hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者介護施設における効果的な虐待予防策の解明

本研究の目的は,複数の種別の高齢者介護施設における虐待について,施設特性もふまえた効果的な虐待予防策の解明を目指すことである.平成30年度は主に,1「アンケート調査の実施と分析」,2「研究成果の発表・報告」の二点に取り組んだ.1「アンケート調査の実施と分析」については,これまで行ったインタビュー調査の結果や先行研究を参考に,大きく「虐待の実態」「虐待予防策」「虐待の原因」「虐待の意識」「基本属性」の5つで構成するアンケートを作成した.作成したアンケートは専門職等を対象にプレ調査を実施し修正した上で,A県にある全ての特別養護老人ホーム,認知症高齢者グループホーム,有料老人ホームに調査を依頼し同意が得られた施設・事業所に配布した.調査の結果,合計5,307名分のアンケート用紙等を配布し,2,311名から回答を得た(回収率43.5%).因子分析,重回帰分析,共分散構造分析等を行った結果,施設種別によって「虐待の実態」「虐待予防策」への取り組み状況や,予防策の効果などが異なっていることが明らかとなった.2「研究成果の発表・報告」については,平成29年度までに行った新聞記事をもとにした虐待事例の分析結果や,インタビュー調査の結果について,複数回学会発表を行うとともに,複数の論文を執筆・投稿し,既に掲載されている.さらに平成30年度に行ったアンケート調査の結果についても学会発表を行い,既に論文も複数執筆し投稿している.本研究の目的は複数の種別の高齢者介護施設における虐待(以下、施設内虐待)に対する、効果的な虐待予防策を明らかにすることである。平成28年度は主に、1施設内虐待に関する先行研究のレビューと、2新聞記事をもとにした虐待事例の収集と分析を行った。1先行研究のレビュー:施設内虐待に関する先行研究のレビューに関しては、まず全国規模で実施された調査でもある、厚生労働省による調査結果や認知症介護研究・研修仙台センターの報告書等をもとに、虐待の実態や要因について整理した。また国内外の文献レビューを行う中で、改めて施設内虐待に関する先行研究が少ないことが明らかとなったことから、家庭内の高齢者虐待に関する研究や、障がい者や児童に対する施設内虐待に関する研究も含め、レビューを行った。2新聞記事をもとにした虐待事例の収集・分析:新聞記事をもとにした虐待事例の収集と分析に関しては、新聞報道された施設内虐待に関する事例を収集し、虐待の発生・予防要因を中心に抽出・整理した。本研究では特に、例年虐待の件数が多い傾向がみられる「特別養護老人ホーム」「認知症グループホーム」「有料老人ホーム」の3つの施設種別に着目しており、新聞記事に関しても、これら3つの施設種別で発生した複数の虐待事例に関する記事を収集することができた。今年度全体の研究成果としては、まず虐待の要因に関しては加害者自身の要因のみならず、被虐待者の要因、それらを取り巻く環境的な要因が複雑に絡み合っていることが明らかとなった。また、複数の種類の虐待被害を受けていたケースや、複数の虐待事例が発生した施設、さらに虐待の発生に影響を与えた要因も複数存在するなど、施設内虐待の複雑な構造も明らかとなった。これらの研究成果をふまえ、今後は各施設の環境的な特性も含めた複数の要因に働きかける、虐待予防に向けた取り組みについて幅広く検討していく。研究1「先行研究のレビュー」に関しては、高齢者に対する施設内虐待に関する国内外の研究のみならず、対象を拡大し家庭内における高齢者虐待や、児童や障がい者に対する施設内虐待に関する研究も含めたレビューを既に終えている。これにより高齢者の施設内虐待の特性や、特有の要因についても把握することができた。また、一部の研究成果については既に整理し、学会発表に向けて準備を行っていることから(査読中)、おおむね順調に進展していると評価できる。研究2「新聞記事をもとにした虐待事例の収集・分析」に関しては、既に平成28年度までの新聞記事の収集は終えている。また分析が終了した一部の研究成果については既に整理し、複数の学会にて発表していることから、おおむね順調に進展していると評価できる。特に、本研究で対象としている「特別養護老人ホーム」「認知症グループホーム」「有料老人ホーム」の三つの施設種別における虐待の特徴として、被虐待者に認知症の症状がみられるケースが多いことが改めて確認された。それだけではなく、先行研究では暴力や徘徊などの認知症の行動・心理症状(BPSD)が虐待の要因として指摘されているが、事例を分析する中で、中核症状である記憶力の低下や意思の疎通の困難さなどの症状も多くみられた。このことから、認知症の発症そのものが虐待のリスクを高めている可能性が考えられるなど、新たな知見を得ることができた。これは施設内虐待の予防に向けた、効果的な虐待予防策を明らかにしていく上でも重要な知見であり、今後の研究に活かしていく必要がある。本研究の目的は、複数の種別の高齢者介護施設における虐待について、施設特性もふまえた効果的な虐待予防策の解明を目指すことである。平成29年度は主に、1インタビュー調査の実施、2研究成果の発表・報告の二点に取り組んだ。1インタビュー調査の実施:これまでの研究結果をふまえ、「特別養護老人ホーム」「認知症グループホーム」「有料老人ホーム」の三つの施設種別に勤務する介護職員15名を対象にインタビュー調査を実施した。調査は「高齢者虐待防止法」で定義されている5種類の虐待の例を提示し、各虐待に影響を与えると考えられる、1被虐待者、2職員、3職場に関連する要因と、虐待予防策について聞き取りを行った。

インタビュー内容は同意を得た上で録音し、逐語録を作成し、発生要因・虐待予防策についてKJ法により分類した。分析の結果、虐待の種類によって発生要因や虐待予防策が異なる可能性があること、特に「経済的虐待」「性的虐待」については他の虐待と要因等が異なるだけでなく、発生頻度も異なる可能性が高いことが分かった。そして施設種別に関しては、発生要因や虐待予防策そのものが大きく異なっているわけではなく、影響を与えやすい要因や、各要因の影響力が施設種別によって異なっている可能性が示唆された。2研究成果の発表・報告:複数回学会発表を行っただけでなく、行政や実践現場から施設内虐待に関する研修やシンポジウムの講師の依頼を受け実施した。また、前年度より実施してきた新聞記事をもとにした施設内虐待事例の収集と分析については、今年度も継続して行い、一部の研究成果については論文として投稿した(査読中)。虐待に関する調査研究では、予てより調査協力を得ることそのものが難しいことが指摘されてきた。したがって、まず調査の内容・方法についてこれまでの研究結果をふまえ検討したところ、大きく二点の課題が明らかとなった。一点目の課題としては、虐待の種類によって発生要因や虐待予防策が異なる可能性があり、虐待の種類ごとに調査をする必要性があることが分かった。そして二点目の課題として、具体的な虐待事例を提示した場合、幅広い要因等の抽出が困難となり、さらに調査が長時間化することで調査協力が得られにくくなることが考えられた。そこで、本研究では先行研究を参考に5つの種類の虐待について、簡潔な虐待例のみを提示し、インタビュー調査を実施した。調査を依頼した結果、調査協力が得られなかった施設も多く施設種別によって若干、人数の偏りがみられるものの当初予定していた15名以上から調査協力を得ることができた。調査結果については、1被虐待者、2職員、3職場に関連する要因を、幅広く抽出することができ、さらに要因間の関連や、各要因の影響力が異なる可能性が示唆され、これらの点について検証していくことが今後の研究課題として明らかとなった。また、特に「経済的虐待」「性的虐待」については、他の虐待よりも発生頻度が少ないことから、調査対象者がイメージしにくいことも明らかとなった。したがって、今後アンケート調査を実施する際に提示する虐待の内容等についても再検討する必要があることが分かった。以上のように、調査方法等が当初想定していたものと一部異なる点はあるものの、現実に即した方法等によって、研究課題を明確化させ、十分な研究成果が得られたことから、おおむね順調に進展していると評価できる。さらに、これまでの研究成果については学会発表、論文投稿、研修会・シンポジウム等で報告していることからも、順調に進展していると評価できる。本研究の目的は,複数の種別の高齢者介護施設における虐待について,施設特性もふまえた効果的な虐待予防策の解明を目指すことである.平成30年度は主に,1「アンケート調査の実施と分析」,2「研究成果の発表・報告」の二点に取り組んだ.
CD28スーパーアゴニストによる制御性T細胞増幅効果とその治療への応用

(1) CD28スーパーアゴニスト(CD28-SA)のラットあるいはマウスへの投与により制御性T細胞(Treg)が優先的に増幅された。(2) CD28-SAはラット抗GBM抗体腎炎、マウスループス腎炎、ラットThy-1抗体腎炎の病態を改善し、投与により糸球体にTregの浸潤を認めた。(3) CD28-SAによって増幅された制御性T細胞を別の疾患ラットに投与しても治療効果を認めることから前記(2)の効果の少なくとも一部はTregを介したものであることが判明した。(4)(抗GBM抗体腎炎モデルの場合)CD28-SA治療により糸球体へのCD163+マクロファージの浸潤増加とTh1からTh2、Tregへのbiasを認め、これらが病態改善に関与している可能性があると考えられた。成果:(1)正常ラットに対するCD28スーパーアゴニスト(JJ316)の投与効果:正常WKYラットにJJ316を静注後3日目に脾臓を解析したところ制御性T細胞(以下Treg)分画の比率が投与量に依存的して増加した。(2)ラット半月体形成性腎炎に対するJJ316の短期効果:ラット半月体形成性腎炎誘導後3日目にJJ316を投与し8日目に解析した。(1)治療群で半月体形成率および尿タンパク量は有意に減少した(2)治療により糸球体に浸潤するTregは増加し、CD8+T細胞およびマクロファージは減少していた。治療群ではCD163(ED2)+マクロファージが有意に増加していた(3)糸球体における炎症性サイトカインIL-6、TNFα、MCP-1の発現は治療により減少した(4)Th1サイトカイン発現が低下し、Th2サイトカインおよびTregサイトカイン発現が増加していた。(3)ラット半月体形成性腎炎に対するTregadoptive transferの治療効果:上記の効果が真に増加したTregを介するものかを検証するために、正常WKYラットにJJ316を投与後3日目にTreg分画をsortして別の腎炎ラットに投与したところ、半月体形成率や尿タンパク量の減少などが再現できた。意義と重要性:(1)致死率の高い急速進行性糸球体腎炎のモデルで顕著な治療効果を認めたことは実臨床に対してもインパクトが大きい(2)adoptive transfer実験から前記(2)の効果の少なくとも一部はTregを介したものであること、JJ316による治療により糸球体へのCD163+マクロファージ(炎症の軽減に関与するとされる)の浸潤増加とTh1からTh2、Tregへのbiasを認め、これらが病態改善に関与している可能性があることなどメカニズムに関しても解析ができた。(2)-1ラット半月体形成性腎炎に対するJJ316の短期効果:ラット半月体形成性腎炎誘導後3日目にJJ316を投与し8日目に解析した。治療群ではCD163(ED2)+マクロファージが有意に増加していた(3)Th1サイトカイン発現が低下し、Th2サイトカインおよびTregサイトカイン発現が増加していた。(2)-2ラット半月体形成性腎炎に対するTregadoptive transferの治療効果:正常WKYラットにJJ316を投与後3日目にTreg分画をsortして別の腎炎ラットに投与したところ、半月体形成率や尿タンパク量の減少などが再現できた。(3)ラットThy-1腎症に対するJJ316の投与効果:Thy-1抗体投与にてメサンギウム増殖性腎症を惹起後3日目にJJ316を投与し、7日目に解析したところ、尿タンパク量の減少、CD163+マクロファージの浸潤、糸球体におけるIL-10の発現増強を認めた。意義と重要性:(1)致死率の高い急速進行性糸球体腎炎および最も頻度の高いメサンギウム増殖性腎炎のモデルで顕著な治療効果を認めたことは実臨床に対してもインパクトが大きい(2)JJ316による治療により糸球体へのCD163+マクロファージ(炎症の軽減に関与するとされる)の浸潤増加とTh1からTh2、Tregへのbiasを認め、これらが病態改善に関与している可能性があることなどメカニズムに関しても解析ができた。成果:

(1)正常ラットに対するCD28スーパーアゴニスト(JJ316)の投与効果:正常WKYラットにJJ316を静注後3日目に脾臓を解析したところ制御性T細胞(以下Treg)分画の比率が投与量に依存的して増加した。(2)ラット半月体形成性腎炎に対するJJ316の短期効果:ラット半月体形成性腎炎誘導後3日目にJJ316を投与し8日目に解析した。(1)治療群で半月体形成率および尿タンパク量は有意に減少した(2)治療により糸球体に浸潤するTregは増加し、CD8+ T細胞およびマクロファージは減少していた。治療群ではCD163(ED2)+マクロファージが有意に増加していた(3)糸球体における炎症性サイトカインIL-6、TNF・、MCP-1の発現は治療により減少した(4)Th1サイトカイン発現が低下し、Th2サイトカインおよびTregサイトカイン発現が増加していた。(3)ラット半月体形成性腎炎に対するTregadoptive transferの治療効果:上記の効果が真に増加したTregを介するものかを検証するために、正常WKYラットにJJ316を投与後3日目にTreg分画をsortして別の腎炎ラットに投与したところ、半月体形成率や尿タンパク量の減少などが再現できた。(4)ex vivoで脾臓あるいはリンパ節由来の単核球にJJ316を添加しTregの増幅を試みたが、一時的に2日後をピークにTregは増えるが、それを維持することができていない。意義と重要性:(1)致死率の高い急速進行性糸球体腎炎のモデルで顕著な治療効果を認めたことは実臨床に対してもインパクトが大きい(2)adoptive transfer実験から前記(2)の効果の少なくとも一部はTregを介したものであること、JJ316による治療により糸球体へのCD163+マクロファージ(炎症の軽減に関与するとされる)の浸潤増加とTh1からTh2、Tregへのbiasを認め、これらが病態改善に関与している可能性があることなどメカニズムに関しても解析ができた。(3)Tregでの試験管内での増幅は難しく、生体内での減少は再現できていなかった。
自治体の震度情報による地震被害評価の精度向上に関する研究

研究目的:地震発生時に自治体などで収集されている計測震度の情報は構造物の被害状況を把握する上で重要な指標となる。しかし、計測震度は必ずしも実際の構造物被害と対応していないことが、近年、発生した地震の調査で報告されている。これは計測震度では地震動において構造物に大きな被害をもたらす周期帯を十分に考慮できていないことによる。上記の問題を改善するために、地震波形を用いた構造物の被害評価手法が提案されている。しかし、現在の自治体の震度情報ネットワークシステムでは地震波形を収集するシステムが十分に整備されていないため、自治体で地震波形を用いた被害評価手法を適用することは難しい。本研究では地震波形を用いずとも、現行の震度情報ネットワークで収集されている計測震度や最大加速度を用いることにより、構造物に甚大な被害をもたらす地震動の周期帯を考慮した構造物の被害評価手法を構築する。上述の手法によって、自治体の震度情報による地震被害評価の精度を向上させることを本研究の目的としている。研究方法:一般的な木造家屋をモデル化し、限界耐力計算によって、木造家屋の損傷度と相関のある層間変形角を計算した。地震波形ごとに木造家屋モデルの層間変形角を計算するとともに、計測震度と最大加速度を求めた。また、計測震度や最大加速度に比べて周期の長い地震動と相関の高い地震動指標を計測震度と最大加速度から算出した。なお、同一の地震波形について、耐力が異なる3つの木造家屋モデルに対して、それぞれの層間変形角を求めた。研究成果:地震動指標と木造家屋の層間変形角の対応を調べたところ、木造家屋の耐力が低い場合は計測震度と最大加速度を組み合わせた指標が層間変形角との相関が最も高く、耐力が高い場合は計測震度が層間変形角を評価する指標として、最も適していることが明らかになった。
テラヘルツ領域磁気共鳴測定の感度を飛躍的に向上させるゼロ検出法の開発

本年度は、パルス強磁場を用いたゼロ検出ESR測定装置の開発を行った。市販のフリースタンディングワイヤーグリッド偏光素子では、1)パルス磁石の狭い空間に導入できない、2)時間変化する磁場によるうず電流が発生しマクスウェル応力を受ける、の問題があるため、これらを克服できる偏光素子を検討した。リフォグラフィによる特注の偏光素子を含めて検討した結果、旭化成が製造している可視光用ワイヤーグリッド偏光フィルム(WGF)が有望であると考え、テラヘルツ領域において使用可能かどうかテストを行った。その結果、偏光性、透過率、反射率は0.1 THz 0.5THzの領域で十分な性能を有することがわかった。現有している試料空間φ10mmを有するパルス強磁場ESR装置を改造し、クロスニコル配置の透過測定が可能なゼロ検出ESR測定装置を製作した。φ10mmの空間に試料の両側に回転機構を備えたWGFを配置し、検出器側のWGFは試料との距離をマイクロメータヘッドで0.05mmの精度で30mm移動させることを可能にした。試料はDPPHを用いて、0.105THzの周波数、86KにおいてWGFなしの通常の透過法ESR測定では共鳴が起きた際に透過光強度の減少として観測されていたものが、WGFを導入すると共鳴が起きた際に光が透過して透過光強度が増大することが観測された。これで磁場空間が狭いパルス磁石と組み合わせたゼロ検出ESR測定に成功したと言える。本装置は、パルス幅8ms、最大磁場30Tのパルス磁場、温度領域86 K 300 K、周波数領域0.04 THz 1.2THzの透過型ゼロ検出ESR測定装置となる。平成29年度は計測原理確認と調整機構の動作確認のためにφ100mmの室温空間を持つヘリウムフリー超伝導磁石(静磁場10T)を用いたシステム構築を行い、動作原理の検証を行った。テラヘルツ領域で用いることができるワイヤーグリッド偏光素子によってクロスニコル測定法でESRシグナル検出が可能であることを示すことに成功した。ワイヤーグリッド偏光素子は50μm間隔のもので300GHz(λ=1mm)が最大効率となっているものを用い、直線偏光の光源として105GHz(λ3mm)のGunn発振器を用いた。検出器は同じく100GHzを最大効率となっているショットキーダイオードを用いて測定を行った。光源からの偏光度を保証するため、2枚の偏光素子による消光や偏光素子間隔による依存性など基礎的な計測を行い、試料前後に2枚の偏光素子を導入し計測を行った。その結果、クロスニコル計測によりバックグラウンド光が入射光の5%以下に減少し、ESR信号とバックグラウンド光の比がほぼ100%の計測を達成できた。この成果は、ESRが右回り偏光にのみカップリングし吸収が起こることを示しており、本研究の「ゼロ検出法」が原理的に可能であることを示している。これにより本研究が目的とする、新しいテラヘルツ領域磁気共鳴測定が原理的に可能であることが分かった。また、ロックイン増幅器を用いた場合は、光源出力が1μWと微弱になってもESRの検出ができた。これは従来のホットエレクトロン検出器のInSbを使ったビデオ検出法と比べて10^5高感度である。当初、テラヘルツ領域の偏光素子として微細加工で製作されたものを導入する予定であったが、代理店が取り扱いを中止したため入手が困難になっていた。そのため研究初年度は従来からあるテラヘルツ用ワイヤーグリッド偏光素子を用いて「ゼロ検出」の動作原理の確認を行った。申請時に予想してた通り、偏光素子にあるわずかな反射率と垂直偏光でも残る透過率のため偏光素子間でファブリ・ペロー共振器的な共振が生じるため、偏光素子それぞれの位置や偏光の角度を微調整できる機構が必要不可欠であることが明確となった。初年度作成したテストベンチでは、装置に手動で微調整できる機構を組み込み、消光が最大になる位置で実験を行い良好な結果を得た。しかし、現在使用しているフリースタンディングワイヤーグリッド偏光素子はワイヤー固定のための大きな枠があり、大口径の超伝導磁石でさえ偏光素子を磁場空間に導入することができない。そのため初年度に当初予定していた各種部品(ルーフトップミラー、ワイヤーグリッド偏光素子の角度と高さ)の調整機構の検討が十分できていない。

試料はDPPHを用いて、0.105THzの周波数、86KにおいてWGFなしの通常の透過法ESR測定では共鳴が起きた際に透過光強度の減少として観測されていたものが、WGFを導入すると共鳴が起きた際に光が透過して透過光強度が増大することが観測された。これで磁場空間が狭いパルス磁石と組み合わせたゼロ検出ESR測定に成功したと言える。本装置は、パルス幅8ms、最大磁場30Tのパルス磁場、温度領域86 K 300 K、周波数領域0.04 THz 1.2THzの透過型ゼロ検出ESR測定装置となる。ゼロ検出法の実現するために偏光素子を磁場空間に導入するには、現在のフリースタンディングワイヤーグリッド偏光素子より小型の偏光素子が必要である。まず一つめとして、当初予定していた微細加工によるワイヤーグリッド偏光素子の製造元は存在するので代理店を引き続き探す努力を行う。これと同時に、最近製品化された赤外領域用の金属ナノワイヤーグリッド偏光フィルムが存在するので、この偏光フィルムのテラヘルツ領域における特性の測定を行い、微細加工によるワイヤーグリッド偏光素子の代替とならないか検討を行う。今年度は、この偏光フィルムのテラヘルツ領域の偏光特性測定と、初年度予定していた各種部品(ルーフトップミラー、ワイヤーグリッド偏光素子の角度と高さ)の調整機構の設計と10T超伝導磁石に導入出来るシステムの製作を急ぎで行い、定常磁場下におけるゼロ検出装置の開発を行う。定常磁場における装置開発ができればサイズを縮小し、φ15mmのパルス強磁場中に導入できるクライオスタットの設計・製作は年度内に可能と考えている。
臍帯間葉系幹細胞シートによる先天性横隔膜ヘルニア低形成肺の再生

1.先天性横隔膜ヘルニアの予後因子である肺低形成と遷延性肺高血圧に対する治療として、臍帯由来間葉系幹細胞(UC-WJSCs)を用いた再生医療の可能性を検討するための基礎研究を行った。間葉系幹細胞の一つである脂肪幹細胞が、組織再生因子を産生することで肺組織再生を促すことは既に知られており、本研究ではUC-WJSCsを利用することを選択した。2.観察に適したラット胎児肺を用いて、UC-WJSCsとの共培養による胎児肺の分化誘導を確認した。UC-WJSCsの有用性をLungbud増加率と肺成長に関与するmRNAの発現により、UC-WJSCsとの共培養群が幹細胞なしのコントロール群とで比較検討した。結果はUC-WJSCsとの共培養群が幹細胞なし群に比し、Lung budの増加率が有意に高値であった。また、肺血管新生とlung branching morphogenesisに関与する因子であるVEGF、BMP-4、TTF-1の発現がUC-WJSCsとの共培養群に有意に高値であった。しかし、Shhの発現には両群間に有意差は認めなかった。3.ボランティアの妊婦から出産時の臍帯の提供を受け、臍帯のワルトンジェリーからUC-WJSCsを取り出す実験を行なった。2-3mm大に細切したワルトンジェリーから、UC-WJSCsを抽出するのには2-4週間必要であった。このUC-WJSCsを用いて、コラーゲン足場にシート状に培養を行なった。幹細胞シートをマウス肺に移植する実験は、マウスの全身麻酔と開胸手術の維持がこんなんであった。4.臍帯からUC-WJSCsを取り出し、継代培養を行う手技は確立された。また、UC-WJSCsが胎児肺組織に成長発育を促す影響を与えている可能性が示唆された。より臨床に即した基礎実験としては、シート状に培養したUC-WJSCsの肺への移植実験となるが、小動物に対する開胸手術などの技術的問題の克服が必要である。1.臍帯幹細胞の継代培養:PromoCell社から購入したヒト臍帯幹細胞(UCMSCs)を継代培養した。しかし、細胞増殖率が不良で、細胞シートを作成できるまで細胞の増殖させるのは困難であった。また、培養液との親和性を確認する実験を行い、MDEM/F12,10%FBSまたはLonza社のヒト間葉系幹細胞用培地に親和性を確認した。2.幹細胞への蛍光色素導入:幹細胞を可視化し、細胞動態の追跡に使用する目的で、ライフサイエンス社のCellVueの蛍光色素を幹細胞に導入した。蛍光色素濃度を3段階に分けて、作用させ細胞毒性や細胞増殖への影響を確認した。3倍濃度までであれば、細胞継代中に細胞毒性や増殖不良をきたすことはなかった。また、観察した約1ヶ月間に蛍光が減弱することはなかった。3.幹細胞シート:細胞シートを効率よく作成するために、透過性コラーゲン膜を用いて、蛍光色素を導入した幹細胞をコラーゲン膜上で培養した。動物へ移植するまでは行えなかった。4.ラット胎児肺とUCMSCsを共培養し、48時間の無血清培地上で培養した。共培養グループは非共培養グループに比してLungbudの増加率が有意に高かった。これは、UCMSCsの刺激により、胎児肺が自らの成長因子の分泌増加を行ったか、UCMSCsからの成長因子の分泌により、分枝が促進されたものと考えた。5.ラット胎児肺とUCMSCsを共培養した肺を用いて、胎児肺の分化誘導時に重要な役割を果たす、ShhのmRNAレベルの発現を観察した。両グループに発現の有意差はなかったが、より肺の分枝が多い共培養グループのShhレベルは低かった。これは、分枝が活発に起こっていることにより、Shhが抑制されたためであり、共培養グループの分化がより盛んであることを示唆した。購入した幹細胞の増殖が遅く、継代培養が困難であった。1.購入した臍帯幹細胞の継代培養の条件設定を行った。血清使用培地群と無血清培地群に分けて細胞増殖を観察したが、無血清培地群では、細胞の増殖が遅く、細胞の携帯も大型化した。今のところ無血清培地では、目的の期間で細胞継代は困難であることが確認された。2.継代培養した臍帯幹細胞に蛍光色素を導入しラベリングした。蛍光ラベリングを行うと、細胞の生存数がやや減少することが確認された。しかし、5mm well程度の大きさの細胞シートを作成するための十分な細胞数は得られた。コラーゲン膜の足場に細胞を散布してシートを作成するが、手技がやや複雑であるため、手技の習得に時間と練習を要する。3.ヒト臍帯から臍帯幹細胞を分離培養するための方法を実習した。日本大学小児科研究室において、実際の細胞分離の方法を学んだ。清潔操作や、臍帯血管の剥離を確認した。ワルトンジェリーの細切の方法を学んだ。当研究では購入した臍帯幹細胞を使用していたが、条件設定に難渋し、期待通りに細胞を継代することができなかった。そのため、ボランティアで臍帯を提供いただける妊婦さんを募集することにした。

筑波大附属病院の産科に協力を得て、また病院の倫理委員会の審査を受けて、臨床研究をスタートさせる手続きを取った。胎児診断で異常を指摘されていない児が帝王切開で出生するときに臍帯を提供していただくようにする。ポスターやパンフレットで募集を呼び掛け、賛同いただけた妊婦さんには個別にインフォームドコンセントをとって、帝王切開術時に採取することになった。1.研究室の耐震化工事のため、十分な研究環境を得られなかった。2.購入した臍帯幹細胞の継代培養の条件設定が困難で、十分量の細胞を得られなかった。3.自分の病気治療のため十分な研究時間を確保できなかった。市販のUC-WJSCs (PromoCell社)を用いて、臍帯幹細胞の継代培養を行っている。順調な継代培養に培養液の調整が必要となり、間葉系幹細胞用の培養液などの使用も試みた。現在は、DMSAに血清を添加して用いて行なっている。順調な継代培養が可能となった。培養した臍帯幹細胞のマーキングのために、蛍光色素を導入した。Sihgma社のCellvueキットを用いて生細胞染色を行った。細胞質に取り込まれた蛍光色素を、蛍光顕微鏡で確認した。細胞質に取り込まれた蛍光色素の量は経時的観察に十分と考えられた。Cellvueで生細胞染色を行ったUC-WJSCsをメッシュインサート上に播種した状態で、ラット胎児肺との共培養を行った。細胞ありの培養は無細胞しよりも、胎児肺のbranching morphogenesisがすすむことが確認された。今後は、生細胞染色したUC-WJSCsが胎児肺に取り込まれているかどうかの観察が必要と考えている。Cellvueキットで生細胞染色したUC-WJSCsを用いた細胞シートの作成を行った。35mmdish上でのシート作成は、dishから細胞シートを剥が操作が困難であり、作成方法を変更する必要性が生じた。そのため、コラーゲン膜に細胞培養を行い、細胞シートの作成が可能な、Koken社のAtelocellを用いたシート作成に変更することとした。シートの作成は簡便に行えるものの、コラーゲン膜を摘出する操作が困難であり、改善の余地がある。自身の手術、放射線治療などによる研究の遅れがあった。1.先天性横隔膜ヘルニアの予後因子である肺低形成と遷延性肺高血圧に対する治療として、臍帯由来間葉系幹細胞(UC-WJSCs)を用いた再生医療の可能性を検討するための基礎研究を行った。間葉系幹細胞の一つである脂肪幹細胞が、組織再生因子を産生することで肺組織再生を促すことは既に知られており、本研究ではUC-WJSCsを利用することを選択した。2.観察に適したラット胎児肺を用いて、UC-WJSCsとの共培養による胎児肺の分化誘導を確認した。UC-WJSCsの有用性をLungbud増加率と肺成長に関与するmRNAの発現により、UC-WJSCsとの共培養群が幹細胞なしのコントロール群とで比較検討した。結果はUC-WJSCsとの共培養群が幹細胞なし群に比し、Lung budの増加率が有意に高値であった。また、肺血管新生とlung branching morphogenesisに関与する因子であるVEGF、BMP-4、TTF-1の発現がUC-WJSCsとの共培養群に有意に高値であった。しかし、Shhの発現には両群間に有意差は認めなかった。3.ボランティアの妊婦から出産時の臍帯の提供を受け、臍帯のワルトンジェリーからUC-WJSCsを取り出す実験を行なった。
幼雛における摂食・睡眠行動の制御機構解明に関する研究

副腎皮質刺激ホルモン放出因子、ウロコルチンおよびウロテンシンIは、アミノ酸配列が類似し、哺乳動物の摂食を抑制することが知られていた。ヒナにおけるその作用は、副腎皮質刺激ホルモン放出因子が最も強く、ウロテンシンI、ウロコルチンの順であった。副腎皮質刺激ホルモン放出因子と同様にグルカゴン様ペプチド-1も、ヒナの摂食を抑制することが知られていたが、他の行動に関しては異なる反応を示すことが確認されていた。両者の脳内における交互作用を調べたところ、摂食行動に対して協調しあい、ストレス行動に関しては拮抗しあうことが判明した。内因性のグルカゴン様ペプチド-1が摂食調節に関わっているか否かを調べたところ、採卵鶏のヒナでは関与が認められたもののブロイラーヒナでは関与していないことが明らかとなった。ニューロペプチドYは、ヒナの摂食亢進因子の一つとして認知されていた。ニューロペプチドYの受容体にはいくつかのサブタイプが存在するが、それらに対する選択的な刺激役を投与したところ、ニューロペプチドY-(13-36)を除き他の物はヒナの摂食を亢進することが判明した。哺乳動物において、グレリンは強力な摂食促進作用を持つペプチドであるが、ヒナでは全く逆に強い摂食抑制作用を有することがラットグレリンの投与で明らかにされていた。グレリンの受容体に対する様々な刺激役の効果をヒナで調べたところ、ニワトリグレリンもカエルグレリンもラットグレリンと同様に摂食を抑制した。また、合成リガンドである成長ホルモン放出ペプチドを投与しても摂食は抑制された。L-ピペコリン酸は、必須アノミ酸であるL-リジンの脳内における主要な代謝産物である。その脳内における役割を調べたところ、ヒナの摂食を抑制し、その一方で睡眠を誘発する作用を有することが判明した。ニワトリヒナの脳内において副腎皮質刺激ホルモン放出因子は、摂食を抑制し、行動量を高める作用を持つことが判明した。交感神経系のヒナの発育への影響を見るために交感神経の働きをグアネチジンにより遮断したところ、成長や脳の発育が阻害された。カテコラミンの摂食への影響を調査するために、アドレナリンのα_1とα_2受容体の拮抗薬をそれぞれ脳室内に投与した。その結果、α_2受容体の拮抗薬により摂食が阻害され、α_1受容体の拮抗薬では変化が認められなかった。この結果より、ヒナの摂食行動におけるα_2受容体の重要性が示唆された。成長ホルモンの分泌を促すことが知られる成長ホルモン放出因子やグレリンは、哺乳動物の摂食を亢進することが報告されていた。ところがニワトリヒナにおいては、これらのペプチドホルモンにより摂食は阻害され、種特異的な作用が明らかとなった。α-メラノ細胞刺激ホルモンはヒナの中枢において摂食を抑制するが、その拮抗薬であるアグーチ関連蛋白質を脳室に投与した際に、採卵用型に育種選抜したヒナにおいては摂食が亢進したが、肉用型に育種選抜したブロイラーヒナでは作用が認められなかった。この事実から、ブロイラーの育種選抜には脳内のα-メラノ細胞刺激ホルモン産生が少ない個体が選ばれてきたと推察された。脂肪酸の酸化により産生するケトン体がヒナの摂食に及ぼす影響を調べたところ、脳室に投与してもあるいは腹腔に投与しても著しく摂食を抑制することが判明した。そこで脂肪酸の酸化をメルカプト酢酸で止めたところ、摂食の亢進は認められず、むしろ強い抑制が起こった。

副腎皮質刺激ホルモン放出因子、ウロコルチンおよびウロテンシンIは、アミノ酸配列が類似し、哺乳動物の摂食を抑制することが知られていた。ヒナにおけるその作用は、副腎皮質刺激ホルモン放出因子が最も強く、ウロテンシンI、ウロコルチンの順であった。副腎皮質刺激ホルモン放出因子と同様にグルカゴン様ペプチド-1も、ヒナの摂食を抑制することが知られていたが、他の行動に関しては異なる反応を示すことが確認されていた。両者の脳内における交互作用を調べたところ、摂食行動に対して協調しあい、ストレス行動に関しては拮抗しあうことが判明した。内因性のグルカゴン様ペプチド-1が摂食調節に関わっているか否かを調べたところ、採卵鶏のヒナでは関与が認められたもののブロイラーヒナでは関与していないことが明らかとなった。ニューロペプチドYは、ヒナの摂食亢進因子の一つとして認知されていた。ニューロペプチドYの受容体にはいくつかのサブタイプが存在するが、それらに対する選択的な刺激役を投与したところ、ニューロペプチドY-(13-36)を除き他の物はヒナの摂食を亢進することが判明した。哺乳動物において、グレリンは強力な摂食促進作用を持つペプチドであるが、ヒナでは全く逆に強い摂食抑制作用を有することがラットグレリンの投与で明らかにされていた。グレリンの受容体に対する様々な刺激役の効果をヒナで調べたところ、ニワトリグレリンもカエルグレリンもラットグレリンと同様に摂食を抑制した。また、合成リガンドである成長ホルモン放出ペプチドを投与しても摂食は抑制された。L-ピペコリン酸は、必須アノミ酸であるL-リジンの脳内における主要な代謝産物である。その脳内における役割を調べたところ、ヒナの摂食を抑制し、その一方で睡眠を誘発する作用を有することが判明した。
計算機クラスタでの実行を可能とするOpenMPコンパイラに関する研究

本研究で開発したOpenMPコンパイラによって,行列積プログラムをコンパイルし,PCクラスタで実行した結果,8ノートで7.8倍の性能向上が得られたのを受け,その結果について国際会議で発表した.このことにより,本研究で掲げた目的に対して,一定の成果が得られたものと考える.また,本コンパイラの主要構成要素である,quadと呼ばれる配列範囲記述子を利用して,3種類のアプリケーションプログラムを実行した場合に発生するメッセージ数,データ転送量、記述子間の演算コスト等について詳細に評価し,その結果について,論文誌に投稿した(本報告書の執筆時点では,査読中である).本研究によって一定の成果を挙げることができた一方で,本研究で開発したコンパイラの問題点・限界が判明したことも事実である.現コンパイラよりも機能的・性能的に強化したOpenMPコンパイラを実現するためには,以下のような改良が必要であると考える.1)現コンパイラは,OpenMPディレクティブにより並列実行を指示するブロック内に手続き呼び出しがあるようなプログラムをコンパイルすることができない.この問題を克服するため,手続き内でアクセスされる配列に関する情報を呼び出し側で扱える機能を開発する必要がある.2)コンパイル時に解析しきれない,動的なアクセスパターンを示すアプリケーションプログラムを扱うことも現段階では不可能である.一方,従来の分散共有メモリ(DSM)システムは,静的な解析情報を利用しないために,性能向上に限界があった.すなわち,現コンパイラの手法とDSMの手法は相補的な関係にあり,これらを融合させることにより,計算機クラスタの性能を最大限に引き出す,共有メモリ型プログラミング環境を構築できるものと考えられる.今後は,本研究を通して得られたこれらの新たな知見をもとに,発展的に研究を進めていく考えである.本年度においては、まず、本研究で開発するOpenMPコンパイラの主要構成部分であるquadについて評価を行った。quadは、並列プログラムで頻繁に出現するアクセス・パターンを効率良く表現することができる配列範囲記述子である。LU分解、高速フーリエ変換、N体問題の3種類のアプリケーション・プログラムを用いた性能評価によって、quadは、従来の記述子Bounded Regular Sectionsに比べて、より少ない数の記述子で、より正確にアクセス・パターンを表現することが可能であることを示した。これらの結果について、国際会議で発表した。その後、記述子間の演算コストについても評価しており、この成果を発表する論文を現在準備中である。また、コンパイラ本体およびコンパイラが生成するライブラリ関数を実装し、OpenMPで記述した行列積算プログラムをコンパイルし、計算機クラスタにおいて実行した。その結果、8ノードで7.8倍の性能向上が得られた。しかし、NAS Parallel BenchmarkのCGで性能測定したところ、現段階では、良好な性能向上を得るに至っていない。これは、本研究の主題であるコンパイラの問題というよりは、実行時環境の性能、あるいはCGの通信特性の問題と思われるが、発表に値する成果が得られるように引き続き性能評価を進めていきたい。なお、現段階ではコンパイラの機能が限定されており、CGに関しては大部分を手動でコンパイルした。本研究で開発したOpenMPコンパイラによって,行列積プログラムをコンパイルし,PCクラスタで実行した結果,8ノートで7.8倍の性能向上が得られたのを受け,その結果について国際会議で発表した.このことにより,本研究で掲げた目的に対して,一定の成果が得られたものと考える.また,本コンパイラの主要構成要素である,quadと呼ばれる配列範囲記述子を利用して,3種類のアプリケーションプログラムを実行した場合に発生するメッセージ数,データ転送量、記述子間の演算コスト等について詳細に評価し,その結果について,論文誌に投稿した(本報告書の執筆時点では,査読中である).本研究によって一定の成果を挙げることができた一方で,本研究で開発したコンパイラの問題点・限界が判明したことも事実である.現コンパイラよりも機能的・性能的に強化したOpenMPコンパイラを実現するためには,以下のような改良が必要であると考える.1)現コンパイラは,OpenMPディレクティブにより並列実行を指示するブロック内に手続き呼び出しがあるようなプログラムをコンパイルすることができない.この問題を克服するため,手続き内でアクセスされる配列に関する情報を呼び出し側で扱える機能を開発する必要がある.2)コンパイル時に解析しきれない,動的なアクセスパターンを示すアプリケーションプログラムを扱うことも現段階では不可能である.一方,従来の分散共有メモリ(DSM)システムは,静的な解析情報を利用しないために,性能向上に限界があった.すなわち,現コンパイラの手法とDSMの手法は相補的な関係にあり,これらを融合させることにより,計算機クラスタの性能を最大限に引き出す,共有メモリ型プログラミング環境を構築できるものと考えられる.今後は,本研究を通して得られたこれらの新たな知見をもとに,発展的に研究を進めていく考えである.
中等教育化学における文脈を基盤とした学習プログラムの構築

本研究は,中等教育(中学校及び高等学校)における化学授業の質的な改善をするためのプログラムを開発することである。具体的には文脈を基盤とする学習を核とした文脈編及び概念編のテキスト類とそれを用いた授業方式を開発する。文脈編は,学習者が実生活・実社会との関係性(relevance)をもち,学ぶ意義・有効性を意識できる真正性のあるストーリー性をもつ中等教育化学プログラムを開発するものである。この真正性をもつ課題により知識は実世界に関係づけられる。一方,理論編は,理解を深めるためには系統的・組織的な知識の獲得が必要である。そのため,文脈による学習と系統的な知識の獲得の橋渡しが重要となる。そこで,化学の理解のための基礎・基本的な理解の要素である原理を集約して「基本概念」とし,これらに化学的な内容を関連づける。本プログラムは,中等教育における化学の「基本概念」を,その学習・活用形態としての「コンテキスト(文脈)」により,実際の授業での「多様な授業方法(方法)」の3本柱で構成する。昨年度までに,ドイツなどの先進事例を参考にして日本化学会の歴史的視点,国際バカロレアなどの教育課程の視点,アメリカやイギリスの科学教育の視点,日本の学習指導要領,教科書の視点により,日本における中等教育レベルにおける化学の基本概念を暫定的に確立した。ドイツのChemie im Kontextの基本概念は,概念A:物質・粒子概念,概念B:構造・性質の概念,概念C:エネルギー概念,概念D:力学平衡と化学平衡の概念,概念E:供与体・受容体概念,とされているが,学習指導要領や教科書を検討し日本独自の概念とした。これに基づき,それぞれの概念に属する化学的な内容(contents)を整理・精選した。先行するドイツのChemie im Kontextの授業を現地調査し,基本概念を授業にどのように関連付けるかを確認した。本プログラムにおける中等教育化学の基本概念をテキスト及び授業例において独国のKMK化学教育スタンダードとChemie im Kontextプロジェクトの事例,米国科学界スタンダード,日本化学会,国際バカロレア,現行化学教科書及び高等学校学習指導要領解説理科を基礎資料として検討した。その結果,日本の中等教育化学における基本概念を「物質ー粒子」「構造ー性質」「エネルギー」「供与体ー受容体」「化学平衡」とおいた。また,KMK化学教育スタンダードに提示された課題事例の機能と内実を明らかにするとともに,教科内容の体系化,構造化の観点からその重要性が指摘される基本概念と課題事例との関係性について探った。本プログラムにおける基本概念の特質を明らかにし,その基本概念と資質・能力及び授業の関係を明らかにすることに目的を広げる必要がある。資質・能力の中核となる基本概念をもう一度整理し,その特質を明らかにする。また,基本概念を中核として他の資質・能力も同時に育成していくことを目指す。そして,授業デザインは先行しているドイツの例を参考に行う。文脈を基盤とするアプローチは,化学の内容,概念をつなぎ,関連性をもたせ化学と関係する関連性を重視するためレリバンスを文脈の柱とする。本研究は,学習者が実生活・実社会との関係性(relevance)をもち,学ぶ意義・有効性を意識できる真正性のあるストーリー性をもつ中等教育化学プログラムを開発するものである。一方,理解を深めるためには系統的・組織的な知識の獲得が必要である。本年度は,ドイツなどの先進事例を参考にして日本化学会の歴史的視点,国際バカロレアなどの教育課程の視点,アメリカやイギリスの科学教育の視点,日本の学習指導要領,教科書の視点により,日本における中等教育レベルにおける化学の基本概念を暫定的に確立した。1年目は現地調査先の都合により実施できなかったが,2年目9月に可能になった。現地調査そのものは半年遅れてしまったが,当初計画していた基本概念の多面的な調査は終わり,これをどのように整理し,コンテキストに関連付けるかも徐々にまとまり,ほぼ予定通りになってきた。

そのため,文脈による学習と系統的な知識の獲得の橋渡しが重要となる。そこで,化学の理解のための基礎・基本的な理解の要素である原理を集約して「基本概念」とし,これらに化学的な内容を関連づける。本プログラムは,中等教育における化学の「基本概念」を,その学習・活用形態としての「コンテキスト(文脈)」により,実際の授業での「多様な授業方法(方法)」の3本柱で構成する。昨年度までに,ドイツなどの先進事例を参考にして日本化学会の歴史的視点,国際バカロレアなどの教育課程の視点,アメリカやイギリスの科学教育の視点,日本の学習指導要領,教科書の視点により,日本における中等教育レベルにおける化学の基本概念を暫定的に確立した。ドイツのChemie im Kontextの基本概念は,概念A:物質・粒子概念,概念B:構造・性質の概念,概念C:エネルギー概念,概念D:力学平衡と化学平衡の概念,概念E:供与体・受容体概念,とされているが,学習指導要領や教科書を検討し日本独自の概念とした。これに基づき,それぞれの概念に属する化学的な内容(contents)を整理・精選した。先行するドイツのChemie im Kontextの授業を現地調査し,基本概念を授業にどのように関連付けるかを確認した。本プログラムにおける中等教育化学の基本概念をテキスト及び授業例において独国のKMK化学教育スタンダードとChemie im Kontextプロジェクトの事例,米国科学界スタンダード,日本化学会,国際バカロレア,現行化学教科書及び高等学校学習指導要領解説理科を基礎資料として検討した。その結果,日本の中等教育化学における基本概念を「物質ー粒子」「構造ー性質」「エネルギー」「供与体ー受容体」「化学平衡」とおいた。また,KMK化学教育スタンダードに提示された課題事例の機能と内実を明らかにするとともに,教科内容の体系化,構造化の観点からその重要性が指摘される基本概念と課題事例との関係性について探った。1.基本概念の再定義次期学習指導要領解説など新規の情報に基づき,日本における中等教育化学の資質・能力と適合させ,小学校および大学との共役性を確認し,再定義をする。それぞれに含まれる下位概念も整理し直す。教育現場の教師にも意見を確認する。2.中等教育化学の基本概念を核とした資質・能力の定義次期学習指導要領解説など新規の情報に基づき,中等教育化学の基本概念を核とした資質・能力の定義する。3.上記の資質・能力を育成するための授業デザインの開発先行するドイツのChemie im Kontext及び教育スタンダードの授業デザインの開発を参考に,まずは日本プロトタイプを開発する。複数の協力教員及び学校において試行する。本プログラムにおける基本概念の特質を明らかにし,その基本概念と資質・能力及び授業の関係を明らかにすることに目的を広げる必要がある。
ノシセプチン疼痛受容体の純アンタゴニストの分子設計と鎮痛作用

ORL1受容体の痛み伝達機構を遮断するアンタゴニストは鎮痛剤として強く期待されている。申請者は昨年度までにORL1受容体の活性化を遮断・妨害する純アンタゴニスト、isovareroyl-RYYRIK-NH_2, Methylthio-RYYRIK-NH_2の合成に成功した。また、ORL1受容体の第二、第三、および第四膜貫通領域に注目しアミノ酸残基を網羅的にAla残基に置換するAlaスキャンニング法を実施し(1)内在性リガンド・ノシセプチンの結合に必須なアミノ酸残基、(2)ORL1受容体の活性化に重要なアミノ残基、そして(3)受容体活性化構造の構築に必須なTM間のパッキング領域に存在するアミノ酸残基を同定した。昨年度に続き、本年度はORL1受容体の純アンタゴニストの結合部位を解明するために変異受容体を用いて結合試験を行い、ORL1受容体の純アンタゴニストの結合部位に関与するいくつかのアミノ酸残基を同定した。また、アンタゴニストで飽和結合試験を行うために、アンタゴニストのラジオラベルリガンドの作製を試みた。ノシセプチンによるORL1受容体の活性化に必須な構造要因の解明においては、昨年度に続き、ORL1受容体の第一膜貫通領域に存在するアミノ酸残基を一つ一つAlaに変異しその変異受容体を用いた網羅的な解析を行った。その結果、受容体活性化構造の構築に必須なアミノ酸残基を同定した。また、ORL1受容体構築に必要なアミノ酸残基のAla変異体にGFPを融合したタンパク質を用いてそれらの細胞膜での局在を解明した。申請者はORL1受容体の活性化を遮断・妨害する純アンタゴニストの合成に成功した。具体的に、Ac-RYYRIK-NH_2のN末端のメチル基結合の炭素原分を他の原子に置換し、その構造要因とアゴニズム-アンタゴニズムの相関について詳細な構造活性相関解析を行った。その結果、S-CH_3基をもつメチルチオ基(MeSAc:CH_3-S-CH_2-CO)に置換したMeSAc-RYYRIK-NH_2がORL1受容体に対して高い結合親和性を保持する、強く純粋なアンタゴニストであることが判明した。これにより、特定の配向および距離をもつメチル基が受容体との相互作用に重要な構造要因となり、アンタゴニスト活性の決定因子となることが判明した。また、ORL1受容体に注目し、ノシセプチンによるORL1受容体の活性化に必須な構造要因の解明を目的に、アミノ酸残基を網羅的にAla残基に置換するAlaスキャンニング法を実施し、系統的な構造活性相関解析を行った。さらに、ホモロジーモデリングにより構築したORL1受容体の3次元構造に合わせて考察することでより詳細な構造-活性相関解析を実施した。これらの解析から、(1)内在性リガンド・ノシセプチンの結合に必須なアミノ酸残基、(2)ORL1受容体の活性化に重要なアミノ残基、そして(3)受容体活性化構造の構築に必須なTM間のパッキング領域に存在するアミノ酸残基を同定した。構造と活性との相関間係を解明することは、受容体の機能解明に貴重な構造情報を提供すること、また、リガンドと受容体の双方から分子機構を解析する受容体化学の手法は、リガンド-受容体間の構造要因の特定にきわめて有用であることが判明した。
障害された高次脳機能の回復の可能性 ーPETを用いた賦活秘態の計測ー

1・ポジトロンエミッションCT(PET)を用い、右利きの脳神経外科疾患患者11名、正常者2名、年齢16ー70歳、について^<15>O_2,C^<15>O_2持続吸入平衡法により、安静時と想起発言課業時の局所脳酸素代謝量・血流量を計15回測定した。課業時のそれぞれの画像から安静時の画像を差し引いて課業分の代謝量・血流量の変化(△rCMRO_2,△rCBF)を求めた。ここに言う想起発言課業は被検者の前日の行動を小声で話すものである。2・PET測定時にこの画像と同一のスライス画を有するX線CT画像を得ておき、X線CT画像とPET画像をモニタ-テレビ画面上で一致させておく。ここでX線CT画像上に解剖学的脳部位をPET画像の解像力の許す範囲で細かくとりそれぞれの部位の△rCMRO_2,△rCBFを求めた。3・△rCMRO_2を詳細に検討すると、課業の主な要素である記憶想起と発語から予測されていたごとく、Broca野と両側の側頭葉に強く賦活される部位があった。さらに加えて両側の運動前野、補足運動野、右前頭葉弁蓋部、右小脳皮質も賦活が見られた。4・左右両半球の賦活化については今まで報告が少なく、また小脳半球も言語活動によりこのように明らかに活性化されることの報告は見られなかった。5・脳神経外科疾患の患者においては安静時の酸素代謝・血流の画像のみよりは賦活による変化を見ることが病像の把握や予後診断に有用であり、ひいては人間の記憶・発語の機能局在を考えるうえで有効な手段と思われた。1.ポジトロンエミッションCT(PET)を用い、C^<15>O_2,^<15>O_2持続吸入法によって脳機能の測定を行った。測定は安静覚醒時、および「想起発言課業」を同一被験者において引き続き施行し、課業時画像から安静時画像を引き算することによって課業分の代謝・血流の変化(△rCBF,△rCMRO_2)を求めた。「想起発言課業」は被験者の前日の行動を小声で話すものである。2.PET画像は解像力においてやや劣るため、PET検査時に同一スライス面のX線CTを得ておき、このX線CT画像上に△rCBF,△rCMRO_2を投射して位置同定に供した。3.被験者は現在までに13名(脳神経外科疾患患者11名、正常者2名)、年齢は16-70歳で全て右利きである。患者2名は言語の障害を有していた。この検査は種々の治療に有益な情報を与える目的を持っていた。PET検査の正常値範囲は別の14名の正常志願者の値をもとに考えた。4.課業によって活性化される脳部分については従来の言語の形成遂行についての知識と一致していたが新たに以下のことが考えられた。(1).脳の広範な部分が活性化され、従来は余り考えられなかったような、例えば小脳半球が比較的活性化の程度も高い。臨床的には活動時の脳機能、日常生活能力の推定に有用と思える。(2).個人個人によって活性化の部分化が細かいところで異なっている。(3).前頭葉弁蓋部、運動前野、補足運動野が両側性に活性化の程度が高い。1・前年度に引き続き「想起発言課業」を脳に機能障害を有する症例につきさらに施行した。2・全ての症例で、PET画像をX線CT画像上に重畳して詳細に各部位を同定した。

従来の他施設の報告では種々の改正を加えた原図(TarailachのAtlas)を用いているが、われわれの方法ではそのような操作なしで個々の症例における脳部位の同定が容易に行ない得た。これは神経症状にX線CT・MRI画像上の変化が対応するか否か、たとえばX線CT両画像における低吸収域、MRI画像T_2画像における高濃度域は通常は浮腫とされているが責任病巣であるか否か、を推定するのに有用であった。3.脳の機能障害や脳組織崩壊を血流量・代謝量の絶対値から推定できることもPETの利点であるが従来の血流・代謝の機能停止限界量と脳組織崩壊限界量は脳虚血症例から得られた結果であり今回含まれた腫瘍・照射・化学療法を行った症例にも通用するものであるか否かについて多少調べてみた。すると、脳(急性)虚血であれば当然機能廃絶であるような血流・代謝量を示す部位でも対応する症状を欠いている、すなわち機能を果たしていることがありえた。また脳全体の血流・代謝量と高次機能の何が対応するのかは以後の興味ある課題であるが広範な分野の研究者の参加が必要である。4・PETの解像力の許容範囲内の詳細な部位における酸素代謝を各例について検討を加えた。症例数を加えてみたが個人個人の課業遂行様式にも様々な差異があるらしく従来、確立している神経学では説明の出来ない面があった。