hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノチューブのナノ構造制御と局所発光物性

その際、電圧・電流のパラメーター設定により、再現性よくCNTを加工することができるか確認を行う。さらに、本研究課題で得られた極微領域におけるカーボンナノチューブの光物性についての研究結果をすみやかにまとめ、国内・国際学会での発表および国際学会誌への論文投稿による成果発表を行う。次年度使用額は、今年度研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額、および今年度末に参加予定していた出張の止む得ない直前のキャンセルによる未使用額であり、平成24年度請求額とあわせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。次年度に購入する物品は、装置制御・解析のパソコン、真空部品、光学部品、電気部品、化学薬品、システム制御ソフトウェアーなどを含む消耗品である(一式50万円以上の備品を含まない)。また、本研究課題で得られた成果を国内および国外学会で発表するために必要な旅費として次年度研究費から使用する予定である。
ペプチド性医薬品の特殊放出制御を可能とするミクロ・ナノゲル粒子の構造設計

ペプチド性医薬品の効率的な生体内送達を実現すべく,研究代表者らが独自に開発した気中懸濁被覆法によるマイクロカプセル(MC)化技術・ハイドロゲルのナノサイズ化技術を基本として,以下の素材,製剤化検討,製剤特性評価を実施した。1)長時間遅延放出型MC:乳糖核粒子・インスリン被覆層・P(EA-MMA-HEMA)放出制御膜からなるマイクロカプセルは,デリケートな物性を持つペプチド医薬品に対してそれを安定に封入・保存でき,また,内包インスリンの長時間遅延放出に基づいて経口投与後の大腸におけるインスリン吸収を可能にした。薬理学的利用能は現状では5%であり,添加剤の選択/処方の最適化により更なる向上を図りたい。2)周期的パルス放出制御型MC:温度応答性の要となるP(NIMAAm)ナノ粒子への生分解型架橋剤PCLマクロマーの導入は温度応答性放出速度差の向上をもたらすこと,感温性直鎖状高分子の適用は従来困難であった低温側での放出抑止と微小温度差でのオンーオフ型放出に有用であることを見出せた。温度非応答性成分の生分解性素材への切り替えと生分解化直鎖状感温性高分子の開発によってシステム全体の生分解化を目指したい。3)温度・pH応答性ポリマーナノゲル粒子を用いた経口投与型ミクロ粒子:薬物封入法の改善によって実用的に適用できるレベルへの薬物含量(20%)の向上を認めた。また,AFMによるナノゲル粒子-ムチン間相互作用の評価法を確立できた。薬物封入効率・放出特性・粘膜付着性・薬物腸管吸収促進効果など多面的な特性の整合性を取りながらその最適化を図り,最終的にはナノゲル粒子のレイヤリングによるミクロ粒子化を気中懸濁法で行い取扱性・服用性に優れた最終剤形にしたい。4)乾式微量調製技術の開発:新たに調製した生分解性微粒子粉末を用いて1gオーダーで徐放性微粒子製剤を調製できる乾式被覆プロセスの開発に成功した。ペプチド性医薬品の効率的な生体内送達を実現すべく,申請者らが独自に開発した気中懸濁被覆法によるマイクロカプセル(MC)化技術・ハイドロゲルのナノサイズ化技術により,以下の素材および製剤化検討を実施した。1.長時間遅延放出型MC:試作したインスリンとプロテアーゼ阻害剤カモスタット含有MCについて,in vitro放出とin vivo吸収性の検討を実施した。インスリン放出のラグタイムが3及び6時間の2タイプのMCを調製し,共内包するカモスタットの放出はインスリンのそれに同期可能であった。これらを胃内pH・消化管運動調節処理したビーグル犬へ経口投与した結果,ラグタイムが6時間のMCにおいてのみ有意な血糖降下作用が認められ,インスリンの大腸での吸収が示唆された。薬理学的利用能(PA)はインスリンのみ含有するMCに比べて約19倍(PA=3.1%)の増大が認められた。2.刺激応答性放出制御型MC:システムの生分解性化を意図して,新たに水系中和析出法による非架橋型キトサンナノ粒子(CNP)水分散液の調製を試み,平均径約300nmのナノ粒子を80%以上の高収率で得る調製法を確立した。このCNP水分散液は牛血清アルブミン(BSA)を含む炭酸カルシウム核粒子へのスプレーコーティングにより凝集を誘引することなく平滑緻密な被膜を形成し,BSAの長期放出制御(6.5日後の放出率が約30%)を可能とすることが分かった。

3.体温・pH感知型放出制御MC:従前の研究ですでに開発した温度応答性コア-pH応答性シェル構造を持っナノゲル(CSNP)の粒子構造を改変した交互貫通網目構造型ナノゲル粒子(IPN-NP)の調製を試みた。INP-NPの膨潤収縮の温度・pH応答性はCSNPのそれに匹敵するレベルであったが,インスリンの封入率や放出速度のpH依存性に明確な改善効果は認められず,処方・調製条件の更なる改良を要した。ペプチド性医薬品の効率的な生体内送達を実現すべく,申請者らが独自に開発した気中懸濁被覆法によるマイクロカプセル(MC)化技術・ハイドロゲルのナノサイズ化技術により,以下の素材および製剤化検討を実施した。1.長時間遅延放出型MC:前年度試作したインスリン含有MCについて,in vitro放出とin vivo吸収性に及ぼす蛋白分解酵素阻害剤(PI)と粘膜吸収促進剤(AE)の影響を精査した。MCに共内包するAEおよびPIの放出はインスリンのそれに同期可能であった。これらを胃内pH・消化管運動調節処置したビーグル犬へ経口投与した結果,PIにバシトラシン,AEにグリココール酸Naを含有し,ラグタイムが6時間のMCにおいて最も顕著な血糖降下作用が認められ,インスリンの大腸での吸収が示唆された。薬理学的利用能(PA)はインスリンのみ含有するMCに比べて約28倍(PA=5.1%)の増大が認められた。2.刺激応答性放出制御型MC:システムの生分解性化を図るべく,新たに合成した生分解型架橋剤ポリカプロラクトンマクロマーを導入したpoly(N-isopropylacrylamide)ナノ粒子を調製した。これを被膜に組み込んだモデル薬物(ビタミンB12)含有MCは,20°Cで放出抑制,40°Cで放出生起される正の温度応答性を示し,放出速度差は従前の生体非分解タイプのナノ粒子を組み込んだMCに比べてより大きくなることが分かった。3.乾式コーティング技術の開発:製剤化プロセスの脱溶媒を図るべく,高速楕円ロータ型粒子複合化装置を用いた乾式における製剤処方探索とプロセスの検討に着手した。セルロース球形核粒子(177-210μm)へ結合剤としてラウリン酸を被覆した後,薬物粉体,引き続きアクリル系3元共重合体を順次被覆することによって,12時間近くに渡る薬物徐放化に一応成功した。1.刺激応答性放出制御型MC:放出の温度応答性の鋭敏化を図るべく,温度応答性成分として用いてきた従前の架橋タイプのpoly(N-isopropylacrylamide)ナノ粒子よりもさらに鋭敏な温度依存性相転移を示す直鎖状のヒドロキシプロピルセルロース(HPC)の効果を検討した。HPCを被膜に組み込んだモデル水溶性薬物含有MCは,HPCの下限臨界共溶温度(LCST,40°C付近)±10°Cの範囲で低温側では放出抑制,高温側では放出生起される正の温度応答性薬物放出を示した。特に,従前の架橋タイプのナノ粒子を組み込んだMCでは困難であった低温側での明確な放出抑止が初めて可能となり,LCST±5°Cの狭い温度範囲でさえ8-15倍の放出速度差を維持できることが分った。2.体温・pH感知型放出制御MC:本MCの要素材料である温度応答性コア-pH応答性シェル構造を持つナノゲル(CSNP)への薬物の大量封入法について検討した。
生産記録から見る在地鋳物業の生産と役割

本研究の目的は、銅・鉄鋳物製品によって、地域の生活と生業を支え続けた在地鋳物業について、鋳物業者(鋳物師)自らが記した生産の記録をもとに、地域社会の中で果たした役割を明らかにする事にある。研究実施にあたっては、近江の太田家、越前の清水家、河内の田中家を対象とし、鍋釜・犂先などの量産品と各家独自の製品について、生産記録の調査と製品の探査を行い、データ化した。三家ともに、銅鉄兼業で、鍋釜などの鉄製品、生産量の多少は有るが、銅鐘などの鐘類も生産していた。生産記録の書式や遺存状況は一様ではないが、記録を比較する事により、その有効性と限界を知る事が出来た。太田家の生産記録からは、鍋釜と犂先が主力製品で有った事が伺える。18世紀後半以降の近江では、牛馬の所有数が激減するとされるが、記録を見る限り犂先の生産高には、多少の落ち込みは見られても、特に顕著な変化は認められない。これは、太田家の製品が広範囲に取引されていたため、地域内の需要に影響されない面が有った、と推定している。清水家の生産記録も太田家とほぼ同時期。当時、越前が犂耕であるかは問題だが、記録には犂先は見当たらない。太田家と同様に、多様な需要に細かく対応しており、特に鍋釜に関しては、製紙用(産業用)と推定される「紙釜」「蒸釜」が見られた。田中家には多種多様な犂サキ・犂ヘラの型が現存しており、主力製品として重視されていた事がわかる。犂耕の盛んな地で最も需要が有り、競合する生産者もいる事から、変化する需要に答えていたのではないかと考えられる。在地鋳物業者は、流通が拡大する事で、地域的な需要に左右されない生産が可能になる。一方、新たな農業技術や製品の流入も加速し、その変化する需要に追われる事となる。最終的には、主力製品は悉く、安価で軽いアルミ鍋に、犂は耕運機に取って代わられ、地域社会での役割を終える事となる。
虚血性内耳障害における遺伝子治療の基礎的研究

本研究では一過性内耳虚血の動物モデルを用いて、正円窓経由で注入を行ったアデノウイルスの蝸牛内での発現の確認と、ウイルスベクターを介した神経栄養因子の一つであるG-DNFの投与を行い、内耳虚血後に内有毛細胞にて認められる遅発性細胞死に対する防御効果の検討を行った。1)スナネズミ蝸牛におけるアデノウイルス発現確認。スナネズミを麻酔後、正円窓経由に蝸牛内に蛍光発色蛋白質の発現を促す遺伝子を組み込んだLacZアデノウイルスベクターの注入を行った。注入4日後、蝸牛を摘出、パラホルムアルデヒドにて固定後、X-gal染色を行い、立体顕微鏡下にてウイルスの発現の観察を行った結果、蝸牛全体にウイルスの発現が認められた。またG-DNFを組み込んだアデノウイルスベクターを同様の方法にて蝸牛内に注入し、注入後の蝸牛内におけるG-DNF蛋白の測定をウエスタンプロット法にて測定を行った結果、注入7日目にてコントロールと比較し、約40倍のG-DNF蛋白の発現が認められた。2)一過性内耳虚血障害に対するG-DNFウイルスベクターによる防御効果の生理学的検討。スナネズミ蛸牛にG-DNFを組み込んだアデノウイルスベクターおよびコントロール群として外リンパ液を正円窓経由に注入し、注入4日後にスナネズミ両側椎骨動脈の血流速断・再開通により一過性内耳虚血の負荷を行った。虚血前後における動物の聴力の評価は蝿電図を測定することによって行った。結果、虚血7日目にてG-DNFアデノウイルス群がコントロール群と比較し、聴力域借上昇が有意に抑制されていた。3)一過性内耳虚血障害に対するG-DNFウイルスベクターによる防御効果の組織学的検討。虚血による内耳障害の組織学的検討についてはRhodaraine-phalloidinおよびHechst33342で採取した蝸牛の二重染色を行い、有毛細胞のF-actinと核を蛍光顕微鏡で観察し、有毛細胞の障害程度について観察をした。結果、虚血7日目にてG-DNFアデノウイルス群がコントロール群と比較し、内有毛細胞の脱落割合が有意に抑制されていた。以上の結果より、蝸牛内に投与されたアデノウイルスは蝸牛内に広く感染し、G-DNF蛋白の著明な発現を誘導すること、またアデノウイルスによって誘導されたG-DNF蛋白により、一過性虚血後の内有毛細胞における遅発性細胞死が抑制され、聴力障害が軽減されることが明らかとなり、内耳虚血障害に対する、G-DNFアデノウイルスベクターによる遺伝子治療の有効性が証明された。またG-DNFを組み込んだアデノウイルスベクターを同様の方法にて蝸牛内に注入し、注入後の蝸牛内におけるG-DNF蛋白の測定をウエスタンブロット法にて測定を行った結果、注入7日目にてコントロールと比較し、約40倍のG-DNF蛋白の発現が認められた。2)一過性内耳虚血障害に対するG-DNFウイルスベクターによる防御効果の検討。スナネズミ蝸牛にG-DNFを組み込んだアデノウイルスベクターおよびコントロール群として外リンパ液を正円窓経由に注入し、注入4日後にスナネズミ両側椎骨動脈の血流遮断・再開通により一過性内耳虚血の負荷を行った。虚血前後における動物の聴力の評価は蝸電図を測定することによって行った。虚血による内耳障害の組織学的検討についてはRhodamine-phalloidinおよびHechst33342で採取した蝸牛の二重染色を行い、有毛細胞のF-actinと核を蛍光顕微鏡で観察し、有毛細胞の障害程度について観察をした。結果、虚血7日目にてG-DNFアデノウイルス群がコントロール群と比較し、聴力域値上昇や、内有毛細胞の脱落割合が有意に抑制されていた。

1)スナネズミ蝸牛におけるアデノウイルス発現確認。スナネズミを麻酔後、正円窓経由に蝸牛内に蛍光発色蛋白質の発現を促す遺伝子を組み込んだLacZアデノウイルスベクターの注入を行った。注入4日後、蝸牛を摘出、パラホルムアルデヒドにて固定後、X-gal染色を行い、立体顕微鏡下にてウイルスの発現の観察を行った結果、蝸牛全体にウイルスの発現が認められた。またG-DNFを組み込んだアデノウイルスベクターを同様の方法にて蝸牛内に注入し、注入後の蝸牛内におけるG-DNF蛋白の測定をウエスタンプロット法にて測定を行った結果、注入7日目にてコントロールと比較し、約40倍のG-DNF蛋白の発現が認められた。2)一過性内耳虚血障害に対するG-DNFウイルスベクターによる防御効果の生理学的検討。スナネズミ蛸牛にG-DNFを組み込んだアデノウイルスベクターおよびコントロール群として外リンパ液を正円窓経由に注入し、注入4日後にスナネズミ両側椎骨動脈の血流速断・再開通により一過性内耳虚血の負荷を行った。虚血前後における動物の聴力の評価は蝿電図を測定することによって行った。結果、虚血7日目にてG-DNFアデノウイルス群がコントロール群と比較し、聴力域借上昇が有意に抑制されていた。3)一過性内耳虚血障害に対するG-DNFウイルスベクターによる防御効果の組織学的検討。虚血による内耳障害の組織学的検討についてはRhodaraine-phalloidinおよびHechst33342で採取した蝸牛の二重染色を行い、有毛細胞のF-actinと核を蛍光顕微鏡で観察し、有毛細胞の障害程度について観察をした。結果、虚血7日目にてG-DNFアデノウイルス群がコントロール群と比較し、内有毛細胞の脱落割合が有意に抑制されていた。以上の結果より、蝸牛内に投与されたアデノウイルスは蝸牛内に広く感染し、G-DNF蛋白の著明な発現を誘導すること、またアデノウイルスによって誘導されたG-DNF蛋白により、一過性虚血後の内有毛細胞における遅発性細胞死が抑制され、聴力障害が軽減されることが明らかとなり、内耳虚血障害に対する、G-DNFアデノウイルスベクターによる遺伝子治療の有効性が証明された。
仮想現実を利用した知覚運動結合型トレーニングシステムの開発

スポーツ競技の時間的制約の高い環境において,知覚と運動が高度に結合された際に,アスリートは正確かつ迅速な状況判断を行うことができる.本研究はアスリートの知覚と運動の結合を高める仮想現実(VR)として「知覚運動結合型トレーニングシステム」の開発を目的とした.その結果,以下3つが明らかになった.1)没入感と双方向性を加味したスポーツ競技場面のVR環境の構築に成功した.2)構築したVR環境は,アスリートの優れた知覚運動技能を評価する特性を有していた.3)VR環境はアスリートの運動学習を調べるために利用可能であるが,練習環境はアスリートの知覚運動技能の発揮に影響を及ぼす可能性を示唆した.本研究は,アスリートの動きに連動して視知覚環境が変化する仮想現実(VR)のシステムを構築することで,知覚から運動への伝達反応を高める「知覚運動結合型トレーニングシステム」の開発を目的としている.本年度はシステム開発を主として、以下2点について検討した.1)VRシステムの構築VR構築ソフトウェアのOmegaspace(ソリッドレイ社製)を利用して,スポーツ場面(テニス、サッカー)の対峙局面に関するVR映像を構築した.2)VRシステム利用によるサッカー実験ヘッドマウントディスプレイ(HMD)に立体呈示したサッカーフリーキック場面の利用から,サッカー熟練者の優れた知覚運動反応について検討した.実験の結果,構築したVR環境において,熟練者は初級者に比べて飛来するボールに対して約60msほど素早い反応を示すことが明らかとなった.本研究は、アスリートの動きに連動して視知覚環境が変化する仮想現実(VR)システムを構築し、アスリートの知覚運動反応を高める「知覚運動結合型トレーニングシステム」の開発を目的としている。本年度は、昨年度構築したバーチャル環境を使用して、1テニスの打球コース予測課題を用いて、熟練者の利用する予測手掛かりを特定、2サッカー、テニスの予測課題に着目した研究報告を進めた。本年は、前年度の課題として挙げていた、ヒトの動きに連動してバーチャルリアリティ(VR)映像が変化する「インタラクティブシステムの不具合」について着手し、その問題について解決することができた.そこで本来の研究目的である,VR空間を利用した知覚運動結合型システムがアスリートの知覚運動技能の評価に利用できるのか,さらにはアスリートの優れた知覚運動技能の特徴について,以下の2つの研究から明らかにした。1)知覚運動結合型システムの利用可能性について、VR空間におけるボールインターセプト課題の運動学習に着目して検討をおこなった.実験の結果,短期学習により獲得された運動技能は,VR環境の中でも改善されることが確認され、さらにこうした運動技能は練習環境に依存するとした先行知見の結果を支持した.以上から,本研究で構築した知覚運動結合型システムは,アスリートの知覚運動技能の獲得に耐えうる実験環境であることが示唆された.2)アスリートの優れた知覚運動技能の特徴について検討した.これまでテニス選手は相手選手の動作特徴を事前に捉えることで,その打球コースを素早く的確に予測する優れた技能を有することが明らかにされている。そこで本研究では,テニスストローク動作のVR映像を呈示刺激として,熟練者の優れた予測技能を支える先行手がかりについて検討した.実験の結果、テニス熟練者は初心者に比べて、相手選手のラケットや腕の遠位情報だけでなく,身体中心付近の近位情報をも利用することが明らかとなった。スポーツ競技の時間的制約の高い環境において,知覚と運動が高度に結合された際に,アスリートは正確かつ迅速な状況判断を行うことができる.本研究はアスリートの知覚と運動の結合を高める仮想現実(VR)として「知覚運動結合型トレーニングシステム」の開発を目的とした.その結果,以下3つが明らかになった.1)没入感と双方向性を加味したスポーツ競技場面のVR環境の構築に成功した.2)構築したVR環境は,アスリートの優れた知覚運動技能を評価する特性を有していた.3)VR環境はアスリートの運動学習を調べるために利用可能であるが,練習環境はアスリートの知覚運動技能の発揮に影響を及ぼす可能性を示唆した.バーチャル映像との連動性を持つインタラクティブシステムの構築に不具合が生じたため、この実験を進めることができなかった。スポーツ心理学本年度は、インタラクティブシステムの問題を解消するとともに、こうしたシステムを利用した知覚運動実験を進めることとする。システム開発としてのCGモデリングおよび環境設定については,当初の計画通り進んでいる.また簡易実験を行ったことにより,VRシステムの有用性や問題点を明らかにすることができた点で,おおむね順調に進展していると言える.映像との連動性を持つインタラクティブシステム条件を加えることで,熟練者の知覚運動結合反応の影響について検討する.情報取集活動として予定していた学会渡航について,時期が合わずに参加できなかったため.本年度は学会渡航費以外にも,VRシステムの構築費として追加する.
黎明期を迎える幼児教育でのタブレット端末活用に関する研究

本研究は,タブレット端末が保育における幼児の直接体験や創造的な活動を強化する活用法を収集し,成功事例の共通点を明らかにすることで,保育の質向上に繋げることを第一の目的としている。そこで,2018年度は以下を調査,開発した。<調査1>では,Webサイトに保育でのタブレット端末活用を公開している幼稚園を調査するとともに,全国の幼稚園を無作為に抽出し,郵送によりタブレット端末活用状況を聞き取った。さらに,タブレット端末活用園を訪問調査し,その活用状況を収集した。<開発1>では,保護者による質問紙調査等で,求められる情報リテラシー項目を収集するとともに,家庭でのメディア活用に関わる先行研究のレビューを行った。<開発2>では,園内限定のネットワークを構築し,タブレット端末で撮影したデータを蓄積・共有できるシステムの設計を行った。2019年度に実際に園で環境を構築・試行する。また,AI搭載ロボットなどを活用して,幼児の呟きなどの内容を蓄積できるシステムを設計した。実際に2園に協力を得て,AI搭載ロボットを設置し,データを収集,分析を開始している。<開発3>では,発達障害のある幼児が,アプリにどのような興味を持ち,どのような遊び方をするのかを記録する手法を設計し,調査を開始し始めた。<開発4>では,非認知的能力に関する先行文献を調査し,どのような項目で非認知的能力の育みを測定できるか質問紙項目の検討段階にある。<開発5>では,保育者養成課程を設置する大学の教科教育法等のシラバスを収集した。また収集したシラバスを分析し,どのように視聴覚教材等が活用されているか検討している。2018年度は,<調査1>及び<開発5>の郵送によりデータ収集が完了した。特に<調査1>の全国の幼稚園・こども園1,000を無作為に抽出し,郵送によりタブレット端末活用状況を聞き取った結果を,論文としてまとめる段階まで到達している。2019年度には査読論文としたい。一方,<開発3>では,発達障害のある幼児がアプリにどのような反応をするかの調査を開始した段階で,反応により,研究手法の再検討も考えないといけない。どのようにアプリに興味を持ち,どのような遊び方をするのかをどこまで詳細な記録が取得できるかによる。<開発4>の非認知的能力を測定する質問紙項目では,いくつかの先行文献で実施されている調査をレビューし,タブレット端末活用との妥当性,親和性についてもさらに検討する必要性が出てきた。当初の予定通り,調査1,開発15を並行して進めていく。(1)調査1から開発3の内容を網羅した,幼児教育におけるタブレット端末活用ハンドブックを作成する。(2)<調査1>タブレット端末協力園において保育にタブレット端末を一定期間設置し,保育の質向上に繋がる好事例の保育方法を収集する。<開発1>保護者に求められる情報リテラシー項目を網羅したワークショップをデザインし,開催する。<開発2>協力園での幼児のAIロボットとの関わり方の研究についての試行と評価を行う。また,協力園での園内ネットワークにおけるデータ蓄積・共有においても同様に試行と評価を行う。<開発3>発達障害のある幼児のタブレット端末(アプリ)活用での効果と留意点を観察により抽出する。<開発4>非認知的能力育成に関わる質問紙項目を作成し,調査を実施する。<開発5>保育者養成課程での「教科教育法」や「教育方法・技術」での視聴覚機器活用調査結果を分析する。また,視聴覚機器を活用したカリキュラム内容の提案を行う。

一方,<開発3>では,発達障害のある幼児がアプリにどのような反応をするかの調査を開始した段階で,反応により,研究手法の再検討も考えないといけない。どのようにアプリに興味を持ち,どのような遊び方をするのかをどこまで詳細な記録が取得できるかによる。<開発4>の非認知的能力を測定する質問紙項目では,いくつかの先行文献で実施されている調査をレビューし,タブレット端末活用との妥当性,親和性についてもさらに検討する必要性が出てきた。当初の予定通り,調査1,開発15を並行して進めていく。(1)調査1から開発3の内容を網羅した,幼児教育におけるタブレット端末活用ハンドブックを作成する。(2)<調査1>タブレット端末協力園において保育にタブレット端末を一定期間設置し,保育の質向上に繋がる好事例の保育方法を収集する。<開発1>保護者に求められる情報リテラシー項目を網羅したワークショップをデザインし,開催する。<開発2>協力園での幼児のAIロボットとの関わり方の研究についての試行と評価を行う。また,協力園での園内ネットワークにおけるデータ蓄積・共有においても同様に試行と評価を行う。<開発3>発達障害のある幼児のタブレット端末(アプリ)活用での効果と留意点を観察により抽出する。<開発4>非認知的能力育成に関わる質問紙項目を作成し,調査を実施する。<開発5>保育者養成課程での「教科教育法」や「教育方法・技術」での視聴覚機器活用調査結果を分析する。また,視聴覚機器を活用したカリキュラム内容の提案を行う。調査1じ実施した,全国の幼稚園・こども園1,000園を対象にした質問紙調査結果(速報)を整理して公開している。
ホヤ類の受精時における自己・非自己識別の分子機構

ホヤ類は雌雄同体で精子と卵を同時に放出するが、マボヤやカタユウレイボヤといった種では自家受精は回避されている。マボヤ卵の卵黄膜に存在する精子受容体タンパク質HrVC70は12回のEGF様繰り返し配列からなり、卵が自家精子と他家精子を区別する上ではたらく識別分子の有力候補である。1昨年度、我々はHrVC70と相互作用する分子の探索を酵母ツーハイブリッド法によって行い、いくつかの陽性クローンを得た。それらのうち、HrVC70と構造が似た2つの関連遺伝子をHrVLP-1、-2、長大なレクチン様ドメインを有するプロテアーゼ遺伝子をHrTTSP-1とそれぞれ命名した。今年度はこれらのmRNAの全長配列を決定した。またこれらの翻訳産物が確かにHrVC70と結合することをGSTプルダウン法で確認した。また転写産物の空間的発現パターンの解析も行った。2精子受容体であるHrVC70と相互作用するリガンド分子の探索をファーウエスタン法により行い、その結果得られた精子膜タンパク質をHrUrabinと命名した。我々はHrUrabinのmRNAおよびゲノム構造の解析を行い、転写産物の空間的発現パターンの解析も行った。また、HrUrabinに対するポリクローナル抗体を作製し、この分子が受精時に重要な役割を果たすことを示した。さらにHrUrabinのアミノ酸配列の個体間での多型現象も調べたが、多型はHrVC70ほど顕著ではなかった。3カタユウレイボヤにおける自己非自己識別機構について調べるために、マボヤからHrVC70を単離した時と同様の条件でカタユウレイボヤの卵黄膜を処理して得られた分子のアミノ酸配列を決定した。その結果、興味深いことに得られた分子(CiVC100と命名した)はHrVC70と構造的な関連はなく、アポリポタンパク質に類似したタンパク質であることが分かった。上記研究課題について、今年度の実験計画をほぼ完了したので報告する。始原的な脊索動物であるマボヤの卵は、受精時に自己・非自己由来の精子を識別し自家受精を回避している。マボヤ卵の卵黄膜に存在する精子受容体タンパク質HrVC70は12回のEGF様リピートからなり、識別を行う分子の有力な候補である。このHrVC70分子と相互作用する分子の探索を酵母ツーハイブリッド法により行った。その結果、数百個の陽性クローンが得られ、その中にはHrVC70タンパク質の分解に働くと予想される、いわゆるライシンの候補となるような新奇プロテアーゼをコードする遺伝子が存在した。また、HrVC70とよく似たEGF様リピートをコードする遺伝子も3種類見つかり、これらは全て新奇遺伝子であった。現在これらの遺伝子群の全長クローニングと、転写産物、翻訳産物の空間的発現パターンの解析を進めている。またカタユウレイボヤにおけるHrVC70関連遺伝子の探索を行い、3つの遺伝子に注目した。さらに、これらの遺伝子が受精の自家不和合性に関与するかどうかを遺伝学的に検定するアッセイシステムを構築した。具体的には、まず単独のカタユウレイボヤ個体から配偶子を得て、人工的に自家受精させた。次に、得られたF1個体群を性的に成熟するまで育成し、相互に交配の可否を調べた。交配が不可能な他個体同士は同一のタイプの自己・非自己識別分子を持っていることが期待される。そこで、3つのHrVC70関連遺伝子について1塩基多型解析を行って、自家受精F1個体群における遺伝子型の分離パターンを調べたところ、そのうち1つの遺伝子については自己・非自己識別分子の候補として有望であることが分かった。
Schaaf-Yang症候群の発症メカニズム解明と治療法開発

本研究の目的はSchaaf-Yang症候群の臨床像、発症メカニズムを解明することである。本疾患はMAGEL2の短縮型変異が原因とされているが、我々は短縮型変異が単純な機能喪失ではなく、機能亢進型変異であるとの仮説を立てた。まず、患者で保存されているMagel2遺伝子N末端側(1311塩基)のcDNAと、Magel2遺伝子全長cDNAをマウスの神経芽細胞腫由来であるNeuro2aに遺伝子導入し、MTSアッセイにて細胞毒性を細胞レベルで比較したが、両群に差は認められず、神経細胞に対する直接的な毒性は認めなかった。次に、患者で同定された変異部位に相当する1716番付近をターゲットとしたCRISPRベクターを作成し、マウス受精卵に顕微注入を行い、ノックアウト(KO)マウスの作成を試みた。その結果、690番1924番の235塩基欠失をフレームシフトで有するKOマウスの作成に成功し、引き続き実験を行った。変異を有する父親と野生型の母親を交配し、84匹の仔が出生し、うち29匹(34.5%)に変異を認めた。変異を有する母親と野生型の父親を交配し、23匹の仔が出生し、うち12匹(52.1%)が変異を認めた。このことから、父由来の変異を有するマウスは、一定の割合で胎内死亡することが推察された。父由来の変異マウスの脳からRNAを抽出し、RT-PCRを実施し、変異mRNAのみが発現していることを確認した。一方、母由来の変異マウスの脳では、正常mRNAのみ発現していた。このことから変異マウスでもゲノムインプリンティングが保たれていることが確認された。しかし、父由来の変異マウスでは、ヒトで報告されているような、哺乳不良・肥満・関節拘縮などは明らかでなかった。そこで、現在、長期観察における表現型の観察を行っている。これまでに報告されたMagel2のKOマウスはMagel2全域を欠失している機能喪失マウスである。それに対して、我々はCRISPR/Cas9システムを用いてMagel2遺伝子の中間部分に欠失によるフレームシフトを有するマウスの作成を試みた。世界に先駆けて、ヒト患者のモデルとなるフレームシフト変異によるKO変異マウスの作成に成功したことは、Schaaf-Yang症候群の病態解明に重要な役割を果たすことが期待できる。よって、現時点で本研究は概ね順調に進展していると考えられる。変異Magel2が機能獲得型変異として神経毒性を示すのであれば、変異型転写産物をアンチセンス核酸で抑制することが治療に繋がる可能性がある。今後、KOマウスの表現型を長期的に精査し、アンチセンス核酸療法などの有効性についての実験を進める予定である。さらに、日本人患者の集積を進め、遺伝型表現型連関を明らかにし、MAGEL2変異症候群の臨床症状の全貌の解明を予定している。

今後、KOマウスの表現型を長期的に精査し、アンチセンス核酸療法などの有効性についての実験を進める予定である。さらに、日本人患者の集積を進め、遺伝型表現型連関を明らかにし、MAGEL2変異症候群の臨床症状の全貌の解明を予定している。国内における学会発表について、旅費を用いずに参加することができたため、次年度使用額が生じた。生じた次年度使用額は次年度における旅費として使用する予定である。
多体相互作用するコロイド微粒子の集団的、協調的な異常ブラウン運動の起源

単分散な球状コロイド微粒子を純水に分散した系では、微粒子間距離がデバイ遮蔽距離より短くなるまで微粒子の体積分率を高くすると、静電的な反発力によって自発的に微粒子が整列する。本研究はこの分散液中で自発的に生成したコロイド粒子配列体の微粒子の運動ダイナミクスについて検討した。動的光散乱法を用いて、この微粒子のブラウン運動の激しさを見ると、配列を組んで結晶構造を組んだときに、見かけ上、より微粒子の運動が早く見える現象について検討を行った。結論からすると、微粒子は静電的な配列ポテンシャルの底で静止しているのではなく、多数の粒子が協調した運動モードである格子振動が熱的に励起されており、またこの運動モードは静電的反発力で結合しているために生じていると考えられた。また通常、微粒子のブラウン運動は溶媒の粘性のために数nmも進まずに減衰するが、格子振動として微粒子の集団が運動する場合には、溶媒の流れも伴っているために、過減衰ではなく持続的振動となり、これが観測にかかったと推測された。さらにこの考察を裏付けるように、格子振動の振動数が小さく、微粒子がゆっくり運動する運動モードを選択的に観測すると、このモードはより振動が持続的であり、溶媒を引きずる効果が高くなっていると考えられる。以上の考察は、動的光散乱法で微粒子の運動の時間的揺らぎを観察しながら、微粒子の体積分率を変化させる実験、および塩を加えてデバイ遮蔽距離を変化させる実験の結果得られた。本研究ではコロイド微粒子を純水に分散させた系において、微粒子問の相互作用を強めたときの微粒子の集団の運動ダイナミクスについて詳しく検討している。この系では微粒子間の静電反発力によって、粒子が自発的に結晶のような秩序相を形成する。本研究の準備段階から興味を持っていた点は、光散乱法の一つであるレーザードップラー法を用いて、粒子の運動を評価したときに、微粒子が自己組織化した場合において、見かけ上粒子の運動性が10倍ほど大きくなることが分かっていたが、その原因について検討した。粒子濃度や、粒子間の相互作用の大きさを実験的に調節したところ、分散液の無秩序相から秩序相への転移で運動性が大きくなる。秩序相では微粒子は結晶ポテンシャルに閉じ込められブラウン運動が抑制される。一方で、粒子間の相互作用により微粒子集団の同期した振動モードが熱的に励起されている。ただしこの振動モードは溶媒の粘性によりただちに減衰させられている。この結果、非常に速い時間スケールでの格子振動の生成消滅による散乱光の揺らぎが生じていることが分かった。このことを裏付ける実験結果として、非常に低い振動数の格子振動の緩和を測定すると、散乱光の揺らぎは顕著にゆっくりとなった。すなわち格子振動の緩和が速いために大部分の時間において微粒子はポテンシャルの極小点で静止していることを示唆する。このようにして微粒子の運動性の見かけの上昇は、格子振動の速い緩和として理解することができた。この結果は、現在注目を集めている微粒子を自己組織化した薄膜などの機能材料の形成プロセスの制御に役立つ可能性があると考えられる。この成果は、現在論文にまとめ投稿中である。今後の展望として、申請書にも書いたように、微粒子間の相互作用に、静電的な相互作用ではなく磁気的な相互作用を取り入れて微粒子の集団運動を評価すること計画している。
縄文時代の植物利用史に関する年代学的研究

本研究では,縄文時代の遺跡出土植物遺体および土器付着炭化物の分析を行うことにより,土器出現期の土器の用途について検討をおこなったほか,縄文時代の植物利用の変遷についての年代学的な証拠を得た。日本列島で最古の堅果類利用の証拠である約13400年前の東黒土田遺跡や王子山遺跡の資料の年代を確定したほか,日本最古のウルシ材である鳥浜貝塚出土木材の年代が12600年前であることを明らかにした。縄文時代後晩期の漆利用に関連する資料が多く見つかった下宅部遺跡においても体系的な14C年代測定を実施した。縄文時代の人々が高度な植物利用技術を有していたことは一般的に理解されつつある。しかし,それぞれの種の利用が「いつ」,「どのように」始まったのか,縄文時代以降の「環境変遷史」とどのように関係していたのか。これらの諸点については十分には議論されていない。そこで,縄文時代の遺跡出土植物遺体などの^<14>C年代測定を重点的に行い,資料の帰属年代を明確化していくことが必要不可欠である。平成22年度は鹿児島県東黒土田遺跡の貯蔵穴出土堅果類,鹿児島県西多羅ヶ迫遺跡・上床城跡遺跡の草創期および早期土器付着物,岡山県津島岡大遺跡出土マメ圧痕土器の付着炭化物,東京都下宅部遺跡の縄文時代中期のウルシ内果皮および後期のウルシ材などの分析を行った。東黒土田遺跡の貯蔵穴出土堅果類は約13400年前のもので縄文時代最古であることを再確認した。西多羅ヶ迫遺跡および上床城遺跡の資料については土器内面・外面から採取した付着炭化物の分析を行い,縄文時代草創期から早期の南九州の土器利用を考える上で重要な分析結果が得られた。出現期の土器の利用と植物質食料資源利用との関係性の解明は極めて重要な課題であり,現在群馬県白井十二遺跡の土器についても分析を進めている。津島岡大遺跡の縄文時代後期のダイズ圧痕土器の付着炭化物の分析では,土器で植物質の資源を煮炊きしていたこと,炭化物にやや窒素を多く含むことなどが分かった。ダイズ属圧痕土器はレプリカ法の普及によって検出例も増えてきているが,付着炭化物によって煮炊きの内容物の検討が行われたのは今回が初めてである。下宅部遺跡のクルミ塚から出土したウルシ内果皮の^<14>C年代測定では,縄文時代中期からウルシの木が遺跡周辺に生育していた可能性があることがわかった。また,漆掻き痕跡のあるウルシの杭が多数見つかっているが,新たに見つかったウルシ杭1点の^<14>C年代測定を実施し,縄文時代後期前葉に位置づけられることを示した。平成23年度は,以下の4項目の分析を重点的に進めた。1)宮崎県都城市王子山遺跡および鹿児島県中種子町三角山I遺跡から出土した土器内面付着炭化物の分析2)宮崎県都城市王子山遺跡の炭化植物遺体の^<14>C年代測定3)福井県若狭町鳥浜貝塚の縄文時代草創期のウルシ材の^<14>C年代測定4)東京都東村山市下宅部遺跡ウルシ内果皮および関連試料の^<14>C年代測定三角山遺跡および王子山遺跡の縄文時代草創期の隆帯文土器の付着炭化物の分析を進めた。これについてはAAA処理までを終了し,24年度に測定を行う予定である。王子山遺跡の炭化堅果類と炭化鱗茎類については^<14>C年代測定を実施し,特に鱗茎は縄文時代草創期の年代を示し,縄文時代最古の事例であることを確認した。鳥浜貝塚の草創期のウルシ材については,これが間違いなく草創期であることを^<14>C年代測定によって確認し,ウルシが晩氷期にすでに日本列島に存在していたことが明らかになった。下宅部遺跡のウルシ内果皮の^<14>C年代測定によって,縄文時代中期から後期にかけて遺跡周辺にウルシがあったことが確認できた。なおこれらの得研究成果の一部については2011年7月にスイス・ベルンで開催されたINQUA(International union for Quaternary Research)の国際会議で研究発表を行った。平成25年度については,千葉県道免き谷津遺跡の漆関係資料や,福井県鳥浜貝塚,長崎県福井洞窟の資料について14C年代測定を実施した。

また,研究成果の一部について,2013年4月にベルギーで開催されるRadiocarbon & Archaeologyなどの国際学会や,日本旧石器学会,日本植生史学会等で研究発表を行った。平成25年度に新たに試料採取,およびそれらの分析を行ったのはおもに以下の3項目である。1)千葉県市川市道免き谷津遺跡から出土した漆製品および木材の14C年代測定2)長崎県佐世保市福井洞窟出土炭化材の14C年代測定3)福井県鳥浜貝塚出土の縄文時代草創期のクリ関係資料の14C年代測定千葉県道免き谷津遺跡では,縄文時代後晩期の木本泥炭と古墳時代以降と考えられている草本泥炭の境界付近から出土した環状漆製品の時期的位置づけが不明瞭であり,問題となっていた試料について,14C年代測定を実施して晩期前葉の遺物であることを確かめたほか,中期から後晩期の谷形成の問題に関わる木材試料の年代測定を実施した。長崎県佐世保市福井洞窟においては,縄文時代草創期の層準にあたる試料の14C年代測定を実施し,また同層準から出土した土器片に付着した炭化物の安定同位体分析を実施することで,最古段階の土器の用途について検討を行った。福井県鳥浜貝塚の縄文時代草創期の層準ではクリと樹種同定された木材がみつかっており,クリ利用の開始年代を明らかにすることを意図して14C年代測定を行い,クリ利用が縄文時代草創期まで遡ることを確認することができた。縄文時代の人々が高度な植物利用技術を有していたことは一般的に理解されつつある。しかし,それぞれの種の利用が「いつ」,「どのように」始まったのか,縄文時代以降の「環境変遷史」とどのように関係していたのか。これらの諸点については十分には議論されていない。そこで,縄文時代の遺跡出土植物遺体などの14C年代測定を重点的に行い,資料の帰属年代を明確化していくことが必要不可欠である。本年度に試料採取,およびそれらの分析を行ったのはおもに以下の2項目を重点的に進めた。1)宮崎県王子山遺跡および鹿児島県三角山I遺跡から出土した土器内面付着炭化物の安定同位体分析。2)西川津遺跡の弥生時代前期のウルシ材および漆液容器の14C年代測定宮崎県王子山遺跡の炭化植物遺体と土器内面付着炭化物および鹿児島県三角山1遺跡の土器内面付着炭化物の分析を進め,縄文時代草創期の植物利用と土器との関係について検討を進めた。これらの土器付着炭化物の由来となった有機物は,王子山遺跡から出土している炭化植物遺体とは異なるものであり。動物起源の有機物を多く含んでいる可能性があることが判明した。縄文時代草創期の土器利用を考える上で非常に大きな成果である。また,縄文時代との比較の目的で,島根県西川津遺跡から出土した弥生時代前期の漆液容器と傷跡のあるウルシ材,矢野遺跡から出土した弥生時代前期の漆パレットなど,漆関連遺物の14C年代測定を実施した。特にウルシ材は東京都下宅部遺跡についで2番目に古い資料であり,縄文時代の植物利用との比較のうえで貴重な分析事例となった。なお,これらの成果の一部については,2012年8月に中央大学で開催された,第13回国際花粉学会議(IPC-XIII)・第9回国際古植物学会議(IOPC-IX)合同大会や,日本旧石器学会,日本植生史学会等で研究発表を行った。
ベイト・ステーション内へのシロアリ侵入の非破壊的監視システムの構築

前年度の研究結果をもとに,実験室においてある一定量の空気の流れがある状況下で,簡易ガスクロマトグラフ装置を用いて,シロアリから発生する水素およびメタンの検出を行い,土中でのモニタリングステーション内でのガス検出が可能であることを確認した.実験室での結果を元に,シロアリが侵入しやすいように加工した試作モニタリング・ステーションを和歌山県のシロアリ生息地域に設置し,ガス検出実験を継続した.並行して鹿児島県吹上町のシロアリ試験地にて,試験用のモデル住宅2棟を建て,その周囲と住宅内に試作したモニタリング・ステーションを設置し,ステーション内へのシロアリの侵入をAE法およびガス検出によって定期的にモニタリングを行った.試作したモニタリング・ステーション内の2本の餌木にフィルム型のAEセンサを挟み込み,シロアリ食害によって発生するAEを定期的にモニタリングした.また同時にモデル住宅の部材においてもポータブル型AE計測器を用いてシロアリの食害をモニタリングし,被害のある部材の位置とシロアリの侵入が見られたモニタリング・ステーションの位置との関係についても検討した.また試作ステーションの蓋部分からガスをサンプリングし,簡易ガスクロマトグラフ装置を用いて水素およびメタン濃度の計測を行なうのと同時に,ステーション内へのシロアリの侵入状況,餌木の食害状況と検出した水素およびメタン濃度との関係についても検討した.シロアリの侵入が確認されたステーションからは水素と低濃度のメタンが検出されたが,侵入がなかったステーションからはガスは検出されず,野外試験およびモデル住宅周辺と住宅内においてもシロアリの侵入のモニタリングが可能であった.本研究において,AEおよびガス検出用のモニタリング・ステーションを用いた木造住宅周辺におけるシロアリの非破壊的な監視が可能となった.本年度は以下の研究を実施した。餌木に挟み込んだPVDFフィルムによるシロアリ食害AEの検出実験実験室において,シロアリの職蟻が餌木を摂食した際に発生する木材の微小破壊に由来するAE波を検出するために,フィルム状のPVDFをAEセンサとして餌木に挟み込み,食害検出を行った.その結果,PVDFフィルムは従来AEセンサとして使用されてきたPZT素子よりもPVDFフィルムは感度は低いものの,シロアリの餌木の食害によって発生するAEを検出することは可能であった.次年度では実際に野外にモニタリング用のステーションを設置し,2本の餌木に挟んだPVDFフィルムによるステーション内へのシロアリの侵入をモニタリングする研究へと進める.ステーション内でのシロアリの代謝ガスの検出実験実験室において,セラミックガスセンサ(水素,メタン,ニオイ選択性)を用いて,シロアリから発生する代謝ガスの検出を行った.3種類のセラミックガスセンサの中で,特に水素選択性センサは,シロアリが存在する条件でのみ,水素を検出し,その水素濃度はシロアリの頭数と高い相関が見られた.さらにシロアリが木材を摂食した際に,水素濃度は高まり,木材摂食量と水素濃度との間にも高い相関が見られた.メタンに関しては,センサの感度が低いこと,ニオイ成分に関しては,木材から発生するニオイ成分等も検出したため,水素センサに比べ検出能力が低かった.次年度では,野外に設置したモニタリングステーション内のガスをサンプリングし,各センサで検出することによって,シロアリの侵入をモニタリングする研究を行う.前年度の研究結果をもとに,ガス計測用のプラスティック製モニタリング・ステーションを試作し,京都大学生存圏研究所のシロアリ飼育室内の飼育槽に設置した.モニタリング・ステーションにはシロアリの侵入可能な大きさの穴が開いており,定期的にガス計測をすることで,ステーション内へのシロアリの侵入をモニタリングした.その結果,前年度の密閉空間でのガス計測よりは水素およびメタン濃度は低い値を示したものの,簡易ガスクロマトグラフ装置で十分計測可能な濃度が得られ,ベイト工法における非破壊でのシロアリ侵入のモニタリングの可能性が認められた.同時に,和歌山県のシロアリ生息地域において,野外試験用のシロアリコロニーを選別し,シロアリの生息を確認し,シロアリの生息が確認された場所に試作したベイト・ステーションを設置して,野外試験を行なう.野外試験では定期的にAE及びガス計測行なうのと同時に,シロアリの侵入状況,餌木の食害状況,及びガス検出を行った.シロアリの侵入が確認されたステーションからは水素と低濃度のメタンが検出されたが,侵入がなかったステーションからはガスは検出されず,野外試験においてもシロアリの侵入のモニタリングが可能であることがわかった.さらに2本の木材にフィルム型のAEセンサを挟み込み,シロアリ飼育槽に設置し,シロアリ食害をモニタリングした結果,初期段階の食害によるAEを検出することが可能であったが,木材の摂食が進行するとともに,フィルム型センサへの食害によってノイズ検出が発生したため,初期段階のシロアリ食害を検出した段階で,センサを回収する必要がある.前年度の研究結果をもとに,実験室においてある一定量の空気の流れがある状況下で,簡易ガスクロマトグラフ装置を用いて,シロアリから発生する水素およびメタンの検出を行い,土中でのモニタリングステーション内でのガス検出が可能であることを確認した.実験室での結果を元に,シロアリが侵入しやすいように加工した試作モニタリング・ステーションを和歌山県のシロアリ生息地域に設置し,ガス検出実験を継続した.並行して鹿児島県吹上町のシロアリ試験地にて,試験用のモデル住宅2棟を建て,その周囲と住宅内に試作したモニタリング・ステーションを設置し,ステーション内へのシロアリの侵入をAE法およびガス検出によって定期的にモニタリングを行った.試作したモニタリング・ステーション内の2本の餌木にフィルム型のAEセンサを挟み込み,シロアリ食害によって発生するAEを定期的にモニタリングした.また同時にモデル住宅の部材においてもポータブル型AE計測器を用いてシロアリの食害をモニタリングし,被害のある部材の位置とシロアリの侵入が見られたモニタリング・ステーションの位置との関係についても検討した.

また試作ステーションの蓋部分からガスをサンプリングし,簡易ガスクロマトグラフ装置を用いて水素およびメタン濃度の計測を行なうのと同時に,ステーション内へのシロアリの侵入状況,餌木の食害状況と検出した水素およびメタン濃度との関係についても検討した.シロアリの侵入が確認されたステーションからは水素と低濃度のメタンが検出されたが,侵入がなかったステーションからはガスは検出されず,野外試験およびモデル住宅周辺と住宅内においてもシロアリの侵入のモニタリングが可能であった.本研究において,AEおよびガス検出用のモニタリング・ステーションを用いた木造住宅周辺におけるシロアリの非破壊的な監視が可能となった.
サルコペニアを標的とした心臓悪液質および誤嚥性肺炎の病態解明と栄養療法の確立

慢性心不全患者34名、健常コントロール19名を対象に、心不全患者の栄養状態を体成分分析、間接熱量測定などから評価を行った。その結果、重症心不全患者ではコントロール群と比較して体脂肪の消耗と下肢骨格筋肉量の低下を特徴とする栄養障害を認めた。また、重症心不全患者ではエネルギー消費量がエネルギー摂取量を上回っており、負のエネルギー出納状態であることが示唆された。その原因は、エネルギー摂取量の低下およびエネルギー消費量の両方によるものであった。この負のエネルギー出納は、心不全の重症化に伴って悪化する可能性が示唆された。初年度は当院および共同研究施設にて入院または通院中の慢性心不全(CHF)および誤嚥性肺炎患者におけるサルコペニアの病態把握を行うためのコントロールデータの収集を行う。一般採血検査、胸部Xp、心エコー、心臓カテーテル検査、胸部CTなどにより、心不全の有無および重症度、誤嚥性肺炎の有無を評価を行っている。栄養・QOLの評価については、栄養摂取状態の評価、PG-SGAやFFQなどを用いた客観的評価およびFACTなどのQOL指標を用いた患者QOLの評価を行い、QOLの評価指標にはFACT-Gと臓器別のFACTの両者を併用して用いる。栄養素については、飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸(n3(EPA・DHA)・n6不飽和)、コレステロール、食物繊維、葉酸、蛋白、炭水化物、及び総エネルギー摂取量などを評価している。悪液質の評価としては、modified Glasgow Prognostic Index(mGPS)を用いている。さらに、IL-6やTNFーαなどの炎症性サイトカインおよび急性期反応蛋白である高感度CRPなどの測定を行う予定であるが、現在まだ実施できていない。また、体組成分析による評価として体組成分析装置(Inbody)を購入し、骨格筋量などの体組成の測定を行っている。初年度は上記評価項目をスムーズに行うシステム作りが中心となり、具体的なデータとしての研究成果は未だ得られていない。2015年度は、当院および共同研究施設にて入院患者を中心に、慢性心不全患者におけるサルコペニアおよび栄養状態の病態把握を行うためのコントロールデータの収集を行ってきた。一般採血検査、BNP、胸部Xp、心エコー、心臓カテーテル検査、NYHA分類などにより、心不全の重症度評価を行った。さらに心不全患者の栄養および代謝の関連を検討するため、体組成分析装置(Inbody)による骨格筋量などの体組成の測定を行い、さらに、エネルギー消費量の評価を行うため、間接熱量測定などによる評価も行っている。現時点での検討では、栄養出納や代謝などにおいて、心不全患者特有の栄養障害パターンが明らかになりつつある。最終的にはこれらの基礎データをもとに、より有効な栄養介入の確立およびその後の誤嚥性肺炎による再入院の抑制が本研究の最終目的であるが、まだその段階には至っていない。現在の問題点としては、誤嚥性肺炎による心不全患者の評価が困難な点である。熱量測定においては酸素や点滴投与下では正確な値がえられないが、誤嚥性肺炎患者の場合、このような治療が永続化する場合も多く、評価が困難である。また、誤嚥性肺炎をきっかけに心不全入院となった患者の病態背景があまりにも多彩であり、コントロールとして一定しないことも一因である。この点については、対象を外来患者にシフトし、過去の既往などをもとにデータ収集する予定である。一方、心臓手術を控える弁膜症患者には高齢者が多く、栄養状態を含めた全身状態が悪化している患者が少なくない。全身の虚弱度は術後の回復を遅らせ、予後にも関連する事が示唆されている。近年国内でもTAVIなどの弁膜症に対する低侵襲手術が普及しつつあり、術前の栄養状態および虚弱度の評価は重要と考えられる。本研究の評価項目を利用し、弁膜症による心不全患者をサブグループとして同様の評価も行っている。コントロールデータ収集のためのシステム作りに時間を要したこと。また、予想以上に対象患者の病態背景にばらつきがあること。解析可能であった慢性心不全患者34名、コントロール19名を対象に、心不全患者の栄養状態評価を行った。心不全患者では体脂肪の消耗を特徴とする栄養障害を認め、BNPと筋肉量の低下に有意な相関を認めた。さらに、エネルギー出納に関しては、平均安静時エネルギー消費量(REE)に対する平均エネルギー摂取量の比は1.17であり、身体活動係数の平均値(1.32)を下回ることから、心不全患者では負のエネルギー出納状態であることが示唆された。その要因として、病態悪化に伴うエネルギー摂取量の不足およびREEの亢進が示唆された。エネルギー摂取量は心不全の重症化に伴い有意な減少を認めた。一方、REEの亢進は、BNP>200pg/mLおよび左室収縮能低下(LVEF<55%)群のhypermetabolicであった者の割合が、コントロール群に比して高い傾向を認めた。さらに、REEの亢進とエネルギー充足率に有意な負の相関を認めた。したがって、心不全病態悪化に伴う摂取不足や代謝亢進により、負のエネルギー水出納が増大する可能性が示唆された。また、負のエネルギー出納は体脂肪率やBMIの低下と有意な関連を認めており、負のエネルギー出納は心不全重症化に伴った栄養不良の要因の一つと考えられた。本結果については、専門誌への投稿準備中である。