hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体肝移植の手技を用いた脂肪肝ドナーの病態解析と治療法の実験的検討

本研究は,閉塞性黄疸下において生体部分肝移植を施行した場合、ドナー肝の高度脂肪変性が来すとされる肝機能障害発症のメカニズムとその病態改善の治療方法を検討することを目的としている.ビーグル犬の肝外胆管を結紮、閉塞性黄疸を作成し、ストレプトゾトシン100mg/kgを1週間前に投与し、4060%の中等度脂肪変性肝を作成した。黄疸ビーグル犬を再開腹、肝臓全摘出し脂肪変性肝モデルの肝左葉をドナー肝として、非投与群、NAC群(N-acetylcysteine(NAC)ドナー肝虚血15分前より150mg/kg/hr持続投与、再灌流後50mg/kg/hr4時間投与を3日間)、PGE1群(PGE1を0.05mg/kg/minを再灌流後3時間持続投与を3日間)、PGE1+NAC群とを作成した。門脈血流量、肝組織血流量は非投与群に比べ他の3群は上昇し、また血中cGMP濃度はNAC群、PGE1+NAC群で上昇を認め、cAMP濃度はPGE1群、PGE1+NAC群で上昇をみとめた。肝機能改善の指標であるATPは非投与群と比べNAC群、PGE1群、PGE1+NAC群で改善傾向を認め、Oxidative stressの指標とされるグルタチオン(還元型GSH、酸化型GSSG)では、GSH/GSSGはNAC群、PGE1+NAC群で上昇傾向を認めた。ミトコンドリアのグルタチオン濃度は、NAC群、PGE1+NAC群で上昇傾向を認めた。以上より肝血流の改善は、術後の肝機能の改善に寄与することが示唆され、またNACの投与は肝組織のOxdative stressの改善作用を有することが示唆された。本研究は、閉塞性黄疸下にある動物において生体部分肝移植を施行した場合、ドナー肝の高度脂肪変性が来すとされる肝機能障害発症のメカニズムとその病態改善の治療方法を検討することを目的としている。ビ-グル犬の肝外胆管を結紮して1週間後に採血し、T-Bil 7から10の閉塞性黄疸を作成することに成功した。また、ストレプトゾトシン100mg/kgを1週間前に投与し、40-60%の中等度脂肪変性肝を作成することに成功した。まずこの閉塞性黄疸ビ-グル犬モデルを再開腹、肝臓全摘出し脂肪変性肝モデルの肝左葉をドナー肝として、非投与群とNAC群(N-acetylcysteine(NAC)ドナー肝虚血15分前より150mg/kg/hr持続投与、再灌流後50mg/kg/hr4時間投与を3日間)とを作成した。NAC群では、非投与群に比べ門脈血流量、肝組織血流量は有意に上昇しており、また血管拡張のマーカーとされる血中cGMP濃度も有意に上昇を認めたが、cAMP濃度は量群間に有意差を認めなかった。肝機能改善の指標であるATPはNAC群が非投与群に比べ有意に高値であり、Oxidative stressの指標とされるグルタチオン(還元型GSH、酸化型GSSG)では、GSH/GSSGもNAC投与群で有意に上昇を認めた。ミトコンドリアのグルタチオン濃度は、両群間に有意差は認められないもののNAC群で上昇傾向有り、末梢血好中球活性酸素濃度には両群間に有意差は認めないものの肝組織内好中球活性酸素濃度では無治療群がNAC群に比べて有意に上昇を認めた。以上より、本モデルにおいてNACは肝血流の改善、肝組織Oxidative stressの改善作用を有することが示唆された。
霊長類(マカクサル)大脳皮質の発達におけるBDNFとTrkBの作用機序

本研究の目的は、霊長類(マカクサル)の大脳皮質の発達に、BDNFとその受容体(TrkB)がどのように関与しているのかを明らかにすることである。本研究では、各発達期の霊長類大脳皮質において、TrkBの中でもチロシンキナーゼをもつTK+と欠損しているTK-の間でどのようなダイマーが形成されるのかを調べた。マカクサル前頭前野(FD野)のホモジネートの1,000xg(20分)上清にBDNF(25100ng/ml)を反応させた後、形成したダイマーをクロスリンク後、WGAで沈澱させた。ついでTK+、TK-の両者を認識するポリクロナル抗体を使用し、ウェスタンブロットを行った。その結果、胎生120日ではTK+/TK+と100kDa/100kDaのホモダイマー、新生児期ではTK+/TK+とTK-/TK-のホモダイマー、成熟期ではTK+/TK-のヘテロダイマーとTK-/TK-のホモダイマーが検出された。さらに成熟期におけるこれらの作用はBDNF抗体により阻害された。NT-4はBDNFとほぼ同様に作用し、NT-3もわずかながら作用したが、NGFには効果がないことが明らかとなった。一方、TrkBと結合するタンパク質、Fyn,Shc及BDNFはクロスリンクされなかった。以上、霊長類大脳皮質におけるTrkBのダイマー形成は、各発達期において異なっており、BDNFによるシグナル伝達が発達に伴って変化することが示唆された。
ルテチウムー鉄-シリコン三元化合物の超伝導に関する鉄原子の役割

鉄を含む三元シリコン化合物Lu-Fe-Siの超伝導に関する鉄原子の役割を明らかにする目的で,化学量論組成で作製したLu_2Fe_3Si_5と,組成をずらして作製したLu_2Fe_<3+x>Si_5およびLu_<2+x>Fe_3Si_5試料について,これまでに不足しているデータを補充する実験を実施するとともに,新たに帯磁率の測定を行ない,これら試料の電気,磁気および超伝導特性について系統的に研究した.1.実験方法(1)アーク熔解によって試料を作製し,その後所定の熱処理を実施した. X線回析およびXMA分析により,試料の金属学的評価を行なった.(2)電気抵抗は直流四端子法,ホール係数は直流法と交流法を併用し,帯磁率はファラデー法により測定した.2.実験結果(1)超伝導遷移温度Tcは,化学量論組成において最大(6.1K)となるが,組成がずれるにつれて減少する.とくに,鉄の割合いが化学量論値の30%を越えたときに,著しい減少が見られる.上部臨界磁場Hc_2は,温度の低下とともに直線的に上昇する.直線の勾配(約1.5テスラ/K)は殆ど組成に依らずに一定である.(2)全ての試料の電気抵抗は,温度の上昇とともに増加し,金属的な振舞いを示す.また50K以下での抵抗は,温度の自乗に比例するが,これは電子-電子錯乱の機構によって説明される.試料の残留抵抗比は, Tcの振舞いと同様に,化学量論組成で最大(約16)となるが,組成がずれるにつれて減少する. (3)全ての試料の帯磁率は,温度に依存せず,パウリの常磁性的な振舞いを示す.また,鉄の割合いを化学量論値の30%よりも増加させたときには,パウリの常磁性は大幅に高められるが,これは鉄を過剰に含む試料においてスピンのゆらぎの影響が現われたものと考えられる.鉄を含む三元シリコン化合物Lu-Fe-Siの超伝導に関する鉄原子の役割を明らかにする目的で,化学量論組成で作製したLu_2Fe_3Si_5と,組成をずらして作製したLu_2Fe_<3+x>Si_5およびLu_<2+x>Fe_3Si_5試料について,これまでに不足しているデータを補充する実験を実施するとともに,新たに帯磁率の測定を行ない,これら試料の電気,磁気および超伝導特性について系統的に研究した.1.実験方法(1)アーク熔解によって試料を作製し,その後所定の熱処理を実施した. X線回析およびXMA分析により,試料の金属学的評価を行なった.(2)電気抵抗は直流四端子法,ホール係数は直流法と交流法を併用し,帯磁率はファラデー法により測定した.2.実験結果(1)超伝導遷移温度Tcは,化学量論組成において最大(6.1K)となるが,組成がずれるにつれて減少する.とくに,鉄の割合いが化学量論値の30%を越えたときに,著しい減少が見られる.上部臨界磁場Hc_2は,温度の低下とともに直線的に上昇する.直線の勾配(約1.5テスラ/K)は殆ど組成に依らずに一定である.(2)全ての試料の電気抵抗は,温度の上昇とともに増加し,金属的な振舞いを示す.また50K以下での抵抗は,温度の自乗に比例するが,これは電子-電子錯乱の機構によって説明される.試料の残留抵抗比は, Tcの振舞いと同様に,化学量論組成で最大(約16)となるが,組成がずれるにつれて減少する. (3)全ての試料の帯磁率は,温度に依存せず,パウリの常磁性的な振舞いを示す.また,鉄の割合いを化学量論値の30%よりも増加させたときには,パウリの常磁性は大幅に高められるが,これは鉄を過剰に含む試料においてスピンのゆらぎの影響が現われたものと考えられる.鉄を含むシリコン化合物【Lu_2】【Fe_3】【Si_5】の超伝導に関する鉄原子の役割を明らかにする目的で、化学量論組成で調製した【Lu_2】【Fe_3】【Si_5】と、組成をずらして調製した【Lu_2】【Fe_(3+x)】【Si_5】および【Lu_(2+x)】【Fe_3】【Si_5】、超伝導特性と電気的性質について研究した。当該年度における研究実績の概要を以下に記す。1.実験方法(1)試料はアーク溶解によって作製し、その後所定の熱処理を実施した。X線回折装置およびXMA等により試料の金属学的評価を行なった。(2)電気抵抗は直流四端子法、ホール係数は直流法と交流法により測定した。超伝導遷移温度Tcと上部臨界磁場【Hc_2】の決定には電気抵抗と交流帯磁率の測定を併用した。2.実験結果(1)Tcは化学量論組成において最大(6.0K)となるが、組成がずれるにつれて減少する。特に、鉄の割合いが化学量論値(30at%)を超えたとき著しい減少が見られる。【Hc_2】は温度の低下とともに直線的に上昇する。直線の勾配には試料間での顕著な違いは認められない。(2)電気抵抗は温度の上昇とともに増加し、金属的な振舞いを示す。

また50K以下で抵抗は温度の二乗に比例し、低温での電子の散乱機構は電子-電子散乱によるものと考えられる。試料の残留抵抗比9(300K)19(4.2K)は化学量論組成で最大(約16)となるが、組成がずれるにつれて減少する。(3)化学量論化合物【Lu_2】【Fe_3】【Si_5】(Tc=6.0K)および【Y_2】【Fe_3】【Si_5】(Tc=2.4K)に対してホール効果の測定を行ない、キャリア密度nを求めた。【Lu_2】【Fe_3】【Si_5】のnは【Y_2】【Fe_3】【Si_5】の約3倍となり、両化合物の間におけるTcの違いはキャリア密度の違いによるものと思われる。なお次年度は、比熱と帯磁率を中心に研究を進める計画である。
A novel 3-dimensional AE source location technique based on hybrid dynamic optimization algorithm for early detection of knee osteoarthritis

平成30年度では、計画通り3次元AE源位置測定方法を適応し、膝関節炎症(OA)関係の軟骨損傷場所の測定確認できた.そのまえ、ハイブリッド計算環境に伴うAE信号の到達時間と到達時間差を計算しAE源位置測定関係のTOA及びDelta Tの標準的な方法をモデル化し、膝関節ような複雑な関節測定に影響を計算した.提案された3次元のノベル的な源位置測定方法の精度が高い成果を得られ、膝関節炎症診断関する研究が出来た.まとめた結果はICIEV、IAES-24等の国際学会に発表し、調査論文も書き始めた.研究計画通り、3次元AE源位置測定ができた.関係の実験も行った.得られた結果は国際学会にも報告し、調査論文も書き始めた.安定な測定システムのために膝関節炎症がある患者向けの実際実験を行う.データ解析後、得られた結果は他の従来方法にも比べる.得られた結果は国内及び国際学会に報告する.また、まとめた結果について調査論文も書く.平成29年度は、提案された3次元のAE源位置測定の基本準備し、予備実験を行っていた。ハイブリッド測定方法に伴う、TOA及びDeltat方法を適応し、複雑なところの損傷についても測るようなAE源位置測定の準備ができた。AE信号は膝関節内の異なる環境を発進するときの起こる影響を記載し、膝関節炎症診断に使う源位置測定方法を調べた。測定方法について理論及び実験でまとめた結果をAE総合コンファレンスにも発表した。研究計画通り、3次元のAE源位置測定準備ができた。また、予備実験も行った。さらに、研究準備及び研究成果についても学会発表に参加し、関係の情報を公開した。平成30年度では、計画通り3次元AE源位置測定方法を適応し、膝関節炎症(OA)関係の軟骨損傷場所の測定確認できた.そのまえ、ハイブリッド計算環境に伴うAE信号の到達時間と到達時間差を計算しAE源位置測定関係のTOA及びDelta Tの標準的な方法をモデル化し、膝関節ような複雑な関節測定に影響を計算した.提案された3次元のノベル的な源位置測定方法の精度が高い成果を得られ、膝関節炎症診断関する研究が出来た.まとめた結果はICIEV、IAES-24等の国際学会に発表し、調査論文も書き始めた.研究計画通り、3次元AE源位置測定ができた.関係の実験も行った.得られた結果は国際学会にも報告し、調査論文も書き始めた.平成29年度に得られた研究結果に基づき、提案された3次元のAEハイブリッド源位置測定技術を適応し、膝関節炎症診断に伴う軟骨損傷位置を調べるの動的な完全解析の実験を開始する。実験では、AEセンサーアレーを用いた膝関節の動的実験より異なるAE特性を測定し、異なる閾値よりAEデータをクラスタリングする。異なる動的なAE特性を用い膝関節異常の源位置測定を行う。得られた研究結果は国内及び国際学会に参加し、技術を公開する。安定な測定システムのために膝関節炎症がある患者向けの実際実験を行う.データ解析後、得られた結果は他の従来方法にも比べる.得られた結果は国内及び国際学会に報告する.また、まとめた結果について調査論文も書く.
二次特性類の明示的な構成

ねじれK理論は最近ストリング理論との関係で多いに注目されている.その理由の一つはB場がある場合にDブレーンの電荷がねじれK理論に値を持つことがある.したがって,ねじれK理論の特性類を構成することは大事であり,実際にAtiyah-Segal,Freed-Hopkins-Teleman,Carey-Mathai-Murray-Stevensenらの各グループにより様々なアプローチが提出された.しかしながら,これらの方法はすべて無限次元のヒルベルト束のような無限次元的な対象を使わずにはできず,通常のK理論の場合と同様な有限次元の対象のみを用いた構成が待ち望まれていた.研究代表者と五味清紀氏(京都大学)はM.Furutaによって導入された有限次元近似のアイデアを用いて,有限次元の構成に成功した.この成果はとして雑誌で発表された.この方法の利点の一つはコホモロジー類のレベルではなく微分形式のレベルで特性類が得られることにある.したがって,ねじれK理論におけるChern-Weil理論を確立した初めての結果だということができる.通常のK理論において,Chern-Weil理論は二次特性類の出発点の一つと考えられる.なぜなら,一つの特性類を多様体の精緻な情報に応じて異なる二つの微分形式であらわしたときのずれが二次特性類を与えるからである.したがって,われわれの結果はねじれK理論における二次特性類の出発点を与えた.研究代表者は山崎雅人氏(プリンストン大)との共同研究で、3次元のゲージ理論と3次元の双曲多様体論の新しい物理的な関係を発見し、その結果を論文としてまとめて、Y.Terashima and M.Yamazaki, arXiv:1103.5748として公表した。この関係の特徴は、双曲3次元多様体の双曲体積などの不変量を、その双曲3次元多様体とまったく異なる3次元多様体上のゲージ理論から導出できることを主張することに特徴がある。この結果につづいて、ここで与えられた主張をサポートする成果として、山崎氏と共同で1点穴あきトーラスの写像トーラスで双曲構造をもつ場合について、すべての場合で双曲体積が実際に3次元のゲージ理論の分配関数の準古典極限から得られるという成果を得て、その成果を論文としてまとめて、Y.Terashima and M.Yamazaki, arXiv:1106.3066として公表した。この結果を一般の穴あき曲面の場合に拡張しようとした試みのなかで様々な困難が現れ、新しい数学的な技術や道具が必要であるという認識にたどりついた。この困難は、長尾健太郎氏(名古屋大学)と山崎氏との共同研究によって解消され、その成果を論文としてまとめて、K.Nagao,Y.Terashima and M.Yamazaki, arXiv:1112.3106として公表した。この論文において、3次元双曲多様体論とクラスター代数の数学的な関係を発見した。さらに、山崎氏との共同研究で、4次元のゲージ理論における指数と(境界つきの)3次元双曲多様体の体積の関係を発見し、その結果を論文としてまとめて、Y.Terashima and M.Yamazaki, arXiv:1203.5792として公表した。この関係は数学的な様々な結果を示唆しており、それらを現在研究中である。トポロジーにおいて,特性類は決定的な役割を果たしてきた.多様体が複素構造や葉層構造のようなより精密な構造を持つとき,その構造を感知するより精密な特性類(二次特性類)が必要になる.二次特性類は,その精密さゆえに,数論幾何,ゲージ場の物理のような様々な場所に思いがけず現れ,重要な役割を果たす.本年度は,特に代表的な二次不変量であるチャーン・サイモン不変量や双曲体積に関連して,研究を行った.特に,前年度に山崎雅人氏との共同研究において発見した三次元ゲージ理論と三次元双曲幾何の新しい対応,三次元多様体の双曲構造の方程式がまったく別の三次元多様体上のゲージ理論の分配関数から導かれることなどを出発点にして,長尾健太郎氏と山崎雅人氏との共同研究でクラスター代数と3次元多様体の双曲構造の間の新しい関係を証明した.また,四次元ゲージ理論の指数が思いがけず特別な三次元双曲多様体やサークル・パターンを決定することを発見した.このことから,双曲幾何や離散幾何の方程式に四次元ゲージ理論からの新しい解釈を与えることができた.この成果を論文Y. Terashima, M. Yamazaki, Emergent 3-manifolds from fourdimensional superconformal indices, Phys. Rev. Lett. 109, (2012) 091602.として発表した.関連して,三次元多様体の数論的類似についての森下昌紀氏との共同研究についても新しい展開があった.2次特性類の幾何的な理解という研究の目的に関して、双曲体積やチャーン・サイモン不変量のゲージ理論の立場からの新しい視点を得ることができたのは、大きな前進であると考えられるので。24年度が最終年度であるため、記入しない。物理的な考察から得られた3次元や4次元のゲージ理論と3次元双曲多様体の関係は、(今までに得られた結果以外にも)様々な数学的な結果が成り立っているべきということを示唆しており、今後の研究でそれらを数学的な事実としてまとめあげるのは重要なことであり、このような物理と数学の相互作用を繰り返していきたいと考えている。
分子デバイスの設計と電子機能

本総合研究の目的を列記すると以下のようになる。(1)本総合研究では、分子デバイスの機能と評価に限定した基盤研究を推進するための共同研究体制の確立を図り、それを発展させる。(2)本総合研究は異なった学問領域の研究者によって組織する。(3)本総合研究では、米国海軍研究所のF.C.Carterの提案した分子デバイスのカテゴリーに関する議論をふまえて実現化のための基礎的研究の取り組み方針を明らかにしてゆく。(4)本総合研究では、昭和62年度「重点領域研究の研究領域」を申請するための準備研究・調査を行うものである。これらの目的にそって本総合研究を推進してきた研究成果をまとめてみよう。(1)、(2)の内容については目的を達し、(3)については、分子デバイスのアィデアの段階から実現化を目指す方向が明らかになりつつある。たとえば分子デバイス構築の基礎となる低次元化技術において、LB膜およびドライプロセス薄膜のそれぞれの特徴と問題点が明らかにされた。なかでもOMBE(Organic Molecular Beam Epitaxy)法が新に関心をよび、今後の推進が期待される。さらに研究課題となったのは入出力系、配線、分子集合体の機能発現と分子の個数の関係、分子内のキャリア移動の問題などである。これらの課題をたてて研究を推進するために、重点領域研究の実施が要請されている。この実施が昭和62年度では実現化できなかったが、再度領域研究課題を検討して、昭和63年度には重点領域研究の発足にこぎつけたい。
3次元計測データに基づく光硬化法による樹脂モデル製作に関する研究

光硬化法による樹脂モデル製作に関する研究の最終年にあたる本年はおもに3次元モデル用データのための非接触形状計測法を確立するとともに立体樹脂モデルの製作を行った。3次元モデルデータを得るため周波数変調によるモアレトポグラフィ法とワンステップ位相シフト法の2つの3次元形状計測法の確立を行った。モアレトポグラフィ法は形状計測に有効な手段であるが、高分解化のために基本周波数を変調することによる縞走査を行った。さらに、ダイナミックな形状計測を行うためにワンステップ位相シフト法を用いた格子パターン投影法の確立をおこなった。これは1画面で高速、高精度に計測法できることから物体の時々刻々に形状が変化する様子をとらえることに成功した。さらに、昨年からの研究の継続として、光硬化時の樹脂の硬化メカニズムの解析には2つの解析法を試みた。光硬化性樹脂が硬化によって屈折率が大きくなるように変化するため、CT法により内部屈折率分布を計測する方法の研究を行った。さらに、樹脂の硬化によって応力、ひずみが起こることから2次元複屈折分布を計測する研究も試みた。これによって得られた結果をもとに最適な加工条件を決定し、以上の3次元モデルデータを用いて立体樹脂モデル製作が可能となった。本手法は実物大のモデルはもちろん、もとの三次元座標が得られているので、縮尺の変更、新たな形状を追加するなど様々に応用することが可能である。近年、リヴァースエンジニアリングという新しい概念が提案されたが、本研究はこの研究分野において非常に有効であり、先駆的な研究となった。今後さらに実際の設計デザインなどの工業分野の利用への応用を含めて、本研究を進めていく予定である。光硬化樹脂の硬化メカニズムの解析のために2つの解析法を試みた.光硬化性樹脂が硬化によって屈折率が大きくなるように変化するため,CT法により内部屈折率分布を計測する方法の研究を行った.さらに,樹脂の硬化によって応力,ひずみが起こることから2次元複屈折分布を計測する研究も行った.CT法によって硬化の様子を時間ごとに解析することが可能となった.これによって,光硬化樹脂が硬化によって収縮していることが予想通り確認され,今後,最適な硬化をおこなうためにはこの収縮と収縮によるひずみを考慮する必要があると考えられる.2次元複屈折分布新しい測定法に関しては,複屈折によって生じる干渉縞を位相シフト法によって画像解析し,複屈折の方位と大きさを測定を行なっている.ほぼ測定システムの基礎実験が完了し,ひずみの計測が可能になった.今後,最も応力ひずみの少ない硬化条件を求め,効率的なモデリングを試みる.3次元モデルデータについては今回,新たにワンステップ位相シフト法を用いた格子パターン投影法を開発し,1画面で高速,高精度に計測法の確立をおこなった.さらに,周波数変調を用いることによって位相検出を行いモアレ法の高感度化に研究に着手しており,モデルデータとしての非接触測定法の確立を行った.すでに簡単な形状の復元に関しては,復元が成功しているので,さらに,以上の手法からこの手法に適した精密な計測データの取得を行なうとともに,これをコンピュータ上で目的に応じての処理を行なった上で,実際に3次元モデルの製作を試みる.こうしたことにより,各種の物体の試作やマイクロ・マシーニングなどの微細な加工を行なうための基礎研究を行なう予定である.光硬化法による樹脂モデル製作に関する研究の最終年にあたる本年はおもに3次元モデル用データのための非接触形状計測法を確立するとともに立体樹脂モデルの製作を行った.3次元モデルデータを得るため周波数変調によるモアレトポグラフィ法とワンステプ位相シフト法の2つの3次元形状計測法の確立を行った.モアレトポグラフィ法は形状計測に有効な手段であるが,高分解化のために基本周波数を変調することによる縞走査を行った.さらに,ダイナミックな形状計測を行うためにワンステップ位相シフト法を用いた格子パターン投影法の確立をおこなった.

これは1画面で高速,高精度に計測法できることから物体の時々刻々に形状が変化する様子をとらえることに成功した.さらに,昨年からの研究の継続として,光硬化時の樹脂の硬化メカニズムの解析には2つの解析法を試みた.光硬化性樹脂が硬化によって屈折率が大きくなるように変化するため,CT法により内部屈折率分布を計測する方法の研究を行った.さらに,樹脂の硬化によって応力,ひずみが起こることから2次元複屈折分布を計測する研究も試みた.これによって得られた結果をもとに最適な加工条件を決定し,以上の3次元モデルデータを用いて立体樹脂モデル製作が可能となった.本手法は実物大のモデルはもちろん,もとの三次元座標が得られているので,縮尺の変更,新たな形状を追加するなど様々に応用することが可能である.近年,リヴァースエンジニアリングという新しい概念が提案されたが,本研究はこの研究分野において非常に有効であり,先駆的な研究となった.今後さらに実際の設計デザインなどの工業分野の利用への応用を含めて,本研究を進めていく予定である.
脳・全身連関による組織線維化の制御機構の解明と医学応用

昨年度までに、メラノコルチン4型受容体(MC4R)欠損マウスを用いた2種類のNASHモデル(慢性モデル、誘導性モデル)を確立し、肝組織マクロファージ(クッパー細胞)が形質転換することにより組織線維化の起点となるcrown-like structure(CLS)を形成することを明らかにした。MC4Rは視床下部を中心とする中枢神経系に局在し、肝臓には発現が認められないため、MC4R欠損マウスにおけるNASHの発症に中枢性のシグナルが関与することが示唆される。そこで本年度は、野生型マウスにMC4R阻害剤(SHU9119)を脳室内投与することにより、CCl4で肝臓に一過性に誘導される炎症反応に及ぼす影響を検討した。すると、浸潤マクロファージの総数に変化は認められなかったが、SHU投与によりLy6C(lo)/Ly6C(hi)比が顕著に上昇することを見出した。この時、肝臓における障害組織のクリアランスが低下し、炎症が遷延化した。同様の結果は、MC4R欠損マウスでも観察された。さらに、慢性炎症の回復過程を検証した。即ち、高脂肪食を負荷した野生型マウスに対して食餌制限により減量治療を施したところ、14週間後までにほぼ炎症反応は正常化したが、MC4R欠損マウスでは改善が認められなかった。また、CCl4 8週間投与による肝線維化からの回復過程を同様に検討したところ、MC4R欠損マウスでは、回復期に出現するLy6C(lo)マクロファージが野生型マウスより遅れて出現し、より増加した。以上の結果より、中枢MC4Rシグナルは、末梢の炎症回復過程に影響を及ぼし、特にマクロファージの質の変化に関与することが明らかになった。本研究では、我々が独自に確立した非アルコール性脂肪肝炎(NASH)動物モデルを用いて、臓器間ネットワークによる肝線維化機構の解明を目指す。我々は既に、メラノコルチン4型受容体(MC4R)欠損マウスを用いたNASHモデルにより、肝臓と脂肪組織において組織線維化の起点となるcrown-like structure(CLS)を同定した。本年は、2型CCケモカイン受容体(CCR2)欠損マウスを用いて、CLSを構成するマクロファージの動態と意義に関して検討した。即ち、CCR2欠損マウスの骨髄をMC4R欠損マウスに移植してNASHを発症させたところ、脂肪組織のCLS形成は顕著に抑制され、アディポサイトカインの発現プロフィールや全身の糖代謝は有意に改善し、脂肪肝も軽減した。これに対して、肝臓の浸潤マクロファージ数は顕著に抑制されたが、CLS形成には全く変化を認めず、線維化にも影響を及ぼさなかった。さらに、組織マクロファージを蛍光標識してNASHを発症させたところ、肝臓CLSは主に組織マクロファージ(クッパー細胞)で構成されることが明らかになった。本研究により、臓器においてCLSを構成するマクロファージの由来が異なること、本NASHモデルにおける脂肪肝発症には脂肪組織ー肝臓の臓器連関が関与していることが明らかになった。さらに、NASHモデルよりCLS構成マクロファージを単離し、その遺伝子発現プロフィールを解析することにより、NASHの早期診断マーカーや病勢を反映するバイオマーカー、NASH発症の鍵分子の探索を試みている。具体的には、CLS構成マクロファージがCD11cを発現し、周囲のクッパー細胞と区別できることを利用して、NASHモデルよりCD11c陽性マクロファージをソーティングし、トランスクリプトーム解析を実施中である。CLSに注目した病態解析により、NASH動物モデルにおける臓器間ネットワークの存在と病変の臓器特異性を明らかにしたため。本年度は、CD169がクッパー細胞のマーカーとなることを証明し、クッパー細胞がCLSの主要な構成細胞であることをCD169-DTRマウスを用いて確認した。また、CD11c-DTRマウスを用いることにより、形質転換したCD11c陽性クッパー細胞がCLS形成や肝線維化に必須であることを証明した。さらに臨床研究を実施して、ヒトNASHにおいてもCD11c陽性クッパー細胞がCLSを構成すること、NASHの病勢や線維化と相関することを見出した。このように、従来より知られている浸潤マクロファージに加えて、クッパー細胞もNASHの病態形成に深く関与することを明らかにした。次に、糖尿病治療薬として最も広く使用されているDPPIV阻害剤を用いて、MC4R欠損マウスに対する効果を検討した。興味深いことに、MC4R欠損マウスではDPPIV阻害剤による糖代謝改善効果や脂肪肝改善効果が認められなかった。一方、CLS形成や肝線維化は有意に抑制されており、代謝改善効果とは独立した抗炎症・線維化効果の存在が示唆された。DPPIV阻害剤の作用機序として、主にGLP-1を介するメカニズムが想定されている。実際、GLP-1は中枢神経系にも発現しており、食欲抑制に働くことが知られている。また、GLP-1受容体は、肝細胞には発現していない。そこで、抗NASH効果が中枢神経系を介する可能性を検証すべく、準備を進めている。このように、MC4R欠損マウスは、DPPIV阻害剤による代謝改善効果が認められないため、中枢神経系と肝臓の連関を検討するユニークな実験系と考えられた。

肝臓における線維化の病態解明は順調に進んでおり、中枢神経系と肝臓の連関を検討する動物モデルの準備も整ってきた。昨年度までに、メラノコルチン4型受容体(MC4R)欠損マウスを用いた2種類のNASHモデル(慢性モデル、誘導性モデル)を確立し、肝組織マクロファージ(クッパー細胞)が形質転換することにより組織線維化の起点となるcrown-like structure(CLS)を形成することを明らかにした。MC4Rは視床下部を中心とする中枢神経系に局在し、肝臓には発現が認められないため、MC4R欠損マウスにおけるNASHの発症に中枢性のシグナルが関与することが示唆される。そこで本年度は、野生型マウスにMC4R阻害剤(SHU9119)を脳室内投与することにより、CCl4で肝臓に一過性に誘導される炎症反応に及ぼす影響を検討した。すると、浸潤マクロファージの総数に変化は認められなかったが、SHU投与によりLy6C(lo)/Ly6C(hi)比が顕著に上昇することを見出した。この時、肝臓における障害組織のクリアランスが低下し、炎症が遷延化した。同様の結果は、MC4R欠損マウスでも観察された。さらに、慢性炎症の回復過程を検証した。即ち、高脂肪食を負荷した野生型マウスに対して食餌制限により減量治療を施したところ、14週間後までにほぼ炎症反応は正常化したが、MC4R欠損マウスでは改善が認められなかった。また、CCl4 8週間投与による肝線維化からの回復過程を同様に検討したところ、MC4R欠損マウスでは、回復期に出現するLy6C(lo)マクロファージが野生型マウスより遅れて出現し、より増加した。以上の結果より、中枢MC4Rシグナルは、末梢の炎症回復過程に影響を及ぼし、特にマクロファージの質の変化に関与することが明らかになった。NASHにおける肝線維化の発症機構に関する検討を推進するとともに、本モデルにおいてNASH病変を発症する要因として、脳ー肝臓連関に注目した検討を進める。中枢神経系と肝臓の連関を検討する新たな動物モデルを複数作製することにより、複雑な臓器間ネットワークの全貌の解明を試みる。本年度、本研究計画の遂行に必要な遺伝子操作マウス(コラーゲンレポーターマウスなど)を導入したが、MTAの締結やクリーン化作業の影響で一部の実験が次年度に回ることになったため。研究計画の遂行に必要な遺伝子操作マウスを実験を開始したが、一部の解析は次年度に回して、本年度はサンプリングに重点を置いた。来年度中に予定通りの解析を終了する予定であり、計画に変更はない。当該マウスの繁殖は順調のため、予定通りの研究を現在既に実施している。
神経突起変性の定量的評価のための画像解析処理システム開発

中枢神経組織の培養切片あるいは単離培養ニューロンの画像をオンライン処理して神経細胞の形態の定量的評価を行うシステムを構築し、ニューロン変性およびニューロン保護に関する検討を行った。(1)上丘に予めDiIを注入した新生仔ラットより網膜組織培養を作成し、網膜神経節細胞(RGC)の形態を観察した。RGCは網膜組織内で一平面上に並んだ蛍光スポットとして観察され、その数は培養日数が経過するにつれて減少し、また細胞の萎縮を反映する各スポットのサイズの減少が認められた。Cycloheximideあるいはactinomycin Dを培養開始時から適用すると、RGCの生存率の低下は顕著に抑制された。Caspase-3選択的阻害薬DEVDを処置した場合にもRGC生存率の経日的減少は有意に抑制された。また、神経節細胞層に限局してDNAの断片化が観察された。これらの結果は、経日的なRGC生存率の低下がアポトーシスの誘導を主要因としていることを示している。さらに、NO合成酵素(NOS)阻害薬であるL-NAME、あるいは神経型NOSの比較的選択的な阻害薬である7-nitroindazoleがRGCの生存率低下を顕著に抑制したことから、神経型NOS由来のNOがRGCのアポトーシス誘導に重要な役割を担っていることが示唆された。(2)培養中脳切片を高濃度のMg^<2+>を含む培地中で維持するか、あるいはNMDA受容体遮断薬を培養中脳切片に長期間適用することによって、中脳切片内のドパミンニューロン数が顕著に減少することを見出した。処置後に残存しているドパミンニューロンには神経突起の著しい発達不全が認められた。アデニル酸シクラーゼ活性化薬やcyclic AMPアナログを共適用しておくと高Mg^<2+>あるいはNMDA受容体遮断薬長期間処置の効果は消失した。すなわち、自発的神経活動に伴って生じる適度のNMDA受容体活性化が中脳ドパミンニューロンの初期発達および生存維持において重要な寄与をしていること、この効果にcyclic AMP系の情報伝達経路の活性化が関与していることが示唆された。画像解析装置を用いて神経線維投射を定量するためのシステム構築のために、切片培養系を用いて以下の実験を行った。中脳切片と線条体切片を共培養することによりドパミンニューロンの神経線維が中脳切片から線条体切片に投射していることが抗チロシン水酸化酵素抗体を用いた免疫組織化学により明らかとなった。この中脳-線条体共培養系を用いて興奮性神経毒であるNMDAの投与によって引き起こされる中脳切片上におけるドパミンニューロン死について検討した結果、中脳切片単独の場合と比較して、線条体との共培養系においてはNMDA毒性に対して抵抗性を示した。さらに中脳-線条体共培養系においては中脳においてSODの発現が上昇しており、このことによりNMDA毒性に対する抵抗性を獲得している可能性が考えられる。次に、中脳切片においてL型Ca^<2+>チャネル阻害薬であるnicardipineおよび電位依存性Na^+チャネル阻害薬であるtetrodotoxinによってドパミンニューロン数が有意に減少した。このことより、培養切片内の神経回路の自発的活動に伴う電位依存性Ca^<2+>チャネルやNa^+チャネルの活性化がドパミンニューロンの維持に重要であると考えられる。

また、NMDA受容体拮抗薬を慢性的に処置することによりドパミンニューロン数が有意に減少したことから、培養切片内の自発的神経活動により活性化されるNMDA受容体チャネルもドパミンニューロンの維持に関与していることが示唆された。また、大脳皮質切片において化学的虚血により誘発される神経細胞死が種々のカリウムチャネル阻害薬によって増強された。カリウムチャネルの中でもカルシウム依存性カリウムチャネルおよびATP依存性カリウムチャネルの関与を示唆する知見が得られたことから、これらの細胞内因子による制御を受けるカリウムチャネルが強い細胞興奮時の過剰な脱分極をフィードバック的に抑制する神経保護機構の一部に関与することが推定された。神経細胞の形態変化を指標としてニューロンの変性とその保護に関する検討を行い、以下の知見を得た。(1)視神経の投射先である上丘に予めDiIを注入したラットより網膜組織培養を作成し、逆行性標識された網膜神経節細胞(RGC)の形態を観察した。培養日数の経過とともに細胞体の萎縮を呈するRGCの数が増大し、この変化はタンパク合成阻害薬やRNA合成阻害薬によって抑制されたことから、視神経切断によってRGCのアポトーシスが誘導されたものと考えられた。Caspase-3阻害薬のDEVDを適用することによっでも生存RGC数の減少は有意に抑制された。また、NO合成酵素(NOS)阻害薬のL-NAMEおよび神経型NOS阻害薬の7-nitroindazoleによっても細胞数減少は抑制されたが、誘導型NOSを阻害するaminoguanidineには作用が見られなかったことから、神経型NOS由来のNOかRGCのアポトーシス誘導に重要な役割を担っていることが示唆された。(2)培養中脳切片を高濃度のMg^<2+>を含む培地中で維持するか、またはNMDA受容体遮断薬を慢性的に適用することによって、切片内のドパミンニューロン数が顕著に減少することを見出した。残存するドパミンニューロンには神経突起の著しい発達不全が認められた。このような高Mg^<2+>およびNMDA受容体遮断薬の効果は、培養開始時から1週間後までの適用で最も効果的に認められ、またこの効果はアデニル酸シクラーゼ活性化薬やcyclic AMPアナログの共適用によって消失した。発達期における自発的神経活動に伴って生じるNMDA受容体の活性化とその後のcyclic AMP系シグナル伝達経路の活性化が、適切なドパミンニューロンの発達と維持に重要であることが示唆される。画像解析システムを用いて細胞の形態変化を捉えることにより、ニューロン死およびダリア細胞の形態変化に関する検討を行い、以下の知見を得た。(1)視神経の投射先である上丘に蛍光色素を注入して網膜神経節細胞(RGC)を逆行性標識する手法を用い、ラット眼の硝子体内に投与したNOドナーがRGCに対して顕著かつ選択的な細胞毒性を発揮することを見出した。NOドナーの毒性はMK-801の末梢投与によって抑制されたことから、一部NMDA受容体の活性化を介していることが判明した。また、BDNFやCNTFといった神経栄養因子の硝子体内同時投与、あるいはselegilineの末梢投与によって、NOドナーによるRGCの細胞死誘導は有意に抑制された。SelegilineはNMDAの硝子体内投与によって惹起されるRGCの細胞死をも有意に抑制した。
エラスティック無線LANシステム構成法に関する研究

1.研究の背景:無線LANでは,ホスト(PC,スマートフォンなど)と無線アクセスポイント(AP)間の配線が不要となるため,低コストで柔軟なLAN構築が可能となるが,有線LANに比べ,通信帯域が限定されると共に,通信需要や機器動作といったネットワーク環境の影響が大きく,これらの変動要因を考慮した,無線LANの高性能化・高信頼化・低コスト化が必須である.2.研究の目的:本研究では,ネットワーク環境の変動に応じて,動作するAPの構成を動的に変化させる,エラスティック無線LAN(E-WLAN)システムの構成法を明らかにする.高速無線通信プロトコルIEEE802.11n,11acの効果的利用(チャネル・送信パワー・チャネルボンディング最適化),小型コンピュータRaspberry PiのAP利用の適正化などを行う.3.研究の方法:まず,APにRaspberry Pi,サーバ・ホストにノートPCを用いたE-WLANテストベッドを実装した.次に,テストベッドを用いて,様々な条件下(フィールド,トポロジー,機器台数,チャネル,AP送信パワー)で,スループット,受信電波強度の測定実験を行った.その結果を解析し,様々な条件に対応するスループット推定モデルを提案した.このモデルでは,単一APリンクのスループット推定に加え,複数APリンク間における干渉電波によるスループット低下量予測を可能とした.4.研究の成果:テストベッド実装後,単一リンクでは,出力パワーを変えた場合のスループット推定モデルを確立した.また,本モデルとPIフィードバック制御を併用した,AP出力パワーの最小化手法を明らかにした.次に,複数リンクでは,干渉電波のチャネルと受信強度を用いた,スループット低下量の予測モデルを確立した.また,本モデルを用いた,干渉する複数リンクでのチャネル・チャネルボンディング割当手法を明らかにした.上記の研究成果に示すように,まず,APにRaspberry Pi,サーバ・ホストにノートPCを用いたエラスティック無線LANのテストベッドを実装した.次に,本テストベッドを用いて,単一APリンク,および,複数APリンクにおける,スループット,受信電波強度の測定実験を行った.前者では,実験結果を用いて,出力パワーを変えた場合のスループット推定モデルを確立すると共に,AP出力パワーの最小化手法を明らかにした.また,後者では,実験結果を用いて,干渉電波のチャネルと受信強度を用いた,スループット低下量の予測モデルを確立すると共に,本モデルを用いた,互いに干渉する複数リンクでのチャネルおよびチャネルボンディング割当手法を明らかにした.更には,これらの実験を通じて,単一APと複数ホスト間の複数リンクの同時通信時において,それらのリンク間で,スループットの不公平性が生じることを明らかにした.これらの成果を複数のジャーナル論文,国際会議論文などで発表している.1.AP出力パワー最小化手法の検証:これまでの研究で提案した,AP出力パワー最小化手法の有効性を,エラスティック無線LANテストベッドを用いて,従来とは異なる,様々なフィールド,トポロジー,機器,通信プロトコルにおける有効性を検証する.これまでの研究では,岡山大学の1つの建物内で,1リンクを用いた実験のみを実施してきた.今後は,異なる建物内,複数リンクの同時通信,Raspberry Pi以外のAP用デバイス,IEEE802.11n以外のプロトコルなどを用いた実験などを実施し,本提案手法の普遍性を検証する.2.複数AP構成最適化手法の検証:1.と同様,これまでの研究で提案した,干渉範囲にある複数のAPに対するAP構成(チャネル,チャネルボンディング)の最適化手法を,テストベッドを用いて,様々なフィールド,トポロジー,機器,プロトコルでの有効性を検証する.3.スループット公平性制御手法の確立:これまでの研究でも明らかとなっている,単一APと複数ホスト間の同時通信時におけるスループットの不公平性の対処法を提案する.この不公平性は,APでの各ホストからの受信電波強度の違いによって生じる,MCS(変調符号方式)やTCPウインドウサイズの違いによって生じするものと推定されている.本研究では,高速ホストへの通信時に,意図的に遅延を付与することで,スループット公平性を制御する手法を検討している.その確立が今後の研究課題である.本研究の研究計画に示した4つの項目ごとに報告する.まず,MIMO伝送最適化では,IEEE802.11acおよび11n無線機器を導入し,数・向き・高さや測定フィールド環境,通信トポロジなどを変えて通信性能の測定実験を行い,無線アクセスポイント(AP)の種類・設置方法・屋内外での障害物・干渉の影響などを考慮したスループット推定式を設定した.ここでは,Log-distance path loss modelで受信信号強度の推定を行った後,シグモイド関数を用いてスループット推定を行うこととした.また,APの設置高さ・向きがスループットに大きく影響することを明らかにした上で,その最適化手順を示した.なお,11acで採用されているMU-MIMOを実装した市販AP機器で通信実験を行った結果,現時点ではMU-MIMOは性能不十分であることが明らかとなった.次に,E-WLANシステム構成法では,従来の動作AP構成アルゴリズムのチャネル割当への拡張を行った.これは,IEEE802.11では干渉のないチャネル数が限定されるためである.また,部分的に干渉するチャネル割当時の通信性能の測定実験を行い,その特性を調査した.この結果を試行的に動作AP構成アルゴリズムに採用し,部分干渉チャネル利用の有効性を示した.また,分散データキャッシュでは,Web技術によるデータ管理・検索方法,インデックス体系・管理方法およびデータ配置最適化の検討を行った.

最後に,テストベッド構築では,安価・小型・高性能コンピュータとして世界中で注目されているRaspberryPiを用いた無線APを実装した.今回,新たに遠隔ON/OFF機能および遠隔チャネル割当機能を実装し,完成度を高めた.現在,AP単体での通信能力を高めるために,複数インタフェース・チャネル利用のための実装を進めている.本研究の現在までの進捗では,当初計画以上に進んでいる項目と当初計画に未達の項目の両方が存在しており,後者は,研究計画全体への影響が大きくないことから,「おおむね順調に進展」と評価している.まず,当初計画以上の項目として,MIMO伝送最適化およびテストベッド構築が挙げられる.前者では,無線アクセスポイント(AP)の設置方法の最適化手順と,AP・ホスト間リンクのスループット推定式を明らかにした.また,後者では,RaspberryPiを用いて,遠隔ON/OFF機能および遠隔チャネル割当機能を有する無線APの実装を行った.また,本APの複数ホストとの通信時の通信性能の向上を目的として,複数インタフェースおよびチャネル利用のための実装の目途を得ている.次に,当初計画に未達の項目として,E-WLANシステム構成法および分散データキャッシュが挙げられる.前者では,AP・リンク故障耐性のための冗長性を考慮したAP・モバイルルータ配置法,データ分散保持のためのキャッシュ配置法の検討が未着手となっている.後者では,ファイル分割法の検討が未着手である.これらの推進が次の課題である.29年度の研究では,本研究の4項目について以下の実績を得ている.1.MIMO伝送最適化:1MIMOを実装している様々な無線デバイス(AP,PC,USBアダプタ)を準備し,それらを用いてスループット測定実験を行った.結果を用いて,これまで提案しているスループット推定モデルのパラメータを求めた.2SISOまたはMIMOの利用可能なPCを複数用いて,同一APと同時通信を行った場合のスループット測定実験を行った.その結果,単一PCとの通信に比べ,スループット特性に大きな違いがあることを確認した.関連文献の調査を行い,無線通信の原理に基づいて,原因を推定し,モデル化を行った.また,複数PC同時通信時のスループット推定モデルを用いて,本研究の核である動作AP構成アルゴリズムの拡張を行い,テストベッドを用いたスループット測定実験により,正しさを検証した.31,2の結果を用いて,スループット最大化のためのMIMO利用可能なPCのネットワークフィールド内の配置場所の最適化アルゴリズムを提案し,テストベッド実験により,その正しさを検証した.2.E-WLANシステム構成法:より現実的なネットワーク環境を考慮するため,ホストがE-WLANシステムに動的に参加および離脱を行う場合の動作AP構成アルゴリズムの拡張を行った.テストベッド実験により,その有効性を検証した.3.分散データキャッシュ:E-WLANシステム内のファイル(コンテンツ)の管理に使用するための既存ソフトの検討を行った.4.テストベッド構築:
睡眠時無呼吸症候群の新たな治療法としての日中クレンチング抑制の検討

睡眠時無呼吸低呼吸発作の発生に睡眠時の歯ぎしりが関与しているのではと長年考えられてきた。そのため,睡眠時の歯ぎしりを減少させることで睡眠時無呼吸低呼吸発作が抑制できるのではないかと考えられてきた。しかし,睡眠時の歯ぎしりは無意識下で行われるため抑制が難しいのが現状である。そこで,われわれは日中の歯ぎしりを減少させることで睡眠時の歯ぎしりを抑制することができたという報告に着目し,日中の歯ぎしり抑制により睡眠時の歯ぎしりおよび睡眠時無呼吸低呼吸発作を減少させることができるか検討した。睡眠時無呼吸低呼吸指数が5以上の睡眠時無呼吸症候群患者群および健常者群を対象とし,計測は左側咬筋部に貼付した表面筋電図電極による日中・睡眠時の筋活動計測および睡眠時の睡眠時無呼吸低呼吸計測とし,1回目の計測後1週間の日中の歯ぎしり抑制指導を行った後に2回目の計測を行った。日中の歯ぎしり抑制指導により,睡眠時無呼吸症候群患者群,健常者群ともに日中の歯ぎしりおよび睡眠時無呼吸低呼吸発作の発生回数は有意に減少した。一方で,睡眠時の歯ぎしりには有意な変化は認められなかった。本研究結果から,睡眠時無呼吸低呼吸発作が睡眠時の歯ぎしりは関連性がない可能性が示唆された。また,日中の歯ぎしり抑制により日中の歯ぎしりは減少させることができることが示された。さらに,日中の歯ぎしりの発生が睡眠時無呼吸低呼吸発作の発生に影響を与える可能性が示唆された。本年度の研究実施計画では,日中のクレンチング抑制が睡眠時ブラキシズムや睡眠時ブラキシズムの発生を抑制するのではないかという仮説のもと,健常者および睡眠時無呼吸症候群患者の日中・睡眠時ブラキシズム,睡眠時無呼吸の測定を実施することを目指した。当初の計画では日中のクレンチング抑制は日中のクレンチングについて説明を行うとともに,認知行動療法を用いて抑制指導を行う予定であった。この抑制指導方法はこれまで臨床で用いられてきたものであるが,クレンチングを認知することができなければ抑制することは難しく,抑制効果には個人差が存在するという問題があった。そこで,より確実に日中のクレンチングを認知することができるよう,小型のクレンチング認知装置を開発した。このクレンチング認知装置は腕時計型となっており,被験者の行動を抑制することなく用いることができ,より確実にクレンチングを認識させることに役立っている。抑制指導方法の変更が生じたが,より良い方法とすることができたと考える。サンプルサイズは健常者群,睡眠時無呼吸症候群患者群ともに20名であるが,本年度は健常者群で8名,睡眠時無呼吸症候群患者群で2名実施した。データ解析についてはプログラミングによって自動解析で実施した。日中のクレンチングと睡眠時ブラキシズムとの関係,睡眠時ブラキシズムと睡眠時無呼吸との関係,日中のクレンチングと睡眠時無呼吸との関係について検討を行っており,次年度はこの計測および解析を継続して進める予定である。本研究の実施計画において,健常者および睡眠時無呼吸症候群患者の日中・睡眠時ブラキシズム,睡眠時無呼吸の測定を実施することを目的とした。日中のクレンチング抑制指導方法の変更はあったが,進捗に影響は及ぼしていないと考えている。計測については二年間かけて行う予定としているが,当初の計画通り進行していると考えている。そのため,現在までのところ研究はおおむね順調に進展していると思われる。本年度の研究実施計画では,1日中クレンチング(くいしばり)抑制訓練により覚醒時ブラキシズムの抑制に有効であるのではないか,2日中クレンチングが睡眠時ブラキシズムと関連(相関関係)があるのではないか,3睡眠時ブラキシズムと睡眠時無呼吸症候群との間に関連(相関関係)があるのではないか,4日中クレンチング抑制訓練により睡眠時ブラキシズムおよび睡眠時無呼吸の発生を抑制するのではないかという4つの仮説を検証するために,健常者および睡眠時無呼吸症候群患者の日中・睡眠時ブラキシズム,睡眠時無呼吸の測定および解析を行うことを目指した。研究計画では日中クレンチング抑制には,従来から用いられている認知行動療法を採用したが,口頭での抑制指導のみでは指導が不十分になる可能性が考えられた。そのため,意識化訓練の動機付けとして用いるために腕時計型のクレンチング認知装置を開発した。さらに,認知行動療法の遵守(コンプライアンス)が不良であれば結果に影響を及ぼし,バイアスがかかってしまうという問題がある。この問題に対応するためにクレンチング認知装置にデータ収集機能を付与することで,被験者の認知行動療法のコンプライアンスの確認をすることができるようになった。計測はおおむね順調であり,日中クレンチング抑制指導のコンプライアンスも良好である。その他に特記すべき問題事象も生じていない。得られたデータの解析についても本年度は進めており,次年度では国際学会での発表を予定している(採択済み)。本研究の実施計画において本年度は,健常者および睡眠時無呼吸症候群患者の日中・睡眠時ブラキシズム,睡眠時無呼吸の測定を実施し,日中クレンチングの抑制指導が睡眠時ブラキシズムおよび睡眠時無呼吸への影響を検討する予定であった。当初の予定通り計測および解析を進めており,計測は完了してはいないものの研究はおおむね順調に進展していると思われる。

睡眠時無呼吸低呼吸発作の発生に睡眠時の歯ぎしりが関与しているのではと長年考えられてきた。そのため,睡眠時の歯ぎしりを減少させることで睡眠時無呼吸低呼吸発作が抑制できるのではないかと考えられてきた。しかし,睡眠時の歯ぎしりは無意識下で行われるため抑制が難しいのが現状である。そこで,われわれは日中の歯ぎしりを減少させることで睡眠時の歯ぎしりを抑制することができたという報告に着目し,日中の歯ぎしり抑制により睡眠時の歯ぎしりおよび睡眠時無呼吸低呼吸発作を減少させることができるか検討した。睡眠時無呼吸低呼吸指数が5以上の睡眠時無呼吸症候群患者群および健常者群を対象とし,計測は左側咬筋部に貼付した表面筋電図電極による日中・睡眠時の筋活動計測および睡眠時の睡眠時無呼吸低呼吸計測とし,1回目の計測後1週間の日中の歯ぎしり抑制指導を行った後に2回目の計測を行った。日中の歯ぎしり抑制指導により,睡眠時無呼吸症候群患者群,健常者群ともに日中の歯ぎしりおよび睡眠時無呼吸低呼吸発作の発生回数は有意に減少した。一方で,睡眠時の歯ぎしりには有意な変化は認められなかった。本研究結果から,睡眠時無呼吸低呼吸発作が睡眠時の歯ぎしりは関連性がない可能性が示唆された。また,日中の歯ぎしり抑制により日中の歯ぎしりは減少させることができることが示された。さらに,日中の歯ぎしりの発生が睡眠時無呼吸低呼吸発作の発生に影響を与える可能性が示唆された。次年度は引き続き,本年度で確立した方法を用いて,健常者および睡眠時無呼吸症候群患者の日中・睡眠時ブラキシズム,睡眠時無呼吸の測定および解析を行う予定である。次年度は計測を完了し,1日中クレンチング(くいしばり)抑制訓練により覚醒時ブラキシズムの抑制に有効であるか,2日中クレンチングと睡眠時ブラキシズムとの間に相関関係があるか,3睡眠時ブラキシズムと睡眠時無呼吸症候群との間に相関関係があるか,4日中クレンチング抑制訓練により睡眠時ブラキシズムおよび睡眠時無呼吸の発生が抑制されるか,という疑問点を検討する予定である。得られた知見については国際学会での発表および学会誌への論文発表により公表する予定である。