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クリティカルケアにおける深部静脈血栓症予防と患者の心理的・神経的影響に関する研究

下腿マッサージ、間歇的空気圧迫法(IPC)、弾性ストッキングの下肢血行動態への影響と、心理的・神経的影響を調べた。健常人を対象とした研究から、下腿マッサージでは、下肢循環を急激に増加させる効果を認めた。またリラックス効果が期待できることが明らかとなった。IPCでは、抗凝固能の効果が最も高かった。食道癌患者を対象とした研究でも、同様の結果が得られた。<研究の目的>本研究は、クリティカルケア領域の患者に対しより適切で安楽な方法で深部静脈血栓症の予防を行うべく、間歇的空気圧迫法・弾性ストッキング・下腿マッサージの3者における予防効果を検証し、患者に与える心理的・神経的負担の程度を明らかにするものである。このことから患者の身体的状況だけでなく心理面を考慮した看護ケアの提供につながると考える。<研究実績の概要>1)H20.9H20.12:実験準備として論文検討を重ね、海外・国内の最近の深部静脈血栓症に関する状況を詳細に把握した。2004年のガイドライン策定後からの看護研究の報告数は増加しており、その多くは教育に関するものが多いことがわかった。介入を行った臨床研究は少なく、一方で合併症や患者の心理に関する報告があり、予防策を画一的に実施できない状況が明らかとなった。また評価項目については、画像診断技術向上に努め、凝固系の評価項目として、深部静脈血栓症のスクリーニングにおいて近年国内で注目されているD-dimer及び可溶性フィブリン(SF)を採用することとした。2)H21.1H21.3:クリティカルケア領域の患者に対し実施する評価項目の妥当性の検討のため、国内で深部静脈血栓症のリスクが高くなると報告されている40代の健常な女性16名を対象にRCTを行った。血流・凝固系への影響では、下腿マッサージにおいても間歇的空気圧迫法と同様の効果が得られた。また心理的影響においては、下腿マッサージにおいて「安心する」「リラックスできすぐに入眠できた」などの回答があった.<研究の目的>本研究は、クリティカルケア領域の患者に対し、より適切で安楽な方法で深部静脈血栓症の予防を行うべく、一問歌的空気圧迫法・弾性ストッキング・下腿マッサージの3群における予防効果を検証し、患者に与える心理的・神経的影響の程度を明らかにするものである。<研究実績の概要>クリティカルケア領域の患者に対し実施する評価項目の妥当性の検討のため、昨年度より継続して、国内で深部静脈血栓症のリスクが高くなると報告されている40代の健常な女性10名を対象にRCTを行った。血流の評価では、3群とも安静後、介入5分後、30分後、60分後と計測を行い、間歇的空気圧迫法では、徐々に血流の増加を認めるのに対し、下腿マッサージにおいては、介入5分後に血流の増加を認め、その後血流は低下していく傾向にあった。凝固系の評価では、下腿マッサージにおいても間歇的空気圧迫法と同様の効果が得られた。心理的影響では、どのように感じたかを質的に分析すると、間歇的空気圧迫法では、「音が気になる」「片足ずつマッサージされるのが不快」「蒸れる」などのコメントが得られ、下腿マッサージにおいては、「安心する」「温かみを感じる」などのコメントが得られた。下腿マッサージでは、「短時間だったので、もう少し長くして欲しい」などの継続性に関するコメントも得られた。多くの被験者が、間歇的空気圧迫法による手技と下腿マッサージを比較した場合、下腿マッサージの方が心地よいと感じていた。〈研究の目的〉本研究は、クリティカルケア領域の患者に対し、より適切で安楽な方法で深部静脈血栓症(Deep Vein Thrombosis:DVT)の予防を行うべく、間歇的空気圧迫法(Intermittent Pneumatic Compression:IPC)・弾性ストッキング・下腿マッサージの3者における予防効果を検証し、患者に与える心理的・神経的負担の程度を明らかにするものである。〈研究実績の概要〉対象として、侵襲の大きい手術のひとつである食道切除手術を受ける患者とした。食道癌に対する食道切除再建術は、術式自体が高侵襲であるうえ、患者は高齢・喫煙・飲酒歴等の背景を持つことが多く、ICUで全身管理が必要となる。静脈血栓塞栓症予防ガイドラインでは高リスク手術に該当し、術後肺血栓塞栓症の発生率は、3.2%とその他の手術に比較して、深部静脈血栓症の発生率が高いため、対象として選定した。食道癌術後患者に対し、間歇的空気圧迫法と下腿マッサージの2通りのクロスオーバートライアルを実施した。前年度の研究結果より、弾性ストッキングでの予防効果は、食道癌手術後患者に対しては、効果が不十分であると判断したため、方法から除外した。

対象者に対し、術前に文書を用いて研究の目的と内容を説明し、同意を得た。同意後、DVTが存在しないことを下肢静脈エコーにて確認した上で正式な対象者とした。6名の同意を得たが、治療の目的でヘパリン投与となった2名、脳梗塞を合併した1名を除外した。結果として、IPCでは、血流量は増減を繰り返しており、駆出される血流量は一定に維持されていなかった。血液凝固反応では、IPCが血管内皮細胞を刺激し、内因性の抗凝固能を活性化していると思われた。下腿マッサージでは、血流量はIPCと比較してほぼ同等を保っており、蓄積された静脈血を一気に駆出し、中枢深部静脈へのクリアランス効果がもたらされたと考えられる。血液凝固反応では、線溶系亢進の可能性を示すものがあった。以上のことから、下腿マッサージはDVT予防に有効である可能性があるが、その適応・応用については、さらにデータを蓄積していく必要があると考える。よって、基礎研究と合わせて考察すると、クリティカルケア領域の患者に対してDVT予防としては、IPCの予防効果は充分であるが、拘束感などの主観的要因や皮膚・神経障害などのトラブルもあり、継続使用困難な症例もある。下腿マッサージは、血流・凝固反応の面からIPCと同程度の効果が期待でき、リラックス効果もあることから、IPCと併用、またはIPC離脱症例に対する予防方法のひとつとなる可能性があると考える。
PET分子イメージングによる代替医療の治療効果発現メカニズムの科学的検証

健常被験者を対象として、安静状態と連続暗算課題による精神的ストレス下における脳内ヒスタミン遊離量を比較したところ、被験者は暗算課題による心理ストレスを感じていた一方、PETでは差は検出できなかった。一方、頸部痛、肩こりのある男性を対象として、代替医療のカイロプラクティック施術後と無治療時の脳糖代謝の差を比較したところ、PETで測定した脳糖代謝変化が自律神経活動の変化と関連している可能性が示された。また、動物介在療法に関連した課題においてもストレス緩和に関連した所見が観察された。このようにPETを用いた脳糖代謝測定によって、代替医療の治療効果を評価することが可能と考えられた。健常被験者を対象としたPET測定を、東北大学大学院医学系研究科倫理委員会の承認を得て実施した。約10名の被験者を対象として、ヒスタミンH1受容体測定用薬剤である[^<11>C]doxepinを肘静脈から投与し、安静状態および暗算課題による精神的ストレス下の2条件でPET撮影を行なった。画像解析にあたっては、同一被験者の3D-MRI画像を収集し、重ね合わせを行ったMRI画像上で前頭葉、側頭葉、頭頂葉、帯状回などに関心領域を設定して評価を行った。脳内ヒスタミンH1受容体結合能の値を2条件間で比較して、ストレス負荷時の脳内ヒスタミン遊離量を推定した。PET撮影前後に実施した質問表の結果では、計算課題遂行中の被験者は緊張感と疲労感を十分に自覚していることが示されたが、PET測定の結果では2条件に明らかな受容体結合能の差はみられず、暗算課題による心理ストレスではPET画像で確認できるほどの変化は起こらない可能性があることが示唆された。過去の研究では、内臓痛を誘発するほどの強い消化管刺激によって脳内ヒスタミン遊離がPETで測定されたことが報告されているが、通常の心理ストレスでは脳内ヒスタミン遊離はそれほど多くなく測定感度以下となる可能性があることが示唆された。上記結果は日本核医学会等において平成22年度に発表予定である。上記の結果を受けて、2年目に予定していたカイロプラクティックおよび鍼灸の治療効果に関する脳血流・代謝測定研究を前倒しして開始した。現時点での予備的解析では、カイロプラクティック治療前後で痛みの主観的症状が有意に改善し、脳活動も自律神経機能に関連する領野の変化が観察されている。鍼灸治療前後の脳血流の変化も安定して測定することができた。このように代替医療治療効果の評価には、神経受容体レベルでの観察よりも脳血流・代謝レベルで観察するほうが測定感度が高いことが示唆された。代替医療の治療手技の一つであるカイロプラクティックによる治療効果を科学的に分析するための臨床研究を実施した。頸部痛、肩こりがあるがそれ以外の目立った症状および他の疾患がない男性12名を対象として、ポジトロン断層法(PET)による測定を行った。測定に用いたトレーサーは、フルオロデオキシグルコース(FDG)であり、カイロプラクティック施術後と無治療待機時の安静状態の局所脳糖代謝を比較した。PET測定の前後に、主観的な痛みの自覚、ストレスの自覚について質問票を用いて調査した。また客観的指標として、心拍ゆらぎ解析による自律神経機能の変化、唾液アミラーゼ濃度測定によるストレス評価、頚部肩にかけての筋硬度の評価を合わせて行った。本研究は東北大学大学院医学系研究科倫理委員会の承認を得て実施した。PET画像解析の結果、施術後の安静状態における脳糖代謝の亢進部位と低下部位が観察された。脳糖代謝亢進部位としては、前頭前野や帯状回などが観察され、脳糖代謝低下部位としては小脳虫部が観察された。同時に実施した主観的評価では、痛みの自覚が施術後に有意に軽減し、主観的ストレスの自覚も軽減していることが示された。客観的指標として実施した心拍ゆらぎ解析では有意な自律神経活動の差異が検出できなかったが、唾液腺アミラーゼでは施術後に有意にストレスが軽減していることが示唆された。全体としては、施術後には対象者がリラクゼーション状態にあり、それに対応して発生した脳内変化がPETで測定できたものと考えられた。今後は、さらに対象者数を増やして結果の安定性を評価することを予定している。頸部痛、肩こりがあるがそれ以外の目立った症状および他の疾患がない男性12名を対象として、ポジトロン断層法(PET)による脳および骨格筋代謝の測定を行った。測定用のトレーサーには、組織ブドウ糖代謝測定用薬剤であるフルオロデオキシグルコース(FDG)を用いて、代替医療のひとつであるカイロプラクティック施術後と無治療待機時の安静状態の2条件間で比較した。PET画像解析の結果、施術後の安静状態における脳糖代謝の変化が観察された。

脳糖代謝亢進部位としては、前頭前野や帯状回などが観察され、脳糖代謝低下部位としては小脳虫部が観察された。同時に実施した主観的評価では、痛みの自覚が施術後に有意に軽減し、主観的ストレスの自覚も軽減していることが示され、脳における代謝変化が自律神経活動の変化と関連している可能性が示唆された.。また、治療の際に経皮的に機械的刺激をうける僧帽筋などの骨格筋の代謝も計測したが、治療後には糖代謝が低下する傾向があることが示された。また、長期間、伴侶動物を飼育している男女を対象として、伴侶動物と同伴する安静条件および単独で待機する安静状態を比較をFDG PETを用いて実施した。その結果、ふだん動物とともに生活している者では、伴侶動物と同伴する条件のほうが局所脳代謝が低くなる傾向があることが示された。研究全体としては、対象者が好ましいと感じる条件において、副交感神経優位の状態となり、それに伴って発生する脳局所糖代謝がFDG PETで計測できたものと考えられた。このようにPETを用いることによって、代替医療の治療効果を評価することも可能であると考えられる。上記の研究成果は、ヨーロッパ放射線医学会(ECR)にて発表した。
人工妊娠中絶の看護を行う看護師の実践の知

厚生労働省によると、日本では、平成28年度はおよそ16万8千件の中絶が実施されている。この数値は年間出生数のおよそ20%にあたり、約94%は12週未満の妊娠初期に行われたと報告されている。中絶における看護に関しては、特に初期中絶においては、教科書に記載されることがほとんどなく、看護師は知識を得ることがないままに施設に就職をして、実践の中で各々学んでいくしかないのが現状である。中絶の看護に関する知識を得るためには、実際にそれを行う看護師から情報を得る必要がある。そこで、本研究は、中絶における日常の看護を明らかにすることを目的とする。これにより、今後の看護教育及び実践に示唆が得られると考える。
空間反転対称性のない重い電子系の量子臨界点近傍の磁性と超伝導の微視的研究

空間反転対称性欠損型重い電子系超伝導体の例として, CeCoGe_3を取り上げ,量子臨界点(QCP)近傍の超伝導の特異性を解明することを最終目的とし,そこに至るまでの磁気秩序状態の変化を, Co核磁気共鳴を実験手段として微視的に解明することを目的とした。ステップ状の磁化の減少を伴った常圧での複雑な逐次転移は0. 7GPa以下の圧力下でのみ起こり,より高圧力下では中性子回折によって示された磁気構造を基調としたより単純な磁気秩序に変化することが解った。各圧力下での磁気共鳴スペクトルの温度変化を測定し, QCPへ至る過程での磁気-圧力相図を推定した。重い電子系の量子臨界点近傍での非BCS超伝導の興味に加えて、空間反転対称性がない結晶構造をもつ重い電子系の超伝道発現機構には新たな興味が持たれている。我々は空間反転欠損BaNiSn_3型結晶構造をとるCeCoGe_3についてCo-NQRを行い、最終目標としてQCP近傍の超伝導の電子対の対称性を微視的に解明することを目指した。CeCoGe_3は5GPa付近でQCPに達し、0.7K以下で超伝導が出現する。CeCoGe_3は超伝導出現のほかに、常圧で複雑な磁気秩序(逐次転移)を示す。(1)圧力印加によってQCPに至るまでの磁気秩序の変化を調べ、QCP近傍の超伝導がどのような磁気的背景のもとで出現するのか、また空間反転対称性欠損が複雑な磁気秩序に及ぼす効果があるのかを見出す。この上で、(2)超伝導電子対の対称性に関する測定を行う。現時点では、現有するNQR測定装置と、極低温環境が実現可能な高知大学発明方式の小型GM冷凍機とを結合させ、(1)の点について測定している段階である。Co-NQRスペクトルからCo原子は磁性に関与しておらず、磁性はすべてCe4f電子が担っていることが解った。常圧でのCo-NQRスペクトルはT_<N1>以下では一見複雑に分裂するが、このスペクトルは結晶軸のc軸に平行な内部磁場を受けている数種類のCoサイトがあるとして非常に明解に説明できる。磁気転移直後では3つの異なるCoサイトが存在し、さらにT_<N2>以下になると4つのCoサイトを持つ状態に変化し、それぞれのサイトの体積分率も変化することがわかった。これらの振る舞いはCe4f磁気モーメントがc軸に平行であり、格子整合な変調を受けていることを意味し、磁化測定における逐次転移でのステップ状の磁化変化や、ステップ状のメタ磁性転移を微視的にとらえたものと考えることができる。磁気秩序の基底状態に対応するT=4.2Kで圧力変化を行った。Coの常圧での4サイトは約0.3GPaで2サイトに変化する。この2サイト分裂が少なくとも1.5GPaまでは維持されることが解った。これらの結果は2010年第65回日本物理学会年次大会で発表し、近々開催されるSCES国際会議でも発表予定である。前年度に引き続き、空間反転対称性のない重い電子系超伝導体であるCeCoGe3を取り上げ、次のことを目的として研究を行ってきた。(1)圧力印加によってQCPに至るまでの磁気秩序の微視的変化に対する、反転対称性欠損が及ぼす効果の有無や、またQCP近傍の超伝導がどのような磁気的背景のもとで出現するのか、(2)QCP近傍での超伝導状態における超伝導電子対の対称性をCo核のNMK/NQR(核スピン格子緩和時間やナイトシフトの温度変化)によって調べる。(2)の超伝導に到達するためには2つの極限状態(極低温、超高圧)でのNMR/NQR測定をクリアーしなければならず、現在のところ多結晶試料において1.5GPaの圧力、液体He温度までの温度域で巨視的、微視的測定を行っている。この系はこのような比較的低圧力でもその磁気構造をめまぐるしく変化させることが巨視的な測定だけでなく微視的な測定でも分かった。常圧ではCo核は4種類のc軸方向の内部磁場を受けている。これはCe磁気モーメントがc軸方向だけを向くイジングスピン的になっており、このイジングスピンの反強磁性配列が磁気秩序をもたらし、試料内の領域に応じた反強磁性配列の変化が4種類のCo核の内部磁場をもたらすと考えられる。約0.7GPaの圧力印加でCo核は4種類から2種類の内部磁場を持つように、その相対強度を変化させる。これ以上1.5GPaまでの圧力ではCo核の共鳴スペクトルは2種類のままほとんど変化しないことが分かった。

以前から常圧ではT_<N1>=21Kでc軸方向に強い磁化容易軸異方性をもってフェリ磁性的な転移をし、さらにT_<N2>=12K,T_<N3>=8Kで逐次転移を示すことが知られていたが、これらはイジング的な反強磁性配列の変化の結果だと考えられる。T_<N2>、T_<N3>でCo共鳴スペクトル線形や強度の変化を見ることができた。微視的な測定でこの変化をとらえたのは初めてである。このような磁性変化が反転対称性欠損と関係あるのか現時点では不明であるが、本年度は、更に印加圧力を高めて測定を行いQCP近傍の超伝導がどのような磁気的背景のもとで出現するのか、また空間反転対称性欠損が複雑な磁気秩序に及ぼす効果があるのかを見出す計画である。量子臨界点(QCP)近傍の超伝導相における反転対称性欠損重い電子超伝導の微視的解明を最終目標とし、QCPに至るまでのCeCoGe_3の複雑磁性を解明し、超伝導出現に対する磁気的背景を微視的立場より調べることが本研究の目的である。CeCoGe_3は結晶学的には1種類のCeサイトしか持たないが、常圧の磁気秩序はT_<N1>=21K,T_<N2>=12K,T_<N3>=8K,で逐次転移を示し複雑である。これまでの研究でCo核NQRスペクトルに逐次転移点で明瞭な変化があり、微視的な立場からも逐次転移を確認した。また、基底状態の磁気構造は中性子回折によって、c軸方向にIsing的な磁気モーメントによる"uudd構造"を基本とし、僅かな変調(波数とモーメントの大きさ)を伴っていることが解っている。逐次転移はこの変調構造の消失と、uu(dd)領域、ud領域の相対強度の変化によって起こることが解った。今回は引き続き圧力印加による逐次転移の変化、即ち、磁気-圧力相図の微視的解明を目指した。印加圧力は、0.7GPa,0.95GPa,1.52GPaである。0.7GPa以上では変調に伴いCoサイト数が4、3種類になることはなく、2種類に限られる。従ってuudd構造"が基調になっていると推測される。2種類の内部磁場の温度変化には逐次転移を暗示する変化は見られなかったが、スペクトルの相対強度は大きく温度変化し、0.7、0.95GPaそれぞれでの逐次転移は5K、10Kと考えられる。各圧力での基底状態のスペク'トル相対強度比は、高い内部磁場成分:低い内部磁場成分=1:3に近く、基底状態では、例えばuduuduudのような長周期変調構造をとるものと考えられる。温度が上昇すると相対強度比は1:1に近づくので、uudd構造に逐次転移すると考えられる。一方、1.52GPaではこのような相対強度の温度変化はなく、逐次転移は見られない。これらの結果を磁気-圧力相図にまとめた。磁気圧力相図は比熱測定から提案されたものほど複雑ではなく、逐次転移の出現は比較的低い圧力領域に限られる。これらの結果を国際会議LT26や日本物理学会で発表した。今後QCPへ向けてさらに高圧力の測定を行いたい。
分子生物学を基礎にしたPGE_1の静脈内投与法の検討

オ-タコイドたるプロスタグランジン(以下PG)の不活性化は主に肺でなされるが、その不活性化にはPGの種類によって選択性がある。この選択性を決めているのは細胞内にある不活性化酵素(15-hydroxy PG dehydrogenase)ではなく、細胞膜の通過性を決定しているトランスポーターである。プロスタグランジンE1製剤は透析患者に多い慢性動脈閉塞症、手術麻酔中の血圧コントロールなどに臨床応用されているが、肺で90%以上が不活性化されるため、必要量の約10倍を静脈内注入している。この不活性化を防ぐためトランスポーターのlnhibitorの同時投与を検討した。まず適当なlnhibitorを検索するためスクリーニングアッセイ系を次の様に分子生物学的に確立した。Lacオペレーターを有するpOP13CATヴェクターにラット及びヒトプロスタグランジントランスポーター(以下PGT)cDNAをそれぞれ組込んだ。さらにLacリプレッサーを組み込んだプラスミドと共にHeLa細胞へ導入しStablecell lineとした。この系はIPTG投与によりPGTの発現を誘導出来る。このアッセイ系を利用して保有しているプロスタノイドのスクリーニングを開始したところである。また分子生物学的スクリーニングとin vivoでの効果を合わせて比較検討するためラットを使った簡便なin vivoアッセイシステムもセッティングした。in vivoでのPGの不活性化はPGTへの親和性に比例しており、PGTを用いた分子生物学的アッセイシステムが今後有用な情報をもたらすものと期待される。このまま継続してスクリーニングを続ける予定である。
新たな固体電解質の開発に向けた超イオン導電体の形成要因の研究

昨年度に溶融CuI-AgI混合系の実験とシミュレーションを行っており、今年度はその結果について、継続して更に詳しい解析を行った。CuI-AgI混合系は固体相で温度を上げると超イオン導電相を示し、CuとAgの2種類のカチオンのみが拡散できることが知られている。本研究の結果、Cu-Cu、Ag-Ag、Cu-Ag相関に関する部分構造因子は互いに近いスペクトルパターンを示し、CuイオンとAgイオンは置換された原子配置を好むことがわかった。このことは、同種カチオンで見られる共有結合性が、異種カチオンの間にも存在することを示唆しており、今後第一原理計算を行えば、それを確認できる可能性がある。本研究の先行研究として行っていた溶融RbI-AgI混合系ではRbイオンとAgイオンの配置の特徴が大きく異なっていたことを考慮すると、CuイオンとAgイオンは非常に相性が良く、イオン伝導を互いにサポートし合っていることがうかがえる。しかしながら、AgイオンとCuイオンの大きさなどの違いから、原子配置は完全な置換位置からわずかなずれがあり、その結果、アニオンとの距離や配位数などには違いが見られる。それらの違いは、CuIの超イオン導電相でアニオンが面心立方格子を形成する一方AgIでは体心立方格子を形成することと関係していると考えられ、イオン伝導体の骨格構造であるアニオンの副格子の種類を液体構造が決めている可能性を見出したと考えている。平成28年度はまず、超イオン導電体として知られるCuIおよびCuI-AgI混合系の溶融状態について、イオン伝導率の測定を実行した。CuIのイオン伝導率は溶融相から超イオン導電相への凝固時に大きく下降し、AgIとは逆の振る舞いを示すことがわかった。AgIは超イオン導電相でIイオンが体心立方格子を形成する一方、CuIのIイオンは面心立方格子を形成する違いを反映している可能性が考えられる。超イオン導電体CuBrは凝固時にイオン伝導率が上がり、AgIと同様に体心立方格子を形成することが知られており、アニオンの副格子のタイプとイオン伝導率の凝固時の振る舞いはAgIと同じである。溶融CuI-AgI混合系のイオン伝導率の温度依存性のアレニウスプロットから活性化エネルギーEaを導出した。CuIの濃度の増加とともにEaも増加し、超イオン導電相の報告とおおよそ同様の振る舞いを示していることがわかった。次に、SPring-8で測定した溶融CuBrの構造因子S(Q)を分子動力学シミュレーションで再現する試みを行った。剛体イオンモデル(RIM)と分極可能イオンモデル(PIM)の2つのモデルを実験結果と比較したところ、どちらもおおよそ実験データを再現したが、特にPIMの場合には低Q側に現れるfirst sharp diffraction peak(FSDP)と呼ばれるピークを再現することができた。このピークは液体中に中距離秩序が存在することを示している。Cuイオンの分布に対してcavity解析を行ったところ、PIMの場合はシミュレーションBOXの体積に対して17%程度の空隙が生じており、Cuイオンの分布に大きな揺らぎが生じていることがわかった。このことは、アニオンの分極による電気双極子モーメントが電場を発生し、それによりCuイオンの疎密を形成させていることを意味している。研究実績の概要に詳述した通り、イオン伝導率測定から溶融相と超イオン導電相の関係性に一定の理解が得られた。イオン伝導率の測定は当初計画していなかったが、本研究とは別に進めていた実験環境整備が予期せぬタイミングで整ったため、本研究の目的遂行を加速させると判断し、実験を行った。その一方で、当初予定していた混合系の構造測定は次年度へ先送りすることになった。しかし、溶融CuBrの構造に関して、アニオン分極効果の知見を見出すことができた。それらすべてを考慮すると、本研究はおおむね順調に進展していると判断している。平成29年度は、超イオン導電体として知られるAgI-CuI混合系の溶融相に対して、SPring-8およびJ-PARCで測定した回折データとアニオン分極可能イオンモデル(PIM)を考慮した分子動力学シミュレーションからAgおよびCuイオンの分布について調べた。X線回折データにも中性子回折データにも、構造因子のQ=1/A付近に中距離秩序の存在を示すfirst sharp diffraction peak(FSDP)が観測されている。シミュレーションの結果では、アニオン分極を考慮しない剛体イオンモデル(RIM)ではFSDPが現れないが、PIMを考慮した場合はFSDPが現れ、実験データを再現できるようになることがわかった。また、Ag-AgやCu-Cu間の距離は典型的な溶融塩であるRbClのRb-Rb間距離に比べて著しく近くなっていることがわかった。これはAgやCuイオンのサイズがアニオンに比べて小さいことも一因ではあるが、アニオンの分極による電気双極子から発生する電場の影響が大きいことがわかった。Ag, Cuイオンはアルカリ金属と比べてハロゲンイオンと共有結合を示すことが知られており、このことが陰イオンの形を歪め、アニオンの分極を促すと考えられる。今回のシミュレーション結果では、Ag-Ag, Cu-Cu相関に加えて、Ag-Cu相関でも短い距離を取れることがわかった。このことから、AgとCuイオンの協働的な運動も可能性として考えられる。研究実績の概要に詳述したように、CuI-AgI混合系の溶融相の構造について一定の理解が進んだ。

当初予定していた溶融貴金属ハライドーアルカリハライドの研究は、アルカリハライドの潮解性のために実施できなかったが、CuI-AgI混合系は潮解性が低いため、代替した研究を行うことにより、研究計画に遅れを生じさせずに研究を進めることができた。このことを考慮し、本研究はおおむね順調に進展していると判断している。昨年度に溶融CuI-AgI混合系の実験とシミュレーションを行っており、今年度はその結果について、継続して更に詳しい解析を行った。CuI-AgI混合系は固体相で温度を上げると超イオン導電相を示し、CuとAgの2種類のカチオンのみが拡散できることが知られている。本研究の結果、Cu-Cu、Ag-Ag、Cu-Ag相関に関する部分構造因子は互いに近いスペクトルパターンを示し、CuイオンとAgイオンは置換された原子配置を好むことがわかった。このことは、同種カチオンで見られる共有結合性が、異種カチオンの間にも存在することを示唆しており、今後第一原理計算を行えば、それを確認できる可能性がある。本研究の先行研究として行っていた溶融RbI-AgI混合系ではRbイオンとAgイオンの配置の特徴が大きく異なっていたことを考慮すると、CuイオンとAgイオンは非常に相性が良く、イオン伝導を互いにサポートし合っていることがうかがえる。しかしながら、AgイオンとCuイオンの大きさなどの違いから、原子配置は完全な置換位置からわずかなずれがあり、その結果、アニオンとの距離や配位数などには違いが見られる。それらの違いは、CuIの超イオン導電相でアニオンが面心立方格子を形成する一方AgIでは体心立方格子を形成することと関係していると考えられ、イオン伝導体の骨格構造であるアニオンの副格子の種類を液体構造が決めている可能性を見出したと考えている。溶融貴金属ハライドーアルカリハライド系の構造因子を測定し、それらに対するアニオン分極効果を分子動力学シミュレーションから考察する予定である。また、溶融CuBrで成功したポテンシャルモデルを超イオン導電相に適用することで、これまで無視されてきた効果がどの程度、超イオン導電相に効いているかを研究する予定である。昨年度に行った溶融CuI-AgIの構造研究により、Cu, Ag, Iのそれぞれの原子配置の3次元数値データが得られているので、これを基にして、3次元空間の解析を行い、詳細な構造について考察していきたい。特に、溶融状態と超イオン導電相に構造的な類似性が見られるかどうかについて調べることは、イオン伝導メカニズムをしる上で有意義であると考えている。当初予定していた混合系の構造測定が次年度へ先送りとなったため、実験にかかる費用が次年度使用額として生じている。測定試料の準備にかかる費用、SPring-8でビームタイムを利用するための費用、実験旅費などに使用する計画である。
絡み目の多項式不変量の計算量解析

絡み目の多項式不変量を決定する問題及びその最高次数を決定する問題の計算量を,絡み目を制限しない場合,適当な制限を行った場合などで詳細な分析を行い,古典的な数え上げの計算量クラスとの関連及び量子計算量クラスとの関連を解明することが本研究の目的であった.2-bridge絡み目,closed 3-braid絡み目に対して,従来より高速にジョーンズ多項式を計算するアルゴリズム,つまり,これらの絡み目型に対して,それらの標準的なダイアグラムに対応するTaitグラフからそれらのジョーンズ多項式を0(n^2 logn)時間で決定するアルゴリズムを開発した.Montesinos絡み目に対しては,その標準的ダイアグラムに対応する整数列のリストから線形回数の多項式演算で,そのジョーンズ多項式を決定するアルゴリズムを提案した.当初の研究計画に含まれていなかったが,絡み目の自明性判定問題の計算量解析を行った.この問題に関しては,既にNPに属することが証明され,NP∩co-NPに属すると予想されていた.本研究では自明性判定問題の補問題である非自明性判定問題に対する対話型証明系を構成し,この問題がIP(2)に含まれること,つまり,自明性判定問題がNP∩co-AMに含まれることを示した.このことから,自明性判定問題がNP-完全ならば,多項式時間階層が第2レベルまで崩壊することになり,自明性判定問題はNP-完全ではないと予想される.また,ブレイド群における共役問題がPSPACEに属することを証明した.絡み目の多項式不変量を決定する問題及びその最高次数を決定する問題の計算量を,絡み目を制限しない場合,適当な制限を行った場合などで詳細な分析を行い,古典的な数え上げの計算量クラスとの関連及び量子計算量クラスとの関連を解明することが本研究の目的であった.2-bridge絡み目,closed 3-braid絡み目に対して,従来より高速にジョーンズ多項式を計算するアルゴリズム,つまり,これらの絡み目型に対して,それらの標準的なダイアグラムに対応するTaitグラフからそれらのジョーンズ多項式を0(n^2 logn)時間で決定するアルゴリズムを開発した.Montesinos絡み目に対しては,その標準的ダイアグラムに対応する整数列のリストから線形回数の多項式演算で,そのジョーンズ多項式を決定するアルゴリズムを提案した.当初の研究計画に含まれていなかったが,絡み目の自明性判定問題の計算量解析を行った.この問題に関しては,既にNPに属することが証明され,NP∩co-NPに属すると予想されていた.本研究では自明性判定問題の補問題である非自明性判定問題に対する対話型証明系を構成し,この問題がIP(2)に含まれること,つまり,自明性判定問題がNP∩co-AMに含まれることを示した.このことから,自明性判定問題がNP-完全ならば,多項式時間階層が第2レベルまで崩壊することになり,自明性判定問題はNP-完全ではないと予想される.また,ブレイド群における共役問題がPSPACEに属することを証明した.絡み目の多項式不変量を決定する問題及びその最高次数を決定する問題の計算量を,絡み目を制限しない場合,適当な制限を行った場合などで詳細な分析を行い,古典的な数え上げの計算量クラスとの関連及ぴ量子計算量クラスとの関連を解明することが本研究の目的である.以下に,本年度の成果をまとめる.研究代表者らはarborescent linkに対する多項式時間アルゴリズムを既に構成し,その理論的な解析を行っていた.このアルゴリズムを実装し本研究経費で導入したワークステーションを用いて,計算機実験を行った.その結果,標準的なダイアグラムに表現された2橋絡み目ダイアグラムとclosed 3-braid絡み目ダイアグラムが入力されると,それらのジョーンズ多項式を線形時間で決定するアルゴリズムを開発することに成功した.また,当初の研究計画に含まれていなかったが,絡み目の自明性判定問題の計算量解析を行った.1997年に,Hass-Lagarias-Pippengerは結び目理論,絡み目理論における様々な決定問題の計算量を解析した論文を発表した.その中で3次元球面内の結び目の自明性判定問題がNPに含まれることを証明し,この問題がNP ∩co-NPに含まれるだろうと予想した.HassはAlgo, Thurstonと共同で結び目の自明性判定問題を含む一般の3次元多様体における種数判定問題がNP-完全であることを証明した.本研究では自明性判定問題の補問題である非自明性判定問題を解く対話型証明系を構成し,この問題がIP(2)に含まれること,つまり,自明性判定問題がAM∩co-AMに含まれることを示した.このことから,自明性判定問題がNP-完全ならば多項式時間階層が第2レベルまで崩壊することになり,自明性判定問題はNP-完全ではないと予想される.絡み目の多項式不変量を決定する問題及びその最高次数を決定する問題の計算量を,絡み目を制限しない場合,適当な制限を行った場合などで詳細な分析を行い,古典的な数え上げの計算量クラスとの関連及び量子計算量クラスとの関連を解明することが本研究の目的である.昨年度は1)2橋絡み目と閉3-ブレイド絡み目に対して,ジョーンズ多項式を線形回の多項式演算で決定するアルゴリズムを開発,および、2)自明性判定問題の補問題である非自明性判定問題を解ぐ対話型証明系を構成し,結果として,自明性判定問題がAM ∩co-AMに含まれることを証明した.

これらの成果を基礎に,本年度は主に次の研究成果を得た.a)2橋絡み目と閉3-ブレイド絡み目に対して,与えられたダイアグラムがそれらの標準的なダイアグラムであるかどうかを認識する線形時間アルゴリズムを開発した.b)ブレイド群における共役問題の計算量の上界としてこれまで指数時間のものしか知られていなかった.本研究ではこの問題がPSPACEに属することを証明した.また,canonical lengthがlでinfimumが0のブレイドの標準形をランダムに生成するスキームを提案した.このことにより,有効な計算機実験が行えるようになった.c)2次元格子グラフならびに超立方体グラフの部分グラフに関して,self-avoiding walkの本数を数えることを目的とした多種類の問題を考え,それらの問題が#P完全や#EXP完全になることを示した.これらの結果は,self-avoiding walkの数え上げ問題に関する計算量を示した初めての結果である.絡み目の多項式不変量を決定する問題及びその最高次数を決定する問題の計算量を,絡み目を制限しない場合,適当な制限を行った場合などで詳細な分析を行い,古典的な数え上げの計算量クラスとの関連及び量子計算量クラスとの関連を解明することが本研究の目的である.一昨年度は1)2橋絡み目と閉3-ブレイド絡み目に対して,それらの整数列表現からジョーンズ多項式を線形回の多項式演算で決定するアルゴリズムを開発,および、2)自明性判定問題がAM∩co-AMに含まれることを証明した.昨年度はa)2橋絡み目と閉3-ブレイド絡み目に対して,与えられたダイアグラムがそれらの標準的なダイアグラムであるかどうかを認識する線形時間アルゴリズムを開発,b)ブレイド群における共役問題がPSPACEに属することを証明,c)2次元格子グラフならびに超立方体グラフの部分グラフに関して,self-avoiding walkの本数を数えることを目的とした多種類の問題を考え,それらの問題が#P完全や#EXP完全になることを示した.本年度はこれらの成果に基づき,次の成果を得た.i)2橋絡み目と閉3-ブレイド絡み目に対して,そのTaitグラフから整数列表現を得る線形時間アルゴリズムを開発した.このことから,2橋絡み目と閉3-ブレイド絡み目のJones多項式をそれらのTaitグラフからO(n^2logn)時間で決定できることが示される.また,ii)Montesinos絡み目に対して,そのジョーンズ多項式をその標準的ダイアグラムに対応する整数列のリストから線形回数の多項式演算で決定するアルゴリズムを提案した.
銀河分布を用いたダークエネルギーの研究

銀河分布を用いて、現代宇宙論にとって最大の謎であるダークエネルギーの正体に迫ることを目的に、大規模数値計算を遂行した。その結果、世界最大規模の銀河分布のサンプルを得ることに成功し、また、得られた銀河サンプルをもちいて、宇宙での光の伝播を解くことで、遠方の銀河に生じる重力レンズ効果を見積もった、これによって、ダークエネルギーの推定に対する将来の観測誤差を推定し、また、最適な観測計画を立案した。これらのデータは、web上で公開している。将来行われる超広域銀河探査によって得られる銀河の空間分布から、宇宙のエネルギー密度の大部分を占めているダークエネルギーに関する情報がどれだけ詳細に得られるのかを理論的に調べ、実際の観測へ向けた準備を行う。特に、すばる望遠鏡に搭載されるHSCカメラによって得られるデータを意識する。これによって、宇宙の膨張速度を赤方偏移ごとに求めることができれば、そこでの膨張を支配しているダークエネルギー自身の時間進化を決定することができるのである。具体的には、バリオン振動と呼ばれる物理過程によって特定のスケールの構造が選択的に多く形成されるという現象や、重力レンズ効果、さらには宇宙マイクロ波背景放射の温度揺らぎに構造の進化が及ぼす影響を用いることで、宇宙の膨張速度、ひいてはダークエネルギーのエネルギー密度の時間進化の情報を得ることを目指す。現実の観測データが手に入る前に、数値実験によって理想的な銀河分布を再現し、ダークエネルギーの情報を最も効率よく引き出す手法を見つけ出すことを目指す。本年度は、次年度からの本格的な数値シミュレーション実験を実施する前段階として、その初期条件となる宇宙での線形密度ゆらぎの詳細な計算の検討を行った。線形ボルツマンコードと呼ばれる数値積分コードに含まれる水素原子の励起準位の確認や積分の精度の見直しなどを行った。数値シミュレーションについても、具体的な計算の進め方について検討をすすめた。例えば、バリオン振動を正確に捉えるために必要なための数値計算のボックスのサイズ、粒子の数、realizationの数などについてである。論文として発表した実績としては、クインテッセンスモデルという、特殊なタイプのダークエネルギーが支配的な宇宙での構造形成の研究を行った。また、ダークエネルギーを含む宇宙論モデルのパラメータの決定のために必要な解析手法について、理論的な可能性を調べた。本年度は、宇宙大規模構造の形成にダークエネルギーが及ぼす影響を詳細に調べるために、大規模数値シミュレーションの実行を開始した。その解析を進める過程で、数値計算によって求まった、密度分布の相関関数の時間進化が、線形成長から期待されるものと大きくずれる現象を見つけた。線形の次の次数の密度揺らぎの成長を考慮することで、この奇妙な揺らぎの成長が、シミュレーションの箱が有限であることに起因していることを突き止めた。この成長は、これまで世界中で行われていたすべての数値シミュレーションに共通に見られる問題点であることもわかった。この問題の対処法も見つけ出すことができ、シミュレーションの精度を上げることに貢献できた。大規模シミュレーションに関しては、その得られた銀河分布の中を光を飛ばし、重力レンズ効果を評価するという研究も国立天文台などと共同してスタートした。その他、宇宙マイクロ波背景放射の揺らぎと、シミュレーションで得られた銀河分布の相関を取ることで、将来の観測によってダークエネルギーの性質を明らかにできる可能性を見つけだした研究や、大規模銀河探査の現存するデータを用いて、ダークエネルギーの性質を明らかにする研究などを推進した。今後の研究戦略を練るために、2008年3月5日から7日にかけて、我々名古屋大学のグループが中心となって、本領域分担者が集結した「HSCをめぐるサイエンス検討会」を、三重県賢島にて開催した。また、2007年4月27日には、名古屋大学にて、東大、東北大学の研究者があつまって、シミュレーションプロジェクトの戦略会議を行った。本年度は、宇宙大規模構造の形成にダークエネルギーが及ぼす影響を詳細に調べるための大規模数値シミュレーションを引ききした。その解析を進める過程で明らかにした、シミュレーションの箱が有限であることから生じる数値計算誤差に関して論文にまとめた。この効果も含め、特にダークエネルギーの指標となるバリオン音響振動スケールでの大規模構造シミュレーションの精度に対する評価を、解析的手法と比較し検定した。また、大規模シミュレーションを実行することによって、銀河分布の世界最大規模のサンプルを得ることができた。現在、11, 000個を得ている。このサンプルをもちいて、その計算ボックス中の光の伝播を解くことで、遠方の銀河に生じる重力レンズ効果を見積もる研究を推進した。現在論文は投稿中である。この研究によって、重力レンズ効果によるダークエネルギーの推定に対する将来の観測誤差を推定でき、また、最適な観測計画を立案できる。その他、スローン・デジタル・スカイ・サーベイの2度のデータリリース、そのデータを用いた銀河クラスタリングの解析、宇宙マイクロ波背景放射の揺らぎの非ガウス性の検証、宇宙論的非線形摂動論におけるバイアスと赤方偏移変形の取り扱いに対する新たな理論の提案と定式化などの研究を推進した。特に最後の研究に関して、ダークエネルギーの制限を行う観測に対して、新たな手法を与えることが期待できる。

また、今後の研究戦略を練るために、2009年3月18日、19日に、本領域分担者が集結した「HSCをめぐるサイエンス検討会」を、国立天文台にて開催した。本年度は、宇宙大規模構造の形成にダークエネルギーが及ぼす影響を詳細に調べるための大規模数値シミュレーションを引き続き実行するとともに、その解析を集中的に行った。特に、観測結果とモデルを比較する際に重要となる、誤差の評価を与えてくれる共分散行列について、調べた。特に、揺らぎの統計的性質がガウス分布からずれる効果について詳細に検討を行った。また、実際の観測を模倣するために、数値シミュレーションによって得られた銀河・暗黒物質の分布中での光の伝播を解くことで、遠方の銀河に生じる重力レンズ効果を見積もり、共分散行列を計算した。この研究によって、重力レンズ効果によるダークエネルギーの推定に対する将来の観測誤差を推定でき、また、最適な観測計画を立案できる。その他、スローン・デジタル・スカイ・サーベイの最終のデータリリース、宇宙マイクロ波背景放射温度揺らぎの非ガウス性に対する解析を行い、宇宙の初期密度揺らぎに対する制限をつけた。また、今後の研究戦略を練るために、2010年3月15日-17日に、本領域分担者が集結した「HSCをめぐるサイエンス検討会」を、研究分担者である高橋が主催して、弘前にて開催した。さらにそこで、アウトリーチ活動として3月17日弘前大学にて市民向け講演会を実施した。2009年6月22日から26日まで、東京大学数物理連携宇宙研究機構で、"Dark Energy : lighting up the darkness!"と題した、研究課題に密接に関連した国際会議(国内外から134名(内外国人55名)が出席)を、代表者の杉山が主催した。本年度は、ダークエネルギーが宇宙大規模構造の形成に及ぼす影響を調べることと、次年度に迫った、すばる搭載超広視野カメラHSCでの観測に対する知見を得ることを目的とし、大規模宇宙論的N体数値シミュレーションを実行し、その解析を行った。まず、シミュレーションを多数遂行することによって、広域銀河サーベイによって宇宙論的パラメターを推定する際の誤差をシミュレーションから直接計算することに成功した。さらに、HSCで行われる予定の大規模構造による重力レンズ効果のシミュレーションデータベースを作成した。さらに、数値シミュレーションの結果から、密度分布の空間揺らぎのパワースペクトル(フーリエ成分の振幅の2乗平均)を計算し、それを用いて、ダークエネルギーなど、宇宙の進化を決定づけるパラメター、いわゆる宇宙論パラメターを推定する際の、非ガウス誤差の影響を調べた。その結果、フィットする宇宙パラメターが1つのときは、非ガウス成分により誤差が4倍ほど大きくなるが、複数個の場合は非ガウス成分の影響は十分小さいことを明らかにした。
日和見感染を起こすP.lilacinusの産生するトキシンに関する研究

ペシロトキシンを多く生産する動物由来のPaecilomyces lilacinusを用いて、感染実験を行った結果、感染サイトでは酵母型が多く観察された。また、トキシンの生産と菌の形態学的相関性を検討した結果、中性からアルカリ性で、酵母型の菌形態を示すときに、多くのトキシンが生産されることが明らかとなり、本菌が二形性真菌に属することが明らかになった。Paecilomyces lilacinusの臨床および土壌分離のほとんどの株が、ペシロトキシンを生産することがわかったことから、他のPaecilomyces属の菌種についてもトキシンの生産性を検討した。その結果、調べた9菌種の27株で、トキシンに対する感受性から、Paecilomyces javnicusおよびPaecilomyces marquandiiでペシロトキシンの生産性が示唆された。これらの2菌種の5株について、ペシロトキシンの生産性を詳細に検討した結果、P.marquandii(4株)およびP.javanicus(1株)では、培地成分や培養条件の検討にも関わらず、HPLCおよび生物学的なアッセイ法のいずれにおいても、トキシン生産は確認できなかった。P.javanicusではその培養ろ液中に有機溶媒で抽出可能なペシロトキシン以外の物質の生産が観察された。これらの研究結果はペシロトキシンの生産がP.lilacinusに特異的な現象であることをより強く示唆するものと思われた。P.javanicusの産生する活性物質については、その生産性が極めて悪いことから、現在、培養条件の検討を進めている。P.lilacinusとP.marquandiiのミトコンドリアのDNAの制限酵素の切断パタ-ンの比較においては、Hind IIIおよびEcoRIでの切断で両菌種間に明かな違いがあることを見いだし、さらに詳細な研究を継続している。新たに土壌から分離したP.lilacinusの研究から、本菌種が2つのグル-プに細分されることを明らかにした。またさらに、この細分のもととなる色素を精製し、菊花状の結晶(XMーY2)として得ることができた。XMーY2物質については、その構造研究を行っているが、本物質が強い抗真菌および抗細菌活性を有していることを確認している。Paecilomyces lilacinusの昆虫および土壌由来さらには、臨床分離株について、ペシロトキシンの生産性を調べた結果、その殆どの株でトキシンの生産が確認され、本トキシンの感染における重要性がさらに強く示唆された。そこで、Paecilomycesの他の菌種における本トキシンの生産性を、P.carneus(5株),P.elegans(4株),P.farcinosus(5株),P.fumosoーroseus(2株),P.inflatus(1株),P.isarioides(1株),P.javanicus(1株),P.marquandii(4株)およびP.variolii(4株)について、それぞれ検討した。その結果、P.javanicus IFO 8297において、トキシン様の物質の生産が抗微活性を指標とした検索で見られた。なお、そのトキシンの化学的性状検討のために、現在その抽出、精製作業を進めている。一方、すでにトキシンの生産の報告のあるP.marquandiiではいずれの株においても、トキシンの生産の確認はできなかった。またペシロトキシンに対する感受性を検討した結果、P.lilacinusは14株がすべて800μg/ml以上の耐性を示し、他の菌種ではP.marquandiiの4株のみが同程度の耐性を示した。この結果は、P.lilacinusとP.marquandiiの類縁性を示唆するものと思われる。そこでこれらPaecilomyces属の菌種間での類縁性をミトコンドリアDNAのレベルで明らかにするために、プロトプラストの作製を検討した結果、NovoZyme 234とKClバッファ-の組合せで収量よく、プロトプラストが得られることが明らかになり、現在、ミトコンドリアDNAを抽出して、各種制限酵素による切断パタ-ンを菌種間で比較を進めている。

P.javanicusの産生する活性物質については、その生産性が極めて悪いことから、現在、培養条件の検討を進めている。P.lilacinusとP.marquandiiのミトコンドリアのDNAの制限酵素の切断パタ-ンの比較においては、Hind IIIおよびEcoRIでの切断で両菌種間に明かな違いがあることを見いだし、さらに詳細な研究を継続している。新たに土壌から分離したP.lilacinusの研究から、本菌種が2つのグル-プに細分されることを明らかにした。またさらに、この細分のもととなる色素を精製し、菊花状の結晶(XMーY2)として得ることができた。XMーY2物質については、その構造研究を行っているが、本物質が強い抗真菌および抗細菌活性を有していることを確認している。前年度の研究においてPaecilomyces javanicusおよびPaecilomyces marquandiiがペシロトキシンに対して1000μg/ml以上(MIC,minimum inhibitory concentration)の高度耐性を示すことが明らかになったことから、今年度は、これらの2菌種のペシロトキシンの生産性を検討した。その結果、用いた4株のP.marquandiiでは、培地成分や培養条件の検討にも関わらず、HPLCおよび生物学的なアッセイ法のいずれにおいても、トキシン生産は確認できなかった。一方、P.javanicusではペシロトキシンは検出できなかったが、その培養ろ液中に有機溶媒で抽出可能な抗微生物活性が観察された。これらの結果は前年度の結果と併せて、ペシロトキシンの生産はP.lilacinusに特異的な現象であることがより強く示唆された。P.javanicusの産生する活性物質については、その生産性が極めて悪いことから、現在、培養条件の検討を進め、その生産性について検討しているが、酢酸エチル等の有機溶媒での抽出が可能であることがなどが、明らかにされつつある。P.lilacinusとP.maroqandiiのミトコンドリアのDNAの制限酵素の切断パタ-ンの比較においては、Hind IIIおよびEcoRIでの切断で両菌種間に明かな違いがあることを見いだし、さらに詳細な研究を継続している。新たに土壌から分離したP.lilacinusの研究から、本菌種が2つのグル-プに細分されることを明らかにすることができた。このグル-ピングのもととなる黄色色素について抽出精製を進め、菊花状の結晶(XMーY2)として得ることができた。現在、XMーY2については、その構造研究を行っているが、本物質は強い抗真菌および抗細菌活性を有していることが観察されている。
脳内報酬系におけるセロトニンの修飾作用(マイクロダイアリシス法による検討)

マイクロダイアリシス法を用いて、脳内自己刺激行動に伴うドーパミンとセロトニンの生合成酵素活性の変化を検索した。被験体にはWistar系雄ラットを用いた。自己刺激部位は内側前脳束、脳透析部位は側坐核とした。術後1週間の回復期間を置いて自己刺激訓練を行い、典型的な報酬効果を示したラットについて、翌日マイクロダイアリシス実験を施行した。脳透析液は、自己刺激行動を遂行する前1時間(ベースライン)、遂行中1時間、および遂行後2時間の計4時間にわたって採取した。ドーパミンとセロトニンの生合性酵素であるチロシン水酸化酵素とトリプトファン水酸化酵素のインビボ活性の指標には、芳香族アミノ酸脱炭酸酵素阻害剤m-hydroxybenzylhydrazine(NSD-1015,0.02 mM)を含むリンゲル液の灌流によって蓄積した、細胞外液中のDOPAと5-HTP濃度を用いた。その結果、内側前脳束の自己刺激により、側坐核のDOPAと5-HTPの濃度は、ベースラインに比べ、いずれも著明に増加した。しかしながら、その時間経過には差が認められ,DOPAの増加は自己刺激中にピークに達したが,5-HTPは緩やかな増加を続け自己刺激が終了してから40分後にピークに達した。以上のように、自己刺激行動に伴いドーパミンとセロトニンの生合成酵素活性の増加が認められ、またその時間経過の特徴は、すでに報告した、ドーパミンとセロトニンの代謝物質で認められたものに類似していた。これらのことから、セロトニンはドーパミンと共に脳内報酬系において何等かの調節的役割を果たしていることが示唆される。