hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特異な物性・機能を有するπ電子系の創出

実際、ジカチオン類、ジアニオン類はかなり安定であり四極性の性質(^<13>C-NMR)を示す。ジラジカルの三重項性の安定性も大いに興味があり検討中であり、また、これらの種は可視部や赤外部に強い吸収をもち特異な色素としても興味深い。(c)については、立体保護効果をもつジメシチルボリル基をユニットとする多核ホウ素共役分子の比較的多数の種類の合成に成功し、それらのアルカリ金属還元により、興味あるアニオンラジカル、ポリアニオンが得られ、今後の発展が期待される。特異な物性を有する新しいπ電子系の開発に向けて昨年度3テーマの研究を遂行したが、今年度はそれらも含めて以下の4テーマについて研究を実施した:(a)鎖状および環状オリゴフルベン類の研究、(b)芳香環で拡張されたトリメチレンメタン類とそのジカチオン、ジアニオンの研究、(c)複数のホウ素を含むアリールボラン類の研究、(d)円筒状にπ電子を配列する特異な分子の合成と物性の研究、である。(a)については、昨年度鎖状4量体までのオリゴマー並びに環状4量体と6量体の合成を達し、それらの物性を詳細に研究するとともにアルカリ金属還元を行いポリアニオン類を得て興味ある知見を加えることができた。これらの成果の一部は既に公表した。今年度はこの研究をさらに発展させるために、ペンタフルベンを代えてヘプタフルベンやブタトリエンをユニットとする交差共役分子オリゴマーの合成を検討し、今までにそれぞれ三量体までの合成を達成した。現在それらの物性を詳細に検討している。(b)については昨年度ベンゼン環およびチオフェン環で拡張されたトリメチレンメタン誘導体のジカチオン類初めての合成に成功した。これらのジカチオンの最大の特長は近赤外部に強い吸収を持つことであり特異な色素と言える、今年度はまず、チオフェンで拡張されたトリメチレンメタンジアニオンの生成を検討し、その合成と同定に成功した。さらに、ジラジカルの生成も検討したが今までのところ三重項に期待されるESRスペクトルを得るには至っていない。この研究はさらに、広くトリアリールメタンを基本構造とする新規π電子系への展開を計っている。(c)については、立体保護効果をもつジメシチルボリル基をユニットとする多核ホウ素共役分子の比較的多数の種類の合成に成功し、それらのアルカリ金属還元により、興味あるアニオンラジカル、ポリアニオンが得られることを昨年度見いだしたが結果の一部を公表した。さらに研究を続けている。(d)についてはパラフェニレンとアセチレンをユニットとする大環状分子を設計、合成を検討し、各4ユニットから成る分子の合成にほぼ成功している。この分子は大きなひずみを有しており、化学的に、活性である。これらの研究には、詳細な分子構造の解明が重要で、昨年度購入したX線解析装置は大きな威力を発揮している。今年度購入したガスクロマトグラフ装置は合成中間体分析、精製に使用している。今年度は、従来より行っている(a)拡張型トリメチレンメタン類および(b)交差共役πで電子系オリゴマー、に関する研究をさらに推し進めるとともに、(c)新規な大環状ポリフェニレン-ポリエンおよびポリイン、(d)複素環をスピン源とする多重項分子の開発、を検討した。(a)新しい拡張型トリメチレンメタン類として、トリフェニルメタンのパラ位にジシアノメチレン基や2、6-ジ-t-ブチルフェノキシラジカルを有する化合物の合成を検討した。前者については、紆余局折があったが最近ジアニオンの合成に成功した。この化合物は中性溶媒中でジアニオンに解離しており今後興味ある物性を明らかにしてゆく予定である。
血小板膜糖蛋白GPIbを介した細胞内情報伝達機構の解析

血小板膜糖蛋白GPIbとvon Willebrand Factor(vWF)との結合は止血機構における最も初期の反応として重要である.そのため,GPIb-vWFの結合を介した血小板活性化機構を解明することは,出血傾向の治療や血栓性疾患の治療・予防に大きく貢献することができる.本研究では種々のGPIb結合性蛇毒タンパク(botrocetin, alboaggregin-B, echicetin, Jararaca GPIb-BP, flavocetin-A)を用いてGPIbを介した細胞内信号伝達系について解析を行っている.これら蛇毒タンパクを用いて刺激した血小板可溶化サンプルから免疫沈降によりGPIbを分離し,in vitro kinase assayを行ったところ,一部の蛇毒タンパクで一過性に60kDa付近にリン酸化されるバンドがみられた.特異抗体によりこのバンドの同定を試みたところ,チロシンキナーゼp60^<c-src>であった.これまでに,GPIbにはアクチン結合タンパク,β-フィラミン,14-3-3が結合していることが知られていたが,p60^<c-src>もGPIbに結合して下流に活性化の信号を伝達していると考えられる.また,細胞骨格へのチロシンキナーゼの移行について解析したところ,p60^<c-src>,p54/58^<lyn>および14-3-3が一部の蛇毒タンパクの刺激で移行することが確認できた.しかし,使用しているすべての蛇毒タンパクにおいてこのような現象がみられず,個々の蛇毒タンパクの血小板活性化様式を更に詳しく解析することで,GPIbを介した血小板活性化機構を理解できると考えられ,次年度も継続して研究を行っていく.Two-hybrid systemを用いたGPIb結合性タンパクの解析は血小板からのcDNAライブラリー作成に手間取っており,次年度に解析を行う.
In vivo模倣系でのタンパク質高次構造転移スイッチング機構解明

タンパク質は一般に、高次構造を形成して機能を発現する。しかし、タンパク質はしばしば不安定であり、内部疎水性領域が露出して凝集し、活性を失う。タンパク質の凝集を防ぎ、活性を持った構造に巻き戻すための様々な研究がなされている。これまでにアルギニンを添加する方法は、変性構造から天然構造への回収率が高く、適用できるタンパク質も多いため、有効な方法として利用されている。我々は、近年、ポリアミンがニワトリ卵白リゾチームの熱による不可逆な凝集に対して、アルギニンよりも高い抑制効果を示すことを報告した。さらに、シクロヘキサンやp-フェニレンジアミンなど、加熱凝集を抑制する化合物が線維化の抑制効果を示すこと、また、、β2ミクログロブリン変異体の線維化の実験では、スペルミンおよびm-キシリレンジアミン、p-ジアミノシクロヘキサン、カフェインが高い効果を示した。これらの分子構造を図2に示す。スペルミンは加熱凝集抑制に効果を示すと同時に、α-シヌクレインの線維伸長を促進することが報告されている。アミノ基の配位による非共有電子の偏りと、疎水性の強さによって抑制効果が決まるのではないかと考えた。また、一時的に高温環境下に変性蛋白質をさらすことで、リフォールディングを促進させることに成功し、特許を取得した。主な成果を列挙すると、平成14年、アミノ酸エステル類の凝集抑制効果、平成15年、多くの蛋白質を同一条件でアミロイド化、平成16年、アミロイド形成抑制に必要な化学構造の抽出と、高温リフォールディング法の開発が挙げられる。原著論文16報、学会発表70件以上。Thermococcus kodakaraensisKOD1株由来のグルタミン酸脱水素酵素(Tk-GDH)を組換え体として発現させると、天然とは異なった構造が蓄積し、加熱により天然類似構造を形成することが知られている。この熱による構造転移は熱成熟と呼ばれ、数種類の超好熱菌由来タンパク質で観察されている。しかし、熱成熟の過程はまだ明らかになっていない。そこで本研究では、熱成熟がどのような過程かを分光学的に解析することを目的とした。Tk-GDHを組換えタンパク質として大腸菌で発現させた。熱の影響を最小にするために、全て4°Cで精製した。熱が構造に与える影響を円偏光二色性(CD)スペクトルで測定した結果、熱を加えるとαヘリックス含量が約3%減少することが分かった。熱処理中のCDスペクトルの経時変化を調べた結果、50°C付近から熱成熟が始まることが分かった。また一度熱成熟すると、冷却や再加熱でも非熱処理で精製したTk-GDHのスペクトルと重ならないことから、熱成熟は不可逆であることが分かった。熱成熟前後の二つの構造についてSDS-PAGEとゲル濾過クロマトグラフィーに供した結果、新しいピークは見られず、溶出位置も同じであった。つまり、見かけの大きさや共有結合性の変化は無いことが分かった。熱成熟に伴う構造変化が熱変性によるものかを活性測定で調べた。その結果、熱処理温度が高いほど逆に活性が増加することが分かり、70°Cの加熱で最大になった。つまり加熱によるCDの変化は熱変性ではなく、構造が天然型へと近づくためだと考えた。以上のことから、熱成熟は不可逆な構造転移であった。また熱成熟は、モノマー構造の変化や多量体形成によるのではなく、サブユニット間の相互作用によるものだと予想された。そこで、Tk-GDHのサブユニット間に多く存在するイオンペアが熱成熟に関与していると予想した。異なったイオン強度溶媒中での構造変化をCDを用いて調べた。イオン強度が高いほど構造変化の速度定数が小さくなることから、熱成熟には新しいイオンペアの形成が関与していることが示唆された。【背景および目的】タンパク質は、環境条件に応じて不活性なアグリゲーションや線維構造を形成し、それらが疾患の原因にもなる。

現在まで、アグリゲーションを抑制する多くの方法が開発されてきたが、なかでも小分子であるアルギニンの添加は最もよく用いられている。しかし、高濃度(500mM程度)の添加が必要なことや、限られた種類のタンパク質にのみ効果があるなど欠点も残る。ここでは、凝集抑制効果の高い新たな小分子の探索を目的とした。【方法】ニワトリリゾチームをモデルタンパク質に用いた。0.2mg/mlリゾチームに50mMリン酸緩衝液(pH6.5)と任意の濃度の小分子を添加した溶液を98°Cに加熱してアグリゲーションを形成させた(熱処理法)。その後、遠心上清のタンパク質量および残存活性を調べた。添加剤として、15種類のアミノ酸およびアミノ酸エステル類、ポリアミン類、有機溶媒、変性剤、塩を用いた。【結果・考察】熱処理法を用いて既知の抑制剤の添加剤を比較したところ、アルギニンの抑制効果が最も高く、400mMの添加量で凝集を100%抑制した。アルギニンのカルボキシル基をエステル化したアルギニンメチルエステルの抑制効果を調べたところ30mMの添加量で100%抑制した。残存活性1%以下までに低下する加熱条件に100mMのアルギニンメチルエステルを添加すると90%活性が残った。グリシンエチルエステルも同程度の抑制効果を示したので、アグリゲーション抑制にはエステル基とアミノ基が重要だと考えた。次に、アミノ基とアルキル基を骨格に持つポリアミンを添加し、凝集抑制効果を調べた。ポリアミン類であるプトレスシンおよびスペルミジン、スペルミンは、100mMの添加量でそれぞれ68%および,100%,100%抑制し、活性はそれぞれ13%および,33%,28%残存した。スペルミジンとスペルミンの抑制効果や残存活性はほぼ等しかった。また、アルギニンによる凝集抑制効果はプトレスシンとほぼ等しかったが、残存活性で比べるとアルギニンは1/3程度であった。【背景および目的】遺伝子組換え体で発現させたタンパク質は、不活性な封入体と呼ばれる小粒子顆粒を形成することが多い。封入体から活性のあるタンパク質を得るために、還元変性状態からのリフォールディングを行う必要がある。本研究では最も単純な希釈法を改良し、添加剤を含む98°Cの希釈溶液中でリフォールディングさせる方法を開発した。100mg/mlのリゾチームを6M塩酸グアニジンおよび30mMジチオトレイトール中に20°Cで12時間放置して還元変性リゾチームを調製した。高温リフォールディング法(Thermal Refolding Method;TRM)は、98°Cに加熱しておいた希釈溶液中に終濃度が6mM還元型グルタチオン、3mM酸化型グルタチオンを添加し、直後に還元変性したタンパク質溶液を終濃度1.0mg/ml(100倍希釈)となるように希釈して、これを98°Cで5分間で保温した後、1分間氷上で急冷し、20°Cで24時間放置した。残存活性を比較することで収率を算出した。【結果・考察】
徳島県から北海道への移住者に関する研究-言語変容を中心に-

北海道には、室町期ごろから和人が定住し始め、江戸期を通して松前藩が置かれた。しかし、本格的な北海道開拓が進められるのは、明治以後である。北海道への移住者は東北地方出身者が多かったが、四国地方からの移住者も意外に多く、移住者全体の約8%を占める。本研究の研究者5名のうち4名(小野・仙波・平井・原)が徳島県に住んでおり、本研究では徳島県から北海道への移住者に限定して研究を進めた。対象地域が北海道であるため、北海道在住の研究者1名(菅)に参加してもらった。北海道内各地に徳島県出身関係者が住んでいるが、本研究では、北海道余市郡仁木町、旭川市永山、静内郡静内町、中川郡本別町、などで言語調査を行った。いずれも、徳島県からまとまった数の移住者が入植し、定着した地域である。とは言え、移住後100年以上(静内では130年ほど)経て、今は年輩の人でも2世はまれで、ほとんどが3世・4世である。1世によって持ち込まれたはずの徳島方言は相当に影を薄くし、いわば北海道方言が成立してきている。それでも"徳島方言"はそれなりに尾を引いている面もある。北海道に渡った徳島方言と対比するために、主として吉野川沿いの地域を中心に、地元の徳島方言を調査した。また、やや古い徳島方言の姿を知るために、文献による調査を試みた。その結果、たとえば、北海道仁木町には120年余を経過した今日でも3世には明らかに徳島方言の名残が認められ、4世になるとそれが希薄になる。旭川市永山では屯田入植者の3割近くを徳島県出身者が占めたものの3世への名残は仁木町より薄く、4世はいわゆる北海道方言と見なされることばになっている。徳島県から北海道への移住者とその後の動きについては、かなり具体的に把握することができた。本研究の研究者5名のうち4名(小野・仙波・平井・原)が徳島県に住んでおり、本研究では徳島県から北海道への移住者に限定して、研究を進めた。対象地域が北海道となるので、北海道在住の1名(菅)に参加してもらった。北海道内各地に徳島県出身関係者が住んでいるが、今年度は、北海道余市郡仁木町、旭川市永山町、静内郡静内町、中川郡本別町で、言語調査を行った。とはいえ、移住後100年以上(静内では130年ほど)経て、今は年配の人でも2世はまれで、ほとんどが移住3世・4世である。1世によって持ち込まれたはずの徳島方言(阿波弁)は相当に影を薄くし、いわば北海道方言が成立してきている。それでも、"阿波弁"はそれなりに尾を引いている面もある。北海道に渡った徳島方言と対比するために、地元の徳島方言を調査する必要がある。そこで、北海道への移住者の多かった吉野川沿いのいくつかの町を訪ねてみた。また、やや古い徳島方言の姿をとらえるために、文献による調査を試みている。徳島県から北海道への移住状況については、帯広市・旭川市などで調査に当たった。

しかし、本格的な北海道開拓が進められるのは、明治以後である。北海道への移住者は東北地方出身者が多かったが、四国地方からの移住者も意外に多く、移住者全体の約8%を占める。本研究の研究者5名のうち4名(小野・仙波・平井・原)が徳島県に住んでおり、本研究では徳島県から北海道への移住者に限定して研究を進めた。対象地域が北海道であるため、北海道在住の研究者1名(菅)に参加してもらった。北海道内各地に徳島県出身関係者が住んでいるが、本研究では、北海道余市郡仁木町、旭川市永山、静内郡静内町、中川郡本別町、などで言語調査を行った。いずれも、徳島県からまとまった数の移住者が入植し、定着した地域である。とは言え、移住後100年以上(静内では130年ほど)経て、今は年輩の人でも2世はまれで、ほとんどが3世・4世である。1世によって持ち込まれたはずの徳島方言は相当に影を薄くし、いわば北海道方言が成立してきている。それでも"徳島方言"はそれなりに尾を引いている面もある。北海道に渡った徳島方言と対比するために、主として吉野川沿いの地域を中心に、地元の徳島方言を調査した。また、やや古い徳島方言の姿を知るために、文献による調査を試みた。その結果、たとえば、北海道仁木町には120年余を経過した今日でも3世には明らかに徳島方言の名残が認められ、4世になるとそれが希薄になる。旭川市永山では屯田入植者の3割近くを徳島県出身者が占めたものの3世への名残は仁木町より薄く、4世はいわゆる北海道方言と見なされることばになっている。徳島県から北海道への移住者とその後の動きについては、かなり具体的に把握することができた。
Ia型超新星の進化モデルの構築とその総合的応用

Ia型超新星への進化経路をさぐる上で、質量降着白色矮星がどのようにその質量を増加させて行き、最後にチャンドラセカール限界質量まで達するのかを調べることは、非常に重要なことであるが、まだ完全には理解されていない。2年目の平成12年度では、(3)われわれがいままで指摘してきた進化経路上の実際の対応天体のひとつである回帰新星の諸性質を理論的に明らかにすることができた。つまり、1999年2月に爆発した、回帰新星U Scoの光度曲線を理論的に解析し、白色矮星の質量がチャンドラセカール限界質量近く、Ia型超新星爆発寸前であることを示した。(Hachisu et al.2000a,およびHachisu et al.2000b)3年目の平成13年度では、(4)回帰型新星の中で、白色矮星+赤色巨星の系に属するT CrBやRS Ophについて調べ、これらも白色矮星の質量がチャンドラセカール限界質量近く、Ia型超新星爆発寸前であることを示した。(Hachisu and Kato 2001b)4年目の平成14年度には、(5)今、まさに白色矮星質量がチャンドラセカール質量に向かって増加している系として、大マゼラン雲の超軟X線源RX J0513.9-6951が対応することを理論的に示すことができた。(Hachisu and Kato 2003a,2003b)Ia型超新星への進化経路をさぐる上で、質量降着白色矮星がどのようにその質量を増加させて行き、最後にチャンドラセカール限界質量まで達するのかを調べることは、非常に重要なことであるが、まだ完全には理解されていない。計画初年度の11年度は、まず、(1)質量降着白色矮星上で起こるヘリウム・シェル・フラッシュ時にどの程度の質量が白色矮星表面から逃げて行くのかを理論的に見積もった。(Kato and Hachisu 1999)この結果、白色矮星上で、定常的に水素核燃焼が進行しているような場合でも、1割から2割の質量が白色矮星から逃げていくが、それ以外は燃えて炭素・酸素になり、白色矮星が効率的に太ることを明らかにした。この結果を応用して、(2)白色矮星とそれより重い主系列星からなる系の進化を追いかけて、実際にIa型超新星になることを示すことができた。この結果は、Li and van den Heuvel(1997)が私達の古いデータを使ってすでに示したことではあるが、今回、吸収係数を新しくした場合の結果を使って、我々が再確認したことになる。また、Yungelson and Livio(1998)が星の種族解析を行って、白色矮星+主系列星の系は、必要なIa型超新星の十分の一程度しかできない、という反論に対して、連星進化の見直しを行い、進化の途中でヘリウム巨星になった段階で、ヘリウム質量移動が主系列星の方に向かって起こることを指摘し、この経路を考慮すると、十分な数のIa型超新星が生まれることを示すことができた。(Hachisu,Kato,Nomoto,and Umeda 1999)また、(3)白色矮星+赤色巨星の系の進化経路にも応用し、実際に観測を十分説明する数のIa型超新星が生まれることを明らかにすることができた。(Hachisu,Kato,and Nomoto 1999)Ia型超新星への進化経路をさぐる上で、質量降着白色矮星がどのようにその質量を増加させて行き、最後にチャンドラセカール限界質量まで達するのかを調べることは、非常に重要なことであるが、まだ完全には理解されていない。計画初年度の平成11年度は、まず、(1)質量降着白色矮星上で起こるヘリウム・シェル・フラッシュ時にどの程度の質量が白色矮星表面から逃げて行くのかを理論的に見積もった。

また、この結果を応用して、(2)白色矮星とそれより重い主系列星からなる系の進化を追いかけて、実際にIa型超新星になることを示すことができた。(Hachisu,Kato,Nomoto,and Umeda 1999)また、(3)白色矮星+赤色巨星の系の進化経路にも応用し、実際に観測を十分説明する数のIa型超新星が生まれることを明らかにすることができた。(Hachisu,Kato,and Nomoto 1999)2年目の平成12年度では、われわれがいままで指摘してきた進化経路上の実際の対応物が何かという問題に第一段階の決着をつけることができた。これは、まず、(4)1999年2月に6度目の爆発が観測された、回帰型新星U Scoの光度曲線を理論的に再現したことで、系の白色矮星の質量がIa型超新星爆発寸前であること。また、白色矮星とそれより重い主系列星からなる系で、昨年度に明らかにした進化経路の最終段階に対応するものであること、を明らかにすることができた。(Hachisu et al.2000a,およびHachisu et al.2000b)また、同じ白色矮星主系列星のペアであるところのV394 CrAもU Scoと同じようにIa型超新星爆発直前の星であること。白色矮星と赤色巨星のペアである回帰型新星RS Ophも同じように白色矮星の質量が理論光度曲線解析によりIa型超新星爆発直前のものに対応していること、かつ、昨年度にわれわれが提案した白色矮星+赤色巨星の系の進化経路の最終段階にあるものであることも同時に判明した次年度は、すべての回帰型新星の光度曲線の解析を行い、すべての回帰型新星がIa型超新星爆発直前の星なのかどうかを明らかにするつもりである。Ia型超新星への進化経路をさぐる上で、質量降着白色矮星がどのようにその質量を増加させて行き、最後にチャンドラセカール限界質量まで達するのかを調べることは、非常に重要なことであるが、まだ完全には理解されていない。計画初年度の平成11年度は、まず、(1)質量降着白色矮星上で起こるヘリウム・シェル・フラッシュ時にどの程度の質量が白色矮星表面から逃げて行くのかを理論的に見積もった。(Hachisu, Kato, Nomoto, and Umeda 1999)また、(3)白色矮星+赤色巨星の系の進化経路にも応用し、実際に観測を十分説明する数のIa型超新星が生まれることを明らかにすることができた。(Hachisu, Kato, and Nomoto 1999)2年目の平成12年度では、われわれがいままで指摘してきた進化経路上の実際の対応物を理論的に明らかにすることができた。まず、(4)1999年2月に6度目の爆発が観測された、回帰型新星U Scoの光度曲線を理論的に解析し、白色矮星の質量がチャンドラセカール限界質量近く、Ia型超新星爆発寸前であることを示した。(Hachisu et al. 2000a,およびHachisu et al. 2000b)3年目の平成13年度では、(5)回帰型新星の中で、白色矮星+赤色巨星の系に属するT CrBやRS Ophなどの光度曲線を理論的に再現することができ、白色矮星の質量がチャンドラセカール限界質量近く、Ia型超新星爆発寸前であることを示した。(Hachisu and Kato 2001b)
上衣細胞濃度感受性ナトリウムチャネルの機能解明

《実験の背景》脳血液関門を欠く脳室周囲器官のひとつである内側隆起(median eminence、MEと略記)は解剖学的に上衣細胞層・内層・外層の3層より成るが、上衣細胞(tanycytes)だけが濃度依存性Na^+チャネル(Na_cと略記)を多量に持っている。脳脊髄液(CSFと略記)に接している上衣細胞層と外層の生理機能が異なっているのではないかとの前提で実験を行った。《実験方法と実験結果》MEを含むマウス脳スライスを作成してNa+感受性蛍光色素(SBFI)で染色し、細胞外Na^+濃度([Na^+]_o)を変化させた時の各脳部位の細胞内Na^+濃度([Na^+]_i)変動を観察した。1)MEの上衣細胞層と内層;[Na^+]_o上昇に対しては[Na^+]_i上昇で応答するが、[Na^+]_o下降には殆ど応答しない。また、浸透圧変化には反応しない。2)MEの外層:[Na^+]_o上昇に対しては[Na^+]_i上昇で応答するが、[Na^+]_o下降には殆ど応答しない。浸透圧変化にも応答するのが特徴である。3)上衣細胞層の隅角部(両隅)では、[Na^+]_o上昇に対して[Na^+]_oが下降するという逆反応が観察された。4)[Na^+]_o変化に対する反応は電位依存性Na^+チャネルの選択的抑制剤であるテトロドトキシン(TTX)に影響されなかったので、上衣細胞層のNa^+特異性反応は濃度依存性Na^+チャネルによると考えられる。《結論・考察》1)内側隆起は、Na^+濃度センサー(上衣細胞層・内層の一部)と浸透圧センサー(外層)の二重生理機能を持っている。2)第三脳室に接しているMEの上衣細胞層は、脈絡叢が産生するCSFのNa^+濃度(CSF浸透圧決定の主因子)を監視している。3)脳室を出て脳の外表を浸しているCSFに接するMEの外層は、(Na^+選択性を持たず)CSFの浸透圧を監視している。4)MEは、CSFの浸透圧調節を監視して脳浮腫の予防と脳の浮遊状態調節に関与していると考えられる。濃度依存性ナトリウムチャネル(Nacと略記、C : concentration)の性質を詳しく調べるために、Nacを多く含んでいる第三脳室上衣細胞(特にタニサイトtanycyteと呼ばれている)の特性を解析した。実験動物は、分子生物学実験に広く使われているC57BL/6Jマウスを使用した。1)脳血液関門とタニサイトマウスの尾静脈または腹腔にトリパンブルーという色素を注入すると、全身臓器は青く染まったが脳と脊髄は染色されなかった。しかし、脳のスライスを作成して詳細に調べたところ、第三脳室壁は染まっていた。よって、タニサイトの存在場所は血液脳関門を欠いているので脳脊髄液Na^+濃度の正確な測定が可能であることが判明した。

2)タニサイトの形態タニサイトの性質を解析するために、生きている状態で単離可能であるか、また他の細胞とは異なる形態学的特徴があるかを調べた。トリプシンで単離したタニサイトは細長い細胞体と長い突起が特徴であり、同定可能であることを確認した。3)タニサイトの機能タニサイトの電気生理学的性質を、全細胞記録法(whole-cell recording)で調べた。膜電位依存性のカリウムチャネルは存在しているが、電位依存性ナトリウムチャネル(Navと略記、V : voltage)を欠くことが判明した。一方、周囲に存在する神経細胞はカリウムチャネルとNavの両者を備えていたが、Nacを持ってはいなかった。タニサイト自身は活動電位を発生せず、Na^+濃度を感知する感覚細胞として働いていると考えられる。4)情報伝播様式タニサイトが感知した「Na^+濃度情報」が隣接する他のタニサイトや神経細胞にどのようにして伝達されるかを調べるために、第三脳室を含む脳スライスを作成してNa^+濃度情報伝播様式の画像解析を進めている。《実験の背景》脳血液関門を欠く脳室周囲器官のひとつである内側隆起(median eminence、MEと略記)は解剖学的に上衣細胞層・内層・外層の3層より成るが、上衣細胞(tanycytes)だけが濃度依存性Na^+チャネル(NaCと略記)を多量に持っている。脳脊髄液(CSFと略記)に接している上衣細胞層と外層の生理機能が異なっているのではないかとの前提で実験を行った。《実験方法と実験結果》MEを含むマウス脳スライスを作成してNa^+感受性蛍光色素(SBFI)で染色し、細胞外Na^+濃度([Na^+]_o)を変化させた時の各脳部位の細胞内Na^+濃度([Na^+]_i)変動を観察した。1)MEの上衣細胞層と内層:[Na^+]_o上昇に対しては[Na^+]_i上昇で応答するが、[Na^+]_o下降には殆ど応答しない。また、浸透圧変化には反応しない。2)MEの外層:[Na^+]_o上昇に対しては[Na^+]_i上昇で応答するが、[Na^+]_o下降には殆ど応答しない。浸透圧変化にも応答するのが特徴である。3)上衣細胞層の隅角部(両隅)では、[Na^+]_o上昇に対し[Na^+]_oが下降するという逆反応が観察された。4)[Na^+]_o変化に対する反応は電位依存性Na^+チャネルの選択的抑制剤であるテトロドトキシン(TTX)に影響されなかったので、上衣細胞層のNa^+特異性反応は濃度依存性Na^+チャネルによると考えられる。《結論・考察》1)内側隆起は、Na^+濃度センサー(上衣細胞層・内層の一部)と浸透圧センサー(外層)の二重生理機能を持っている。2)第三脳室に接しているMEの上衣細胞層は、脈絡叢が産生するCSFのNa^+濃度(CSF浸透圧決定の主因子)を監視している。3)脳室を出て脳の外表を浸しているCSFに接するMEの外層は、(Na^+選択性を持たず)CSFの浸透圧を監視している。4)MEは、CSFの浸透圧調節を監視して脳浮腫の予防と脳の浮遊状態調節に関与していると考えられる。
マルチ機能ルイス酸触媒による同一時空間反応の開発

エステルはアルデヒドやカルボン酸と並ぶ基幹的化学原料である。しかし、活性が低いため、その変換には求核性の高い試薬を使用するか、多段階の反応を用いる必要があるなどの意外に大きな制限を受けているために、溶剤等としての利用が多い。エステルを原料とする選択的な反応経路が開発できれば、誘導体の豊富さ、入手の容易さ、安定性や安全性などの特性から大きなメリットが期待できる。その開発の突破口として下式のように還元的アリル化を完成させることを念頭に、単一触媒によるエステルを出発原料とした還元とアリルの2段階反応の集積化を計画した。との集積反応は、アルデヒドのアリル化と等価とみなすことができ、不安定で取り扱いの難しいアルデヒドを安定なエステルに置き換える手法の確立となるものでもある。還元剤であるシリルヒドリド(Et_3SiH)とアリル化剤であるアリルシラン(Me_3Si-allyl)を同時にエステルに作用させて、エステルの直接還元的アリル化を確立した。逐次的な試剤添加などの特別な操作は不要で、2種の求核剤の共存系でも還元とアリル化が、同一の反応条件で順次進行し、時空間集積触媒反応が達成できた。さらにInI_3が両段階に作用しながら、その様式が巧妙に異なることが集積化の原因であることを実証した。また、還元剤単独あるいはアリル化剤単独では、本反応条件下では、それぞれ非常に反応が遅く、集積化による反応促進効果も確認できた。エステルに二種類の異なる求核種を付加させる反応系を確立した。今後は、適応可能な求核種の探索を行うことで、本反応のコンセプトをより一般的に昇華させていく。これまでの研究におけるハロゲン化インジウムの化学に関して、その基本的性質や反応活性種について多くの知見を得ており、カルボニル基のアリル化・還元・還元的塩素化・還元的アリル化やアルコール・シリルエーテル・アルキルエーテル・アルキルハライドと様々な求核種とのカップリング反応やカルボン酸・エステルのフリーデルクラフツアシル化など多岐に渡る反応形式を開発してきた。本研究では、これらの反応を連続的に組み合わせた同一時空間反応の検討を行った。安定・安価なエステルを原料として用いた反応系の確立をめざし、温和な条件下において、ヨウ化インジウム触媒存在下アリルシランとヒドロシランを用いることによりエステルの脱酸素ヒドロアリル化を検討し、高効率で進行することを見いだした。ヨウ化インジウム存在下、エステル、ヒドロシランとアリルシランを反応させるとエステルのヒドロアリル化が効率よく進行し、ホモアリルアルコール誘導体が効率よく得られるた。また、ヒドロシランとエステルのアルコキシ部位の置換基を変化させることで、生成物がホモアリルエーテルとなる反応系も開発した。具体的には、ジクロロメタン溶媒中、触媒量のヨウ化インジウム存在下、メチルエステル、アリルトリメチルシランとジメチルフェニルシランとの反応を行うと目的生成物であるホモアリルアルコールを効率的に得ることに成功した。さらに、エステルとしてイソプロピルエステルを、ヒドロシランとしてトリエチルシランを用いた場合、エステルのアルコキシ部位が残存したホモアリルエーテルが生成することが判明した。
極微細半導体素子のしきい値電圧ばらつき解析のための離散不純物モデルの構築

本研究では、Si-MOSFETの基板内不純物ばらつきの統計性を厳密に考慮した擬1次元近似のもとでの確率分布関数と解析モデルを導出した。また、極微細デバイスに存在する離散的な不純物分布をデバイスシミュレーション可能にする我々の離散不純物モデルの正当性を物理的観点から検討した。具体的な検討内容と成果は、以下のようにまとめられる。1.デバイス基板内をシート状に分割して各シートに含まれる不純物数のゆらぎをポアソン分布として考慮し、界面での表面電場のゆらぎに対する確率密度関数を求めた。そのうえで、しきい値電圧ゆらぎ等についての厳密な確率密度関数を初めて導出した。2.導出した確率密度関数を典型的構造をもった微細MOSFETに適用した結果、デバイスの微細化に伴って、しきい値電圧ゆらぎ分布関数が通常仮定されている正規分布から大幅にずれてくることが判明した。3.未だに世界的に広く用いられているatomistic不純物モデルと従来の連続的なjelly不純物モデルのもとで、Si-MOSFETの基盤内での不純物数(濃度)をさまざまに変化させ、モデルによる基盤内のポテンシャルの相違を検討した。その結果、巨視的なポテンシャルについては両者において大きな差が無いことを見い出した。これは、第ゼロ近似でのデバイス特性は両者に大きな差を示さないことを意味する。4.離散的な不純物によるデバイス特性ばらつきは、各不純物の微視的な散乱ポテンシャルにより引き起こされることを見い出した。その結果、ドリフト拡散法のもとで微視的(短距離)ポテンシャルを切り出した、我々の不純物モデルの正当性を裏付けることができた。Si-MOSFETの基板内不純物の離散的なばらつきに伴ったデバイス特性ばらつきについて、不純物ばらつきの統計性を厳密に考慮した擬1次元近似のもとでの確率分布関数を導出した。さらに、その確率分布関数を典型的なデバイス構造に適用することにより、いくつかの新たな知見を得た。3.確率密度関数には、n-MOSFETについてはしきい値電圧のばらつきに下限値が、PMOSFETについては上限値が存在することを見い出した。これは、不純物ゆらぎに伴ったデバイス特性ばらつきの実験による直接的検証になり得るものである。我々の構築した離散的不純物の物理を正しく考慮した不純物モデルと3次元デバイス・シミュレーションを用いて・不純物モデルの正当性を明確にした。また、これまでの研究成果をまとめるための研究成果報告書の作成を進めた。1.未だに世界的に広く用いられている(物理的に誤った)atomistic不純物モデルと従来の連続的なjellyな不純物モデルのもとで、Si-MOSFETの基盤内での不純物数(濃度)を徐々に変化させて、デバイス基盤内のポテンシャルの相違を検討した。その結果、同じ境界条件のもとでの巨視的なポテンシャル(ポテンシャルの長距離成分)については、両者において大きな差が無いことを見い出した。

2.酸化膜とSi基盤との界面近傍にデルタドープしたイオン化不純物プロファイルのもとで、atomistic不純物モデルと連続的なjellyな不純物モデルをドリフト拡散法に用いて、Si-MOSFET基盤のポテンシャルの相違を検討した。その際、離散的な不純物の配置のばらつきに伴ったポテンシャルのゆらぎを排除するために、不純物は規則的に配置した。その結果、巨視的ポテンシャルは両者でほぼ一致することを確認した。これは、離散的な不純物によるデバイス特性ばらつきは、各不純物の微視的な散乱ポテンシャルにより引き起こされることを示し、ドリフト拡散法のもとでの微視的(短距離)ポテンシャルを切り出した我々の主張(不純物モデル)の正当性を裏付けるものである。3.これまでの過去2年間の研究成果をまとめた総合研究成果報告書の作成を進めた。
動物モデルの死後CT画像解析と組織学的検討・死後画像診断への応用

研究の結果、死亡原因により得られる死後画像所見の経時変化が異なり、従って死亡原因判定に死後CT画像を用いる場合、死後経過時間を考慮することが必須であることが明らかとなった。また、海水溺死/淡水溺水の死後CT画像所見を経時的に検討し、画像所見では両者間に相違がないことが明らかとなった。ヒトの死後画像の経時的変化については、24時間隔てた2回撮像結果から、死後早期の胸膜液体貯留と肺野就下現象の間に関連性があり、死後30時間までは死後変化としての胸膜液出現がなく、死後約40時間までに胸膜腔への液体流出が完了することを明らかにした。計画では家豚を用いるとしていたが家兎においても死後CT検査が実施可能であることが明らかとなり、家兎を用いて死後CT画像解析と組織学的検討を行うこととした。家兎を深麻酔下に、安楽死群・凍死群を各6羽ずつ作成し、死後直後1時間毎にCT画像撮像を行い死後画像変化を観察した。得られた画像をワークステーションを用いて定量的な解析を加え、両群間の相違について検討を試みた。家兎の死亡モデルの作成に際して、臓器を露出して処置を行った場合経過観察中に腐敗ガスの発生が加速され経時的観察が困難であることが明らかとなった。また、搬入されたヒト死亡事例について、検案時CT及び解剖時CTの双方が実施された事例については、死後画像変化による病態の定量的診断を行うための計測を実施した。その結果については平成26年度の国内外学術学会(日本医学放射線学会・International Society of Forensic Radiology and Imaging)にて発表する。本研究の目的は、死因/病態の違いによる死後画像所見の違いを明らかにするために、動物を異なる手法を用いて死亡させ経時的に死後画像を実施するものである。計画では脳梗塞・肺塞栓・致死性不整脈群を作成する予定であったが、カテーテル操作等による画像修飾が著しく経時的画像観察には適さないことが判明したため窒息・溺水・低体温及びコントロールの4群が比較対象となった。また家豚を用いることが計画されたが撮像装置への搬入等の負担が大きく、画像評価が可能な小型動物への変更が検討され、ウサギに変更された。各死亡原因群を経時的に観察/撮像することにより、得られた画像所見が異なることがあきらかとなり、死亡原因判定に死後経過時間を考慮することが必須であることが明らかとなった。平成27年度には過去2年間に実施した動物実験についての発表並びにヒト死後画像に関する研究を発表する予定であり、報告書作成時点で日本医学放射線学会(平成27年4月・横浜)及び国際法医画像学会(平成27年5月・イギリス)で発表予定である。計画では脳梗塞・肺塞栓・致死性不整脈群を作成する予定であったが、カテーテル操作等による画像修飾が著しく経時的画像観察には適さないことが判明したため、窒息・溺水・低体温及びコントロールの4群が比較対象となった。また、家豚をもちいることが計画されたが撮像装置への搬入等の負担が大きく、画像評価が可能な小型動物への変更が検討され、ウサギに変更された。動物実験に関しては検討可能な死亡原因について明らかとなり、同死後画像の取得ができている。同研究についての発表は本年度に作成予定であるが、先行論文としてヒト死後画像評価について作成し論文化が完了している。医歯薬学ヒト死後画像について経時的に評価し、更に死後経過による画像修飾について研究を深めるとともに死因究明に資する所見を明らかにしてゆく。また、画像ワークステーションを用いて定量化指標による死因究明に資する所見について明らかにしてゆく。当初の計画通り、コントロール群についての計測が実施終了している。また、外因死モデルの一つとして凍死群を作成・計測しており、詳細な検討を加えることができている。一方、当初計画のままで実施した場合データ収集不能に陥ると考えられる病態モデルについても病態モデル作成の代替え法について目途が立っており、平成26年度に実施可能と考えられる。病態モデルにより生じる画像変化について平成26年度にはさらに検討を進めるとともに、ヒト死後画像診断に際して役立つ所見の検討を行い、定量的指標の導入をつうじて死後画像診断の普遍的・客観的評価を可能とする方向で検討を進めてゆく。
二次元原子薄膜ヘテロ接合の複合量子物性とそのテラヘルツ光電子デバイス応用

本研究は,バンドギャップレスな半金属的性質を有するグラフェンを中心として,h-BN等の絶縁体やMoS2等の遷移金属ジカルコゲナイド半導体とのvan der Waals接合からなる二次元原子薄膜ヘテロ接合材料をプラットフォームとして,量子効果やプラズモニック効果などの二次元原子薄膜ヘテロ接合系に特徴付けられた電子・フォトン・プラズモン・フォノンが関わる複合量子系に現れる物理現象を動作機構として新たに導入し,テラヘルツ波領域での増幅・発振・検出等の信号処理機能を,従来の材料・物理機構が果たし得なかった極めて高いエネルギー効率で実現し得るデバイスを創出することを目的として策定した。初年度は,(1)当該の基本構造(GーDGL)をプラットフォームとして構築すること,(2)GーDGLの従来型素子に対する性能優位性の明確化,(3)プラズモン&フォトンアシスト二重共鳴現象の発現とそのテラヘルツ放射能・検出能の向上に挑戦を計画した。しかし,基盤研究(S)に採択されたため,5月末日をもって研究を終了することとなり,課題(1)の途中までの進捗に留まった。なお,今後は,採択された基盤研究(S)の課題としてより大きな枠組みで継続推進しており,一層発展・展開する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
二十世紀における「負」の遺産の総合的研究-太平洋戦争と戦後社会-

本研究では、敗戦を契機とした軍隊の解体が生み出した広大な旧軍用地(軍隊が残した負の遺産)が、現代社会において、いかにして活用されているのかを調査しながら、負の遺産が、社会において持つ意味について研究した。その結果、旧軍用地の活用は、日本のみならず、太平洋戦争に関わった他のアジア地域における戦後復興および地域開発に重要な役割を果たしている一方、既存の地域社会と人間関係を激変させたことが明らかとなった。本研究の初年度にあたる今年度は、太平洋戦争時における日本国内及び旧植民地、中国大陸など関連諸地域に関する現地調査及び関連諸機関との協力関係の構築に努めた。本年度の主な成果は次の通りである。(1)フランスHaute Savoie地方にて、戦争の記憶について国立科学研究所・研究員と共同調査。bibliotheque de filmにて、第2次世界大戦期の映画に関する資料収集。(2)イギリスにおける戦争の展示について、帝国戦争博物館にて資料収集、視察を実施。ロンドン郊外のレッチワースにて、戦後日本の土地活用のモデルとなった田園都市を視察。(3)ハンガリーのクサーントゥシュ・ヤーノシュ博物館にて、ハンガリー、ジュールにおける戦争の記憶の展示の視察。パンノンハルマやブタペストの王宮地下迷路にて、世界遺産化・「負」の遺産化を調査。(4)北九州小倉の旧軍用地の土地活用の現状を視察。旧軍用地とその現在の活用に関する資料を収集。(5)沖縄県渡嘉敷島にて、第二次世界大戦末期の集団自決跡地、白玉の塔、歴史民族資料館等を視察。集団自決に関する島民の認識、慰霊祭への参加に関して聞き取りを実施。(6)中国延辺朝鮮族自治州にて、旧満州の軍用地跡を調査。延辺大学の社会学者と意見交換を行った。(7)中国雲南省にて、戦時期の要衝地が戦後どのように利用されてきたのか、雲南社会科学院の研究者たちと情報交換。また、少数民族イ族の伝統舞踊の文化遺産化と観光の関係について調査した。2009年度の主な研究成果は、軍用地が戦後いかにして国土開発計画と結びつき、活用されたのかということに関して、政府の国土開発に関する資料や、全国の市町村史を調査したことである。その結果、軍用地と国土開発計画には密接な関係があり、いじめ自殺問題のような社会問題の要因と国土開発には深い関連があることが明らかになった。本研究の最終年度にあたる今年度は、太平洋戦争時における日本国内及び旧植民地、中国大陸など関連諸地域に関する現地調査及び関連諸機関との協力関係の構築に努めた。(2)2010年中国芸術人類学学会学術会議にて、戦争の記憶に関する講演(招待講演)を行い、中国、韓国を中心としたアジアの研究者との学術交流を行った。(3)中国雲南省にて、戦時期の要衝地が戦後どのように利用されてきたのか、雲南社会科学院の研究者たちと情報交換を行った。(4)東京都立中央図書館にて、戦後日本社会における土地活用の変化と、それによって引き起こされる社会問題(とくにいじめ自殺)に関する資料収集を行った。(5)イタリアとの国境に位置するニースにおいて、戦没者慰霊碑等の戦争遺産の調査を行った。また、ニース市立図書館にて、ニースにおける戦後復興に関する資料を収集した。また、ドブロヴニク(クロアチア)の戦争写真博物館および民族学博物館において戦争の記憶がいかにして展示されているのかを調査した。(6)ブリュッセル自由大学において開催された映像社会学シンポジウムにて、報告L'Approche sociologique de laviolence des enfants par laproductiond'un film d'animationを行った。この報告では、「負」の遺産に関する研究をいかにして映像化するのかという点について言及し、制作映像を上映した。(7)日本、アジア、太平洋、ヨーロッパにおいて、激戦の記憶がいかに残されているのか、本研究において調査したものについて、時系列的にまとめた「太平洋戦争とその遺産に関する年表」を作成し、成果報告書に掲載した。
先端的光学技術による神経成長円錐の伸展と接着の分子機構の研究

1.培養したラット脊髄後根神経節(DRG)細胞の細胞体から保持電位-60mVでホールセツパッチ記録を行いながら神経成長円錐を微細ガラス管で機械刺激すると内向き電流が記録された。成長円錐とラミリポデイア以外に機械刺激を与えても内向き電流は観察されなかった。機械刺激の対するこの反応の逆転電位のイオン依存性など電気生理学的特性およびイオンチャネル遮断薬を用いた薬理学的特性の検討の結果より、成長円錐には機械刺激で活性化するClイオンチャネルが存在すると結論された。2.成長円錐からのグルタメート放出はω-aga IVAやω-CgTxによって抑制された。金コロイドを利用した免疫学的方法を用いて、成長円錐にω-aga IVAやω-CgTxに感受性を持つCaチャネルが成長円錐や細胞体に存在することを明らかにしたが、nicardipine感受性のCaチャネルについては確認できなかった。ここで試用した免疫学的方法をnicardipineについては適用できない可能性があると考えられる。グルタメート放出に伴う成長円錐内でのCaイオン濃度の上昇はω-aga IVAとω-CgTxによって抑制されたがnicardipineの影響は無かった。ω-aga IVAとω-CgTxが存在すると14mM-Kイオン溶液ではCaイオン濃度の増加は起こらないが、47mMでは増加した。この増加はnicardipineを追加すると抑制された。以上より、成長円錐にはnicardipine感受性のCaチャネルは存在するがグルタメート放出には係わっていないと結論された。3.脊髄神経細胞を弱いDC電場中で培養すると神経突起の成長方向は基質の電荷と成長円錐の基質への接着性によって左右される。例えば、ラミニン処理(negative charge)プラスチック上に培養すると神経突起は陰極側に、ポリリジン処理(positive charge)では陰極側へ向かった。時間的・空間的に変化する接着性分子の発現状況が電場と相互作用しながら成長円錐の伸展方向決定を促していると結論される。4.カバーガラス面(poly-L-lysine処理)に培養した神経細胞の細胞膜を蛍光色素で染色して全反射型近接場光顕微鏡で観察した。高濃度Kイオン溶液で成長円錐に対応する部位の近接場光強度が上ることからガラス面側の細胞膜が基質に接近したと推測された。近接場光顕微鏡で得られたFluo-3蛍光像は通常の落射蛍光顕微鏡像と比べて小さく且つ班点状で不均一であり、これらは膜直下でのCa分布を示すと考えられる。幼若ラットの脳や脊髄後根神経節(DRG)から分離・培養した神経細胞の神経突起先端に形成される成長円錐について、本年度研究実施計画に従って研究を行った。1.成長円錐からの神経伝達物質の放出はω-aga IVAとω-CgTxによって抑制された。免疫学的手法を用いてω-aga IVAとω-CgTxに感受性を示す部位を金コロイド粒子で標識した。

金コロイドが成長円錐に存在することを走査型電子顕微鏡で観察し、ω-aga IVA及びω-CgTxに感受性を示すP又はQ並びにN型のカルカムチャネルが成長円錐に存在することを免疫学的に明らかにした。2.培養したDRGの細胞体から保持電位-60mVでホールセルパッチ記録を行いながら、成長円錐部に微細ガラス管を用いて機械的刺激を与えると内向き電流が記録された。成長円錐以外の神経突起や細胞体に同程度の偏位を与えても内向き電流は発生しなかった。この内向き電流の逆転電位は-2.2mVであったが、外液中のClイオンを低濃度(11.7mM)にすると逆転電位は54mVになった。以上より、成長円錐への機械的刺激によってClイオンチャネルの透過性が上昇すると考えられた。3. Fura-2を用いて成長円錐の細胞内カルシウムイオン濃度を光学的に測定した。培養DRG細胞体を電気刺激すると成長円錐での細胞内カルシウムイオン濃度が上昇した。この上昇はω-aga IVAとω-CgTxによって抑制されたが、ニカジピンの影響は受けなかった。一方、高濃度Kイオン(14mM)によって惹起された細胞内のカルシウムイオンの増加はニカシピンによって抑制された。以上より成長円錐に存在するL型カルシウムチャネルから流入するカルシウムイオンは伝達物質の放出には直接的に関与しないと推測される。4.カバーグラス上に培養した幼若ラット海馬細胞の成長円錐の細胞膜をダイIやローダミンなどの蛍光色素で染色し、成長円錐部がガラス面に接触あるいは接着する様子を全反射型近接場(エバネッセント)光学顕微鏡を用いて観察できた。5. Xenopusの脊髄神経細胞を弱いDC電場中で培養するとき、例えば負に荷電するラミニン処理或いは無処理のプラスチック上で培養した場合は神経突起は陰極側に向かい、正に荷電するポリリジン処理では陽極側に伸長した。以上、電場中での神経突起成長の方向は基質の電荷と成長円錐と基質の接着性によって左右されると結論された。1.神経成長円錐の機械刺激で惹起される内向きホールセン電流の逆転電位は、細胞外液のC1イオン濃度により変化し、この変化はNernstの式に従った。内向き電流の薬理学的検討では、C1イオンチャネル遮断薬であるNPPBが有意な抑制効果を示した。成長円錐には機械刺激で活性化するC1イオンチャネルが存在すると結論された。2.Fura-2を用いて成長円錐の細胞内Caイオン濃度を光学的に測定した。グルタメート放出に伴うCaイオン濃度の上昇はω-aga IVAとω-CgTxで抑制されたが、nicardipineの影響は無かった。ω-aga IVAとω-CgTxが存在すると14mM-Kイオン溶液ではCaイオン濃度の増加が起こらないが、47mMでは増加した。この増加はnicardipineを追加すると抑制された。金コロイドを用いた免疫学的方法ではnicardipine感受性Caチャネルの存在を確認できなかった。培養時には成長円錐形成とともに周辺にChE活性が発現することを組織化学的に確認した。
香りの看護ケア技術への活用に関する研究

香りを負荷した温熱刺激を伴う看護技術の生体への効果を明らかにするために、本年度は特に入眠効果に焦点を当て、温熱刺激または、温熱及び「香り」の複合効果を検討した。睡眠及び食事時間を調整した健康な男性7名を被験者とし、香りを負荷した足浴と付加しない足浴を実施し、脳波(01,02)、皮膚温(右手掌、胸部、左上腕、左下腿、左下肢)、血流量(右手掌)、心拍数を指標に香りの有無による入眠効果を比較した。室温(2527°C)、湿度(5070%)を保ち、照度も10ルクス以下に調整した実験室で、閉眼安静15分後に足浴を10分間施行し、その後30分間閉眼にて安静を維持した。香りを付加した足浴では、前年度作成した香り提示システムを使用し、足浴中に被験者が自覚しない程度の香りをマスクから流した(オレンジオイル0.05ml,流量6066ml)。脳波の分析は、すべてのデータを30秒毎にFFTを実施し、θ波、α波、β波の周波数帯域別にパワー値を算出した。それらのデータから視察により睡眠段階を判定した。α波が消失し、低振幅θ波が出現する睡眠段階1を入眠期とした。皮膚温、血流量、心拍数は、5分間ごとに平均値を算出し、比較した。その結果、脳波による睡眠段階評価では、香りの有無に関わらず、足浴後すべての被験者が入眠しており、足浴が入眠を促すことが考えられた。入眠開始時間は、香りの有無による差はほとんど認められなかったが、入眠持続時間では、7名中香りを付加した足浴の方が長かったものが5名と多かった。皮膚温、血流量、心拍数には、香りの有無による有意な差は認められなかった。これらのことより、オレンジの香りを付加した足浴は、循環動態に影響を与えることなく、従来の足浴と同様に実施でき、入眠時間の持続効果が期待できる可能性が考えられた。香りの刺激時間の違いによる生体反応を検討するために、香り提示装置の作成と、複数の客観的指標を連続測定できる測定システムを作成した。1.香り提示装置の作成:香りの研究では、その研究にあわせた香り提示装置を作成することが重要であり、本研究では精油の香りを一定の感覚強度(流量)で、加湿させて提示することが必要である。そのため、精油を容器内でバブリングさせると同時に、加湿空気と混合し、加湿と一定の感覚強度の調整を行った。また、酸素マスクから香りを吸入させることで、香りの拡散を最低限に抑えることが可能となった。さらに、空気清浄機(本年度購入)を併用することで、室内への香りの吸着を抑えることが出来、環境を一定にして実験が行えた。2.生理指標測定システムの作成:本年度購入した生体アンプシステム(測定用ノートPC含む)と既存のアンプの組み合わせにより、香り刺激のオンオフ、測定指標(脳波、血圧等)データを同時に取り込むことが可能となった。このことにより、複数の指標を同期させて測定することが出来、実験の精度が向上した。3.香りの刺激提示時間の検討:これらの香り提示装置と測定システムを使用し、香りの刺激提示時間の検討を行った。精油は、ラベンダーとベルガモットの2種類を使用し、被験者に提示した。刺激提示時間として、10秒間、20秒間、30秒間の3条件を設定し、比較を行った。その結果、香りの種類に関わらず、10秒と20秒では、前頭部の脳波の変化が大きく、三叉神経刺激による反応が大きく出ていることが推察された。30秒間香りを提示した場合では、後半側頭部から後頭部でも変化が認められ、嗅覚刺激による脳活動を反映したと考えられる。このことにより、看護ケアへの活用を考慮した場合、刺激提示時間は30秒以上が適当であると考えられた。

入眠開始時間は、香りの有無による差はほとんど認められなかったが、入眠持続時間では、7名中香りを付加した足浴の方が長かったものが5名と多かった。皮膚温、血流量、心拍数には、香りの有無による有意な差は認められなかった。これらのことより、オレンジの香りを付加した足浴は、循環動態に影響を与えることなく、従来の足浴と同様に実施でき、入眠時間の持続効果が期待できる可能性が考えられた。