hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱水反応に基づく産業用熱可塑性フッ素ポリマーの非焼却分解・再資源化反応システム

フッ素ポリマーは耐熱性や耐薬品性等の優れた性質を持つため産業界で広く利用されている。近年は溶融成形を可能にした新しいフッ素ポリマーが開発され、普及しつつある。そのようなポリマーを「熱可塑性フッ素ポリマー」と呼び、代表的なものにポリフッ化ビニリデン(PVDF)や関連した共重合体がある。本研究では導入が進む一方で、廃棄物の分解処理方法が確立されていないこれらのポリマーを、熱水反応によりフッ化物イオンまで完全に分解することを目指した。その結果、過酸化水素水を添加した比較的低温(300 °C)の亜臨界水反応によりF-とCO2まで完全に分解し、人工蛍石へ再資源化することに成功した。本研究はエネルギーデバイスや化学プラント、半導体製造装置等において、不燃性で耐薬品性に優れた材料としての導入が進む一方で、廃棄物の分解処理方法が確立されていない「熱可塑性フッ素ポリマー」について、種々の酸化剤や還元剤を用いた熱水還元反応によりフッ化物イオンまでの完全分解・無機化を達成し、さらには得られたフッ化物イオンにカルシウム源を作用させて高純度のフッ化カルシウム(人工蛍石)を得ることで再資源化する反応技術の開発を目的としている。我々は以前、熱可塑性フッ素ポリマーの代表例であるポリフッ化ビニリデン(PVDF、-(CH2CF2)n-)について、酸素ガスを共存させた超臨界水中(380 °C)で反応させることでフッ化物イオンと二酸化炭素まで完全に分解、すなわち無機化できることを報告したが、本研究ではPVDFをより低温で分解・無機化するために過酸化水素を添加した反応系を検討した。PVDFを300 °Cで6時間反応させた場合、二酸化炭素の生成量は過酸化水素濃度の上昇に伴って単調に増加した。一方、フッ化物イオンの生成量は過酸化水素濃度が1.0 M未満では過酸化水素濃度が高くなるほど減少し、1.0 M以上では逆に増加するという特異な傾向が見られた。フッ化物イオンおよび二酸化炭素の収率(それぞれ反応前のPVDF中のフッ素原子あるいは炭素原子数を基準とした値)は、過酸化水素濃度が3.0 Mで共に98%に達し、PVDFは事実上完全に無機化した。また、水中には微量のマロン酸が検出された。フッ化物イオン生成量の過酸化水素濃度に対する特異な依存性は、過酸化水素が低濃度(<1.0 M)の場合と高濃度の場合では分解の機構が異なることで説明できた。熱可塑性フッ素ポリマーとして代表的な存在であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)について、過酸化水素を添加して300°Cという比較的低温の亜臨界水中で反応させることによりフッ化物イオンと二酸化炭素まで事実上完全に分解・無機化することに成功し、著名な学術誌に論文発表も行ったので順調に進捗していると考えている。本研究は不燃性で耐薬品性に優れた材料としての導入が進む一方で、廃棄物の分解処理方法が確立されていない熱可塑性フッ素ポリマーについて、種々の酸化剤や還元剤を用いた熱水還元反応によりフッ化物イオンまでの完全分解・無機化を達成し、さらには得られたフッ化物イオンにカルシウム源を作用させてフッ化カルシウム(人工蛍石)を得ることで再資源化する反応技術の開発を目的としている。27年度にポリフッ化ビニリデン(PVDF、-(CH2CF2)n-)について、過酸化水素を添加した反応系を検討し、300°Cという比較的低温の熱水反応でフッ化物イオンと二酸化炭素まで効果的に分解できることを見出した。28年度はこの方法をフッ化ビニリデン(VDF)とchlorotrifluoroethylene(CTFE)の共重合体Poly(VDF-co-CTFE)、さらにはVDFとhexafluoropropylene(HFP)との共重合体Poly(VDF-co-HFP)へも適用した。その結果、Poly(VDF-co-CTFE)の場合は3.0 MのH2O2水を用いて300 °Cで6時間反応させることでフッ化物イオン、二酸化炭素、および塩化物イオンの収率がそれぞれ98 %、95%、97%に達し、事実上完全に無機化した。Poly(VDF-co-HFP)の場合も2.0 MのH2O2水を用いて反応させることでフッ化物イオンおよび二酸化炭素の収率としてそれぞれ96%、92%が得られた。これらについては反応系に予め水酸化カルシウムを加えることで人工蛍石を得ることができた。さらにゴム状の三元共重合体であるPoly(VDF-co-HFP-co-TFE) (TFE = tetrafluoroethylene)についても検討を開始した。また、フッ素系イオン液体の熱水分解や表面処理剤の電解硫酸を用いた分解反応も検討した。熱可塑性フッ素ポリマーの代表的な存在であるPoly(VDF-co-CTFE)やPoly(VDF-co-HFP)について、過酸化水素を添加して300°Cという比較的低温の亜臨界水中で反応させることによりフッ化物イオンと二酸化炭素までほぼ完全に分解・無機化することができた。さらに反応系にあらかじめ水酸化カルシウムを添加して人工蛍石を得ることにも成功したので順調に進捗していると考えている。本研究は化学産業や電子産業界で不燃性で耐薬品性に優れた材料としての導入が進む一方で、廃棄物の分解処理方法が確立されていない熱可塑性フッ素ポリマーについて、熱水反応によりフッ化物イオンまでの完全分解・無機化を達成し、さらには得られたフッ化物イオンにカルシウム源を作用させてフッ化カルシウム(人工蛍石)を得ることで再資源化する反応技術の開発を目的としている。

前年度までにポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン・クロロトリフルオロエチレン共重合体Poly(VDF-co-CTFE)およびフッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体Poly(VDF-co-HFP)が、過酸化水素を酸化剤として用いると、比較的低温(300 °C)の亜臨界水反応によりフッ化物イオンと二酸化炭素まで完全に分解できることを見出した。29年度はさらに難分解性であるフッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン・テトラフルオロエチレン三元共重合体Poly(VDF-ter-HFP-ter-TFE)の亜臨界水分解について検討した。その結果、4.0 Mの過酸化水素水(三元共重合体中のフッ素原子および炭素原子数に対して38倍と54倍の物質量に相当する)を用いて350 °Cで6時間反応させることで、フッ化物イオンと二酸化炭素まで事実上完全に分解、すなわち無機化することができた(フッ化物イオンと二酸化炭素収率は共に95%)。さらに反応時に予め化学量論量の水酸化カルシウムを導入することでX線回折的に純粋なフッ化カルシウムを84%の収率で得ることができた。フッ素ポリマーは耐熱性や耐薬品性等の優れた性質を持つため産業界で広く利用されている。近年は溶融成形を可能にした新しいフッ素ポリマーが開発され、普及しつつある。そのようなポリマーを「熱可塑性フッ素ポリマー」と呼び、代表的なものにポリフッ化ビニリデン(PVDF)や関連した共重合体がある。本研究では導入が進む一方で、廃棄物の分解処理方法が確立されていないこれらのポリマーを、熱水反応によりフッ化物イオンまで完全に分解することを目指した。その結果、過酸化水素水を添加した比較的低温(300 °C)の亜臨界水反応によりF-とCO2まで完全に分解し、人工蛍石へ再資源化することに成功した。27年度にPVDFについて過酸化水素を用いてフッ化物イオンと二酸化炭素まで事実上完全に分解・無機化することに成功したので28年度はまずこの方法をフッ化ジビニリデン(VDF)と他のモノマーchlorotrifluoroethylene(CTFE)あるいはhexafluoropropylene(HFP)との共重合体であるPoly(VDF-co-CTFE)およびPoly(VDF-co-HFP)へも適用し、フッ化物イオンと二酸化炭素への完全分解を試み、さらには水酸化カルシウムを反応系内に共存させてフッ化カルシウム(人工蛍石)を得る。さらには別の酸化剤を検討し、より低温での分解・無機化を検討する。より難分解性の三元共重合体であるPoly(VDF-co-HFP-co-TFE)の反応を重点的に行う。さらに過酸化水素以外の酸化剤を用いた分解反応を実施する。29年度が最終年度であるため、記入しない。環境負荷物質の分解・無害化、再資源化29年度が最終年度であるため、記入しない。
Naチャネル分子の神経細胞膜への集積過程の分子機構

目的膜電位依存性Naチャネルは神経細胞の活動電位を形成する重要な機能素子である。Naチャネル分子がmRNAから蛋白に翻訳された後実際に細胞膜で機能するまでには、チャネル分子の細胞内領域と細胞内骨格系の相互認識を介して分子間での会合が起こり、軸索、細胞体、軸索終末部など固有の領域の細胞膜へ組み込まれる過程が必要である。本研究においては、Naチャネル分子の一次構造とそれに対応するチャネルの性質が明らかになっているホヤ胚単一神経細胞をアッセイ系として利用し、これに酵母のtwo-hybridシステム及びgreen fluorescent protein(GFP)を用いた光学的観測システムを適用して、Naチャネル分子の膜集積過程の分子機構を解明することを目的とした。計画平成7年度にホヤ神経系に発現する内因性のテトロドトキシン(TTX)抵抗性Naチャネル、およびこれと区別できるチャネル内のアミノ酸を変異させTTX感受性としたcDNA(ADTuNaI)を作成できた。平成8年度ではこれを用いて以下の実験を行う事を計画した。(1)外因性に注入したmRNAからのNaチャネルの膜への発現時間、発現量が内因性の場合とどう異なるか調べる。(2)内因性のmRNA転写時期と異なった時期に外因性に注入し、α-サブユニット以外に発現を制御する因子(例えばβ-サブユニット)との関連を解析する。(3)ADTuNaIチャネル分子の欠失変異を作製してそのmRNA注入し、集積過程に関わる領域を同定する。(4)平成7年度の研究によりホヤ2細胞誘導系でギャップ結合の消失を遅延させるとその機関だけNaチャネルの発現が遅延することがわかった。そこでconnexin-GFP蛋白を発現させてギャップ結合を通過する集積制御因子を探索する。成果計画(1)(2)について:(1)岡村と小野はホヤ神経系に発現する内因性のNaチャネル電流と区別するため、TuNaI Naチャネル内のテトロドトキシン結合部位のアミノ酸を変異させたcDNA(ADTuNaI)を作成し次の実験を行った。ADTuNaIのRNAを注入し、総Naチャネルの発現量の変化を定量し、無注入の場合と比較したところ、TTX感受性Naチャネルが発現しても、内因性と外因性の総発現量は不変であった。しかし、注入した細胞では、コントロール群に比べ、Kチャネル電流量が有意に大きかった。(2)さらに、小野と岡村は哺乳類培養神経細胞においても、ホヤ胚と同様なTTX感受性の変異を用いたmarkerチャネルの手法を適用できるかどうかを検討するため、哺乳類神経細胞でのNaチャネルの発現実験で著名なMandel教授の研究室においてラット脳のTTX抵抗性Naチャネルの分子種に関して解析した。とくにラット脳polyA+RNAからcDNAを合成し、repeat IIIのP-regon特異的なPCRprimerを用いて増幅反応を行い電気泳動法により解析した。その結果、ラット脳cDNAからはホヤcDNAで見られるような増幅が全くなかった。従って、ラット脳では無脊椎動物で見られる様なrepeatIIIでの変異によるTTX抵抗性チャネルが存在する可能性は少ない。従って、この部位の変異よるTTX抵抗性チャネルを哺乳類培養神経細胞に強制発現させることによりmarkerチャネルとして集積過程の解析が可能になると期待できる。計画(3)について:すでに平成7年度中にNaチャネル細胞内領域をGAL4転写活性化部位ベクター(pGBT9)に組み込み、yeast strainであるHF7Cに導入し、Two Hybrid法をもちいてコンセンサス領域結合蛋白をスクリーニングするためのライブラリーをEggen博士の参加を得て岡村等が作成した。計画(4)について:ホヤ胚8細胞胚より単離した外胚葉割球を予定脊索割球と接着して培養すると細胞間相互作用により神経細胞に分化する。このとき蛋白燐酸化阻害剤を作用させる通常のNaチャネルの膜への集積開始時点を越えてギャップ結合が存続し、かつその期間だけNaチャネルの発現が遅延することがこれまでの研究によりわかっている。本年度の高橋等の研究成果として(1)マウスコネキシンmRNAを注入して通常の集積開始時点を越えてギャップ結合を強制発現したところ、その期間だけNaチャネルの発現が遅延した。(2)注入したmRNAによって実際に外来性のconnexin分子が合成されて細胞間結合部に分布していること明らかにするため、平成7年度にMandel研究室で習得した技術により、connexin遺伝子にGFP(Green Fluorescent Protein)遺伝子を結合して融合蛋白を作成してホヤ胚に発現させることを計画し、まずGFPmRNAを分裂抑制ホヤ胚割球にいれて発現させることに成功した。現在、GFPギャップ結合融合蛋白クローンのmRNAの強制発現を試みている。

(1)外因性に注入したmRNAからのNaチャネルの膜への発現時間、発現量が内因性の場合とどう異なるか調べる。(2)内因性のmRNA転写時期と異なった時期に外因性に注入し、α-サブユニット以外に発現を制御する因子(例えばβ-サブユニット)との関連を解析する。(3)ADTuNaIチャネル分子の欠失変異を作製してそのmRNA注入し、集積過程に関わる領域を同定する。(4)平成7年度の研究によりホヤ2細胞誘導系でギャップ結合の消失を遅延させるとその機関だけNaチャネルの発現が遅延することがわかった。そこでconnexin-GFP蛋白を発現させてギャップ結合を通過する集積制御因子を探索する。成果計画(1)(2)について:(1)岡村と小野はホヤ神経系に発現する内因性のNaチャネル電流と区別するため、TuNaI Naチャネル内のテトロドトキシン結合部位のアミノ酸を変異させたcDNA(ADTuNaI)を作成し次の実験を行った。ADTuNaIのRNAを注入し、総Naチャネルの発現量の変化を定量し、無注入の場合と比較したところ、TTX感受性Naチャネルが発現しても、内因性と外因性の総発現量は不変であった。しかし、注入した細胞では、コントロール群に比べ、Kチャネル電流量が有意に大きかった。(2)さらに、小野と岡村は哺乳類培養神経細胞においても、ホヤ胚と同様なTTX感受性の変異を用いたmarkerチャネルの手法を適用できるかどうかを検討するため、哺乳類神経細胞でのNaチャネルの発現実験で著名なMandel教授の研究室においてラット脳のTTX抵抗性Naチャネルの分子種に関して解析した。とくにラット脳polyA+RNAからcDNAを合成し、repeat IIIのP-regon特異的なPCRprimerを用いて増幅反応を行い電気泳動法により解析した。その結果、ラット脳cDNAからはホヤcDNAで見られるような増幅が全くなかった。従って、ラット脳では無脊椎動物で見られる様なrepeatIIIでの変異によるTTX抵抗性チャネルが存在する可能性は少ない。従って、この部位の変異よるTTX抵抗性チャネルを哺乳類培養神経細胞に強制発現させることによりmarkerチャネルとして集積過程の解析が可能になると期待できる。計画(3)について:すでに平成7年度中にNaチャネル細胞内領域をGAL4転写活性化部位ベクター(pGBT9)に組み込み、yeast strainであるHF7Cに導入し、Two Hybrid法をもちいてコンセンサス領域結合蛋白をスクリーニングするためのライブラリーをEggen博士の参加を得て岡村等が作成した。計画(4)について:ホヤ胚8細胞胚より単離した外胚葉割球を予定脊索割球と接着して培養すると細胞間相互作用により神経細胞に分化する。
放射光X線共鳴非弾性散乱による5d遷移金属酸化物の磁気励起の観測

本研究では、5d遷移金属の一つであるイリジウムの酸化物を測定対象として、放射光X線を用いた共鳴非弾性散乱によって磁気励起が観測可能であることを示した。新たな光学素子を導入することで実現した最高70 meVの高エネルギー分解能を活用することでSr_2_IrO_4やSr_3Ir_2O_7における磁気励起の分散関係、および、その温度依存性を観測することに成功し、強い二次元性を持った磁気相互作用の効果を明らかにすることができた。本研究は、スピン・軌道相互作用の強い磁性体として近年注目を集めているイリジウム酸化物を測定対象として、運動量分解能を持った非弾性磁気散乱の観測が放射光を用いた共鳴非弾性X線散乱で可能であることを示し、その実験手法として確立することを目的とした。そのためにSPring-8のBL11XUに設置した非弾性散乱分光器に高エネルギー分解能用のモノクロメータとアナライザーを導入し、2011年度には分解能100meVを達成した。2012年度はモノクロメータをチャンネルカット型Si(844)結晶に交換することで分解能を70meVにまで向上させることに成功した。さらに、検出器の位置分解能がエネルギー分解能に与える影響を改善するために、従来の検出器(位置分解能0.172mm)よりも高い0.075mmの分解能を持った検出器の試験を行い、今後の利用の目途が立った。これらの装置を利用して、2013年度は、二重層ペロブスカイト構造のSr3Ir2O7に加えて、磁気的なフラストレーション効果が期待できるハイパーカゴメ構造のNa4Ir3O8の測定を行った。Sr3Ir2O7ではマグノンと考えられる分散を持った励起が明瞭に観測された。昨年度測定した単層ペロブスカイト構造のSr2IrO4と同様にネール温度よりも高温の400Kまでマグノンのエネルギーに幅の広がったスペクトル強度が残存し、高い二次元性を示唆する結果を得た。また、Sr3Ir2O7の励起には二重層内でのc軸方向の相互作用によって100meV程度の大きなギャップが開いていることが明らかとなった。一方、Na4Ir3O8では測定分解の範囲では明瞭な磁気励起は観測されず、フラストレーションから期待されるスピン液体状態とは矛盾しない結果であった。以上の研究成果から、共鳴非弾性X線散乱を用いた磁気励起研究の有用性を明確に示すことができた。2011年度は、まず、IrのL3吸収端での共鳴非弾性X線散乱(RIXS)を行うために必要装置の準備とてして、必要なエネルギー分解能が期待できるモノクロメーター、アナライザーをSPring-8のBL11XUに設置し、その性能評価を行った。モノクロメーターには、非対称なSi(333)反射を利用する独立した4個の結晶、アナライザーには、Si(844)面を湾曲させた結晶を使用した。これらを用いることでトータルでのエネルギー分解能として約100 meVが得られ、イリジウム酸化物の磁気励起を観測るためには十分と考えて、試料の測定へと進んだ。最初の試料には、銅酸化物高温超伝導体の母物質であるLa2CuO4と同じ層状ペロブスカイト構造を持った反強磁性体Sr2IrO4を選んだ。ネール温度(240 K)よりも十分低温でIrのL3吸収端でのRIXSスペクトルを測定したところ、約200 meV以下に大きな分散をもつ励起が観測された。得られた分散関係や強度の運動量依存性は、先に発表されたSr2I4O4の反強磁性マグノンの理論研究[L.J.P. Ament et al., Phys. Rev. B 84, 020403(R) 2011]とよく一致しており、それが観測できたものと考えられる。さらに励起の温度依存性を測定したところ、ネール温度よりも高温の400 Kにおいてもマグノンの励起エネルギーに幅の広がったピークが残存しており、結晶構造から予想される通りSr2IrO4は強い二次元性をもった反強磁性体であることも確認できた。以上の結果は、これまで中性子の独壇場であった運動量分解能を持った非弾性磁気散乱の観測が共鳴非弾性X線散乱でも可能なことを示したものであり、磁性研究を進める上で大きな進展と言える。そのための装置の整備も概ね終わっており、来年度以降、様々な試料での研究展開が期待できる。本研究の最大の目的であった「運動量分解能を持った非弾性磁気散乱の観測が、放射光を用いた共鳴非弾性X線散乱でも可能であること」の実験的な確立は、ほぼ達成できたと考えている。その理由として、(1)イリジウム酸化物の磁気励起の観測に必要な装置の高度化が順調に進み、様々な物質の測定への準備が整ったこと、

(2)典型物質であるSr2IrO4で観測された励起について、現時点では定性的な範囲であるが、その分散関係、強度、幅の温度依存性が反強磁性マグノンと考えて矛盾なく、また、最近発表された理論計算と一致していること、が挙げられる。吸収端、偏光依存性の測定は、観測された励起が磁気由来であることをより確実にすることができ、またそこで得られた結果は磁気励起の選択則となり得るものであるが、現状では残された課題となっている。2011年度に開発した装置を用いて、幾何学的フラストレーションがあるイリジウム酸化物磁性体への研究へと展開する。併せて、エネルギー分解能の更なる向上を目指した装置の高度化も継続する。また、エネルギー分解能の向上に伴い散乱強度が減少してきており、測定効率を維持するための一つの方策として、複数のアナライザーを用いて複数の運動量を同時に測定するシステムを構築する。そのためのハード、ソフト両面の開発を行う。一方、Sr2IrO4において、ネール温度よりも高温の400 Kにおいてマグノンの励起エネルギーに観測された幅の広がったピークには、熱揺らぎの効果に加えてマグノンと伝導電子の相互作用の効果が現れていると考えられる。この点は、バンドギャップとマグノンのエネルギーが大きく離れているLa2CuO4とは対照的で、この物質の電子状態の特徴を捉えたものといえる。このような議論が共鳴非弾性X線散乱でできるようになったことは、実験手法としての発展性として重要である。この点に関する議論をさらに展開させるために、バンド幅のより広がったSr3Ir2O7についても同様の測定を行い、伝導電子とマグノンの相互作用についてSr2IrO4との違いを明らかにしたいと考えている。研究費のうち物品費を使用して、アナライザー、検出器、試料などの位置調整のために必要な電動のゴニオメーター、ステージ、およびその駆動機構に必要な機器を購入する予定である。一方、旅費については海外の放射光施設での実験、関連学会への参加のために使用する。次年度使用額の二万円あまりについては、試料ホルダーなどの消耗品の購入に使用する。
新生児慢性肺疾患の予防と治療に関する研究

新生児救命例の中で慢性肺疾患を発症する率は高く、出生体重1500g未満の極低出生体重児にあっては、約20%が罹患すると報告されている。今回、新生児慢性肺疾患(CLD)の病態を理解し、その予防と治療の戦略を開発する目的で以下の検討を行った。(2)慢性肺疾患VI型に分類される先天性肺胞蛋白症(CAP)の国内における患者発生状況を前方視的に調査し、1998年2002年に日本国内においてCAP2例と肺サーファクタント蛋白質B(SP-B)の部分欠損疑い1例の発生を確認した。いずれも121ins2を有する典型例ではなく、肺内においてalternatively spliced SP-B mRNAの含有量の増加が認められた。(3)慢性肺疾患の発生過程の気道吸引液中の抗サイトカイン(IL-8)自己抗体の測定系を開発し、CLDIII型において生後早期からIgM型自己抗体が高値であることを証明した。結論:主として肺サーファクタント、化学伝達物質の観点からCLDの病態を検討した。肺サーファクタントの機能的欠如に対する治療法の確立は、新生児の後遺症なき救命の向上に貢献すると考えられた。次いで、出生後48時間以内の新生仔ブタ(体重800g1,500g)を用いて、まず予備実験としてハミングVを用いた高頻度振動換気による機械的人工換気を行い基礎的生理学データを得た。現在我々の幼弱家菟を用いた方法(Pediatr Pulmonol 1999;28:18-23.)を新生仔ブタに応用して胎便吸引症候群モデルを作成し、データを集積中である。新生児慢性肺疾患の予防と治療の戦略を確立するため、肺サーファクタントの機能的不全に対する対処法の検討の一つとして、出生後48時間以内の新生仔ブタを用いて肺サーファクタント欠乏モデルを作成し、従来型の高容量高圧換気と高頻度振動換気との比較検討実験は現在も進行中で例数を増加させつつあるが、まだ結論を得るには至っていない。一方、同時に行っている慢性肺疾患VI型(CLDVI型)の遺伝子解析に関しては、これに該当する先天性肺胞蛋白症症例がこれまで全国から6例が集積された。そのうち4例ではSP-Bの異常は認められなかったが、2例では剖検肺組織のSP-B染色でSP-Bの存在が細胞内に確認されたものの肺洗浄液ではその存在が確認されなかった。これら2例の遺伝子解析で、同じsplicingの異常が発見された。すなわち、我が国で見られるCLDVI型に分類される先天性肺胞蛋白症は、これまで報告のない新しい遺伝子異常であることが明らかにされた。今年度は新生仔ブタを用いて実験する予定であったが、安定供給が見込めないため、急遽幼弱家ウサギを対象として研究を行った。すなわち、体重約2.53.0Kgの幼弱白色家ウサギを用い、1群は15Hzの高頻度振動換気(HFOV)、1群は換気回数40回/分の従来型高容量換気(CMV)を行い、4時間後に肺胞洗浄を行って活性型肺サーファクタントであるLAから不活性型の肺サーファクダントであるSAへの変換を検討した。健常肺では両者に統計学的有意差は認められなかったが、機械的人工換気を開始する前に生理食塩液で気管支肺胞洗浄を行い、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)のモデル肺を作成した場合には、HFOV群でLAからSAへの変換が有意に抑制され、肺サーファクタント機能不全の防止に効果があることが示された。このことは超低出生体重児にHFOVを適応した場合、ARDSに伴う慢性肺疾患(IV型V型CLD)の発症を防止しうる可能性を示すものである。慢性肺疾患(CLD)VI型に分類される先天性肺胞蛋白症のわが国における患者発生状況を日本未熟児新生児学会、新生児希有疾患(病態)サーベイランス事業に登録し調査した。過去の文献検索の結果、わが国における患者発生は1988年1999年の間に7例であり、数年に1例程度の報告がなされていた。また1998年7月2002年6月の4年間の新たな患者発生は2例であった。

過去に報告された2症例の先天性肺胞蛋白症ならびに今回のサーベイランス事業で報告された1症例の先天性肺胞蛋白症の肺組織を用いて、サーファクタント蛋白質B(SP-B)遺伝子異常との関連を検討した。3症例ともSP-Bの蛋白質としての発現は陽性であり、SP-B欠損症は否定された。また121ins2変異はみられなかった。2症例においてSP-B geneならびにSP-B cDNAの全塩基配列を決定したところ、SP-B geneの塩基配列には異常は見られなかっ準。しかし、SP-B cDNAのエクソン8に12塩基の欠失が認められ、alternatively-spliced SP-B mRNAに一致した。さらに、これら3症例のalternatively-spliced SP-B含有率はそれぞれ64%、82%、78%と著増していることが判明した(基準値は25%以下)。以上の結果から、欧米での代表的SP-B遺伝子変異とされる121ins2は検索し得た全例において陰性であり、わが国におけるCAPの病因としての可能性は極めて低いことが推定された。また今回CAP発症にSP-B遺伝子のスプライシング異常が関与している可能性が示唆された。今年度はさらにCLDの発症過程の気道吸引液中の抗インターロイキン8(IL-8)自己抗体を測定した。生後48時間以内の検体では抗IL-8IgM抗体濃度はCLDIII型においてCLD I、II型あるいはV型に比して高値であった。生後48時間以後、日齢10までの検体でもCLDIII型における抗IL-8IgM抗体濃度は有意に上昇していた。気道内に存在する抗IL-8抗体はIL-8作用を中和していると思われる。また他家からの報告では、抗体と結合したIL-8は肺胞マクロファージによって処理されるが、遊離IL-8は肺胞マクロファージの処理を受けないとされていることから、気道内に存在する抗IL-8坑体は肺からのIL-8のクリアランスを促進していることも想定された。
ガラスブロック型可変色放電表示装置の開発

近年、ビルの壁の一部にガラスブロックがしばしば利用され、採光と装飾の両面に効果を挙げている。ところがもともとガラスブロックは透明かつ中空なので、電極を取り付け、適当なガスを封入すれば直ちに放電管となり得る性質を持っている。そこで、ガラスブロックに水銀とネオンとを封入して可変色放電管とし、採光壁兼用の表示装置の開発を試みることとなった。研究は次の3点、(1)画素となるガラスブロックの設計・製作(2)点灯回路の開発・試作(3)パネルの形式について代表者・分担者で協力しながらほぼ平行して進めた。研究成果報告書では、上記の点を重点に実験結果を中心に述べているが、得られた成果を要約すると次のようになる。(1)ガラスブロック型放電管35個で5×7のディスプレイパネルを構成し、アルファベット、アラビア数字、片仮名、記号等を赤青2色可変で点灯表示することができた。(2)“Z"形ブロックでパネルを構成した場合、負グロ-部分は隣のブロックの陽極部分に覆われる格好となり、完全に隠蔽できた。(3)直方体ブロックでも陰極前方にブラインドを置けば負グロ-は隠蔽でき、この場合パネルの表裏は構造上なくなり、両側に向かって表示できることとなる。(4)発光色は、赤色が(x=0.5、y=0.33)、青色が(x=0.22、y=0.24)と比較的良好であった。(5)輝度は百数+[nt]までは安定に得られたが、それ以上になると電極面積の不足から放電が不安定となる傾向が見られ、目標値の数百[nt]には少し届かなかった。電極の構造・形状に検討の余地がある。(6)効率は約0.6[lm/W]と低く、今後の問題点として残った。1.画素となるガラスブロックの製作文字・記号を表示する最低限の規模として、5×7のパネルとするため、設備々品費で新規購入した電気灯を大いに活用して必要数のブロック型放電管を製作した。2.点灯回路の開発・試作赤【tautomer】青可変色の5×7パネルを点灯表示するための回路を設計・試作した。回路は、(1)文字や記号を形成する制御回路、(2)発光色に対応した2種類のパルスを発生する波形発生回路、(3)最終的にブロック放電管に電力を供給する駆動回路から成る。本研究で最も課題となるのは(3)の駆動回路である。放電管の体積が大きいから電流が大きく、しかもパルスのデューティ比が小さいので、電力の割にスイッチング素子の負担が大きいことなどの理由のためである。3.文字・記号等の表示試作したガラスブロックを5×7に並べてディスプレイパネルを構成し、文字や記号を点灯表示した。表示パターンの情報はあらかじめEPーROMに書き込んでおき、キーボードで「色」と「パターン」を指示する。点灯実験の結果、アルファベット、アラビア数字、その他の記号を表示することができた。発光色は文字部分の色を赤または青に指定できる他、赤と青のパッチ模様で表示することもできる。色の純度も赤、青共に良好で問題なかった。ただし、輝度は百数十〔nt〕程度で、目標の数百〔nt〕には少し及ばず、来年度の課題として残った。4.負グローの隠蔽可変色放電で発光色の変わらない負グローは見えないように隠す。試作パネルでは、陽極部が互に隣のブロックの陰極部を覆うような構造とし、はば完全に隠蔽することができた。しかし、ブロックの形状に頼らず、陰極前面にブラインド状のものを置いて隠蔽する方法についても基礎実験を行い、来年度の資料とした。今年度は、(1)ガラスブロック材質の改良(2)負グロ-の隠蔽法の改良

(3)発光効率の測定の3点に重点を置いて研究を進めた。(1)ガラスブロック材質の改良昨年度試作したディスプレイパネルの材質は加工・入手の容易なモノクロテレビブラウン管用のガラスであったが、外光及び内部発光の透過率が低い、色の純度が良くないなどの問題があったため、カラ-テレビブラウン管用ガラスに近い材質で製作し直した。この結果、透過率が25%程度向上し、発光色も改善された。(2)負グロ-の隠蔽法の改良発光色が赤橙色のまま変化しない負グロ-は見えないように隠す必要がある。昨年度試作したパネルではガラスブロックの形状を特殊なものとし、陽極部分が隣の画素の隠極部分を覆うような構造とすることでほぼ完全に隠蔽することができた。しかし、この方法ではパネルに表裏ができるので、今年度はガラスブロックの形状は単純な直方体とし、隠極前面にブラインドを置いて隠蔽する方法について種々試み、放電に悪影響を及ばさないでほぼ目的を達成することができた。この方法により、パネルには構造上の表裏はないことになり、ビルの壁に使用する際などに大きな利点となる。(3)発光効率の測定可変色放電は原理的にデュ-ティ比の極めて小さい急峻なパルス放電であるため、電力測定が困難であり、従って発光効率も測定できないでいた。そこで今年度、電力測定法を工夫し、球面光束計で光束を測定し、発光効率(lm/w)を測定することができた。その結果によると、発光効率は断面積が大きく電極間距離の短い放電管ほど効率が低い。ネオンサインのような細長い放電管では白熱電球よりも効率は高いが、ガラスブロックのような太短い放電管では効率は低く、白熱電球よりも相当低い。発光効率の向上は今後の課題である。
遺伝子タ-ゲディングによる血管壁コレステロール蓄積機構の解明

粥状動脈硬化症の形成には大きく二つの現象が関与している。一つは血管壁におけるコレステロールエステルの蓄積であり、一つは血管壁における細胞成分の病的反応である。どちらが欠けても粥状動脈硬化症は成立しがたい。特に脂質代謝異常は最大の危険因子と考えられており、脂質の蓄積は、動脈硬化症の初期病変である泡沫細胞の形成に関与している。私共は細胞内コレステロール代謝調節という観点より、新しい粥状動脈硬化症の内科的治療法の開発に発展したい。そこで、細胞内コレステロール代謝調節に関与するACAT及びNCEHのgene targettingを行うことにより、血管壁コレステロール蓄積機構を明らかにしようとしている。またホルモン感受性リパーゼのgene targettingを行うことにより、本酵素とNCEHの同一性、即ち脂肪細胞での脂肪分解と血管壁でのコレステロールエステル分解反応のクロスオーバーについて、遺伝子レベルで明確にしようとしている。既にACAT及びホルモン感受性リパーゼ(HSL)のcDNAクローニングを終了し、gene constractを作製して、ES cellに導入し、マウスへの遺伝子導入に成功している。本研究を通じて、細胞内コレステロール代謝調節の異常や、随伴する血管壁における細胞成分の病的反応を明かにして、粥状動脈硬化症の成因を解明していきたい。特にHSLノックアウトマウスでは、肥満と動脈硬化症の進展にHSLがkey enzymeであることが示されつつある。粥状動脈硬化症の形成には大きく二つの現象が関与する。血管壁におけるコレステロールエステルの蓄積と、血管壁における細胞成分の病的反応である。既にACAT及びホルモン感受性リパーゼのcDNAクローニングを終了し、gene targettingを開始している。gene constractを作製して、ES cellに導入して、マウスへの遺伝子導入を試みている段階である。本研究を通じて、細胞内コレステロール代謝調節の異常や、随伴する血管壁における細胞成分の病的反応を明らかにして、粥状動脈硬化症の成因を解明していきたい。
甘味の細胞内情報変換機構の解明

甘味は重要なエネルギー源である糖を受容する感覚である。この感覚の最初の入力は、味受容細胞の興奮によって引き起こされる。当該研究は味覚研究の材料として有利なショウジョウバエを用いて、糖による味受容細胞の興奮を引き起こすための分子基盤を明らかにすることを目的とし、その結果cAMP合成酵素の1つが重要であることを見出した。動物の主なエネルギー源である糖を、どのように味受容細胞が受容しているのか、ということを明らかにすることが当該研究の大きな目的である。当該研究者はこれまでに、ショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)を用いて、味覚、特に糖の受容に関与する分子の同定を行ってきた。その結果、これまでにショウジョウバエの甘味受容体は七回細胞膜貫通型受容体をコードする遺伝子、Gr5aによって作られていること、さらにGr5aと共役すると思われるGタンパクをコードする遺伝子、DGsaの同定に成功してきた。DGsa遺伝子によって作られる分子は、ほ乳類のGsaと相同性が高いことから、同じような分子経路に重要であると考えられている。ほ乳類のGsaはcAMPとよばれる環状ヌクレオチドを生成する分子、アデニリルサイクラーゼ(以下AC)と共役することが知られている。当該研究者はショウジョウバエの味受容器からmRNAを抽出し、発現している遺伝子を解析した結果、甘味を感じる受容細胞において1つのAC遺伝子が発現していることを見いだした。さらに、この遺伝子の発現を抑制した変異体を作成したところ、甘味に対する応答性が低下することを、行動学的、電気生理学的な解析から明らかにした。以上の結果から、ショウジョウバエの甘味受容にはcAMPを介した経路が重要であることが示唆された。しかし、変異体の糖に対する応答性は、完全に消失したわけではなく、高濃度では野生型と遜色ない応答性を示す場合もある。変異体における糖に対する残留応答性がどのような経路によって発生しているのかを明らかにすることが、今後の課題となろう。甘味は重要なエネルギー源である糖を感受する重要な感覚である。この感覚が、まず感覚神経細胞内でどのように情報が変換されるのか、すなわち糖が神経細胞膜上で受容された後に、どのような分子を経て神経細胞の興奮を引き起こすのかを明らかにすることが、当該研究の大きな目的である。当該研究代表者は、これまでにショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)を用いて、味覚、特に糖受容に関連する分子の同定を行ってきた。その結果、ショウジョウバエにおいてトレハロースと呼ばれる二糖類の受容に関わる分子(Gr5a)、さらにその下流にあると思われるGタンパク分子(DGsα)の同定を行った。DGsαは、ほ乳類のGs分子と非常に相同生が高く、生化学的な解析からGs分子同様にcAMPとよばれる分子を産生するアデニリルサイクラーゼを活性化することが知られている。当該研究代表者は昨年度までにアデニリルサイクラーゼの1つの分子が、甘味受容に関わっていることを示した。すなわち、この遺伝子の欠失や発現抑制により、甘味に対する行動学的および電気生理学的な応答性が低下することを、突然変異体や遺伝子組換え体を用いて明らかにした。本年度は、アデニリルサイクラーゼに対する阻害剤や活性化剤によっても、糖に対する応答性が変化するのか否かという薬理学的な解析を行った。最終的にこれらの結果は、European Journal of Neuroscienceという雑誌に受理された。
温度感受性RNPベクターによる細胞制御

本研究では温度感受性RNPベクターによる細胞制御を目的として、RNPベクターにOCT4、SOX2、KLF4、cMYCの搭載を行い、ヒト包皮線維芽細胞であるBJ細胞よりiPS細胞の作製を行った。その結果、RNPベクターで誘導されたiPS細胞は、OCT4、NANOG、SSEA4、TRA-1-60,TRA1-81をタンパク質レベルで発現していることが免疫染色により明らかになった。また、遺伝子レベルの解析では、NANOG、TERTが発現していることが確認された。NOD-scidマウスにiPS細胞を移植し、in vivoにおいてテラトーマの形成が認められた。cMYCを搭載した温度感受性のRNPベクターをHeLa細胞に導入し、35°Cで培養後、温度感受性RNPベクターの非許容温度である39°Cで培養を行うことで、遺伝子レベルで細胞内から除去できることを示した。温度感受性RNPベクターによるiPS細胞の誘導と温度シフトによるベクター除去により、本研究の主目的である温度感受性RNPベクターの細胞制御を達成した。緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子を搭載したセンダイウイルスベクターのRNPを新生児包皮由来の線維芽細胞(BJ細胞)にトランスフェクション試薬であるFugeneを用いて導入を試みた。4日後にGFPの蛍光を蛍光顕微鏡で観察したが、その導入効率は悪く、1%位であった。iPS細胞を作製するためのセンダイウイルスベクターからRNPの生産を行った。具体的には、KLF4遺伝子搭載センダイウイルスベクター、KLF4遺伝子、OCT3/4遺伝子、SOX2遺伝子を1つのベクターに搭載した温度感受性センダイウイルスベクター、c-MYC遺伝子を搭載した音素感受性センダイウイルスベクターからRNPの生産を行い、全てのベクターからの生産に成功した。電気泳動にて精製度を確認し、純度の良好なRNPであることを確認した。このRNPをBJ細胞に導入を行いiPS細胞の誘導を試みた。Fugeneを用いて3μgおよび5μgの各RNPを細胞に導入し、培養を行った。その結果、iPS細胞様のコロニーを誘導することが出来た。この誘導細胞は、マーカーであるアルカリホスファターゼ活性を示し。誘導効率は、3μgのRNPを用いた場合が0.00145%であり、5μgの場合は0.0004%であった。上記のセンダイウイルスベクターを用いた場合のiPS細胞の誘導効率は、通常1%以上であるため、誘導効率については、センダイウイルスベクターを用いた場合の方が、RNPを用いた場合よりも良好であると考えられた。RNPを用いた場合ウイルスベクターを用いた場合よりも7日間程度長く時間を要した。これは、導入経路の違いを示唆している。誘導されたiPS様細胞は、継代が可能であった。12クローンをピックアップし、そのうち8クローンが増殖し、ストックの作製を行った。予定したiPS細胞誘導用の温度感受性RNPベクターの開発に成功した。現在は、誘導されたiPS様細胞の評価を行っている。遅れている理由は、RNPの生産がうまく出来ずに時間を要したことや、RNPの細胞への導入効率が予想よりも低くiPS細胞への誘導に時間を要したため、である。RNPにより誘導されたiPS様細胞が、iPS細胞であることの証明を行う予定である。具体的には、幹細胞のマーカー遺伝子を発現してるかどうかを核酸レベル、タンパク質レベルで評価する。また、多分化能を有しているかどうかをテラトーマを形成させて、3胚葉への分化を確認する。温度感受性センダイウイルベクターのRNPを用いて、温度による制御を評価する。LLC-MK2細胞にP、L遺伝子を導入し、温度感受性ベクターの遺伝子発現を指標として発現細胞の樹立を試みる。分化誘導用のRNPベクターの開発として、SOX2遺伝子を搭載した温度感受性センダイウイルスベクターのRNPを用いて神経細胞への分化を試みる。RNPの生産に時間が掛かり、実験が遅れたため。RNPの細胞への導入効率が予想よりも悪く、iPS細胞の誘導に時間を要したため。RNPにより誘導したiPS細胞の評価(マーカー遺伝子発現、多分化能評価)のために使用する予定である。
ストレス応答に関与する中枢神経機構:遺伝性高血圧ラットと正常血圧ラットの比較

我々は生活習慣病の代表格である高血圧の原因が、中枢神経機構の異常に基づくものではないかとの作業仮説のもとに、遺伝性高血圧ラット(spontaneously hypertensive rat,SHR)と正常血圧ラット(Normotensive Wistar Kyoto rat,WKY)を使って研究を行い、その成果を蓄積してきた。現代のストレス過多の社会状況の中にあって、この高血圧とストレスとの関係性について研究して、その成果をもとにストレスの解決法、高血圧の治療方法のヒントを得ることは社会の要請であると考え、本テーマのもとに研究を行った。SHRとWKYで血圧調節に関与する中枢ニューロンにどのような差異があるかを研究することは、ストレスの中枢ニューロンの差異の研究に先駆けて重要なことであった。その結果をまとめて#11に記載の論文として発表した。他方、高血圧とストレスとの関係について、その中枢性機序を研究テーマとしている中で、最近、アペリン(apelin)と名付けられたペプチドが注目されている。このペプチドはラットなどの動物の血管平滑筋や脂肪細胞などに所在することが知られてきた。このペプチドには循環などへの生理効果が見いだされたことから、その作用を調査する必要性が生じた。そこで、循環反応に及ぼすアペリンの作用と、その作用の高血圧ラットと正常血圧ラットに及ぼす作用の違いについて調べている。アペリンには類似関連ペプチドとしてapelin9、apelin10、apelin11、apelin12、apelin13、apelin36などがあるが、とりわけapelin12の静脈注射は最も大きな血圧降下効果をもたらすことが分かった。また、apelin12のSHRとWKYへの静注投与による降圧効果は、SHRがWKYよりも有意に大きいことが分かった。このapelin12の静注投与がどのような機序で降圧効果をもたらすのか、また、apelin12と肥満との関係、高血圧発症とどのように関係するのか、ストレスと中枢性機構にどのように関係するのかについての調査を行う予定である。当該科学研究費配分内定(平成10年10月)まで,以前からの研究テーマである「遺伝性高血圧ラット(SHR)と正常血圧ラット(WKY)の循環・呼吸調節ニューロンの所在と性質の差異」を調査した。その結果をまとめた論文名を11.研究発表の欄に記す。今後の研究実施計画を下に記す。1胃潰瘍誘発薬シシコフェンの腹腔内投与により誘発される中枢神経のFos蛋白陽性のCRH分泌細胞のSHRとWKYの差の調査。pH7.4に調整したシンコフェン水溶液をSHR及びWKYの腹腔内に注射する。1.5時間後ラットを潅流・固定後,脳を取り出し脳の延髄から終脳までの連続前額断切片を厚さ440μmで作成する。切片作成には設備備品として申請したマイクロスライサーを用いる。切片に対してABC法による免疫組織化学法により,Fos蛋白およびCRH分泌細胞を染色する。顕微鏡下でこれら陽性細胞を視床下部室傍核を始めとするCRH分泌細胞の所在神経核,および,大脳皮質・大脳辺縁系・脳幹に於けるFos蛋白発現細胞の分布・数・ドース依存性を調査し,両種間でFos3発現様式にどのような差異があるか調査する。2水浸拘束により誘発される中枢神経のFos蛋白陽性のCRH分泌細胞のSHRとWKYの差の調査。水浸拘束時間とFos蛋白・CRH陽性細胞の発現との関係を両種ラットで調べ上記と同様に比較検討する.脳切片の作成,また,Fos蛋白とCRHの免疫組織化学染色は上記方法による。

このapelin12の静注投与がどのような機序で降圧効果をもたらすのか、また、apelin12と肥満との関係、高血圧発症とどのように関係するのか、ストレスと中枢性機構にどのように関係するのかについての調査を行う予定である。高血圧とストレスとの関係について、その中枢性機序を研究テーマとしている中で、最近、アペリン(apelin)と名付けられたペプチドが注目されている。このペプチドはラットなどの動物の血管平滑筋や脂肪細胞などに所在することが知られてきた。このペプチドの生理作用を調べていくうちに循環などへの生理効果が見いだされたことから、その作用を急いで調査する必要性が生じた。そこで、循環反応に及ぼすアペリンの作用と、その作用の高血圧ラットと正常血圧ラットに及ぼす作用の違いについて調べた。その結果を以下に記す。1アペリンには類似関連ペプチドとしてapelin9、apelin10、apelin11、apelin12、apelin13、apelin36などがあるが、麻酔下ラットでこれらペプチドを静脈注射(静注)投与すると、apelin12、apelin13、apelin36静注において血圧の降下作用が観察された。apelin9、apelin10、apelin11静注では循環応答は見られなかった。降圧効果が最も強く観察されたのはapelin12の静注であった。apelin12の静注投与がどのような機序で降圧効果をもたらすのか、また、apelin12と肥満との関係、高血圧発症とどのように関係するのか、ストレスと中枢性にどのように関係するのかについての調査が進行中である。
山羊における反芻行動の制御機序に関する研究

本研究はヤギの反芻行動の中枢制御の機序に外部環境と内部環境がどのような影響を及ぼすかについて検討を行った。供試動物は第1胃フィステルを装着した成雌ヤギ4頭を用いた。実験室内は太陽光線を遮断し、蛍光灯により明暗の調節を行った。給餌と給水は、それぞれ自由摂取とした。ヤギは夜(暗環境)において、反芻行動を多くするが、夕方(暗環境直後)においては反芻行動の減少が確認された。また、ヤギの採食行動は反芻行動への抑制作用を示すが、給飼前は高い反芻行動を示した。しかし、その詳細は明らかでない、また、ヤギの反芻行動は明らかに光の周期によって、その日内変動は影響を受けている。反芻行動が夜及び暗環境下で反芻行動が多いことは反芻動物がかつて、夜行性動物であったことを示唆するものである。他方、ヤギの頸静脈内へ低級脂肪酸およびグルコースを注入することによって、反芻行動が減少の影響を受ける。その事は明らかに反芻行動がヤギ生体内の代謝産物によって、その反芻行動が影響を受ける事を示唆している。特に、低級脂肪酸は脳幹関門を通過できないので、低級脂肪酸による反芻中枢への作用は脳幹関門を通過できるケトン体を介した機序によるものと考えられる。このことは頸静脈内へのアセトン注入によって反芻行動が増加することからしても明らかであると考える。ヤギの反芻行動に対する外部環境(光および給飼)は反芻中枢の日内変動を形成している、および内部環境(低級脂肪酸注入)は反芻中枢への作用が抑制的な作用であることを示唆した。また、ヤギの第1胃内と頸静脈内への酢酸同時注入は1反芻当たりの反芻行動の抑制作用が示唆され。以上の結果から、特に低級脂肪酸は第1胃内の発酵に重要である1日当たりの反芻行動と1反芻当たりの反芻行動を制御している。このことは反芻行動を通して第1胃内の発酵を制御し、第1胃内における低級脂肪酸の生産調製が行われることを示唆している。本実験は絶食時ヤギの頚静脈内に低級脂肪酸(VFA)とグルコースを注入し、ヤギの反芻行動にどのような影響を及ぼすかについて検討を行った。供試動物はザ-ネン雑種雌ヤギ4頭を用いた。実験室内は昼夜点灯とした。給餌と給水は、それぞれアルファルファ・ヘイキューブと水道水を17時から翌朝の9時まで自由摂取とした。実験は10時から17時の間を絶食状態にして行った。実験は無注入区、生理食塩水注入区(生食区)、酢酸注入区、プロピオン酸注入区、酪酸注入区、及びグルコース注入区の6実験を行った。各区の実験は3週間の間隔をおいて行われた。酢酸注入液、プロピオン酸注入液、酪酸注入液、及びグロコース注入液の各注入液は生食水で希釈して作成した。生理食塩水と各注射液は1分間に0.03mml/kg/minの割合で5時間頚静脈のカテーテルから連続注入を行った。

その結果、反芻回数と反芻時間は無注入区、生食注入区、プロピオン酸注入区及び酪酸注入区は注入前と後に差はなかった。酢酸注入区とグルコース注入区は注入前より注入後は有意に減少を示した。再咀嚼時間と再咀嚼回数は無注入区、生食区、プロピオン酸注入区及び酪酸注入区は注入前と後に差はなかった。酢酸注入区は注入前より注入後に有意な減少は示した。休止時間は無注入区、生食区、プロピオン酸注入区及び酪酸注入区は注入前と後に差はなかったが、酢酸注入区においては減少傾向を示した。休息時間は無注入区、生食区、プロピオン酸注入区、及び酪酸注入区において注入前と後に差はなかったが、酢酸注入区においては増加を示した。1反芻当たりの反芻時間、再咀嚼時間、休止時間、及び再咀嚼回数は無注入区、生食区、酢酸区、プロピオン酸注入区、酪酸区、及びグルコース注入区で注入前と後に差はなかった。目的:絶食時ヤギの頸静脈内に低級脂肪酸(VFA)を注入し、ヤギの反芻行動にどのような影響を及ぼすかについて検討を行った。方法:供試動物はザ-ネン雑種雌ヤギ4頭を用いた。実験室内は昼夜点灯とした。給餌と給水は、それぞれアルファルファ・ヘイキューブと水道水を24時間自由摂取とした。実験計画は採食時1日の実験後3日間を絶食状態にして行った。実験は絶食と同時に無注入区、生理食塩水注入区(生食区)、酢酸注入区、プロピオン酸注入区及び酪酸注入区の5実験を行った。各区の実験は3週間の間隔をおいて行われた。酢酸注入液は0.025mmoles/kg/minとし、プロピオン酸注入液は0.015mmoles/kg/minとし、酪酸注入液は0.01mmoles/kg/minとした。また、各注入液は生理食塩水で希釈して作成した。生理食塩水と各注射液は1分間に0.003mml/kg/minの割合で24時間中頸静脈のカテーテルから連続注入を行った。結果:反芻回数と反芻時間は無注入区と生食注入区は注入前と後に差はなかった。プロピオン酸注入区、酪酸注入区及び酢酸注入区は注入前より注入後は有意に減少を示した。再咀嚼時間と再咀嚼回数は無注入区と生食区は注入前と後に差はなかった。プロピオン酸注入区、酪酸注入区及び酢酸注入区は注入前より注入後に有意な減少は示した。休息時間は無注入区、生食区、プロピオン酸注入区及び酪酸注入区において注入前と後に差はなかったが、酢酸注入区においては増加を示した。1反芻当たりの反芻時間、再咀嚼時間、休止時間及び再咀嚼回数は無注入区、生食区、酢酸区、プロピオン酸注入区及び酪酸区で注入前と後に差はなかった。