hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属酸化物の欠陥と水素同位体との相互作用

本研究期間の最終年である今年度は、これまでの成果をまとめつつ、既往の研究とも比較しながら、金属酸化物中における水素同位体の存在状態と、それにおよぼす欠陥の影響について評価した。対象としてはこれまでに続き酸化リチウムを取り上げるとともに、比較のために一部の実験において酸化マグネシウムも用いた。今年度は特にイオン照射によって固体内に導入された欠陥が水素同位体におよぼす影響の解明に取り組んだ。イオン照射下で固体内のO-D伸縮振動を観察できる赤外吸収分析系を製作し、照射場や試料温度を制御しつつ、その場測定を行った。ここからは、照射欠陥が固体内の水素同位体におよぼす影響と、その温度依存性が明らかになった。また、照射によって導入された水素同位体は、そのほとんどが固体内でO-H結合をせずに存在していることも明らかになった。原子レベルでの反応過程についてはこれまでに引続き、第一原理に基づく量子化学計算を行い、実験結果と比較することで解明を進めている。実験結果から示唆されたF-centerが水素同位体におよぼす影響については、電子密度分布や、欠陥と水素同位体との間の電子移動、エネルギーの観点から評価した系の安定性などを検討した。これらの解析から実験結果の帰属を進めるとともに、欠陥と水素同位体との相互作用を、特に電子移動の観点から整理した。本研究で得られた酸化リチウムに関する知見をもとにしつつ、他の酸化物における既往の研究成果を比較検討し、金属酸化物における水素同位体の存在状態について、特に陽イオン空孔と酸素イオン空孔がおよぼす影響が重要であることを示した。
急性心筋梗塞患者血小板におけるプロスタサイクリンレセプターに関する研究

<目的>生理的な最強の血小板機能抑制物質は血管内皮細胞で産生されるプロスタサイクリン(PGI_2)である。今回はPGI_2と血小板の相互作用を、PGI_2の安定誘導体であるIloprostを用いて、心筋梗塞、脳血栓症を好発する高脂血症患者において検討した。<方法>(1)血小板感受性試験:患者血小板豊富血漿(PRP)を各濃度のIloprostとともに孵置し、コラゲン(10μg/ml)によって惹起される凝集を50%阻止するIloprost濃度(IC_<50>)をもって、血小板のPGI_2に対する感受性とした。(2)血小板膜PGI_2レセプター(3)血小板cAMP測定:患者血小板をIloprostとホスホジェステラーゼ阻害剤であるIBMXとともに孵置し、ELISAを用いて、血小板cAMP濃度を測定した。<結果>(1)Iloprostに対する感受性は、正常者に比し、高コレステロール血症を示すType II_a、II_bに高かった。(2)Iloprost結合数は、正常者血小板より高コレステロール患者血小板に増加していた。(3)Iloprost+IBMX刺激による血小板oAMP濃度は、正常者より高脂血症患者において増加が少なかった。<考察>これらの結果は、PGI_2結合からcAMP産生への経路の異常を示唆するが、さらに検討が必要である。本研究では、ヒト血小板膜のプロスタサイクリンレセプター(以下PGI_2R)に関するPGI_2感受性試験、プロスタサイクリンの安定誘導体であるIloprostを使って^3H-Iloprostの血小板へのBinding Assayを確立した。結果は下記のごとくである。(1)PGI_2感受性試験の確立健常人、糖尿病、家族性高脂血症患者血小板にIloprostを作用させ同薬剤の血小板凝集能抑制作用(50%有効濃度[ED_<50>])を求めた。その結果糖尿病患者においては正常人との有意差はなかったが、家族性高脂血症患者で正常人よりもやや感受性が高い傾向があった。健常人および高脂血症、本態性血小板増多症患者血小板膜を用いて^3H-IloprostとのBinding AssayによりPGI_2Rの数とkdを求めた。結果、血小板数が200万以上になる本態性血小板増多症患者ではレセプター数が2倍に増加したが、その時点でのkdは変わらなかった。今後はReceptor Assayについてもセカンドメッセンジャーであるc-AMPと関連づけて検討していく計画である。尚、今回PGI_2Rの純化に関する研究にあたり、CHAPSを用いたPGI_2Rの溶出、つづいて抽出を行なう予定であったが、スクリーングの為Binding Assay(2)を試みた結果、界面活性剤により収率が30%以下とかなり低く、しかも使用するIloprostが高価であるなど多くの問題点があり現在ヒト遺伝子を使ってPGI_2Rと思われるcDNAをクローニングする計画で、DNAフラグメントを解析中である。<目的>生理的な最強の血小板機能抑制物質は血管内皮細胞で産生されるプロスタサイクリン(PGI_2)であると血小板の相互作用を、PGI_2の安定誘導体であるIloprostを用いて、心筋梗塞、脳血栓症を好発する高脂血症患者において検討した。<方法>初年度は、(1)血小板感受性試験、(2)血小板膜PGI_2レセプター・アッセイ、(3)血小板cAMP濃度測定の方法の確立を行い、当該年度は、これらの方法を、高脂血症患者(typeII_a14例、typeII_b10例、typeIV4例)血小板に応用した。<結果>(1)Iloprostに対する感受性は、正常者に比し、高コレステロール血症を示すTypeII_a、II_bに高かった。

(3)Iloprost+IBMX刺激による血小板cANP濃度は、正常者より高脂血症患者において増加が少なかった。<考察>高コレステロール血症患者血小板は、膜蛋白のIloprost結合数が多く、また凝集抑制を指標とする感受性が高かった。他方、Iloprost+IBMX刺激後のcAMP増加は低く、PGI_2結合からcAMP産生への経路の異常が示唆されたが、さらに症例を重ねて検討することが必要である。
脂質平面二分子膜を使う薬物-受容体相互作用の分子レベルにおける物理化学的研究

安定な脂質平面二分子膜を作成する手法を確立し,機能性タクパク質を埋め込んで薬物一受容体相互作用を検討することが,本研究の目的である.この問題を解決するためには,まず生きている細胞の生体膜の持つ自己修復能のメカニズムを明らかにし,膜が自己組織するのに必要な熱力学的条件を見つけることが重要である.そこで, (a)真性粘菌変形体の細胞膜の損傷に対する自己修復能を検討したところ,その原形質の中には膜形成に必要な脂質の供給源として,多数の液胞が存在しており,また膜の形成にはカルシュウムイオンが必須であることがわかった.そこで,これらの知見を参考にして脂質平面二分子膜を作り,(b)単離した骨格筋小胞体膜及びテトラヒメナの繊毛膜を人工脂質平面膜に融合させた試料を用いての膜興奮とカルシュウムチャンネルの機能との関係を検討したところ,前者には膜電位非依存性の,後者には膜電位依存性のカルシュウムチャンネルがあることが明らかとなった.さらに(c)これらに対する薬物の効果を検討したそところ,カフェインはそれ自身に膜に作用しカルシュウムを遊離させる効果があることがわかったので,(d)in vivoで膜自体の変化が生理的の機能をもつケースがあるかどうか検討するため,骨格筋収縮時の筋細胞内膜系の超微細膜構造変化を観察したところ, T管系は電気的興奮によりまずその形態が丸く膨れて筋小胞体との接触がきわめて局所的になり(このとき張力が立ち上がる),ついで両者が離れて,筋小胞体膜は網目状になることがわかり,膜構造の動的な変化が筋細胞内の情報伝達に重要な働きをしていることが明らかとなった.このように,本研究は,生体膜及び膜蛋白の動的な構造変化と機能のあいだに重要な関連性があることを明らかにした.安定な脂質平面二分子膜を作成する手法を確立し,機能性タクパク質を埋め込んで薬物一受容体相互作用を検討することが,本研究の目的である.この問題を解決するためには,まず生きている細胞の生体膜の持つ自己修復能のメカニズムを明らかにし,膜が自己組織するのに必要な熱力学的条件を見つけることが重要である.そこで, (a)真性粘菌変形体の細胞膜の損傷に対する自己修復能を検討したところ,その原形質の中には膜形成に必要な脂質の供給源として,多数の液胞が存在しており,また膜の形成にはカルシュウムイオンが必須であることがわかった.そこで,これらの知見を参考にして脂質平面二分子膜を作り,(b)単離した骨格筋小胞体膜及びテトラヒメナの繊毛膜を人工脂質平面膜に融合させた試料を用いての膜興奮とカルシュウムチャンネルの機能との関係を検討したところ,前者には膜電位非依存性の,後者には膜電位依存性のカルシュウムチャンネルがあることが明らかとなった.さらに(c)これらに対する薬物の効果を検討したそところ,カフェインはそれ自身に膜に作用しカルシュウムを遊離させる効果があることがわかったので,(d)in vivoで膜自体の変化が生理的の機能をもつケースがあるかどうか検討するため,骨格筋収縮時の筋細胞内膜系の超微細膜構造変化を観察したところ, T管系は電気的興奮によりまずその形態が丸く膨れて筋小胞体との接触がきわめて局所的になり(このとき張力が立ち上がる),ついで両者が離れて,筋小胞体膜は網目状になることがわかり,膜構造の動的な変化が筋細胞内の情報伝達に重要な働きをしていることが明らかとなった.このように,本研究は,生体膜及び膜蛋白の動的な構造変化と機能のあいだに重要な関連性があることを明らかにした.生きている細胞に膜ができる場合と同等な熱力学条件下で、自己修復能をもつ構造的に安定な脂質平面二分子膜をつくり、これに生体から単離精製した種々の膜蛋白を組み込み、生理活性を示すモデルを作製することが、本研究の目的である。真性粘菌変形体は、巨大な単細胞生物であり、その細胞膜は、損傷に対し、きわめて容易にかつすみやかに再生することが知られている。この再生のメカニズムを明らかにすることは、本研究の目的である平面二分子膜をつくる上で、有用な知見をもたらすものと思われる。このため、本研究ではまず、真性粘菌変形体における膜再生時の、原形質表層部における微細なオルガネラの形態変化を、電子顕微鏡を用いて観察した。実験は、化学固定法を用いたため、時間分解能がややおとることと、若干の固定時の形態変化を伴うという問題点はあるものの、次のような事実が明らかとなった。即ち、粘菌変形体の原形質中には、多数の液胞が存在しており、細胞膜にカフェインを与え、損傷を加えると、その箇所の液胞が表層部に集まってくる。そして、液胞どうしが隔合し、再び膜が形成されることが観察された。この時、膜の形成にはカルシウムイオンが必須であることが分った。また原形質中には、膜形成に必要な脂質の供給源として、多数の液胞の存在が重要であることが分った。現在はこれらの知見をもとに、真性粘菌変形体原形質の膜画分と、人工的な組成の溶液とを組み合わせて、平面膜を作るための人工原形質の組成を検討中である。また、膜の電気的特性を測定するため、膜電位記録装置、膜電流刺激装置及び膜電位固定装置を作成した。
TiAl/Ti_3AlDS(一方向性凝固)材の開発

ラメラ組織の高強度高靱性を生かし、かつ常温における脆さを回避するため、結晶成長方向と平行な境界面を持つラメラ組織からなるTiAl一方向凝固材を得ることを目的に、計画に従って実験研究を実行した。TiAlのラメラ組織は、包晶凝固によって生じるα相(HCP固溶体)からα→α+γ(TiAl相)の固相変態を経て形成されるため、目的のラメラ方位を持ったラメラ組織を育成するには、このα相結晶粒の成長方向が底面上に存在するよう制御する必要がある。そこで、まずさまざまな一方向凝固条件(凝固速度、上下結晶の回転速度、試料直径)のもとで、47-49at%Al TiAlの一方向凝固を行い、Siを添加した母材を用いると共にラメラ方位をあらかじめ制御した種結晶を用いることによって、Si添加TiAl一方向凝固材のラメラ方位を制御することに成功した。ついで、Siに富んだ種結晶とSiを含まない母材を用い、かつ適正一方向凝固条件を選択することによって、一定の組成範囲においてではあるが結晶成長方向と平行な境界面を持つラメラ組織を有する二元TiAl一方向凝固材を得ることに成功した。Si添加TiAl合金の場合、Si添加量の増加と共に引張延性が低下するが、Si添加量が0.5at%程度であれば、一方向凝固材の引張降伏応力と伸びは二元TiAl合金のそれらを上回ることが明らかになった。TiAlを通常の溶解凝固プロセスによって製造すれば、層状のTiAlとTi_3Al相からなる層状組織(以後:ラメラ組織と略称する)のインゴットが得られる。このラメラ組織は、破壊靱性、疲労強度、高温クリープ強度に優れ、TiAlを軽量高温材料として実用化するために極めて重要であるが、ただ残念なことに常温における延性に乏しい。脆さの原因は、ラメラ組織の境界に垂直に応力がかかるとラメラ組織の境界で剥離が起こり易いことにある。我々のグループで育成した単一のラメラ方位を持つ単結晶状インゴットを用いてラメラ組織の力学的性質はラメラ方位に対して極めて異方的であり、ラメラ組織境界に垂直に応力がかかれば確かに脆いが(脆性方位)、ラメラ組織境界に平行な引張応力に対して、高強度かつ高延性である(延性方位)ことを明らかにした。そこで、TiAlのDSプロセス(一方向凝固プロセス)の開発に取り組み、ほぼ、いかなる凝固条件のもとで延性方位のDS材が得られるのかを明らかにしつつある。引き続き、DS条件の適正範囲を広げ、ラメラ境界と結晶成長軸の角度の許容範囲を大きくするため、ラメラ境界に垂直に引張応力がかかった場合(脆性方位)のラメラ組織の脆性を緩和することが必要である。そのために、今後α相とγ相の塑性不適合を軽減するための研究を行う。

Si添加TiAl合金の場合、Si添加量の増加と共に引張延性が低下するが、Si添加量が0.5at%程度であれば、一方向凝固材の引張降伏応力と伸びは二元TiAl合金のそれらを上回ることが明らかになった。
地震波形インバージョンでスラブの詳細な挙動を探り固体地球の熱化学進化の解明に貢献

稠密観測網で記録された大量の自然地震の観測波形を解析することで、プレート沈み込み帯における高解像度な3次元地震波速度構造を推定する。3次元理論波形計算に有限要素法用いることで、震源推定及び上記の構造推定を反復し、解像度の限界に挑む。また、得られた構造をマントル対流計算及び鉱物物理学から解釈することで、沈み込んだ古プレートの詳細な挙動を探り、固体地球の熱化学進化の解明に貢献する。
ボツリヌス毒素を用いたシナプトタグミンの可視化とリサイクリング速度の解析

神経情報処理を恒常的に維持するためには、シナプス伝達が安定して行われる必要がある。伝達物質受容体はシナプス後部にありさえすれば、伝達物質を受容し多かれ少なかれ応答することが出来る。一方、シナプス小胞は内包する伝達物質を放出してしまったらそれで終わりである。そのままでは速やかにシナプス伝達が止まってしまう為、シナプス小胞はリサイクリングされる。シナプス小胞のリサイクリング機構を明らかにすることは、シナプス伝達の恒常性を考える上でも重要な意味を持つだろう。これまで、シナプス小胞のリサイクリングを解析する道具としてFM dye(両親媒性蛍光色素)やSynapto-pHlourin(VAMP2とpH感受性GFPのFusionタンパク)を用いた研究が行われてきた。しかし主にexocytosisまたはendocytosisに着目した研究であり、endocytosisから再放出までの過程(en-rex過程)を詳細に検討した報告は少ない。本研究の目的はこのen-rex過程を解析する方法論を確立することである。この目的のために、ボツリヌス菌毒素Gのシナプトタグミン結合領域を大腸菌生合成系によって作製した。可溶化を促進するようなタグ配列を付加すると、可溶化はされるがこのタグ配列が邪魔をしてシナプトタグミンに結合できない可能性があった。このためタグを単純屏Hisタグとして作製したが全てが不溶化してしまった。この問題を解決する中で、当該部分配列を可溶化するためには1M程度のアルギニンが有効であることが分かった。シナプトタグミン結合領域に蛍光色素を付加し、神経前末端に取り込まれるかどうか実験を行った結果、シナプス前末端には蛍光は観察されなかった。しかし、これまでのところシナプス小胞のリサイクリング過程を可視化することに特化したプローブは開発されていない。そこで、シナプス小胞に局在することが明らかであろうシナプトタグミンを、分子ターゲットとすることを考えた。シナプトタグミンと蛍光タンパク質のフュージョン蛋白質を発現させることも可能性ではあるが、エンドサイトーシスを可視化することを考えると、様々な問題が生じる。そこで、細胞外からシナプトタグミンをラベルする方法が妥当であると考えた。少なくとも2つの方法が考えられ、抗体を用いる方法とボツリヌス菌毒素の部分配列を用いる方法である。抗体は特異性の上で優位であるが、シナプス小胞内は中程度の酸性条件下(pH5.5程度)であるため、一般的に抗体は外れやすくなってしまう。一方ボツリヌス菌毒素のシナプトタグミン結合部位は、酸性条件下に対する耐性が比較的強いことを示した。大腸菌発現系を用いた結合部位のリコンビナントタンパク質の取得を試みているが、現在のところ適切な条件は定まっていない。十分な量の結合蛋白質を用意するためには、リコンビナントタンパク質の取得条件を先に詰めておいた方がよいと考えている。シチプス小胞のリサイクリフグ機構を明らかにすることは、シナプス伝達の恒常性を考える上でも重要な意味を持つだろう。そこで、シナプス小胞に局在するごとが明らかであろうシナプトタグミンを、ターゲット分子とすることを考えた。シナプトタグミンと蛍光タンパク質のフユージョン蛋白質を発現させることも可能性ではあるが、エンドサイトーシスを可視化することを考えると、様々な問題が生じる。大腸菌発現系を用いた結合部位のリコンビナントタンパク質の取得を行った。しかし、シナプトタグミン結合能力を失ったボツリヌス菌毒素部分配列のタンパク質しか作製されなかった。人工的に付加したタグ配列が両者の結合を阻害しているものと考えられる。

シナプス小胞のリサイクリング機構を明らかにすることは、シナプス伝達の恒常性を考える上でも重要な意味を持つだろう。これまで、シナプス小胞のリサイクリングを解析する道具としてFM dye(両親媒性蛍光色素)やSynapto-pHlourin(VAMP2とpH感受性GFPのFusionタンパク)を用いた研究が行われてきた。しかし主にexocytosisまたはendocytosisに着目した研究であり、endocytosisから再放出までの過程(en-rex過程)を詳細に検討した報告は少ない。本研究の目的はこのen-rex過程を解析する方法論を確立することである。この目的のために、ボツリヌス菌毒素Gのシナプトタグミン結合領域を大腸菌生合成系によって作製した。可溶化を促進するようなタグ配列を付加すると、可溶化はされるがこのタグ配列が邪魔をしてシナプトタグミンに結合できない可能性があった。このためタグを単純屏Hisタグとして作製したが全てが不溶化してしまった。この問題を解決する中で、当該部分配列を可溶化するためには1M程度のアルギニンが有効であることが分かった。シナプトタグミン結合領域に蛍光色素を付加し、神経前末端に取り込まれるかどうか実験を行った結果、シナプス前末端には蛍光は観察されなかった。
コラーゲン細線維形成の分子解剖学的解析-培養細胞系を用いた走査電子顕微鏡,原子間力顕微鏡監察-

本研究では,生体内結合組織の主たる構成成分であるコラーゲン細線維の形成メカニズムを解明することを目的として,培養骨肉腫細胞の産生するコラーゲン細線維を立体超微形態学的に解析している。前年度は培養骨肉腫細胞(NOS-1)の産生したコラーゲン細線維の形成過程を3次元的に明らかにし,コラーゲン細線維は先端先細りの短い線維が融合して長さと太さを増していくことを示した。本年度は,線維を構成するコラーゲン分子の種類と線維内での配列のしかたを解明した。コラーゲン細線維をリンタングステン酸,ウラン等で電子染色をほどこして走査電顕の反射電子像で観察すると,透過電顕的と同様にD線を中心とする横縞構造を同定できるようになった。この横縞のパターンから細線維内のコラーゲン分子の配列方向(C端とN端の方向)を知ることができるので,約20本のコラーゲン細線維で線維の横縞のパターンを解析すると,NOS-1細胞によって産生,形成されたコラーゲン細線維は線維の端から端まで分子は同一方向を向いており,コラーゲン分子の配列の逆転現象(C端とD端が向き合う現象)は起こっていないことが明らかになった。さらにコロイド金をもちいた免疫走査電顕法で,産生されたコラーゲン細線維のほぼ全部がI型コラーゲンを含んでいることを明らかにした。これは正常骨組織のコラーゲン細線維の組成とほぼ一致している。コラーゲン細線維の原子間力顕微鏡観察では,コラーゲン細線維のD周期が正常コラーゲン細線維同様60-70mmであり,先細りの先端部においても周期性の凹凸が保たれていた。最後に,研究代表者は今回の研究の過程で細胞の運動パターンや形態とコラーゲン細線維の産生との関係に興味を持ってきている。今後は細胞の運動パターンの詳細や細胞動態と形成されたコラーゲン細線維の方向との関係などを解明していく予定である。本研究では,生体内結合組織の主たる構成成分であるコラーゲン細線維の形成メカニズムを解明することを目的として,培養骨肉腫細胞の産生するコラーゲン細線維を超高分解能電子顕微鏡と原子間力顕微鏡をもちいて解析している。培養骨肉腫細胞(NOS-1)をプラスチックシャーレに培養すると,細胞の周囲,あるいは細胞のはがれたところに60-70nm周期の凹凸構造をもったコラーゲン細線維が観察される。そこで本年度(平成11年度)は培養3日,1週,2週目のコラーゲン細線維の微細形態を解析することによりコラーゲン細線維の形成過程を明かにした。培養1週ではコラーゲン細線維は直径約30nmと細く,その長さは単独の線維では12μm程度でほとんどすべての線維に先細りした両端を確認することができた。束をつくるものは,1020μmと長く,束の中の細線維は数本の細線維が長軸方向に約15度の傾きをもち右螺旋巻きに癒合していた。培養2週では細線維の癒合がさらに進み,線維の直径も100300nmと太くなっていた。このさいも太い線維の中に内在する直径約30nmのコラーゲン細線維が見えていた。このようにコラーゲン細線維の形成の際は直径30nmの線維を単位として太さと長さを増していく。その際,線維の長軸方向に対し右螺旋巻きに癒合することが明らかになった。さらにリンタングステン酸,ウラン等でコラーゲン細線維に電子染色をほどこし走査電顕の反射電子像を観察すると,透過電顕的に観察されるD線を中心とした横縞構造が走査電顕でも観察できることを見い出した。この横縞のパターンから細線維内のコラーゲン分子の配列方向(C端とN端の方向)を知ることができる。次年度(平成12年度)はこの方法を用いて,コラーゲン細線維の形成過程におけるコラーゲン分子の配列を特定していく予定である。

コラーゲン細線維の原子間力顕微鏡観察では,コラーゲン細線維のD周期が正常コラーゲン細線維同様60-70mmであり,先細りの先端部においても周期性の凹凸が保たれていた。最後に,研究代表者は今回の研究の過程で細胞の運動パターンや形態とコラーゲン細線維の産生との関係に興味を持ってきている。今後は細胞の運動パターンの詳細や細胞動態と形成されたコラーゲン細線維の方向との関係などを解明していく予定である。
社会選好とコミュニティのガバナンス形成に関する実験・行動経済学研究

日本は、世界有数の災害大国と呼ばれ、不自由な避難所生活を余儀なくされる人が多数存在している。被災地では、適正な資源の配分が通常以上に重要であるものの、未だに課題が多いと指摘されている。公平な資源の配分は、コミュニティの助け合いの促進に関わる大きな要因になり、復興政策の推進に寄与する可能性があるにもかかわらず、向社会性と利他性との関連を緻密に観察した研究はほとんどない。そこで、本研究では、震災被災者を対象とした公平性・互恵性を考えるフィールド実験を設計・実施することによって、より公平な資源配分を検討するためのエビデンスの蓄積を目指した研究を行う。
ポジトロン標識化合物を用いた心疾患患者の心筋イノシトールリン脂質代謝評価法の確率

循環器領域における分子レベルの基礎研究の進歩を広く臨床に応用するには、心筋の細胞内情報伝達系を非侵襲的に捉える方法を必要とする。我々は、ポジトロン標識ジアシルグリセロール、1-[1-^<11>C]butyryl-2-palmitoyl-rac-glycerol(^<11>C-DG)を用いて、生体の心臓におけるイノシトールリン脂質(PI)代謝の画像化の可能性を検討した。1.ラット心筋梗塞モデルにおけるPI代謝回転の画像化ラットの心筋梗塞モデルに^<11>C-DGを静注すると梗塞部で67%、非梗塞部で57%の放射活性がPI代謝回転に集まった。梗塞1日および7日後に^<11>C-DGを静注し、オートラジオグラフィを行った。梗塞部の放射活性を非梗塞部の値で標準化すると、梗塞1日後38%、7日後109%であった。一方、非梗塞部の^<11>C-DGの集積を右室自由壁で標準化した値は、両者で差がなかった。7日後には壊死心筋を囲んでマクファージおよびmyofibroblastが多数みられた。梗塞後3週間カプトプリルを投与した群では、有意な血圧と心重量の低下を認めた。標準化した梗塞部の^<11>C-DGの取込みは、カプトプリル投与群で有意に低下したが、残存心筋では変化がなかった。広範な前壁中隔梗塞後の患者6人において、^<11>C-DGとポジトロンCTを用いて検討した。梗塞後6-9か月の患者では、梗塞部は欠損像となっていた。一方、残存心筋の^<11>C-DGの取込みは、心臓カテーテルで求めた左室拡張末期容量係数が大きい程高い傾向があり、さらに症例を重ねて検討する必要がある。我々は、ヒト心筋の細胞内情報伝達系を非侵襲的に捉える方法を初めて確立した。心疾患患者のPI代謝回転を評価するのみならず、種々の薬物による治療効果の判定に本法が有用かもしれない。ポジトロン核種^<11>Cで標識したジアシルグリセロール(^<11>C-DG)にて、生体の心筋イノシトールリン脂質(PI)代謝回転の評価が可能か、ラット心筋梗塞モデルを用いた基礎的検討を行い、また心筋梗塞後の患者でポジトロンCTを用いたpreliminaryな検討を行った。(1)ラットの左冠動脈を結紮し7日後、^<11>C-DGを静注し梗塞部および非梗塞部より脂質を抽出した。梗塞部で67%、非梗塞部で57%の放射活性がPI代謝回転に集まった。オートラジオグラフィで画像化すると、冠動脈結紮後1日では梗塞部の放射活性は低く、7日後では非梗塞部より高い放射活性がみられた。標準化した梗塞部の放射活性は、1日後に比し7日後で2倍以上に増加していた。一方、非梗塞部の^<11>C-DGの集積は、1日後と7日後で差はなかった。(2)梗塞作成後3週間カプトプリルを投与した群では、有意な血圧低下と心重量の低下を認め、梗塞部の^<11>C-DGの取込みはカプトプリル投与群で有意に低下した。残存心筋の^<11>C-DGの取込みは、治療群と未治療群で差はなかった。^<11>C-DGにより、心筋梗塞後の修復過程におけるPI代謝回転を画像化でき、それはカプトプリルにより抑制された。(3)前壁中隔梗塞後の患者で、^<11>C-DGとポジトロンCTを用いてpreliminaryな検討を行った。前壁中隔梗塞後の慢性期の患者で得られた画像では、梗塞部は欠損像となっていた。今後、より早期の患者で検討する予定である。(まとめ)我々は、ヒト心筋の細胞内情報伝達系を非侵襲的に捉える方法を初めて確立した。

梗塞後6-9か月の患者では、梗塞部は欠損像となっていた。一方、残存心筋の^<11>C-DGの取込みは、心臓カテーテルで求めた左室拡張末期容量係数が大きい程高い傾向があり、さらに症例を重ねて検討する必要がある。我々は、ヒト心筋の細胞内情報伝達系を非侵襲的に捉える方法を初めて確立した。心疾患患者のPI代謝回転を評価するのみならず、種々の薬物による治療効果の判定に本法が有用かもしれない。
西南日本の海岸湿地林の植物社会学的研究

西南日本には、熱帯アジア・太平洋地域と共通性の強い海岸植生特に海岸湿地林が発達している。南方系のサガリバナ林、サキシマスオウ林、オオハマボウ林などの植生調査資料が少なく、また、熱帯アジアや太平洋地域との整合性の検討が行われてこなかった。本調査・研究では、現地踏査による植物社会学的調査資料に基づき西南日本の海岸植生について、まず海岸砂丘植生海岸隆起サンゴ礁の植生の群落特性とその分布と植物社会学的位置づけを行い、さらに海岸湿地林の群落特性とその分布、植物社会学的位置づけを行っている。昭和62年度の研究成果をふまえて、最終年度である昭和63年度には、沖縄本島、奄美諸島などの現地調査を実施し、海岸湿地林の植物社会学的解明を行った。植物社会学的群落体系について検討を行った結果、海岸林としてのサガリバナ群集とサキシマスオウ群集は、サキシマスオウ、サガリバナ、ヤンバルミョウガなどを標徴種および区分種とするサガリバナ群団Barringtonion racemosaeに所属し、さらに上級単位がシマシラキ群集(マングローブの後背地林)などのまりであるシマシラキ群団とともに、シマシラキーサキシマスオウオーダーExcoecario-Heritietalia littoralis、シマシラキーサキシマスオウクラスExcoecario-Heritietealittoralisにまとめられる。西南日本から熱帯アジア・太平洋地域の海岸湿地林のまとまりのひとつとして、今回の調査結果から新たに明かとなり提唱されるシマシラキーサキシマスオウオーダーおよびシマシラキーサキシマスオウクラスは、気候的極相林であるヤブツバキクラス(常緑広葉樹林帯)に分布している自然植生であるとともに、その分布境界がより南までおよんであることに特徴がある。西南日本には,熱帯アジアと共通する海岸湿地林マングローブなど塩生地の植生を除く),すなわちサガリバナ林,サキシマスオウ林,オオハマボウ林などが発達している.これら南方系(熱帯,亜熱帯性)の海岸湿地林は,西南日本が分布の北限域にあたるため,調査研究資料が少なく,ヤブツバキクラスという植物社会学位置づけが疑問視されてきた.本研究の目的は,これら西南日本に分布する海岸湿地林の植生調査を実施し,その群落単位の決定と上級単位との関係を明らかにすることにある.本年度は,西表島・石垣島など八重山群島の植生調査と琉球大学・鹿児島大学・広島大学の既発表資料の収集を行った.その結果,ヤブイバキクラス,タイミンタチバナオーダーのサガリバナ群団としてまとめられているサリバナ林,サキシマスオウ林の植物社会学的位置づけには問題があり,再検討の必要が認められるた.すなわち,ヤブツバキクラスのヤブツバキ,アオキ,ヒサカキ,タイミンタチバナ,ミミズバイなどは,西南日本の海岸湿地林の構成種であるが,台湾以南の林分には見られないということである.サガリバナ,サキシマスオウ,オオハマボウを始めとするサガリバナ群団の主要構成種はヤブツバキクラスの種(標徴種,区分種)ではなく,熱帯アジアから西南日本まで広く分布する海岸湿地林固有の種として取り扱うべき性格と判定できる根拠が明らかになったことを意味している.ツルアダン,トウズルモドキ,シマオオタニワタリを含めたヤブツバキクラスの種は,地域種あるいは隣接群落からの進入種と位置づけるべき性格である.昭和62年度の成果をふまえて,昭和63年度は,沖縄本島,奄美群島などの現地植生調査を実施し,サガリバナ群団など海岸湿地林の植物社会学的解明を行う予定である.西南日本には、熱帯アジア・太平洋地域と共通性の強い海岸植生特に海岸湿地林が発達している。

本調査・研究では、現地踏査による植物社会学的調査資料に基づき西南日本の海岸植生について、まず海岸砂丘植生海岸隆起サンゴ礁の植生の群落特性とその分布と植物社会学的位置づけを行い、さらに海岸湿地林の群落特性とその分布、植物社会学的位置づけを行っている。植物社会学的群落体系について検討を行った。その結果、海岸林としてのサガリバナ群集とサキシマスオウ群集は、サキシマスオウ、サガリバナ、ヤンバルミョウガなどを標徴種および区分種とするサガリバナ群団Barringtonion racemosaeに所属し、さらに上級単位がシマシラキ群集(マングローブの後背地林)などのまりであるシマシラキ群団とともに、シマシラキ-サキシマスオウオーダーExcoecario-Heritietalia littoralis.シマシラキ-サキシマスオウクラスExcoecario-Heritietealittoralisにまとめられる。西南日本から熱帯アジア・太平洋地域の海岸湿地林のまとまりのひとつとして、今回の調査結果から新たに明かとなり提唱されるシマシラキ-サキシマスオウオーダーおよびシマシラキ-サキシマスオウクラスは、気候的極相林であるヤブツバキクラス(常緑広葉樹林帯)に分布している自然植生であるとともに、その分布境界がより南までおよんであることに特徴がある。
機能性分子の土台「足場タンパク質」の発現リズムから迫る膜タンパク質の機能解析

細胞は膜に発現するタンパク質を介して外部からの情報伝達、栄養成分の輸送を行っている。一部の膜タンパク質の機能には24時間周期で変動する概日リズムが認められ、膜タンパク質の発現リズムの変化は、栄養バランスの崩壊に伴う代謝性疾患の発症につながる。膜タンパク質の膜局在には、土台を作る足場タンパク質が不可欠であるが、申請者は足場タンパク質の発現リズムによって支えられるトランスポーターの膜局在に24時間周期の変動が生じることを見出した。本研究では、足場タンパク質の発現リズム制御メカニズムの解析と、生体リズムの破綻に伴う足場タンパク質の発現リズム変容が引き起こす代謝性疾患の発症リスクについて解析する。
路面凹凸のない視覚障害者用横断歩道誘導帯に関する発展的研究 -改良と応用-

路面がフラットでありながら,路面材量の違いで進行方向がわかる視覚障害者用誘導帯(フラット型エスコートライン:FEL)の開発を行った。開発されたFELはゴムチップをウレタン系樹脂で固めた300mm角のブロックで,既存の舗装用ブロック等と併用ができ,施工性も向上した。また,これらのブロックをキャッチブロックとして利用することで,非利用者にとっては障害になりにくいがキャッチブロックとして機能することが示された。これまで研究者が開発を行なってきた路面に凹凸のない視覚障害者用誘導帯(フラット型エスコートライン、以下『FEL』と記す。ゴムチップおよびウレタン樹脂で形成、触感の違いで認知できる誘導帯)の改良と応用に関しての研究を行った。改良に関しては、本年度はこれまでに大学キャンパス内に設置してきた誘導帯の耐久性の観察を行ないながら、破損が著しくなった時点で、その観察から問題点・改良点・補修方法を検討する予定であった。しかしながら、際立った破損が見られなかったために今年度は観察を行なうに留まった。次年度以降に観察を継続し、破損が著しくなった時点で問題点・改良点・補修方法を検討する予定。応用に関しては、歩道部分におけるキャッチブロックとしての利用可能性の検討を行なった。実験フィールドとして模擬的な歩道(約40m)を作成し、その上に通常の誘導用ブロックおよびFELをキャッチブロックとして設置し、11名の視覚障害者に利用してもらった。認知度の観察を行うと同時に、利用した際の感想を得た。白杖での認知度は、誘導ブロックに比較しFELの方が有意に高い。『白杖で探った場合、FELの方が判りやすい』という意見も多かった。一方で、足裏での認知となると、FELの認知度は誘導ブロックに比較して低くなり、『足だけでは見つけづらい』との意見も多かった。総合的には60cm幅のFELの認知度は誘導ブロックより若干低い程度であったが、FELの幅が30cmと狭い場合には著しく低い。これは杖の振り幅が大きくなった際に、杖がFELをまたいでしまうからだと思われる。また『白杖・足の双方で分かる事で、安心感がある』との報告もあった。これらより、今後はFEL単独ではなく、他の情報(例えば既存の誘導用ブロック)との使い分けや相互補完を検討し、より有効な情報提供を模索する。路面に凹凸のない視覚障害者用誘導帯(フラット型エスコートライン、以下『FEL』と記す。改良に関しては、これまでに大学キャンパス内に設置してきた誘導帯の耐久性の観察を行ないながら、破損が著しくなった時点で、その観察から問題点・改良点・補修方法を検討する予定であった。年度当初は大きな破損はなく、その後、徐々に劣化が進む様子が観察された。補修方法検討前の年度末に加速度的に破損が進行し始めたため、改良方法もしくは補修そのものが可能か否かを含め補修方法について検討を行なっている。応用に関しては、昨年度に引き続き歩道部分におけるキャッチブロックとしての利用可能性の検討を行なった。実験フィールドとして作成された模擬的な歩道上に通常の誘導用ブロックおよびFELをキャッチブロックとして設置し、視覚障害者に利用してもらった。白杖により十分な認知性があることは確認されたが、視覚障害者の多くは足による誘導ブロック認知に慣れているため、足での認知が難しい事に対しての不安を訴える報告もみられた。一方で、利用方法に慣れてしまえば問題ないのではとの意見も挙がった。今後は、他の情報(例えば既存の誘導用ブロック)との使い分けにによりより利用し易い敷設方法ついて検討すると共に、足裏でも認知し易いようなFELの仕様についても検討していく予定である。路面に凹凸のない視覚障害者用誘導帯(フラット型エスコートライン、これ以降「FEL」と記す。ゴムチップおよびウレタン樹脂で形成、触感の違いで認知できる誘導帯)の開発研究を行った。本年度は、主にFELのキャッチブロックとしての利用に主眼を置き、FELの改良を試みた。昨年度までに試作されたFELは、キャッチブロックとして利用された場合、白杖による認知に関しては非常に高い性能を示したが、足での認知が難しいという欠点を残した。本年度においてはこの点を改良すべく試作が繰り返され、あわせて評価実験がなされた。まず試作段階では、これまでに作成されたFELとは異なる粒径、粒形のゴムチップを骨材として用い、足で踏んだ際の通常路面との弾性差が感じやすくなるよう改良が試みられた。複数の試作サンプルの弾性に関する物理測定を行ったところ、SB・GB係数には各サンプル間で際立った差は認められなかった。しかし粒形がひじき状のゴムチップを用いた場合、被験者から「踏み込んだ際の感触が他のサンプルや通常路面素材と大きく異なる」との内感報告があげられた。SB・GB係数などの指標では表現できない「ゆっくりとした強い荷重」に対する変位が、この「異なる」感覚をもたらしたと想像できる。(この特性を表すための物理指標については今後検討の必要があろう)

前述のひじき状ゴムチップを用いたFEL(Type1)とType1の表面たアルミ棒を埋め込んだもの(Type2、表面はフラットだが足で踏みこんだ際にアルミ棒部分が線状ブロックのように感じられる)を実験コースに敷設し、13名の被験者(晴眼目隠し)に歩行評価実験を行った。足での認知が比較的高確率でなされ、特にType2に関しては十分にキャッチブロックとして機能していくと想像された。しかしながら、ハイヒールで歩いた場合歩きにくいとの報告もあり、この点については改良の余地が残された。
糖尿病網膜血管透過性亢進に対する病態解明と新しい治療戦略

糖尿病黄斑浮腫は糖尿病によって視力障害をきたす頻度の高い疾患です。この病気は網膜毛細血管のバリアー機能が壊れてしまい(血管透過性亢進)、血管の中の水が外に漏れ出てしまいます。本研究によって、ROCKが血管透過性のバリアー機能(tight junction)に重要な役割をしており、培養した微小血管内皮細胞を用いた透過性試験においても、ROCK阻害剤は糖尿病によるバリアー機能破綻を回復させ、血管透過性を正常な状態に戻すことが分かりました。本研究からROCK阻害剤は、糖尿病による血管透過性亢進を改善するというメカニズムを有した糖尿病黄斑浮腫に対する新しい治療法となり得る可能性が示唆されました。本研究では糖尿病網膜症、特にこれまで明らかとなっていない網膜血管透過性亢進メカニズムへのRho kinase (ROCK)の関与を解明し、“網膜血管透過性をターゲットとしたROCK阻害剤の病態制御"の可能性を模索することです。網膜血管内皮細胞の増殖、遊走は血管透過性亢進に深く関与しており、ヒト培養網膜微小血管内皮細胞を用いたMTT assayにおいてROCK阻害剤はVEGF刺激による網膜血管内皮細胞の増殖を抑制し、cell migration assayにおいて網膜血管内皮細胞の遊走を抑制することを確認しました。閉鎖帯(tight junction)は、血管内皮細胞において水溶性小分子に対するバリアーとして機能し血管壁の透過性を制御しており、そのバリアー機能にtight junction関連蛋白であるclaudin(特にclaudin-5)が重要であると考えられています。免疫染色およびWestern blottingの結果より、閉鎖帯に発現しているclaudin-5はVEGF刺激によって崩壊して細胞内に取り込まれていきますが、ROCK阻害剤がこのclaudin-5の崩壊を抑制することを確認しました。このことから糖尿病網膜症における血管透過性制御に重要な閉鎖帯におけるclaudin-5発現維持にもROCKが関与していることが分かりました。ヒト培養網膜微小血管内皮細胞を用いたIn vitroにおける透過性試験においても、ROCK阻害剤はVEGF刺激による透過性亢進を有意に抑制することが分かりました。網膜血管透過性亢進に対して現在使用されているVEGF阻害薬は生理的なVEGFをも中和してしまうことから心脳血管障害などの有害事象が懸念されますが、ROCK阻害剤は抗VEGF阻害薬とは異なり、VEGFを抑制することなく血管透過性を改善するという新しい観点からの治療法となり得る可能性があります。本研究の目的は糖尿病網膜症、特にこれまで明らかとなっていない網膜血管透適性亢進メカニズムヘのRho kinase (ROCK)の関与を解明し、"網膜血管透過性をターゲットとしたROCK阻害剤の病態制御"の可能性を模索することです。本年の研究では、ROCK阻害剤は高血糖刺激や糖尿病網膜症患者血清、Rho activatorリゾホスファチジン(lysophosphat idic acid)刺激によるROCK活性化を抑制し、これらの刺激によって生じる閉鎖帯におけるtight junction関連蛋白(claudin-5)の崩壊を抑制することが分かった。In vivoでは、ROCK阻害剤によるVEGFを網膜で高発現する遺伝子組み換えマウス(Kimbaマウス)による網膜血管透過性亢進およびるtight junction関連蛋白(claudin-5)の崩壊を抑制する傾向はあるようだが、個体間でのバラツキが大きく、有意な変化は認められなかった。糖尿病網膜症と同様な無灌流領域や網膜新生血管などの増殖性変化を発症するAkimbaマウスを作成するために、自然発生糖尿病モデルマウス(Akitaマウス)とVEGF高発現マウス(Kimbaマウス)との交配を続けたが、生後まもなくして死亡してしまうために、実験可能な個体数を確保することができなかった。Vivoの実験系では、個体間のバラツキがないことが前提ではあるが、このモデルマウスでは個体間のバラツキが強く、飼育も困難であったことから期待していた結果は得られなかった。しかし、Vitroの実験系においてはROCK阻害剤が糖尿病網膜症に関する種々の刺激によるclaudin-5の崩壊を抑制することが確認できており、糖尿病網膜症における血管透過性制御に重要な閉鎖帯におけるclaudin-5維持を可能にすることができることが分かった。ヒト網膜微小血管内皮細胞を用いた増殖能、遊走能の実験において、ROCK阻害剤による増殖、遊走への抑制効果についてのデータが得られました。また、ROCKのヒト網膜血管内皮細胞におけるTight Junction発現への影響に関して、ROCK阻害剤がVEGF刺激によるclaudin-5のtight junctionからの崩壊を阻害することが分かりました。ROCKの網膜血管内皮細胞における血管透過性への影響に関しては、ヒト網膜微小血管内皮細胞を用いたin Vitroの血管透過性試験の実験系において、ROCK阻害剤はVEGF刺激による透過性亢進を有意に抑制することが分かりました。

実験計画ではヒト網膜血管内皮細胞におけるTight Junction発現への影響に関して、VEGF以外に高血糖や糖尿病網膜症患者血清、Rho activatorリゾホスファチジン酸(lysophosphatidic acid)刺激によるtight junction関連蛋白(claudin-5)発現への影響を評価する予定でしたが、まだそれらの実験は行えておらず、やや遅れていると判断しました。糖尿病網膜症In vitroでヒト網膜血管内皮細胞におけるTight Junction発現への影響に関して、VEGF以外に高血糖や糖尿病網膜症患者血清、Rho activatorリゾホスファチジン酸(lysophosphatidic acid)刺激によるtight junction関連蛋白(claudin-5)発現へのROCKの影響を評価しつつ、In vivoでも計画通り無灌流領域や網膜新生血管などの増殖性変化を生じる糖尿病モデルマウス(Akimbaマウス)を自然発生糖尿病モデルマウス(Akitaマウス)とVEGFを網膜で高発現する遺伝子組み換えマウス(Kimbaマウス)を交配させて作成していきます。Akimbaマウスの個体数が確保できた時点で、ROCK阻害剤によるtight junction関連タンパクの発現・局在、血管透過性亢進、網膜血管内皮細胞への白血球接着や内皮細胞障害に関する検討を進めて、生体内においても糖尿病網膜症でみられる血管透過性亢進の病態を制御し得るかを明らかにしていく計画です。本年度はヒト培養網膜微小血管内皮細胞や免疫染色、血管透過性キットおよびWestern blottingの試薬を当実験施設で所持していたことから、本年度計画していた使用額が少なくなってしまいました。本年度行えなかったIn vitroでのヒト網膜血管内皮細胞におけるTight Junction発現に関する実験に使用するとともに、in vivo実験での自然発生糖尿病モデルマウス(Akitaマウス)とVEGF遺伝子組み換えマウス(Kimbaマウス)を交配させて糖尿病モデルマウス(Akimbaマウス)を作成していく予定であり、必要な個体数を作成飼育していく費用に使用する予定です。
腎腫瘍に対する経皮的穿刺凍結手術の開発

凍結治療は長所は、術中・術後の疼痛出血がなく非侵襲的であり、瘢痕治療が少なくまた自己免疫反応の増強が期待できることなどがあげられる。近年泌尿器領域においては、超音波穿刺術、エンドウロロジ-、ESWLの進歩、温熱治療の前立腺疾患への応用など多くの疾患において、非侵襲性治療の割合が増加している。しかしながら、腎腫瘍の治療法としては現在も開放性手術が主流である。手術によらない治療法としては、内分泌療法、化学療法、免疫療法、腎動脈化学塞栓法などがあるが、いずれも手術の補助療法として使用され、腎腫瘍に対する非侵襲性治療が待ち望まれているのが現状である。そこで腎腫瘍の非侵襲的治療として、超音波穿刺術ならびに凍結治療を組み合わせた経皮的穿刺凍結手術の開発を3年間行ってきた。経皮的穿刺凍結手術を施行するにあたり、(1)体内深部に存在する腎腫瘍は凍結可能か、(2)腎腫瘍細胞はどの程度の冷却温度で凍結壊死するか、(3)凍結後の正常腎組織はどのような影響を受けるのか、(4)術中凍結効果の判定は可能かなどが問題となり、これらの点について検討した。まず、直径6.8mmの液体窒素型の凍結プロ-ブを開発し、これを用いて検討した結果、腎腫瘍は腎動脈塞栓術を併用すれば凍結治療が可能であることが明らかとなった。つぎに正常腎組識は、凍結により3ヵ月以内に凍結萎縮し、いわゆるautonephrectornyの状態になることが判明した。また、開発された直径0.5mmの温度センサ-ならびに術中超音波を利用することにより、術中凍結効果の判定をリアルタイムに観察できることを立証した。今後近い将来臨床応用を施行する予定である。1.腎腫瘍穿刺用凍結端子の開発。凍結端子としては当初、長さ15cm、直径2mm程度の大きさを予定したが、N_2Oガスによる凍結力を効率よく伝達させるためには、最低限直径7mmの太さを必要とした。今回新たに開発した凍結端子の構造は、長さ25cm直径7mmの端子の先端30mmの部位に凍結用チップを取り付け、断熱材を使用した直径8mmの外套に装着できるものである。開発された凍結端子の性能は、40°C恒温水槽中で5分間凍結時に直径30mmの氷塊が作製でき、十分臨床に応用できるものであることが確認された。2.ブタ腎組織に対する凍結手術の影響。摘出されたブタ腎を脱血したのち、腎動脈から40°Cの温水を500ml/分持続注入し,かつ40°C恒温水槽内に浸した状態で、ブタ腎を穿刺し凍結端子を挿入して凍結術を施行した。この際、凍結術時間は、5分、10分、15分、20分、30分とし、その後の腎組織に対する影響を、肉眼的ならびに組織学的に検討した。その結果、凍結5分10分で、組織は直径30mmの氷塊となり、肉眼的にも組織学的にも凍結壊死に陥っていた。氷塊周囲の組織は、氷塊から10mm離れた部位では、壊死に陥っていなかった。また腎表面の温度は、40°Cを保っており、腎周囲組織には、凍結術の影響はそれほどないものと推定された。これらの結果により、生体内で凍結術を施行する際には、凍結時間は510分あれば十分であり、また安全に施行できることが確認された。1.ヒト腎腫瘍組織に対する凍結手術の影響ならびに至適凍結温度・凍結時間の検討。(1)手術により摘出されたヒト腎腫瘍組織を脱血ヘパリン処理したのち、40°C

恒温水槽内に腎を浸し、腎動脈から40°Cの温水を400ml/分で持続注入しながら凍結プロ-ブを腫瘍の中心に位置させ、凍結術を施行し、腎腫瘍の凍結状態ならびに腫瘍内凍結温度を観察した。この際、腫瘍内には直径1mmの温度センサ-を凍結プロ-ブより1cm、2cm離した部位に挿入し、腫瘍内温度を経時的に観察した。その結果凍結術開始後、30分で-10°Cの平衡状態に達し、腫瘍部分のみ凍結された。(2)手術により摘出されたヒト腎腫瘍組織をそのまま40°C恒温水槽内に浸し、腫瘍の中心に凍結プロ-ブを位置させ、凍結術を施行した。この際、(1)の実験と同様に温度センサ-を使用し、腫瘍内温度を経時的に測定した。その結果凍結術開始後、-35°C、-70°Cの平衡状態に達し、腫瘍部分のみ凍結された。以上の結果、体内深部に存在しかつ血流の豊富な腎でも充分凍結術の施行が可能であることが立証された。また、腎腫瘍の凍結術を施行する際、あらかじめ腫瘍塞栓術を施行しておくほうが望ましいと考えられた。2.凍結術が正常腎組織に及ぼす影響ならびに修復過程の検討。雑種成犬をケタラ-ル麻酔下に開腹し、左腎に凍結プロ-ブを刺入させ、5分凍結術を施行したのち閉腹し、1週後の状態を観察した。5分の凍結により犬腎の約半分が凍結されたが、1週後には腎の約1/5程度に内出血が認められ、修復が認められた。1.凍結術が正常腎組織に及ぼす影響ならびに修復過程の検討。雑種生犬を用いて凍結後の腎の状態を短期すなわち凍結後1週と長期すなわち凍結後3ヵ月で比較検討した。実験方法は、全身麻酔下に雑種生検を開腹し、凍結プロ-ブを右腎下極に挿入し、冷却温度が-180°C、2分間の凍結を施行した。凍結後1週および3ヵ月の腎の状態を肉眼的ならびに組織学的に検討した。その結果、短期観察の凍結腎では、凍結プロ-ブの刺入した腎組織だけが楔状の出血巣として観察され、腎の大きさは左腎と同様で変化は認められなかった。組化学的には、楔状の部位には皮質髄質ともに赤血球およびリンパ球の浸潤が著明な出血巣として認められ、凍結壊死していることが判明した。長期観察の凍結腎では、右腎全体が萎縮していた。また、凍結プロ-ブの刺入された部位は瘢痕治瘉していた。凍結された部位以外の組織は、系球体そのものの大きさが縮小し、血管が凍結されたための虚血による変化と思われた。以上より、凍結された正常腎組織は、3ヵ月以内に虚血による変化により萎縮していき、いわゆるautonephrectomyの状態になることが判明した。2.臨床応用に向むての周辺機器の改良。これまでの検討から、体内に存在する腎腫瘍が凍結可能であることは立証されたが、臨床応用に際しては穿刺経路の凍結防止が必要である。このため、開発された凍結プロ-ブならびに直径0.5mmの温度センサ-の外套として、テフロン製品を作製した。これは、テフロンは生体に対して安全な組成でかつ熱伝導率がきわめて低い性質を有しているからであった。今後近い時期に臨床応用を施行する予定である。