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鶏胚骨組織におけるケラタン硫酸プロテオグリカンの骨形成に関する研究

平成8,9年度においては鶏胚大腿骨のケラタン硫酸(KS)proteoglycan(PG)と他の硫酸化PGの局在および性質をKSおよび他のglycosaminoglycan(GAG)に特異的な抗体を用いて免疫組織化学および生化学的に検討し,またKSPGの分離・精製を試みた。1免疫組織化学KSおよびコンドロイチン4-硫酸に対する反応は,いずれも類骨,骨細胞表面,骨小腔壁および骨細管に相当すると考えられる小管状・顆粒状の構造物に限局して認められた。また,骨小柱間の骨髄組織にも反応が認められた。デルマタン硫酸に対する反応は上記の所見とほぼ同様な所見が得られた。コンドロイチン6-硫酸またはコンドロイチンに対する反応は鶏胚骨組織においては陰性を示したが,骨小柱間の骨髄組織には反応が認められた。KSに対する反応は,G1-extractにおいて分子量約72kDaと200kDa以上のバンドに中等度の反応が認められ,mineral相に存在するタンパクを反映するE-extractには分子量約72kDaのバンドに軽度の反応が認められたが,matrix相に存在するタンパクを反映するG2-extractには反応が認められなかった。コンドロイチン4-硫酸とデルマタン硫酸に対する反応を検出すると,G1-extractには45,60,110kDa付近と200kDa以上のバンドに反応が認められ,またE-extractおよびG2-extractには,いずれも45kDa付近のバンドに反応が認められた。コンドロイチン6-硫酸またはコンドロイチンに対する反応を検出すると,G1-extractには反応が認められたが,E-extractおよびG2-extractには反応するバンドが全く認められなかった。3 KSPGの分離・精製平成8年度にE-extractに同定した分子量約72kDaのKSPGの分離を継続して行っている。4結論鶏胚大腿骨においては,分子量約72kDaの小さなサイズのKS含有PGが主にmineral相に存在し,また,コンドロイチン4-硫酸およびデルマタン硫酸鎖を含有し,コアプロテインの分子量が約45kDaである小さなPGが主にmineral相とmatrix相に存在し,形態学的にはこれらのPGは主に類骨,骨細胞表面,骨小腔壁,骨細管壁に存在することが判明した。1免疫組織化学鶏胚1218日齢までの大腿骨を固定・EDTA脱灰し,パラフィン切片を作製した。これらの切片にケラタン硫酸を特異的に認識するモノクローナル抗体(5D4)による免疫染色を施すと,これらの日齢においては,免疫反応性には顕著な差が認められなかった。すなわち鶏胚骨組織には類骨と骨細胞表面および細胞内に反応が認められたが、その他の骨基質の反応は光顕的に明確に認められなかった。また,18日齢の大腿骨から得た切片にケラタン硫酸鎖の1,3-β-グルコサミニド結合を分解するKeratanaseIIを用いて,消化すると上記反応部位における5D4抗体の反応性が消失した。下記に述べるように,E-extractの5D4抗体による陽性所見から,石灰化骨組織にケラタン硫酸が取り込まれている可能性が示唆されている。

そこで,石灰化部位の免疫反応性を確認するために,試料をLR Goldレジンに包埋し,その反応部位をイムノゴールド法によって電顕的に観察している。2鶏胚骨タンパクの抽出およびタンパクの分離鶏胚18日齢骨幹部緻密質から抽出した各々のextract(G1-exract,E-extract,G2-exrtract)から得たタンパクをSDS-PAGEによって分離し,SDS-PAGE後のゲルをsilver nitrateまたはStains-allで染色し,ゲル上のタンパクを確認した。Stains-all染色によってE-extractには青に染まる沢山のバンドが認められたことから,E-extractはカルシュウム結合タンパクを豊富に含むことが判明した。また,各extractから得たタンパクをSDS-PAGEによって分離し,さらにゲルを転写膜に転写した後に5D4抗体を用いてWestern blottingを行った。その結果,G1-extractには,分子量約76kDaと100kDaおよび200kDa以上の三つのバンドに中等度の反応が認められ,E-およびG2-extractには分子量約76kDaのバンドに強度または中等度の反応が認められた。平成9年度においては主に鶏胚大腿骨のケラタン硫酸以外のグリコサミノグリカンの局在および性質を免疫組織化学および生化学的に検討した。1免疫組織化学コンドロイチン4-硫酸に対する反応は類骨,骨細胞表面,骨小腔壁および骨細管に相当すると考えられる小管状・顆粒状の構造物に限局して認められた。また,骨小柱間の骨髄組織にも反応が認められた。デルマタン硫酸に対する反応は上記の所見とほぼ同様な所見が得られた。コンドロイチ6-硫酸またはコンドロイチンに対する反応は鶏胚骨組織において陰性を示したが,骨小柱間の骨髄組織には反応が認められた。コンドロイチン4-硫酸とデルマタン硫酸に対する反応を検出すると,G1-extractには45,60,110kDa付近と200kDa以上のバンドに反応が認められた。mineral相に存在するタンパクを反映するE-extractおよびmatrix相に存在するタンパクを反映するG2-extractには,いずれも45kDa付近のバンドに反応が認められた。コンドロイチン6-硫酸またはコンドロイチンに対する反応を検出すると,G1-extractには反応が認められたが,E-extractおよびG2-exractには反応するバンドが全く認められなかった。3ケラタン硫酸プロテオグリカンの分離・精製現在,平成8年度にE-extractに同定した分子量約72kDaのケラタン硫酸プロテオグリカンの分離を行っている。4結論鶏胚大腿骨においては,コンドロイチン4-硫酸およびデルマタン硫酸鎖を含有し,コアプロテインの分子量が約45kDaである小さなプロテオグロカンが主にmineral相とmatrix相に存在し,形態学的にはこれらが主に類骨,骨細胞表面,骨小腔壁,骨細管壁に存在することが判明した。
がん個性の質的診断用F18標識アミノ酸の開発

ポジトロン断層法(PET)によるがん個性の質的な代謝診断によれば、癌の悪性度、湿潤の範囲や治療効果を的確に評価でき、予後の推定にも期待が膨らんでいる。F-18で標識したアミノ酸はその物理的半減期が約2時間あり、運搬可能のため院外供給され得る放射性薬剤であり、PETによるがん診断法の普及の一つの鍵と考えられる。F-18標識フェニルアラニンのがん診断の意義を明らかにした。F-18標識2-fluorophenylalanine(FPhe)の性質を明らかにするため、芳香環トリチウム標識とカルボキシル基C-14標識のフェニルアラニンを同一の担癌マウスに適用した多核種トレーサ技術により、3トレーサの代謝動態を比較検討した。カルボキシル基C-14は、主に癌や脳の蛋白質合成に使われているのに対し、芳香環の標識核種はそれ以外の代謝経路も重要であることが明らかになった。特にFPheでは蛋白質合成に利用される割合は低下し、F標識によるアミノ酸の修飾の効果が現れているものと解釈された。しかし、このFPheの癌への集積はフェニルアラニンと拮抗することから、FPheは癌細胞膜のアミノ酸輸送能を評価するPET薬剤であることが示された。現在FPheやF-18標識メチオニン類似体の化学合成法と酵素法を組み合わせた高収量合成を検討中であり、次年度以降引き続き本課題に関連した研究を継続する予定である。
リアルタイム手形状認識に基づく非接触インタフェースの研究

本研究では、非接触な計測手法により、人の手の動きから操作的な動作を認識・獲得し、ヒューマンロボットインタフェースとしえ用いる手法の確立をめざす。昨年度に引き続き実画像による手形状推定のためのシステムの構築を行った。昨年度の予備実験により、秒2-3コマ程度の速度で手形状の推定が可能であるという見通しを得ていた。今年度は、これをPCクラスタを用いて高速化する手法について検討した。PCクラスタシステム上に実装するためには、通信速度や処理の負荷分散など充分に考慮した適切な実装を行う必要がある。そこで、従来の手形状推定アルゴリズムを分散メモリ型PCクラスタ上に適するように処理の並列化、パイプライン化を行い、通信時間、負荷分散を考慮した実装手法によって実時間処理(33[msec]以内での処理)を可能にした。また、手形状推定アルゴリズムの改良を行い、ボクセルモデルと手モデルのフィッティング時、収束に到るまでに要するフィッティング回数を手モデルのボクセルモデルへの収束率を用いることによって従来アルゴリズムに比べて半分以下に抑えることができ、処理時間の短縮が可能となった。さらに、手形状推定システムの応用として、PCクラスタシステム上に構築した手形状推定システムを用い、回転しているバーチャルクレイの表面形状を滑らかに変化させるバーチャルろくろシステムを試作した。これにより、手動作を用いた三次元入力インタフェースとしてユーザが自分の手によって直感的に形状変形を行うことができた。この実験を通して、非接触手形状入力が、三次元自由形状入力インタフェースとして使用できる可能性を示すことができた。本年度は、多視点画像から手の形状を認識する手法について研究を行った。まず、実空間の手の動きを再現するための手形状モデルを構築した。関節位置および角度に基づいて手の形状を表現する関節モデルと、3次元空間中に占める手の領域に基づいて手の形状を表現するVoxelモデルを用いる。入力画像らして、単眼視画像ではオクルージョンに対応できないこと、ステレオ画像では精度が上げにくいことなどの理由から、多視点画像を用いる。この多視点画像からVoxelモデルを生成し、3次元の観測データとする。その上で、関節モデルをこのVoxelモデルに一致させることによって手の位置・姿勢・形状を推定する。次に、Voxelモデルと関節モデルを用いた手形状推定アルゴリズムを検討した。手形状シミュレーションプログラムから出力されたシルエット画像を用いてVoxelモデルを生成し、そのVoxelモデルへ関節モデルをフィッティングさせるシミュレーションを行う。繰り返し計算により、フィッティング誤差が収束すれぱ、その時の関節モデルが手形状を表す。4台のカメラを配置し、手の動きをとらえた画像が計算機に入力できる環境を構築した。そして、予備実験により、秒2-3コマ程度の速度で手形状の推定が可能であるという見通しを得た。
ダイアド集積型の家族調査データによる成人親子関係の研究

本研究の目的は、ダイアド集積型の家族調査データを活用することで、現代日本における成人親子の世代間関係の趨勢を捉えなおすことである。本研究の成果は大きく2つに分けられる。第1に、全国規模のダイアド集積型家族調査を二次分析することで、この種のデータをマルチレベル分析する際の方法論的な問題を整理した。第2に、2000年に実施された調査との比較研究によって、成人親子の世代関係の変化を明らかにした。ダイアド集積型の家族調査とは、家族・親族内の複数の二者関係(ダイアド)を並行的に測定する計量的調査であり、その複層的な情報を活用することで、世代間関係の変動をより適切に把握・説明できる。具体的には、1)欧米で広まっているマルチレベル分析をベースに、世代間同居の多い日本の状況を勘案した方法論的発展を図ること、2)ダイアド集積型の公開調査データの分析により近年の世代間関係のトレンドを記述すること、3)補填的な郵送調査を行うことで分析の解釈に必要な前提の妥当性を検証すること、の3点を目指す。1年目の平成22年度は、ダイアド集積型の家族調査を用いた世代間関係の分析について、マルチレベル分析の応用を中心とした文献レビューを行いながら、マルチレベル分析に対応した統計分析ソフトを用いて公開データである全国家族調査NFRJ (National Family Research of Japan)の分析を行った。分析の結果は、NFRJ関係の研究会で7月と12月の2度口頭で報告をした。個人レベルの分析と比べてダイアドレベルの分析が確実に精緻な情報を得られることを示し、関係研究者と分析結果の妥当性について議論を行った。また、方法論的な視点からの問題点や発展の可能性についての考察を行い、第50回数理社会学会大会で報告を行った。日本の世代間関係をダイアドレベルで分析するためには、同居親子と別居親子を同時に分析することが重要となり、潜在変数を組み込んだモデルが有効である可能性等を示した。本研究の目的は、ダイアド集積理の家族調査データを活用することで、現代日本における成人親子の世代間関係の趨勢を捉えなおすことである。2年目の平成23年度は、前年度から行っている公開データの分析を継続し、これまでの分析研究の成果を、全国家族調査(NFRJ)関係の研究会で7月と9月に報告を行った。それぞれダイアド集積型家族調査の扱い方の方法論的な整理と、実際的な援助関係分析の成果を示したものである。また、別途準備を進めていた、独自のダイアド集積型の親子調査に着手した。この調査は、成人親子関係の親世代と想定される5060代の人々を対象にした郵送調査で、それぞれの子どもとの関係およびその評価を詳しく捉えるものである。同別居以外の条件による撹乱を抑え、また、2000年に申請者が実施した類似の調査との比較が行えるように、調査地域は1つの自治体に限定し、600名の標本サイズとした。実査の完了は、平成24年度となる。最終年度の平成24年度は、前年度から実施の成人親子関係の郵送調査を完了し、分析を行なった。調査の回収状態は良好で(計画標本サイズ600、有効回収数416、有効回収率69.3%)、成人子との同別居の違いによって、親子関係の行動およびその評価の仕方がどのように変化するかが明らかになった。

ダイアド集積型の家族調査によって、同じ親から見た2人以上の成人子との関係が直接比較できることの意味が大きく、小さな標本サイズの調査から豊富な情報を得ることに成功した。今年度はダイアド集積型の家族調査の収集および分析方法について、研究成果の一部を雑誌論文および学会大会で報告した。研究期間は終了となるが、分析結果および方法論的研究の成果報告は、今後も継続して行なっていく。公開データの分析による方法論の整理が順調に進み、一定の成果をあげることができた。平成23年度に実施完了予定であった独自の親子調査は24年度の完了にずれこんだ(調査自治体が、住民基本台帳の閲覧について、一定期間内に閲覧できる人数に制限を設けたため)が、調査設計と分析準備自体は順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。調査票の作成等、調査の実施準備は平成23年度にすでに終えているので、平成24年度のなるべく早い時期に実査を完了し、分析を行う。2000年度に申請者が実施した類似の調査との比較分析を通して、成人親子の世代間関係の趨勢と捉える。
ショウジョウバエを用いた特異的神経認識の分子遺伝学

我々は比較的構成が単純で、遺伝学的アプローチが可能なショウジョウバエ神経-筋結合をモデル系として、神経特異認識に関与する分子の同定、機能解析を行っている。本研究においては、昨年度計画において同定した新たな神経認識候補分子Capricious(P750より改名)の発現と機能の解析を行った。(1)神経-筋結合過程におけるCapriciousの発現様式Capriciousはエンハンサートラップ株P750においてP因子挿入部位近傍に存在する遺伝子として同定されたleucine-rich repeatfamilyに属する膜貫通型蛋白質である。RNA in situ hybridization法および、P750株におけるレポーター遺伝子(Capriciousの発現を忠実に反映する)に対する免疫組織化学法によりCapriciousの発現を調べた結果、この分子は背側、腹側の一部の筋肉および中枢神経系内の少数の神経細胞において発現することが分かった。特にRP5運動ニューロンとその標的筋肉12等、神経-筋結合の特定のパートナーで発現がみられることから、標的認識との関連が示唆された。(2)Capriciousの機能解析impreciseexcision法を用い機能欠損体を単離し、運動神経の投射、シナプス形成の過程を調べたところ、特定の筋肉におけるシナプス形成に異常が見られた。特にプレ、ポスト双方で通常Capriciousが発現している筋肉12におけるシナプス形成過程において、神経末端がこの筋肉に限局されず、近傍の筋肉へ進展しているような形態が高頻度で観察された。このことから、P750はホモフィリックな作用を通じ、標的筋肉認識あるいは特定のシナプスの安定化等に関与している可能性が強く示唆された。
E‐Life構築を目指したD型タンパク質翻訳系の開発

生命はL型アミノ酸から構成されるタンパク質とD型デオキシリボースを含むDNAから構成されている。このように、生物学的経路の中心の役割を担うタンパク質とDNAはホモキラリティーが確立しており、その選択性が厳密に制御されている。しかしながら、L型タンパク質とD型タンパク質問、あるいはD型タンパク質同士の相互作用について実験的に解き明かされた報告はほとんどない。これらを解明するためには、L型タンパク質だけではなく、D型のタンパク質を用いた解析が必須であるが、天然のリボソームではD型アミノ酸などの非天然アミノ酸をペプチド鎖に組み込むことが出来ず、タンパク質翻訳により非天然の生体分子を得ることは不可能である。本研究では、D型タンパク質翻訳系の確立を目指し、『D型アミノ酸をペプチド鎖に組み込むことの出来るリボソームの開発』を目的とする。前年度までにペプチド結合転移反応の反応中心であるペプチジルトランスフェラーゼセンター(PTC)を変異させたランダム変異ライブラリーを作製するため、23SrRNAのDNA配列を含むrrnBオペロンをクローニングしている。本年度は、リボソーム立体構造の詳細な解析結果により決定した二カ所の部位(2444-2449位と2498-2535位)にランダム変異を導入する手法としてランダムプライマー法を用い、1.rrnBオペロン全体をPCRで増幅する方法および2.変異導入部位周辺をPCRで増幅した後、全長rrnBオペロンへと組み込む方法の二つの方法を実施した。その結果、1.rrnBオペロン全長をPCRで増幅する手法がrrnBランダム変異ライブラリーの作成に適していることが明らかとなった。この手法を用い、PTCにランダム変異を組み込んだrrnBライブラリーの作製法を確立した。しかしながら、L型タンパク質とD型タンパク質間、あるいはD型タンパク質同士の相互作用について実験的に解き明かされた報告はほとんどない。本研究では、D型タンパク質翻訳系の確立を目指し、「D型アミノ酸をペプチド鎖に組み込むことの出来るリボソームの開発」を目的とする。23S rRNAランダムライブラリーを作成するため、大腸菌から23S rRNAのDNA配列を含むrrnBオペロンをクローニングした。PTCランダム変異ライブラリーを作成するため、リボソームのPTC周辺の立体構造を詳細に解析し、ランダム変異を導入する部位として2444-2449位と2498-2503位の二箇所を選択した。これらの部位をランダムプライマー法により変異させたライブラリーから、1)Dアミノ酸による増殖阻害、2)抗生物質に対する感受性を利用した二種のスクリーニング方法により、目的のD型アミノ酸をペプチド鎖に組み込むことの出来る改良型リボソームを得ることができると期待される。
乾湿によるコンクリート中の水分移動機構の理解と設計体系への反映

初年度は、コンクリートに液状水が浸潤する際に残存する気泡の影響の確認と、MRIによるコンクリート中の水分分布の観察方法を確立を実施した。一般にコンクリートに水が浸潤する場合、水の浸潤フロントより浅い位置では、空隙が飽和していると考えられている。しかし、例えばナノオーダーの流路を用いた検討では、多くの気泡が残存し、不飽和となることが報告されている。これを確認するために、セメントペーストとモルタルへの浸潤試験を、大気圧下と減圧下で実施した。減圧下で実施した理由は、浸潤過程で気泡が残存した場合に、気体部分の圧力が低ければ縮小、溶解する可能性が高まるためである。大気圧化と減圧下での吸水量の差を気泡の量とした。検討の結果、様々な配合や養生条件で検討したが、いずれの条件でも気泡の残存を示唆する結果が得られた。また気泡の量は最大で、浸潤した水の10%に達した。ただ、今回の減圧では全ての気泡が除去できたわけではないため、実際の気泡の量はこれを上回ると考えられ、残存気泡の影響は、条件によっては無視できないほど大きいといえる。MRIによるコンクリート中の水分分布の観察はこれまでに実施されてきたが、特殊な装置を使用したり、白色セメントを使用したりといった制約があった。前者は汎用的でないため実施者が限定され、後者は通常のセメントと比較して空隙構造が粗大になり、定量的な議論が困難になるという問題がある。そこで本研究では、一般的なMRIを用いて、普通セメントを用いて作成したコンクリート中の水分分布の観察を試みた。その結果、TEやTRというMRIでのパラメータを非常に短く設定し、また骨材として石灰石を用いることで、明瞭にコンクリート中の水分分布が観察可能であることが明らかになった。コンクリート中の液状水移動をモデル化するという目標に対して、これまでに考慮されてこなかった残存気泡の影響を定量的に評価し、高精度なモデル化に貢献する結果が得られた。また普通セメントを用いたコンクリート中の水分分布を、一般的なMRIを用いて観察する方法を確立した。これにより、コンクリート中の液状水移動のモデル化に向けて、重要なデータを取得する準備が整った。初年度に手順に基づき、様々な配合や養生で作製したコンクリート供試体への液状水浸潤や、その後の乾燥過程をMRIを用いて観察する。そして、コンクリート構造物の設計段階で利用可能なパラメータを用いて、これまで以上に高精度で、コンクリートへの液状水浸潤を評価する方法を検討するとともに、これまでに評価ができなかった乾燥過程を簡易に予測する方法を確立する。提案する方法の妥当性は、実構造物もしくは屋外に暴露された大型供試体を対象とした分析により検証する予定である。
再灌流心の局所心筋収縮能、循環動態、心筋代謝に及ぼす麻酔薬(イソフルレン)の影響

短時間の冠状動脈閉塞後に血流が再開通した場合、組織壊死には至らないものの心収縮能は抑制される、いわゆる"stunned myocardium"となることが知られている。これらは、手術中においても冠血管攣縮などの心虚血、人口心肺使用後、心臓移植後などに認められ、心収縮能低下が遷延することは患者の生命予後に多大な影響を与える。吸入麻酔薬は一般に、正常心に対し心収縮抑制作用を示すが、再灌流心に対する作用は未だ判明していない。イソフルレンは近年本邦でも発売された吸入麻酔薬であるが、強い冠動脈拡張作用を有するため再灌流心にも何らかの影響をもつことが期待される。しかし、stunned myocardiumは、その発生機序が不明なこともあり、麻酔薬の及ぼす影響についてはほとんど知られていない。本研究の目的は、stunned myocardiumという病態に対し吸入麻酔薬であるイソフルレンが局所心筋収縮能、循環動態、心筋代謝の面からどのような影響を与えるかを調べることである。研究1として雑種成犬24頭を用い、循環動態・局所心筋収縮の計測を行った。麻酔法により対象をイソフルレン群(終末呼気濃度1MAC)と対象群(morphine-urethane-alpha-chloralose麻酔)の2群に分け、動静脈路を確保後、左開胸にて心臓を露出し左冠状動脈前下行枝(LAD)を剥離した。局所心筋収縮観察のため、LAD灌流領域の心筋に一対の超音波クリスタルを刺入、カテ先トランスデューサーを左心室内に挿入し、左室内圧を測定、LVdp/dTmaxを算出、上行大動脈に電磁血流計を装着し心拍出量を計測した。再灌流開通5、10、15、30、60分後に循環動態・局所心筋収縮の測定を行った。さらに、研究2として雑種成犬24頭を用い、再灌流60分後の心筋代謝を調べた。心筋に直接損傷を加える超音波クリスタル刺入・左心室内カテ挿入は行わず、それ以外は研究1と同様の標本作成を行った。再灌流60分後にLADおよび左冠状動脈回旋枝支配領域の心筋を切り出し圧挫凍結後、内膜側の心筋を分離しATP,ADP,AMP,乳酸、ピルビン酸を測定した。
第2メッセンジャ-(アデノシン環状リン酸)の生成と開裂を制御する人工材料の開発

細胞が外部情報に応じて機能を調節する際には、細胞膜に存在するアデニル酸シクラ-ゼによりアデノシン3'、5'ー環状リン酸(cAMP:第2メッセンジャ-)が生成され、このcAMPが細胞内の酵素系の機能を調節している。また、細菌では、cAMPが遺伝子発現の調節の役目も果たしている。従って、cAMPを効率的に分解ならびに生成する人工材料の開発は、細胞機能の制御の観点から極めて重要である。本研究では、温和な条件でcAMPを開裂する触媒系を開発することを目的とし、特にコバルト(III)錯体の触媒活性について追突した。各種のコバルト(III)錯体を触媒とし、cAMPの加水分解を、pH7、50°Cで行なった結果、特に[Co(trien)(H_2O)_2]^<3+>錯体ならびに[Co(tme)_2(H_2O_2)]^<3+>錯体(trien,トリエチレンテトラミン;tme,1,1,2,2ーテトラメチルエチレンジアミン)が、cAMPの加水分解を著しく加速することを見た出した。触媒活性は極めて大きく、触媒不在下における反応速度に対する加速効果は、それぞれ7億倍、3億倍であった。こうして、錯体触媒不在下においては、半減期が76万年であり極めて安定なcAMPが、錯体触媒存在下では半減期9.6時間、15時間で迅速に加水分解された。また、[Co(en)_2(H_2O)_2]^<3+>錯体(en,エチレンジアミン)も大きな触媒効果を示し、一千万倍もの加速効果を示した。しかも、反応の生成作の分布の(アデノシンのモノリン酸であるかアデノシンまで加水分解されるか)も、錯体構造に顕著に依存する。すなわち、アミン配位子を適切に分子設計することにより、一層優れた機能を有する錯体触媒が開発されることが強く示唆された。このように、これらのコバルト(III)錯体が人工ホスホエステラ-ゼの活性中心として大いに有望であることが明らかとなった。
気管支喘息におけるTrichophytonの関与についての研究-抗真菌薬治療の検討を含めて-

研究代表者の担当する外来喘息患者の一部を対象に白癬合併の有無を検討した。その結果10例の足あるいは爪白癬合併例を見い出した。いずれも高用量吸入ステロイド薬を投与しても十分にコントロールできない全身ステロイド薬依存性の重症難治例であった。この10症例に白癬の治療目的で経口抗真菌薬itraconazole 150mg/日を投与したところ、全例で足・爪白癬の著明な改善が得られたが、うち4例では喘息症状やピークフロー値も明らがに改善し全身ステロイド薬を減量することができた。8週間の投与終了後も現在まで1年以上にわたって良好な状態を保っており、全身ステロイド薬は減量したまま経過している。特にこのうちの1例では、劇的ともいえる自覚症状、生活の質の改善を維持している。以上より、気管支喘息におけるTrichophyton感染の関与および抗真菌薬による治療の可能性が示唆された。2.喘息患者における白癬合併頻度、Trichophytonに対する感作の頻度の検討喘息患者における白癬感染の合併や、Trichophytonへの感作(特異IgE抗体価の測定と抗原皮内反応により評価)の頻度を明らかにする。感染や感作の有無と患者の重症度、ステロイド投与歴などとの関連を検討し、感染や感作を生ずる背景因子を明らかにする。白癬感染合併例では喘息、白癬の両者の発症時期と経過を詳細に問診し、両者の因果関係の解明を目指す。上記を目的として、研究代表者の担当する外来の全喘息患者を対象に研究を開始し、データを集積中である。その結果8例の足あるいは爪白癬合併例を見い出した。この8症例に白癬の治療目的で経口抗真菌薬itraconazole(ITCZ)150mgを投与したところ、全例で足・爪白癬の著明な改善が得られたが、うち3例では喘息症状やピークフロー値も明らかに改善し全身ステロイド薬を減量することができた。8週間のITCZ投与終了後も現在まで1年以上にわたって良好な状態を保っており、全身ステロイド薬は減量したまま経過している。2.喘息患者における白癬合併頻度およびTrichophytonに対する感作の頻度の検討喘息患者における白癬感染の合併やTrichophytonへの感作の頻度を明らかにする。上記を目的として、研究代表者の担当する外来の全喘息患者を対象に研究を開始した。白癬の診断は、まず白癬疑診例をスクリーミングした後に、Trichophytonの鏡検および分離培養を含めた確定診断を京都大学医学部附属病院皮膚科の専門医に依頼する。Trichophytonへの感作の有無は、特異IgE抗体価の測定と抗原皮内反応により評価する。以上の検討を現在継続中である。
気候による化学風化作用の定量と古気候解析の新指標の提示

本研究では、土壌の化学組成と土壌生成場の気候との関係性を多変量統計学によって明らかにした。この結果,寒冷・寒冷湿潤・ステップ・温暖湿潤・乾燥・半乾燥・熱帯雨林気候帯の土壌を識別するスキーム(W値)を開発した。さらに、このスキームを古土壌の化学組成に適応することによって古気候を解析する新たな指標を提示した。北海道と中国大陸の白亜系に対して、本手法を適応したところ、酸素同位体による既存の古気温データと相関するW値の時系列データを得られた。したがって、W値を利用した古気候解析方法は有効であることを確かめた。土壌の化学組成から,化学風化度の程度を抽出して,その土壌の生成場の気候と化学組成の関係を解析してきた.本年度は,1435個の多様な気候条件下で生成された土壌の化学組成を,文献調査によって収集した.申請者が新たに提唱した化学風化指標(w値)によって,これらのデータを再評価すると,寒冷または乾燥気候帯の土壌は低いw値をもち,温暖化・湿潤化するにしたがって,連続的にw値が上昇することがわかった.この結果,土壌の化学組成のみによって,生成場の気候を予測することが可能になり,この成果をOhta et al. (2011)にまとめた.ただし,降雨量とw値の変化は線型的なのに対して,気温とw値の関係は乾燥地域の土壌において正確に気温変化を検知できていない.今後は,気候帯に対応した教師信号を追加して再解析し,さらなる気候判定の向上にむけた改善を進めている.これらの現世土壌の解析と平行して,古土壌に本手法を適応して古気候解析への応用を検証してきた.本年度は,中国大陸の熱河層群相当層の古土壌・泥岩を研究材料として分析した.陸成層では,カルクリートが産出しない場合や同位体分析が技術的にできない場合,古気候を解析できないという問題点を抱えていた.しかし,w値が陸成層の解析に有効とわかれば,汎用性の高い古気候解析ツールを提唱できる.解析の結果,w値の変動パターンは,海成層ですでに得られている,古気温の変動パターンと一致することがわかった.この成果は,w値が現世の土壌のみならず,過去の地質記録における気候の判別基準として活用できることを示唆する.加えて,羽毛恐竜と被子植物の誕生時期は,w値が示す古気温が上昇している時期と一致することも判明し,鳥と花の誕生の一因には,古気候の変化が関与していることが示唆される.この成果も,Ohta et al. (2011)においてまとめた.本年度は,化学風化指標であるW値と古気候の関連性を精査した.この作業の目的は,K値から古気候を解読できるのかを検註することにある.本年度は,北海道の蝦夷層群,ならびに,中国のYixian層(遼寧省),Jixi層群(黒竜江省),Shengjinkou層・Lianmugin層(新疆-ウイグル自治区)から下部白亜系の泥岩サンプルを採取し,蛍光X線分析によって化学組成を測定した.海成層である蝦夷層群については,泥岩試料のW値が白亜紀のの古温度変動パターンと一致することがわかった.今後は他地域の蝦夷層群でも古気温変化と連動したW値のパターンが得られるのかを精査する予定である.中国の陸成層の場合でも,各地域において白亜紀の古気温変動と類似したW値の時間変化パターンが得られた.この結果の一部はJournal of Geology誌において公表した.ただし,陸成層の場合,地域間を比較すると,同時代にもかかわらず地域によって,W値の示す後背地風化度には大きな差異があることが判明した.この結果は,海域と異なり大陸では山脈や砂漠の有無などの地形要素によって後背地風化過程が大きく異なることを示唆している.逆にこの結果を利用すれば,複雑な内陸性気候帯の分布を復元できる可能性を秘めている.これに加えて,パーセント表示のデータ形式から絶対量変動の情報を復元する研究に従事した.本研究で用いる化学組成データはパーセント形式のデータであるので,各成分の相対的な変動情報しか保持していない.したがって,絶対量変動を復元することは重要であり,その復元方法を提示した.この成果はMathematical Geosciences誌において公表した.本年度は,モンゴルと中国(新疆ーウイグル自治区,吉林省,黒竜江省,遼寧省)において,白亜系の後背地風化度の定量分析を行った.化学風化指標であるW値はモンゴル,新疆ーウイグル自治区,遼寧省で低く,ステップ気候に発達する現世土壌と同程度の値を示した.一方で,吉林省と黒竜江省の白亜系は,高いW値を示し,温暖湿潤気候帯の現世土壌と同程度のW値を示した.特に黒竜江省は遼寧省より北に位置してるのにもかかわらず,前者の方が白亜紀においては温暖,ないしは,湿潤な気候であったことが明らかになった.

今回の結果は岩相からも読み取れ,黒竜江省の白亜系には夾炭層が多く発達しており,白亜紀には森林が繁茂していたことが示唆される.高緯度に位置する黒竜江省白亜系が高い後背地風化度を示した原因は,より降雨量が多かったためであると考えられる.事実,黒竜江省は当時,前弧海盆域に位置しており,東アジア陸弧山脈より海側に分布していたため,ほかの内陸域より降雨量が高かったと推察できる.このように,古気候の解析には古緯度だけではなく,当時の地形要素も加味して議論する必要性があることが判明したが,逆に,古地形に関する議論も展開できることも判明した.また,課題点としては,W値は珪酸塩鉱物の風化作用の定量に特化した化学風化指標であるために,炭酸塩鉱物や鉄鉱物(赤鉄鉱,ゲーサイト)が付加した試料に対しては正しく後背地風化過程を見積もれない問題も露見した.カルサイト・ドロマイト・赤鉄鉱が二次的に付加した試料の後背地風化度を解析する際には,CaO, MgO, Fe2O3含有量に依存しない風化指標が必須になる.今後は,これらの元素に依存しない新たな風化指標の開発に従事する予定である.科研費申請書に記載した研究計画の内容通りに,研究が進行している.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,北海道の他地域においてサンプリングならびに分析を行う予定である.また,中国の試料のうち,新疆-ウイグル自治区のものは分析が済んでいないので来年度は蛍光X線分析を遂行する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
交感神経β受容体を介したアルドステロン調節メカニズムの解析

イソプロテレノール(ISO)はラット左心室の線維化とI型コラーゲンmRNA/蛋白の発現を増加させた。これらの反応はアルドステロン受容体阻害薬(エプレレノン:EPL)の併用によって抑制された。また、ISOによってリン酸化されたERK1/2は、EPLによって抑制された。ISOは心臓線維芽細胞のI型コラーゲンおよびリン酸化ERK1/2の発現を増加させたが、EPLはこれらの反応を抑制した。しかし、左心室/心臓線維芽細胞にはアルドステロン合成酵素の遺伝子発現が認められなかった。ラット左心室/線維芽細胞では交感神経受容体を介したI型コラーゲン産生にアルドステロン受容体の関与していることが示唆される。交感神経受容体やアルドステロン受容体の活性化は心筋線維化を誘導することが知られている。また、近年では交感神経刺激は腎臓や副腎を介して全身的にレニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAA)系を調節している可能性が示唆されており、両者の相互調節は心筋線維化の進展における重要な因子と考えられている。しかし、心臓局所における交感神経受容体刺激を介したRAA系の調節機序は未だ未解明である。本研究ではアルドステロンの制御を通した心不全治療の発展を目的とし、1ラット心線維芽細胞における交感神経受容体刺激を介した直接的なアルドステロン産生機序の解明、2アルドステロン受容体阻害を介した心筋線維化の抑制機序の解析を行う。平成25年度には交感神経受容体刺激を介した心筋線維化におけるアルドステロン受容体の役割を解析するためにin vivo研究を行った。研究にはウィスターラット(4週齢、雄)を使用した。交感神経受容体作動薬(イソプロテレノール)を投与したラットでは左心室の心筋線維化が亢進しており、I型コラーゲンmRNAおよび蛋白の発現が増加していた。これらの反応はアルドステロン受容体阻害薬(エプレレノン)の併用によって抑制された。さらに、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK1/2)は細胞内シグナルの一つであり、I型コラーゲン産生の調節因子であることから、ERK1/2のリン酸化を解析した。交感神経受容体作動薬を投与したラット左心室ではERK1/2がリン酸化されており、エプレレノンはERK1/2のリン酸化を抑制していた。一方、いずれの群においてもアルドステロン合成酵素(CYP11-B2) mRNAの発現は認められなかった。以上のことより、ラット左心室における交感神経受容体刺激を介した心筋線維化にはアルドステロン受容体が関与していることが推察される。交感神経受容体刺激は心筋線維化を誘導することが知られている。また、近年では交感神経刺激は腎臓や副腎を介して全身的にレニン・アンギオテンシン・アルドステロン(RAA)系を調節している可能性が示唆されており、両者の相互調節は心不全進展の重要な因子と考えられている。しかし、交感神経受容体刺激を介した心臓局所におけるRAA系の調節機序は未だ未解明である。本研究ではアルドステロン受容体阻害を通した心不全治療の発展を目的とし、1ラット心臓線維芽細胞における交感神経受容体刺激を介した直接的なアルドステロン産生機序の解明、2アルドステロン受容体阻害を介した心筋線維化の抑制機序の解析を行うことを目的として研究申請した。平成24年度には、PCR法を用いてラットの左心室ならびに心臓線維芽細胞におけるRAA系の遺伝子発現解析を行った。Reverse Transcription-PCR法を用いた解析では、ラットの左心室ならびに心臓線維芽細胞におけるレニンmRNAとCYP11-B2mRNAの発現は認められなかったが、アンギオテンシン変換酵素のmRNA発現が確認された。また、ラット左心室ならびに初代分離培養した心臓線維芽細胞において、交感神経受容体刺激を介したRAA系の発現調節を精査したところ、交感神経作動薬(Isoproterenol, 10-5M, 24h)は培養液中のアルドステロン濃度を変化させなかった。一方、交感神経作動薬(Isoproterenol, 2.0mg/kg/day, 3日間)を腹腔内投与した心不全モデルラットの左心室において、I型コラーゲンmRNAならびにアンギオテンシン変換酵素mRNAの発現量は正常ラットと比較して顕著に増加していることを確認した。これらの結果は、心臓における局所的なアンギオテンシン産生系の存在と交感神経刺激を介したアンギオテンシンの調節機序の存在を示唆している。近年、交感神経は全身的にレニン・アンギオテンシン・アルドステロン(RAA)系を調節している可能性が示唆されている。

しかし、心臓局所における交感神経受容体を介したRAA系の調節機序は未だ未解明である。本研究では、ラットの心臓・線維芽細胞において交感神経受容体を介した心筋線維化に対するアルドステロン受容体の関わりを解析した。平成24・25年度:ラットの左心室におけるアルドステロン合成酵素(CYP11-B2)ならびにレニンの遺伝子発現は認められず、ミネラルコルチコイド受容体の遺伝子発現が確認された。同様に、心臓線維芽細胞においてもミネラルコルチコイド受容体の遺伝子発現のみが確認された。in vivo研究において、交感神経受容体作動薬(イソプロテレノール)を投与した心不全モデルラットでは左心室の心筋線維化が亢進しており、I型コラーゲンmRNAおよび蛋白の発現が増加していた。これらの反応はアルドステロン受容体阻害薬(エプレレノン)の併用によって抑制された。さらに、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK1/2)は、イソプロテレノールを投与した左心室でリン酸化されており、エプレレノンはERK1/2のリン酸化を抑制していた。一方、いずれの群においてもCYP11-B2 mRNAの発現は認められなかった。平成26年度:交感神経受容体刺激を介したI型コラーゲンの産生に対するアルドステロン受容体の役割をin vitro研究によって解析した。イソプロテレノールを暴露した心臓線維芽細胞ではI型コラーゲンおよびリン酸化ERK1/2の発現量が増加していたが、エプレレノンはこれらの反応を抑制した。これらの結果は、ラット左心室および線維芽細胞において交感神経受容体刺激を介したI型コラーゲン産生にはアルドステロン受容体が関与していることを示唆している。獣医内科学研究当初はラット左心室および心臓線維芽細胞においてアルドステロン合成酵素(CYP11-B2)が発現しており、交感神経受容体を介した心筋線維化にはアルドステロン産生が関与していると仮説を立てていた。平成24年度にはラット心臓(左心室)および心臓線維芽細胞におけるRAA系の遺伝子発現を解析した。この研究によりラット左心室にはアンギオテンシン変換酵素、レニンの遺伝子発現を確認し、心臓線維芽細胞にはアンギオテンシン変換酵素の遺伝子発現を確認することができた。しかし、左心室ならびに心臓線維芽細胞にCYP11-B2の遺伝子発現は認められなかった。アルドステロンは細胞質内のアルドステロン受容体に結合することでI型コラーゲン産生を誘導することから、平成25年度には交感神経受容体刺激を介した心筋線維化におけるアルドステロン受容体の役割を解析した。交感神経受容体作動薬を投与したラットでは左心室の心筋線維化が亢進しており、I型コラーゲンの産生が増加していることを確認した。一方、これらの反応はアルドステロン受容体阻害薬(エプレレノン)の併用によって抑制された。これらのことから当初計画にあったターゲット因子をCYP11-B2からアルドステロン受容体に変更することで、交感神経受容体刺激を介したRAA系の調節機序の解明に向けた平成25年度までの目標はおおむね達成することができたと判断している。平成24年度の研究目標では、ラット心臓線維芽細胞を初代分離・培養し、交感神経受容体を刺激した心臓線維芽細胞において培養液中のアルドステロン濃度の変化を精査することであった。平成24年度にはラットの心臓線維芽
マルチセンサーによる日本の農地動態の広域・長期モニタリング法の開発

平成30年度は前年度に引き続き兵庫県篠山市(以下篠山)と兵庫県養父市(以下養父),新潟県上越市吉川土地改良区(以下吉川)で主に調査を行った他,滋賀県高島市,兵庫県佐用町,兵庫県新温泉町でも小規模の調査を行った.分析は昨年度に引き続きCバンド合成開口レーダ(SAR)Sentinel-1(解像度5m×20m)と高解像度のLバンドSAR,Alos-2(解像度3m×3m)の性能比較を実施した.水田ー非水田の判別適期は各地で水田に確実に湛水されている5月末を中心に観測すればよいことが昨年度に明らかになったため,Sentinel-1は5月以降12日毎の画像3枚、Alos-2については4月上旬から8月下旬まで入手可能な画像3枚を用いて3段階の決定木法(統計解析ソフトR)により判別精度の検証を行った.25a以上の面積ではSentinel-1,Alos-2ともにkappa係数は0.8程度の高い一致を示した。2017年はAlos-2が15a以下の面積でSentinel-1を上回る精度を示した。しかし2018年はAlos-2の判別精度が大幅に低下する一方でSentinel-1はほぼ同様の精度を保った。回帰日数が短く観測機会に恵まれたSentinel-1に対し,Alos-2の観測は不定期なことが測定精度を不安定にしている.Sentinel-1については解像ピクセルが長方形のため,25a以下の場合圃場形状(長辺の方角)を考慮することで15a程度まで実用レベルの判別精度が得られると考えられる.得られたデータを用いて今後も解析を進める予定である.大豆と耕作放棄地の判別については年度中には精度向上が果たせなかった.データの類型化とマルチ-センサー判別の手法改良を今後さらに進める予定である.日本全国の農用地について水稲,水稲に次ぐ主要作物,耕作放棄地を中山間地においても毎年正確に判別し,今後の農地動態を明らかにできる安価で頑強な衛星画像解析法を開発することが本研究の目的である.オープンアクセスの中解像度衛星画像(合成開口レーダ(SAR)・光学)と水土里ネットが配信する農用地耕区データの併用によりコストと空間解像度の問題に対応する.平成28年度は兵庫県篠山市(以下篠山)と新潟県上越市吉川土地改良区(以下吉川)の耕区群でドローンを併用しながら目視で土地利用調査を行った.衛星画像はCバンドSARのSentinel-1と光学センサのSentinel-2,ASTERを使用した.3月から10月までの期間Sentinel-1は24日間隔でデータを取得した.また光学センサ画像は同期間中被雲のないもののみを収集した.衛星画像は前処理(幾何補正,スペックルノイズ除去)の後,各圃場の耕区ベクターファイルにオーバレイされ,各耕区特有のピクセルの値のみを平均して分類に用いた.逐次抽出法を用いた結果,篠山で総合精度91.3%,Kappa係数0.78を得た.同じ条件を吉川に適用すると総合精度94.8%,Kappa係数0.77を得た.水稲は16.1a以上の耕区であれば抽出精度は98.0%であった.SARによる被雲の影響のない時系列観測が特徴抽出の安定性に寄与していた.大豆は26.3a以上で完全な一致を示したが,面積が小さくなるとともに抽出精度が低下した.耕作放棄地については面積に関係なく抽出精度が低い結果となった.大豆と耕作放棄地についてはSARのみでは特徴差が捕捉できず,観測機会が安定しない光学衛星画像に依拠することが低い判別結果の原因である.サンプル数を増やすとともに,後方散乱係数やNDVI以外で特徴を捕捉する必要がある.研究課題に対して,狭い領域ではあるが,当初計画した研究手法とデータで分析を順調に進め,比較的高い総合精度を得た.水稲についてはSentinel-1の利用により天候に影響を受けず16.1aと比較的狭小な区画でも安定した判別が可能となった.行政から土地利用の毎筆調査データが入手できれば,より狭小な区画での判別精度の検証が可能である.大豆は多くの地域で水稲に次ぐ主要作物であり,正確な判別の重要性が高い.現在のところ耕作放棄地との明確な判別法が見つかっていない.平成29年度は従来の兵庫県篠山市(以下篠山)と新潟県上越市吉川土地改良区(以下吉川)に加え,兵庫県養父市(以下養父)の耕区群を調査地とした.ドローンの有効利用により土地利用調査圃場数も昨年と比較して大幅に増加した.調査圃場数は篠山が1589(水稲:1059、大豆:407、耕作放棄:123),吉川が1813(水稲:1331、大豆:143、耕作放棄:339),養父が2383(水稲:1369,大豆:5,耕作放棄:1009)である.主たる研究内容として20a以下の農地区画の判別性能向上のため,高解像度Lバンド合成開口レーダ(SAR)画像Alos-2を新たに導入し,中解像度CバンドSARのSentinel-1との性能比較を行った.水田においてSentinel-1は15a以上の農地に対し高い判別性能を持つ一方,Alos-2は10a以上の農地に対し高い判別性能を持っていた.一方積雪が多く湛水前でも土壌が湿潤な吉川では,土壌水分への高い感度により後方散乱値が低くなる傾向が見られた.Sentinel-

1による大豆畑の観測は,篠山,吉川において1月1日からの積算100日から125日にかけて後方散乱係数が低下し,その後200日付近に向けて増加傾向を示した.5-10aの農地でも大きな農地と同様の特徴を捕捉していた.一方Alos-2では150日に後方散乱係数は最低値を取り,その後270日付近で最大値を取るまで漸増した.0-5aの農地も比較的良好に捕捉していた.Sentinel-1,Alos-2いずれも耕作放棄地の後方散乱係数は大豆畑と類似した推移を示し,両者の判別は極めて困難であった.調査対象地を増加し,現地調査は順調に進み,水田,大豆,耕作放棄地それぞれに十分量の検証データを取得するに至った.計画通りLバンドSAR(ALOS-2)の利用を開始したが,年度末にかけてデータサーバーが利用不可能となり,H29年分のAlos-2データが未解析である.上記の通り,H28年度のデータを解析した限りにおいては,Alos-2の利用により,15a以下の区画での水田判別性能の向上は期待できるが,大豆と耕作放棄地の判別にはあまり有効ではなかった.平成30年度は前年度に引き続き兵庫県篠山市(以下篠山)と兵庫県養父市(以下養父),新潟県上越市吉川土地改良区(以下吉川)で主に調査を行った他,滋賀県高島市,兵庫県佐用町,兵庫県新温泉町でも小規模の調査を行った.分析は昨年度に引き続きCバンド合成開口レーダ(SAR)Sentinel-1(解像度5m×20m)と高解像度のLバンドSAR,Alos-2(解像度3m×3m)の性能比較を実施した.水田ー非水田の判別適期は各地で水田に確実に湛水されている5月末を中心に観測すればよいことが昨年度に明らかになったため,Sentinel-1は5月以降12日毎の画像3枚、Alos-2については4月上旬から8月下旬まで入手可能な画像3枚を用いて3段階の決定木法(統計解析ソフトR)により判別精度の検証を行った.25a以上の面積ではSentinel-1,Alos-2ともにkappa係数は0.8程度の高い一致を示した。2017年はAlos-2が15a以下の面積でSentinel-1を上回る精度を示した。しかし2018年はAlos-2の判別精度が大幅に低下する一方でSentinel-1はほぼ同様の精度を保った。回帰日数が短く観測機会に恵まれたSentinel-1に対し,Alos-2の観測は不定期なことが測定精度を不安定にしている.Sentinel-1については解像ピクセルが長方形のため,25a以下の場合圃場形状(長辺の方角)を考慮することで15a程度まで実用レベルの判別精度が得られると考えられる.得られたデータを用いて今後も解析を進める予定である.大豆と耕作放棄地の判別については年度中には精度向上が果たせなかった.データの類型化とマルチ-センサー判別の手法改良を今後さらに進める予定である.今後の研究の推進方策の課題は大きく分けると農用地の判別特徴の精緻化と解析の広域化である.農用地の判別特徴の精緻化については,H30年度より空間解像度の高いJAXAのALOS2(LバンドSAR)を用いて解析を行うことで16.1a以下の農地にも対応できるようにする.判別性能に関してCバンドSARとLバンドSARの比較実験を行う.大豆と工作放棄地の判別は引き続き有力な特徴の特定に努める.判別についてH29年度は逐次抽出法を用いたが,H30年度は調査の広域化による栽培時期の多様化を考慮して機械学習法の利用を検討する.広域化については,土地利用の教師データと検証データの入手が鍵を握る.そこで兵庫県内を中心に農用地の転作調査で毎筆調査を行っている自治体との連携を進める.同様の取り組みは新潟県でも順次進める.ベータ版の土地利用判別データの提供を行いながら行政との協力関係を構築する.
部分浴の方法・タイミングが睡眠に及ぼす影響の評価

研究目的は、42^°Cの部分浴の方法・タイミングの差異が睡眠に及ぼす影響を評価することである。部分浴の方法については、前腕浴と下腿浴共にコントロールに比べてSWS、眠気、気がかり、統合的睡眠が有意に高かった。また、前腕浴のタイミングについては、PSG、主観的睡眠感は、就寝30分前から就寝2時間前の3条件下で差はなかった。このことから、部分浴は深睡眠を促し、前腕浴のタイミングは就寝2時間前まではどの時間帯でも良いことが明らかになった。本研究の目的は、42°Cの部分浴の方法・タイミングの差異が睡眠に及ぼす影響を評価することである。本年度は方法の差異が睡眠に及ぼす影響を評価した。条件は部分浴なしで就寝する場合、就寝30分前に42°Cの前腕浴20分実施する場合、就寝30分前に42°Cの下腿浴20分実施する場合の3条件で、同一被験者を対象に室温26°Cの環境下で実施した。なお、ラテン方格法による割付で、実験日を変えて実施した。被験者には、18:00に同一の食事を摂取させ、18:30に電極を装着し、23:00に就寝させた。そして、就寝30分前に42°Cの湯に20分間前腕浴(座位)あるいは下腿浴(座位)、さらにコントロールとし部分浴をしない場合も実施した。なお、部分浴前20分間は臥床安静とした。測定は、就寝時から自然に覚醒するまで、マルチテレメータ(日本光電)を用い、脳波(C3、C4)、心電図、オトガイ筋の筋電図、眼電図をコンピュータに取り込み、睡眠解析ソフト(sleep sign)で解析した。解析後は、目視で再判定した。また、鼓膜温は、Geniusで入浴直前、入浴直後、就寝直前、就寝直後に測定した。主観的感覚としてはOuri-Shirakawa-Azumi(OSA)睡眠調査票を用い評価した。終夜睡眠脳波は12名中2名を解析した。その結果、前腕浴と下腿浴共にコントロールに比べてSWSが多く、特に第1サイクル、第2にサイクル多く見られた。主観的睡眠感では、眠気、気がかり、統合的睡眠感に3条件間で有意差(p<0.01, p<0.01, p<0.05)が認められ、前腕浴と下腿浴共にコントロールに比べて高かった。外耳道温は、部分浴直後で3条件間で有意差(p<0.05)が認められ、前腕浴が最も高かった。しかしながら、入眠直前、起床時は3条件間で差がなかった。終夜睡眠脳波の判定を2例しか実施できていないため、確定できないが、前腕浴、下腿浴ともにコントロールより良好な睡眠が得られており、下腿浴より前腕浴の方が温熱効果が高いのではないかと推察される。本年度はタイミングの差異が睡眠に及ぼす影響を評価した。条件は、就寝30分前に42°Cの前腕浴20分実施する場合、就寝1時間前に42°Cの前腕浴20分実施する場合、就寝2時間前に42°Cの前腕浴20分実施する場合の3条件で、同一被験者を対象に室温26°Cの環境下で実施した。そして、就寝30分前、1時間前、2時間前のいずれかの時間に42°Cの湯に20分間前腕浴(座位)を実施した。その結果、就寝30分前の前腕浴の方が就寝2時間前の前腕浴比べて第1サイクル、第2にサイクルのSWSがやや多く見られた。主観的睡眠感では、眠気、気がかり、統合的睡眠感、睡眠維持、寝つきに3条件間で有意差はなかったが、統合的睡眠感、睡眠維持、寝つきに関しては、就寝30分前の平均値が最も高く、就寝2時間前の平均値が最も低かった。