hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
繊維・フィルムの溶融成形における高次構造形成挙動に及ぼす流動履歴効果の解明

本研究では、溶融成形過程における温度・応力場の制御を、特に長緩和時間を有する構造の形成や緩和挙動に注目して行い、分子差の絡み合い構造の変化に関する検討を通じた、成形品の構造・物性変化の発現機構を明らかにすることを試みた。絡み合いの状態は、高次構造解析で確認することができないため、絡み合い制御の直接的証拠は得られないが、さまざまな間接情報、数値解析の併用により、絡み合い制御の有用性の一端を明らかにすることができた。本研究の目的は,熱可塑性の結晶性高分子材料を対象として,溶融状態の高分子材料内の『構造』を制御することが,結晶化などを駆動力とする自己組織化プロセスの制御につながるとの観点から,両者の因果関係を系統的に明らかにすることである.具体的には以下の研究を行った.1.ポリエチレンテレフタレート複合紡糸および超急冷紡糸による構造形成と繊維構造評価極微小Air gap水冷紡糸によりPoly(ethylene terephthalate)(PET)繊維およびPET/PS芯鞘型複合繊維を作製し,溶融体に高温で高ひずみ速度の伸長変形が加わる本プロセスにより得られる繊維について,その構造,物性,延伸特性に関する解析を行った.繊維の直径が周期的に変動する現象が発現するドローレゾナンスのメカニズムを明らかにするとともに,水中での急冷過程が水冷繊維の高次構造形成に大きく影響を及ぼすことが見出された.2.フィルムの一軸および逐次二軸伸長変形による複屈折・応力同時測定非晶性ポリオレフィンフィルムを用いて,一軸延伸を行ない,様々な延伸温度およびひずみ速度下で応力と複屈折発現を計測した.応力光学則の適用について議論するとともに,固体状態から溶融状態までの延伸挙動を把握した.さらに,一軸延伸されたフィルムを延伸方向と垂直方向に一軸延伸(逐次二軸延伸)を行い,初期フィルムの緩和過程および延伸過程の応力・複屈折変化を詳細に計測し,延伸されたフィルムの後延伸過程での高次構造変化に関する新たな知見を得た.本研究の目的は,熱可塑性の結晶性高分子材料を対象として,溶融状態の高分子材料内の『構造』を制御することが,結晶化などを駆動力とする自己組織化プロセスの制御につながるとの観点から,両者の因果関係を系統的に明らかにすることである.具体的には以下の研究を行った.1.ポリエチレンテレフタレート複合紡糸および超急冷紡糸した繊維の延伸検討前年度に高次構造形成に大きな変化を与えることが判明した極微小Air gap水冷紡糸を用いて作製した繊維に対し,詳細な構造解析と工業的な繊維製造プロセスに則った連続延伸プロセスでの延伸検討を行った.その結果,本プロセスにより得られた繊維については,絡み合い点密度が少なくなっていることが明らかとなった.その一方で,繊維直径計測上ではドローレゾナンスが消失するような領域においても,繊維に何らかの周期的な構造分布が存在していることが見出された.2.ポリエチレンテレフタレートフィルムの逐次二軸伸長検討前年度に導入した卓上型二軸延伸装置を用い,様々な延伸温度,延伸条件にて結晶性のポリエチレンテレフタレートフィルムの逐次二軸延伸検討を行った.その結果,結晶の面配向性を簡便に測定する手法を確立するとともに,一段目の延伸により形成される構造が二段目の延伸挙動及びその後の結晶化挙動にも影響を及ぼしていることを明らかにした.本研究の目的は,熱可塑性の結晶性高分子材料を対象として,溶融状態の高分子材料内の『構造』を制御することが,結晶化などを駆動力とする自己組織化プロセスの制御につながるとの観点から,両者の因果関係を系統的に明らかにすることである.具体的には以下の研究を行った.1.ポリエーテルエステルエラストマー繊維の溶融紡糸・構造解析検討ハードセグメントの結晶化によりゴムに近い変形回復挙動を示すポリエーテルエステルエラストマー繊維について溶融紡糸検討を行った。その結果、紡糸過程の詳細なオンライン計測により、紡糸線上での固化時に既に弾性変形を内在していることが明らかになり、これが巻取り繊維の物性に影響を与えている可能性が示された。さらに、前年度導入した試料吹き付け冷却装置を利用した極低温下におけるX線回折測定と、バイブロンを利用した粘弾性測定により、ソフトセグメントの低温における結晶化が繊維の低温物性に大きな影響を与えていることが明らかとなった。2.シクロオレフィンコポリマーフィルムの逐次二軸伸長検討前々年度に導入した卓上型二軸延伸装置を用い,シクロオレフィンコポリマーフィルムの逐次2軸延伸挙動について検討を行った.その結果、結晶化を伴わない非晶性のポリマーフィルムの延伸においても、1段目の延伸が2段目の延伸に影響を与えており、1段目の延伸の効果の一部は、通常の分子の緩和時間よりはるかに長い緩和時間を有していることが明らかとなった。
説明による概念変化メカニズムの解明と指導法の提案

本研究では,概念変化を促す説明活動のあり方について検討を行った。概念変化には,予めもっている誤概念では現象を説明できないと気づくこと,新しく学んだ概念であればそれが可能であると感じることが重要である。そこで,誤概念の不備を説明させる働きかけと,新たに学習した概念の適切性を説明させる働きかけの2つの働きかけを提案した。研究の結果,1誤概念の不備を説明させることによって,その適用が減少すること,2新しい概念をその適用例とともに学習させた上で,学習内容をまとめる説明を行わせることによって,学習した概念の理解が促されることが示された。さらに,2種類の説明双方を組み込んだ働きかけの提案までを行った。本研究は,概念変化に有効な説明活動のあり方について,有効となるメカニズムを明らかにしながら,検討することを目的としている。特に,平成26年度は,概念を変化させるきっかけとなる「予めもっていた誤概念では自然現象を上手く説明できないという不満を抱くプロセス」に焦点を当てた。そして,学習者に誤概念のどこがどのように間違っているのかを説明させるというタイプの説明活動が有効であるかについて検討を行った。誤概念を説明する有効性については,「ある」とする知見(e.g.,市川, 1998)と「ない」とする知見(e.g., Siegler, 1995)があり,その矛盾は誤概念が間違いであると判断するための学習材料の有無に起因する可能性が考えられた。そこで,平成26年度の研究では,割合の第三用法の文章題解決において誤った考えを持つ大学生を対象者とし,誤答を提示して誤答である理由の説明を求める群と,正答を提示して正答である理由の説明を求める群に分け,各群の作成する説明は,割合の第三用法の文章題を解説するテキストを読む前後でどのように変化するのか,また,割合に関する理解はどのように進むのかを検討した。まず,生成された説明を評価し,その評価点について,群×時期の,時期を対象者内要因とする二要因混合計画分散分析を実施したところ,交互作用が見られた。具体的には,誤答に対して説明を求めた群では,誤答と判断する根拠となる学習材料を読む前には適切な説明を生成できなかったが,学習材料を読んだ後にはより適切な説明が生成できるようになったことが示唆された。また,割合に関する理解を測定するテスト成績について,同様の分析を行ったところ,群の主効果が見られ,誤答のもととなっていた理解の不十分さは,誤答に対して説明を求めた群で,正答に対して説明を求めた群よりも,修正されやすいことが示された。本研究は,概念変化に有効な説明活動のあり方について検討することを目的としている。平成27年度は,まず,平成26年度の研究成果について,第57回教育心理学会総会にて発表を行った。平成26年度の研究成果は,概念を変化させるきっかけとなる「予めもっていた誤概念では現象を上手く説明できないという不満を抱く段階」に焦点を当てたものである。学習者に「誤概念のどこがどのように間違っているのか」を説明させることの有効性を,有効となる条件とともに示した。次に,「新しく教授された科学的概念を理解する段階」に焦点化した研究を開始した。誤概念をもつ学習者は,新しく教授された科学的概念を受け入れることができなかったり,誤概念と矛盾しないように一部だけもしくは曲解して受け入れたりすることが指摘されている(e.g., Chinn & Brewer, 1993)。こうした問題に対処するには,「教授者がどのように教えるか」と「学習者にどのように取り組ませるか」といった2方向の働きかけがあると考えられる。本研究は,教授者が科学的概念に関する必要な事例や内包的定義を含む情報を十分に与えた上で,「学習者にどのように取り組ませるか」の1つの方法として「学習者に教えられた科学的概念を自分の言葉で説明し直させること」を考え,その有効性を検討した。検討は2つの研究を通して行われた。1つは小学校5年理科の電磁石の授業を対象とした研究である。もう1つは大学の教育心理学の講義を対象とした研究である。いずれの研究においても,事前・事後テスト成績の変化と学習中の活動の分析から,学習者に教えられた科学的概念を自分の言葉で説明し直すよう求めても,すぐには正しい説明が構築できないこと,しかし,それによって学習者が自らの理解の不十分な点に気づき,その問題を解消する説明を構築していく過程で,概念理解を深めていくことが示された。概念変化については,Posner, Strike, Hewson, & Gertzog(1982)が,学習者が予めもっている概念では現象を上手く説明できないという不満を抱くこと,その上で,新しく導入される概念は不満を解消するに足ると感じることの2段階が重要であると述べている。これを踏まえ,平成26年度は,「予めもっていた誤概念では現象を上手くできないという不満を抱く段階」に,平成27年度は,「新しく導入される科学的概念は不満を解消するに足ると感じる段階」に焦点を当て,有効な説明活動のあり方について検討することを計画していた。そのうち,平成26年度の研究成果は,第57回教育心理学会総会にて発表済みであり,現在,論文として投稿準備中である。また,平成27年度には,2つの研究を行い,1つは第58回教育心理学会総会で,もう1つはthe 31st International Congress of Psychologyで発表予定である。

以上のことから,平成27年度までの研究はおおむね順調に進展していると考える。さらに,平成28年度には,平成27年度に示された研究成果(教えられた科学的概念を自分の言葉で説明し直させることで概念理解が深まること)の生じるメカニズムについて検討を進めていきたいと考えている。この研究に関して,平成27年度中に予備調査を実施済みである。また,平成26年度・27年度の研究成果をもとに,最適な説明活動を組み込んだ授業プランの開発についても進める予定であり,協力者・協力校を探し,実現に向けての話し合いを進めている。平成28年度に向けても,本研究は順調に進展していると判断できる。本研究は,概念変化に有効な説明活動のあり方について検討することを目的としている。具体的には,概念変化は「誤概念では現象を上手く説明できないという不満を抱く」第1段階と,「教授された科学的概念であれば不満を解消するに足ると理解する」第2段階からなることに着目し,各段階に有効な説明活動を明らかにして,それを促す介入方法を提案しようとするものである。平成28年度は,第一に,平成27年度に行った,概念変化の2段階目に焦点をあてた研究の成果発表を行った。具体的には,「教授された科学的概念を自分の言葉で説明し直させる」ことの有効性を検討した研究,さらに,「教授された科学的概念を他の科学的概念や既有知識と関連づける説明を促す」介入を提案し効果を実証した研究について,それぞれ第58回教育心理学会総会・The 31st International Congress of Psychologyで発表を行った。また,平成26年度に実施し,平成27年度に第57回教育心理学会総会で発表した研究について,発表時にいただいたアドバイスを受け,論文化のための追加調査を行った。第二に,申請時の研究計画に基づき,過去2年間の研究成果をもとに,概念変化の段階ごとに最適な説明指導を組み込んだ授業プランの開発に着手した。大学の教育心理学の講義において,講義内容への質問生成と質問への解答作成を行わせる時間を取り入れた指導法を提案し実施した。事前テストに比べ事後テストにおいて学習内容の理解や学習方略の使用に正の変化が見られたこと,また授業中の学習プロセスの分析から,指導法の効果を明らかにした。第三に,申請時の研究計画では平成29年度の実施となっていた,開発した授業プランの教育実践場面での応用の取り組みの一つとして,小学校での授業計画・実施・振り返りに関わった。申請時の研究計画において,平成26年度は,概念変化の第1段階である「誤概念では現象を上手く説明できないという不満を抱く」段階に焦点を当てた研究,平成27年度には,概念変化の第2段階である「教授された科学的概念であれば不満を解消するに足ると理解する」段階に焦点を当てた研究を行い,それらの成果を踏まえて,平成28年度には,概念変化の段階ごとに最適な説明指導を組み込んだ授業プランの開発を行うことを予定していた。現在,この通りに研究を実施しており,実施した研究成果は実施の翌年度には学会で発表している(平成26年度実施→平成27年度日本教育心理学会第57回総会発表,平成27年度実施→平成28年度日本教育心理学会第58回総会発表
高等学校の課題学習による生徒の数学観の変容に関する研究

○研究目的:生徒自ら問題設定と解決をし、それらをレポートとして作成し発表する(課題学習)授業を約1年間行うことによって、受講した生徒の数学に対する見方や数学に取り組む姿勢(数学観)の変容を調べる。○研究方法:4,9,1月に実施された自由記述のアンケート、提出された4回のレポートならびに発表の様子を全体の生徒の様子と1生徒Kを中心に着目して、時系列に分析していく。○実践の方法:授業は、高校3年の生徒を対象に問題演習形式で行う。生徒は、1学期2回、2学期2回、授業で扱った問題を源問題として問題設定し、その解法をレポートにし、教師に提出するとともに、そのレポートの内容を授業のクラスで他の生徒の前で発表する。○実践の結果(1)4月のアンケート結果から、受講理由を「受験科目であること」とする生徒が最も多くみられ、生徒Kの受講理由も同様であった。(2)6月の第1回目のレポートの発表では、ほとんどの生徒が自分の問題解法を黒板に書き写すのみであったため、指導をした。事前にプレゼンテーションの仕方を指導する必要があった。(3)9月のアンケート結果から、本授業を好意的に受け止めている生徒が最も多くみられた。授業に対する要望として、生徒Kから生徒同士で問題解決のための話し合いの時間の確保が出された。(4)1月のアンケート結果から、授業に対して最初はとまどったものの探究的活動あるいは創造的活動に従事し、良い経験をしたとする肯定的記述が見られた。○結論(1)生徒は、実際に問題設定を行うことにより深い理解や発展的な考察を行うことができた。(2)課題学習を行ったことによって創造的探究的な学習に従事し、数学に対する見方が変容した生徒がいた。○今後の課題生徒間の話し合いを活性化させるための方法の検討、授業者のスタンスの取り方、生徒によって設定された問題とその解法それぞれに対する評価の観点を作成することである。
群ロボットシステムにおける群知能の発現性とロバスト性の実証的解明の研究

製作した40台の小型自律移動ロボットの移動機能と通信機能の性能のばらつきをある範囲に押さえるためのハードウエアの調整を行い、ロボット台数と群ロボットの知能:群知能のレベルの関係を、迷路での目的地探索行動、荷物の発見及び帰還行動の達成度合いを評価尺度として実験で明らかにした。実験は小型自律移動ロボットの中央頭部のLED光をCCDカメラで撮影し、その移動軌跡を群ロボット行動解析装置で分析し、空間探索率、経路形成率、帰還率を算定し、それらの評価尺度とロボットの台数の関連を明らかにした。その結果、空間探索率は昨年度の研究で明らかになったので、ここではとくに触れないことにする。経路形成率はロボット台数の密度とロボットの行動知能のレベルに強く依存し、単にロボットの台数を多くすると、群知能、すなわち、経路形成率が高くなるものではないことが明らかになった。すなわち、経路形成に必要なマーカーロボットが通路を塞ぐ悪影響を作り出すことも判明した。しかしひとたび通信ネットワークが形成されると、ロボットはほとんどの移動出来るロボットは帰還可能であることが実証された、ここでもロボットが移動ロボットの障害物になりうることが判明された。そこで、個のロボットの通信の授受の判定をより確定的にするための知能を具備させて、経路形成の性能評価の実験を実施した。これより、ロボット群は与えられた迷路全体に通信経路を形成することができ、その信頼性が顕著に高くなった。また、通信経路の形成には、停止したマーカーロボットが必要であったが、規定の信号を受信したら、それを発進する移動マーカーの導入効果を計算機シミュレーションで検討した結果、ロボット台数密度をある値以上にすれば、通信ネットワークが十分に形成されることを明らかにした。
多重分光型三次元熱画像を用いた屋外熱環境の計測システムの開発

本研究は,赤外線イメージングシステムを応用した,多重分光型3次元熱画像の作成手法,及び,これを用いた,屋外の人体に対する長波長放射場等の熱環境を評価するシステムを開発することが目的である。以下,本研究の実績概要を述べる。1.計測点より全球を視野に捕らえた多重分光型熱画像(多重分光型全球熱画像)を収録する装置を開発した。目的に応じた,平面投影による各種表示方法を提示するとともに,選択放射体であり,比較的大きな形態係数を持つことの多い天空に対し,外気温の測定値を併用した放射温度の補正方法を提案し,その有効性を検証した。2.開発した計測システムを応用し,人間が滞在活動を行う屋外空間のひとつである街路空間における,夏季の長波長放射場の分析を行った。実測対象には,長波長放射場の多様な性状を把握するため,天空側の設えや周辺地物の構成等が異なる複数の空間が選定された。周囲からの長波長放射を映像として表現できる新たな計測システムの特長を活かし,各空間における長波長放射場の特徴を明らかにした。3.全球熱画像と3次元幾何情報を連係させ,3次元熱画像を作成するシステムを開発した。まず,建物等の地物の3次元幾何情報の構築方法について検討し,既存のソフトウェア環境で不足する機能を追加するとともに,遺伝的アルゴリズム等を用いた独自の手法によって,3次元熱画像の作成に関わる実用上の問題点を解決した。4.本研究で開発した手法を用い,夏季の建物による囲み空間を対象に,長波長放射場の空間分布特性について実測調査と分析を行った。同じ空間内であっても,特徴の異なる複数の長波長放射場が形成されていることを示すなど,本研究で開発した計測システムの有効性を確認した。(1)放射カメラ用電動旋回雲台の製作:全球熱画像を収録するために必要な,放射カメラを回転させる電動旋回雲台を,市販の雲台を改良することで製作した。現在所有している市販の雲台では,雲台の回転軸と放射カメラの入射瞳位置がずれているため,画像の中に不連続となる部分が存在する。この状態では3次元幾何情報との連係が困難であるため,最適な使用に改良した。(2)多重分光型熱画像収録システムの開発:3つの波長帯(35・58・814μm帯)における多重分光型熱画像収録システムの開発を行った。各波長帯における熱画像の温度キャリブレーション,各画像の画素レベルでの位置合わせのためのレジストレーション処理等を行い,装置の有効性を検証した。(3)全球熱画像と3次元幾何情報の連係方法の開発:空間後方交会によって放射カメラの位置・傾きを求め,遺伝的アルゴリズム等を併用して全球熱画像と3次元CGを連係する独自の手法を開発し,その有効性を検討した。(4)人体に対する長波長放射エネルギー算出手法の開発:多重分光型3次元熱画像を用い,人体に対する長波長放射エネルギーを任意の地点で算出できる手法を開発した。詳細な物性値や計算条件を使用した場合と,簡素な条件を使用した場合とを比較し,本手法の実用性に関する検討を行った。

2.開発した計測システムを応用し,人間が滞在活動を行う屋外空間のひとつである街路空間における,夏季の長波長放射場の分析を行った。実測対象には,長波長放射場の多様な性状を把握するため,天空側の設えや周辺地物の構成等が異なる複数の空間が選定された。周囲からの長波長放射を映像として表現できる新たな計測システムの特長を活かし,各空間における長波長放射場の特徴を明らかにした。3.全球熱画像と3次元幾何情報を連係させ,3次元熱画像を作成するシステムを開発した。まず,建物等の地物の3次元幾何情報の構築方法について検討し,既存のソフトウェア環境で不足する機能を追加するとともに,遺伝的アルゴリズム等を用いた独自の手法によって,3次元熱画像の作成に関わる実用上の問題点を解決した。4.本研究で開発した手法を用い,夏季の建物による囲み空間を対象に,長波長放射場の空間分布特性について実測調査と分析を行った。同じ空間内であっても,特徴の異なる複数の長波長放射場が形成されていることを示すなど,本研究で開発した計測システムの有効性を確認した。
高血糖の動脈硬化促進機序に関する分子薬理学的研究

高血糖は動脈硬化の促進因子であることは広く知られている。また高血糖は血管の内皮細胞および血管平滑筋細胞のプロテインキナーゼCを活性化し,血管の肥厚および再構築をきたすことが報告されている。我々は培養血管平滑筋細胞を用いて,プロテインキナーゼCを活性化させる糖質コルチコイドがドパミン-Iレセプター反応を修飾することを報告した(文献1および第12回国際高血圧学会)。ドパミン-Iレセプター反応の研究は,昨年京都で開催された第5回国際末梢ドパミン会議にて,教育講演に選定された(文献2)。また,我々は,自然発症高血圧ラット(SHR)の培養血管平滑筋細胞のナトリウム利尿ペプチドレセプター反応が,対照であるウィスターラットより低下していること,および高血糖状態にすることで,さらに反応が低下することを昨年大阪で開催された第8回国際SHRシンポジウムで口演発表した(文献3)。高血糖がプロテインキナーゼCの活性化を介して血管平滑筋ナトリウム利尿ペプチドレセプター反応を減弱させることは,第9回ANP研究会で発表し,現在英文投稿中である。高血糖の血管平滑筋ドパミン-Iレセプター反応の修飾は,現在英文投稿中である。以上のように,高血糖は血管平滑筋細胞上のレセプター反応を修飾することで動脈硬化の促進に関与する可能性が本研究において示唆された。今後さらに高血糖の動脈硬化促進の機序について研究を進めるとともに,種々の治療手段によって高血糖による動脈硬化を退縮させる方法およびその機序について研究を進めていきたい(平成7年度一般研究(C)申請中)。
RNAウイルスの宿主RNA分解機構からの回避機序に関する研究

SARSコロナウイルスのnsp1タンパク質は、宿主RNA分解促進と40Sリボゾームに特異的に結合することでタンパク質合成を阻害する。nsp1タンパク質によるRNA分解には宿主のRNA分解機構が関与していると考えられる。さらに、SARSコロナウイルスは、nsp1タンパク質によるRNA分解促進や翻訳阻害の存在下においても、効率よく増殖することができる。そこで、SARSコロナウイルスによるnsp1タンパク質のRNA分解促進や翻訳阻害からの回避機構を検討した。その結果、nsp1タンパク質は、ウイルスRNAの非翻訳領域と特異的に結合し、ウイルス由来のRNAと宿主由来のRNAを区別することで、宿主特異的なRNA分解促進と翻訳阻害を引き起こしていることが明らかとなった。タンパク合成に用いられたmRNAは、5'末端から始まるdecapping反応と3'末端から始まるdeadenylation反応による二つのRNA分解機構により速やかに分解される。いくつかのRNAウイルスは、宿主細胞のRNAと同様にcap構造とpoly(A)構造を持っていることから、そのようなRNAウイルスは、宿主RNA分解機構から逃れながら自身のRNAを効率よく維持し続けなければならない。本研究では、RNAウイルスの一つであるSARSコロナウイルスをモデルとして、RNAウイルスの宿主RNA分解機構からの回避機構を明らかにすることを目的として以下の研究を実施した。SARSコロナウイルスのnsp1タンパク質は、翻訳阻害とRNA分解を引き起こすことを以前に明らかにした。しかしながら、SARSコロナウイルスは、nsp1タンパク質による翻訳阻害とRNA分解促進条件下においても増殖できることから、SARSコロナウイルスのウイルス由来のRNAは、nsp1タンパク質が引き起こす翻訳阻害とRNA分解促進を回避する機構を有していると考えられる。そこで、この回避機構について検討した。その結果、nsp1タンパク質が、ウイルスRNAの末端に存在する非翻訳領域に特異的に結合することがわかった。このことから、nsp1タンパク質が、ウイルス由来のRNAと特異的に結合することで、nsp1タンパク質による翻訳阻害やRNA分解から逃れている可能性が考えられた。今後は、より詳細にnsp1タンパク質とウイルス由来のRNAとの結合を解析し、どのようにウイルスRNAがnsp1タンパク質が引き起こす翻訳阻害とRNA分解から逃れているのか解析する予定である。さらに、それぞれの結合部位を同定した。
骨髄造血微小環境による造血制御機構の検討

造血微小環境は、ストローマ細胞と総称される間質系細胞より構成され、液性造血因子あるいは機能的接着因子を介して造血刺激(造血促進)機能を有する一方で、異常細胞(クローン)の排除といった監視機構を含めた造血抑制機能を有し、促進、抑制両者がバランスよく機能することにより、正しい造血現象が維持されていることが理解されるようになった。平成11年度は、この抑制的機構の検討を目的に、ヒト骨髄造血組織を、TUNEL法および細胞表面上の特異的抗原に対するモノクローナル抗体を用いた二重染色法により検討した結果、ストローマ細胞による血球細胞のアポトーシス誘導機能の存在が明らかとなった。ことにstem cell disorderである骨髄異形成症候群(MDS)において、このストローマ細胞のアポトーシス誘導機能が活性化され、異常クローンの増殖抑制に関与していることが明らかとなり、MDSの病態解析における新規知見として報告した。平成12年度にはアポトーシス誘導現象の機序解明を目的として、in vitroで安定して継代培養可能な株化MDS由来ストローマ細胞を樹立し、試験管内でのアポトーシス誘導現象の再現系を開発した。この結果ストローマ細胞による血球細胞のアポトーシス誘導には、液性因子の産生と接着因子を介した複数の作用機序(因子)の存在が証明された。これら因子は従来アポトーシス誘導因子として報告されてきたFasあるいはTNF等とは異なるものであることが判明し、その因子の一つとしてcyclic polylactateが同定され、報告中である。興味深いことに本因子は血球細胞の解糖系酵素を阻害することによりアポトーシスを誘導している事実が明らかとなり、現在その詳細を積極的に検討中である。平成11年度は、この抑制約機構の検討を目的に、ヒト骨髄造血組織を、TUNEL法および細胞表面上の特異的抗原に対するモノクローナル抗体を用いた二重染色法により検討した結果、ストローマ細胞による血球細胞のアポトーシス誘導機能の存在が明らかとなった。ことにstem cell disorderである骨髄異形成症候群(MDS)において、このストローマ細胞のアポトーシス誘導機能が活性化され、異常クローンの増殖抑制に関与していることが明らかとなり、MDSの病態解析における新規知見として現在報告中である。さらにアポトーシス誘導現象の機序解明を目的として、in vitroで安定して継代培養可能な株化MDS由来ストローマ細胞を樹立し、試験管内でのアポトーシス誘導現象の再現系を開発した。この結果ストローマ細胞による血球細胞のアポトーシス誘導には、液性因子の産生と接着因子を介した二つの作用機序の存在が証明された。これら因子は従来アポトーシス誘導因子として報告されてきたFasあるいはTNF等とは異なるものであることが判明し、現在引き続きこれら因子を分離、同定中である。興味深いことにこれら因子の一つが血球細胞の解糖系酵素を阻害することによリアポトーシスを誘導している事実が明らかとなり、その詳細を積極的に検討中である。

平成11年度は、この抑制的機構の検討を目的に、ヒト骨髄造血組織を、TUNEL法および細胞表面上の特異的抗原に対するモノクローナル抗体を用いた二重染色法により検討した結果、ストローマ細胞による血球細胞のアポトーシス誘導機能の存在が明らかとなった。ことにstem cell disorderである骨髄異形成症候群(MDS)において、このストローマ細胞のアポトーシス誘導機能が活性化され、異常クローンの増殖抑制に関与していることが明らかとなり、MDSの病態解析における新規知見として報告した。平成12年度にはアポトーシス誘導現象の機序解明を目的として、in vitroで安定して継代培養可能な株化MDS由来ストローマ細胞を樹立し、試験管内でのアポトーシス誘導現象の再現系を開発した。この結果ストローマ細胞による血球細胞のアポトーシス誘導には、液性因子の産生と接着因子を介した複数の作用機序(因子)の存在が証明された。これら因子は従来アポトーシス誘導因子として報告されてきたFasあるいはTNF等とは異なるものであることが判明し、その因子の一つとしてcyclic polylactateが同定され、報告中である。興味深いことに本因子は血球細胞の解糖系酵素を阻害することによりアポトーシスを誘導している事実が明らかとなり、現在その詳細を積極的に検討中である。
言語発達遅滞児に対するコミュニケーション・アプローチについてーINREAL指導の応用ー

研究1身振りや非言語音声による要求伝達に対する大人のことばまたは身振り表現が子どもの行動に及ぼす影響;表題について2名の乳児について8カ月からそれぞれ5カ月、7カ月観察した。2名の行動変化には時間的なずれがあったが、その過程は似ていた。意図的伝達が始まった頃は意図の実行過程に注目して表現に気づかないか、もしくは表現にのみ注目する。次に実行過程に注目しつつ表現にも注目するようになり、最後には実行を保留にして表現を模倣するようにいたった。身振りとことばでは変化の出現時期にずれがあった。意図伝達に対する大人の表現を注目することが、慣習的な表現学習に影響すると考えられた。研究2インリアル指導の効果についての検討;昨年度に引き続き、大人のどのようなかかわりが子どもとの相互作用の生起につながるのかを8名の子どもとそれにかかわる母親とSTの比較で検討してきた。コミュニケーションの成立を意図するSTと問題は感じているもののそれほど意図していない母親では、子どもの伝達行動に対する反応や大人からの働きかけ(開始)に違いが見られ、このような大人の違いがコミュニケーションの成立の一つの要因になっていることがわかった。今年度は、特に(1)子どもの非伝達行動への反応(意図的反応)の意義と(2)フォーマットの形成について検討した。その結果、子どもの非伝達的行動に対し、大人がまねる、意図あるものとして応じるなど意図的反応を返すことで、子どもは自分の行動に随伴する大人の行動に気づきはじめて、関わり手を意識して積極的にその行動を使いはじめた(フォーマットの形成)。これら人と自分との関係や、その関係を生じさせる手段についてまず子ども自身に気づかせていくことが、コミュニケーションの成立の土台であり、かかわる側がその役割を担っていることが明らかになった。また、大人がその役割について意図してかかわることがコミュニケーションの活性化につながるものと考えられた。
剪断波イメージングによる次世代の筋メカニクス可塑性評価の開発と運動療法の基盤創出

本年度は,ヒト骨格筋における機械的な特性の可塑性解明および運動療法の基盤形成にむけて,筋メカニクス評価の臨床的意義の確立に関わる実験をおこなった.超音波せん断波イメージング技術を用いて,ヒト骨格筋の粘弾性に及ぼす静的なストレッチングの影響を検討した.運動課題は足関節最大背屈位を5分間保持する静的なストレッチ運動とし,運動介入の前後および施行後5,10,15,20分後に,粘性に関連するせん断波の周波数分散性,筋スティフネスに関連する弾性率を測定した.その結果,腓腹筋の弾性率は運動前に比して,運動直後に低減が認められ、20分後まで有意に低値を示した.一方,周波数分散性は運動前に比して,運動直後に最も低減するが,15分以降は有意な差を認めなかった.このことから静的なストレッチングは筋スティフネスのみならず,筋組織の粘性にも即時的な効果をもたらす可能性が示唆された.また,筋弾性の局在特性と関節受動トルクの関係性を検討することを目的に,膝関節の他動的屈曲運動時の膝伸展トルクおよび大腿直筋の弾性率を記録した.その結果,筋弾性は交互作用(角度×筋内部位)がみられ,膝深屈曲位で近位部が中央・遠位部よりも有意に高値を示すことから,膝屈曲に伴い生じる受動張力は筋内で不均一となる可能性が明らかとなった.さらに,弾性ートルク関係は有意な正の相関(r=0.89-0.96)を認めたため,膝伸展受動トルクは大腿直筋の力学的なストレスと強く関連することが示唆された.これらの知見は剪断波イメージングを用いた筋弾性計測から筋ストレスの定量的な推定評価の開発に繋がる基盤になりうると考える.剪断波イメージングで定量された骨格筋弾性の組織学的な規定因子の探索は継続した検討が必要であるものの,筋弾性特性に及ぼす運動や病態の影響を評価することで,筋メカニクスの可塑的な変化を多角的に検証する実験はほぼ予定通り遂行できている為.今後は,骨格筋を標的に従来の音響放射圧法を用いて筋組織弾性を計測するとともに,カラードプラ法で筋線維方向に伝搬する剪断波を映像化・定量化することで得られる筋弾性値との比較検証を予定している.本実験を遂行することで新規手法のカラーフロー画像による筋弾性評価の妥当性を検討し,その成果を学術大会および国内外の論文で公表する計画を立案している.本年度は,ヒト骨格筋における機械的な特性の可塑性解明および運動療法の基盤形成にむけて,筋メカニクス評価の臨床的意義の確立に関わる実験をおこなった.超音波せん断波イメージング技術を用いて,ヒト骨格筋の粘弾性に及ぼす静的なストレッチングの影響を検討した.運動課題は足関節最大背屈位を5分間保持する静的なストレッチ運動とし,運動介入の前後および施行後5,10,15,20分後に,粘性に関連するせん断波の周波数分散性,筋スティフネスに関連する弾性率を測定した.その結果,腓腹筋の弾性率は運動前に比して,運動直後に低減が認められ、20分後まで有意に低値を示した.一方,周波数分散性は運動前に比して,運動直後に最も低減するが,15分以降は有意な差を認めなかった.このことから静的なストレッチングは筋スティフネスのみならず,筋組織の粘性にも即時的な効果をもたらす可能性が示唆された.また,筋弾性の局在特性と関節受動トルクの関係性を検討することを目的に,膝関節の他動的屈曲運動時の膝伸展トルクおよび大腿直筋の弾性率を記録した.その結果,筋弾性は交互作用(角度×筋内部位)がみられ,膝深屈曲位で近位部が中央・遠位部よりも有意に高値を示すことから,膝屈曲に伴い生じる受動張力は筋内で不均一となる可能性が明らかとなった.さらに,弾性ートルク関係は有意な正の相関(r=0.89-0.96)を認めたため,膝伸展受動トルクは大腿直筋の力学的なストレスと強く関連することが示唆された.これらの知見は剪断波イメージングを用いた筋弾性計測から筋ストレスの定量的な推定評価の開発に繋がる基盤になりうると考える.剪断波イメージングで定量された骨格筋弾性の組織学的な規定因子の探索は継続した検討が必要であるものの,筋弾性特性に及ぼす運動や病態の影響を評価することで,筋メカニクスの可塑的な変化を多角的に検証する実験はほぼ予定通り遂行できている為.今後は,骨格筋を標的に従来の音響放射圧法を用いて筋組織弾性を計測するとともに,カラードプラ法で筋線維方向に伝搬する剪断波を映像化・定量化することで得られる筋弾性値との比較検証を予定している.本実験を遂行することで新規手法のカラーフロー画像による筋弾性評価の妥当性を検討し,その成果を学術大会および国内外の論文で公表する計画を立案している.当初の予定より導入が遅れた剪断波エラストグラフィ用の超音波高周波リニアプローブおよびカラードプラ法によるせん断波の映像化システムを活用し,ヒト骨格筋の筋メカニクス可塑性評価と運動療法の基盤形成のなかで特に新規手法のカラーフロー画像による筋弾性評価方法の確立に向けた実験遂行とその成果公表を進めることにより,本研究課題の目的をより精緻に達成する為.2019年度の研究経費は申請時に記載した使途に加えて,前年度の助成金残額を使用し,超音波カラーフロー撮像に要する力学試験機器や消耗品の購入,研究協力謝金や学会発表・論文投稿時の費用に充てる予定である.
中・高・大における学習ストラテジーを取り入れた授業実践とその効果に関する研究

本研究の目的は、中学・高校・大学において、学習ストラテジー指導を英語の授業に体系的に取り入れた授業が、コミュニケーション能力の育成と学習意欲の向上に関して、どのような効果をもたらすかを比較・検証することであり、この目標を達成するために、「ストラテジー意識化タスク」および共通の教材を利用した学習ストラテジー指導を、中学・高校・大学の英語の授業において実践し、その効果を多角的に分析し評価を試みてきた。以下、当初の目的に関する本年度の実績を報告する。1.前年度に作成したストラテジー指導に使用するストラテジー・リスト、ストラテジー・ワークシート、ストラテジー・ダイアリーのプロトタイプを実践の中で一部修正しより実践的なものにした。2.指導理念と指導方法の精微化:前年度のパイロット授業実践の結果を基に、特に大学での授業実践の方法を工夫し、指導理念及び指導方法の精微化を試みた。このような授業実践に対する学習者の反応は、中学から大学に至るまで良好なものであった。しかしながら、こうした指導が学習者の英語力の向上に直接的に寄与するとの明確なデータを得るには至らなかった。3.本年度は、英語教育の将来の動向を見据えて、中高大の連携から一歩踏み出し、他の学習ストラテジー研究者および小学校現職教員の協力を受けて、東京都の区立小学校において小学校における学習ストラテジー指導を取り入れた英語活動の授業実践を行った。授業実践に対する児童の反応は非常に良好であり詳しい結果は、近く児童英語教育学会等で発表する予定である。4.研究成果:上記の研究の成果を、全国英語教育学会、中部英語教育学会、ASIA TEFLの年次大会において報告し、1篇の論文を発表した。本研究の目的は、中学・高校・大学において、学習ストラテジー指導を英語の授業に体系的に取り入れた授業が、コミュニケーション能力の育成と学習意欲の向上に関して、どのような効果をもたらすかを比較・検証することであり、この目標を達成するために、「ストラテジー意識化タスク(Strategy Consciousness-Raising Task)」および共通の教材を利用した学習ストラテジー指導を、中学・高校・大学の英語の授業において実践し、その効果を多角的に分析し評価を試みてきた。(1)教材の整備:学習ストラテジーを実際に指導する際に活用する、ストラテジー・リスト、ストラテジー・ワークシート、ストラテジー・ダイアリーのプロトタイプを作成した。(2)教材の改良:上記の教材を各校種において、学習ストラテジー指導の実践に取り入れ適宜、必要な修正と改良を行った。(3)指導理念と学習活動の整備:上記の学習ストラテジーの実際の指導に際して、Chamotet al.(1999),JACET学習ストラテジー研究会(2005)を参考に、中・高・大での授業実践の成果を照らし合わせ、共通の指導理念の精微化を試みた。(4)研究成果:上記の研究の成果を、岐阜大学教育学部研究報告に2本の論文として報告した。またこの研究に関連した成果の一部を第35回中部地区英語教育学会山梨大会での問題別討論会において、(1)学習者の英語学習への関わり方の調査、(2)「自律的学習能力(メタ認知的学習能力)」と「やる気」の伸張を目指した授業実践の紹介、という2点に焦点を当てながら報告した。

1.前年度に作成したストラテジー指導に使用するストラテジー・リスト、ストラテジー・ワークシート、ストラテジー・ダイアリーのプロトタイプを実践の中で一部修正しより実践的なものにした。2.指導理念と指導方法の精微化:前年度のパイロット授業実践の結果を基に、特に大学での授業実践の方法を工夫し、指導理念及び指導方法の精微化を試みた。このような授業実践に対する学習者の反応は、中学から大学に至るまで良好なものであった。しかしながら、こうした指導が学習者の英語力の向上に直接的に寄与するとの明確なデータを得るには至らなかった。3.本年度は、英語教育の将来の動向を見据えて、中高大の連携から一歩踏み出し、他の学習ストラテジー研究者および小学校現職教員の協力を受けて、東京都の区立小学校において小学校における学習ストラテジー指導を取り入れた英語活動の授業実践を行った。授業実践に対する児童の反応は非常に良好であり詳しい結果は、近く児童英語教育学会等で発表する予定である。4.研究成果:上記の研究の成果を、全国英語教育学会、中部英語教育学会、ASIA TEFLの年次大会において報告し、2篇の論文を発表した。
生物進化に学ぶ、大規模最適化への学習型分散的確率手法の開発

本研究は,大規模な組合せ最適化問題を解く新しいアプローチとして,生物に学んだ適応的な分散的確率手法の開発を目的とする。特に次の二点について研究を進めた。(1)生物の持つ適応学習機能として,遺伝的機構と免疫的機構に学び,これらを組み合わせることにより,大規模最適化手法を新しく開発した。(2)大規模最適化の解法に欠かせない学習の概念を,学習オートマトンネットワークやニューラルネットワークの研究を通して探究した。(1)で述べた手法は,遺伝的機構を取り入れることにより解探索の広域性を取り入れ広域探索を可能とし,免疫的機構を取り入れることにより,その多様性の保持と局所収束性の向上を可能としている。開発手法を超LSIのレイアウトにおける設計問題へ適用し,その有効性を示した。具体的には,レイアウト設計問題の一つであるフロアプランへ適用し,従来法との比較において,性能を評価した。(2)については,ネットワーク構造の学習機構を用い分散的学習の概念の本質を探求することにより,種々の新しい知見を得た。一部それらを最適化手法の開発に結びつける試みを行った。本年度は,生物の進化を取り入れた大規模最適化手法の基本的なアルゴリズムの開発を行い,超LSIのレイアウト設計における小規模な例への適用を行った.具体的には以下の通りである。・生物進化の概念としての遺伝の概念と,生物の免疫機構を取り入れた新しい最適化手法を開発した。・具体的には,超LSIのフロアプラン設計に適したアルゴリズムを構築した。・小規模なフロアプラン問題に適用して,本手法の性能を評価した。・超LSIのレイアウト設計の他の分野である配線などへの適用を試みた。・得られた結果に基づいて,本手法を改良していく次年度への指針を得た。また,計算機シミュレーションを通して,以下の点が明らかとなった。・データの規模により,収束性が非常に異なる。・試験的例と実際の例の間には,種々の制約条件などの隔たりがあり,解決が必要である。・具体的に,分散的扱いが可能かその実現性を探る必要がある。・最適化対象の特徴をうまく取り入れることにより,一層効率的なアルゴリズムが構成可能と思われる。本年度は,前年度開発した生物に学んだ大規模最適化手法の基本的なアルゴリズムを,超LSIのレイアウト設計問題へ適用した.具体的には以下の通りである。・前年度に開発した生物進化の概念としての遺伝機構と,生物の免疫機構を取り入れた最適化手法の改良を行った。・超LSIの具体的フロアプラン設計に適用して,アルゴリズムの改良を行った。・前年度の試験的な例への適用と,本年度の具体的な例への適用の違いを考察し,アルゴリズムのより一層の性能の向上を計った。・計算機シミュレーションを通して,従来法との比較検討を行った。・より高度な手法の開発への指針を得た。・対象の問題の複雑さにより,収束性が非常に異なる。・実際の例には種々の制約条件があり,制約条件の組み入れ方に工夫が必要である。・個々の最適化問題のタイプが持つ特徴を,うまく取り入れた手法を開発する必要性がある。・手法の基本的な考え方の実現であるアルゴリズムの構築において,並列性の取り入れ方など高速化を計るための工夫を対象問題のタイプにより考察する必要がある。
レチノイン酸による神経系形成の分子機構

我々はレチノイン酸(RA)が神経系形成における関与を明らかにする目的で,RAによるP19細胞の神経系細胞分化誘導の過程に特異的に発現するレチノイン酸応答遺伝子の分離を試みた.レチノイン酸48時間処理により,神経細胞分化の転写調節に必要とされるMASH,NSCL,MEBなどのB-HLHおよびツメガエルの神経系形成過程の発現した。組織非特異的B-HLH遺伝子であるMEBはRA処理、未処理でも発現していたが、マウス初期神経系に発現するMASHは1nHレチノイン酸、6時間以内に発現が見られ、NSCLは0.1uMレチノイン酸、48時間で発現が観察され、神経細胞分化を誘導するレチノイン酸の濃度、処理時間と対応していた。Goosecoidなどのホメオボックス遺伝子群、また、TrkB、Cなどのニューロトロフィクファクター受容体遺伝子がレチノイン酸により発現が誘導された。しかし,この段階では成熟神経細胞のマーカーであるニューロフィラメント、MAP-2は発現しておらず、むしろ神経前駆体細胞(神経上皮細胞)のマーカーであるネスチンが発現していた。このレチノイン酸処理した細胞をFGF(10ng/ml)処理や細胞間接触を促進させると48時間以内に成熟神経細胞へと分化し、ニューロフィラメント、MAP-2,A2B5、HNK-1などの神経細胞マーカーが発現した(図2)。このことから、レチノイン酸処理48時間だけでは完全な神経細胞には分化していないものの、神経前駆体細胞へと分化しており、液性因子や細胞間接触による情報により神経細胞へと分化することが明かとなった。すなわち、レチノイン酸処理48時間経過の段階で、神経誘導因子、およびその受容体、さらに、発生過程での神経系形成に関与する多くの遺伝子が発現している可能性が示唆された。
大西洋側北極海における近慣性内部重力波と乱流熱輸送：地球温暖化増幅の実態評価

本年度は、本申請課題で提案する2019年9月-2020年9月に開催される国際北極海観測"MOSAiC"プロジェクトの実現に向けて、その準備を着々と進める事ができた。MOSAiC観測の現場で必要となる全ての観測機材を手配する事からはじめた。具体的には、海氷下海洋境界層内の乱流熱フラックスを計測するための機材"渦相関フラックス計"の手配・開発にもっとも時間を要した。ここでは、既存の2種類のセンサー(流速と水温)を組み合わせて高頻度の同期観測を行うために、機器間の電力・メモリーの分配や回線経路についてメーカーを交えて入念に調整を行った。同時に、観測機器のテストおよび観測手順の訓練を行うため、オホーツク海の海氷フィールドを複数回にわたり訪問した。オホーツク海でのテスト・訓練は全て順調に終了し、良好なデータを取得する事ができた。オホーツクでの観測データに関しては、テストという位置付けのみならず、科学的にも価値のあるデータであり、今後、北極海との比較という角度も含めて、その解析を進めていく所存である。準備段階としては、MOSAiC本観測で使用する機材を船舶へ積み込むために、多くの物品を国際輸送にてドイツ・ブレーマーハーフェンに輸送するところまで完了した。本年度の科学面での成果としては、2013-2014年に西部北極海で取得された係留系のデータの解析を進め、国際誌に投稿し、一定の査読プロセスを受けた後に出版が受理された。ここでは、係留系最上部に設置されたに2種類の音響装置のデータを解析する事で、海氷の厚さや密接度、そして海洋上層の流動場に互いに高い相関がある事が見出された。特に、海氷直下の内部重力波の発生原因における海氷の漂流特性との関連については新しい知見を得る事ができた。上記で記述したように、観測機器の手配、調整、オホーツク海での実地訓練等を無事に完了する事ができた。また、機材を砕氷船への積み込みのためにドイツ・ブレーマーハーフェンの保税倉庫まで輸送し、すでに到着している。サイエンス面でも、国際誌より査読付き論文の出版が予定されており、本課題に密接に関連する過去の観測の成果をあげる事ができたことは、一定の評価に値すると考えている。今後は、国際A科研プログラムの一環として、ドイツ・Alfred Wegener InstuteをはじめとしたMOSAiCプロジェクトに関連する欧州機関を訪問し、数ヶ月間滞在する予定である。滞在先では、本観測の準備を進めると同時に、現地の研究者と、観測の行程や段取り、観測後の解析の分担などについて綿密な打ち合わせを重ねる予定である。滞在中は、研究課題が申請当時の内容以上の発展性が得られるようにさらなる戦略を模索していきたいと考えている。内定年度:2017本年度は、本申請課題で提案する2019年9月-2020年9月に開催される国際北極海観測"MOSAiC"プロジェクトの実現に向けて、その準備を着々と進める事ができた。
心不全における末梢血管平滑筋のギャップ・ジャンクション機能の検討。

高頻度ペーシングによる心不全モデルを用いて末梢血管(腸管膜動脈)におけるアドレナリン受容体機能にギャップジャンクション機能がどの程度関与しているかを、その抑制作用を有するヘプタノールを用いて検討することが目的。ビーグル犬を用いた高頻度ペーシングの心不全モデルであるが、右室ペーシング260bpmで5週間経過するとL VdP/dtは平均で3984mmHg/secから2804mmHg/secへと低下する。この際、イソプロテレノールの陽性変力作用も平均で40%低下する。しかしながら、腸管膜動脈を摘出した血管でのイソプロテレノールの反応低下はかなり軽微であることが予測されるため、摘出血管の評価法を確実にするために、まず、明らかにギャップジャンクションが障害されていると考えられるモノクロタリンを用いて作成した肺高血圧モデル(ラット)の肺動脈血管を用いて研究を行った。このモデルでは、モノクロタリン40mg/kgを皮下注後、2週後で、平均肺動脈圧は対照群平均17.9mmHgに対して42.8mmHgと高値を示した。フェニレフリンの濃度を200nMによる摘出肺動脈最大反応を基準にして、これに対して、ヘプタノールを予め投与した後に、同様の収縮反応を評価すると35%低下することが確認された。しかし、このヘプタノールの抑制効果はオーガンバスの微妙な温度差でその抑制にばらつきがでることが確認され、温度差がバス内で発生しないように水流ポンプの整備をふくめ、システムの改良を加えた。この時点に到達するまでに、機材整備等も含めて、平成9年から11年までの3年間を要した。このような詳細に関しては、論文内にも記載が乏しく、また、この分野はいまだに研究が十分進行していないことから技術的にかなり困難な領域と考えている。しかし、今後、高頻度ペーシング心不全モデルの腸管膜動脈を用いて研究を継続していきたいと考えているが、反応性が不安定なため、適宜、サンプルの摘出時期、摘出部位等を検討しながら、かなりの期間が必要であることが予測れさる。米国Harvard大学にて修得した技術を用いた慢性心不全モデル作成に多大な労力を要した。平成9年度の科学研究費を昨年の11月に預けることになり急遽不足していた血行動態及び心機能評価のためのコンピューターソフトを購入しほぼ目的としている研究課題を実行に移せる環境が作られた。まずはじめに、心不全モデルを作成できるかを検討し、その結果は、一部平成10年の日本循環器学会にて発表する予定である。概要を以下に示す。心室支配神経を除神経した群(VD群)としない群(C群)で心不全の進展に影響を及ぼすか否かを検討した。結果は、左室収縮能(dp/dt:-950±170vs-1486±178mmHg,Vcfc:-0.43±0.08vs-0.59±0.12,p<0.05,各々VD群vsC群)及び拡張能(T1/2:VD群;+10.8±2.3vsC群+6.7±1.2msec,p<0.05)の変化いずれもVD群で有意に良好であった。一方、目的とする研究課題は腸間膜動脈を用いて、現在進行中である。高頻度ペーシングによる慢性心不全モデルを用いて上記研究を施行しているが最終的な結果がでるのに今年いっぱいの期間を要すると思う。

一方、並行して行ったいた同モデルをもちいての研究については、以下の2つの結果を得たので報告します。(A)【目的】心臓神経が、心不全の進展過程で安静時左心室機能及びβ-アドレナリン受容体刺激に対する反応の変化に果たす役割を検討。【目的】雑種成犬18頭を、外科的心臓除神経を行った群(n=8)と正常群(n=10)に分け、右心室ペーシング(240/分)前、1日後、1週間後、及び4週間後に安静時左心室機能及びβ-アドレナリン受容体刺激に対する反応を調べ両群間で比較検討した。【結果】(1)心不全進展過程において、心臓除神経群は、正常群に比して後負荷-心筋収縮速度(Vcfc)関係が良好であり、左室dP/dtの低下(正常群:-1486±178,心臓除神経群:-950±170mmHg/秒,p<0.05)は、有意に少なかった。(2)イソプロテレノール(0.4μg/kg/min)によるβ-アドレナリン受容体刺激に対して、正常群は左室dP/dtの上昇が、前に比して有意に低下(前:+165±15%,4週後:+72±10%、p<0.05)したのに対して、心臓除神経群では低下しなかった(前:+205±19%,4週後:+198±23%)。ただし、血中ノルアドレナリン濃度は両群で4週後に有意に上昇し、両群間で差は認められなかった。【総括】慢性意識下雑種犬の心不全の進展過程において、心臓神経は安静時左心室機能及びβ-アドレナリン受容体刺激に対する反応の変化に重要な役割を果たしていることが示唆された。(B)【目的】心不全において、カテコラミンに対する感受性が低下することは良く知られている。しかし、近年急性心不全の治療薬として用いられているホスホジエステラーゼ(PDE)阻害薬の脱感作についての報告はない。従って、慢性心不全モデルを用いて、その程度とメカニズムについて検討した、【方法】雑種成犬7頭を用いて、動脈圧、左房圧、左室圧測定のためのカテーテル、ゲージを留置後、ペーシング前でミルリノン(5,10,20μg/kg/min)に対する心拍数、左室収縮能を評価後、3-4週間のペーシング後同様な実験を行った。更に、心不全と正常心筋での心筋内cAMP,PDE活性を測定した。【結果】ペーシング前は左室dP/dtの増加は+1550±107mmHg/sであったが、後は+615±67mmHg/sと有意に低下した。一方、心筋内cAMPは、心筋内膜側で-26%、心筋外膜側で-14%と低下。PDE活性は、心筋内膜側で-18%、心筋外膜側で-4%と低下した。【総括】このように、ホスホジエステラーゼ阻害薬は心不全の進展過程で脱感作され、そのメカニズムの一部は心筋内cAMP,PDE,活性の低下が関与していることが示唆された。以前、心不全において末梢血管のβアドレナリン受容体刺激反応が低下することは高頻度ペーシングによる心不全モデルを使用して示した。しかしながら、その低下が単にβアドレナリン受容体刺激伝達系のみの変化で説明可能であるかどうかはまだ解決されていない。そこで高頻度ペーシングによる心不全モデルを用いて末梢平滑筋のギャップジャンクションの機能を検討した。ペーシングを3-4週間行なった心不全犬とペーシングを行なわない正常犬から腸管膜動脈を採取し、イソプロテレノールによる血管拡張作用とフェニレフリンによる血管収縮作用がギャップジャンクション抑制作用を有すヘプタノールによりどの程度抑制されるかを評価した。