hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オピオイド受容体探索子の設計と合成

1 μ、δ、κの各オピオイド受容体のアミノ酸1次配列の相同性を検討し、受容体分子の3次元モデルを作製し、またリガンド結合部位にシステイン残基が存在することに着目して受容体分子のモデルを比較し、さらにリガンドドッキング実験を行い低分子オピオイドリガンド結合部位を推定した。その結果、受容体分子の3次元モデルにおける特定のアミノ酸残基とリガンド分子との相互作用に注目し、その性質を考慮した設計を行うことで、効率のよいガンドデザインを行える可能性が示唆された。2非可逆結合型リガンドを設計し、μオピオイド受容体の結合部異に存在するチオール基を直接捕捉するアフィニティーラベリング実験を行った。その結果、ラベルされるチオール基は、リガンドが受容体に結合する際、その6β置換基に非常に近い位置に存在することが証明されたため、推定したオピオイド受容体のリガンド認識部位が支持された。さらに、受容体の3次元モデルにおけるリガンドドッキング実験を行った結果、μオピオイド受容体におけるアゴニスト、アンタゴニストの結合様式の推定を行うことができた。3上述の結果を活かして非麻薬性鎮痛薬の設計を試み、κアゴニスト性を強める目的で、ベンジル位にケトン基を導入したリガンドを設計した。リガンドドッキング実験を行った結果、リガンドのベンジル位に新しく導入したケトン基は、κ受容体に特徴的なGlu297と相互作用が可能であることから、このグルタミン酸残基とリガンド分子のケトン基の相互作用により、κアゴニストサイトへの選択性が強められる可能性が示唆された。このリガンドを用いて、GPIを用いたin vitroにおける鎮痛活性試験を行ったところ、μアンタゴニストーκアゴニスト混合薬であること、また、κオピオイド受容体を介する強い鎮痛活性を有することが示された。1.モルヒネC-6位及びC-10位の化学的修飾を検討した.特にkappa-オピオイド受容体親和性及びmu-,delta-オピオイド受容体拮坑性を持つリガンドとして10-ケト体を設計し,モルヒネ骨格の酸化反応を広く検討した.その結果二酸化セレンによる酸化法が極めて適していることが判明したことは大きな収穫であった.mu-,delta-,kappa-オピオイド受容体の一次構造のアミノ酸配列をコンピュータ解析し,三次元モデルを作成して共通に見られるシステイン残基に注目し,それぞれのリガンドの受容体に対する認識部位を推定した.1.オピオイド受容体のリガンド結合部位の近傍に、チオール基が存在することが示唆されており、コンピュータを用いて作成した受容体の三次元モデルより、このチオール基はμ-、δ-、κ-オピオイド受容体の第7膜貫通部位に共通に存在するシステイン残基由来のものであることを推定した。そこで、このチオール基を直接捕捉するために、モルヒネ分子のC-6位または、C-8位に、活性化チオール基を導入した非可逆結合型リガンドを合成し、これらを用いてラット脳膜に存在するオピオイド受容体のアフィニティーラベリングを行った。その結果、活性化チオール基を導入する部位の違いにより、ラベルされるレセプター数に10倍以上の差を生じることが判明し、リガンド結合部位やレセプターとの結合様式を推定する上で有用な知見が得られた。κ-オピオイド受容体に対する親和性及びμ-、δ-オピオイド受容体拮抗生を有するリガンドとしてモルヒネ分子のベンジル位に酸素原子を導入したリガンドの簡便な合成法を検討した。その結果、モルヒネ分子のベンジル位の効率的な酸化法を見いだし、効率良い大量合成法を確立することができた。現在、このリガンドの薬理試験を行っている。

1.μ、δ、κの各オピオイド受容体のアミノ酸1次配列の相同性を検討し、受容体分子の3次元モデルを作製し、またリガンド結合部位にシステイン残基が存在することに着目して受容体分子のモデルを比較し、さらにリガンドドッキング実験を行い低分子オピオイドリガンドの結合部位を推定した。その結果、受容体分子の3次元モデルにおける特定のアミノ酸残基とリガンド分子との相互作用に注目し、その性質を考慮した設計を行うことで、効率のよいリガンドデザインを行える可能性が示唆された。2.非可逆結合型リガンドを設計し、μオピオイド受容体の結合部異に存在するチオール基を直接捕捉するアフィニティーラベリング実験を行った。その結果、ラベルされるチオール基は、リガンドが受容体に結合する際、その6β置換基に非常に近い位置に存在することが証明されたため、推定したオピオイド受容体のリガンド認識部位が支持された。さらに、受容体の3次元モデルにおけるリガンドドッキング実験を行った結果、μオピオイド受容体におけるアゴニスト、アンタゴニストの結合様式の推定を行うことができた。3.上述の結果を活かして非麻薬性鎮痛薬の設計を試み、κアゴニスト性を強める目的で、ベンジル位にケトン基を導入したリガンドを設計した。リガンドドッキング実験を行った結果、リガンドのベンジル位に新しく導入したケトン基は、κ受容体に特徴的なGlu297と相互作用が可能であることから、このグルタミン酸残基とリガンド分子のケトン基の相互作用により、κアゴニストサイトへの選択性が強められる可能性が示唆された。このリガンドを用いて、GPIを用いたin vitroにおける鎮痛活性試験を行ったところ、μアンタゴニストーκアゴニスト混合薬であること、また、κオピオイド受容体を介する強い鎮痛活性を有することが示唆された。
中国と日本における漢代象数易の展開―『周易命期略秘伝』を中心として

漢代象数易が如何なる理論を持ち、それが日本においてどのような影響を与えたのかを研究する。そのために、日本に伝存する『周易命期略秘伝』に着目する。この本は、主に『易経』を利用した占いを記述した書である。その易占は、『易経』を象徴と数によって解釈する「象数易」と深く関係している。『周易命期略秘伝』に記載されている易占が如何なる理論にもとづき、日本でどのように利用されていたのかを明らかにする。
サンスクリット語子音変化--多様性の解明に向けて

本プロジェクトではサンスクリット語の子音現象のうち、半母音の多様性・重子音化・歯擦音のそり舌化の3つの現象を対象とした。解釈の基盤となる視点は、まず音韻現象の解明では抽象的な韻律構造ではなく子音の調音的特徴、特に口腔ジェスチャー、および聴覚的特徴を重視した分析である。また、歴史的な変化の多様性・特異性の解釈として、その一つ一つは一般的である複数の要因の相互作用および複数の変化の融合という筋書きを提示し、いたずらに全体を簡潔化の型に押し込むことは避けた。これらの成果は申請時の仮説をほぼ論証しており、従来問題視されてきた現象の解釈にも有意義な貢献をすることができたと考える。平成25年度は次の2つのテーマの研究を並行して進めた。1.重子音化サンスクリット語の重子音化現象は他の子音類より閉鎖音により起こりやすいという点では一般的な傾向と合致するものの、単一の子音ではなく子音結合におこる、アクセントなど一般的に重子音化を引き起こす要因によらない、非常に広範囲であるなどの点で特異で、しかも従来の音節構造に基づく分析には問題があり、その背景・要因は十分に解明されたとは言えない。これまでの研究で明らかになったことは、重子音化の背景は連続する子音の調音をより容易にする調音上の要因に加えて、聴覚的な要因もかかわっていると考えるのが妥当である。また、他言語の重子音化現象とは本質的に異なると考えていたが部分的に共通点のある類似現象がヌーン語やハンガリー語にあることが判明した。このテーマについてはさらに他言語の重子音化現象を精査し、音現象一般の調音・聴覚・音響的要因について追求する必要がある。2.半母音の多様性サンスクリット語の流音と渡り音はいずれも音節主音になるという共通性を持ち、伝統文法で半母音という1つのグループをなすが、音素配列や連声規則および中期インド・アーリア語の子音結合の変化において異なる特徴を示し、l > w > j > rという子音性の階層をなす。4つの半母音の異なる特徴はきこえ度など抽象的な概念では説明することができず、主にその調音に起因する。すなわち、lは舌尖により部分的な閉鎖がある、wは音声的に接近音ではなく摩擦音である、また、rはさまざまな証拠から他の半母音より開口度が大きいという特徴から上記のような階層が形成される。この成果はThe class of semivowels in Sanskritというタイトルで論文にまとめて『関西外国語大学研究論集』第100号に投稿し、現在審査中である。現時点での研究実績は下記の通りである。1.論文The class of semivowels in Sanskrit2014年平成26年9月(10月)(投稿は同年4月)『関西外国語大学研究論集』第100号pp. 1-19(査読あり)(概要)サンスクリット語伝統文法の「半母音」は流音と渡り音からなり、いずれも音節主音になるという共通点があるが、音素配列・語間の連声規則・重子音化、さらに中期インド・アーリア語の子音結合の発達において異なる特徴を示し、l > w > y > rという子音性の階層をなす。4つの半母音の多様性はきこえ度の違いや韻律構造では説明できず、それぞれの子音の調音上の違いに起因するとみなすのが妥当である。2.口頭発表「サンスクリット語重子音化の起源と発達について」日本歴史言語学会第4回大会研究発表(国立民族学博物館)2014年11月30日(概要)サンスクリット語の重子音化は、先行研究では単一の過程であるという前提で音節構造に基づいた分析がされてきたが、例外があるのみならずサンスクリット語重子音化の特異性が十分に説明できない。多様性・特異性を示すこの現象は、主に子音連続による音声的な要因が背景にある複合的なもので、もともと単一の過程ではなく複数の異なる重子音化の過程が融合したものであるとすることが妥当である。平成27年度は前年度執筆した下記1の論文の最終段階での修正および校正をしたが、大半の時間をサンスクリット語歯擦音のそり舌化の研究に費やし、下記2の論文を執筆した。(概要)サンスクリット語の重子音化は、先行研究では単一の過程であるという前提で音節構造に基づいた分析がされてきたが、例外があるのみならずサンスクリット語重子音化の特異性が十分に説明できない。多様性・特異性を示すこの現象は、主に子音連続による音声的な要因が背景にある複合的なもので、もともと単一の過程ではなく複数の異なる重子音化の過程が融合したものであると解釈することが妥当である。2.論文(審査中)Sanskrit RUKI revisited.『関西外国語大学研究論集』第104号平成28年9月(採用時予定)(概要)前インド・アーリア語で歯擦音sがrとk、a以外の母音の後でそり舌歯擦音に変化したが、この一見自然類をなさないような環境が問題視されてきた。そり舌化を引き起こすr, u, k, iという4つの音はいずれも調音点で歯茎より後という共通点がある。他方、リグヴェーダでは子音の後の位置では変化が規則的であるのに対して高母音の後では動詞の重複形などにかなりの不規則性があったり句レベルでも適用したりと多様性が見られる。

また、一般的にr, uはそり舌化を引き起こすことが多いのに対してi, kはそうではないなど、それぞれが通常隣接する子音の調音点に与える影響の種類も異なり、この現象は元はr, u, k, iそれぞれが条件となった個別の歯擦音の後退が最終的にそり舌音となったものとみなすべきである。本プロジェクトではサンスクリット語の子音現象のうち、半母音の多様性・重子音化・歯擦音のそり舌化の3つの現象を対象とした。解釈の基盤となる視点は、まず音韻現象の解明では抽象的な韻律構造ではなく子音の調音的特徴、特に口腔ジェスチャー、および聴覚的特徴を重視した分析である。また、歴史的な変化の多様性・特異性の解釈として、その一つ一つは一般的である複数の要因の相互作用および複数の変化の融合という筋書きを提示し、いたずらに全体を簡潔化の型に押し込むことは避けた。これらの成果は申請時の仮説をほぼ論証しており、従来問題視されてきた現象の解釈にも有意義な貢献をすることができたと考える。サンスクリット語の子音変化の多様性を解明する趣旨の三カ年の本プロジェクトでは、平成25年度に重子音化、26年度に半母音の多様性、27年度には歯擦音のそり舌化と年度ごとに異なるテーマを扱う計画であった。計画に多少変更があったのは、サンスクリット語の重子音化は多様かつ広範で、汎言語的観点から見て特異であるため、初年度のみで結果を出すのは拙速という判断をした。よって、平成25年度は重子音化と半母音の多様性の2つのテーマの研究を並行して進め、より扱う現象が明瞭である半母音の方を先に論文に纏めて発表した。その後重子音化も口頭発表、論文投稿へと進めた。半母音の多様性に関しては納得できる結論が出て終結したとみているが、重子音化についてはさらに発展の可能性があると考える。これまでの研究で明らかになったことは、重子音化が子音結合の最初の子音におこる傾向があることをもとに、その背景は連続する子音の調音および知覚による音声上の要因を中心として、子音の口腔ジェスチャーの強調と韻律構造における強位置の強化という複数の要因の相互作用によっており、また起源的にも複数の重子音化過程が融合したため、観察されるような多様性・広範性が生じたと見るべきであるという解釈である。西ゲルマン語やイタリア語など他言語の子音結合におこる重子音化との比較に基づいてさらに論考を進める余地がある。また、昨年11月の口頭発表の際、聴衆よりデータの信憑性に疑義が呈されたが、現象自体の存在は同時期の音声学書の記述などから疑問の余地はないが、重子音化がおこった時期はヴェーダ期ではなく、古インド・アーリア語末期で中期インド・アーリア語への過渡期を見るべきで、その結果中期インド・アーリア語の同化他子音結合の変化との関連も追及するのが有意義であると考える。以上のように、重子音化の共時的・通時的側面をともに解明するという新たな課題が生じた。歴史言語学現時点で平成25・26年度のテーマであった重子音化と半母音の多様性に関しては一様の成果を上げたため、平成27年度は予定通りそり舌化に専念する。通称RUKIまたは歯擦音sのそり舌化は、初期のサンスクリット語で歯擦音sがr, uを含む後舌母音、k、iを含む前舌母音の後でそり舌化したという現象であるが、その特異な環境のため以前より注目されており、伝統的な歴史言語学の枠組みでの研究・理論音韻論の枠組みにおける研究ともに多い。そり舌化を引き起こす環境が自然類をなさないため、生成音韻論の音韻素性体系にとって問題であるともされてきた。
感性の観点からみた好ましい高齢者のためのパーソナル移動補助機器のあり方

本研究は、高齢者の感性的ニーズからみたパーソナル移動補助機器および移動に関連するサービスのデザイン指針の導出を目的としたものである。研究成果として、前者は、同機器のなかの主要な製品の一つである「杖」を対象として、感性シートおよびRBLシートを用いた調査、ヒアリング調査を行い、審美性および使い勝手の観点から考察し、今後のデザインのための留意点を抽出した。後者は、7種類の公共交通機関を対象として、ポジティブ/ネガティブな感情が生じた利用経験に関するインタビュー調査を行い、それらの感情と公共交通機関の種類、サービスのプロセス、要因との関係を考察し、今後のサービスデザインのための留意点を抽出した。今年度は、研究代表者がサバティカルを取得し、米国(イリノイ工科大学Institute of Design)に滞在していたことから、研究代表者と研究分担者で作業を分けて研究を行った。具体的には、研究代表者が1)感性シートに関連する先行研究の調査、2)サービスに関連する先行研究の調査、3)サービスに関連する過去に実施した調査結果の整理、4)サービスに関する国際会議への参加の4つ、研究分担者が5)本研究で提案しようとする調査手法の一つである「感性シート」の本研究テーマへの有効性のための高齢者を対象とした調査、の5つを行った。1)については、「感性シート」に関連がある先行研究を調査し、本調査手法の独自性、検討事項などを明らかにした。2)については、パーソナル移動補助機器を利用して移動する過程をサービスの一つとして捉え、サービスプロセスに関する先行研究を調査し、移動に係るサービスデザインの留意点を抽出、整理した。3)については、パーソナル移動補助機器を利用した移動のサービスデザインへの展開を想定して、過去に実施した調査結果を、サービスプロセスのあり方、利用者がサービスプロセスにおいて得た満足のあり方の2つの観点から整理し、2件の論文投稿を行った。4)については、ISIDC 2012(International Service Innovation Design Conference 2012)に参加し、高齢者、移動をキーワードとする研究事例の調査を行った。5)については、昨年度に引き続き、パーソナル移動補助機器を構成する主要な製品である「杖」を評価対象として、「感性シート」の有効性と改善点を明らかにするため、高齢者3名を対象とした調査を行った。今年度は、研究代表者がサバティカルを取得していた期間に、研究分担者と作業を分けて実施した調査結果のまとめを行った。また、それらの結果を踏まえ、高齢者を対象とした追調査を実施した。具体的には、研究代表者は、移動に係るサービスとして7種類の公共交通機関を取り上げ、そこにみられるサービスプロセス、利用に際して得られた満足の種類、要因などをテーマとして、3件の国際学会における研究発表を行った。研究分担者は、本研究で精緻化を試みようとしている「感性シート」を用いた杖を評価対象とした調査結果を整理し、使い勝手やデザインに関する課題、本調査シートの課題などを抽出するとともに、論文投稿へ向けての準備を行った。また、これらの結果を踏まえ、本研究の総括に向けて、パーソナル移動補助機器を使用/未使用の高齢者を対象とした追調査を実施した。初年度のため、主に本研究テーマに関連する基礎的な内容の調査を行い、次年度以降の計画遂行のための基礎固めを行った。具体的には、1)先行研究の調査、2)関連する専門家などへのヒアリング調査、3)関連するテーマのセミナー参加、4)本研究において提案しようとする調査手法の一つである「感性シート」の精緻化のための高齢者を対象としたプレ調査の4つである。1)については、本研究の評価対象となる「パーソナル移動補助機器」に関する先行研究、研究の着目点となる「ユーザーの感性」に関する先行研究の調査を行った。2)については、移動補助機器のデザインなどに関して専門知識を有するリハビリ工学技士、高齢者のパーソナル移動補助機器の利用実態などを把握するため地域の老人クラブをサポートする公的機関の職員を対象として、ヒアリング調査を行った。3)については、日本デザイン学会主催「イチから考えるサービスデザインーサービスデザインための科学的アプローチと理論基盤」のデザインセミナーに参加し、パーソナル移動補助機器に関連するサービスシステムを検討する際に有用な資料を得た。4)については、パーソナル移動補助機器の一つである「杖」を評価対象として、女性高齢者1名を対象として調査を行い、感性シートの有効性を確認するとともに、課題を抽出した。なお、研究実施計画では、初年度はパーソナル移動補助機器、2年目をそれらに関連するサービスシステムとして、年度ごとに評価対象を区別していたが、両者を分割して捉えることが難しいため、研究の進め方を変更することにした。本研究は、高齢者を対象として、エモーショナルデザイン(Emotional Design)の観点からパーソナル移動補助機器およびそれらに関連するサービスシステムに対する感性的ニーズの調査分析を行い、今後のエモーショナルデザイン開発に向けた指針の導出を目的としたものである。今年度は、本研究の最終年度として、これまでの調査分析の結果をまとめるとともに、国内外の学会において、口頭発表、論文発表を行った。

パーソナル移動補助機器については、同機器のなかの主要な製品の一つである「杖」を対象として、3名の被験者に対して、感性シートを用いた調査、ヒアリング調査を行った。そして、杖を全体、グリップ、シャフト、杖先ゴムの4種類の部分に分割して、美的観点、使い勝手の2つの観点から考察し、今後のデザイン開発に向けた留意点を抽出した。また、高齢者を被験者とした感性シートによる調査の受容性についても、併せて検討した。移動に係るサービスシステムについては、7種類の公共交通機関(日常生活で利用:タクシー、バス、電車観光等で利用:高速バス、新幹線、飛行機、船舶)を対象として、24名の被験者に対して、ポジティブ/ネガティブな感情が得られた利用経験についてヒアリング調査を行った。そして、スティーブン・リースの16種類の欲求に基づき整理し、公共交通機関の種類、サービスのプロセス、要因(人、物、空間、システム)との関係を考察し、今後のサービスデザイン開発に向けた留意点を抽出した。本研究では、高齢者の生活において重要な要素の一つである「移動」に着目し、パーソナル移動補助機器(杖)およびサービスシステム(7種類の公共交通機関)に対するエモーショナルデザイン開発のための指針を導出した。今後は、パーソナル移動補助機器の種類、被験者数を増やすなど、研究成果の精緻化を行う。複合領域これまでに実施した「感性シート」の精緻化のための高齢者を対象としたプレ調査結果の十分な整理や、「感性シート」に関連する先行研究の調査結果との比較検討が十分にできていない。また、エモーショナルデザイン開発に向けてのガイドライン作成のためのワークショップ、ヒアリング調査が実施できていない。研究代表者のサバティカル取得に伴い、研究分担者と作業を分けて調査を実施したが、その結果の統合に時間を要した。また、それらの結果を踏まえ、追調査を行うことにしたが、その実施に際しても時間を要した。その結果、研究期間の全体を総括する考察、学会への論文投稿、口頭発表ができていない。ユーザー調査において、本研究で対象とする「加齢」に伴いパーソナル移動補助機器を利用している高齢者をサンプリングすることが難しかったため、その進捗が遅れた。それに伴い、それらの結果をもとに実施を計画していたエモーショナルデザインのワークショップおよびヒアリング調査も実行に移せなかった。なお、今年度に計画していた米国の高齢者を対象とした調査も実施していないが、研究代表者の次年度のサバティカル取得、現地での調査研究が可能になったことから、今年度のメール等を用いた調査は実施しなかった。
敗血症病態における単球系細胞死の機序解明と炎症消退脂質による新しい治療法の開発

LPSを用いた単球系細胞敗血症モデルにおいて、細胞死、貪食能低下が経時的に引き起こされ、高糖濃度環境下ではこれらが促進した。そのメカニズムとして小胞体ストレスの関与が示唆された。また、炎症消退脂質であるレゾルビンD2投与により細胞死、CHOP発現の抑制、貪食能の改善を認め、敗血症に対する薬物治療へ応用できる可能性があると考える。さらに、次世代シーケンサIon PGMシステムを用いたmicroRNAの網羅的解析を行い、予備実験段階ではあるがmiR-211,-204といったmicroRNAの変化を認め、今後更に敗血症におけるmicroRNAの関与についても検討していく予定である。(目的)我々はこれまでに、分化型THP-1細胞及びヒトMacrophageをLPS投与下に異なった糖濃度の培地で72時間培養し、アポトーシス変化についての実験を行い、高糖濃度環境下ではアポトーシスの促進が認められ、またその細胞内情報伝達系の上流に小胞体ストレスの関与が考えられた。前年度は、LPS投与下の培養実験において、小胞体ストレスとして核内CHOPの発現が経時的に上昇し、かつ高糖濃度環境下においてCHOPの発現がさらに上昇することが明らかになった。また、CHOP遺伝子発現をノックダウンすることにより細胞死が抑制されることがわかった。今年度は、炎症消退脂質であるレゾルビンD2の投与による、敗血症病態における単球系細胞死とCHOP発現に対する抑制効果について検討を行った。また、様々な病態制御に関連しているといわれているmicroRNA(miRNA)に着目し、次世代シーケンサIon PGMシステムを用いて、敗血症時の単球系細胞死に関与するmiRNA発現の網羅的な検索を行った。(結果)レゾルビンD2投与により、LPS投与下、高糖濃度環境下におけるアポトーシスの抑制および核内CHOPの発現抑制を認めた。また、予備実験においてmiR-211,-204などのmiRNAの変化を認めた。(結語)敗血症時の単球系細胞死において、その細胞内情報伝達系の上流に小胞体ストレスの関与が考えられ、高糖濃度環境下においては細胞死および小胞体ストレスが促進されることがわかった。また、炎症消退脂質であるレゾルビンD2投与によってこれらの細胞死およびCHOP発現を抑制することができたことから、今後、敗血症治療における薬物治療への活用の可能性が示唆された。今後、miRNAについてもさらに実験を行い、敗血症病態に対するmiRNAによる遺伝子治療の検討も行いたい。(目的)我々は前年度において、分化型THP-1細胞及びヒトMacrophageにLPSを投与下に、糖濃度の異なる培養液で72時間培養を行いアポトーシス(細胞内Akt, p38MAPKのリン酸化/Total(比)変化の定量、細胞内ミトコンドリア膜電位変化、Bcl-xl, Bcl-2/Bax, Bak発現比の解析、Caspase 3, 9の発現定量)、オートファジーの発現(細胞内LC3-2/1比, Beclin1発現、細胞内PI3K, mTOR activity、mTORのリン酸化/Total(比)変化定量)について実験を行った。今年度はその細胞内情報伝達系の上流に位置すると考えられる小胞体ストレスが関与するか、細胞内及び核内CHOPの経時的な発現の変化を見た。またNucleofection法を用いた遺伝子ノックダウンによりCHOPの発現を低下させた場合の変化を調べた。(結果)LPS投与下の培養実験において核内CHOPの発現が経時的に上昇した。高糖下の環境においてCHOPの発現が亢進した。また、細胞死の発現と正の相関関係を示した。さらに、CHOP遺伝子発現をノックダウンすることで細胞死を抑制することができた。動物実験を今年度に開始する予定であったが、当初の予定より培養細胞実験が遅れているため来年度に施行する予定である。(a)全身予後:体温変化、死亡率(c)全身炎症・肺損傷の重傷度(肺の乾湿重量比、肺胞洗浄液中アルブミン定量、炎症性(d)サイトカイン濃度、H.E.染色による肺炎症評価)(e)肺組織内Resolvin濃度変化(マススペクトロメトリー、LC-MS/MS法)抗体、ペプチド、PCR関連品、インヒビター、ELISAキット、Nulcleofection法を用いたsiRNA遺伝子導入試薬、培養関連品等)は大変高価であるため、研究費の大部分を使用する予定である。
洞結節・房室結節機能の病態生理学的修飾に関する実験的研究

【目的と方法】洞結節機能に対してやacidosis等の病態生理学的変化がいかなる修飾を示すのか。また抗心不全治療剤の洞結節自動能に及ぼす変調作用が、acidosis下ではどの様な修飾を受けるかを知る為、家兎洞結節微小標本を作製しTyrode液のpHを変化させて表面灌流を行い、ガラス微小電極法を用いて活動電位と電圧固定を行い膜電流を記録した。心不全治療剤としてPDEIII阻害剤のamrinoneを用いた。【成績】洞結節細胞の自発興奮頻度、活動電位振幅、最大拡張期電位、最大脱分極速度をpH6.7のacidosis灌流液は、定常状態でそれぞれ20.4±5.3%、22.5±4.6%、18.8±6.4%、45.7±7.8%減少させた。膜電流系に対してはICa、IK、Iss、Ihを膜電位-10mVの絶対値で、それぞれ21.3±7.8%、12.4±5.2%、9.4±4.5%、12.8±4.6%減少させた(n=5)。Amrinone0.1mMは減少した自発興奮頻度を対照時の112.7±3.4%まで増加させ、最大脱分極速度を87.5±7.8%まで回復させた。膜電流ではICa、IK、Iss、Ihを膜電位-10mVの絶対値で、それぞれ対照時の11.3±3.4%、8.5±3.2%、8.4±4.5%、3.2±2.1%増加させた。【結論】Acidosisは洞結節細胞に対して陰性変時作用を呈する。これは膜電流変化からICaとIKの減少に起因することが示された。そしてamrinoneはacidosis環境において洞結節自動能に対して陽性変時作用を呈した。これはamrinoneが細胞内c-AMP濃度を上昇させ、ICa、IK、Iss、Ihを増加させた事に起因し、acidosisによってadenylcyclase活性が低下した状態でも陽性変時作用が発現することが理解された。
ヒト脳内神経活動の有向ネットワークの変容と生理・病態との関連

(本研究の全体構想)発作の発作様式の変化に関わっていると考えられるが、その詳細は未解明である。本研究では、脳葉や睡眠段階によるヒト脳内の神経活動の流れ方(有向ネットワーク)の変容を解析し、それと神経生理(意識)・病態(てんかん)との関連を明らかにする。(本研究の具体的方法)頭蓋内電極が留置された患者で、電極を介して皮質単発電気刺激で誘発された高周波活動を記録する。これを刺激部位に関連した特定のネットワークに惹起された神経活動の指標として、脳葉や睡眠段階、てんかん発作の焦点や非焦点にわけて多電極間で因果性解析を行う。さらに、この結果と、同時記録した頭皮上脳波との相関解析を行う。(研究成果の具体的内容)今年度は、皮質単発電気刺激(SPES)に関する研究(本学IRB #443、C1212)に対して同意が得られた、難治局在関連性てんかんの病変切除の術前評価目的で頭蓋内電極を留置された患者8人の、覚醒・睡眠時のSPES誘発性の皮質脳波データの解析を行った。具体的には、SPESにより複数の電極に誘発された高周波活動の相互の関係性(刺激で惹起された神経活動ネットワークの指標となる)について因果性解析(ERC: Event-related causality: Granger因果性解析を多チャネルに拡張した手法)を進め、睡眠段階による差がないかを検討した。その結果、てんかん非焦点において、1.前頭葉から頭頂葉への神経活動の伝播は覚醒時より深睡眠時に大きくなること、2.レム睡眠時には前頭葉内での伝播が少なくなり、逆に頭頂葉内では伝播が多くなること、を見出し、国際睡眠専門誌(Usami K., et al., SLEEP, 2019)に投稿し受理された。(意義・重要性)本結果は、覚醒・睡眠の生理学的な状態の変化と関連して前頭葉・頭頂葉の神経活動の有向ネットワークのバランスが変化していることを、ヒト皮質脳波を用いて初めて示した。また、上記1からの考察として、前頭葉てんかんの発作が睡眠時に起きやすいのは覚醒時と比し前方から後方領域への伝播がしやすいためであるという可能性、上記2からは、レム睡眠時に見られやすく、複雑で理性による制御困難な経験である『夢』が、前頭葉内ニューロン活動伝播の低下と頭頂葉内活動の伝播の亢進で形作られるという可能性が考えられた。・皮質脳波記録、皮質単発電気刺激(SPES)を用いたデータを用い、電極間の有向ネットワークが睡眠により変容すること、変容様式は脳葉で差があることを初めて明らかにし、国際専門誌に報告した。・本研究の過程で、複数の状態における脳波活動を比較する際に汎用性・頑強性の高い統計学的手法を解析プログラムに実装でき、今後の同様の研究において利用できると考えられた。・研究結果を学会のシンポジウムなどで発表し、他の神経科学研究施設、病院施設の協力を得て同様のデータの蓄積を進めるとともに、異なるSPES刺激間隔を用いたときの高周波活動の変化の解析と因果性解析も行う。・頭蓋内電極を留置する患者に同意を得て、頭皮上脳波も同時記録してERCの結果と相関を示す非侵襲的な指標の検索を試みる。

また、上記1からの考察として、前頭葉てんかんの発作が睡眠時に起きやすいのは覚醒時と比し前方から後方領域への伝播がしやすいためであるという可能性、上記2からは、レム睡眠時に見られやすく、複雑で理性による制御困難な経験である『夢』が、前頭葉内ニューロン活動伝播の低下と頭頂葉内活動の伝播の亢進で形作られるという可能性が考えられた。・皮質脳波記録、皮質単発電気刺激(SPES)を用いたデータを用い、電極間の有向ネットワークが睡眠により変容すること、変容様式は脳葉で差があることを初めて明らかにし、国際専門誌に報告した。・本研究の過程で、複数の状態における脳波活動を比較する際に汎用性・頑強性の高い統計学的手法を解析プログラムに実装でき、今後の同様の研究において利用できると考えられた。・研究結果を学会のシンポジウムなどで発表し、他の神経科学研究施設、病院施設の協力を得て同様のデータの蓄積を進めるとともに、異なるSPES刺激間隔を用いたときの高周波活動の変化の解析と因果性解析も行う。・頭蓋内電極を留置する患者に同意を得て、頭皮上脳波も同時記録してERCの結果と相関を示す非侵襲的な指標の検索を試みる。
情動の抑制と表出が心身に及ぼす影響に関する健康心理学的研究

本研究は,感情の抑制や表出が心身の健康にどのような影響を与えるかを解明することを目的とし,PET研究班,トラウマ研究班,目常的感情研究班の3つの研究班を構成し,研究を遂行した。PET研究斑の任務は,感情抑制・表出に関する神経的・生物学的メカニズムを解明することであった。陽電子断層撮影法(positron emission tomography:PET)による脳機能測定と各種の生理反応の同時記録を組み合わせた研究方法により,感情制御の脳-身体基盤に関する重要な知見を得た。そこでは,前頭眼窩野,内側前頭前野を中心とした前頭ネットワークの重要性が示唆された。トラウマ研究班は,トラウマ(心的外傷)的体験を,能動的に認知処理(意識化・言語化・洞察・意味づけ)することが心身にもたらす影響について実験心理学的方法により検討した。その結果,感情の言語化は,認知的構造や認知的機能を変容することで心身の健康に実際に影響を与えうること,そこではワーキング・メモリ機能が中核的な役割を果たすことが明らかになった。これは,感情に関する臨床心理学・健康心理学的な問題と認知心理学的な概念を結びっける成果であると言える。日常的感情研究班は,社会心理学的な調査的方法ど実験的方法により,感情の抑制・表出の個人差要因と,感情抑制・表出の中・長期的な効果を解明することを目指した。その結果,感情抑制・表出の個人差を規定する要因として自己隠蔽傾向と抑制的会話という特性が浮かび上がり,その心理学的性質が詳細に検討された。また日記という形式での怒り感情表出により,比較的長期間にわたり有効に不快感情を制御しうることを見出した。特に後者の成果は,これまで主として実験室で研究されてきた感情の抑制・表出の問題とその知見が,日常生活にも応用・実践が可能であることを示唆するものであり,健康心理学的に重要な意義を持つと考えられる。3つの研究班において,それぞれ下記のように研究を行った.1.PET研究班(大平・野村・磯和)感情の経験及び抑制の神経基盤を検討するために,感情的画像刺激を提示し,それを注視する条件と感情反応を抑制する条件を設定して,陽電子放射画像診断法(PET)により脳活動を測定し,同時に心拍,皮膚電気反応,血中ACTHを同時測定した.注視条件では扁桃体の,抑制条件では前頭眼窩野・外側前頭前野の顕著な活動が観測され,しかもそれらの脳活動が末梢の生理反応強度と相関することが明らかになった.2.トラウマ研究班(余語・佐藤)筆記によるトラウマや否定的感情の開示が,認知的機能や生理的反応に及ぼす影響を検討するために,予備的な実験を行った.トラウマ・否定的感情の自由筆記や構造化筆記によって,ワーキング・メモリ機能の改善がみられた.また,コルチゾールや免疫グロブリンAなどの内分泌・免疫物質,交感神経系の指標である皮膚電気反応に対しても筆記の影響が示唆された.3.日常的感情研究班(河野・湯川)情動の言語化抑制及び開示に関する心理的尺度の開発を行い,抑制会話者における不快刺激の認知的処理,情動抑制者における否定的経験の認知的処理,に関する実験・調査的検討を行った.その結果,単なる情動開示や抑制は主観的健康と関係を持たないこと,自己隠蔽者は情動的な出来事に対して否定的認知を示す一方で,抑制的会話者は情動経験についてポジティブな認知的構えを持つことが示唆された.また,怒りの言語化が心身の健康に及ぼす効果とその周辺に関する文献研究,および予備的な調査を行った.本年度は以下の研究を行った.

1.陽電子放射断層撮影法(PET)による,ストレス刺激の認知的評価に伴う脳活動と身体生理反応との関連を探求する実験的研究を行った(大平・野村・磯和).11名の被験者にストレス刺激を負荷し,それが対処可能か対処不能であるかを操作した.対処不能状況では,脳の眼窩野,内側前頭前野に顕著な賦活が観測され,しかもその賦活の程度が,自律神経系,内分泌系,免疫系の変動と強く相関していた.この結果により,これらの脳部位が感情反応を認知的・トップ・ダウン的に制御する神経基盤であることが示唆された.2.トラウマ体験の筆記による表出が,ワーキング・メモリなどの認知機能に与える影響について実験的研究を行った(余語・佐藤・大平).トラウマの筆記は一ヶ月後のワーキング・メモリ要領を有意に改善し,認知機能を高めることが示された.その効果は,問題焦点的に解決方法について筆記した場合により顕著になることが示された.3.日常的な感情抑制行動(河野),及び日常的な怒り体験(湯川)についての質問紙調査研究を行った.感情抑制行動は,不適応感や主観的な不健康感に関連していることが示唆された.また,怒り体験はいくつかの時間的段階に分類でき,その段階によって有効な対処方略が異なることが示唆された.4.アメリカの著名な心理学者,神経科学者である,Joseph Smyth博士(シラキュース大学)とGreg Siegle博士(ピッツバーグ大学)を2005年5月に招聘し,感情研究に関する共同セミナーを開催した.本科学研究費により遂行中の研究について意見交換を行い,将来の共同研究について討議した.1.陽電子放射断層撮影法(PET)を用いて,ポジティブ感情に伴う脳活動と身体生理反応との関連を探求する実験的研究を行った(大平・野村・磯和).12名の被験者に好きな異性の映像を視聴させることによりポジティブ感情を喚起した.その結果,脳の眼窩野,内側前頭前野,腹側線条体などに顕著な賦活が観測され,しかもその賦活の程度が,ドーパミン分泌や免疫細胞の一種であるNK細胞の活性と相関していた.この結果により,ポジティブ感情の経験に伴う脳と身体の機能的関連が示唆された.2.本年度は過年度までに実施した本研究課題に関連する実験・調査結果を学会で発表した(余語).内容は,社会的共有相手の選択理由,トラウマ的体験の筆記とワーキング・メモリ機能,D.Wegnerの思考抑制傾向測定尺度の日本語版の作成,思考抑制と記憶,である.3.日常の怒り感情の日記式筆記開示が,心身の安定と健康の増進へ及ぼす効果を検証した(湯川).13名の大学生を実験群・統制群・偽薬群に配置し,実験群には4週間に渡って怒り経験を筆記させた.その結果,統計的に有意ではなかったものの,筆記群において,ワーキング・メモリの増大・ネガティブな反すうの低減・怒りの持続しやすさの低減などがみられた.日記式筆記開示により,感情を制御する力や心身の健康が向上する可能性が示唆された.4.否定的情動の言語化抑制傾向が親密な他者によって推定可能かを検討した(河野).同性の友人22組に,抑制的会話態度尺度,BigFive尺度について自己評定を求めた後,同一の項目について友人がどう答えるか推定を求めた.その結果,開放性や調和性はほとんど推定できない一方,抑制的会話傾向は,外向性,情緒不安定性,誠実性と同程度によく推定された.
商品先物市場における期待の役割

商品先物市場での現物及び先物価格の決定において、期待が果たす役割について解明致したいと考えて科学研究費を申請致し、1997-1998年度と2年度に亘り研究を継続した。商品先物市場は、個別商品の性質、特徴、取引習慣などによって多様である。そのため、分析モデルに関しても、いわゆる一般的なモデルは存在しないように思われた。そこで、現実的で、なおかつ一般的なモデルを構築してみたいと考えた。期待の役割を明示的に示すために、商品先物市場へ参加する主体をその機能によって(1)ヘッジャー、(2)投機家、(3)在庫保有者、(4)消費者に分類し、次いで前二者による商品先物の需要表と供給表を定式化した。さらに、在庫需要表及び消費需要表もなるべく簡単な形で定式化を試みた。消費需要表以外は、一般に先物及び現物価格の将来の期待値、あるいは期待将来現物価格と現行先物価格の格差にも依存するものであるとして、期待の役割を強調するような定式化を試みた。定式化に際しては、モデルを解くことが主目的なので、需給表は全て線形近似して定式化した。さらに先物及びストックに関する2本の市場需給均衡式を課することによって、所与の価格期待の下での均衡先物価格と均衡現物価格の半誘導形を導出した。このような単純なモデルでも、半誘導形の外生変数の係数の符号は、厳しい仮定の下でしか決定できないことが解った。いくつかのさらに厳しい仮定の下で、期待の需給に及ぼすルートと、その方向について、ある程度のことが明確になった。基本的には本来動学的モデルで決定されるべき現物及び先物価格であるので、これまでの研究を通じてわかったことは、モデル自体を動学モデルで定式化し直す必要があるかも知れないということ、そして、その場合には効用関数からの最適化が求められるかも知れないということになりそうである、ということであった。1.商品先物市場における期待の役割を明示的に示すために、商品先物市場へ参加する主体をその機能によって(1)ヘッジャー、(2)投機家、(3)在庫保有者、(4)消費者に分類し、次いで前二者による商品先物の需要表と供給表を定式化した。消費需要表以外は、一般に先物及び現物価格の将来の期待値、あるいは期待将来現物価格と原稿先物価格の格差にも依存するものであるとして、期待の役割を強調するような定式化を試みた。定式化に際しては、モデルを解くことが主目的なので、需給表は全て線形で定式化した。2.基本的には本来動学的モデルで決定されるべき現物及び先物価格であるので、これまでの研究を通じてわかったことは、モデル自体を動学モデルで定式化し直す必要があるかも知れないということ、そして、その場合には効用関数からの最適化が求められるかも知れないということになりそうである。

さらにまた、実証研究を念頭に置いて少し複雑な外生変数の効果を考慮した今年度に定式化したモデルを、もう少しスリム化して、あまり厳しい仮定を置かずに明示的な結論が得られるように再定式化を試みることなどを、次年度の研究計画として考えている。商品先物市場での現物及び先物価格の決定において、期待が果たす役割について解明致したいと考えて科学研究費を申請致し、1997-1998年度と2年度に亘り研究を継続した。商品先物市場は、個別商品の性質、特徴、取引習慣などによって多様である。そのため、分析モデルに関しても、いわゆる一般的なモデルは存在しないように思われた.そこで、現実的で、なおかつ一般的なモデルを構築してみたいと考えた。期待の役割を明示的に示すために、商品先物市場へ参加する主体をその機能によって(1)ヘッジャー、(2)投機家、(3)在庫保有者、(4)消費者は分類し、次いで前二者による商品先物の需要表と供給表を定式化した。さらに、在庫需要表及び消費需要表もなるべく簡単な形で定式化を試みた。消費需要表以外は、一般に先物及び現物価格の将来の期待値、あるいは期待将来現物価格と現行先物価格の格差にも依存するものであるとして、期待の役割を強調するような定式化を試みた。定式化に際しては、モデルを解くことが主目的なので、需給表は全て線形近似して定式化した。さらに先物及びストックに関する2本の市場需給均衡式を課することによって、所与の価格期待の下での均衡先物価格と均衡現物価格の半誘導形を導出した.このような単純なモデルでも、半誘導形の外生変数の係数の符号は、厳しい仮定の下でしか決定できないことが解った。いくつかのさらに厳しい仮定の下で、期待の需給に及ぼすルートと、その方向について、ある程度のことが明確になった。基本的には本来動学的モデルで決定されるべき現物及び先物価格であるので、これまでの研究を通じてわかったことは、モデル自体を動学モデルで定式化し直す必要があるかも知れないということ、そして、その場合には効用関数からの最適化が求められるかも知れないということになりそうである、ということであった。
競技力向上を狙いとした総合的コンディショニング評価基準の構築

競技スポーツ選手のコンディショニングにおける総合的な評価基準を構築するため,陸上競技長距離選手を対象に,練習前後の疲労感,簡易な身体能力の測定,血液検査を実施し,それぞれの関連性や独自性を探った.現段階では総合的な評価基準の構築には至っていないが,疲労感が競技実施(継続)期間の経過とともに漸増すること,主に脚を主動力として使う競技種目ではリバウンドジャンプのRJ指数がコンディション評価に有用な可能性があること,血液検査においては前日の練習は実施しないこともしくは実施してもごく軽くに留めることが正確なコンディション把握に繋がることが考えられた.競技スポーツ選手のコンディショニングにおける総合的な評価基準を構築するため,陸上競技長距離選手を対象に,練習前後の疲労感,簡易な身体能力の測定,血液検査を実施し,それぞれの関連性や独自性を探った.現段階では総合的な評価基準の構築には至っていないが,疲労感が競技実施(継続)期間の経過とともに漸増すること,主に脚を主動力として使う競技種目ではリバウンドジャンプのRJ指数がコンディション評価に有用な可能性があること,血液検査においては前日の練習は実施しないこともしくは実施してもごく軽くに留めることが正確なコンディション把握に繋がることが考えられた.本研究の目的(重要性)は,現役アスリートを対象に,多種多様な測定を継続的に実施し,そのデータをもとに,競技力を向上させる為のコンディショニング(コンディション)の評価基準を構築することである.そのため,研究1年目の平成21年度は,データ収集期間と位置づけ、種々の測定の継続的な実施が主な研究活動であった.具合的には,陸上競技中長距離選手20名を対象に,日々のトレーニング(休養日等除く)での身体的疲労感と精神的疲労感故障部位とその痛みの大きさの調査(測定),毎週1回(水曜日か木曜日)のリバウンドドロップジャンプならびに連続5回ジャンプの測定,握力の測定,閉眼片足立ちの測定,月1回の血液検査の実施が平成21年度の研究活動であった.上記の多くの測定は計画的に実施できたが,計画の段階で予定していたPOMSでの心理面のテストは時間的制約と予算的な制約から,体組成測定は種々の制約から,平成21年度は実施できなかった.また,起床時心拍数の測定や体重の測定など起床時等の測定のため被験者に一任していた測定に関しては,測定不備な者も多く,うまく実施できなかった.平成22年度にはその対処として,心拍計(血圧計)の使用や体調管理ソフトの改訂を行い,しっかり対処したいと考えている。それでも,現時点で膨大な量のデータが収集できており,今後はこれらの測定の継続とともに,現時点で収集できているデータをいかに分析し,評価基準の構築に繋げていくがも重要な研究活動となってくる.本研究の目的(重要性)は,現役アスリートを対象に,多種多様な測定を継続的に実施,そのデータをもとに,競技力を向上させる為のコンディショニング(コンディション)の評価基準を構築することである.そのため,研究2年目の平成22年度は,研究1年目(平成21年度)から実施しているデータ収集の継続と,それまで(平成21年度)に収集したデータの分析を実施する計画であった.しかし,データの分析に関しては,分析法の検討が思うように進まなかったことと,その過程でもう少しデータを取ることにより見えてくるものがあると感じた為,完了できなかった.よって,主な研究実施の成果は,陸上競技中長距離選手30名を対象にした,日々のトレーニング(休養日等除く)での身体的疲労感と精神的疲労感,故障部位とその痛みの大きさの調査(測定),毎週1回(水曜日か木曜日)のリバウンドドロップジャンプならびに連続5回ジャンプの測定,握力の測定,閉眼片足立ちの測定,月1回の血液検査の実施といったデータ収集のみとなった.上記の多くの測定は計画的に実施できた.しかし,起床時心拍数の測定や体重の測定など,起床時等の測定のため被験者に一任していた測定に関しては,測定不備な者も多く,昨年度と同様にうまく実施できなかった.今後は,あと少しこれらの測定を継続するとともに,それらのデータを含め収集したデータを分析し,評価基準の構築に繋げていくが最も重要な研究活動となってくる.本研究の目的(重要性)は,現役アスリート(中長距離走選手)を対象に,多種多様な測定を継続的に実施し,そのデータをもとに,競技力を向上させるためのコンディショニング(コシディション)の評価基準を構築することである.そのため,研究最終年度となる平成23年度は,前期にこれまでと同様のデータ収集(測定の実施)と,後期にこれまで集積したデータの分析を実施し,そこから評価基準を完成させる計画であった.この計画をもとに,前期のデータ収集は大方順調に実施できたものの,後期のデータ分析とコンディションの評価基準の作成、完成が,前年度からの課題と同様,データの分析方法の検討に苦慮し,未だ評価基準の作成にも至っていない.しかし,身体のコンディションが握力で判断できることがみえてきているなどしており,これからそれらを含めしっかり分析し,コンディションの評価基準を完成(構築)させたい.よって,本研究の平成23年度の成果の大半は,データ収集であった.

陸上競技中長距離の現役選手30名を対象に,日々のトレーニングでの身体的疲労感,精神的疲労感,故障部位とその痛みの大きさをトレーニング実施前後に調査し,また毎週1回ドロップジャンプと連続5回ジャンプでのRJ指数測定と握力,閉眼片足立測定,毎月1回の血液検査を実施し,それらのデータを収集した.それらのデータをMicrosoft office Excel 2007に打ち込み,データを集積した.その他,上述の多くの測定は計画通り実施できたが,起床時心拍数の測定や体重の測定など起床等に被験者に一任していた測定は,データの欠損(測定の未実施)がみられる結果となった.
電極上に固定された酸化還元活性種のボルタンメトリック応答に関する研究

電極上に固定された酸化還元活性種のボルタンメトリック応答に関する知見を得ることとインターネットを利用した理科教育の展開を目的として、以下の成果を得た。(1)電極上に固定された酸化還元活性種の準可逆なサイクリックボルタモグラムについて、酸化還元活性種と支持電解質イオンの会合および電極/溶液界面における電位分布を考慮したButler-Volmer型速度論を採用して、その反応速度式に基づいたデジタルシミュレーション用アルゴリズムを導出し、電位分布を考慮した準可逆なボルタンメトリック応答をシミュレーションできることを示した。(2)物理・化学パラメータに依存してボルタンメトリック応答が著しく変化し得ることは、以下の要因によって説明できることを示した。(i)外部から制御可能な電位差と実際に電極反応の起動力となる電位差およびそれらの時間変化率が異なる。(ii)溶液中の電解質イオンの濃度についてFrumkin補正する場合、酸化還元対の式量電位は酸化還元活性種を含む面の電位に依存する関数として定義され、期待される式量電位自体が界面電位分布に依存する。(3)種々の物理・化学パラメータに依存した計算結果を視覚的に把握できるJavaAppletを作成し、汎用ブラウザ上で利用可能なHTMLファイルに組み込み、インターネット上で公開した。(1)電極上に固定された酸化還元活性種の準可逆なボルタンメトリーについて、酸化還元活性種と支持電解質イオンの会合および電極/溶液界面における電位分布を考慮したButler-Volmer型速度論を採用して、その反応速度式に基づいたデジタルシミュレーション用アルゴリズムを開発し、QuickBasicプログラムを作成した。有限差法とNewton法を用いることで、電位分布を考慮した準可逆なボルタンメトリック応答をシミュレーションできることを示した。(2)電位分布に影響を与える誘電率、酸化還元活性種の表面濃度、支持電解質濃度、会合定数などの物理・化学パラメータを変化させて、いくつかのモデルケースについてのシミュレーションを行った。従来理論では説明できなかったボルタンメトリックピークの形状変化について示唆に富む結果が得られた。
共生細胞菌のポリビニルアルコールデヒドロゲナーゼに関する分子生物学的研究

ポリビニルアルコール(PVA)は2種の細菌の存在を必須とする共生的混合培養系で分解資化される。それらの共生系はPVAを分解資化する細菌とそれがPVAに生育するために要求する必須の増殖因子であるピロロキノリンキノン(PQQ)を供給する細菌によって構成されている。これまでに、PQQのPVA分解菌における作用機構を検討し、分解菌Pseudomonas sp.VM15Cより新規PVA酸化酵素であるPVAデヒドロゲナーゼを見い出した。本酵素はPQQを補酵素とするいわゆるキノプロテイン酵素であり、かつキノプロテイン酵素としては初めての第2級アルコールデヒドロゲナーゼである。本酵素はPVA分解菌によってアポ酵素として生産されるが、共生のパートナーである細菌によって供給されるPQQを結合し、活性なホロ酵素に転化する。PQQは分解菌がPVAに生育するためにの必須の増殖因子として作用するが、このホロ酵素への転換こそが分解菌のPVAに対する生育を可能にするのである。本研究では、この新規なPVAデヒドロゲナーゼについて分子生物的研究を行うことを目的として、この酵素の精製、遺伝子のクローン化について検討した。PVAデヒドロゲナーゼの精製に関する研究:PVAデヒドロゲーナーゼを効率的に精製するための検討を行った。まずPseudomonas sp.VM15Cの培養条件の検討を行い、この酵素を大量に得る培養条件を確立した。また、この酵素は膜酵素であり、精製が非常に因難であるが、効率的に精製するための方法を検討し、可溶化、硫安分画、各種クロマトグラフィーによる効率的な精製条件を見い出した。PVAデヒドロゲナーゼのクローニング:PVAデヒドロゲナーゼのクローニングを行うため、コスミドバンクを作成することを成功した。このバンクより、PVAデヒドロゲナーゼ遺伝子を有するクローンを現在、検索中である。