hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学習意欲向上のための総合的戦略に関する研究

今、学力向上が叫ばれている。しかし、学力向上の前に児童生徒の学習意欲の喚起のほうが先決問題である。児童生徒がその気にならなければ、学力は定着しないからである。ゆえに、児童生徒の学習意欲を喚起させるような学習指導法、教材開発が重要になってくる。また現在、中教審教育課程部会『第3期教育課程部会の審議状況について』において、「習得型・活用型・探求型の教育」が示されている。しかし、こうした教育は方向性としては示されているが、具体的な中身がまだない。そこでこの研究では、児童生徒の学習意欲を喚起させるような「活用型・探求型の教育」の教材開発の枠組みを開発し、学校現場の授業実践を通して検証することを目的とした。まず、中教審教育課程部会(平成19年1月23日)に位置つくものとして「知を活用する力」に着目した教材開発の枠組みを開発した。この枠組みは二つの方法で構成されている。一つは学習内容と現実社会・職業(製品・技術)・人間とのつながりを図る教材開発の方法である。学習内容が現実社会・職業(製品・技術)・人間とのつながりのなかで、どのように活用されているかを理解することによって、児童生徒は今行っている学習の意味を把握することができる。このことによって児童生徒の学習意欲は喚起されていく。二つめの方法は「授業のリアルな環境構成」である。これはとかく「ごっこ遊び」となりやすい授業の空間を生の現実社会の空間そのままに環境構成するものである。授業自体を生の現実空間にする方法である。筆者はこの二つの方法をもって、「知を活用する力」に着目した教材開発の方法とした。この枠組みを用いて中学校数学と算数で、教材開発、授業実践を行った。中学校数学では、「連立方程式」の学習内容が、病院の医療器具であるCTスキャンに活用されている事実を教材化した。この授業実践は、学習内容と現実社会・職業(製品・技術)・人間とのつながりを図った教材開発であった。また、算数では、「立体」の授業で、学習した内容からペン立てを作り、これを学習発表会のバザーで販売するというものであった。この授業実践は「授業のリアルな環境構成」であった。いずれの授業実践においても児童生徒の学習意欲は喚起した。次に、中教審教育課程部会の「活用型の教育」として、PISA型リテラシーをあげることができる。PISA調査自体が「知識・技術を実生活に活用する力」を測定しているからである。そこで、筆者はPISA型読解力の「熟考・評価」を高める教材開発の枠組みを開発した。PISA調査2003では、日本の生徒の「読解力」の低下が指摘された。特に日本の生徒は「塾考・評価」の正答率が低かった。そこでこの研究では、「熟考・評価」を高める教材開発の枠組みを開発した。「熟考・評価」の能力は、理解領域よりもむしろ表現領域においてわれることから、理解領域と表現領域をリンクさせた教材構成を提案した。もともと言語活動自体が「表現」と「理解」と離れて存在するものではなく表裏一体のものであるからである。また、「熟考・評価」は単に批判的に読む(クリティカル・リーディング)ではなく、テキストと距離を置き鳥瞰的な視点でテキストを構造的に捉える読みであるとした。このためにテキストの他に、サブテキストを用意し、「比較」という認識作業を通すことにした。このことによって児童生徒はテキストのテーマと自己の内面の価値観とを照合し、真の意味での「熟考・評価」の能力を育成できるようにした。このような教材構成のあり方を筆者は「教材のホリスティックな構成」と呼ぶことにした。この枠組みに基づき教材を開発し授業実践を通してその有効性について検証した。開発された教材を使った授業実践では、児童生徒の学習意欲を喚起し「熟考・評価」の能力も高めることができた。

筆者はこの二つの方法をもって、「知を活用する力」に着目した教材開発の方法とした。この枠組みを用いて中学校数学と算数で、教材開発、授業実践を行った。中学校数学では、「連立方程式」の学習内容が、病院の医療器具であるCTスキャンに活用されている事実を教材化した。この授業実践は、学習内容と現実社会・職業(製品・技術)・人間とのつながりを図った教材開発であった。また、算数では、「立体」の授業で、学習した内容からペン立てを作り、これを学習発表会のバザーで販売するというものであった。この授業実践は「授業のリアルな環境構成」であった。いずれの授業実践においても児童生徒の学習意欲は喚起した。次に、中教審教育課程部会の「活用型の教育」として、PISA型リテラシーをあげることができる。PISA調査自体が「知識・技術を実生活に活用する力」を測定しているからである。そこで、筆者はPISA型読解力の「熟考・評価」を高める教材開発の枠組みを開発した。PISA調査2003では、日本の生徒の「読解力」の低下が指摘された。特に日本の生徒は「塾考・評価」の正答率が低かった。そこでこの研究では、「熟考・評価」を高める教材開発の枠組みを開発した。「熟考・評価」の能力は、理解領域よりもむしろ表現領域においてわれることから、理解領域と表現領域をリンクさせた教材構成を提案した。もともと言語活動自体が「表現」と「理解」と離れて存在するものではなく表裏一体のものであるからである。また、「熟考・評価」は単に批判的に読む(クリティカル・リーディング)ではなく、テキストと距離を置き鳥瞰的な視点でテキストを構造的に捉える読みであるとした。このためにテキストの他に、サブテキストを用意し、「比較」という認識作業を通すことにした。このことによって児童生徒はテキストのテーマと自己の内面の価値観とを照合し、真の意味での「熟考・評価」の能力を育成できるようにした。このような教材構成のあり方を筆者は「教材のホリスティックな構成」と呼ぶことにした。この枠組みに基づき教材を開発し授業実践を通してその有効性について検証した。開発された教材を使った授業実践では、児童生徒の学習意欲を喚起し「熟考・評価」の能力も高めることができた。この研究では、学習内容と日常現実社会とのつながりをつけた教材・単元開発を行った。これを学習内容(部分)と日常現実社会(全体)との関連性を考える、「ホリスティック」な視点で追究した。この「ホリスティック」な視点に立つ教材・単元開発は、学習内容(部分)と日常現実社会(全体)とのつながりを重視するものである。今行っている学習(部分)が日常現実社会・産業(製品・技術)・職業・人間(全体)とどのようにつながり、そのなかでどのように活用されているかを問題にする。今行っている学習が、日常現実社会にもつながっており、それがやがて自分自身や自分を取り巻くコミュニィティーにも影響を及ぼしてくることを児童生徒は理解することができる。このことによって、児童生徒の学習意欲は喚起され、児童生徒の内面の深い部分で、「あ、そうなのか」と実感的に理解(感性的理解)することができると考えられる。こうした感性的な理解こそ、生きて働く知識・技能であり、「知識・技能を実生活に活用する力」であると考える。
熱応答性インテリジェント材料を利用した血管内皮細胞シートの移植

創傷治癒過程において受傷後早期に血管新生を促すことは、創部への栄養供給を確保することのみならず、感染を防止するための免疫担当細胞の母床を形成する意味で重要である。そこで真皮層の細胞として血管内皮細胞(EC)を選択した。しかし、これまでECを直接移植してその血管新生効果を検討した報告はなかった。これは、間葉系由来のECに対して、その生理活性と細胞間結合を維持したまま回収するための適当な酵素が見あたらないためである。本研究では、熱応答性高分子(N-イソプロピルアクリルアミド鎖)を結合した培養基材(感温性ディッシュ)による低温細胞剥離法を用いて血管内皮細胞シートを得、組織構築された集合細胞の形態での移植を試みた。その生着過程を組織学的に検索することによってECの血管新生効果を検討した。ウィスター系ラットの胸部大動脈を無菌的に採取し、血管を反転した。その両端を平滑筋の混入を防ぐためにクランプして、感温性ディッシュ上で20%FBSを添加した改変MCDB131培地を用いてexplant cultureした。Subconfluentに達した時点で継代培養を行い、4代継代したECを37°Cから5°Cの低温にすることで細胞シートを剥離した。同種ラット背部2ケ所から全層皮膚を挙上しpanniculus carnosusを除去して元の創部に縫合しtie-overdressingを行った。この際、尾側の植皮片と母床との間に培養ECシートを移植し、他方は対照とした。これより、肉芽組織内、真皮内のどちらも危険率5%で有意にEC移植群の方が対照群に比較して血管数の増加が多いことが確認された。次に、血管新生効果をコラーゲン型人工真皮を用いて議論した。その結果、血管内皮細胞移植群は、人工真皮のみの対照群に比較して血管数の増加が有意に多かった。また、人工真皮の収縮も移植群の方が小さい傾向が窺われた。ウイスター系ラットの胸部大動脈を無菌的に採取し、血管を反転した。同種ラット背部2ヶ所から全層皮膚を挙上しpanniculus carnosusを除去して元の創部に縫合しtie-over dressingを行った。

また、対象群とECシート移植群の植皮片内血管の開存を検索するために、墨汁染色像を行った。これより、生着層の炎症細胞浸潤の程度は、対象群とECシート移植群とも同程度で3日目より消退傾向であった。一方、肉芽組織内、真皮内のどちらも危険率5%で有意にEC移植群の方が対照群に比較して血管数の増加が多いことが確認された。創傷治癒過程において受傷後早期に血管新生を促すことは、創部への栄養供給を確保することのみならず、感染を防止するための免疫担当細胞の母床を形成する意味で重要である。そこで真皮層の細胞として血管内皮細胞(EC)を選択した。しかし、これまでECを直接移植してその血管新生効果を検討した報告はなかった。これは、間葉系由来のECに対して、その生理活性と細胞間結合を維持したまま回収するための適当な酵素が見あたらないためである。本研究では、熱応答性高分子(N-イソプロピルアクリルアミド鎖)を結合した培養基材(感温性ディッシュ)による低温細胞剥離法を用いて血管内皮細胞シートを得、組織構築された集合細胞の形態での移植を試みた。その正着過程を組織学的に検索することによってECの血管新生効果を検討している。今年度は、感温性ディッシュ上でラット血管内皮細胞を培養し、37°Cから5°Cの低温にすることで細胞シートを剥離し、その移植による創傷治癒効果、特に血管新生効果をコラーゲン型人工真皮を用いて議論した。その結果、20日目の組織像では、人工真皮のみの対照群と血管内皮細胞移植群では血管の密度も異なり、その形態も対照群が直線的に上行し相互の交通に乏しい血管であるのに対して移植群では複雑に蛇行した血管網が形成されていた。すなわち、血管内皮細胞移植群は、人工真皮のみの対照群に比較して血管数の増加が有意に多かった。また、人工真皮の収縮も移植群の方が小さい傾向が窺われた。
プロトン導電体の開発とその燃料電池への応用に関する研究

本研究は、高温電池に比べて材料的問題の少ない中程度の温度領域で働く固体電解質燃料電池に用いるプロトン導電体の開発を目指したものである。初年度はケイ酸(Sio_2・nH_2O)とリン酸(H_3PO_4)の混合物を300゚Cに加熱して得られた白色固体粉末を加圧成形し、ディスク状の固体電解質とした。これにリン酸電池で用いたものと同じ多孔質電極を圧着し、さらにガス供給のためのフランジをとりつけて燃料電池とした。電池に酸素ガスと水素ガスを供給し、200゚Cで分極を測定した。水素極についてはリン酸電池とほとんど同じ性能が得られたが、酸素極は著しく性能が低く、電極性能の再現性も悪かった。電解質の加熱条件や、電極の撥水性を色々に変えて実験を繰り返したところ、酸素極側で生成する水分が電解質の一部を溶解し、電極細孔中に浸透し、電極の細孔をふさぐため酸素極の性能が低下したものと結論された。水の影響を受けにくい電解質として、メタリン酸ガラスを骨格とするプロトン導電体の作製を試みた。メタリン酸にシリカを加え、1000゚Cで加熱熔融後、急冷するとメタリン酸ガラスが得られた。これを粉砕し、リン酸を少量含浸し、加圧成形することにより固体電解質とした。前の実験と同様の電極を用いて燃料電池を組み立て200゚Cで分極の測定を行った。水素極は大変高い性能を示したが、酸素極は充分な性能が得られなかった。酸素極の性能を改善するため、電極を粉末状にして圧着する方法、電解質も粉末として粉末状電極と同時に圧着成形する方法により、酸素極の性能を改善することが出来た。しかしながら、リン酸電池の性能と比べるとなお改善の余地があり、作動温度の高温化、有効反応面積の増大などが今後の研究課題として残されている。1.目的リン酸燃料電池は現在最も進んだ燃料電池であるが、電解質が液体であるため、電池の寿命や信頼性の点に問題がある。この困難を解決する一つの方法は電解質の固体化である。電極性能と触媒の対被毒性を考慮すると、電池の作動温度は200°C以上が望ましい。しかしながら提案されている既存のプロトン導電体はいずれも導電性を保持するのに水分の含有が必須なため、温度の上昇につれて導電性を失い高温での使用に耐えられない。本研究は従来のリン酸電池と同じ温度領域(200°C)で使用可能なプロトン導電体の開発とその燃料電池への応用を目的とした。2.実験方法オルトリン酸の重合体であるメタリン酸は室温ではガラス状固体であるが、200°Cでは粘稠な液体となる。その融点を上げるためケイ酸を加えたところ、目標の温度領域で固の状態を保った。ケイ酸の添加量を調節することにより、200°Cで10Ωcmの桁の伝導度をもつプロトン導電体が得られた。これをディスク状に成形した後、白金担持のカーボンブラック製ガス拡散電極をディスクの両面に圧着し、酸素-水素燃料電池に組み立て電極特性を測定した。作動温度は200°Cとした。3.結果電極性能は電解質中のケイ酸含有量に強く依存した。ケイ酸含有を少なくすると伝導°Cは増大したが吸湿性が増した。

電解質の吸湿によって電解質の部分的な溶解が起こり、溶解成分が電極細孔の目づまりを引き起こすため、ガス供給が断たれ、電極性能が低下することがわかった。酸素極側では電極反応の結果、水が生成するので電解質の吸湿性には特に敏感であった。電極の目づまりによる性能低下は電極の揮水性を高めることによってある程度防ぐことが出来た。特に酸素極の性能は揮水性の制御によって大幅に向上した。以上の諸要素を勘案すると結局ケイ酸を30%程度含む電解質を用いたとき最高の電極性能が得られ、300mA/cm^2の負荷電流を支えることが出来た。ポリリン酸を骨格とするプロトン導電体に代えて、本年度はメタリン酸ガラスを骨格とするプロトン導電体を作成し、電解質の信頼性と電池性能の再現性を向上させることを目的とした。メタリン酸(HPO_3):シリカ(SiO_2)をモル比で3:1の割合に混合し、これを1000°Cで加熱熔融後ステンレス上で急冷し、メタリン酸ガラスを作成した。粉砕後300°Cに加熱しつつリン酸を加えることによって上記ガラス中にリン酸を溶解した。得られたリン酸ガラスを30mmφのディスクに成形し、リン酸電池と同じ多孔質電極を圧着し、酸素-水素燃料電池とした。分極特性は200°Cで測定した。固体電解質を用いたことによる電池性能の低下は水素電極よりも酸素電極に強く出ることが分かった。リン酸ガラスを電解質とし、電極として白金黒とカ-ボンブラックからてる2成分混合電極を用いたとき、限界電流は白金含有量にほぼ比例して増大した。リン酸電池では電解質が電極細孔中に浸透するため、電極-電解質間の接触が充分大きく保たれるが電解質が固体になると、この接触面積が著しく小さくなり、電極性能が低下する。電極-電解質間の接触を良くするため、電極をシ-ト状に圧延せず、粉末のまま電解質ディスクに圧着することにより、性能が改善された。さらに電解質もディスク状とせず、粉末のまま上記粉末電極とともに圧着成形する、接触面積が増し性能が向上した。接触面積によるこのような性能変化は酸素極のみに見られ、水素極の性能は接触面積にほとんど依存しないことか分かった。これらの事実はプロトン導電性電解質を用いると、電極反応の結果生成する水が酸素極側で発生することと関係があると考えられる。電池性能の向上のためには酸素極の一層の性能向上が望まれる。
心臓イメージング計測による心筋梗塞時不整脈のメカニズム解明

研究代表者らはこれまでの研究により、ラット心臓および心筋細胞において、虚血再灌流障害およびその模擬状態の増悪に、一過性受容器電位チャネルサブタイプM4(TRPM4チャネル)が関与していることを明らかにしてきた。しかし心臓虚血再灌流障害へのTRPM4チャネルの関与がヒトにおいても見られるか否かは定かではない。これを明らかにするため、TRPM4チャネルをCRISPRノックアウトしたヒトiPS心筋細胞を用い、虚血再灌流障害の模擬状態においてTRPM4チャネルが細胞傷害に与える影響を調べる実験系を考案した。その前段階として、ラット心筋細胞株H9c2のTRPM4チャネルのCRISPRノックアウトを行なった。その結果、単一対立遺伝子ノックアウト細胞および両対立遺伝子ノックアウト細胞を得た。単一対立遺伝子ノックアウト細胞において、虚血再灌流障害を模擬する過酸化水素投与を行なったところ、野生型細胞と比べ細胞傷害の程度が軽減されていることを確認した。また単一対立遺伝子ノックアウト細胞では、過酸化水素投与によるミトコンドリア膜電位変化および細胞内ATP濃度の減少が軽減されていることを確認した。これらの結果は、虚血再灌流障害のもう一つのモデルである低酸素/再酸素化処理においても同様に認められた。以上の結果から、虚血再灌流障害の模擬状態における細胞傷害にはTRPM4チャネルが関与しており、そのメカニズムにはミトコンドリア膜電位変化および細胞内ATP濃度の減少が関係していることが示唆された。今後はヒトiPS心筋細胞を用いてTRPM4チャネルのCRISPRノックアウトを行い、ヒトの心臓虚血再灌流障害の病態解明を進めたい。1)カルシウム感受性色素としてFluo4を用い、ラット心臓をランゲンドルフ灌流しつつカルシウムイメージングを行う系のテストを行った。2)心臓におけるTRPMチャネル発現の3次元マップの作成を目的とし、Matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) imaging mass spectrometry(MALDIイメージング)を行った。ターゲット臓器である心臓およびコントロール臓器である精巣を、TRPC6ノックアウトマウスおよび野生型のマウスから1個ずつ採取し試料として用いた。その結果、同時に57種類以上のタンパク質の発現マップを100 umの解像度で得ることができた。心臓においては心筋特異的タンパク質であるcardiac alpha actin, cardiac troponin T, tropomyosin alpha-1 chain, titin, myosin light chain 1, myosin light chain 3, myosin-6の局在を確認することができた。3)ヒト心筋細胞におけるTRPMチャネルの不整脈への寄与を調べる実験では、ヒトiPS細胞を心筋細胞に分化させ、細胞内カルシウムイオン濃度のリアルタイム観察および心筋収縮能の定量的解析法を確立した。虚血再灌流障害を模擬する条件として過酸化水素の投与を行い、その至適濃度を調べた。今後はTRPMチャネル阻害剤を用いることにより、虚血再灌流障害を模擬した条件下で不整脈の発生メカニズムの解明を目指す。本研究は3点の研究目標を持つ:1)心臓イメージング計測によりTRPMチャネルの不整脈への寄与を解明、2)イメージング質量分析により心臓上のTRPMチャネル発現の3次元マップを作成、および3)ヒト心筋細胞におけるTRPMチャネルの不整脈への寄与を解明。このうち1)に関してはラット心臓のランゲンドルフ灌流によりカルシウム感受性色素を作用させることに成功した。2)に関してはMALDIイメージングを実際に行い、課題達成の問題点を明確にした。また3)に関してはiPS分化誘導心筋を用いて虚血再灌流模擬条件による細胞障害の程度を定量的に解析する方法を確立した。ヒトiPSから分化誘導させたiPS心筋細胞を用い、虚血再灌流障害の2つのモデルを確立した。一つは過酸化水素水の投与、もう一つは低酸素曝露・再酸素化処理である。過酸化水素水投与に関し、750uMで4時間の投与が有効であることが分かった。また低酸素曝露・再酸素化処理に関しては、2%酸素で22時間の曝露後、20%酸素で2時間再酸素化を行うことにより虚血再灌流による細胞障害が模擬されることが分かった。これらの虚血再灌流障害モデルにおいて、iPS心筋細胞の活性の低下および収縮能の低下が確認された。TRPM4チャネルの阻害薬である9-phenanthrolの前投与により、虚血再灌流障害モデルにおける細胞活性の低下および収縮能低下は減弱した。このことから、ヒト心筋細胞においてもTRPM4チャネルが虚血再灌流障害の発症に関与していることが示唆された。心臓虚血再灌流障害に加え、低酸素・低栄養の曝露による心筋梗塞モデルをヒトiPS心筋細胞において確立した。またヒトiPS心筋細胞において、細胞内カルシウムイオンレベルのリアルタイム記録、およびミトコンドリア膜電位の記録を行った。これまでラット心臓および心筋培養細胞株で行ってきた実験系を、ヒトiPS心筋細胞の系に移行した。ヒトiPS心筋細胞を用いて心臓虚血再灌流障害のモデルを2種確立した上、心筋梗塞のモデルも作出した。心機能に関し、ヒトとラット・マウスとの間の違いが従来より指摘されている。最終目標をヒトの心筋梗塞の予防法開発とする本研究において、ヒトにおける実験系の確立の意義は極めて大きい。しかし心臓虚血再灌流障害へのTRPM

4チャネルの関与がヒトにおいても見られるか否かは定かではない。これを明らかにするため、TRPM4チャネルをCRISPRノックアウトしたヒトiPS心筋細胞を用い、虚血再灌流障害の模擬状態においてTRPM4チャネルが細胞傷害に与える影響を調べる実験系を考案した。その前段階として、ラット心筋細胞株H9c2のTRPM4チャネルのCRISPRノックアウトを行なった。その結果、単一対立遺伝子ノックアウト細胞および両対立遺伝子ノックアウト細胞を得た。単一対立遺伝子ノックアウト細胞において、虚血再灌流障害を模擬する過酸化水素投与を行なったところ、野生型細胞と比べ細胞傷害の程度が軽減されていることを確認した。また単一対立遺伝子ノックアウト細胞では、過酸化水素投与によるミトコンドリア膜電位変化および細胞内ATP濃度の減少が軽減されていることを確認した。これらの結果は、虚血再灌流障害のもう一つのモデルである低酸素/再酸素化処理においても同様に認められた。以上の結果から、虚血再灌流障害の模擬状態における細胞傷害にはTRPM4チャネルが関与しており、そのメカニズムにはミトコンドリア膜電位変化および細胞内ATP濃度の減少が関係していることが示唆された。今後はヒトiPS心筋細胞を用いてTRPM4チャネルのCRISPRノックアウトを行い、ヒトの心臓虚血再灌流障害の病態解明を進めたい。1)心臓イメージング計測によりTRPMチャネルの不整脈への寄与を解明:カルシウム感受性色素Fluo4より高感度の色素を用い、より高精度な心臓イメージング計測系を確立する。2)イメージング質量分析により心臓上のTRPMチャネル発現の3次元マップを作成:MALDIイメージングにより心臓特異的なタンパク質の検出には成功したものの、TRPC6を含めイオンチャネルタンパク質の発現を確認することはできなかった。今後はサンプル処理の方法を改善し、TRPMチャネルの分布確認を目指す。3)ヒト心筋細胞におけるTRPMチャネルの不整脈への寄与を解明:TRPMチャネル阻害薬またはTRPMチャネルのノックダウンにより、虚血再灌流模擬条件による細胞障害への効果を調べる。心筋細胞における虚血再灌流障害およびそれにより引き起こされる心筋梗塞の発症過程の解明に関し、ヒトiPS心筋細胞を用いた疾患モデルへのシフトをさらに促す。iPS細胞から心臓細胞への分化誘導は目下のところ心室筋細胞のみをターゲットとしているが、今後は心房筋細胞と刺激伝導系細胞への分化誘導も行う。この実験系において、細胞内カルシウムイオン濃度のリアルタイム記録とミトコンドリア膜電位の測定を行い、心筋梗塞発症のより精緻なメカニズム解明を目指す。心筋梗塞発症におけるTRPM4チャネルの関与を調べる実験では、これまで阻害薬やRNA干渉を用いてきた。今後はCRISPRによるノックアウトを行い、TRPM
歩き出しの生理学に基づく脳梗塞麻痺患者のリハビリテーション支援ロボット開発

視線、頭部、体幹の動作と全身移動の関係性に着目したリハビリテーションを提案する。従来研究において、歩行計測データから、体の各部位の水平面内の回転に注目すると、平均的に視線や頭部が、歩行方向および他の体部位よりも早く回転しており、それらの持つトップダウンの関係が予測されていた。ここではその解析をさらに進め、それらの関係性の制御モデルを電動車椅子に実装し、運動機能障害患者のための車椅子を構築する。脳梗塞による運動機能障害のリハビリテーション支援機器の開発において、歩き出しに関わる脳部位(歩行誘発野)の性質は、これまで十分に考慮されてこなかった。それらの部位は、脊髄へのパターン開始指令を出すだけではなく、歩行時の視線や頭部・体幹の姿勢も制御している。頭部には視覚、平衡感覚の受容器が集中しており、これらによる空間中の全身移動の知覚情報処理は、歩行の生成、制御において大きな役割を持っている。ここでは、視線、頭部、体幹の動作と全身移動の関係性に特化したリハビリテーションを提案する。それらの関係性の制御モデルをヒト計測データに基づいて構築し、電動車椅子に実装し、機能障害患者のためのロボットシステムを構築する。1.これまでの研究で、歩行計測データから、体の各部位の関係性として水平面内の回転に注目すると、平均して視線が約600ミリ秒、頭部が約300ミリ秒、歩行方向および他の体部位よりも早く回転しており、視線や頭部が歩行方向や体部位の動きを予測しているという結果が得られていた。ここではその解析をさらに進め、歩行軌道の曲率に応じた予測時間を求めた。同時に、体の各部位(視線、頭部、体幹、足部)間の時間差を求め、視線から始まりトップダウンで回転方向が伝搬することを確認した。力学的な側面だけに注目すれば、物体の運動は外力を起点として起こることから、床から足裏に受ける力を基準として歩行を記述することになる。しかし神経情報処理的には、頭部、体幹が基準となって運動が生成される。ただし足部は回転方向や遊脚期/立脚期依存性があり例外的な振る舞いを示す。2.市販の電動車椅子のコントローラを変更して、モーションキャプチャによるリアルタイムの動作データを入力とし、上記で計測された頭部から進行方向への遅れを伴うシステムを構築し、操作性の評価を行った。それらの部位は、脊髄へのパターン開始指令を出すだけてはなく、歩行時の視線や頭部・体幹の姿勢も制御している。本研究では、視線、頭部、体幹の動作と全身移動の関係性に特化したリハビリテーションを提案する。それらの関係性の制御モデルをヒト計測データに基づいて構築し、電動車椅子に実装し、機能障害患者における効果を検証する。この目的の下、本年度に以下の研究成果を得た。1.これまでの研究で、ヒト歩行の計測データから、体の各部位の関係性として水平面内の回転に注目すると、平均して視線が約600ミリ秒、頭部が約300ミリ秒、歩行方向および他の体部位よりも早く回転しており、視線や頭部が歩行方向や体部位の動きを予測しているという結果が得られていた。本年度はその解析をさらに進め、歩行軌道の曲率に応じた予測時間を求めた。同時に、体の各部位(視線、頭部、体幹、足部)間の時間差を求め、視線から始まりトップダウンで回転方向が伝播することを確認した。ただし足部に関しては左右、遊脚期/立脚期によって異なる挙動となるが平均的には、例外的に体幹よりも早い時点で回転する。研究計画で一年目に行うとしたもののうち、ヒト動作データの解析の精緻化、数理モデルのシミュレーションによる検討、電動車椅子への単純な遅れモデルの実装までは行ったものの、ダイナミクスモデルの実装に基づく電動車椅子の制御とその操作性の評価を行うことができなかった。また、得られた成果の一部を会議にて発表し、また雑誌論文として投稿、査読中となっているが、十分に発表できたとは言えない。以上により、「やや遅れている」とした。1年目の計画で達成できなかった電動車椅子へのダイナミクモデルによるコントローラの実装とその操作性の検証を早急に行い、2年目の内容として計画していた脳卒中による動作機能障害も持つ患者さんへの適用、その効果の検証を行う。特に研究費が必要となる部分については下の欄で述べる。繰越額の発生に関しては、所属している研究機関で所有していた電動車椅子を改変して当研究の目的に使用することができたため、当研究費で購入する必要がなかったことが大きい。スイッチによって通常モードと外部入力モードに切り替えられるようにしてあり、もとの電動車椅子としての機能を保っているため、所有している研究機関での研究に影響はない。現在、電動車椅子のコントローラへの入力となる頭部動作の計測にはモーションキャプチャ(MAC3D)または市販の慣性センサ(Xsens)を用いている。

実際のフィールドに適用するにはモーションキャプチャは装置および手間が大掛かりなものとなるので、慣性センサで手軽に用いられるものが望ましい。現在使用している慣性センサはドリフトの問題が発生することがあるので、安定した計測のため、より高精度な慣性センサを購入する。視線計測に関して、動作解析の分野で標準的に使用されている計測装置(EyeMarkRecorder9)を用いているが、リアルタイムでのロボットへのフィードバックには、瞳中心検出部の動作が遅く、適していないのが現状である。これを改善するため、新たな計測装置の開発または購入を検討する。また、患者さんへの適用を行う際に、装置の輸送費および患者さんへの謝金が必要になる。
大脳-赤核系による古典的条件反射の初期過程と後期過程

ネコの赤核を介する条件付けは,大脳-赤核線維の刺激と前肢の皮膚または青斑核の刺激を組み合せたときに特異的に成立し,大脳-赤核シナプスの伝達効率が上昇する.この大脳-赤核シナプスの可塑的変化の実態と過程を調べることが本研究の目的である.1.大脳-赤核シナプス電位と赤核ニューロンのケーブル特性から示唆されていた大脳-赤核シナプスの新生が,電子顕微鏡像の定量的解析により明らかになった.2.条件付けは大脳-赤核線維と青斑核の刺激を一定の時間間隔で組み合せることが必要であり,ランダムな時間間隔で組み合せた場合には条件付けが成立しない.したがって,この行動変化は連合条件付けである.3.大脳皮質感覚運動野から赤核ニューロンへの伝達物質候補であるグルタミン酸と,青斑核ニューロンの主要伝達物質であるノルアドレナリンの赤核ニューロンに対する作用を,生後34週齢のモルモットから切り出した新鮮脳切片を用いて電気生理学的に調べた.4.グルタミン酸は赤核ニューロンの入力抵抗の減少を伴う一過性の脱分極を誘発した.5.ノルアドレナリンの投与により,赤核ニューロンの多くで310分間持続する脱分極が記録され,入力抵抗の増加が観察された.6.ノルアドレナリンまたはそのα_1受容器のアゴニストであるフェニレフリンの投与により,活動電位の後過分極電位のうちCa^<TT>依存性K^Tチャネルによる遅い成分が選択的に減少した.7.グルタミン酸とノルアドレナリンを同時に投与する効果と各々を単独に投与する効果を,赤核ニューロンの発火応答を指標に調べ,両者の差を見い出した.ネコの赤核を介する条件付けは,大脳-赤核線維の刺激と前肢の皮膚または青斑核の刺激を組み合せたときに特異的に成立し,大脳-赤核シナプスの伝達効率が上昇する.この大脳-赤核シナプスの可塑的変化の実態と過程を調べることが本研究の目的である.1.大脳-赤核シナプス電位と赤核ニューロンのケーブル特性から示唆されていた大脳-赤核シナプスの新生が,電子顕微鏡像の定量的解析により明らかになった.2.条件付けは大脳-赤核線維と青斑核の刺激を一定の時間間隔で組み合せることが必要であり,ランダムな時間間隔で組み合せた場合には条件付けが成立しない.したがって,この行動変化は連合条件付けである.3.大脳皮質感覚運動野から赤核ニューロンへの伝達物質候補であるグルタミン酸と,青斑核ニューロンの主要伝達物質であるノルアドレナリンの赤核ニューロンに対する作用を,生後34週齢のモルモットから切り出した新鮮脳切片を用いて電気生理学的に調べた.4.グルタミン酸は赤核ニューロンの入力抵抗の減少を伴う一過性の脱分極を誘発した.5.ノルアドレナリンの投与により,赤核ニューロンの多くで310分間持続する脱分極が記録され,入力抵抗の増加が観察された.6.ノルアドレナリンまたはそのα_1受容器のアゴニストであるフェニレフリンの投与により,活動電位の後過分極電位のうちCa^<TT>依存性K^Tチャネルによる遅い成分が選択的に減少した.7.グルタミン酸とノルアドレナリンを同時に投与する効果と各々を単独に投与する効果を,赤核ニューロンの発火応答を指標に調べ,両者の差を見い出した.
マンガンカテコールジオキシゲナーゼの機能発現と反応機構

単核非ヘム鉄カテコールジオキシゲナーゼについては,酵素および構造・機能モデル研究が多く報告されているが,研究の進んでいないマンガンカテコールジオキシゲナーゼについて,モデル錯体による酸素化機能発現を実現し,また,モデル中間錯体がこれまで知られていない電子的・立体的構造をとっていることを明らかにした。先ず,単核のMn(II)-セミキノン錯体を単離し,結晶構造を明らかにした。この錯体は,セミキノン配位子DTBSQ(di-t-butylbenzosemiquinonate)がマンガンMn(II)に1:1で配位する新規な錯体であるばかりでなく,ラジカルの配位にも係わらずMn(II)の電子状態を保っているということにおいても新しい型の錯体であることが明らかになった。さらに,従来のoctahedral構造とは全く異なり,[Mn(TPA)(DTBSQ)]BPh_4錯体のTPA配位子がtrigonal pyramidal型を形成し,これに対面する形でセミキノンが2座配位で結合している。この錯体の電子状態がMn(II)-SQであってMn(III)-Catでないことは,Mn-O結合距離,IR(ν_<co>),XANES,ESR,磁化率などで明らかになった。この錯体をエタノール溶液に溶解し,酸素を導入するとintradiol型酸素化開裂による生成物が選択的に得られた。この反応はMn(II)による芳香環の酸素化開裂の最初の例である。
資源・経済両面の持続性を備えた漁業管理システムの確立に関する研究

本研究の目的は、資源・経営両面の持続性を備えた新たなボトムアップ型漁業管理システムを提案するである。そのために、我が国を代表する漁業管理制度であるプール制、ローテーション制、IQ制という3つの管理システムに関する理論モデルの構築と実証を行い、しかる後にこれらの組み合わせや使い分けを検討する。実誠分析に際しては、Difference in Differences(DID)法と呼ばれる分析手法を用いる。DID法では、対象となる制度を導入した地域の制度導入前後の変化と、その制度を導入していない地域で同期間に生じた変化を比較する。これにより、対象となる制度以外の外部要因によって生じる影響が除去され、純粋に制度導入によって生じた変化だけを抽出することが可能となる。従って、本研究においてもDID法を利用することにより、対象とする漁業管理システムの導入によって生じた純粋な変化を抽出し、精度の高い実証分析が可能となる。DID法を用いるためには、条件の類似した複数の地域における時系列データ(=パネルデータ)が必要となる。そこで、本研究では、北海道沖合底引き網漁船によるスケトウダラ漁業を分析対象として選択した。当該漁業は、プール制・ローテーション制・IQ制を導入している地区がそれぞれ存在し、地区ごとの魚価・漁獲量・努力量のデータが時系列で整っていることから、これら3種の漁業管理システムをDID法によって分析することが可能である。本研究の第一ステップである理論モデルの構築を行うためには、現地の定性情報を十分に収集する必要がある。そこで、4月B月の5ヶ月間で、北海道沖合底引網漁業の太平洋沿岸の4基地(室蘭・日高・広尾・釧路)に2回ずつ調査に赴き、各地区の操業実態に関する綿密な定性情報を収集した。調査の結果、室蘭地区には6隻の沖底船が所属しており、全船で全期間・全魚種に関してプール制操業を実施していることが明らかとなった。日高地区には3隻の沖底船が所属しており、主要漁獲対象種であるスケソウダラに関しては日々の各船の上限漁獲量を設定した上で、集団操業を行っていることが明らかとなった。広尾地区では、スケソウダラ漁獲枠を2隻の所属船に均等配分しており、IQ制度を実施していることが確認された。最後に釧路地区では15隻の漁船が所属し、日高地区と同様に漁船ごとの日々の上限漁獲量を設定するともに、操業日数調整も合わせて案施していることが明らかとなった。当該地区では、漁場をローテーションで使用しており、ローテーションの仕方に関しては詳細なルールが定められていることが判明した。各地区とも、沿岸漁業との間で漁場を共有しており、地区ごとに明文化されていない操業ルールを有していた。従って、そのようなルールを理論モデルに組み込む必要性が明らかとなり、これまでの調査でかなりの情報を集めることに成功している。以上から、理論モデルの構築を行うための定性情報は十分に収集できたものと思われる。次に、構築した理論モデルの実証を行うためには、定量的なデータを収集する必要がある。当初の研究計画では地区ごとに一まとめのデータを収集する予定であったが、調査の過程で各地区とも漁船レベルでのデータが存在することが明らかとなった。そこで、定性情報の収集と平行して漁船レベルの定量データの収集も行い、10年以上に渡る漁船別の操業データを入手することに成功した。また、漁業者への聞き取り調査を通じて、解釈に注意を要するデータや、定義が途中で変化しているデータなどの存在を明らかにした。従って、実証分析を実施する段階では極めて精度の高い分析を行うことが可能な状態となっている。当初の計画通り現地の定性情報を十分に収集することに成功し、さらに精度の高いマイクロデータを長期間に渡って収集することもできた。従って、今後の理論モデル構築および実証分析を行うための準備が整ったといえる。調査の結果、室蘭地区には6隻の沖底船が所属しており、全船で全期間

・全魚種に関してプール制操業を実施していることが明らかとなった。日高地区には3隻の沖底船が所属しており、主要漁獲対象種であるスケソウダラに関しては日々の各船の上限漁獲量を設定した上で、集団操業を行っていることが明らかとなった。広尾地区では、スケソウダラ漁獲枠を2隻の所属船に均等配分しており、IQ制度を実施していることが確認された。最後に釧路地区では15隻の漁船が所属し、日高地区と同様に漁船ごとの日々の上限漁獲量を設定するともに、操業日数調整も合わせて案施していることが明らかとなった。当該地区では、漁場をローテーションで使用しており、ローテーションの仕方に関しては詳細なルールが定められていることが判明した。各地区とも、沿岸漁業との間で漁場を共有しており、地区ごとに明文化されていない操業ルールを有していた。従って、そのようなルールを理論モデルに組み込む必要性が明らかとなり、これまでの調査でかなりの情報を集めることに成功している。以上から、理論モデルの構築を行うための定性情報は十分に収集できたものと思われる。次に、構築した理論モデルの実証を行うためには、定量的なデータを収集する必要がある。当初の研究計画では地区ごとに一まとめのデータを収集する予定であったが、調査の過程で各地区とも漁船レベルでのデータが存在することが明らかとなった。そこで、定性情報の収集と平行して漁船レベルの定量データの収集も行い、10年以上に渡る漁船別の操業データを入手することに成功した。また、漁業者への聞き取り調査を通じて、解釈に注意を要するデータや、定義が途中で変化しているデータなどの存在を明らかにした。従って、実証分析を実施する段階では極めて精度の高い分析を行うことが可能な状態となっている。当初の計画通り現地の定性情報を十分に収集することに成功し、さらに精度の高いマイクロデータを長期間に渡って収集することもできた。従って、今後の理論モデル構築および実証分析を行うための準備が整ったといえる。
ヒドリドデバイスの創成

「ヒドリドデバイス創成」を目的として,ヒドリドイオン(H-)が固体内を拡散する物質を基に電気・化学エネルギー変換デバイスの可能性を探究した.ヒドリドイオン導電性を有するK2NiF4型構造を有する酸水素化物が固体電解質として機能することを確認した.開発した電解質を用いてエネルギー変換(発電)デバイスの開発を行った.Pd電極を用いることでH2からH-への触媒反応が進行し、エネルギー変換型デバイス実現が可能であることを見出した.更なる触媒材料の探索により,エネルギー変換効率に優れるデバイスの構築が期待できる.新規なイオン導電現象に基づくヒドリドデバイス創成の可能性を見出すことができた.「ヒドリドデバイス創成」を目的として,ヒドリドイオン(H-)が固体内を拡散する物質を基に電気・化学エネルギー変換デバイスの可能性を探究した.ヒドリドイオン導電性を有するK2NiF4型構造を有する酸水素化物が固体電解質として機能することを確認した.開発した電解質を用いてエネルギー変換(発電)デバイスの開発を行った.Pd電極を用いることでH2からH-への触媒反応が進行し、エネルギー変換型デバイス実現が可能であることを見出した.更なる触媒材料の探索により,エネルギー変換効率に優れるデバイスの構築が期待できる.新規なイオン導電現象に基づくヒドリドデバイス創成の可能性を見出すことができた.ヒドリドイオン導電性を有する酸水素化物を固体電解質に用い,電極に金属水素化物系の正極と金属負極を用いた全固体型の水素濃淡電池を作製した。電池の形状は正極,電解質,負極の粉末または金属箔を三層のペレットに成型したバルク型の全固体電池である。作製した電池は,固体電解質がイオン導電性を発現する200°C以上の温度域で起電力が発生し,300°C付近では正極と負極の水素吸蔵量に起因する初期電位を示した。さらに,定電流放電反応によっての金属電極の一部が水素化していることが明らかになり,ヒドリド導電現象を利用した電極反応が示唆された。「ヒドリドデバイス創成」を目的として,ヒドリドイオン(H-)が固体内を拡散する物質を基に、電気・化学エネルギー変換デバイスの可能性を探究した.ヒドリド導電体の(1)固体電解質としての可能性を検討し,(2)エネルギー貯蔵型,(3)エネルギー変換型デバイスの開発に着手した.初年度は,ヒドリドイオン導電性を有するK2NiF4型酸水素化物が固体電解質として機能することを確認した(1).さらに,金属電極を用いたデバイスを作製し,エネルギー貯蔵型デバイス実現の可能性を見出た(2).次年度は,エネルギー変換(発電)デバイスの開発(3)に注力し,H2をH-に変換する触媒の検討を行った.開発した酸水素化物を固体電解質,水素透過性のPdを電極とした対称セル(Pd/SE/Pd)を作製し,H2を利用した電極反応を検証した.水素雰囲気下で交流インピーダンス測定をおこなった結果,Pd/SE/Pd対象セルは,Moなどのイオンブロッキング電極を用いた時に観測されたバルク抵抗と粒界抵抗に加え,新たに電荷移動抵抗が確認された.このことから,Pd電極とヒドリド導電性固体電解質の間でH2からH-への変換反応が生じていることが示唆された.Pd電極を用いるとエネルギー変換型デバイス実現が可能であることを見出した.更なる触媒材料の探索により,エネルギー変換効率に優れるデバイスの構築が期待できる.一方,デバイス展開に適したヒドリド導電体の探索も継続して行い,K2NiF4型構造の新規酸水素化物Ba2LiH3Oの合成に成功した.Ba2LiH3Oはこれまでに合成したLa-Sr-Li系の酸水素化物と同様に,輸率1のヒドリド導電体であり,ヒドリドデバイスの固体電解質として利用できる.ヒドリドデバイス創成を目的として設定した課題全てにおいて新たな成果が得られ,新規なデバイスの可能性を見出すことができた.無機工業材料本研究を通じて,正極から放出されたヒドリドが固体電解質として用いられたヒドリド導電体の固体内を拡散して金属電極中に吸蔵される現象を捉えることができた。この成果は,ヒドリド導電現象が電池反応に利用できることを示しており,今後のヒドリドデバイス創成に向けた指針となる。ヒドリド導電現象を利用した放電反応に成功した昨年度の電池構成を基に,放電後の充電反応を試み,可逆的なヒドリド吸蔵・放出反応が可能であるか検証する。さらに,電位を決定している要因を特定し,高エネルギー密度が得られる電池構成を模索する。水素の気相反応(H2 + 2e- →2H-)を利用した電池の作製を検討する。デバイス評価用セルを改良,設計するために,H25年度後期に追加実験を実施したため,セル部材の購入費をH26年度に繰り越す必要が生じた.追加実験は実施済みであり,H26年度前期にセル部材を購入,デバイシウ評価実験を実施する.
内因性CGRPの胃粘膜保護作用に対するプロスタグランジンの役割-胃粘膜基底部微小循環観察法を用いて-

1 M NaClによるエタノール胃粘膜傷害抑制モデルを用い内因性CGRPとPGE_2の関係を以下の通り検討した。内因性CGRP & PGE_2の測定:PGE_2は1 M NaClにより産生されるがエタノールでは産生されず、CGRPは1 M NaCl,エタノールとも産生されなかった。しかし予め1 M NaClを投与しておいた後のエタノールではCGRPが産生された。よって1 M NaClによりCGRPが産生され安く成っている可能性が示唆され、そのメカニズムにPGE_2が関与すると考えられた。胃粘膜基底部微小循環観察法を用いて:1.1 M NaCl粘膜投与による効果:(1)細動脈は拡張し、細静脈はやや収縮した。(2)この反応はインドメタシンにより抑制されたため産生されたPGE_2の反応であった。(3)CGRPのアンダゴニストCGRP(8-37)では(1)の変化には影響なく、CGRPは関係ないと推測された。2.1 M NaCl粘膜投与によるエタノール胃粘膜傷害抑制時の変化:(1)細動脈:エタノール投与と変わらず。(2)細静脈:エタノールによる細静脈の収縮は抑制され、この抑制はインドメタシンによりほぼ消失したことより、内因性PGE_2はエタノールによる細静脈の収縮の抑制に関与していた。3.CGRPによるエタノール胃粘膜傷害抑制時の変化:(1)細動脈:エタノール投与と変わらず。(2)細静脈:エタノールによる細静脈の収縮は抑制された。今後の展開:内因性CGRP & PGE_2の測定よりPGE_2によりCGRPが放出され易くなっている可能性がある。内因性PGE_2それ自体は細静脈を収縮させるのに、エタノールによる収縮に対しては抑制し、CGRPはエタノールによる細静脈の収縮を抑制しており、計画通りPGE_2によりCGRPが放出され易くなっている可能性を微小循環観察法を用いて検討していく。
脊髄虚血性疾患の解明と治療にむけて。虚血モデルとグリア細胞の遺伝子発現

1)虚血後の神経細胞において、遅発性神経細胞死が起こる細胞では虚血後の早期にsingle strand DNAが核内に出現することを光学顕微鏡、電子顕微鏡レベルで証明した。Double strand DNAの崩壊に先だって認められることは、形態学的に問題を有する神経細胞のアポトーシスが証明できたと考えられる。2)スーパーオキシド(O_2^-)により神経細胞のアポトーシス誘導が可能であり、その作用機序について従来の研究成果とは異なる系が存在することを見いだした。DDC投与により細胞内H_2O_2は減少し、Cu/Zn-SOD活性は有意に低下し、更に低酸素培養によってDDC投与による神経細胞のアポトーシスは阻害された。さらにNOS阻害剤、鉄キレート剤では変化せず、NGFで細胞死が抑制されたことより、このアポトーシスは酸素ラジカルからの直接のシグナルにより誘導されると考えられた。また、このDDC誘導アポトーシスは、こう酸化剤(グルタチオン前駆体であるN-acetyl-cystein(NAC)により完全に阻害された。しかもNACの抗酸化作用をそがいするbuthionine sulfoximine(BSO)の投与にてもNACの細胞保護効果は変わらなかった。NF-kBは活性化されず、NACの阻害効果の機序としては酸素ラジカルの消去、あるいはNF-kBの活性化ではなく、酸素ラジカルからのアポトーシスシグナルの一部を阻害しているものと結論した。3)延髄部の虚血モデルを作成した。高血圧自然発症ラット(SHRSP)において、椎骨動脈片側閉塞では週令による著しい差が認められた。老齢ラットでは左椎骨動脈の閉塞で高率に延髄・上位頸髄の梗塞をきたし予後が1週間であったのに対し、老齢ラット右椎骨動脈では全く病変を認めなかった。若齢ラットでは左右何れの椎骨動脈閉塞でも病変を認めず非閉塞群と予後の優位さは認められず、高血圧持続かにおける椎骨動脈の左優位が示唆された。(1)脊髄虚血モデルとして電磁石塞栓虚血モデル以外に、SHRラットにおいても自然に高率に脊髄病変が生ずることが解った。血管鋳型作成によるマクロの検討と、病変の組織学的検討を行い、虚血性病変のモデルになりうることが解った。(2)PC12細胞を用い,銅キレート剤であるDDC(diethyldthiocarbamate)によりCu/Zn-SOD活性の阻害を行い、細胞内ラジカルに伴う細胞死について検討を行った.方法はSOD活性の変化はNBT法を用い,細胞内ラジカルはDHCFを用い測定した.アポトーシスの確認はapoptoticbodyの出現,およびhoechst33258染色による核の断片化にて検討した.またDDC誘導によるアポトーシスに対するregulationのinhibitorに,NAC(N-Acetylcysteine),BSO(Butionine,Mimosin,DTPA,L-NAME,caspase 1,caspase 3,caspase 8を用い検討した.結果,DDC 1mM投与群ではネクローシスの形態を示したが,DDC 0.1mM投与群ではhoechst染色による核の断片化を認めアポトーシスの形態を示した.細胞内ラジカル量は,DDC 1mM投与群においては低下を示したがDDC0.1mM投与群で上昇を認めた.またCu/Zn-SOD活性はDDC 1mM,0.1mM投与群において有意に低下を示した.inhibitorにおいて,NACは約80のprotect効果を示したがその他はprotect効果を認めなかった.

1)高血圧自然発症ラット(SHRSP)において、若齢ラット(6-10週齢)と老齢ラット(16-20週齢)での実験群間に椎骨動脈片側閉塞による著しい差が認められた。老齢ラットでは左推骨動脈の閉塞で高率に延髄・上位頸髄の梗塞をきたし予後が1週間であったのに対し、老齢ラット右推骨動脈では全く病変を認めなかった。若齢ラットでは左右何れの椎骨動脈閉塞でも病変を認めず非閉塞群と予後の優位さは認められず、高血圧持続かにおける椎骨動脈の左優位が示唆された。2) DDC投与、細胞内ラジカルに起因する神経細胞死ではその機構に関し一定の成果が得られ、一つの結論がえられた。すなわちDDC投与により細胞内H_2O_2は減少し、Cu/Zn-SOD活性は有意に低下し、更に低酸素培養によってDDC投与による神経細胞のアポトーシスは阻害された。さらにNOS阻害剤、鉄キレート剤では変化せず、NGFで細胞死が抑制されたことより、このアポトーシスは酸素ラジカルからの直接のシグナルにより誘導されると考えられた。また、このDDC誘導アポトーシスは、こう酸化剤(グルタチオン前駆体であるN-acetyl-cystein(NAC)により完全に阻害された。しかもNACの抗酸化作用をそがいするbuthionine sulfoximine(BSO)の投与にてもNACの細胞保護効果は変わらなかった。NF-kBは活性化されず、NACの阻害効果の機序としては酸素ラジカルの消去、あるいはNF-kBの活性化ではなく、酸素ラジカルからのアポトーシスシグナルの一部を阻害しているものと結論した。昨年度に続き、DDC induced neuronal cell deathに関しては追加実験を行った。DDC誘導アポトーシスはO_2で起こること、Cu/Zn-SOD活性は低下すること、更に低酸素培養によって神経細胞のアポトーシスは阻害され、さらにNOS阻害剤、鉄キレート剤では変化せず、NGFで細胞死が抑制されたことより、このアポトーシスは酸素ラジカルからの直接のシグナルにより誘導されると考えられた。NFGの保護効果に関しては細胞周期異常の正常かが考えられるため、細胞周期関連物質による追加実験を行った。このDDC誘導アポトーシスは、こう酸化剤(グルタチオン前駆体であるN-acetyl-cystein(NAC)により完全に阻害された。しかもNACの抗酸化作用をそがいするbuthionine sulfoximine(BSO)の投与にてもNACの細胞保護作用は変わらなかった。現在英文にて投稿予定。2)高血圧自然発症ラット(SHRSP)において、高血圧持続かにおける椎骨動脈の左優位が示唆された為、延髄・上位頸髄における血圧調節中枢の左右差につき検討を行い、セロトニンレセプターの亜系に明瞭な左右差を有することを突き止めた。