参与観察をおこなった。理論的検討としては、欧米との比較という視点を取り入れ、東アジアの障害者運動の特徴を見出すこととした。本年度の知見として、欧米との比較により、東アジアの障害者運動の特徴をみいだすことができた。欧米では、公民権運動や女性運動が成立し一定の成果を遂げた後に、その後障害者運動が誕生した。一方で、東アジアにおいては、女性運動や障害者運動、その他マイノリティによる運動が、1990年代以降に同時期に成立している。そして、運動の成果もまた、いまだ十分に現れているとは言えない。そうした状況において、女性やその他のマイノリティは、自分たちの利益が未来に得られることを期待して、障害者運動に参加しているといることがわかった。1年目からの蓄積である、香港および韓国でおこなった質的調査と理論的検討によって得られた知見を、日本の状況と照らし合わせることによって、今後、知見の精緻化を図りたいと考えている。

この目的に合わせて、本研究では、東アジアにおける障害者差別禁止法を中心にした社会運動を対象として、障害者運動団体とそのほかの社会運動団体との連帯を可能にする条件を探っている。本年度は、参与観察とインタビュー調査をおこなった。香港の参与観察では、連帯そのものが見られなかった。インタビューによれば、女性運動団体および性的少数者団体は、障害者運動団体を連帯の相手としてみなしていないことが明らかになった。その理由は、彼らは障害者運動団体を運動団体としてではなく、福祉制度の枠組み内にある団体としてみなしていたことに求められる。一方の韓国では、さまざまな社会運動団体との連帯が積極的に行われていた。障害者運動団体外のメンバーに対するインタビューからは、他のマイノリティ団体が障害者運動団体を連帯の相手としてみなしていたことが明らかになっている。しかしもちろん、連帯は自然に出来上がるものではない。こうした連帯を可能にする条件として、問題を生存権とかかわらせること、活動に柔軟性を持たせること、文化活動を同時に行うことなどがあった。韓国の障害者運動団体は、こうした問題をあえて中心に据えることで、他の社会運動団体との連帯を作ることに成功したのである。今後、これらの知見を理論化していきたい。さらに、他の運動との比較によって香港の障害者運動団体の特徴が新たに明らかになった。香港の多くの社会運動には香港人/西洋人の間の分断がある。一方で、障害者運動団体にはそうした分断はなく、香港人が中心となって活動を進めている。他の社会運動団体とのかかわりを考察することで、その社会における障害者運動団体の特徴を見出すことができたことは、研究を進めていく中での新たな知見であった。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の研究計画は、「われわれ」論についての理論的検討と障害者差別禁止法の実効性に関する量的調査の2つから構成されていた。しかしながら、事前準備としておこなわれたインタビュー調査の中で、「第三者」の役割がクローズアップされてきた。これは、当初の仮説にはない変数であった。そこで、本年度は、量的調査の準備をしながらも、「第三者」の役割に注目して、インタビュー調査や参与観察をおこなった。調査の中で新しい知見を得て、その概念の検討をおこなったという点で、おおむね順調に進展していると判断した。質的調査を継続的におこない、その成果に基づいて理論的な枠組みの構築をおこなうことができている。また、日本についても、新しく調査対象として取り上げ、調査をおこなっている。今年度は、障害者団体間のかかわりについて焦点を当てて研究をおこなった。障害者団体間だけではなく、ほかのマイノリティとのかかわりや健常者とのかかわりについては今後も深化させていかなければならない課題である。次年度からも、「第三者」論の展開を図りつつ、「暫定的なわれわれ」についての理論を構築していく予定である。今後の研究の推進方策として、続けて質的調査をおこなっていく。
イオン導入法を応用した意図的歯髄内硬組織形成の促進

目的う蝕治療は昔から変わらず患部歯質を切削するのみである。深在性う蝕では、露髄による抜髄を余儀なくされ、結果として、破折のリスクが高まる。そこで深在性う蝕の場合でも抜髄を回避できる新たな治療法が望まれる。刺激を受けた歯髄の硬組織を形成する生体防御機能に着目し、意図的に硬組織防御層を誘導させたい。すなわち、硬組織形成促進因子をエナメル/象牙質を介して歯髄内部にイオン導入を用いて送達することにより、歯髄側に硬組織形成を誘導することを目的とする。それにより歯髄までの十分な距離を確保でき、露髄・抜髄を回避することができる。薬剤をう窩に塗布し殺菌を図る治療法と比べ、歯髄内に防御層をつくり歯髄へ刺激を減少させることが出来る点で優れており、知覚過敏症に対しても亢進した象牙質感覚を鎮める効果が期待できる。う蝕から歯髄を保護し、歯科医師にとって安全かつ確実な治療の確保、患者にとっては歯の延命というメリットをもたらすと考えられる。また、この方法は象牙質知覚過敏症に対する新しい治療法としても期待できる。研究方法ラット臼歯に窩洞形成を施し(齲蝕モデル)、電荷を付与した硬組織形成促進因子を象牙質経由で歯髄内に送達した。術後1週間において、硬組織形成量をマイクロCTを用いて3次元的に解析した。またH-E染色、von Kossa染色による組織学的解析も同時におこなった。研究成果まず、ラット窩洞形成モデルが本実験に適するか確認するため、後の歯髄内血管・リンパ管、修復象牙質の変化を調べた。窩洞形成後の歯髄内変化をH-E染色、免疫染色、real-time PCRにて確認した。窩洞形成直下の歯髄では、血管・リンパ管様管腔の拡大を認めたがリンパ管特異的遺伝子は有意に増加しなかった。術後1週間後では炎症性細胞もほとんど認めず、炎症が既に治癒していることが予想された。象牙質形成促進因子をイオン導入行わなくとも、十分量の修復象牙質の形成が認められたため、実験モデルの変更が必要であることが示唆された。
捕収剤の金属・硫化鉱物に対する吸着反応の電気化学的研究

イオン性から共有性を持つように硫化鉱物・酸化鉱物をシミュレ-トし,これにエチルザンセ-トイオン,水素イオン,水酸イオン,酸素の吸着を分子軌道法で取り扱い,吸着系の電子状態,結合状態を論じた。イオン性の強い固体にはエチルザンセ-トは吸着しないが,共有性が強くなると吸着する。このことはイオン性の強い固体は最底非被占エネルギ-レベルが高く,ザンセ-トから電子が移動しにくいのに反し,共有性の強い固体はそれがザンセ-トの最高被占エネルギ-レベルとそれ程へだたっておらず、共有性的な結合をつくり易い事に起因する。多くの実際の硫化鉱物・酸化鉱物についても、明らかに此の傾向は認められる。水素イオン,水酸イオンは逆にイオン性の強い固体に吸着し易い。酸素は電子受容体として働き,その吸着は固体のフェルミ-レベルを少し下げる。ザンセ-トと硫化鉱物の結合は、前者の硫黄と後者の金属の間のみならず、後者の硫黄との間に硫黄ー硫黄結合が生ずるが,酸化鉱物においては固体の酸素との間は反結合性である。メルカプトベンゾチアゾ-ル(MBT)の白金への吸着は酸性及びアルカリ領域で非常に還元されにくい不可逆過程を伴う吸着膜を形成する。その吸着反応はMBTから白金へ電子1ヶを与える酸化還元反応で,その次数はMBT濃度にに関して1次である。また、拡散定数は10^<ー51>cm^2/sのオ-ダ-で与えられる。MBTの白金への吸着に対するpHの影響はPHが9で電流が最高値を示す。このことからMBT分子よりはむしろMBTイオンが白金への吸着反応を支配しているものと考えられる。MBTの黄鉄鉱への吸着はアノ-ド領域でおこり,カソ-ド領域では脱着がおこっている。アノ-ド領域での吸着は不可逆性の強い,電子授受の遅い反応で,律速段階でやりとりされる電子数,反応電子数は共に1である。赤外吸収スペクトルは明らかにMBTが黄鉄鉱上に存在している事を示している。
イネのエネルギー代謝物の流量制御を司るオルガネラ輸送体の機能解析

リポソーム添加型無細胞合成法を利用したプロテオリポソーム再構成系によるトランスポーターの機能解析系の改良を行った。主に合成方法に焦点を絞りタンパク質の合成効率を上昇させることに成功した。その結果、コムギ胚芽由来のタンパク質に対する合成タンパク質の割合が高まり、簡易精製後のトランスポータータンパク質の輸送活性測定においてS/N比の高い解析系を構築することに成功した。この方法を用いて、植物のオルガネラに局在する様々なトランスポーターの解析を行なった。イネやアイスプラントの葉緑体に局在する糖リン酸輸送体やシロイヌナズナの葉緑体に局在する硫黄代謝物の輸送体などについて機能解析を行なった。本課題では、エネルギー代謝に関係する分子の輸送に関与するオルガネラの輸送体タンパク質として葉緑体内膜局在型の糖リン酸輸送体とミトコンドリア内膜局在のミトコンドリアキャリアの機能解析を行うことを目的として研究を行なっている。今年度は、アイスプラントの4種の糖リン酸輸送体について基質特異性を明らかにし、CAM型光合成におけるそれぞれの役割について議論した結果について論文として発表した。また、酵母、シロイヌナズナ、マラリア原虫やシゾンのミトコンドリアキャリアについて再構成したリポソームの脂質組成の輸送活性に対するに影響を解析した。その結果、ほとんどのミトコンドリアキャリアの活性はミトコンドリア内膜に特異的に存在するカルジオリピンの添加により上昇するのに対し、一部のミトコンドリアキャリアにはそのような影響がみられなかった。カルジオリピンによる輸送活性の活性化が見られなかったものはミトコンドリア内膜以外に局在している可能性が考えられた。これらの結果は、膜輸送体タンパク質の活性に脂質組成が重大な影響を与えることと膜輸送体タンパク質は進化の過程で周囲の膜脂質環境に適応していることを示唆している。現在、これらの結果について論文を作成しており26年中に投稿する予定である。今年度はアイスプラントの4種の糖リン酸輸送体、McTPT1、McPPT1、McGPT1およびMcGPT2の機能解析を行った。リポソーム添加型コムギ無細胞合成系を用い、これら4種のタンパク質の合成を試み、4種全てのタンパク質を合成できること、また合成されたタンパク質はリポソーム膜上に合成されることを確認した。合成が確認された4種の輸送体をプロテオリポソームに再構成しリン酸のホモ交換輸送活性を測定した。その結果、4種全ての輸送体においてリン酸輸送活性が検出され、4種全てのタンパク質が機能型タンパク質として合成されていることが確認された。次に、4種の輸送体タンパク質の基質特異性を解析した。その結果、McTPTはジヒドロキシアセトンリン酸に、McPPT1はホスホエノールピルビン酸に、McGPT1とMcGPT2はグルコース6リン酸に対する高い輸送活性を示すことが明らかになった。本実験でMcTPT1、McPPT1、McGPT1およびMcGPT2の基質特異性が明らかになったことから、これまでに報告されているこれら4つの輸送体をコードする遺伝子の発現様式に関する情報とを統合し、アイスプラントのCAM型光合成におけるこれら4種の糖リン酸輸送体の役割を議論した論文を作成し現在投稿中である。また、イネのゲノムを解析し、イネゲノム中には2種のGPT遺伝子が存在することを確認した。2種の遺伝子をOsGPT1、OsGPT2と命名し、それぞれのcDNAを単離した。成熟型タンパク質をコードする部分を無細胞発現用ベクターに組込みリポソーム添加型無細胞合成法によりタンパク質を調製し、プロテオリポソームに再構成し、リン酸のホモ交換輸送活性を測定した。その結果、どちらのタンパク質もリン酸輸送活性を示すことが確認された。今年度はリポソーム添加型無細胞合成系を利用したプロテオリポソーム再構成系によるトランスポーターの機能解析系の改良を行なった。その結果、コムギ胚芽由来のタンパク質に対する合成タンパク質の割合が高まり、簡易精製後のトランスポータータンパク質の輸送活性測定においてS/N比の高い機能解析系を構築することに成功した。この方法を用いて、植物の複数のオルガネラに局在するトランスポーターの機能解析を行なった。3'-ホスホアデノシン-5'-ホスホ硫酸(PAPS)は様々な含硫化合物の生合成経路において、硫酸基供与体として利用される。植物細胞内でPAPSの合成経路は細胞質と色素体に存在するが、細胞質経路を欠損させた変異体においても野生型と同等のグルコシノレートが合成されることから、グルコシノレート生合成は細胞質でも行われるものの、その生合成には主に色素体経路で合成されるPAPSが利用されると考えられている。この研究結果より、PAPSを色素体内から細胞質へ輸送する輸送体が存在すると推定されてきた。

最近、シロイヌナズナのAt5g01500がコードする蛋白質が色素体膜上のPAPS輸送体であることが報告されPAPST1と命名された。我々は、PAPST1と高いアミノ酸配列相同性を有し、色素体局在が予測される蛋白質について、我々が構築したプロテオリポソーム再構成系を用いて輸送基質について解析を進めた。その結果、この蛋白質がPAPST1と同様にPAPS、PAP、ATPに対して高い輸送活性を持つことを確認した。植物栄養学・土壌学様々な植物葉緑体内膜局在型の糖リン酸輸送体とミトコンドリア内膜局在のミトコンドリアキャリアについて解析が進んでいる。シゾンのミトコンドリアキャリアに関してはゲノム中に31種の遺伝子が存在することを見出し、それら全てのcDNAの取得を完了し、それら全てが無細胞系で合成できることを確認した。また、シゾンはシゾンに特異的なミトコンドリアキャリアを有しており、輸送活性に対する脂質組成の影響が他の植物と異なるなど興味深い知見が得られている。イネGPTタンパク質のキシロース5リン酸輸送活性を測定し、双子葉植物のキシロース5リン酸輸送体との輸送活性の比較を行う予定だったが、試薬メーカーであるSigmaがキシロース5リン酸を販売してくれないので、実験が行えない状態にある。Sigma側からは、世界中からある程度注文数が入った所で製造・販売してくれると連絡を受けているが、注文から10ヶ月たった現在も製造してもらえるとの連絡は受けていない。ミトコンドリアキャリアに関しては引き続き、シロイヌナズナとシゾンについて機能解析を進め基質特異性や脂質組成の影響について明らかにしていく予定である。それぞれのミトコンドリアキャリアの働きと脂質組成の活性に対する影響について26年度中に結果をまとめて論文を作成し投稿する予定である。イネの糖リン酸輸送体に関してはSigma社に注文している輸送基質が製造保留中で納入されないことから、この状態が続くようであれば自前で基質を合成し調達することを検討する。イネの糖リン酸輸送体の研究に関しては輸送基質を決定し次第その結果を論文として投稿する予定である。イネGPTタンパク質のキシロース5リン酸輸送活性の測定に関しては、基質のキシロース5リン酸を自前で合成することを検討する。また、今年度は糖リン酸輸送体に加えミトコンドリアキャリアタンパク質の研究も進めて行く予定である。イネミトコンドリアキャリアの中からTCA回路の中間代謝産物とATPの輸送に関与すると推定される7種のタンパク質に絞って輸送基質特異性の解析を行う。これらと並行して、無細胞系を基盤とした膜輸送体タンパク質の機能解析系の改良と、基質が明らかになっていないミトコンドリアキャリアタンパク質に対して基質の探索を行う予定である。イネ糖リン酸輸送体の活性測定用に発注していた輸送基質が25年度内に届かなかったため輸送基質購入費用と活性測定用試薬費用および物品費用を繰り越すこととなった。繰越分に関しては予定通り、輸送活性の測定用試薬費用および物品費用として使用する。
数学的モデリングを取り入れた環境教育教材の開発

環境教育は、環境問題に主体的に関わる能力や態度を育成するために重要である。本研究の目的は、児童・生徒が数学的モデリングを通して環境問題に対する理解を深める教材を開発・実践することである。その結果、数学的モデリングの先行研究から教材開発過程を抽出し、各段階での教材開発手続き・留意点を明らかにした。研究授業を行い、質的・量的観点から検証した。本研究の目的は、数学的モデリングを取り入れた環境教育に関する教材を開発し、実践することである。25年度は以下について研究を行った。(1)数学的モデリングを取り入れた環境教育に関する題材を明らかにした。1自然環境として、日照時間、気温、降水量、植生、川や海の生物が他の地域とどのように違うかを比較したり、過去に比べてどのように変化しているかを調べる。2社会環境として、交通量と交通事故、ごみ処理とリサイクル、エネルギー利用と省エネルギー、産業と公害、農業が他の地域とどのように違うかを比較したり、過去に比べてどのように変化しているかを調べる。(2)児童が数学モデリングを通して環境問題に対する理解を深める教材を開発・実践する。25年度は以下について授業実践を行った。1全国のソーラーパネル設置率のデータに基づいて富山でのソーラーパネルの設置が少ないことを確認し、設置の少ない理由を日射量に着目して、設置が一番多い佐賀のデータと比較しながら統計データを読み取る教材の開発・実践を行った。2地球温暖化に関して富山でも年間平均気温の上昇として現れていることをデータに基づいて確認し、「年間平均気温」の意味を理解する教材の開発・実践を行った。3まず富山での最高気温と最低気温の記録に基づいて、地球温暖化の影響があるかどうかを検討し、次に熱帯夜、猛暑日、真夏日、夏日、冬日、真冬日の記録に基づいて検討し、暑さや寒さを捉えるために様々な指標があることを理解する教材の開発・実践を行った。本研究の目的は、数学的モデリングを取り入れた環境教育に関する教材を開発・実践し、教材開発法を確立することである。本年度は、小学校段階における数学的モデリング教材について研究授業を実施した。以下は、実際に行った実践である。2年・ひょうとグラフ・富山の河川の現状と課題、3年・棒グラフ・富山の猛暑日・真冬日の気温変化、4年・折れ線グラフ・富山の平均気温の経年変化、4年・折れ線グラフ・富山のごみ処理問題とリサイクル、4年・折れ線グラフ・富山の河川の特徴から捉える水害を守る人々の働き、4年・二次元表・自分の学区の通学路の交通調べ、5年・帯グラフと円グラフ・富山の工業の特徴、6年・資料の整理・富山の降雪量の経年変化、6年・資料の整理・富山の温暖化の特徴本研究の目的は、数学的モデリングを取り入れた環境教育に関する教材を開発・実践し、教材開発法を確立することである。具体的には、1児童・生徒が数学モデリングを通して環境問題に対する理解を深める教材を開発・実践した。2教材開発・授業実践の過程を検証し、数学的モデリングを取り入れた環境教育に関する教材開発法を明らかにした。小学校段階における数学的モデリング取り入れた環境教育に関する教材を9事例開発・実践した。数学教育学中学校段階における数学的モデリング取り入れた環境教育に関する教材を開発・実践する。さらに小・中学校の実践事例に基づいて、数学的モデリングを取り入れた環境教育に関する教材開発法を確立する。環境教育教材の題材についてまとめることができた。また25年度に3つの授業実践を行うことができた。年度内に小学校の実践事例集を作成する予定であったが、実践者からのデータの提出が遅れたため、次年度に事例集を発行することなってしまった。25年度に行った3つの授業実践例を基に、環境教育教材の題材についてさらに教材の開発・実践を行うとともにその有効性についても評価を行う。中学校の実践事例を小学校の実践事例よりも多く実施することとし、中学校の実践事例集も発行する予定である。
市場情報の時間的遅れがサプライチェーン全体および上流側に与える影響

市場における需要の情報がリアルタイムではなく遅れて届くことになった場合にどのようなインパクトがサプライチェーンに起こりうるのかを検討した。成果としては、情報技術を活用しないで情報戦略を提案し、その戦略による効果を定量的に示した。次に2段階のサプライチェーンを検討対象とした。2段階目のプレイヤーにとっては、需要情報の遅れを解消することに協力する強力なインセンティブは働かないことを示した。今年度は数理モデル構築と論文執筆、および論文の投稿を実施した。ステファン・ディズニー博士と共同で、サプライチェーンのコストを表現する数理モデルを構築した。その過程において英国への出張およびインターネットを活用した打ち合わせを実施した。特筆すべき成果として、従来のモデルが無視していたアイドリング中のコストを考慮できるようにした、新たな製造キャパシティ・コスト・モデルを構築したことがあげられる。このコストモデルの完成により、サプライチェーンのパフォーマンスをより的確に定量化できるようになった。完成した数理モデルを活用し、英文論文を作成した。論文は現在International Journal of Production Economicsで審査中である○この論文では工場とディストリビューターから構成されるサプライチェーンを検討対象としている○結論として、市場情報の時間的遅れは必ずしもサプライチェーン全体のコストに悪影響をおよぼすとは限らないことを示した。また、この研究の副産物として新たな生産量を決定するポリシーを提案している。このポリシー(論文中では執筆者の頭文字をとりHDポリシーとしている)は非常に単純なルールに基づいているがもたらされる効果は非常に大きく、実社会への貢献は大きいと考えられる。この内容の学会発表は次年度早々に実施予定である。1年目の成果をベースに英文論文を出版した。この論文は、1年目に開発した2つの成果、新しい発注方法(著者二人の名前からHDポリシーとした)と新しいコスト関数を活用し、工場とディストリビューターから構成されるサプライチェーンにおいて情報の遅れがどのような影響をもたらすかについて数理モデルを使い検討している。結論として、市場情報の時間的遅れはサプライチェーンのコストに必ずしも悪影響をおよぼさないことを示した。さらに、この論文をもとにカスタマー、ディストリビューターそして工場からなる多段階サプライチェーンのモデルを構築し、最上流に位置する工場に対して市場情報の時間的遅れがどのようなインパクトをもたらすかを検討した。この成果をもとに英文論文を書き上げ、すでに下記に示す学術論文誌から2012年8月の出版が決定している。市場情報の時間的遅れの解消は、工場にとって常に利益をもたらすわけではなく、場合によってはコスト上昇をもたらすことを示した。よって、工場にとって市場情報の時間的遅れを解消することに積極的な理由が常にあるわけではない、と結論づけた。以上の2つの論文の成果は、ITに多額の投資したのに思ったほど成果が上がっていない現状を説明する一つの成果であると考える。2段階からなるサプライチェーンについて検討した。便宜的にマーケットに近い下流側をディストリビューターとし、その上流側をメーカーとする。数理モデルから以下の事が判明した。ディストリビューターにとって情報遅れ短縮のメリットは非常に単純である。つまり、情報の遅れが短ければ短いほどメリットがあるのである。しかしながら、サプライチェーンの上流側に位置するメーカーにおいては、そう単純ではないことが明らかになった。情報の遅れを短くしてもコストが下がらないだけでなく逆に上昇してしまう場合もありうる。どのような影響がメーカーに及ぶかは、ディストリビューターの在庫管理の方法に大きく依存する。数値分析から以下の事が判明した。メーカーにとっても理想的な状況、つまり情報遅れを短くすることでディストリビューターもメーカーもメリットがある場合においても、そのメリットの大きさは非常に小さい。つまり、ほぼどのような状況においてもメーカーにとっては情報の遅れを短くすることに対して消極的態度をとることが最善の策となる。このことは、多くのRFID導入については下流側の、たとえば小売から発案されることが多い現実とあう。まとめると、リアルタイム情報を入手することで享受できるメリットはそれほど大きくないことが判明した。また時として、リアルタイム情報を活用することでかえってコストアップになってしまう場合も発見された。よって、リアルタイム情報の共有をしたからといって劇的に良いことが起こるとは限らないのである。モデルの複雑さに起因する困難を、多くの努力により予想よりも早期に解決することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。モデルを高度化し、より現実に近い(つまり、モデル的にはより複雑な)ものにする予定である。具体的には、複数のカスタマーを想定し、その一部だけ情報が遅れている場合や、需要モデルを従来のARタイプからARMAタイプにすることを想定している。研究遂行については引き続き英国のディズニー教授からの協力を得ながら進める。
近赤外波長領域で開拓する地上オーロラ光学観測:昼側磁気圏可視化への挑戦

本研究の最終目的は、最新の近赤外観測技術を駆使して、地上光学観測による日照下でのオーロラ観測を開拓する事である。しかしながら、この波長領域では最新のオーロラ分光観測が行われておらず、最も基本的な発光スペクトルですら明確ではなく、フィジビリティスタディーが困難な状況であった。そこで今年度は当初予定を一部変更し、1.0-1.6μmにおける精密なオーロラ発光スペクトルの測定/取得を目指して、近赤外オーロラスペクトログラフを製作した。具体的には、1次元のInGaAsラインセンサとCzerny-Turner型分光器を組み合わせたスペクトログラフのハード/ソフトの開発、国内試験観測、キャリブレーションを実施した。また、このスペクトラグラフは2018年2月に南極昭和基地に申請者の手により設置され、連続観測を同月末より開始した。現在のところ、観測データ中にオーロラ現象に対応する発光スペクトルの特定はされていないが、今後も観測継続して未調査領域である1.0-1.6μmのオーロラ発光スペクトルの精密な基礎データを取得を目指す。また、2018年3月末までに1.5μm付近のOH大気光の3-1バンドなどの代表的な大気発光が観測されており、絶対発光強度や絶対波長も先行研究の値とほぼ一致している。これらのOH大気光のデータを利用して、バンド内の輝線の発光強度比から中間圏界面の大気温度(OH回転温度)の推定が期待できる。特に南極上空では近赤外領域の吸収を担う水蒸気量が少ない為、国内の試験観測時に比べてS/Nや特定できる輝線の種類などで優れている事が確かめられた。今年度は当初予定を一部変更し、1.0-1.6μmにおける精密なオーロラ発光スペクトルの測定/取得を目指して、近赤外オーロラスペクトログラフを製作した。絶対波長や感度のキャリブレーション、試験観測を国内で実施した後、この測器を南極昭和基地に輸送し、2018年2月末より連続観測を開始した。すでに、1.5μm付近のOH大気光の3-1バンドなどの代表的な大気発光が観測されている。絶対発光強度や絶対波長も先行研究の値とほぼ一致しているため、観測機の性能は問題なく発揮されていると考えられる。今後はオーロラ現象に対応する発光スペクトルの特定が課題となる。また、近赤外領域における大気散乱光の数値モデルの整備や、将来的に地上光学観測に使用予定の2次元InGaAsアレイや制御用PC、および観測ソフト開発用ライブラリを購入した。これらの基本動作確認は一通り終了しており、次年度以降の近赤外観測のフィジビリティスタディーや新たな地上光学観測機器の検討/開発の準備は完了している。以上の経過を鑑みて、一部計画の変更はあったものの計画全体としては「概ね順調に進展している」と考える。今後は2018年10月末まで近赤外線オーロラスペクトログラフの観測を継続し、オーロラ現象に対応する1.0-1.6μmでの発光スペクトルの特定を目指す。オーロラのスペクトルが取得出来次第、大気散乱光の数値モデルの計算と組み合わせた日照下でのオーロラ地上観測のフィジビリティスタディーを行う。その結果に基づき、最終的な光学観測機器の仕様やデザインの検討を共同研究者との議論を続けながら進めていく。また、2次元のInGaAsアレイを用いて、現況のオーロラスペクトログラフのイメージング化を行う。観測ソフトは購入したライブラリを用いて開発し、将来的なオーロラ観測にも拡張できるような汎用的なソフトを作成する。これらに加えて、すでに取得されているOH大気光のスペクトルデータを活用して、中間圏界面の大気温度の導出手法を確立する。昭和基地のライダーやOH大気光分光計および衛星データとの比較を進める事で、南極上空の中間圏界面のダイナミクスについても議論可能なデータベースを構築する。

絶対波長や感度のキャリブレーション、試験観測を国内で実施した後、この測器を南極昭和基地に輸送し、2018年2月末より連続観測を開始した。すでに、1.5μm付近のOH大気光の3-1バンドなどの代表的な大気発光が観測されている。絶対発光強度や絶対波長も先行研究の値とほぼ一致しているため、観測機の性能は問題なく発揮されていると考えられる。今後はオーロラ現象に対応する発光スペクトルの特定が課題となる。また、近赤外領域における大気散乱光の数値モデルの整備や、将来的に地上光学観測に使用予定の2次元InGaAsアレイや制御用PC、および観測ソフト開発用ライブラリを購入した。これらの基本動作確認は一通り終了しており、次年度以降の近赤外観測のフィジビリティスタディーや新たな地上光学観測機器の検討/開発の準備は完了している。以上の経過を鑑みて、一部計画の変更はあったものの計画全体としては「概ね順調に進展している」と考える。今後は2018年10月末まで近赤外線オーロラスペクトログラフの観測を継続し、オーロラ現象に対応する1.0-1.6μmでの発光スペクトルの特定を目指す。オーロラのスペクトルが取得出来次第、大気散乱光の数値モデルの計算と組み合わせた日照下でのオーロラ地上観測のフィジビリティスタディーを行う。その結果に基づき、最終的な光学観測機器の仕様やデザインの検討を共同研究者との議論を続けながら進めていく。また、2次元のInGaAsアレイを用いて、現況のオーロラスペクトログラフのイメージング化を行う。観測ソフトは購入したライブラリを用いて開発し、将来的なオーロラ観測にも拡張できるような汎用的なソフトを作成する。これらに加えて、すでに取得されているOH大気光のスペクトルデータを活用して、中間圏界面の大気温度の導出手法を確立する。昭和基地のライダーやOH大気光分光計および衛星データとの比較を進める事で、南極上空の中間圏界面のダイナミクスについても議論可能なデータベースを構築する。
脳損傷に対する軽度低体温の神経細胞保護効果(学習・機能障害)の基礎・臨床的研究

我々はこの研究期間中に各種脳損傷モデルにおける軽度低体温療法の保護効果について検討し有効性を確認した。まず(1)脳虚血に関しては局所脳梗塞モデルを作成し、虚血中に開始し再灌流後も持続した軽度低体温療法が脳梗塞体積を有意に縮小することを確認し、そのメカニズムとして軽度低体温療法により損傷脳への多核白血球の浸潤が抑制されることを明らかにした。(2)急性硬膜下血腫モデルにおいては軽度低体温療法にアルカリ化剤の投与を追加すると損傷24時間後の血液脳関門の破綻が抑制され脳浮腫が軽減することを確認した。さらに1週間後の硬膜下血腫下に形成される脳梗塞体積が有意に縮小することを明らかにした。(3)自家血注入あるいはトロンビン注入による脳内出血モデルにおいては軽度低体温療法が損傷24時間後の血液脳関門の破綻を抑制し脳浮腫を軽減することを確認し、そのメカニズムとして損傷脳への多核白血球の浸潤が有意に抑制されることを明らかにした。さらに低体温療法はMatrix Metalloproteinases(MMP)の損傷脳における発現を抑制することを確認し、低体温療法の血液脳関門破綻抑制に関して新たな知見を見出した。また砂ネズミに5分間の前脳虚血モデルを用い、低体温療法は1週間後の海馬の神経細胞死を抑制したが、1ヶ月後には約30%の神経細胞が死滅し長期的な効果に問題があることが明らかにした。そこで低体温療法後にNMDA受容体拮抗剤を1ヶ月間にわたって持続投与すると慢性期での神経細胞死が抑制されることを確認し、低体温療法後長期にわたり保護効果を得るためには何らかの後療法が必要であることを明らかにした。現在も軽度低体温療法は最も強力で有効な脳保護法の一つと考えられているが、我々の研究でその脳保護メカニズムの一部が明らかされ、今後の臨床研究における有効性の確立に寄与するものと考えられる。脳虚血と脳出血に対する脳低温療法の効果をラットにおいて用いて検討した。まず120分の局所脳虚血(中大脳動脈閉塞)モデルを作成した。脳虚血90分後より開始し再潅流後22時間脳低温療法(4時間33°Cにコントロールしその後低温室で飼育)を持続したラットは,同様にモデルを作成後37°Cの常温でコントロールし室温で飼育したラットに比較し有意に虚血24時間後の脳梗塞体積の縮小を認めた(脳低温群:105±39mm^3,常温群:254±28mm^3)(p<0.05)。同時に測定した損傷脳への多核白血球の浸潤が有意に脳低温群で減少し,その原因として代表的な炎症性サイトカインであるインターロイキン1βの蛋白発現と血管内接着因子であるintercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)のmRNA発現の抑制を確認した。つまり虚血性脳損傷に対する脳低温療法の保護効果として炎症反応の抑制が重要であることが示された。更に実験的脳出血モデルとして脳内(基底核部)に10単位のトロンビンを注入しその24時間後に発生する脳浮腫を脳低温療法が有意に抑制することを確認した(脳水分量,脳低温群:84.3±0.2%,常温群:82.4±0.1%)(p<0.01)。同時にEvans-blueを用いて測定した血液脳関門の破綻が脳低温群で有意に抑制され,また多核白血球の浸潤が有意に軽減したことを確認した。つまり脳出血モデルに於いても脳低温療法は炎症反応を抑制し,血液脳関門を保護することにより脳損傷を軽減することが示された。

これらの結果は今後,各種病態の臨床例に於いて低体温療法を導入する場合の有効性の重要な指標が炎症反応の抑制であることを示しており重要な所見であると考えられる。臨床において、重症頭部外傷に対する低体温療法の有効性が報告されているが、長期的な効果に関しては不明な点が多い。本研究では虚血脳損傷モデルを用いて、低体温治療後の慢性期での細胞傷害の進展について検討してきた。方法は、砂ネズミに5分間の前脳虚血を行い、その直後より32C、4時間の低体温を施行した。実験群は、低体温後1週間で評価した群、低体温後1ヵ月で評価した群、低体温後の治療としてNMDA受容体拮抗剤(MK-801)を1ヵ月間投与した群、以上3群に分類した。評価方法として組織学的検討(海馬領域のHE染色、TUNEL染色、免疫組織化学染色)、電気生理学的検討(海馬スライスの興奮性シナプス後電位および長期増強)を行った。結果は、組織学的検討ではHE染色において低体温後1週間で傷害はみられなかったが、1ヵ月ではCA1領域で約30%の細胞数の減少を認めた(p<0.01)。また低体温後にMK-801を投与した群では細胞数の減少はみられなかった。TUNEL染色では、低体温後1ヵ月の群にCA1領域で陽性細胞を認めた。NMDA受容体の免疫組織化学染色において、低体温後1週間の群で染色性の増強がみられた。電気生理学的検討では低体温後1週間で興奮性シナプス後電位および長期増強の抑制がみられた。今回の検討から、HE染色上正常とみられた1週間の時点で、免疫組織化学染色および電気生理学的にすでに変化がみられ、さらに低体温後の治療としてMK-801の有効性を確認した。以上より、低体温により急性期での細胞傷害は免れるものの、NMDA受容体の変化が早期より発生し、この変化が虚血病態における低体温後慢性期での細胞傷害のメカニズムに関与している可能性が示唆された。また、臨床においても、低体温療法施行した重症頭部外傷患者で検査可能な予後良好例において、高次機能検査を経時的に施行し検討中である。我々は現在まで各種の脳損傷モデルにおいて脳低温療法が血液脳関門の破綻を抑制することにより脳損傷を軽減することを報告してきた。脳低温療法が血液脳関門破綻を抑制するメカニズムについては依然明らかにされていない。そのメカニズムを明らかにする目的で、蛋白分解酵素の一つであるmatrix metalloproteinases (MMPs)に着目した。今回、凍結脳損傷作成後に導入した脳低温療法がMMPsの発現、血液脳関門破綻と脳浮腫形成に影響を与えるかどうかを検討した。ラットを用いて、凍結脳損傷作成後2%エバンスブルー(EB,1ml/kg)を静脈内投与し,その後常温群(37°C)と脳低温群(35°C)に分けた。4時間後,損傷中心部の組織を摘出して3分割し,血液脳関門の破綻はEBの漏出で,MMPsのmRNA発現をRT-PCR法で,またMMPs蛋白レベルはzymography法により検討した。また一部のラットは,損傷作成24時間後に断頭し脳浮腫の形成を乾燥重量法により測定した。実験の結果、凍結脳損傷作成24時間後の脳水分量は,常温群に比較して脳低温群で有意に低値であった。一方凍結脳損傷作成4時間後のEB漏出は脳低温群で減少する傾向を認めた。またMMPsのmRNA発現は,脳低温群で特にMMP9の発現抑制が認められた。またZymographyを用いた検討では,脳低温群でMMP蛋白レベル(活性)が低下する傾向を認めた。