hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医薬品の連続生産実現に向けた効率的なプロセス分析技術（ＰＡＴ）の開発

錠剤医薬品の連続生産は効率的な製造方法として近年注目されている。原料が連続的に輸送される連続生産では、製造ラインから常時取得されるセンサーデータを解析して製品品質を予測する必要がある。既存の統計回帰手法では品質保証が可能だがモデル構築に必要なデータの準備にコストがかかり、連続生産の可能な製品が限定される。本研究では既存手法に代わり少数のモデル構築用データから予測モデル構築手法を開発する。
イリジウム錯体の関与する新規触媒反応の探索

本研究では、これまで触媒としての有用性が余り報告されていないイリジウム錯体に焦点を合わせ、イリジウム錯体に特有の科学的性質を明らかにするとともに、炭素-炭素結合形成のための基本的コンセプトおよび作業仮説の樹立ならびに新しい触媒反応の開発を目的とした。そこで、いくつかの試行錯誤的な探索を行った結果、[Ir(COD)(PPh_3)_2]PF_6を触媒前駆体としたアリルアルコール類とベンジルアルコール類とからのエーテル形成反応を見出し、この時の真の触媒前駆体はイリジウムヒドリド錯体であることを明らかにした。このタイプのエーテル結合形成は見かけ上は酸触媒による方法と同一になるため、イリジウムヒドリド錯体がブレンステッド酸として挙動し得ることを示唆している。この予測はジヒドリド錯体とエノールシリルエーテルとの化学量論的反応で、エノールシリルエーテルと当モル量のアセトンを放出し、ジシリルイリジウム種が生成する事実からも裏付けられた。更に、ここで生成するジシリルイリジウム錯体はエノールシリルエーテルとアセタールまたはアルデヒド類とのアルドール型カップリングおよびアリルアルコール類またはアリルアセテート類に対する求核置換反応に対してきわめて高活性な触媒となることを見出した。また、これらの反応ではカチオン錯体の対アニオン部の選択がきわめて重要であることも明らかにし、イリジウム錯体を炭素-炭素結合形成のための触媒とする際の強力なガイドラインを提供することになった。
腫瘍内で薬剤を長期間にわたって生成するナノリアクタシステムの構築

近年、精密設計したブロック共重合体を構成高分子とする自己組織化高分子集合体を構築し、薬剤を標的とする疾患部位選択的に送達するドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発が世界中で盛んに行われており、一部は臨床試験にまで進んでいる。本研究では、従来のナノDDSをさらにブラッシュアップし、薬剤ではなく「生体触媒である酵素」を送達することで、疾患部位で薬剤を長期間にわたって生成し続けるナノリアクタシステムの構築することを目的としている。具体的には、腫瘍環境内でのみ酵素によって薬剤(ここでは活性酸素種)産生がONになり、高分子ベシクルを構築する膜のポアサイズが大きくなることで、物質透過性が劇的に向上するスマートな酵素封入型高分子べシクルを構築し、腫瘍において薬剤が産生され、抗腫瘍効果を得ることで本システムの有用性の実証を目的として研究を進めている。前年度までに、標的とする酵素を失活することなく封入可能な高分子ベシクルの構成高分子の合成に成功し、さらに酵素を封入した直径100 nmほどで単分散なベシクル構造を形成することに成功した。当該年度は、これまでに確立した技術を用いて、疾患モデル動物(肺がん異所・同所移植モデルマウス)を用いた抗がん活性評価を実施した。まず、肺がん細胞を異所移植したモデルマウスを用いて検討したところ、nakedの酵素を単独で投与した群では優位な治療効果が得られなかったのに対し、本研究で開発した酵素封入高分子ベシクルを投与した群においては優位な治療効果を得ることに成功した。そこで、異所ではなく同所(肺にがん細胞を移植)モデルマウスを用いて、現在評価を実施している。現段階で寛解までには至っていないが、異所同様に酵素封入高分子ベシクルを投与した群においては有効な治療効果が得られている。上記したようにすでに異所移植した肺がんモデルマウスでは、当研究で開発した酵素封入高分子ベシクルは高い治療効果を得ることに成功し、さらに現在は当初の計画を前倒しして、よりハードルの高い同所移植モデルマウスについても治療効果について評価を実施している。実際に、現段階で優位な治療効果を得られていることから考えても、本研究は当初の計画以上に進展していると評価できる。現在、同所移植モデルマウスを用いた評価を実施しており、現状で良好な治療効果を得ることに成功している。今後、本システムが計画通り機能することが実証でき次第、次のステップとして、現在使用しているマウスの肺がん細胞ではなく、ヒトの肺がん細胞を用いた検討を実施し、Prof of Conceptを超えた、より臨床に近い条件における検討を計画中である。本研究では、従来のDDSをブラッシュアップし、薬剤ではなく「生体触媒である酵素」を送達することで、疾患部位で薬剤を長期間にわたって生成するナノリアクタシステムの構築することを目的としている。具体的には、腫瘍環境内でのみ酵素による薬剤産生がONになるスマートな酵素封入型高分子べシクルを構築し、腫瘍において薬剤が産生され、抗腫瘍効果を得ることで本システムの有用性を実証する。当該年度は、標的とする酵素を失活することなく封入可能な高分子ベシクルの構成高分子の合成に注力した。具体的には、生体への安全性が担保されている反対電荷を有するブロック共重合体の合成を試みた。液体クロマトグラフィーやプロトン核磁気共鳴スペクトル等で評価を行い、所望の高分子合成を確認した。また合成高分子を用いて、酵素を封入した高分子集合体を構築し、動的光散乱測定を行なったところ、直径100 nmほどで単分散な粒子であることを確認した。また透過型電子顕微鏡より、その粒子がベシクル構造であることを確認した。また次年度に予定していた、ベシクル中の酵素活性を評価したところ、nakedな酵素と同等の酵素活性を有していることが明らかとなった。すなわち標的とする酵素の活性を維持したまま申請者の調製した高分子ベシクル内に封入可能であることを強く支持する結果である。H29年度は、高分子ベシクルの構成高分子の合成および高分子集合体の調製・その物性評価に注力して研究を実施した。その結果上記に記載したように所望の高分子および直径100 nmの高分子ベシクル調製に成功し、さらに以下に示す、次年度以降に計画していた実験を実施した。・標的とする酵素を内水相に封入する高分子ベシクルを調製することに成功・高分子ベシクルに封入した酵素の活性を測定したところ、nakedな酵素と同等の酵素活性を維持していることを確認上記の結果は、次年度以降に予定している疾患モデル動物を用いた評価を行う上で大変有用な情報であり、今後の研究を迅速に遂行できると期待できる。

具体的には、腫瘍環境内でのみ酵素によって薬剤(ここでは活性酸素種)産生がONになり、高分子ベシクルを構築する膜のポアサイズが大きくなることで、物質透過性が劇的に向上するスマートな酵素封入型高分子べシクルを構築し、腫瘍において薬剤が産生され、抗腫瘍効果を得ることで本システムの有用性の実証を目的として研究を進めている。前年度までに、標的とする酵素を失活することなく封入可能な高分子ベシクルの構成高分子の合成に成功し、さらに酵素を封入した直径100 nmほどで単分散なベシクル構造を形成することに成功した。当該年度は、これまでに確立した技術を用いて、疾患モデル動物(肺がん異所・同所移植モデルマウス)を用いた抗がん活性評価を実施した。まず、肺がん細胞を異所移植したモデルマウスを用いて検討したところ、nakedの酵素を単独で投与した群では優位な治療効果が得られなかったのに対し、本研究で開発した酵素封入高分子ベシクルを投与した群においては優位な治療効果を得ることに成功した。そこで、異所ではなく同所(肺にがん細胞を移植)モデルマウスを用いて、現在評価を実施している。現段階で寛解までには至っていないが、異所同様に酵素封入高分子ベシクルを投与した群においては有効な治療効果が得られている。上記したようにすでに異所移植した肺がんモデルマウスでは、当研究で開発した酵素封入高分子ベシクルは高い治療効果を得ることに成功し、さらに現在は当初の計画を前倒しして、よりハードルの高い同所移植モデルマウスについても治療効果について評価を実施している。実際に、現段階で優位な治療効果を得られていることから考えても、本研究は当初の計画以上に進展していると評価できる。H29年度において、活性を維持したまま高分子ベシクル中に酵素を封入することに成功した。ここで申請者が提案しているシステムは、生体内の血流中において高い血中安定性を有している必要がある。そこでH30年度は、まず蛍光標識した酵素を封入した高分子ベシクルを用いて、マウスに尾静脈後にin vivo共焦点顕微鏡で血中安定性の評価を実施する。ここで有用な結果が得られた場合は、腫瘍を担持したマウスを用いて腫瘍集積性等を評価する。血中での安定性が低い場合は、高分子ベシクルを構成する高分子の側鎖を適宜変えることで改善を試みる。現在、同所移植モデルマウスを用いた評価を実施しており、現状で良好な治療効果を得ることに成功している。今後、本システムが計画通り機能することが実証でき次第、次のステップとして、現在使用しているマウスの肺がん細胞ではなく、ヒトの肺がん細胞を用いた検討を実施し、Prof of Conceptを超えた、より臨床に近い条件における検討を計画中である。
カルシウムイオンによる物質代謝の調節機構

カルシウムイオンによる物質代謝の調節を,特に細胞増殖機構やホルモンおよび神経の伝達機構における調節を中心に検討し,以下の知見を得た.細胞分裂過程の初期に細胞内カルシウム貯蔵部位からカルシウムが遊離して細胞内濃度が上昇すること,培養癌細胞は正常細胞と比較して有意にカルシウム濃度が高いことが明らかになり(伊豆津),細胞核のポリ(ADP-リボース)合成酵素はカルシウムによって活性化されること(上田),リボゾームS_6蛋白質がCキナーゼによってリン酸化されること(山村)を見出した.カルモデュリン依存性蛋白質リン酸化酵素IIは脳に分布し,モノアミン合成酵素の活性化,チューブリンやMAP2等細胞骨格蛋白質のリン酸化を介して神経伝達機構に重要な役割を果していると推定されるが,酵素のcDNAクローニングを行ない(藤澤),酵素の自己リン酸化と脱リン酸化による活性調節機構を調べた(宮本).脱リン酸化酵素2Aについても研究を進め,サブユニット構造を決定し,その調節サブユニットがCキナーゼによってリン酸化され活性化されることを見出した(武田).セロトニンやメラトニン合成酵素であるトリプトファン水酸化酵素の活性発現に遊離鉄イオンとカルシウムイオンが関与することを示し(市山), Nアセチル転移酵素のcDNAクローニングと酵素発現を行なった(出口)他,脳の新しいカルシウム結合蛋白質を単離し(野々村),脳のカルシウム依存性チュブリン脱重合因子の性質を明らかにした(公文).さらにグアニレートシクラーゼの活性化と共役する腸管膜受容体の性質をフォトアフィニティ法を用いて調べた(竹田).細胞内のカルシウムイオン濃度の調節機構についても研究し,骨芽細胞でPTHはカルシウムチャンネルを介して細胞内カルシウム濃度を上昇させること(藤田),血管平滑筋細胞ではビタミンDレセプターを介して調節されていることを示した(川島).カルシウムイオンによる物質代謝の調節を,特に細胞増殖機構やホルモンおよび神経の伝達機構における調節を中心に検討し,以下の知見を得た.細胞分裂過程の初期に細胞内カルシウム貯蔵部位からカルシウムが遊離して細胞内濃度が上昇すること,培養癌細胞は正常細胞と比較して有意にカルシウム濃度が高いことが明らかになり(伊豆津),細胞核のポリ(ADP-リボース)合成酵素はカルシウムによって活性化されること(上田),リボゾームS_6蛋白質がCキナーゼによってリン酸化されること(山村)を見出した.カルモデュリン依存性蛋白質リン酸化酵素IIは脳に分布し,モノアミン合成酵素の活性化,チューブリンやMAP2等細胞骨格蛋白質のリン酸化を介して神経伝達機構に重要な役割を果していると推定されるが,酵素のcDNAクローニングを行ない(藤澤),酵素の自己リン酸化と脱リン酸化による活性調節機構を調べた(宮本).脱リン酸化酵素2Aについても研究を進め,サブユニット構造を決定し,その調節サブユニットがCキナーゼによってリン酸化され活性化されることを見出した(武田).セロトニンやメラトニン合成酵素であるトリプトファン水酸化酵素の活性発現に遊離鉄イオンとカルシウムイオンが関与することを示し(市山), Nアセチル転移酵素のcDNAクローニングと酵素発現を行なった(出口)他,脳の新しいカルシウム結合蛋白質を単離し(野々村),脳のカルシウム依存性チュブリン脱重合因子の性質を明らかにした(公文).さらにグアニレートシクラーゼの活性化と共役する腸管膜受容体の性質をフォトアフィニティ法を用いて調べた(竹田).細胞内のカルシウムイオン濃度の調節機構についても研究し,骨芽細胞でPTHはカルシウムチャンネルを介して細胞内カルシウム濃度を上昇させること(藤田),血管平滑筋細胞ではビタミンDレセプターを介して調節されていることを示した(川島).
ＲＮＡ創薬を目指す実用的ＲＮＡ分子の創製と核酸オリゴマーのＰＥＴプローブ化

核酸オリゴマーのクリック反応によるポスト修飾が可能なエチニルベンゼン置換型グリコール及び1ーデオキシ-1ーエチニルリボースの新規合成法の開発、並びに塩基部欠損型リボースの簡便合成法を確立し、それらをRNAオリゴマーに誘導した。さらに、クリック反応などを用いてRNA3'-末端ダングリングエンド部にグルコサミン誘導体を導入した二本鎖RNAの開発し、その機能評価を実施した。また、ヌクレアーゼ耐性やオフターゲット効果の回避を念頭としたRNA3'-末端ダングリングエンド部修飾法の開発にも成功した。化学修飾miR-205を開発し、イヌ・メラノーマに対する臨床試験を実施中である。初年度であるH24年度は、(1)エチニル基を有する最も単純なβ-C-ヌクレオシドである、1-Deoxy-1-ethynyl-β-D-ribofuranoseの新規立体選択的合成法の確立及び、この化合物を用いたCuAAC (copper-catalyzed alkyne-azide cycloaddition)反応と、(2)エチニルベンゼン置換型グリコールアナログの合成及びこの化合物を導入した核酸オリゴヌクレオチドの合成及び評価、の2つを重点的に行った。以下、詳細を2項に分けて記載する。(1)1-Deoxy-1-ethynyl-β-D-ribofuranoseは、アジド化合物とのCuAAC反応による核酸オリゴマーの陽電子放出断層画像撮影法(Positron Emission Tomography ; PET)への応用のほか、新たなC-ヌクレオシド構築におけるビルディングブロックとしての利用が期待できるものである。この化合物の新規立体選択的合成法の確立に至った。また申請者らは既に核酸オリゴヌクレオチドのPETラベル化に適応可能な、リン酸緩衝液中、配位子非存在下でのCuAAC反応条件を確立しており、同条件下、(2)エチニルベンゼン置換型グリコールユニットは、申請者らが以前に開発したエチニルベンゼン骨格アナログを核酸オリゴマーに導入した場合、天然型核酸とは安定な二本鎖を形成しないことが示唆されたため、オリゴヌクレオチドの糖部5'-3'位にある2つの酸素の原子間距離が天然型核酸により近くなるように新たに設計したものである。この化合物の新規合成ルートを確立した。さらに、核酸オリゴマーの内部や末端へ導入し、4-fluorobenzylazideを用いて上述のCuAAC反応を行った。その結果オリゴヌクレオチド内部、末端どちらへ導入した場合でも、エチニルベンゼン骨格を導入したものと比較し1522%、環化付加反応の収率向上が確認された。本年度は、1塩基部欠損型リボース(RH)を導入した種々のRH修飾siRNA, miRNAの性質評価と2当研究室で開発されたウレア連結型ダングリングエンドとPAZとの結合親和性の評価、の2点で良好な結果が得られたため、以下詳細を記載する。1siRNAにおいて塩基部の必要性の有無を検証するために、塩基部欠損型リボース(RH)の簡便合成法の開発に成功した。RHをsiRNA末端や内部に置換した場合、末端置換では天然型dTdT (Thymidine dimer)よりも優れたヌクレアーゼ耐性、若干ではあるが強い遺伝子抑制能を有していることを明らかとした。内部置換では、末端ダングリングエンドに続いた位置に1つRH修飾を施したsiRNAが最も優れたRNAi活性を示すことが確認できた。2当研究室で開発された、芳香族化合物をureaあるいはthiourea結合で連結したダングリングエンドを有する各種ダイマー体を合成し、それらと単離精製したヒトAgo2のPAZ domainとの結合親和性を評価した。蛍光クエンチング法ならびにITCによる結果から、ピリジンーピリジンタイプよりもベンゼンーピリジンタイプが、PAZ domainとの結合に有利である傾向が確認された。また、これら以外にもメラノーマ細胞において特異的発現低下が観察されるmiR-205において岐阜大学動物病院と共同でイヌを用いた臨床試験(ヒトに対しては前臨床試験に相当)を実施中である。さらにオフターゲット効果の回避を目的とした新規オリゴマー末端修飾法の開発なども現在検討中である。本年度は、1オフターゲット効果の回避を念頭としたRNA3'-末端ダングリングエンド部修飾法の開発とその生物機能、2脂溶性残基で修飾した塩基部欠損型リボースをRNA 3'-ダングリングエンド部に有する二本鎖RNAの合成とその機能評価、3クリック反応を用いてRNA3'-末端ダングリングエンド部にグルコサミン誘導体を導入した二本鎖RNAの開発とその機能評価、に関して興味深い結果が得られたため、その詳細を記載する。1siRNAはRISCに取り込まれた後、片方の鎖(sense鎖)が除去される。残った鎖(antisense鎖)が配列特異的にmRNAと結合し、切断することで遺伝子発現抑制が起こる。

しかし、誤ってRISCにsense鎖が残った場合、標的以外のmRNAに結合しオフターゲット効果が起こる。ダングリング部位への極性残基の導入によってsense鎖のRISCへの取り込みが抑制されることが示唆された。極性残基は比較対照のTTよりPAZとの結合親和性が低いことが示された。22位水酸基をベンジル保護した2位ベンジル保護を導入することで分解酵素耐性がさらに向上することが予想された。合成した誘導体は塩基部欠損修飾によって遺伝子発現抑制能はあまり変化しないものの、分解酵素耐性が期待通り向上した。3肝細胞などに発現しているデスミン,ビメンチンはN-アセチルグルコサミンを選択的に認識することが知られている。糖鎖を認識するレセプターを介したデリバリー方法を構築するため、グルコサミン類縁体のRNAへのクリック反応を用いた簡便な修飾方法の開発を試みた。クリック反応を行い、グルコサミン類縁体を連結したRNAを合成した。現在、得られたグルコサミン結合型RNAの生物機能評価を行っている。26年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学26年度が最終年度であるため、記入しない。(1)エチニル基を有する最も単純なβ-C-ヌクレオシドである、1-Deoxy-1-ethynyl-β-D-ribofuranoseの新規立体選択的合成法の確立及び、この化合物を用いたCuAAC(copper-catalyzed alkyne-azide cycloaddition)反応の実施、(2)エチニルベンゼン置換型グリコールアナログの合成及びこの化合物を導入した核酸オリゴヌクレオチドの合成及びその機能評価などに成功し、研究は概ね順調に進んでいる。プロトタイプRNA分子の改良や新規RNA合成用樹脂の開発や、PETプローブ合成用のアセチレン誘導体の開発は当初の計画以上に進展している。核酸オリゴマーのPET(ポジトロン断層法)ラベル化のコールド実験についてはデータの蓄積が進んでいる。また実用的RNA分子の開発については、動物病院と連携したイヌでの臨床試験(ヒトに対しては前臨床試験に相当)が順調に進んでいる。全体としてはおおむね順調に進展していると自己評価する。H24年度はクリック反応の標的アジド化合物として4-fluorobenzylazideのみしか検討していないため、今後はより実用化を見据えた他のアジド化合物でも検討を進めたい。H25年度はオリゴマーのPETラベル化用のアセチレン誘導体の開発は順調に進んだことから、PETラベル化法の開発など標識化について、本年度は重点的に行いたい。H24年度は末端修飾用化合物の開発を中心に実施し、核酸オリゴマーへの展開も行ったが、予備的検討に止った。次年度は高価なRNAアミダイト(オリゴマー合成試薬)等を多量に購入し、高機能性.,オリゴマーの開発を図る予定である。本年度は昨年度同様に核酸オリゴマーのラベル化への展開が予備的検討に止まったため。次年度は高価なRNAアミダイト(RNAオリゴマー合成試薬)を多数購入し、PETラベル化への検討を重点的に行いたい。
HTLV-1感染症当事者の生活に関する研究

研究の成果としては以下の2つが挙げられる。第1にHTLV-1感染症当事者が抱える困難について明らかになった。それは、“病そのものと当事者に対する周囲の無知"、“孤独感"、“母乳育児を最善とする育児規範との衝突"である。第2に、当事者はこうした苦境を切り抜けるために当事者団体を結成し、当事者内外の連帯を獲得するための戦略を用いて運動していることが明らかとなった。こうしたことをインタビュー調査によって明らかにし、学会報告や論文発表等で公にした。ほぼ毎月1回、鹿児島県で開催されている当事者団体の会合に参加し、グループインタビューを実施してきた。それによって、インタビュー対象者の量的拡大と質的な多様化を実現することができた。また合わせて、学会報告を2件実施した。いずれの学会報告においても、フロアからの質疑に基づいた有意義な議論ができた。加えて、HTLV-1関連疾患とその当事者が置かれた状況についての社会的認知の拡大にも貢献できたと考えている。さらに、研究論文を『梅光学院大学論集』(48巻、pp.13-34)に発表した。この論文は、HTLV-1対策推進協議会議事録に対する分析を元にして、当事者・行政・研究者がいかなるトピックをHTLV-1対策の俎上に上げているのか、それがどのようにして政策として結実使用とされているのかを明らかにしたものであり、研究代表が行ってきた、当事者に対するインタビューに基づいた当事者の意識を明らかにする研究を補完する、有意義なものであると言えよう。2015年度は、本研究遂行のために当事者に対する調査を繰り返し実施し、研究を固めることを主として進めた。また一方で、研究の方向性や議論の内容を確認するために、学会報告を2度行った。それぞれタイトルは、「病んだ当事者の運動に関する分析ーHTLV-1関連疾患当事者団体を事例に」(於山口地域社会学会)と「HTLV-1関連疾患当事者団体に見る当事者運動の分析」(於日本社会分析学会)である。これらのタイトルから分かるように、当事者に対する調査に基づいて、病んだ当事者の運動を社会運動論的観点から分析する方向へ研究を進めている。また、論文としては、「HTLV-1への公的疾病対策の論点分析(3)ーHTLV-1対策推進協議会における議論を元に」を『梅光学院大学論集』に発表した。これは、HTLV-1対策推進協議会における議論を分析することにより、同協議会に参加している様々なアクターが、それぞれの利害関心からいかなる主張をしており、それらの主張がどのように葛藤・衝突しているのか、また、アクター同士の交渉を通してどのような公的対策が展開されようとしているのかを分析したものの第3報である。以上のように着実に研究は進展しており、また現在、保育学系の学会誌にHTLV-1当事者の観点から見た保育士養成の問題点を指摘する論文を執筆中である。上記の通り、学会での口頭報告や論文の執筆などが進められており、当初の計画におおむね沿って進展していると言えるため。2016年度は、当事者への調査を行うことよりも学会報告による研究の精緻化と、特に論文執筆による研究成果の公刊を主として行った年であった。学会報告としては、「病への“対策"はいかに規定されるのかーHTLV-1対策推進協議会議事録への計量テキスト分析より」(於日本社会分析学会例会)を行った。論文は、上記学会報告を元にした「病に対する公的対策はいかに決定されるのかーHTLV-1対策推進協議会議事録への計量テキスト分析より」(2017年、『梅光学院大学論集』50号、48頁ー70頁、査読あり)、「病の当事者の共同性/病の当事者と共同性ーHTLV-1関連疾患当事者団体の運動に注目して」(2017年、『社会分析』44号、依頼あり、査読なし)の2本を公にした。また、現在医療社会学系学会誌に投稿・査読中の論文が1本、保育学系学会誌投稿予定の論文が1本ある。本研究によって、HTLV-1関連疾患当事者の生活のありようが、特に当事者団体へのグループインタビューによって明らかにされたと考える。今後は、本研究の中から見えてきた、当事者団体の当事者だからこその運動のあり方ー運動戦略や論理、その帰結ーに照準し、研究を継続していくこととしたい。論文の形でいくつか研究成果を公にできたことが今年度の成果として挙げられる。特に、研究当初はあまり想定していなかった、保育学の分野において、HTLV-1関連疾患当事者の社会学的研究の成果を示す可能性が見えてきたことは大きい。また、こうしたことに加え、続く研究への道筋を拓けた点も今年度の研究の成果として示すことができよう。交付申請書では、当該年度を「調査開始期」と位置づけ、調査を反復しながら対象者の拡大と理論的仮説の探索・精緻化を目的としていた。

先に「研究実績の概要」において述べたことからも明らかなように、実際に調査を反復しながら対象者の拡大を実現することもでき、また、理論的仮説の精緻化に結びつけるための研究成果の公表も行えたため、この目的はおおむね達成された年度であったと思われる。今年度は助成の最終年度のため、調査も実施しつつも、基本的には成果の公表に重きを置く年度としたいと考えている。特に、現在執筆中の論文に加えもう1本ほど社会運動論的な分析を加えた論文を投稿することを考えている。医療社会学上述のように、おおむね計画通りに進められているため、今後も交付申請書に示したとおりの計画で進めていくことを考えている。3月に実施予定だった鹿児島市での調査が1回中止となったため、発生した。中止となった調査を次年度早期(5月まで)に実施し研究を進める予定である。
ブータン王国の危機言語マンデビ語の現地調査による記述及び形態統語論的研究

現地調査を中心とした資料収集を行い、ブータン王国で話されている消滅の危機に瀕した言語のひとつであるマンデビ語ツァンカ方言についての記述言語学的研究を進めた。音声面では、複合語におけるピッチに関する資料を収集分析した。形態面では、基礎語彙に関する歴史言語学的研究を行った。統語面では談話資料を収集する必要性から、民話の収集も行い、格標識が談話の中で果たす役割や、格標識の省略などを分析も行った。また社会言語学側面に関しても言語使用の実態について解明することができた。本年度は、主として前年度に収集したデータの分析及び現地調査を中心に行った。データの分析に関しては、動詞形態論及び節の構造を中心に行った。現地調査は2013年2月3月にかけて各ブータン王国トンサ県及びワンディポジャン県においておこなった。主たる研究対象であるマンデビ語ツァンカ方言については、自然発話の音声資料を中心に収集した。このほか、周辺で話される諸言語の言語状況に関する調査も行った。現地調査で得た一次資料をもとに、マンデビ語トンサ方言に関する記述言語学的並びに社会言語学的立場からの研究を進めた。このほか、周辺で話されるブムタン語の諸方言についても語彙調査をおこなった。マンデビ語の形態統語論は他のブータン諸言語とパラレルな現象が見られると言われているが動詞形態論においては非常に面白い現業も見いだされるため、慎重な分析が必要である。談話資料を収集する必要性から、民話の収集も行った。これは、格標識が談話の中で果たす役割や、スイッチリファレンスなどを分析する上で必要な資料であると考えたためである。今後更に多くの資料を収集する必要があるため、次年度も同様の調査を継続する予定である。成果としては、一般向けの語学書に「ゾンカ語の世界」を執筆した。また「マンデビ語の文の下位分類」、「ブータン諸語の記述・歴史言語学的研究の現状」と題する論文を執筆した。第2回ブータン研究会にて「ブータン諸語の記述・歴史言語学的研究の現状」、日本南アジア学会第25回全国大会にて「ブータン王国のEast Bosidh諸語の系統と分類について」と題してそれぞれ研究発表し、またブータン友好協会主催第1回ブータンシンポジウムにてパネリストをつとめた。本研究は、研究代表者がこれまで行ってきたマンデビ語(Mangdebikha :シナ=チベット語族、チベット=ビルマ語派、ヒマラヤ語支、チベット=キナウリ語群、東チベット諸語、Nyenkha、Henkha、Lap、Mangsdekhaとも称される)の記述研究を継続して行うものである。最終年度は、現地調査及び収集したデータの分析を中心に行った。ブータン渡航時にはゾンカ語開発委員会などブータン国内の関係部署への訪問を行った。現地調査は2013年12月から2014年1月にかけて、ブータン王国トンサ県においておこなった。主たる研究対象であるマンデビ語ツァンカ方言について動詞の統語的振る舞い等の文法調査や自然発話の音声資料を収集した。研究発表は、早稲田大学で開催された第2回ブータン研究会にて「ブムタン県ドゥル村の遊牧民」と題して、オーストラリア国立大学にて開催されたThe 19th Himalayan Languages Symposiumにて「The Brokkat language in Bumthang, Bhutan」と題してそれぞれ報告した。論文としては、マンデビ語の概説論文であるMangde in Bhutan、また著書として『旅の指さし会話帳ブータン(ゾンカ語)』を上梓した。研究期間全体を通して、以下の諸点について研究を遂行した。1.ブータン王国に分布するチベット・ビルマ系諸語の分布と現状を明らかにすべく、基礎的資料の収集を行ない、最新情報に基づく言語分布図を作成する基盤を同国のDzongkha Development Commissionと共同で整備した。2.マンデビ語ツァンカ方言の記述調査を行なった。基本的な文法、基礎語彙及び民話を収集した。3.同系言語であるブムタン語やブロカット語に関して、分布状況・ゾンカ語との接触の現状を把握し、基礎語彙の蒐集を行なった。当初の予定通りにデータの取集ができ、それを基に研究成果を発表することができたため。具体的には以下の如くである:【著書】(共著)『ニューエクスプレススペシャル日本語の隣人たちII』「ゾンカ語の世界」92113頁、中川裕監修、白水社【論文】「マンデビ語の文の下位分類」澤田英夫編『チベット=ビルマ系言語の文法現象2:文の下位分類』東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所、「ブータン諸語の記述・歴史言語学的研究の現状」『秋田大学教養基礎教育』第15巻【学会発表】・「ブータン諸語の記述・歴史言語学的研究の現状」第2回ブータン研究会(JICA地球ひろば)2012年5月、・「ブータン王国のEast Bosidh

諸語の系統と分類について」日本南アジア学会第25回全国大会(東京外国語大学)2012年10月、・「変わるブータン、変わらぬブータン」ブータン友好協会主催第1回ブータンシンポジウム(JICA研究所)2012年12月以下の点に関して達成できたと考える:[a]既に刊行された周辺諸言語の調査記録の蒐集と整備に関しては、Brill社から刊行されているLanguages of teh Greater Himalayan Regionを整備し、言語学及び人類学の学術誌に発表されたブータン関連文献を収集し、またゾンカ語開発委員会刊行の文献を収集した。[b]現地調査(フィールドワーク)に関しては、現地調査による録音資料やテキストなどの言語情報を収集し、ゾンカ語開発委員会との研究協力を強化した。[c]資料の整理、分析、記述に関しては、現地調査による録音資料やテキストなどの言語情報を整理し、歴史・社会言語学的方法論の検討をした。[d]成果(語彙集・文法)の公刊とデータベース化に関しては、語彙資料・文法資料・談話資料を含む文法書を執筆中である。本研究の最終年度として、纏めとしての現地調査を実施する。名詞形態論及び動詞形態論についての再確認及び発展的調査を行う。マンデビ語ツァンカ方言については文例や語彙の補充を行う。周辺の諸方言は2011年度に行った調査の継続として実施し、高級語彙の補充と基礎文例を採集する予定である。今後さらに整理を進め、これらの諸方言がいかなる歴史的発展を遂げてきたのか、またゾンカ語等のチベット系諸語からうけた影響などの分析を進めていく。いずれの言語も消滅に瀕する方言と考えられ、今後の継続調査が急がれる。研究成果は口頭発表及び論文の形で発表し、国際的な学会・研究会での発表及び国際誌への掲載を目指す。マンデビ語の音韻面における歴史的発展や述語動詞における共時的問題などについて海外の研究者とも研究討議を重ねる予定である。今年度も夏季または春季に現地調査を行い、言語データの収集を継続するし、これまでに発表した論文の内容のチェックおよび、新たな文法項目の収集と分析を行う。具体的には、マンデビ語の系統、類型的特徴、言語使用状況にはじまり、音韻や文法体系の記述、親族名称、色彩語彙などの特殊な語彙にわたるものである。また、談話資料を収集する必要性から、民話の収集も行う。これは、格標識が談話の中で果たす役割や、格標識の省略などを分析する上で必要な資料であると考えたためであり、今後も分析を継続する予定である。研究成果は、「チベット=ビルマ諸語研究会(京都大学)」、「国際シナ=チベット言語学会」、「ヒマラヤ諸語シンポジウム」にて報告し、シナ=チベット諸語に関心をもつ方々に広く公表し、批判を仰ぐ予定である。またブータン在住のインフォーマントにも継続して研究遂行上の協力を仰ぎ、本研究の充実を図ることとする。その成果については、インターネット上の手段を通じ、適宜意見の交換を実施していく。
背側海馬と腹側海馬の活性化に応答する脳領域の特定とその活動解析

本研究課題では、背側海馬と腹側海馬の機能の違いが、海馬から他の脳領域への活動伝播の違いに反映されているか検証した。海馬CA1錘体神経細胞に光感受性陽イオンチャネル(ChR2)が発現している遺伝子改変マウスを用いて、全脳活動を機能的MRI(fMRI)装置で計測している最中に、海馬の背側あるいは腹側へ光照射することで海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域を特定した。この結果、海馬の背側と腹側とを活性化した時に応答する脳領域群が異なることを見出した。さらに、海馬の遠心性軸索線維の多寡と、海馬活動への応答の大きさとは必ずしも対応しないことを見つけた。本研究の目的は、背側海馬と腹側海馬の機能の違いが、海馬から他の脳領域への活動伝播の違いに反映されているか検証することである。そのために本課題では、海馬神経細胞に光感受性蛋白質を発現している遺伝子改変マウスを用いて、機能的MRI(fMRI)装置による計測の最中に、海馬の腹側あるいは背側へ光照射することで海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域(場所)を特定することを第一の目的としている。初年度である平成25年度には、上記計測を実行するための計測系の立ち上げ、計測結果の解析手順の確立、背腹海馬活性化時の応答の比較解析を行った。具体的には、1、海馬の背側と腹側とを光照射によってそれぞれ活性化できるように、光ファイバーを埋め込む手術を行った。マウス専用MRI検出器であるCryoProbeはマウス頭蓋上部を覆っているので、光ファイバーがCryoProbeに干渉しないように配置を工夫した。2、マウス脳に対するfMRI撮像は近年始まったばかりである。そのため解析手順が十分には確立していない。ヒトfMRI解析に汎用されているソフトspmを用いて、ヒト用に調整されているパラメータをマウスfMRIに最適化した。3、背腹海馬をそれぞれ光活性化した時の全脳応答を比較した。上記spmを用いた空間応答だけでなく、汎用解析ソフトmatlabを用いたfMRI信号強度の比較も行うことで脳領域間の結合強度の推定も行った。以上によって、従来不明であった海馬活性化時の全脳応答を捉えることに初めて成功した。背側と腹側の活性化は従来の予想外の脳部位を賦活化することを見つけた。この結果をまとめた論文を投稿中である。そのために本課題では、初年度に確立した光遺伝学的fMRI(optofMRI)を行った。具体的には海馬CA1領域の興奮性神経細胞に、階段関数型の光感受性陽イオンチャネルChR2(C128S)を発現させた、麻酔下の遺伝子改変マウスを用いて、機能的MRI(fMRI)撮像を行っている最中に、海馬の背側あるいは腹側へ光照射することで海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域(場所)を特定した。この結果、背側海馬と腹側海馬を活性化した時に応答する脳領域が異なることを見出した。興味深いことに、海馬の遠心性軸索線維の多寡と、海馬活動に応答する脳領域とは必ずしも対応していなかった。対応が見られた脳部位は、海馬台や嗅内皮質である。つまり海馬からの神経線維を強く受け取る脳領域であるそれらの脳領域は、海馬活性化に対して強く応答(BOLD信号)した。この一方で海馬歯状回やCA3領野は、海馬CA1錐体神経細胞から直接の神経線維投射を受けないにも関わらず強い応答を示した。また、外側中核は背側海馬と腹側海馬の両方から同程度の神経線維を受け取ることが知られているが、BOLD応答を示したのは腹側海馬活動に対してだけだった。以上の結果は、脳のある部位が活性化した時に、大きな影響を受ける脳部位を予測するには神経線維投射の知識だけでは十分でないことを示唆する。以上の結果を論文として発表した(10.1371/journal.pone.0121417)。本研究は、背側海馬と腹側海馬の機能の違いが、海馬から他の脳領域への活動伝播の違いに反映されているか検証することを目的とした。そのために本課題では初年度に、光遺伝学的fMRI(opto-fMRI)の計測系を確立した。マウス専用の高感度MRI検出器(CryoProbe)を用いたopto-fMRIとしては初めての試みである。翌年度にはこのopto-fMRI計測系と、海馬神経細胞に光感受性蛋白質(ChR2)を発現している遺伝子改変マウス(Tgマウス)とを組み合わせた。fMRI装置による計測の最中に、麻酔下Tgマウスの海馬腹側あるいは背側へ光照射して海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域(場所)を全脳計測した。この結果、背側海馬と腹側海馬を活性化した時に応答する脳領域群が異なることを見出した。また興味深いことに、海馬の遠心性軸索線維の多寡と、海馬活動に応答する脳領域とは必ずしも対応していなかった。具体的には、対応が見られた脳部位は海馬台や嗅内皮質であった。

この一方で海馬歯状回やCA3領野は、海馬CA1錐体神経細胞から直接の神経線維投射を受けないにも関わらず強いBOLD応答を示した。さらに、外側中核は背側海馬と腹側海馬の両方から同程度の神経線維を受け取るにも関わらず、腹側海馬の活性化に対してだけBOLD応答を示した。以上の結果は、脳のある部位が活性化した時に、大きな影響を受ける脳部位を予測するには神経線維投射の知識だけでは十分でないことを示唆する。以上の結果は論文として発表した(PMID:25793741)。最終年度にはCryoProbeを用いたfMRI計測を覚醒状態のマウスから行うための手法を確立した。この結果をまとめた論文を投稿中である。本研究課題では、背側海馬と腹側海馬の機能の違いが、海馬から他の脳領域への活動伝播の違いに反映されているか検証した。海馬CA1錘体神経細胞に光感受性陽イオンチャネル(ChR2)が発現している遺伝子改変マウスを用いて、全脳活動を機能的MRI(fMRI)装置で計測している最中に、海馬の背側あるいは腹側へ光照射することで海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域を特定した。この結果、海馬の背側と腹側とを活性化した時に応答する脳領域群が異なることを見出した。さらに、海馬の遠心性軸索線維の多寡と、海馬活動への応答の大きさとは必ずしも対応しないことを見つけた。本研究の第一目標である背腹海馬活性化時の全脳応答の計測に成功し、論文発表できたため。総合領域論文発表したデータは麻酔下のマウスから得られたデータである。ヒトのfMRI撮像は覚醒下で行われることがほとんどである。そこで覚醒マウスからのfMRI計測系を立ち上げる。研究初年度において、本研究提案の第一目的である背腹海馬活性時の全脳応答検出に成功済みであり、これらの応答を比較検討した結果を論文として投稿済みのため。これまでの研究では麻酔下動物を用いていた。より自然な脳活動とその応答を研究するために、覚醒状態の動物からのfMRI計測系の立ち上げを行う。具体的には申請者が以前顕微鏡を用いた脳活動計測を行っていた時の技術を応用し、fMRI計測中に動物の頭蓋骨を強固に固定する手法を適用する。
微小操作法による鞭毛運動機構の研究ー「9+2」構造の機能的意義の解明

鞭毛や繊毛の運動は、ダブレット微小管の滑り運動に基づくものであるが、多くの鞭毛では、この滑り運動から平面的な波が形成される。9本の周辺小管間に起こる滑り運動がどのように平面的な屈曲に変換されるのかについては、鞭毛・繊毛運動の基本にかかわる重要な問題として、いくつかの仮説が提唱されている。その一つが、9本の微小管間に起る滑りが大きく分けて2つから成り、この2つのパタ-ンの間の変化が鞭毛の規則的平面波を形成するというものである。我々は以前に、ウニ精子の頭部に強制的に振動を加え、振動方向を変化させると、屈曲面が外部から加える振動の方向に応じて容易に、可逆的に変化することを見出した。同様の屈曲面の変化は、我々の開発した方法を用いて除膜した精子においても観察される。振動方向の変化によって起る屈曲面の回転は頭部から見て反時計回りに回転させた場合には、振動を停止するとほぼ同回転数の屈曲面の逆回転を引起した。このような屈曲面の回転は、周辺小管間の滑りのパタ-ンの変化によると考えられるが、そのパタ-ンの制御には中心小管が重要な役割を担っている可能性がある。そこで屈曲面の回転が鞭毛の根元と鞭毛に沿った部分で制御されているのか、先端も必要であるのかを調べるために、鞭毛を細いピペットを出し入れすることにより切断し、約17μmの鞭毛を持つ精子で実験を行った。その結果、先端を失った鞭毛でも振動方向の変化による屈曲面の回転とその後の逆回転が起ることがわかった。また、通常の長さの除膜鞭毛でATP濃度と回転反応の関係を調べた結果、約150μM以上の濃度が必要であることがわかった。これらの結果は、屈曲面の制御には軸糸内の回転する要素ー多分中心小管ーの根元及びそれに沿った部分に関連する構造が重要であること、中心小管が周辺小管の滑りのパタ-ンの制御に関与する可能性を示す。
3価リン化合物の求核性と一電子供与性の区別に及ぼすリン上置換基の効果

本研究において申請者は、まず、3価リン化合物の一電子供与性と求核性を個別に考察し、ついで2つの反応性を同時に発揮する反応系を検討して両反応性の区別がリン上置換基によってどのように影響されるのかについての解明を試みた。1.種々の非環状および環状3価リン化合物のピーク酸化電位をサイクリックボルタンメトリー法で測定し、得られた値をそれぞれの化合物の立体配座を考慮しながら比較吟味した結果、リン原子からの一電子放出は隣接酸素原子からの立体電子効果を受けており、両原子の孤立電子対軌道の重なりが大きいほど促進されることを明らかにした。2.種々の3価リン化合物から鉄(III)錯体および光励起された染料ローダミンへの一電子移動(SET)について速度論を行い、これらの過程におけるSET速度は自由エネルギー変化に対しRehm-Weller理論の予測より弱い依存性を示すことを見いだした。この事実から、SETによって生成する3価リン化合物のラジカルカチオンは溶媒に添加したアルコールや水と速やかにイオン反応を起こすことを明らかにした。3.3価リン化合物Z_3Pがα-位にフェニル基やエトキシカルボニル基を持つvic-ジブロミドの臭素原子を選択的に攻撃しオレフィンへの脱臭素化を引き起こすことを見いだした。この結果を速度論と反応の立体化学から考察し、Z_3Pがvic-ジブロミドの炭素原子、臭素原子、水素原子のどれを求核攻撃するかは、Z_3Pの置換基Zによるのではなくα-炭素上置換基の電気陰性度に依存することを示した。4.3価リン化合物が光励起されたルテニウム錯体に対し一電子供与反応と求核的な配位子交換反応を競争的に起こすことを見いだした。そして、構造の異なる種々の3価リン化合物の反応について両反応の速度定数を独立に評価することに成功した。これら速度定数の比較検討から、一電子供与速度は3価リン化合物の酸化電位と相関を持つこと、また配位子交換反応は3価リン化合物の電子的要因と立体的要因の両方に支配されていることを明らかにした。3価リン化合物は、求核性と一電子供与性という二面的な反応性を有している。本研究の目的は、これら両反応性の相対的な重要性がリン上置換基によりどのように影響されるかを明らかにすることである。初年度である本年度は、3価リン化合物の一電子供与性に及ぼすリン上置換基の効果の解明を試みた。一電子移動(SET)の起こりやすさは、その化合物の酸化電位の大小で評価することができる。そこで、環状および非環状ホスフィナイト、ホスフォナイト、ホスファイトのピーク酸化電位をサイクリック・ボルタンメトリー測定により求めた。その結果、期待通り、リン上置換基がより電子供与性であるほど3価リン化合物の酸化電位は低い、つまり、SETがより起こりやすくなることを見いだした。しかし、立体配座が固定された環状化合物のうちあるものは、リン上置換基の電子誘引効果から予想されるよりはるかに高い酸化電位を示した。このことは、化合物の幾何学構造がSETの起こりやすさを支配する重要な要因であることを表している。そこで、おのおのの化合物がとり得るすべての立体配座を考慮して得られた酸化電位の値を比較吟味し、リン原子上の孤立電子対軌道が隣接酸素原子のp-軌道と重なるような立体配座が可能であるなら、その化合物の酸化電位は低くなるという結論を得た。

このことは、3価リン化合物が上のような立体配座をとるとき、最高被占分子軌道(HOMO)のエネルギー準位が高くなるためSETが起こりやすくなると合理的に説明できる。以上のように申請者は、3価リン化合物からの一電子移動(SET)に及ぼすリン上置換基の効果として、through-bondの電子誘引効果だけでなく、through-spaceの立体電子効果が非常に重要な要因であることを明らかにした。本研究は、3価リン化合物の有する一電子供与性と求核性の相対的重要性がリン上置換基によってどのような影響を受けるのかを解明しようとするものである。まず前年度と本年度では一電子供与性に注目し、その反応性とリン上置換基の関係を検討した。すなわち前年度では、3価リン化合物の一電子供与性を熱力学的な量である酸化電位で評価し、3価リン化合物からの一電子移動(SET)過程の熱力学に及ぼすリン上置換基の影響を明らかにした。この成果をふまえ本年度は、このSET過程の動力学の検討を試みた。申請者は、色素ローダミンの光励起状態が3価リン化合物からのSETによって消光されることを見いだした。そこで、フェニル基またはアルコキシル基を置換基として持つ一連の3価リン化合物によるローダミンの消光実験を行い、Stern-Volmer法で消光定数を決定した。これらの定数は3価リン化合物からのSETの速度定数であり、これらを基にしてこのSET過程の速度論を定量的に解析することができる。この解析から申請者は、(i)3価リン化合物から光励起ローダミンへの電子移動段階が発熱である場合、SETは拡散律速の速度で起こること。(ii)電子移動段階が吸熱である場合、吸熱性が増大するにつれ、すなわちこの段階の自由エネルギー変化が正でより大きくなるにつれSET速度は期待通り遅くなるが、その遅くなり方(SET速度の自由エネルギー変化への依存度)はMarcus理論やRehm-Weller理論から予想されるものよりはるかに緩いこと、を明らかにした。一方申請者は、アミンによるローダミンの消光実験を同様に行い、アミンからのSET速度は上記の理論で完全に記述可能であることを見出した。以上のように、3価リン化合物はアミンと異なり、そのSET過程の速度諭に関し極めて特異的に振る舞う化合物であることを示すことができた。ここでSchusterの速度論モデルを援用してこのような速度論的挙動を解釈すれば、SETによって生じる3価リン化合物のラジカルカチオンは水やアルコールなどの求核剤に対して極めて高い反応性を発揮するものであると結論づけることができる。申請者は前年度、3価リン化合物Z_3Pの有する一電子供与性と求核性のうち、一電子供与性について検討した。すなわち、Z_3Pからの一電子移動(SET)によるローダミンの蛍光消光の過程を、動力学、熱力学の両面から精査し、このSETは不可逆な過程として起こること、そしてこの不可逆性はSETによって生じるZ_3PのラジカルカチオンZ_3P^<・+>がアルコールや水などの求核剤と速やかに反応することによって引き起こされることを明らかにした。今年度は、Z_3PからのSET過程における不可逆性の度合いが、リン上置換基にどのように影響されるのかを検討するため、以下の研究を行った。すなわち、リン上置換基の立体的かさ高さを系統的に変化させた一連の3価リン化合物Ph_<3-n>P(OR)_n(R=Me,Et,Pr^i,Bu^n,Bu^t;n=13)
変形性関節症のための非接触深部温熱治療システムの開発

変形性膝関節症の深部温熱治療法の確立を目的とした、全自動周波数同調・インピーダンス整合機能を有する非接触深部温熱リハビリテーションシステムを新たに開発することを目的とし、新たに小型空胴共振器アプリケータの開発を行った。具体的には、有限要素法による数値解析および筋肉等価寒天ファントムを用いた試作加温装置の加温実験を行い、本加温システムの有用性を示した。本研究課題の目的は「変形性膝関節症の深部温熱治療法の確立を目的とした、全自動周波数同調・インピーダンス整合機能を有する非接触深部温熱リハビリテーションシステムを新たに開発すること」である。具体的に本研究では、変形性膝関節症の温熱治療で有効とされる膝関節腔内を非接触状態で集中加温する事ができ、さらに医師などの施術者が安全かつ簡便に操作可能な、全自動周波数同調機能および全自動インピーダンス整合機能を有する、全く新しい加温治療システムの開発を行う。平成26年度計画として、(1)有限要素法による、三次元人体解剖学的解析モデルを用いた加温特性解析、(2)リハビリテーション用非接触深部集中加温システムの設計・試作、(3)高精度全自動周波数同調・インピーダンス整合システムの開発の3点を挙げ、研究を行った。これまでに、研究は計画通りに進んでおり、二次元医用画像から再構築した三次元人体モデルを用いた有限要素法解析を実施し、本加温システムの有用性を数値的に確認した。また、試作加温装置を作製し、筋肉等価寒天ファントムを用いた加温実験を行い、撮像した熱画像結果から非接触深部加温の可能性について実験的に確認した。さらに、ネットワークアナライザを応用した全自動マッチングシステムの構築を進め、自動整合の可能性を実験的に確認した。本研究の目的は、変形性関節症の深部温熱治療法の確立を目的とした、全自動周波数同調・インピーダンス整合機能を有する非接触深部温熱リハビリテーションシステムを新たに開発することである。変形性膝関節症は、関節機能を著しく障害するため、日常生活や社会活動が制限される。わが国のコフォート研究では、推定有症有病者数が約800万人と推測されている。特に、変形性関節症が進行し、関節破壊が重度となってしまった場合、人工関節への置換手術等が必要となるため、初期段階で変性を阻止する温存的治療法の確立が急務とされている。そこで、本研究では変形性膝関節症の深部温熱治療法の確立を目指し、空胴共振器加温システムを応用した、関節腔内深部を非接触状態で集中加温が可能な、温熱治療システムの構築を行った。さらに、臨床応用の際に必要不可欠となる、医師等の術者が誰でも高精度に同調・整合可能な全自動システムの開発を行い、小型で汎用性の高い、全自動周波数同調・インピーダンス整合機能を有する非接触温熱リハビリテーションシステムの開発を行った。平成27年度計画として、試作加温システムを用いた人体脚部形状寒天ファントムの加温実験を実施した。具体的には、昨年度までに開発・試作した機器による、人体脚部形状の筋肉等価寒天ファントムの加温実験を行い、本制御システムの有用性および本加温方式の臨床応用への可能性を明らかにし、本研究の総括を行った。本年度の研究成果として、平成27年9月に開催された平成27年度日本ハイパーサーミア学会学術大会において、研究発表を行った。また、平成28年度4月にポルトガルで開催予定の欧州リハビリテーション学会ESPRM2016において研究成果発表を予定している。本年度の研究計画どおり、まず、3次元人体モデルを用いた電磁界分布・温度分布の連成解析を行い、深部集中加温およびアプリケータ周辺への電磁界の漏洩電力に関して、数値的検討を行い、本加温システムの有用性を数値的に確認した。次に、リハビリテーション用非接触深部集中加温システムの設計・試作を行った。計画では、高周波パワーアンプを購入し、システム構築行う予定であったが、予算減額のため、現有のアンプを改良することで対応した。寒天ファントムを用いた加温実験では、計画通りに購入したサーモカメラを用いて、熱画像の撮像を行い深部加温の可能性を実験的に示した。また、高精度全自動周波数同調・インピーダンス整合システム(フルマッチングシステム)の開発を目的として、購入したネットワークアナライザを用いて周波数同調システムを構築し、先行研究で開発を行った自動整合システムと合わせることで、全自動システム構築を行った。医用工学本年度の研究方針として、研究計画のとおり、試作加温装置を用いた人体脚部形状ファントムを用いた加温実験を行い、他の加温装置と比較検討することで本加温システムの臨床応用への可能性を実験的に示したいと考えている。また、得られた研究成果に関して、積極的に学会発表を行う予定である。計画通りに使用した結果、消費税等の端数として383円の余りが生じた。次年度における使用計画の変更は特にない。