hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神科チーム医療における患者の言語化を促すツール『私の連絡帳』の作成と使用

【目的】精神科における薬物療法は、治療の中心的な役割を担う事が多い。それゆえ薬剤師が、チーム医療の一環として継続した服薬ができるよう、アドヒアランスと副作用を確認する事が重要な役割の一つとなる。その際、患者自身からの情報は重要であり、その中に薬の副作用への訴えが含まれる事も少なくない。また患者自身が自らのペースで表現した治療薬に対する感想や服薬状況に関する情報は有用と考えられる。そこで、患者からの情報を、精神科チームで共有できるツールとして『私の連絡帳』という患者・精神科チーム間の連絡用紙を作成し、それがチームや患者にとって有用なツールであったかを調査した。【方法】本研究は、当院倫理委員会の承認を得て行った。同意が得られた精神科外来受診患者(n=50)に対し受診毎に『私の連絡帳』を配布した。連絡帳には、現処方薬の効果、自己調節の有無、飲み心地、飲む事に対しての気持ち、飲み忘れる事が多い時間帯、睡眠状況、副作用と感じる事項を記入する項目を設定した。気分に関する記述にはVAS(Visual analogue scale)を用い、矢印や○で簡便に記入する方法とした。アンケートは、外来で回収し、その内容とコメントを電子カルテに入力した。また、医師に対して『私の連絡帳』が診療に役立ったかアンケートを行った。【結果】処方薬飲み忘れや自己調節などの服薬アドヒアランスに関して、開始初期は、ほとんど全員良好な結果であった。しかし、回数を重ねていく毎に、一部の患者でアドヒアランスが一時的に低下したものの、処方調整によって患者の93%で改善がみられた。『私の連絡帳』を介した副作用の判明は患者の90%に達し、処方変更への有用な情報となった。医師へのアンケート結果においても、全員が「診療時間の短縮になった」、「処方変更の際にとても参考になった」など『私の連絡帳』による情報共有が有用であったと回答した。【考察】今回、精神科チーム医療における情報共有の手段として『私の連絡帳』という連絡用紙を使ったツールを新たに作成した。この連絡帳は患者自身が自分のペースで簡単に記載できるため、処方薬の飲み忘れや自己調節に関して、情報を述べる事ができたと思われる。また、『私の連絡帳』は、副作用や処方に対する気持ちを調査でき、処方の適正化に貢献できるものと思われる。しかし、最初は正直に記入できなかったと思われ、安定した返答を得られるためには継続して『私の連絡帳』を使用する事が重要と考えられる。今後は『私の連絡帳』を開始して6ヶ月経過した患者に対して、当ツールが有用であったかアンケート聴取予定である。
プラズマ溶射皮膜の構造と機能の異方性に関する研究

本研究は、プラズマ溶射によって形成される溶射皮膜が、素地に衝突する溶滴のスプラットが順次積層することによって作られている事に着目し、これが溶射皮膜の構造及び機能の異方性に関連するものと考え、実験的に検証しようとするものである。平成7年度と8年度の2年間の研究成果の概要は次のようである。1.溶射粒子の衝突変形の観察:集団的に飛行する溶射粒子群より一定速度の溶射粒子を抽出する方法を考案し、その個々の粒子の衝突変形状況をSEMで観察した。2.溶射粒子の衝突変形時間と凝固時間の推定:溶滴は素地に衝突して10^<-6>秒のオーダーで扁平に変形し、10^<-3>秒のオーダーの時間で凝固する。3.溶射被膜の構造と硬さ測定における異方性:溶射被膜の断面の顕微鏡組織を調べ、それが層状構造を示すことから、皮膜に垂直な方向と皮膜断面に垂直な方向での硬さを調べ、前者の値が常に高いことを確認した。4.溶射皮膜の音響伝播特性の異方性:ジルコニア溶射皮膜の面に垂直な方向の音速は3480m/s,面に平行な方向では3870m/sで,焼結体の音速7170m/sに比べ低い値を示す。有孔性と結合機構の不完全によるものと思われる。5.溶射皮膜の変形挙動のその場観察:ジルコニア溶射試験片の側断面を研磨し顕微鏡視野内にて三点曲げ荷重を与えながら皮膜の変形をその場観察した。皮膜と素地、溶滴相互の結合力はさほど高くない。本研究は、溶射皮膜が素地に衝突する溶滴の変形凝固した偏平体が順次積層することによって形成していくことに着目し、形成された溶射皮膜が構造的に、かつ機能的にも異方性を示すことを実験的に解明することを主要な目的とし、平成7年度および8年度の2年間で完了する計画である。本年の研究実績は概ね以下のとおりである。1.溶射粒子の変形状況の観察個々の溶射粒子を抽出する方法を考案し、さらにSEM写真の撮影方向を斜から俯観する方法によって、より感覚的に理解できる観察手法を採った。ZrO_2などの粒子では衝突凝固したとき微細な粒内割れを生じていることを観測した。2.溶滴の変形時間と凝固時間の推定完全に結論とするには到っていないが溶滴は素地に衝突して10^<-6>秒のオーダーの時間で偏平に変形し、10^<-3>秒のオーダーの時間内に凝固が完了する。ここで扱う溶滴の径は2030μmのものである。3.溶射皮膜の変形歪みのその場顕微鏡観察ノマルスキー微分干渉光学系を具えた金属顕微鏡を購入設置した。溶射皮膜断面を研磨し引張り・曲げ荷重を与えながら変形と歪みを写真法によって記録する実験を現在実施中で、平成8年度において結究成果を統括することとしている。本研究は、プラズマ溶射によって形成される溶射皮膜が、素地に衝突する溶射材料溶滴のスプラットが順次積層する事によって形成されていることに着目し、これが構造的に、かつ機能上も溶射皮膜の異方性に関連あるものと考え、実験的にこれらの特長を明らかにしようとするものである。本年度に実施した研究項目と成果の概要は以下の通りである。1.溶射皮膜の硬さ測定による異方性の検討2.溶射皮膜が扁平なスプラツトの積層として形成されるので、皮膜に垂直な方向と、断面に対して垂直な方向で計測した硬さに差異がある。Ni-Cr-Al-Y合金皮膜では、皮膜に垂直方向でVHN450,断面に垂直方向でVHN300,ジルコニア皮膜ではVHN1200,およびVHN750程度である。溶射皮膜の音響伝播特性の異方性

2.溶射皮膜の面に垂直な方向(a方向),面に平行な方向(b方向,およびc方向)について超音波伝播特性を調べた。ジルコニア溶射皮膜では、焼結体での音速(縦波)7170m/secに対し,(a)3480m/sec,(b)3870m/sec,(c)3410m/secであった。3.溶射皮膜の変形挙動のその場観察ジルコニア溶射試片(素地材料:軟鋼)の曲げ試験片の側断面を研磨し,顕微鏡視野内にて三点曲げ荷重を与え皮膜の歪みと変形を観察した。素地材料の弾性変形域では割れ、剥離は生じず,塑性域に入ると皮膜に脆性破壊が起きる。破壊は素地との境界、溶滴の粒界で生じるものが大部分であって、結合力がさほど高くないことを示している。
皮弁壊死における活性酸素の関与メカニズムの解明ならびに予防法の開発

1.島状皮弁における虚血再灌流障害メカニズムならびに有茎皮弁梢部における活性酸素による組織障害を明らかにし抗酸化剤を用いた予防法を開発した。2.1%SODを含有する外用剤を作製し,皮弁裏面塗布およびODTをおこなったところ皮弁生着改善効果が認められた。最適濃度を明らかにするため種々の濃度の外用剤を作成して比較したところ0.5%以上の濃度で有効性が得られる傾向がみられたが統計学的有意差は得られなかった。3.植物由来各種抗酸化剤ellagic acid, chlorogenic acid(CA), curcumin(CC),α-tocopherol(AT)をTris/ethanolに溶解して島状皮弁および有茎皮弁に対し1日1回,3日間局所投与した。両皮弁ともに過酸化脂質濃度上昇と壊死には相関関係が示された。またEA投与群では有茎皮弁,島状皮弁ともに組織中の過酸化脂質濃度上昇が抑制され,皮弁壊死面積の減少が認められた。CCは有茎皮弁にのみ効果が得られた。これら植物由来の抗酸化剤の今後の臨床応用への展望が得られた。4.ラット鼠径部に浅腹壁動静脈を茎とする島状脂肪弁を作製し,非虚血対照群と3-11時間まで1時間毎の虚血群に分け,いずれも再灌流7日後に重量を測定した。さらに各虚血群に抗酸化剤であるアロプリノールを投与し,その効果を調ベた。これらの結果,脂肪弁の虚血再灌流障害には虚血そのものによる組織障害に再灌流障害が加わるものと示唆された。従来の島状皮弁モデルでは充分明かにできなかった虚血時間の影響が明僚に示された。また9時間以上の虚血では,それだけで不可逆性の組織障害がもたらされることが判明した。アロプリノールは主に再灌流障害を予防すると推定された。1.SODを1%含有する外用剤を試作した。なおコントロ-ルとしてSODを含有しない外用剤基剤を準備した。ラット30頭を使用、3群に分け背部に尾側を茎とする15x60mmの皮弁を作成した。Dye Distance(DD)測定後、I群には皮弁離面のDD最遠部付近にSOD外用剤を約1mmの厚さで塗布、II群には外用剤基剤を塗布した。III群は無処置。1週間後生着長(SL)を測定し、DDとの差(SーD値)を各群比較した。SLとDDの差(SーD値)は、I群とII群,III群の間に有上差が認められ、SOD外用剤の皮弁離面への投与効果が認められた。2.ラット10頭をI:SOD外用剤、II:外用剤基剤投与群に分け、背部に皮弁作成後にそれぞれ外用剤を実験1と同様に皮弁離面に塗布した。24時間後、皮弁基部およびDD最遠部の皮膚を採取し、組織内SOD活性値をチトクロ-ムC法を用いて測定した。SOD外用剤投与群のDD最遠部でのSOD活性値が、17.58U/mg proteinであり外用剤基剤投与群の12.41U/mg proteinとの有意差を認めた。3.ラット50頭を5群に分け、同様の皮弁を作成した。

DD測定後、DD最遠部付近の皮弁表面にI群:SOD外用剤、II群:外用剤基剤、III群:SOD外用剤、IV群:外用剤基剤を塗布、III、IV群は外用剤塗布後サランラップを用いてODTを行った。IIV群はその後24時間毎に計3回同様の処置を行った。V群は無処置対照群とした。皮弁作成7日後にSLを測定し、おのおののSーD値を計算した。別にラット8頭の背部に皮弁を作成し上記のI群とII群に分けODTを行った。3ー6時間後実験2と同様の部位の皮膚を採取しSOD活性を測定した。SーD値はIII群のみ他群と比し有意の増加が認めらた。さらにODTによりSODが皮膚より吸収されることも確認された。4.腹部皮弁、切断肢モデルを用いた低温保存実験については、標準冷却時間を設定するための予備実験を行った。前年度までの研究で、島状皮弁における虚血再潅流障害メカニズムならびに有茎皮弁末梢部における活性酸素による組織障害を明かにし抗酸化剤を用いた予防法を開発した。昨年度の研究で有茎皮弁に対し生着延長効果の得られたSOD外用剤の最適濃度を明らかにするため次の様な種々の濃度の外用剤を作成して比較した。(1)SODを含有しない外用剤使用群(2)SODを0.1%含有した外用剤使用群(3)0.5%群(4)1%群この結果0.5%以上の濃度で有効性が得られることが判明した。これを裏付けるため,組織中のSOD活性値および過酸化脂質を測定中である。2.ラット腸管、脂肪の虚血再潅流後の壊死における活性酸素の関与と抗酸化剤による壊死予防効果に関する基礎実験を行った。3.植物由来の抗酸化剤であるEllagic Acidの有効性について前年までにおこなったアロプリノ-ルなどと同様の実験を行ったところ、有茎皮弁遠位部の虚血性壊死と島状皮弁の虚血再潅流後の壊死の両者の予防に有効であった。さらに組織中のSOD活性値および過酸化脂質を測定中し皮弁壊死救済効果はEllagic Acidの抗酸化作用によるものと推測された。1.有茎皮弁および島状皮弁の壊死における過酸化脂質の関与および植物由来各種抗酸化剤による壊死予防効果に関する研究ラット背部に15×70mmの有茎皮弁、鼠径部に直径2cmの島状皮弁を作製し、対照群、およびEA,CA,AT,CC各投与群に分けた。島状皮弁は製作後14時間阻血状態し再潅流させた。薬物はTris/ethanolに溶解して皮弁作製後1日1回、3日間局所投与した。生着面積測定と組織中の過酸化脂質濃度の経時的測定を行ったところ、両皮弁ともに過酸化脂質濃度上昇と壊死には相関関係が示された。またEA投与群では有茎皮弁、島状皮弁ともに組織中の過酸化脂質濃度上昇が抑制され、皮弁壊死面積の減少が認められた。CCは有茎皮弁にのみ効果が得られた。これら植物由来の抗酸化剤の今後の臨床応用への展望が得られた。2.ラット鼠径部の脂肪弁の虚血再潅流障害に関する基礎実験ラット鼠径部に浅腹壁動静脈を茎とする島状脂肪弁を作製し、非虚血対照群と3-11時間まで1時間毎の虚血群に分け、いずれも再潅流7日後に重量を測定した。さらに各虚血群に抗酸化剤であるアロプリノールを投与し、その効果を調ベた。これらの結果、脂肪弁の虚血再潅流障害には虚血そのものによる組織障害に再潅流障害が加わるものと示唆された。従来の島状皮弁モデルでは充分明かにできなかった虚血時間の影響が明瞭に示された。また9時間以上の虚血では、それだけで不可逆性の組織障害がもたらされることが判明した。アロプリノールは主に再潅流障害を予防すると推定された。
Web上での簡便な8倍精度数値計算システムの構築

現在の計算機上での数値計算は倍精度(10進約16桁)で行われる。工学や自然科学の分野で高精度計算の要求が高くなっている。そこで本研究では8倍精度(10進約72桁)で数値計算を簡便に行えるオンラインシステムの構築を目指した。本システムはWeb上での8倍精度計算のための高精度電卓のような機能を提供する。さらに、専門家向けには通常の倍精度計算でのC言語プログラムを受け付けて8倍精度計算結果を提示する。インターネットを通じて全国の研究者や学生(ユーザ)が手軽に8倍精度数値計算ができるクライアント・サーバシステムを構築することを目指す.まず購入した計算サーバ(ワークステーション)へ二宮が作成した8倍精度数値計算プログラムを移植した.このとき,Window OS上でBorland C++を用いて作成された二宮のプログラムをWindow OSよりセキュリティのより安全なLinux OSを用いて8倍精度システムを稼動させた.このために二宮のプログラムをGnu C++言語使用に変換した.8倍精度数値計算プログラムの四則演算装置と約70種類の数学関数(三角関数,対数関数,指数関数など)の精度検証を行った.検証プログラムを作成し、研究室で既に購入済の任意多倍長計算が可能な(計算時間を多量に使用する)数式処理ソフトMathematicaを用い、8倍精度を大幅に上回る計算精度(約100桁)の演算を行い二宮のシステムの計算精度を慎重に比較した.このとき,精度保証が専門である連携研究者も協力した.学会発表は以下のようである.国内では9月に大阪大学で開催された日本応用数理学会年会で研究発表を行った.海外では10月にアメリカ合衆国テキサス州サンアントニオで開催された国際会議IEEE System, Man and Syberneticsで発表を行った.計算機上での数値計算は倍精度(10進約16桁)で行われる.より高精度計算の要求が科学技術分野で高まっている,本研究ではこの要求に応えるため,8倍精度(約72桁)数値計算が手軽にWeb上で行えるシステムを構築する.数値計算やプログラム言語の知識のないユーザにも簡単に高精度計算を提供する.このとき,名大二宮市三名誉教授が最近作成したC++言語上での高速でメモリー負荷の軽い革新的な8倍精度数値計算システムを利用する.本年度は昨年度に引き続き,ネットワークサーバ上にクライアント(ユーザ)からの計算要求を受け付けるインターフェイス用ホームページを作成した.数値入力およびプログラムアップロード用の各フォームを作成した.クライアントから受け取った数値データを解析し,計算サーバに計算要求し,得られた計算結果を送り返すソフトウエアを作成した.クライアントが作成した通常のC言語での倍精度プログラムを8倍精度C++版に変換するルーチンを作成した.外部(クライアント)からサーバへの計算要求と計算実行のテストを行い,ネットワークセキュリティの検査を行った.以上の結果を国内では2010年9月の日本応用数理学会年会で発表した,2011年2月には,インスブルック(オーストリア)で開催されたIASTED-PDCN2011国際会議で研究発表を行った.共同研究者の南山大学杉浦洋教授と8倍精度計算と精度保証に関する研究打ち合わせを行った.計算機上での数値計算は倍精度(10進約16桁)で行われる。より高精度な数値計算の要求が科学技術分野で高まっている。本研究はこの要求に応えるため、8倍精度(約72桁)計算が手軽にWeb上で行えるシステムを構築する。数値計算やプログラミングの知識のないユーザにも簡単に高精度計算ができる環境を提供する。このとき、二宮市三名古屋大学名誉教授が最近作成したC++言語上での高速でメモリー負荷め軽い革新的な8倍精度数値計算システムを利用する、本年度は一昨年度から作成してきた、ネットワークサーバ上にクライアント(ユーザ)からの計算要求を受け付ける各種インターフェイス用ホームページの点検をまず行った。特に、数値入力およびプログラムアップロード用ホームページの機能点検を行った。次に、本オンラインシステムの使用方法の説明マニュアルページを作成した。さらにユーザの計算時に利用できる約70個の8倍精度数学関数についてのオンラインマニュアルページを作成した。最後に、ユーザが通常の倍精度計算用フォートランプログラムをアップロードすると、本システムが8倍精度数値計算を行い72桁の計算結果を返すためのプログラム自動変換システムの試作も行った。これは、科学技術計算に今でも広く用いられているフォートラン言語に対する簡便な高精度計算の可能性を探るためである。以上の結果を国内では2011年6月の数値解析シンポジウム(鳥羽市)で発表した。海外では2012年1月にドバイ(アラブ首長国連邦)で開催されたICCSAM2012国際会議で研究発表を行った。共同研究者の南山大学杉浦洋教授と8倍精度計算と精度保証に関する研究打ち合わせを行った。
思春期マウスの隔離ストレスが社会的認知機能に及ぼす影響とその改善の試み

1年目(一昨年度)には、思春期での隔離ストレスがマウスの社会行動、情動性に与える影響を検討するために2つの実験を実施した。その結果、離乳後の21日齢から6週間個別飼育し、隔離ストレスを受けたマウスは他個体マウスへの探索行動に障害を示すこと、つまり社会的動機づけに障害を示すことが明らかとなった。この結果を踏まえて、2年目(昨年度)では、思春期に隔離ストレスを受けたマウスに神経ペプチドの一種であるオキシトシンを投与し、障害を受けた社会性が回復するかを検討する実験を行った。離乳後すぐの21日齢のマウスを6週間個別飼育し、9週齢から行動テストを開始した。オキシトシンを腹腔内投与する群9匹と生理食塩水を投与する統制群9匹に群分けし、社会的探索テストとオープンフィールドテストを実施した。その結果、オキシトシンを投与したマウスは統制群に比べて社会的探索行動が減少し、活動性も減少した。この結果より、隔離飼育を受けたマウスにオキシトシンを投与しても社会性が回復するのではなく、むしろ社会性に悪影響を及ぼすことが示唆された。さらに昨年度は、正常な思春期マウスにオキシトシンを腹腔内投与し、社会情動性に与える影響を検討した。4週齢のマウスにオキシトシンを投与し(高濃度群(1mg/kg)10匹、低濃度群(0.1mg/kg)10匹、統制群10匹)、社会的迷路課題、社会的選好課題、明暗箱往来課題、高架式ゼロ迷路課題を実施した。その結果、オキシトシンの腹腔内投与は、他個体への社会的探索行動を減少させること、不安関連行動が高まること、活動性が減少することが示された。この結果は、隔離ストレスを受けたマウスの結果とも一致しており、オキシトシンの腹腔内への投与は社会情動性に悪影響を及ぼすことが示唆された。研究の進捗は概ね順調に進んでいる。一昨年度の結果を踏まえて、昨年度は離乳後から6週間隔離ストレスを与えたマウスにオキシトシンを腹腔内投与し、障害を受けた社会性が回復するかを検討した。実験前は、社会性を高める効果があるオキシトシンを投与すると障害を受けた社会性が回復する、という仮説を立てていた。しかしながら、得られた結果では、オキシトシンを投与すると生理食塩水を投与した場合と比較して、マウスの社会的探索行動は減少し、活動性も減少した。つまり、オキシトシンの投与が社会情動性に悪影響を及ぼす可能性が示された。そのため当初の計画を変更し、隔離ストレスを受けていない正常な思春期マウスにおいて、オキシトシンを腹腔内投与し、社会情動性に与える影響を検討した。その結果、オキシトシンを高濃度(1mg/kg)で投与したマウスは、他個体への社会的探索行動を減少させること、不安関連行動が高まること、活動性が減少することが示された。この結果は思春期に隔離飼育を受けたマウスの結果と一致している。さらに、オキシトシンを腹腔内ではなく脳室内に投与し、思春期マウスの社会情動性に与える影響を検討した。この結果は現在解析中である。昨年度の研究より、離乳後から6週間の隔離ストレスを与えたマウスへオキシトシンを腹腔内投与しても、障害を受けた社会情動性が改善されるどころか、むしろ悪影響を及ぼす可能性が示唆された。さらに、正常な思春期マウスを用いて腹腔内投与と脳室内投与を行い、社会情動性に与える影響を検討した。今年度はこれらの実験結果を分析し、学会および学術雑誌へ投稿する予定である。これまでの一連の結果を踏まえて、今年度は障害を受けた社会情動性を改善する効果を持つ薬物として、セロトニン作動性の薬物であるフルオキセンチンを用いて、昨年度と同様の実験を行う予定である。21日齢から個別飼育を受けたマウスにフルオキセンチンを慢性投与し、障害をを受けた社会情動性が回復するかを検討する。具体的な実験計画としては、集団飼育群を9匹、21日齢から6週間隔離飼育を受け行動テストまで4週間フルオキセチンを経口摂取する群を9匹、同様の処置をして水道水を経口摂取する群を9匹設定し、9週齢より社会的認知テスト、オープンフィールドテスト、明暗箱往来テスト、高架式ゼロ迷路を実施する。当初の計画では、隔離ストレスによる社会性の障害を改善する方法として、薬物の投与だけではなく、豊富な環境刺激の中で飼育することも想定していた。豊富な環境刺激として運動を促進する輪回し行動を考えている。輪回し行動を自動測定できる装置を購入し、適度な運動と休息が隔離ストレスによって悪影響を受けた社会性を改善する可能性を検討する。思春期での隔離ストレスがマウスの社会行動、情動性に与える影響を検討するために、昨年度は2つの実験を実施した。実験1では、離乳後すぐの21日齢のマウスを3週間個別に飼育した個別飼育群9匹の雄マウスと、3匹で集団飼育した集団飼育群9匹の雄マウスに、明暗箱往来テスト、高架式ゼロ迷路テスト、社会的探索課題、物体認知課題の4種類の行動テストを行った。行動テストは42日齢以降56日齢までの間に行われた。その結果、いずれのテストにおいても個別飼育群と集団飼育群のマウスの行動に違いは認められなかった。離乳後3週間の隔離ストレスでは、情動性、認知機能、社会行動に大きな変化は認められないことが示された。

実験2では、実験1の結果を踏まえて、個別飼育群には21日齢から6週間の個別飼育を実施し、73日齢以降に個別飼育群9匹と集団飼育群9匹に実験1と同様の行動テストを行った。その結果、社会的探索課題において、個別飼育群のマウスの他個体への接近行動は、集団飼育群の接近行動に比べて有意に減少した。情動テストや物体認知テストにおいては両群のマウスの行動に大きな違いは認められなかった。社会的探索課題では、オープンフィールド(45cm x 35cm)の中にテストマウスを入れ、そのフィールド内に透明の筒に入った刺激マウスを入れて、その刺激マウスを探索する時間を測定した。本研究において個別飼育のマウスは、透明なケージに入れられ、同じケージラック内に他のマウスケージと隣接して置かれていた。そのため、触覚的な相互作用は隔離されていたが、視覚的、嗅覚的には他個体の刺激を受けていた可能性がある。このような条件でも離乳後から6週間の個別ストレスを与えるとマウスの社会性に大きな障害が認められることが示された。研究進捗は概ね順調に進んでいる。2つの実験を行い、離乳後の3週間の個別飼育ではなく、6週間の長期にわたる個別飼育において、成熟後のマウスの社会的探索行動に異常が認められた。先行研究においても、離乳後から6週間の個別ストレスにより、聴覚系の驚愕反応や性腺刺激ホルモンの調節に異常が生じることが示されている。本研究では、6週間の隔離ストレスの効果は、高架式ゼロ迷路テストや明暗箱往来テストといった情動テストや物体認知テストにおいては認められず、他個体に対する社会的探索行動でのみ認められた。この結果は、今回の実験で得られた新しい知見であり、興味深い結果である。当初の計画では、隔離飼育をする時期を思春期の前半2週間と後半2週間にわけて詳細に分析する予定であった。しかし、思春期の前半3週間の隔離飼育で行動に影響がでなかったため、先行研究を参考に隔離飼育の期間を6週間に延長した。その結果、6週間の隔離飼育が社会行動に顕著な悪影響を及ぼすことが認められた。この知見は今年度学会等で発表する予定である。今後は当初の予定通り、社会行動を促進する作用を持つオキシトシンとセロトニンに着目し、これらの投与が隔離ストレスによって障害を受けた社会的探索行動を改善するか否かを検討する。1年目(一昨年度)には、思春期での隔離ストレスがマウスの社会行動、情動性に与える影響を検討するために2つの実験を実施した。その結果、離乳後の21日齢から6週間個別飼育し、隔離ストレスを受けたマウスは他個体マウスへの探索行動に障害を示すこと、つまり社会的動機づけに障害を示すことが明らかとなった。この結果を踏まえて、2年目(昨年度)では、思春期に隔離ストレスを受けたマウスに神経ペプチドの一種であるオキシトシンを投与し、障害を受けた社会性が回復するかを検討する実験を行った。離乳後すぐの21日齢のマウスを6週間個別飼育し、9週齢から行動テストを開始した。オキシトシンを腹腔内投与する群9匹と生理食塩水を投与する統制群9匹に群分けし、社会的探索テストとオープンフィールドテストを実施した。その結果、オキシトシンを投与したマウスは統制群に比べて社会的探索行動が減少し、活動性も減少した。この結果より、隔離飼育を受けたマウスにオキシトシンを投与しても社会性が回復するのではなく、むしろ社会性に悪影響を及ぼすことが示唆された。さらに昨年度は、正常な思春期マウスにオキシトシンを腹腔内投与し、社会情動性に与える影響を検討した。4週齢のマウスにオキシトシンを投与し(高濃度群(1mg/kg)
理数教育の視点を取り入れた工業系高専における走幅跳の体育授業

工業系高等専門学校での技術者教育において,とりわけ理数教育は工学上の計測や分析,シミュレーション,統計解析などに関わる重要度の高い教養教育である.本研究では走幅跳における「助走」と「踏切」について,前者では二次関数近似による最適助走距離の算出,後者では斜方投射としての記録の解釈といった観点をそれぞれ学習者に与える授業を試みる.本研究は研究課題Iと研究課題IIにより成り立っており,本年度は主に研究課題IIを中心とした実施計画であった.研究課題I:踏切は,助走で得られた水平速度を利用して跳躍するための瞬間的動作であり,走力を,身体を斜め上方向に放つための跳力に変換する重要な局面である.画像中の特定点座標の動きを動作毎に求め,較正して,踏切前の最大水平速度,踏切時の初速,角度を導き,身体の空中動作を投射された剛体として仮定することが可能である.これにより学習者は,自己の跳躍を斜方投射とみなした上で,記録を高めるための踏切角や初速について自ら動きを改善する視点を導くことができると考えられる.すなわち,学習者には,踏切前最大水平速度と踏切時初速の差異(減速の程度)や踏切角について問題提起させ,パフォーマンス向上の可能性について考察させる.また,改善ポイントを意識した試技とその結果を踏まえ,記録に対する「踏切」の影響についての理解と関心をリフレクションシートから定性的に分析する.本研究の目的は,走幅跳の踏切について,跳躍動作がストロボ撮影された画像を用い,踏切前水平速度,踏切時の初速,踏切角を求めさせ,斜方投射を基礎とした理解の下に,改善ポイントの提案と実践を踏まえ,記録に対する踏切の影響についての学習者の理解と関心を検討する.平成30年度は研究実施計画から若干遅れての進行になった.研究成果として,研究課題Iについての原著論文の投稿と課題IIについての分析を行った.現在,査読中である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。工業系高等専門学校での技術者教育において,とりわけ理数教育は工学上の計測や分析,シミュレーション,統計解析などに関わる重要度の高い教養教育である.本研究では走幅跳における「助走」と「踏切」について,前者では二次関数近似による最適助走距離の算出,後者では斜方投射としての記録の解釈といった観点をそれぞれ学習者に与える授業を試みる.すなわち,本研究の目的は,体育と理数教育を融合させた学びの場から,運動技能に対してのみならず,それに関連する理数学習項目に対し,どのような理解と関心が導かれたかを明らかにすることである.本研究は研究課題Iと研究課題IIにより成り立っており,本年度は主に研究課題Iを中心とした実施計画であった.研究課題I:大きな跳躍距離を得るには,相応の水平速度を導くことのできる助走距離を選択しなければならない.一般に学習者は,限られた授業時間内での試技の中から最適な助走距離を決定する.その際,多くの学習者において助走距離と記録との間の関係は上に凸の最大値を有する二次関数で近似できることが確認されており,近似曲線が最大値(理論値)となるときの助走距離を最適助走距離と仮定して,その助走距離で跳躍した場合の記録(実測値)を測定し,理論値と実測値を比較させる.その差異に関して学習者に考察させるとともに,記録に対する「助走」の影響についての理解と関心をリフレクションシートから定性的に分析する.本研究の目的は,走幅跳の体育授業において,助走距離と跳躍距離との関係を二次関数により近似し,最大値(跳躍距離)を導く助走距離が最適助走距離となり得る可能性について検討することであった.平成29年度はほぼ研究実施計画どおり進めることができた.研究成果として,原著論文の投稿を行った.現在,査読後の修正も終わっているが,まだ学会誌が発行されておらず,状況としてin printである。本研究課題の進捗状況について,おおむね順調に進展しており,研究課題Iの研究成果として論文投稿も行った(in print).しかしながら、小課題(3)〔ストロボ撮影画像の提供に関するハードウェア構成の整備〕については,スマートフォンでも画像ファイルから座標を解析できる座標解析プログラムを開発する(画像中の指定点を二次元座標x, yとしてテキスト形式で保存させる機能を有するプログラムを開発する)計画であったが,ソフトウェア開発の見積もりと計画における予定額が合わず,学術的にも使用されているパソコンソフトウェアを利用し,画像ファイルを分析する計画に変更した.工業系高等専門学校での技術者教育において,とりわけ理数教育は工学上の計測や分析,シミュレーション,統計解析などに関わる重要度の高い教養教育である.本研究では走幅跳における「助走」と「踏切」について,前者では二次関数近似による最適助走距離の算出,後者では斜方投射としての記録の解釈といった観点をそれぞれ学習者に与える授業を試みる.本研究は研究課題Iと研究課題IIにより成り立っており,本年度は主に研究課題IIを中心とした実施計画であった.研究課題I:踏切は,助走で得られた水平速度を利用して跳躍するための瞬間的動作であり,走力を,身体を斜め上方向に放つための跳力に変換する重要な局面である.画像中の特定点座標の動きを動作毎に求め,較正して,踏切前の最大水平速度,踏切時の初速,角度を導き,身体の空中動作を投射された剛体として仮定することが可能である.

これにより学習者は,自己の跳躍を斜方投射とみなした上で,記録を高めるための踏切角や初速について自ら動きを改善する視点を導くことができると考えられる.すなわち,学習者には,踏切前最大水平速度と踏切時初速の差異(減速の程度)や踏切角について問題提起させ,パフォーマンス向上の可能性について考察させる.また,改善ポイントを意識した試技とその結果を踏まえ,記録に対する「踏切」の影響についての理解と関心をリフレクションシートから定性的に分析する.本研究の目的は,走幅跳の踏切について,跳躍動作がストロボ撮影された画像を用い,踏切前水平速度,踏切時の初速,踏切角を求めさせ,斜方投射を基礎とした理解の下に,改善ポイントの提案と実践を踏まえ,記録に対する踏切の影響についての学習者の理解と関心を検討する.平成30年度は研究実施計画から若干遅れての進行になった.研究成果として,研究課題Iについての原著論文の投稿と課題IIについての分析を行った.現在,査読中である.小課題(3)において変更点はあるものの,研究課題IIとしての授業研究は大きな変更がなく,計画通り推進させることができると思われる.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
多層リン酸化プロテオミクスによる疾患原因キナーゼの標的基質の同定と生理機能の解明

タンパク質キナーゼの遺伝子異常は種々の疾患を引き起こすため、個々のキナーゼの基質を同定してそのリン酸化制御を明らかにすることは、基礎研究のみならず臨床応用の見地からも重要である。本研究では、IMAC/2D-DIGE法やPhos-tagウェスタンブロット法、及び最新の質量分析計を駆使することにより、パーキンソン病の原因となるPINK1やがん化などに関与するERK、及び自己免疫疾患に関わるPKDの新規基質を同定した。そしてそれぞれのキナーゼがこれらの新規基質を介して細胞機能を制御する仕組みを明らかにした。ヒトにおいてタンパク質キナーゼの遺伝子異常は種々の疾患を引き起こすことが知られているため、個々のキナーゼが標的とする基質タンパク質を同定し、そのリン酸化による機能制御を明らかにすることは、基礎研究のみならず診断や創薬などの臨床応用の見地からみても重要である。本研究では、パーキンソン病、自己免疫疾患、循環器疾患などに関わる複数のキナーゼに注目し、研究代表者らが開発してきたリン酸化プロテオーム解析法を発展させることにより、その標的基質を大規模に同定する予定である。そして興味深い新規基質のリン酸化の生理的・病理的機能を解明することを目標としている。本年度は常染色体劣性遺伝性パーキンソン病の原因遺伝子産物であるセリン/スレオニンキナーゼPINK1が翻訳後修飾因子であるユビキチンをリン酸化修飾することを見出した。そしてリン酸化されたユビキチンはParkinユビキチンリガーゼのE3活性を促進することが判明した。また、マウス胚へのROCK阻害剤(Y-27632)処理により、卵黄嚢の血管形成やbody turningに異常が認められたため、コントロール処理群との比較をIMAC(固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー)と2D-DIGE(蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動)を組み合わせたリン酸化プロテオーム解析によって行った。しかしながら基質候補として質量分析法によって同定されたものはごく少数であった。既知のROCK基質が含まれていなかったため、サンプル調製法を変更する予定である。ヒトには500種類以上ものタンパク質キナーゼが存在し、様々な細胞内シグナル伝達系で重要な役割を果たしており、キナーゼの遺伝子異常は種々の疾患を引き起こすことが知られている。本研究では、がん、パーキンソン病、自己免疫疾患、循環器疾患などに関わる複数のキナーゼに注目し、研究代表者らが独自に開発してきたリン酸化プロテオーム解析法を発展させることにより、その標的基質を大規模に同定・機能解析することを目標としている。本年度はまず、家族性パーキンソン病の原因遺伝子産物であるPINK1セリン/スレオニンキナーゼがポリユビキチン鎖をリン酸化することを質量分析計を用いて明らかにした。リン酸化されたポリユビキチン鎖がParkinユビキチンリガーゼのレセプターとして機能することにより、異常ミトコンドリアを除去する品質管理機構が働くと考えられた。さらにミトコンドリアのクリステ構造の維持に関与するMICOS複合体の一部のサブユニットにおけるPKAによるリン酸化部位を質量分析法によって新たに見出した。このリン酸化はPINK1を不安定化することから、PKAシグナルがPINK1-Parkin経路を負に制御することが明らかになった。一方、研究代表者らは以前からERKが核膜孔複合体をリン酸化することによって輸送運搬体との相互作用を抑制することを明らかにしていたが、今回ERK自身の核膜孔通過がERKによる核膜孔タンパク質のリン酸化によって促進されることを見出した。このERKによる自己制御機構により、細胞外シグナルに対してERKの核内移行がスイッチ様に応答することを明らかにした。Parkinの異常ミトコンドリアへの移行はパーキンソン病の発症を抑制する上で重要なメカニズムであるが、この過程に関与するPINK1の基質としてポリユビキチン鎖を見いだすことができた。さらにPINK1-Parkin経路がPKAによるMICOS複合体のリン酸化によって負に制御されるという新たな知見が得られた。またERKによる核膜孔複合体のリン酸化が、輸送運搬体のみならずERK自身の核ー細胞質間輸送も制御することが明らかになり、ERKのリン酸化から核内移行の段階でシグナルのアナログ/デジタル変換が起こるというモデルが考えられた。以上の知見はPINK1、PKAおよびERKの標的基質の生理機能の解明が順調に進んだと評価できる。本研究では、様々な疾患の発症に関与する複数のタンパク質キナーゼに注目し、研究代表者らが独自に開発してきたリン酸化プロテオーム解析法を発展させることによって、その標的基質を大規模に同定、機能解析することを目標としている。本年度はまず、PKD2/3とPINK1の新規基質を同定するために、IMAC(固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー)と2D-DIGE(蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動)を組み合わせた方法によるスクリーニングを行った。サンプルにはT細胞受容体刺激を行った野生型胸腺細胞とPKD2/3ダブルノックアウト胸腺細胞、および脱共役剤処理を行ったPINK1を安定発現するHeLa細胞を用いた。PKD2/3またはPINK1の活性化に依存したスポットを切り出して酵素消化後に質量分析を行った結果、PKD2/3の基質としてSHP-1、Gads、Nck1を、PINK1の基質としてユビキチンを同定した。そしてSHP-1のリン酸化部位のアラニン変異体をノックインしたマウスの解析により、PKD2/3によるSHP-1のリン酸化がヘルパーT細胞への分化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。

研究期間全体を通じて、家族性パーキンソン病の原因遺伝子産物であるPINK1、がん化・増殖・分化など真核生物で多彩な役割を果たすERK1/2、自己免疫疾患に関与し、T細胞の分化を制御するPKD2/3を対象として、上記のIMAC/2D-DIGE法、Phos-tagウェスタンブロット法、高性能質量分析計を用いたリン酸化部位の同定・定量法などを駆使することにより、新たな標的基質を見出し、それぞれのキナーゼによる細胞機能制御における役割を明らかにすることができた。タンパク質キナーゼの遺伝子異常は種々の疾患を引き起こすため、個々のキナーゼの基質を同定してそのリン酸化制御を明らかにすることは、基礎研究のみならず臨床応用の見地からも重要である。本研究では、IMAC/2D-DIGE法やPhos-tagウェスタンブロット法、及び最新の質量分析計を駆使することにより、パーキンソン病の原因となるPINK1やがん化などに関与するERK、及び自己免疫疾患に関わるPKDの新規基質を同定した。そしてそれぞれのキナーゼがこれらの新規基質を介して細胞機能を制御する仕組みを明らかにした。PINK1については、パーキンソン病を抑制する上で重要な働きをもつParkinの活性化に至る重要な基質としてユビキチンを同定することができた。今後さらにPINK1の基質候補を同定するために、IMAC/2D-DIGEやLC-MS/MSによる大規模解析を進める予定であるが、今回同定したユビキチンを既知の基質としてプロテオーム解析結果の妥当性を評価できる。さらに多くのPINK1やERKなどの標的基質を大規模に同定・機能解析するために、目的とするキナーゼを活性化した細胞と抑制した細胞から抽出液を調製し、IMAC(固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー)と2D-DIGE(蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動)によるリン酸化プロテオーム解析を行う。並行して抽出液を酵素消化し、リン酸化ペプチドを酸化チタンで精製してから液体クロマトグラフィー/質量分析計によるリン酸化部位の大規模同定と定量を行う。そして興味深い新たなキナーゼ基質について生理機能の解明を進める予定である。生物学PINK1やROCKなどのキナーゼを活性化した細胞と、阻害剤処理などによってキナーゼ活性を抑制した細胞から抽出液を調製し、IMAC/2D-DIGEによってリン酸化状態が変化したタンパク質を検索する。さらに別の解析法として、抽出液を酵素消化し、リン酸化ペプチドをTiO2によって精製してからLC-MS/MSによるショットガン解析を行い、目的キナーゼの活性に依存して変動したリン酸化ペプチドを同定する。得られたキナーゼ基質の候補について、Phos-tagウェスタンブロットによるin vivoでのリン酸化の変化をまず検証する。そして興味深い新規基質について、リン酸化部位の同定やリン酸化の機能を生化学的に検討する。本年度はほぼ予定通りの使用額であったが、前年度において、様々な消耗品と大量の細胞培養を必要とするリン酸化プロテオーム解析を繰り返すことなく、PINK1キナーゼの重要な基質としてユビキチンを想定よりもスムーズに同定できたため。様々な消耗品と大量の細胞培養を必要とするリン酸化
非侵襲的骨質評価法の確立

日常診療にいて、骨密度以外の骨強度因お子である「骨質」の劣化評価の可能性が示唆された。すなわち、同一個体から血液・尿・皮膚・骨を採取して非侵襲的な骨質評価を行った結果、骨質因子である骨コラーゲンのAGEs(架橋ペントシジン)化は、推定糸球体濾過量や尿中ペントシジン濃度に最も強く現れ、間接的な骨質低下の有用な指標になると考えられる。現在、日常診療の場において骨密度測定が骨折リスクの評価に広く用いられている。しかし、骨密度が高いにもかかわらず骨折をきたす症例の存在などから、骨密度以外の骨強度因子である「骨質」の重要性が指摘されている。そこで今回は、同一個体から骨,皮膚,尿,血液を採取し、各検体間のAGEs架橋(ペントシジン)量の相関性を検証する。さらに骨と類似したコラーゲンの老化過程をとる皮膚に着目し、非侵襲的な皮膚蛍光AGEs測定装置(Skin fluorescence AGEs Reader, Diagn Optics)によるAGEs評価と、AGEsの代表的構造体であるペントシジン量との相関を検証し、間接的な骨コラーゲンのAGEs化度の評価法として有用性であるか否かを検討した。検査対象は、整形外科において手術施行予定の症例のうち、閉経後女性もしくは50歳以降の男性で、本研究の同意が得られた患者を対象とした。手術適応は、従来通り臨床症状、画像所見、患者の希望などから総合的に判断した。その結果、血中と尿中のペントシジン濃度は正の相関、尿中ペントシジン濃度は骨や皮膚のペントシジン量と有意な正の相関、皮膚と骨のペントシジン量は有意な正の相関を示した。皮膚AGEsリーダー値は、皮膚ペントシジン量と強い相関を示したが、骨ペントシジン量との相関は低かった。骨質因子である骨コラーゲンのAGEs化は、尿中ペントシジン濃度に最も強く現れ、間接的な骨質低下の有用な指標になると考えられた。さらに骨と類似したコラーゲンの老化過程をとる皮膚に着目し、非侵襲的な皮膚蛍光AGEs測定装置(Skin/fluorescence AGEs Reader, DiagnOptics)によるAGEs評価と、AGEsの代表的構造体であるペントシジン量との相関を検証し、間接的な骨コラーゲンのAGEs化度の評価法として有用性であるか否かを検討した。整形外科において手術施行予定の症例のうち、閉経後女性もしくは50歳以降の男性で、本研究の同意が得られた患者を対象とした。血中と尿中のペントシジン量は正の相関、尿中ペントシジン量は骨や皮膚のペントシジン量と有意な正の相関を示した。皮膚AGEsリーダー値は、皮膚ペントシジンと強い相関を示したが、骨ベントシジンとの相関は低かった。以上の結果より、各検体間のペントシジン値は互いに相関していたことから、組織のAGEs化は、酸化ストレスや糖化の程度に応じて同一個体内では同程度に生じた可能性があるといえる。骨質因子である骨コラーゲンのAGEs化は、尿中ペントシジン測定値が最も強く、間接的な骨質低下指標として有用となる可能性を示唆している。さらに骨と類似したコラーゲンの老化過程をとる皮膚に着目し、非侵襲的な皮膚蛍光AGEs測定装置(Skin fluorescence AGEs Reader, DiagnOptics)によるAGEs評価と、AGEsの代表的構造体であるペントシジン量との相関を検証し、間接的な骨コラーゲンのAGEs化度の評価法として有用性であるか否かを検討した。

皮膚AGEsリーダー値は、皮膚ペントシジン量と強い相関を示したが、骨ペントシジン量との相関は低かった。骨質因子である骨コラーゲンのAGEs化は、尿中ペントシジン濃度に最も強く現れ、間接的な骨質低下の有用な指標になると考えられた。今回の研究から、皮膚のコラーゲンのAGEsを非侵襲的に測定することにより、骨コラーゲンのAGEs量を間接的に評価することが可能となったが、さらに、骨折リスクの予測に用いることが可能か否かを現在検証中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今回、骨質因子である骨コラーゲンのAGEs化が、間接的な骨質低下指標として有用となる可能性を示唆したことから、これまで、不可能であった材質劣化の評価が日常診療において可能になると考えている。AGE形成は腎機能の影響を受けるため腎機能の指標として、eGFR、Ccrとの関連もあわせて検討していきたい。
異なるスポーツ活動種目における腱形態特性の違い

本研究は、超音波筋腱イメージング測定方法を開発し、異なるスポーツ競技選手のアキレス腱・膝蓋腱の形態特性(太さ・長さ)を明らかにすることである。本研究成果は、超音波筋腱映像を分析するソフトウエアを開発し、650名の競技スポーツ6年以上の経験を有する選手を対象に形態測定を実施した。その結果、水泳選手では左右差が見られず、比較的細い腱が観測され、逆に、槍投げや跳躍の陸上選手にのみ左右差として利き足のアキレス腱肥大が認められた。他の競技選手では左右差が認められず、非常に大きなストレスをかけているスポーツ競技においてのみ腱の特異的なトレーニング適応が起こっている可能性が示唆された。我々は、ヒト生体の反動を伴うダイナミックな身体運動中、筋肉の調整活動は腱の弾性を効果的に利用するために重要な役割を果たしている事を一連の研究で示し、弾性体である腱組織に注目している。骨格筋における筋部位に関する研究はこれまで行われてきたが、腱を始めとする弾性体に関する研究はあまり行われてきていない。本研究プロジェクトは、ヒト腱組織の形態特性を明らかにすることを目的としたプロジェクトである。H20年度は、超音波装置から得られた画像データを処理するプログラミングソフトウエアの開発と測定方法の検証を行った。開発したプログラムソフトウエアは、フィンランドのユバスキュラ大学神経筋機能研究センターで検証測定を行い、超音波映像の分析ソフトウエアとして利用可能であることを確認した。H20年度はこのソフトウエアを使って分析したデータをもとに、2本の論文を出版し、1本の研究発表を行った。また、下肢のアキレス腱と膝蓋腱長の計測方法を確立するために、信頼性・再現性などについて検証し、超音波映像からアキレス腱と膝蓋腱長、さらに両横断面積の測定方法を確立した。これらの方法を用いて、H21年3月から4月にかけて、12台の超音波装置(ALOKA社)を用いて本学学生(主に体育学部新入生)を対象に形態測定を実施し、800人を超えるサンプルを得ることができた。現在、それらのデータの分析を開発したソフトウエアで行っている。H20年度は、主に形態測定システムの開発を行うことができた。引き続き行うH21年度の研究プロジェクトでは、スポーツ大学という特徴を生かし、様々なスポーツ種目による筋腱形態の特徴を明らかにし、さらに筋腱形態の適応がスポーツの特異性として起きるのか検証していく。近年、ヒト身体運動において、筋だけではなく、腱の役割の重要性が指摘されている。しかしながら、筋肉と比較して腱のトレーニングなどの効果についての報告はあまりなされていない。本研究は、ヒト腱のトレーニングの可能性を検証するために、異なるスポーツ競技選手を対象としてアキレス腱・膝蓋腱の形態(太さ・長さ)測定を、超音波筋腱イメージング装置を用いて行った。本研究成果は、測定した超音波映像から分析するソフトウエアの開発を平成20年度に行い、高解像度の比較的ノイズの低い超音波筋腱イメージが得られた。このソフトウエアを利用して、平成21年4月から650名の競技スポーツ6年以上の経験を有する選手を対象に形態測定を実施した。他の競技選手では左右差が認められず、筋と異なり、腱の特異的なトレーニング適応が起こっている可能性が示唆された。つまり十分な強度のトレーニングを行わないと腱の形態を変化させることができない我々の仮説をサポートする結果となった。今後、スポーツ競技レベルと腱形態・機能特性の関係、さらに競技シーズン通しての腱形態・機能特性の変化、トレーニングによる縦断的研究、スポーツ種目・動作に合わせた身体を適応させていく積極的な筋腱トレーニングプログラムの開発など行っていく必要性が指摘された。
有機磁性薄膜の磁気特性とスピンダイナミクス研究

種々の表面上に有機磁性薄膜を作製し、超短パルスレーザー及びシンクロトロン光を用いた磁気特性・電子状態評価を行った。磁気特性評価では、下地基板の有機磁性体(マンガンフタロシアニン)薄膜に与える影響を明らかにし、特に強磁性金属の場合、界面第1層の有機磁性体のみが、下地と同じ磁化挙動を示すことがわかった。電子状態評価では、まず2光子光電子分光および2光子光電子磁気円二色性測定システムを構築した。このシステムを用いてマンガンフタロシアニン薄膜の占有・非占有電子状態を明らかにした。さらに約200fsの時間分解能でポンプ-プローブ法による時間分解測定に成功した。本研究課題は種々の表面上に有機磁性薄膜を作製し、超短パルスレーザーと放射光を用いた光電子分光および磁気円二色性測定を行うことにより、その電子状態と磁気特性を明らかにするとともに、有機磁性薄膜の機能性の制御と新規機能性発現への糸口を探索することを目的として研究を行った。本年度は、まずレーザー光学系および有機磁性体の蒸着システムの製作・導入を行い、2光子光電子分光および2光子光電子磁気円二色性測定システムを確立した。このシステムを用い、有機磁性体であるマンガンフタロシアニン(MnPc)薄膜の占有・非占有電子状態を明らかにした。また、分子内直接励起による共鳴増大を捉えることに成功した。以上の結果を用いて中間状態への遷移選択則の検討し、理論計算と比較することで分子軌道のキャラクタリゼーションを行った。また、スピンダイナミクス研究へ展開する見通しが得られた。一方、磁気特性評価では、MnPc薄膜の高磁場極低温X線磁気円二色性測定を行い、元素選択的にスピンの向き・大きさを決定するとともに、X線吸収分光によりMnPc薄膜構造を明らかにした。また、下地基板のMnPc薄膜に与える影響を調べた結果、下地が強磁性金属の場合、界面第1層の有機磁性体のみが強磁性的にカップリングし、下地と同じ磁気特性を示すことがわかった。第2層以上では、下地基板の磁気特性には従わず、常磁性を示すことがわかった。一方、MnPc薄膜の蒸着によって下地基板は、垂直磁気異方性が増加する傾向が得られた。これは、MnPc分子自身の強い垂直磁気異方性の影響であると考えられる。本年度は有機磁性体薄膜のスピンダイナミクス研究への展開を目指し、昨年度に組み上げた2光子光電子分光および2光子光電子円二色性測定システムの遅延光学系の整備を行い、フェムト秒時間分解測定システムを構築した。これにより約200fs程度の時間分解能でポンプ-プローブ法による時間分解測定が可能となった。ポンプ-プローブ実験では、Ti:Sapphireレーザー(COHERENT社製Chameleon UltraII)の基本波(680-1080nm:1.15-1.82eV),第二高調波(340-540nm:2.30-3.64eV)と第三高調波(227-340nm:2.30-5.40eV)の組み合わせで行うことができる。また、本年度、購入した偏光子と自動回転ステージによってポンプ光とプローブ光の偏光をそれぞれ直線および左右円偏光に切り替えることができ、様々な励起・緩和過程を実時間で追跡することが可能となった。このシステムを用いて金属基板上に有機磁性体であるマンガンフタロシアニン(MnPc)の薄膜を作製し、2光子光電子分光測定を行った。しかし、表面鏡像準位は観測できたものの、MnPc分子由来の電子状態は確認できなかった。観測した表面鏡像準位のバンド分散から、MnPc分子は表面平行方向にはランダムに並んでいることが示唆され、より高度に薄膜構造を制御する方法を検討している。一方で、グラファイト基板上ではMnPc分子由来の複数の励起状態を確認できていることから、引き続きスピンダイナミクスを検討する価値があり、今後さらに実験環境を整備し研究を進めていく。