hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
児童・生徒の時間概念がグラフ認知過程におよぼす影響に関する実証的研究

平成16年度は、以下の内容を中心に研究を進めた。1)小学校、中学校で使用されている理科、算数・数学の教科書中における時間と位置、速さについての定義と関数グラフについて、大正期の国定算術教科書との比較分析2)小学校児童を対象とした、時間と位置、速さの関係についての認識調査。3)児童・生徒が実験結果を判断し問題を解決していくために、最も妥当と考える、時間、位置、速さの関係を探究する理科実験モジュール試作。1)について大正期の国定算術教科書では、横軸に対して連続量を扱えない棒グラフと、連続量を扱える折れ線グラフが混同していた。そして、この混同の原因は当時の新主義数学における関数概念の導入方法にあり、その導入方法は現在の教科書においても用いられていることが明らかになった。2)についてグラフ連想質問紙を用いた調査を行った。これは軸名がついていない6種類のグラフについて、関係する量を予想するものである。その結果、時間に関する変数をいずれかのグラフにおいて記述していた割合は、6学年で約9割、5学年で約6割、4学年で約5割であった。理科の学習においては3学年から時間を変数とする観測があり、5学年では気温の時間変化をグラフ化する学習があるにもかかわらず、6学年のみで大きな差が見られることが明らかになった。3)について小学校5学年と6学年各2クラス計160名を対象に、超音波距離センサーを用いて動きをグラフ化する実験を行い、各クラス4グループについてビデオ記録と会話プロトコルをとった。この実験は平成15年度までの実績で開発した実験方法を、特に横軸の意味とグラフの傾きについて焦点化するように改良したものである。その結果、小学校5学年においても、実験結果のグループ討議においてキーワードが現れた段階で、ヒントを教師側から加えることで、横軸の意味とグラフの傾きを推察することの可能性が示された。平成17年度は、以下の内容を中心に研究を進めた。1中学生を対象とした、グラフ連想の認識調査中学校2学年の生徒を対象にして、グラフ連想質問紙を用いた調査を行った。その結果、時間に関する変数をいずれかのグラフにおいて記述していた割合は、被験者の4割のみであった。平成16年度に行った小学生対象の調査において6学年で約9割、5学年で約6割であったことと比較すると、学習内容が継続していないか、または学校間格差が大きいことが予想される。一方、小学生を対象とした調査ではみられなかった「比例」という言葉の記述が4割にみられた。しかし、ほとんどの回答で比例する量の具体的記述はなかった。これらのことより、小学校高学年で可能であった具体的量による関数把握が、中学校数学の文字式による関数学習によって、途絶えていることが予想される。しかし、統計的意味を有する被験者数を確保できなかったため、今後、被験者数を増やした検証を行う必要がある。
人間協調マルチメディア相互支援による人間と環境の観察に基づくインタラクション

音声によりロボットと対話できれば、ロボットとのコミュニケーションが容易になる。音声理解については多くの研究があるが、音声で伝達される言語の表面的理解だけでは、ロボットに人間の意図を理解させ、それに基づいた行動を実行させることはできない。ロボットは発話中の物体と実世界の物体を視覚により対応させる必要がある。ここでは、頼まれたものを取ってくるロボットを例にして、音声による依頼を理解してものを取ってくるのに必要な視覚情報処理を検討した。まず、環境内に存在する物体を家具等の環境にほぼ固定された物体(付着対象)と、その他の一般の物体(遊離対象)に分けた。前者については動くことはあまりなく、また視覚で認識しにくいので、最初は人間が音声で誘導し、そこに着いたら、環境に配置されたマークを視覚で認識することによりその位置を求め、地図に記録する。後者については、要素的な画像処理を用意しておき、その処理の組合せと、各処理中のパラメータを変えながら、対象が検出できる処理手順を探索する。成功したら、その際の組合せとパラメータを関連する付着対象と関連付けて記憶する。ロボットを使ううちに、ある物体は特定の場所(付着対象)にあることが多いことがわかってくると、記憶した画像処理手順から調べることにより、効率的に物体が認識できる。また、人間との対話においても、その特定の場所にあるかどうかの確認だけで済むようになり、インタラクションの負担が軽減する。実際に対話と視覚情報処理を行うシステムを開発し、有効性を実験により確認した。また、以上の他に、周囲環境を認識することにより、簡単な音声指令で操縦することのできる知的車椅子を開発し、実験により有効性を示した。
気道粘膜完全長cDNAライブラリーの構築

気管支粘膜完全長cDNAライブラリー作成は、共同研究により、菅野らによるオリゴキャップ法により行うことを計画した。すなわち、真核生物の5'端のキャップ構造を特定の合成オリゴヌクレオチドで置き換え、逆転写反応を行い、その配列を目安にPCR反応後、プラスミドベクターに初めに導入する。このためには、一般に、1mg程度の総RNAを抽出する必要がある。インフォームドコンセントを取得し、呼吸器外科切除肺のうち、病理診断の妨げにならない葉気管支の一部を研究に用いるための倫理申請を行い、平成13年6月に所属機関の倫理委員会において承認された。手術症例の気管支より、どのような方法で抽出すれば純度の高い気道粘膜特異的なmRNAを抽出できるか、文献的にも方法論が確立していなかったため、その検討から開始した。手術材料は、肺葉切除術を行う手術例について、切除直前に4°C培養液を準備し、切除後30分以内に氷冷下で抽出作業を開始した。数回の試行錯誤の末、ようやく一定の方法により、気管支内腔粘膜面から選択的に、吸光度およびアガロースゲル上で、十分試用に耐えうる総RNAを1検体当たり20±11μ9(n=8)回収できるようになった(パイロット研究)。しかしながら、この結果から、1検体当たりのRNA量は少なく、そのままでは目的とするcDNAライブラリーの作成に供することができないことが明らかになったため、RNAをプールして、複数の検体由来の総RNAを用いてcDNA合成に行う計画に変更した。気管支上皮を培養して、RNAを抽出する方法も試み、十分なRNA量が確保できることを確認したが、培養により、生理的な状態からは遠くなるため、次善の策と考えられた。現在23検体の提供を受け、ようやく500μg相当の総RNAをストックすることに成功したため、準備が整った。
種子胚成熟プログラム制御因子の直接的作用メカニズムに関する総合的研究

FUS3の直接的な標的遺伝子を同定する目的で、エストロジェンによる人為的発現誘導系を用いてFUS3を植物体で異所発現させて誘導されてくる遺伝子をマイクロアレーにより探索した結果、約250種類の遺伝子が検出された。その中には種子貯蔵タンパク質をはじめ種子特異的に発現する遺伝子が大多数を占めており、さらにABA依存的に発現が増強される場合が多かった。これらの遺伝子の多くは、プロモーター中にRYエレメントが見出され、FUS3が直接的に転写活性化に関与することが予想された。また、ABI3の人為的発現誘導系を用いた場合でのノーザン解析の結果、FUS3とABI3の標的遺伝子の多くはオーバーラップしていることが見出された。しかしなから、FUS3とABI3誘導の場合での標的遺伝子の転写活性化は、多くの場合、FUS3の方が遅い反応として検出され、それぞれ異なるシグナル伝達・二次転写制御因子の新規合成をともなって作用していることが考えられた。さらにFUS3とABI3を植物体で同時に発現させた場合、共通の標的遺伝子に対して相乗的な転写活性化作用は検出されなかった。したがって、FUS3とABI3は種子成熟過程で独立に作用すると考えられる。種子貯蔵タンパク質遺伝子CRCに着目し、そのプロモーターにGUSを融合したレポーター系統をFUS3およびABI3誘導系に導入して検討した。その結果、FUS3はCRCの上流側エンハンサーを必要とするのに対して、ABI3の場合には転写開始点近傍のRYエレメント、ABRE領域を介して転写活性化するという違いが見出された。さらに、FUS3によるCRCの誘導は幼植物体の本葉に限定されるのに対して、ABI3によるCRCの誘導は幼植物体の子葉について限定されるという違いが観察された。以上の結果と、fus3変異体での子葉は成熟化が抑制され形態的に本葉の特徴をもつことを合わせて考えると、実際の種子成熟過程では、成熟初期にはFUS3が、一方、成熟した子葉ではABI3がそれぞれ独立に機能し、共通した標的遺伝子の発現を制御している可能性か示唆された。FUS3の標的遺伝子を網羅的に同定するために、グルココルチコイドによる人為的発現誘導系を用いてFUS3を植物体で異所的に誘導することよって発現が変動する遺伝子をマイクロアレーにより探索した。その結果、FUS3により発現が誘導される遺伝子を約500種類見出した。その中には、種子貯蔵タンパク質をはじめ、貯蔵タンパク質の輸送、蓄積、貯蔵脂質の合成、貯蔵に関与する遺伝子、乾燥耐性に関与するLEA遺伝子、さらに種子特異的な転写因子などが含まれていた。ノーザン解析により、約20種類について解析したところ、そのほとんどが、ABA依存的にFUS3によって発現誘導されることが観察された。これまでに、fus3変異体の実生はABA感受性であることから、FUS3はABA非依存的な種子胚成熟過程を制御すると予想されていた。しかし現実にはFUS3はABI3と共通の標的遺伝子に対してABA依存的に転写活性化を誘導し、発芽時のABA感受性に関与するABI4,ABI5などの遺伝子の発現制御には関与しないことが見出された。さらにFUS3のC-末端側の既知のタンパク質とは類似性のない領域がABA依存的な転写活性化に必須のドメインであることを見出した。この結果より、FUS3はABI3とは異なるメカニズムでABA依存的な転写活性化を媒介すると考えられた。そこでABI3とFUS3の両方を植物体で同時に発現させ、貯蔵タンパク質のmRNAの誘導について解析したところ、ABI3の作用が打ち消され、FUS3の作用が観察された。したがって、種子胚成熟過程でFUS3とABI3は、その存在量に依存して共通の標的シス配列RY/Sph boxに競合的に作用するという新しい作業仮説が考えられた。FUS3,ABI3と相互作用する因子の同定ならびにFUS3,ABI3がクロマチン再構成反応に関わるか否かの検討については、現在、実験系の確立を急いでいる。

さらに、FUS3によるCRCの誘導は幼植物体の本葉に限定されるのに対して、ABI3によるCRCの誘導は幼植物体の子葉について限定されるという違いが観察された。以上の結果と、fus3変異体での子葉は成熟化が抑制され形態的に本葉の特徴をもつことを合わせて考えると、実際の種子成熟過程では、成熟初期にはFUS3が、一方、成熟した子葉ではABI3がそれぞれ独立に機能し、共通した標的遺伝子の発現を制御している可能性か示唆された。
骨芽細胞特異的ノックアウトマウスを用いた破骨細胞分化におけるSp7の機能解析

Sp7は、SPファミリーに相同性を持つ転写因子である。Sp7ノックアウト(ko)マウスでは、骨芽細胞の形質を獲得する以前に分化がブロックされて、骨形成が全く起こらない。すなわち、骨芽細胞分化に必須な転写因子である。Sp7koマウスでは骨芽細胞が全く存在しないため、骨芽細胞へ分化後のSp7の機能を明らかにするためには、骨芽細胞に分化後にSp7を欠失させたマウスが必要である。このマウスを作製し、骨芽細胞機能及び破骨細胞分化に対するSp7の機能を明らかにするSp7は、SPファミリーに相同性を持つ転写因子である。このマウスを作製し、骨芽細胞機能及び破骨細胞分化に対するSp7の機能を明らかにする
金属を鋳型とする新規DNA結合性配位子の設計とその分析化学的応用

DNAの隣接する塩基対間にインターカレーションにより結合することが知られているアントラキノン骨格を利用して、これに種々の金属配位部位を導入したハイブリッド化合物を合成した。これらのハイブリッドタイプのDNA配位子とDNAとの相互作用を種々の金属イオン存在下、UVスペクトル滴定、トポイソメラーゼIアッセイ、切断実験により検討した。その結果、クラウンエーテルを分子内に有するDNA配位子についてはアルカリ、アルカリ土類金属イオン共存下でクラウン部分と共存金属イオンの親和性を反映した序列でDNAとの親和性が変化することが見いだされた。ポリアミンやアミノ酸を有する配位子においては銅イオン共存下、親和性が大きく向上することが明らかになった。また、このうち、アミノ酸修飾配位子は銅との混合比により二量体を形成し、ビスインターカレータとして振る舞った結果、DNAへの強力な結合を実現することができた。これらのことはDNA、金属、DNA配位子が三元複合体を形成していることを示している。よりハードな金属として希土類金属、ソフトな金属の代表として水銀などを用いて、同様の検討を行ったが、前者の場合はその変化は小さく、後者は逆に配位子のDNAへの結合を阻害した。これは、希土類金属のDNAのリン酸骨格への異常に強い静電引力、水銀の塩基への結合によるDNA二重らせんの不安定化で説明することが可能である。本研究は共存金属の種類、濃度によって配位子錯体の荷電、コンホメ-シ15EA03:本研究結果はそれによってDANとの相互作用がコントロールできることを示している。今後、金属を介した二量化を中心に、構造を多様化し、より高次のDNA認識能を持つDNAプローブの開発のための新しいDNA配位子の開発に発展させたい。
第一原理計算と実験・計測のデータ同化による物質構造探査手法の開発と実証

高精度スペクトロスコピーや顕微観察手法、オペランド計測手法などの実験・計測手法や、電子論に基づく計算機シミュレーションの著しい発展により、複雑な材料組織や原子配列、精密な電子状態や化学反応の動力学など、これまで手の届かなかった物質・材料に関する詳細な情報が得られるようになりつつある。一方で、複雑な系の構造や物性を定量的に解析し解釈するためには、実験・計測と計算機シミュレーションを適切に組み合わせた、総合的なデータ解析手法が求められている。そこで本研究では、非経験的な電子論に基づく計算機シミュレーションにデータ科学的手法を組み合わせることにより、実測データを活かして物質の精緻な構造解析を可能にする、物性データ同化シミュレーション手法の開発を行う。データ同化とは、気象予報などの計算機シミュレーションに観測値の時間変化を逐次取り入れることで、より現実に近い答えを出すために用いられる手法である。電子論や原子論に基づくミクロな物性シミュレーションには時間がかかるため、計測データを逐次取り入れることはできないが、ミクロな物性シミュレーションは実空間における局所的な構造や物性の予測を得意とするのに対し、実験は長距離秩序や波数空間でのデータ取得を得意としており、両者は相補的に利用できると期待される。本研究では、時間変化に限定せず、計測データを取り入れることで物性シミュレーションの信頼性を向上させる手法の開発を目指し、これを「物性データ同化シミュレーション」と呼ぶこととする。計測データを取り入れて物性シミュレーションの信頼性を向上させる「物性データ同化シミュレーション手法」は、将来的には電子状態や格子振動まで含めた広範囲での応用が見込まれるが、本研究課題では具体的ターゲットを物質の構造決定に限定し、回折実験データを用いた物性データ同化の手法開発と実証研究を行う。電子論に立脚した第一原理計算で得られるポテンシャルエネルギーに、回折データの実測値と計算値のずれに対してペナルティを与える関数(ペナルティ関数)を足し合わせた評価関数を定義し、その大局的な最安定点を探査することにより、実空間構造のシミュレーションを得意とする第一原理計算と、波数空間でのデータ(周期性)取得を得意とする実験の、両方の利点を活かした構造探査を実現することを目的としている。そのため前年度に引き続き、ポテンシャルエネルギー計算にVASPによる第一原理計算を用いて、データ同化プログラムを整備し、手法の適用範囲を拡張した。これにより、超高圧下での高温超伝導体として知られるH3Sの結晶構造を、わずか4本のX線回折ピーク情報から探索することに成功した。また、東工大の実験グループと協力し、エレクトライド(Y2C)水素化物であるY2CHx(x=23)の未知構造探索に着手し、実験グループが想定していなかったより安定な構造を発見した。また新たな試みとして、ポテンシャルエネルギーとペナルティ関数とが同じ結晶構造で極小値を取ることを利用した、新しい最適化手法の開発を行った。第一原理分子動力学法を用いたデータ同化プログラムの開発に成功し、未知構造の探索が可能な準備が整ったため、今後は外部の実験グループと連携して、未知構造探索を進める。また、アモルファスの構造探査への応用を目指し、粉末X線回折の強度情報を利用する手法を改良する。また、東工大の実験グループと協力し、エレクトライド(Y2C)

水素化物であるY2CHx(x=23)の未知構造探索に着手し、実験グループが想定していなかったより安定な構造を発見した。また新たな試みとして、ポテンシャルエネルギーとペナルティ関数とが同じ結晶構造で極小値を取ることを利用した、新しい最適化手法の開発を行った。高精度スペクトロスコピーや顕微観察手法、オペランド計測手法などの実験・計測手法や、電子論に基づく計算機シミュレーションの著しい発展により、複雑な材料組織や原子配列、精密な電子状態や化学反応の動力学など、これまで手の届かなかった物質・材料に関する詳細な情報が得られるようになりつつある。一方で、複雑な系の構造や物性を定量的に解析し解釈するためには、実験・計測と計算機シミュレーションを適切に組み合わせた、総合的なデータ解析手法が求められている。そこで本研究では、非経験的な電子論に基づく計算機シミュレーションにデータ科学的手法を組み合わせることにより、実測データを活かして物質の精緻な構造解析を可能にする、物性データ同化シミュレーション手法の開発を行う。データ同化とは、気象予報などの計算機シミュレーションに観測値の時間変化を逐次取り入れることで、より現実に近い答えを出すために用いられる手法である。電子論や原子論に基づくミクロな物性シミュレーションには時間がかかるため、計測データを逐次取り入れることはできないが、ミクロな物性シミュレーションは実空間における局所的な構造や物性の予測を得意とするのに対し、実験は長距離秩序や波数空間でのデータ取得を得意としており、両者は相補的に利用できると期待される。本研究では、時間変化に限定せず、計測データを取り入れることで物性シミュレーションの信頼性を向上させる手法の開発を目指し、これを「物性データ同化シミュレーション」と呼ぶこととする。計測データを取り入れて物性シミュレーションの信頼性を向上させる「物性データ同化シミュレーション手法」は、将来的には電子状態や格子振動まで含めた広範囲での応用が見込まれるが、本研究課題では具体的ターゲットを物質の構造決定に限定し、回折実験データを用いた物性データ同化の手法開発と実証研究を行う。電子論に立脚した第一原理計算で得られるエネルギーに、回折データの実測値と計算値のずれに対してペナルティを与える関数を適切な重みで足し合わせた、物性データ同化のための評価関数を定義する。この評価関数の大局的な最安定点を探査することにより、局所的な構造や物性の予測を得意とする第一原理計算と、秩序を反映した波数空間でのデータ取得を得意とする実験の、両方の利点を活かした構造探査を実現する。そのために最適な評価関数の検討、評価関数の最安定点探査手法の検討、手法の汎用化を行い、第一原理計算を用いた実証計算を行うことが、本研究の目的である。
インド洋の南北循環：気候の数十年周期変動の理解に向けて

アルゴフロートの現場観測による水温塩分データを統計的に処理すると共に、これらの観測データを海洋大循環数値モデルに同化したデータを入手して解析し、南インド洋の等密度面上の水温塩分の時間変動を年ごとに調べた。その結果、南インド洋東部中緯度域の海面熱フラックスの経年変動によって海洋表層に水温塩分偏差が生じ、それが海洋循環に流されて海洋内部に広がる過程が明らかになった。これは海面から流入した熱が海洋内部に取り込まれる過程を表している。2004年から2008年までは取り込まれる熱の量が多く、2011年から2014年までは少なかったことも明らかになった。このような変動は南インド洋のニンガルーニーニョと呼ばれる気候変動とそれに伴う海面熱フラックスの変化に関連があると考えられる。インドネシア多島海からインド洋に流入する水塊は水温塩分特性の時間変動をほとんど持たないことも明らかになった。次に、アルゴフロートによって得られた水温塩分観測データ、および深度1000 mにおけるアルゴフロートの漂流速度を用い、インド洋の流れの季節変動を調べた。その結果、インドモンスーンに関連した海上風の一年周期変動に伴い海洋波動が励起され、海面から密度躍層を越えて深度2000 m程度まで伝播することが明らかになった。これは海面で与えられた運動量が海洋内部に伝播する過程を表している。結果を詳しく解析したところ、波動のエネルギーは緯度が高くなるにつれ深い角度で伝播し、深い深度まで達することが明らかになった。このような特性は海洋中緯度の大規模変動に通常卓越すると考えられている準地衡ロスビー波の特性と整合的であり、力学的に矛盾なく解釈できることを示した。平成30年度に実施する予定であった循環の季節変動の研究、および平成31年度に実施する予定であった水温塩分変動の研究を今年度に行い、それぞれのテーマで一本ずつ論文を国際誌に投稿し、受理され、出版した。令和2年度に実施する予定であった循環の強さや流路の変動の年ごとの変化に関する研究を次年度に実施する。循環の季節変動の研究に用いた手法を経年変動に適用する。経年変動スケールにおいては、波動だけではなく中緯度で形成された水塊の移流が循環に影響を与える可能性がある。また、太平洋の気候変動であるエルニーニョによって、インドネシアからインド洋に流入する流れの流量が変化し、インド洋の循環が変化する可能性がある。これらのことにも留意して解析を進める。論文出版費に予想より出費したため、平成31年度に購入するはずであったパソコンを今年度に購入し、今年度に購入する予定であったワークステーションを次年度に購入する等、調整したため。次年度にワークステーションの購入に充てる。
移動速度論の観点によるヒトiPS細胞増殖、分化機構の解明と実用的生産技術への提言

人工多能性幹細胞(iPS細胞)を大量生産する方法として従来の静置培養に代わり、撹拌操作を用いた懸濁培養を用いる試みがなされている。しかし、一般に多能性幹細胞はせん断応力により分化し、底面中央部に細胞塊が集積することで不均一な大きさとなる問題点が報告されている。これらを回避する撹拌方法を実験のみで検討することは多くの試行錯誤を伴うため、数値シミュレーションを併用し現象を統一的に理解することが効率的である。そこで本研究では、懸濁培養時のiPS細胞塊挙動を予測する数値解析手法を開発し、細胞塊が受けるせん断応力と槽内の粒子分布を求め、最適な撹拌方法を検討した。これまで多分に経験に基づき行われてきた細胞培養技術をコンピューターシミュレーションに基づく移動現象論の観点から取り組むことにより、細胞あるいは細胞集団単位での機能発現、分化を時空間的に予想、制御しうる技術を構築し、標準細胞の最適かつ高速、大量培養法の実現に寄与することを目的とする。そのために、(1)拡散係数、最大反応(増殖、分化)速度といった基礎物性の決定、(2)細胞の増殖、機能発現(多分化性など)を支配する流動、拡散などの移動現象論的因子の特定を行う。以上の目的を達成するため、従来用いていたニ次元のセルラーオートマトン(CA)コードと拡散方程式を環境流体部、細胞部共に三次元に拡張した。これにより現在考慮している細胞間相互作用だけではなく、培地の影響を組み込むことが可能となった。ニ次元解析では細胞内拡散係数は固体内拡散の値とほぼ同様の値であったが、三次元解析を行うことにより従来の多孔質内拡散と同様の拡散係数であることが分かった。これはすなわち生物反応が律速であることを意味しており、大量培養を行う際に培地内の拡散に注意を払う必要が無いことを意味している。この拡散係数を用い、実際の実験結果と比較検討することにより細胞内の反応係数やミカエレスメンテン係数を逆算することに成功した。一方攪拌槽を用いた大量培養装置に関する解析を行うために、流体力学的解析に離散要素法を連立させ、細胞間の相互作用を考慮した流動計算手法の作成に取り組んだ。OpenFOAMのバグが解消されたため計算が可能となった。これまで多分に熟練者の経験に基づき行われてきたヒトiPS細胞培養技術をコンピューターシミュレーションに基づく移動現象の観点から取り組み、細胞あるいは細胞集団単位での機能発現、分化を時空間的に予想、制御しうる技術を構築し、標準細胞の最適かつ高速、大量培養法の実現に寄与することを目的に研究を行ってきた。当該年度はiPS細胞の実用化、工業生産、テイラーメイド生産に対応しうる技術の構築に焦点を当て特に撹拌槽を用いた浮遊培養法に関し注力した。細胞が沈み込まず、かつ細胞同士が凝縮がしない条件が必要であるが、過度の撹拌は細胞塊の機械的な破壊を引き起こし、ガン化などを引き起こすため、最適な条件設定が必要である。そこで当該年度においては、攪拌槽および振とう培養中の細胞挙動および細胞に作用するせん断応力を算出しうる計算ソフトの作成に成功した。これにより通常の攪拌翼を用いる攪拌槽では細胞の沈み込みは抑制されるものの、攪拌翼の回転数の増大に伴いせん断応力が増大してしまうことを定量的に示した。そこでせん断応力を低減させる操作として振とう培養に関し検討を行った。これにより大幅にせん断応力を抑制しうることが分かったが、通常の振とう培養では容器中心に細胞が集まってしまうことが判った。そこで容器回転方向を時間的に変化させる方法を検討した。その結果せん断応力は若干上昇したものの、細胞が容器中央に集まることなく、浮遊を維持しうることが判った。使用しているOpenFOAMにバグがあり、一時研究が停滞したが、その後バグが改善され当初予定にまで追いついた。これまで多分に熟練者の経験に基づいてきたヒトiPS細胞培養技術をコンピューターシミュレーションに基づく移動現象の観点から取り組み、細胞あるいは細胞集団単位での機能発現、分化を時空間的に予想、制御しうる技術を構築し、標準細胞の最適かつ高速、大量培養法の実現に寄与することを目的に研究を行ってきた。当該年度はiPS細胞懸濁培養の実用化へ向けて、撹拌槽内の粒子挙動を解析する手法を開発し、粒子にかかるせん断応力や底面接地粒子数を求めた。流動の支配方程式は連続式とNavier-Stokes式であり、気液界面形状の解析にはVOF法を用いた。またiPS細胞塊を粒子とみなし、その挙動解析にはNewtonの運動方程式を用いた。数値解析により、60 rpmの一方向撹拌では底面中央部に粒子が溜まっていることが分かり、実験で観察されている現象が数値解析でも再現できた。一方、正逆交互撹拌は底面中央部の鉛直方向速度が大きいため、iPS細胞懸濁培養に適した特徴を持つことが分かった。。速度がsin関数的に変化する正逆交互回転では、平均のせん断応力一定の条件下で槽直径と回転半径に最適な組み合わせがあることが確認できた。また、一方向回転よりも大きな槽内中心部の上向き流れが粒子の底面接地率の減少に寄与していることが分かった。底面接地粒子数比と、限界せん断応力値を超す粒子数比を攪拌速度毎にプロットすることで、各粒子径における最適な攪拌速度を算出した。また、算出した攪拌速度を用いることで、せん断応力、RBともに最適な状態を維持できることを見出した。

人工多能性幹細胞(iPS細胞)を大量生産する方法として従来の静置培養に代わり、撹拌操作を用いた懸濁培養を用いる試みがなされている。しかし、一般に多能性幹細胞はせん断応力により分化し、底面中央部に細胞塊が集積することで不均一な大きさとなる問題点が報告されている。これらを回避する撹拌方法を実験のみで検討することは多くの試行錯誤を伴うため、数値シミュレーションを併用し現象を統一的に理解することが効率的である。そこで本研究では、懸濁培養時のiPS細胞塊挙動を予測する数値解析手法を開発し、細胞塊が受けるせん断応力と槽内の粒子分布を求め、最適な撹拌方法を検討した。開発した計算コードを用い最適化条件を探索する。特に大量培養を意識した浮遊培養法に着目し、低せん断応力条件での培養法を提案する。浮遊培養法の最適化を行い、実際の実験と比較する。また均一播種に関する条件に関しても本ソフトを用いて検討を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
生体内微小血流系の可視化計測法の開発とその成人過小グラフト生体肝移植研究への応用

成人生体肝移植においては、ドナーの安全性という前提のもと過小グラフトが大きな課題となっている。この臨床的課題には肝切除後の肝再生と肝障害というテーマが内在している。なぜ肝切除後再生が始まり終わるのか、そのメカニズムは依然として明確になってはいません。我々は肝切除後の肝再生のトリガーになっているのが、単純な物理的な力であるshear stressであるとの仮説を発表しました。さらに急激なshear stressの上昇が肝切除後肝内外に大きな免疫系への影響を及ぼしホメオスターシスを維持していることを報告してきた。そのなかで生体類洞血流のshear stressの可視化定量は、過小グラフトのメカニズムを理解し、解決法を開発する上で非常に重要である。【肝血流定量的解析への取り組み】本研究ではマイクロPIV測定による肝微小循環の可視化定量の基礎的実験を試みた.方法:透明アクリルを材質として血流の基本である,直流と合流・分岐モデルの直管・Y字管(幅300μm,厚さ100μm)test channelを作成した.ストロボを用いた実験装置を作成し,作動流体は蒸留水とし1μmのトレーサーを用いた.ストロボ光を検査領域下方に置かれたミラーを介して物体面に照射し,対物レンズ(20倍)ならびに結像レンズを介してCCDカメラで撮影した.これらについてPIV解析アルゴリズムDirect cross correlation法による管内速度分布比較し,壁面shear stressの計測を施行した.結果:直管の実測と数値シミュレーションの速度比較分布はほぼ一致し,装置の計測誤差評価の不確かさは3.74%と許容範囲内であった.さらに壁面から5点抽出し一次式で近似τ=μ・du/dyによりshear stressを算出した.これも直管シミュレーションとほぼ一致した.まとめ:血流の基本モデルを構築し,マイクロPIV測定による可視化定量,shear stressの測定を行った.測定結果はシミュレーションとほぼ一致し誤差は許容範囲内であった.作動流体を血液とした結果についても報告する.今後生体への応用を検討している.研究目的は、科研費交付の2年間に、肝臓外科もしくは生体肝移植における肝、小腸間膜の微小循環を我々が開発した可視化計測法によって確実に臨床応用できるようにすること。そして肝臓外科や生体肝移植早期の肝再生や肝障害についての病態理解にこのシステムを利用し、我々の考案開発しているshear stress理論に基づいた過小グラフトの有効利用法の新しい術式を評価することであるが、この1年間で、我々の考案したmicroPIVシステムが肝類洞血流のshear stress測定に有効であることを、血管の基本である、100μm×300μmの直管、分枝、合流の微小血管モデルを作成し、測定することにより証明できた。これを国内外科学会、肝臓学会、移植学会で報告している。またトレーサーとして赤血球が応用可能であることを実験的に検討し証明した。これらは箱根肝臓シンポジウムで報告予定でもある。今後実際の臨床応用に向けて16年度研究を続ける予定である。またmicroPIV以外にもエコーPIVの成人過小グラフト評価への応用を検討している。【肝血流定量的解析への取り組み】本研究ではマイクロPIV測定による肝微小循環の可視化定量の基礎的実験を試みた.方法:透明アクリルを材質として血流の基本である,直流と合流・分岐モデルの直管・Y字管(幅300μm,厚さ100μm)test channelを作成した.ストロボを用いた実験装置を作成し,作動流体は蒸留水とし1μmのトレーサーを用いた.ストロボ光を検査領域下方に置かれたミラーを介して物体面に照射し,対物レンズ(20倍)ならびに結像レンズを介してCCDカメラで撮影した.これらについてPIV解析アルゴリズムDirect cross correlation法による管内速度分布比較し,壁面shear stressの計測を施行した.結果:直管の実測と数値シミュレーションの速度比較分布はほぼ一致し,装置の計測誤差評価の不確かさは3.74%と許容範囲内であった.さらに壁面から5点抽出し一次式で近似τ=μ・du/dyによりshear stressを算出した.これも直管シミュレーションとほぼ一致した.まとめ:血流の基本モデルを構築し,マイクロPIV測定による可視化定量,shear stressの測定を行った.測定結果はシミュレーションとほぼ一致し誤差は許容範囲内であった.作動流体を血液とした結果についても報告する.今後生体への応用を検討している.
聴覚末梢系モデルの逆解法による人工内耳システムの研究

(1)人工内耳の音質向上を目指して、音響シミュレーションに基づく音声処理方式の開発を行ってきたのを受けて、人工内耳装用者とその担当医師の協力を得て、インタビューとアンケート調査を行った。その結果、人工内耳装用者の聴取音は音響シミュレーションの音質より高いことが分かった。また、人工内耳装用者の最初の「音入れ」に立会って聞取りをしたところ、音入れ直後は雑音が多いが、早い人では数分後には雑音が消えた明瞭な音声になることが分かった。このことから、聴覚末梢系では音入れ直後は我々がこれまで行ってきた音響シミュレーションのように雑音の多い音であるが、短時間に我々がまだ解明出来てない高次の適応力によって音質が向上していると推測された。(2)マルチパルス符号化法とSPEAK法との音響シミュレーションでの健聴者の聴取実験を行った。さらに、同一の資料音声を用いて人工内耳装用者による聴取実験を行った。その結果、人工内耳装用者の成績は音響シミュレーションのSPEAK法より低く、音響シミュレーションのマルチパルス符号化法よりは高かった。(3)本方式の有効性を確認するためにコクレア社Brett Swanson氏の協力の下に人工内耳装用者について浜松医科大学付属病院で音声聴取実験を行った。人工内耳装用者の電極信号調節装置を用いた任意の生成パルス送信装置を、分担者岩崎の立会いの下で、人工内耳装用者によって聴取する実験を行った。既送出の電極パルスの効果を考慮した電極選択アルゴリズムを考案し、現行の人工内耳符号化方式であるACE方式と比較したとき、1回の実験でも有意に音声聴取精度が向上したことから、さらに継続的使用による習熟による聴取精度の向上が期待できた。この成果は特許出願し、論文として発表した。人工内耳の音質向上を目指して、音響シミュレーションに基づく音声処理方式の開発を行ってきたのを受けて、人工内耳装用者とその担当医師の協力を得て、インタビューとアンケート調査を行った。マルチパルス符号化法とSPEAK法との音響シミュレーションでの健聴者の聴取実験を行った。コクレア社の協力を得て人工内耳装用者の電極信号調節装置を用いた任意の生成パルス送信装置を、分担者岩崎の立会いの下で、人工内耳装用者によって聴取する実験を行った。この成果は論文として準備している。

また、人工内耳装用者の最初の「音入れ」に立会って聞取りをしたところ、音入れ直後は雑音が多いが、早い人では数分後には雑音が消えた明瞭な音声になることが分かった。このことから、聴覚末梢系では音入れ直後は我々がこれまで行ってきた音響シミュレーションのように雑音の多い音であるが、短時間に我々がまだ解明出来てない高次の適応力によって音質が向上していると推測された。(2)マルチパルス符号化法とSPEAK法との音響シミュレーションでの健聴者の聴取実験を行った。さらに、同一の資料音声を用いて人工内耳装用者による聴取実験を行った。その結果、人工内耳装用者の成績は音響シミュレーションのSPEAK法より低く、音響シミュレーションのマルチパルス符号化法よりは高かった。(3)本方式の有効性を確認するためにコクレア社Brett Swanson氏の協力の下に人工内耳装用者について浜松医科大学付属病院で音声聴取実験を行った。人工内耳装用者の電極信号調節装置を用いた任意の生成パルス送信装置を、分担者岩崎の立会いの下で、人工内耳装用者によって聴取する実験を行った。既送出の電極パルスの効果を考慮した電極選択アルゴリズムを考案し、現行の人工内耳符号化方式であるACE方式と比較したとき、1回の実験でも有意に音声聴取精度が向上したことから、さらに継続的使用による習熟による聴取精度の向上が期待できた。この成果は特許出願し、論文として発表した。
ケトン体及びfiber投与によるBacterial Translocation抑制に関する研究

本年度は腸管のエネルギー基質とされているケトン体と腸管の機械的刺激物質である食物繊維を経口的に投与し、BTに及ぼす影響をラットの熱傷モデルで検討した。ratの背部に20%TBSAIII度熱傷を作成した。作成後、約12時間毎に4.9%β-ヒドロキシ酪酸を経口投与した(ケトン体群)。また、3%食物繊維溶液(グアガム+ペクチン)を投与する食物繊維群・双方を投与するケトン体食物繊維群に群分けした。対照として、ケトン体と同濃度のNaを含むコントロール群・同カロリーの糖質を含むグルコース群を設けた。72時間後に無菌的に開腹し腸間膜リンパ節(MLN)、肝、脾、盲腸を摘出し37°C24時間培養した。BTの評価は細菌移行の程度として臓器重量あたりの細菌のコロニー数(CFU:colony-forming unit)と組織への細菌移行の頻度として発現率(Incidence)で行った。結果は以下の通りであった。本実験系において、ケトン体は熱傷急性期のBTを程度、頻度とも抑制した。食物繊維は程度を抑制し得た。本年度は熱傷モデルの作成と,Bacterial Translocation(BT)の評価方法を確立する計画であった。Wistar系ラット雄200gを全身麻酔下に,背部および腹部を剃毛し,専用の開窓シリンダーに固定する。沸騰した湯に一定時間浸漬し,体表面積の20%および40%のIII度熱傷を作成した。中心静脈を確保し定量ポンプで輸液を行い,2472時間後に再度麻酔をかけ,無菌的に開腹する。腸間膜リンパ節・肝臓・脾臓を採取し,これを培養する。2448時間後に発生したコロニー数をカウントし,それぞれの臓器におけるBTの程度を評価した。また同時に,盲腸内容の希釈培養により,腸内細菌数を定量した。以上の実験系より,ラットの20%および40%熱傷におけるBTの量を測定することで,侵襲の程度の違いがもたらすBTへの影響について検討した。そこで単位腸内細菌数あたりの腸間膜リンパ節への転移量が,BTの評価において,重要な指標になることを考察した。そしてこの指標を腸(G)-腸間膜リンパ節(M)BT ratio(G-M BT ratio)として提唱し,平成5年度日本救急医学会総会に報告した。また同様の実験系で,熱傷受傷後24・48・72時間後のBTを定量する事で,その経時的変化の観察を行い,G-M BT ratioを用いてこれを評価した。この結果は第4回日本外科学会総会(3月29日)に報告の予定である。Bacterial Translocation(BT)は、MOFや敗血症をpromoteする要因の一つと考えられている.本年度は腸管の主なエネルギー基質であるケトン体の経口投与が,BTに及ぼす影響をラットの熱傷モデルで検討した.Wistar ratの背部に,Walker法で25%TBSA III度熱傷を作成した.熱傷作成後,12時間毎に5%D-β-ヒドロキシ酪酸溶液をゾンデで1.5ml注入した(ケトン体群).対照として,ケトン体群と同濃度のNaを含む生食群と,同カロリーの糖質を含む糖液群をもうけた.72時間後,無菌的に開腹し,腸間膜リンパ節(MLNs),肝,脾と盲腸を摘出し37°Cで24時間培養した.細菌数は臓器重量あたりのコロニー数すなわちCFU(colony-forming units)で示した.結果:腸内(G)の単位細菌数あたりの,腸間膜リンパ節(M)への転移量を,M/G BT ratioとして評価すると,結果は以下の通りであった.生食群195.7±115.2-5.69±0.52糖液群157.1±102.1 -5.46±0.58ケトン体群38.19±64.44^*-7.16±0.74^*^*:ケトン体群vs.生食,糖液群:p<0.05本実験系において投与したケトン体は,熱傷急性期のBTを抑制した.

ケトン体は,本実験系のように少量の投与でもBTを抑制する可能性がある.またM/G ratioの低下は,ケトン体群でmucosal barrier functionが保持されていることを示している.侵襲期に,不足しがちな腸管のエネルギー源を,ケトン体という形で補給することにより,腸管上皮に好影響を与えた可能性が示唆された.本年度は腸管のエネルギー基質とされているケトン体と腸管の機械的刺激物質である食物繊維を経口的に投与し、BTに及ぼす影響をラットの熱傷モデルで検討した。ratの背部に20%TBSAIII度熱傷を作成した。作成後、約12時間毎に4.9%β-ヒドロキシ酪酸を経口投与した(ケトン体群)。また、3%食物繊維溶液(グアガム+ペクチン)を投与する食物繊維群・双方を投与するケトン体食物繊維群に群分けした。対照として、ケトン体と同濃度のNaを含むコントロール群・同カロリーの糖質を含むグルコース群を設けた。72時間後に無菌的に開腹し腸間膜リンパ節(MLN)、肝、脾、盲腸を摘出し37°C24時間培養した。BTの評価は細菌移行の程度として臓器重量あたりの細菌のコロニー数(CFU:colony-forming unit)と組織への細菌移行の頻度として発現率(Incidence)で行った。結果は以下の通りであった。コントロール群228.4±83.6 100%グルコース群148.8±85.7 100%食物繊維群32.3±26.3^*100%ケトン体群11.0±16.5^*37.5%^<**>食物繊維+ケトン体群5.0±7.0 37.5%^<**>^*:vsコントロール、グルコース群;p<0.05^<**>:vsコントロール、グルコース、食物繊維群;p<0.05本実験系において、ケトン体は熱傷急性期のBTを程度、頻度とも抑制した。食物繊維は程度を抑制し得た。
新たな漫性膵炎モデル:Toll-like receptor3シグナル系を包括するゲノム解析

私達は、Toll-like receptor 3 (TLR3)に結合親和性を有するdsRNAウイルスの合成アナログであるpolyinoshinic : polycytidylic acid (poly I : C)を、自己免疫病遺伝的背景をもつMRL系マウスに投与すると、高率に慢性膵炎および原発性胆汁性肝硬変(PBC)に類似した慢性肝内胆管炎を発症することを見いだした。現在までこれらの病変を、高率にしかもTLR3を介する環境要因により発症誘導しうる実験モデルは他になく、多因子疾患をシュミレートする上で貴重であると考えられる。今年度は種々の系統マウスを用いて、発症機序の解析を行い、以下の成果を得た。1.慢性膵炎、慢性肝内胆管炎誘導における遺伝的背景:MRL系マウスのみならず、自己免疫病遺伝的背景をもたない近交系マウス数系統、さらにMRL/1prとC3H/HeJ-1pr/1pr(C3H/1pr)から得られたMXC RI系マウスを用いて、polyI ; C投与を行った。その結果、MRL系と同等の重篤な慢性膵炎のみを発症する系統が存在すること、また、TLR3および関連タンパク質の遺伝子多型についての解析では、少なくともTLR3の遺伝子多型と膵炎、胆管炎の発症との間には関連がないことを明らかにした。さらに興味深いことに、MXC RI系マウスのなかには、MRL系では見られなかったpolyI ; C投与により糸球体腎炎の増悪する系統が見いだされ、現在、膵炎の責任遺伝子座と共に解析中である。2.慢性膵炎、慢性肝内胆管炎の病理学特性の解析:1で見いだされた膵炎好発系の系統において、poly I : C投与で誘導した慢性膵炎の免疫組織学的解析の結果、病変局所への浸潤細胞はMRL系統と同様に、CD4陽性T細胞およびMac2陽性マクロファージであることを明らかにした。最近、dsRNAウイルスの合成アナログであり、Toll-like receptor 3 (TLR3)に結合親和性を有するpolyinoshinic:polycytidylic acid (poly I:C)を、自己免疫病遺伝的背景をもつMRL系マウスに投与すると、高率に慢性膵炎および原発性胆汁性肝硬変(PBC)に類似した慢性肝内胆管炎を発症することを見いだした。現在までこれらの病変を、高率にしかもTLR3を介する環境要因により発症誘導しうる実験モデルは他にない。このモデルは、これらの疾患の免疫機序、原因遺伝子の解析、さらには多因子疾患をシュミレートする上で貴重であると考え、解析を行い、今年度は以下の成果を得た。1.慢性肺炎、慢性肝内胆管炎の病理学特性の解析:MRL系マウスにpoly I:C投与で誘導した慢性膵炎、慢性肝内胆管炎の免疫組織学的解析を施行した結果、病変局所への浸潤細胞はCD4陽性T細胞およびMac2陽性マクロファージであることが明らかとなり、ヒト慢性肺炎およびPBCとの類似性が認められた。2.サイトカインの解析:ヒト慢性膵炎におけるTNF-αおよびIL-10の血中発現動態は、予後との関連において重要であるとされているが、このモデルにおいても、血中および脾細胞mRNAのこれらの発現レベルが有意に上昇していることを明らかにした。現在は、TLR3の2つのシグナル伝達系とこれに関連するサイトカイン、ケモカインについても同様に解析中である。3.慢性膵炎、慢性肝内胆管炎誘導における遺伝的背景:MRL系マウスのみならず、自己免疫病遺伝的背景をもたない近交系マウス数系統に関しても、同様に慢性膵炎の誘導を試みた。その結果、MRL系と同等の重篤な慢性膵炎を発症する系統が存在することが明らかとなった。現在、TLR3とそのシグナル伝達系関連タンパク質における系統間の遺伝子多型について解析中である。

2.慢性膵炎、慢性肝内胆管炎の病理学特性の解析:1で見いだされた膵炎好発系の系統において、poly I : C投与で誘導した慢性膵炎の免疫組織学的解析の結果、病変局所への浸潤細胞はMRL系統と同様に、CD4陽性T細胞およびMac2陽性マクロファージであることを明らかにした。
難治性パニック障害に対する新規心理療法の開発研究と効果検証

本研究は、我が国の難治性パニック症患者の病態に沿うよう改良した集団ACTプログラムを開発し、パニック症の症状改善を前後比較研究にて検証するものである。現在はプログラムが完成し臨床思考を続行している。プログラムを施行するうちに、難治性パニック障害の患者の中には、発達障害を背景に持つ者が多いことを発見し、発達特性の評価尺度を採取している。今後、発表の予定である。開発したプログラムは、身体疾患や他の不安症を持つ患者にも効果が認められている。またパニック障害のグループ認知行動療法を受けた患者について「不安感受性はパニック障害の認知行動療法後の精神症状を予測する」「パニック障害患者に対する認知行動療法における精神症状とQOLの関連」「パニック障害の認知行動療法における不安感受性と併存精神症状の関連」という論文を発表した。本研究は認知行動療法が奏功しなかったパニック障害患者に対する新規心理療法を開発し、その効果を検証するものである。心理療法開発のために、まず複雑化しやすい他の不安障害の心理療法を参考にしようと各種研修会に参加し、実際に臨床で実践し、効果の期待できる治療要素を摘出した。研修を受け実際に臨床応用したセラピーは、持続エクスポージャー療法、認知処理療法、アクセプタンス&コミットメントセラピー、マインドフルネス認知療法、コンパッション・フォローカスド・セラピーである。また認知行動療法抵抗性のパニック障害患者の特性としては、併存症状が多く、不安感受性が高いという仮説を立てた。不安感受性とは不安になることに対する不安のことを言い、パニック障害の発症に関わる因子とされているのが近年明らかになってきた。不安感受性は、社交に対する不安、身体感覚に対する不安、精神のコントロールをうすなうことに対する不安の3因子よりなる。これを検証する目的の論文を現在作成しており、2016年6月頃に投稿予定である。解析の結果からは、不安感受性のうちでも特に社交不安に対する不安の高い患者が、併存症状を残存させるということが明らかになった。新たな心理療法ではこの高い不安感受性に対応したプログラムを確立する必要性が明らかになった。各心理療法を参照に治療要素を統合したテキストは平成27年度でほぼ完成し、まずは個人療法で効果を確認した。既に治療グループを開始しており、ケースステディレベルであるが国内、国際学会で発表した。また本年度は引き続き患者をリクルートし、データの収集を進めていく。本年度に15名の患者をリクルートすることを目標としている。治療要素を統合したテキストは平成27年度でほぼ完成し、まずは個人療法で効果を確認した。既に治療グループを開始しておりおおむね順調に進展している。本研究は、我が国の難治性パニック障害患者の病態に沿うよう改良した集団ACTプログラムを開発し、パニック障害全般の症状改善を前後比較研究にて検証するものである。治療プログラムはACTをベースにしているるが、難治例に対する治療効果をより高めるために、不安障害の既存の心理療法が、難治対象例のために行っている修正を、研修に行くことで知見を得て、それらを取り入れる試みをしている。現在はプログラムが完成し、臨床施行しながら修正を加えている段階である。また申請当時は我が国におけるACTの治療者はごくわずかであったが、プログラム施行を通じて施設内の治療者育成をはかっている。これはプログラムが完成し効果を検証させた後に、臨床普及への一助となる。2016年には行動分析とACTの国際学会であるACBSにて、このプログラムを用いた集団ACTのケースを報告した。治療の参加者はプログラム後と3ヶ月後にほぼ寛解を得ており、成績良好であった。また「不安感受性はパニック障害の認知行動療法後の精神症状を予測する」という論文を発表した。ケースのリクルートはやや遅れているものの、プログラムの修正は各種心理検査の要素を取り入れた、難治性に適したものが出来上がった。継続的にグループミーティンクを行い、研究進行に関する問題点をその都度解決している。プログラムの修正は難治性に適したものがほぼ完成しており臨床施行が既に可能な状態である。プログラム施行を通じて施設内の治療者育成をはかっている。また前段階として、パニック障害の患者が認知行動療法で疾患横断的な精神症状を改善させる予測因子に関する論文を発表し、近日出版される。これにより症状を改善させにくいメカニズムや予測因子が解明され、グループ療法施行時の留意点が明らかになった。ケースのリクルートはやや遅れている。この理由としては治療者と参加者の予定が合わないことが挙げられる。今後プログラム施行の開催曜日を増やすこととし、より参加者が通院の都合をつけやすいそうに工面した。またプログラムのセッション回数が多いと、参加者の都合がつきにくい。当初は全12回のセッションで行っていたが、今後は810回のセッションに短縮したかたちにし参加者を募る。この方法でもリクルートが進まない場合は、「過去に当施設で認知行動療法を受けたが治療反応が得られなかったもの」という適格基準を緩め、対象者を広げて、リクルートすることで問題点を解決する。現在はプログラムが完成し、臨床施行を続けている。その一部はケーススタディーとして国際学会にて発表した。開発したプログラムを重篤な身体疾患とパニック障害を持つ患者に試行し良好な治療効果が得られたため、「動悸の後に心肺停止となった経緯のあるパニック症患者にアクセプタンス&コミットメント・セラピーを施した一例」として認知療法・認知行動療法学会にて報告した。

またパニック障害のグループ認知行動療法を受けた患者について「不安感受性はパニック障害の認知行動療法後の精神症状を予測する」「パニック障害患者に対する認知行動療法における精神症状とQOLの関連」「パニック障害の認知行動療法における不安感受性と併存精神症状の関連」という論文を発表した。申請当時は我が国におけるACTの治療者はごくわずかであったが、プログラム施行を通じて治療者育成を進めており、将来的にプログラムの臨床普及への一助となる。ケースのリクルートはやや遅れているものの、継続的にグループミーティンクを行い、研究進行に関する問題点をその都度解決している。プログラムの修正は難治性に適したものが完成しており臨床施行している。ケースのリクルートはやや遅れている。なぜなら、本研究は過去に当院で認知行動療法を受けたが改善しなかったパニック障害の患者が対象の研究であるため、該当者の中には、連絡のつかないもの、すでに転居しているもの、自然寛解したものなどがいる。目標症例数を達成するために「過去に当施設で認知行動療法を受けたが治療反応が得られなかったもの」という適格基準を緩め、対象者を難治性パニック障害に拡大しリクルートしている。本研究は、我が国の難治性パニック症患者の病態に沿うよう改良した集団ACTプログラムを開発し、パニック症の症状改善を前後比較研究にて検証するものである。現在はプログラムが完成し臨床思考を続行している。プログラムを施行するうちに、難治性パニック障害の患者の中には、発達障害を背景に持つ者が多いことを発見し、発達特性の評価尺度を採取している。今後、発表の予定である。開発したプログラムは、身体疾患や他の不安症を持つ患者にも効果が認められている。本年度は引き続きグループ療法を行い、患者をリクルートし、データの収集を進めていく。また患者のフィードバックを得ながらテキストの修正をすすめてより良いものとしていく。今年度は引き続き、リクルートを続け治療を提供する。研究の推進方策としては、セッション開催曜日を増やすこと、セッションを短くすることで、リクルートの効率を上げることである。今後もリクルートの状況と研究推進のための対策を、定期的な研究ミーティングでしディスカッションしていく。本年度の目標は現在の目標症例数である30例をリクルートし、解析を行うことある。解析結果は2018年の学会で報告する予定である。また2017年7月には認知療法学会で、難治性パニック障害患者にプログラムを個人で施したケースを発表することが決まっている。