hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
障害物を越える動作局面における筋相互間の協調性の研究:高齢者の転倒予防の視点から

本研究よ障害物を越える動作に伴う協調的な筋の共同運動(筋シナジー,synergy)の変化を解析し、予測的姿勢制御(APA)が外乱条1牛における姿勢保持機箔こいかなる影響を与えるかについて明らかにすることができた。本年度は、昨年度の健常若年者を対象とした研究成果を基に、神経系またば運動器障害のない健常高齢者8名を対象にデータ収集、分析を行った。実験手順としては、1、最大身体動揺シフトの確認;2、身体動揺課題(筋活動モードの同定);3、障害物を越える課題(筋シナジーを求める)であった。被検者はフォースプレート上に安静立位で姿勢を保持し、静止立位姿勢から異なる高さの障害物(身長の5%、10%、15%)をまたき越える動作を行った(各条件で12回ずつ施行)。その際のCOPの軌跡とFxの数値変動および10姿勢筋の筋活動から、それぞれCOPとFxにおける筋シナジしを求めた。その結果健常高齢者における障害物を越える動作に伴う筋シナジーは、健常若年者に類似した協調性がみられたしかし、体幹・下肢筋群の積分筋電値を主成分分析した結果高齢者群は若年者群に比べて有意にco-contractioh Modesの数が多かった。健常高齢者においては、前麦方向のバランス保持機能を反映するパラメータとしてのCOPと、下肢筋力発揮のパラメータとしてのFx成分における筋シナジーの機能が備わったことを明らかとなった6本研究では、障害物を越える動作に伴う筋の共同作用(筋シナジー, synergy)の変化を解析し、予測的姿勢制御(anticipatory postural control)の協調性が外乱条件における姿勢保持機能にいかなる影響を与えるかについて明らかにすることができた。今年度は、神経系または運動器障害のない健康な若年成人8名を対象にデータ収集・分析を行った。実験手順としては、1、最大身体動揺シフトの確認:被験者の前方にはモニター画面が設置され、リアルタイムで、被験者のCenter of Pressure (COP)の位置と軌跡を提示した。その際、足圧中心の軌跡をモニターで示し、最大前方シフトと最大後方シフトを確認した。2、身体動揺課題(筋活動モードの同定):足圧中心の軌跡の最大前方シフトの80%と最大後方シフトの60%をターゲットに、モニター画面上に指標(標的)を提示し、出来るだけ円滑に身体を動揺させながら(cyclic body sway task)足圧中心のカーソルをターゲットにシフトさせた(10回施行)。その際のCOPの軌跡と筋電図の活動記録から筋活動モードを同定した。3、障害物を越える課題(筋シナジーを求める):被検者は、フォースプレート上に安静立位で姿勢を保持し、静止立位姿勢から異なる高さの障害物(身長の5%、10%、15%)をまたぎ越える動作を行った(各条件で12回ずつ施行)。その際のCOPの軌跡とFxの数値変動および筋電図の活動記録から、それぞれCOPとFxにおける筋シナジーを求めた。その結果、健康若年者においては、障害物を越える際、前後方向のバランス保持機能を反映するパラメータとしてのCOPと、下肢筋力発揮のパラメータとしてのFx成分における筋シナジーの機能が保持されていることを示された。健常高齢者においては、前麦方向のバランス保持機能を反映するパラメータとしてのCOPと、下肢筋力発揮のパラメータとしてのFx成分における筋シナジーの機能が備わったことを明らかとなった6本年度は、当初の計画の通り、健康な若年成人を用いて障害物をまたぎ超える条件での基礎的資料を得ることができた。すなわち、8名の被験者の筋電図情報と共に、地面反力の資料を得た。その結果、予測的姿勢制御に関する筋群間相互のシナジーを解析することができた。とくに、障害物をまたぎ越える際、前後方向のバランス保持機能を反映するパラメーターとしてのCOPと下肢筋力発揮のパラメーターであるFx成分発現仮定の筋シナジー機能を解析できた。この資料は、高齢者の動作特性を明らかにするための比較研究の重要な知見が得られたものと考える。次年度には、同様の条件において、健康な高齢者を被験者として実験を行う予定である。

とくに、(1)安静立位条件から障害物をまたぎ越えるまでの軸足側のCOP移動軌跡,および筋電図パターンの比較、(2)またぎ越える動作過程における筋群シナジーパターンの比較から、高齢者の安定性および不安定性の原因についての基礎的資料を得たい。研究費の使用計画は次のとおりである。次年度の計上している項目のうち、「消耗品」は、主として筋電図の実験に使用する消耗品関係である。「旅費」は、研究成果を学会・研究会等で研究発表をするために充てる。また、謝金は、本研究目的のための被験者および、実験補助員の経費として充てる予定である。
早期腎障害における心血管イベント機序解明の基礎的研究

【目的】大規模臨床試験で様々な程度の腎障害が冠血管疾患のリスクになることが示されているが、早期腎不全における冠動脈内皮機能障害の有無、機序に関しては不明である。本研究では早期腎不全における冠動脈内皮機能について検討を行った。【方法】成犬に5/6腎摘を施し、慢性腎不全犬を作成。ペントバルビタール麻酔下で開胸し、左回旋枝に超音波プローブをかけて、その中枢側よりアセチルコリンを投与して、冠血流量の変化を観察した。またコントロール群、慢性腎不全群の両群で血管作動性物質等の測定を行った。【成績】慢性腎不全群ではコントロール群に比較し、血清Crは有意に上昇していた(1.63±0.02mg/dl vs 0.86±0.02mg/dl, p<0.001)。アセチルコリン投与時(0.1γ)慢性腎不全群ではコントロール群に比較し、冠血流量増加の反応が弱かった(ΔCBF%:72.6±16.9% vs 28.3%)。血清ADMAはコントロール群2.61±0.12μmol/l、慢性腎不全群3.48±0.43μmol/lと慢性腎不全群で有意に上昇していた(p<0.025)。尚、両群間で血中カテコラミン、アンジオテンシンII、エンドセリン1、総ホモシステインに有意差を認めなかった。【結語】本研究により慢性腎不全の早期の段階で冠動脈内皮機能障害が生じており、それに内因性NOS inhibitorであるADMAが関与していることが示唆された。
妊婦と胎児へのカトマンズ市内大気汚染被害の実態とその緩和策に関する実証研究

本研究の目的はネパールの首都カトマンズにおいて大気汚染の健康への影響について、国境封鎖期間を利用した自然実験により、胎児の出生体重について聞き取り調査を行うことで、その深刻さを定量的に明らかにすることである。今年度の進捗は主に二つである。一つは昨年度に行なった本調査のデータ解析である。サンプルサイズを増やした検証を行なったところ、昨年度に行なったプレ調査の結果とは異なり、国境封鎖期間中と封鎖前、封鎖後において、幼児の出生体重に統計的な違いが見られないことが推察された。調査内容についてはGISを用いてカトマンズの区画をランダムに選定されたエリアについて調査を行なったデータを用いたことから、カトマンズ全体としては差が見られないことが考えられる。現在は調査内容のうち他の健康状態に関する調査結果と、他のソースから取得可能なデータを結合させて別途検証を行っており、本研究の仮説を裏付ける結果が得られた場合は次年度には論文を執筆して投稿する予定である。二つ目は論文の執筆である。本研究の主目的である国境封鎖期間中の胎児の健康状態に関する影響については、生活水準が首都カトマンズと、その他の農村地域の住民では異なる可能性がある一方、その証明も必要であることから、首都圏以外での同時期の検証も行う必要があった。そのため、首都圏と農村地域での相対比較を行うために近隣農村地帯の住民に関する社会調査を行なった結果についてまとめて論文を執筆し、現在海外論文誌に投稿中である。昨年度におこっなったプレ調査から予想される、本調査でのサンプルサイズが、実際に得られたサイズよりも少なかったことも可能性として考えられるが、プレ調査において検証した時の結果と今年度に行なった本調査の解析が異なること、さらに本調査で検証した内容が、仮説を裏付ける結果になっていないことから、予定されていた論文の執筆を進めることができず、他のアプローチや仮説の検証を進めている。マスクの配布においては、ネパール国内で市販されているマスクについて、健康被害に特に影響があるとされるPMの除去機能が弱いことが想定されたため、日本国内で市販されている高機能マスクを使用することを想定したが、検証を十分に行うためのサンプルサイズを得るために必要となる購入金額が想定よりも高額であったため、現段階での実施が困難と判断した。本調査のサンプリングについてはカトマンズ全体を網羅可能な手法を使用したが、より大気汚染が深刻な道路沿いや舗装がほとんどされていない箇所に注目した検証を行うことで、対象をより絞って仮説の検証を行いたい。さらに、カトマンズ内にある病院の調査も行なっており、国境封鎖中、およびその前後での来院者に関するデータの取得について交渉中であることから、データが入手できた場合には他の健康指標を用いた解析を行いたい。本研究の目的はネパールの首都カトマンズにおいて大気汚染の健康への影響について、国境封鎖期間を利用した自然実験により、胎児の出生体重について聞き取り調査を行うことで、その深刻さを検証するものである。今年度は主に二点、進捗が得られた。一つ目は論文の執筆である。プレ調査の結果を元に、本研究の主目的である国境封鎖期間中の胎児の健康状態について解析を行った。その結果、国境封鎖期間に母体に居た時期が長いほど、また封鎖期間の後半により多く母体に居た胎児ほど、出生体重が多い可能性があることが検証できた。この結果から、仮説通りカトマンズの大気汚染性は母体及び胎児の健康状態に悪影響を及ぼしている可能性があること、さらに、国境封鎖期間で物資が手に入りにくい状態ですら、胎児の体重が高いことから、大気汚染被害がとりわけ深刻である可能性が考えられることなどが推測される。今年度はこの結果について論文を執筆し、国民経済雑誌に投稿し、受理された。二つ目はカトマンズにおける現地調査員のトレーニング及びデータ収集である。本研究に必要なサンプルサイズを確保するため、8月から9月にかけて現地調査員のトレーニングを行い、10月から翌年の3月にかけてカトマンズを中心にアンケート調査を行った。その結果、解析に必要なサンプルの取得ができた。次年度はこの結果についてデータ整理を行い、解析することで本研究の仮説に関する頑強性を確かめると共に、論文を執筆して投稿する予定である。本研究については、当初の目標通り調査員のトレーニングを終え、データ収集が完了済みである。ただし、サンプルサイズについては1600家計を想定していたが、時間の都合と、回収したデータの欠損等により半分以下になる可能性もある。

本研究の主目的である国境封鎖期間中の胎児の健康状態に関する影響については、生活水準が首都カトマンズと、その他の農村地域の住民では異なる可能性がある一方、その証明も必要であることから、首都圏以外での同時期の検証も行う必要があった。そのため、首都圏と農村地域での相対比較を行うために近隣農村地帯の住民に関する社会調査を行なった結果についてまとめて論文を執筆し、現在海外論文誌に投稿中である。昨年度におこっなったプレ調査から予想される、本調査でのサンプルサイズが、実際に得られたサイズよりも少なかったことも可能性として考えられるが、プレ調査において検証した時の結果と今年度に行なった本調査の解析が異なること、さらに本調査で検証した内容が、仮説を裏付ける結果になっていないことから、予定されていた論文の執筆を進めることができず、他のアプローチや仮説の検証を進めている。マスクの配布においては、ネパール国内で市販されているマスクについて、健康被害に特に影響があるとされるPMの除去機能が弱いことが想定されたため、日本国内で市販されている高機能マスクを使用することを想定したが、検証を十分に行うためのサンプルサイズを得るために必要となる購入金額が想定よりも高額であったため、現段階での実施が困難と判断した。初年度に行った調査によって得られた回答についてデータ整理を行い、予定通り解析を進めて論文の執筆をする予定である。またその内容によって国内、及び国際学会で発表する予定である。本調査のサンプリングについてはカトマンズ全体を網羅可能な手法を使用したが、より大気汚染が深刻な道路沿いや舗装がほとんどされていない箇所に注目した検証を行うことで、対象をより絞って仮説の検証を行いたい。さらに、カトマンズ内にある病院の調査も行なっており、国境封鎖中、およびその前後での来院者に関するデータの取得について交渉中であることから、データが入手できた場合には他の健康指標を用いた解析を行いたい。
細胞外放出されるimportin α1が肝がん微小環境で果たす役割

Importin α1は、核輸送因子として知られ、細胞内で核移行シグナルを有する蛋白質の核輸送を介在する。近年、多くのがん症例の腫瘍組織においてimportin α1が高発現していることが明らかとなり、importin α1とがん病態との関与が推測されている。申請者は最近、肝がん細胞株の細胞膜上や培養上清中にimportin α1が局在・存在することを見出した。そこで本研究では、がん細胞から放出されるimportin α1に注目し、がん微小環境における役割と腫瘍構築への関与を細胞・個体レベルで詳細に検討することで、がん病態におけるimportin α1の意義を明らかにする。そして本解析を通して、細胞外に存在するimportin α1を標的とした新たな肝がんの診断法や生物学的製剤の開発へと展開していく研究基盤を確立することが本研究の狙いである。本研究は核輸送因子であるImportin α1が肝癌細胞株の細胞増殖に寄与する知見を得ることに成功した。さらに、皮下移植モデルマウスを用いた解析を通して、腫瘍細胞から細胞外放出されたImportin α1が腫瘍細胞以外にマウス由来の血管内皮細胞の細胞膜にも局在することを見出した。このデータは、がん微小環境におけるImportin α1の機能的役割を示唆している。また、細胞株を用いた網羅的な細胞外因子の探索も行った。結果的に、細胞内キナーゼの肝癌特異性を見いだすことができた。本成果は、肝癌において核移行するタンパク質の細胞外放出の機能的意義を提示する基盤的研究となった。核輸送因子であるimportin α1は肝がん含め、様々なタイプのがん種の組織で高発現しているが、その機能的役割は依然不明のままである。最近、研究代表者らは、肝がん細胞株の細胞膜上やその培養液中に、importin α1が存在することを見出し、現在その機能解析を行っている。これまでに肝がん細胞株(HepG2, Hep3B)を免疫不全マウス(NOD/Scid)の皮下に移植し、腫瘍形成後に腫瘍塊を摘出し、生細胞を単離してフローサイトメトリー解析を試みたところ、腫瘍細胞の細胞膜にimportin α1の発現が確認された。また、形成腫瘍内にはがん細胞のみならず、多様な間質細胞が存在することから、各種間質細胞の表面抗原の抗体を利用して細胞膜importin α1の発現の解析を計画したところ、現在までにマウス由来の血管内皮細胞の細胞膜にヒトimportin α1が検出されることを見出した。このことから、がん細胞から放出されるimportin α1が周囲の微小環境に影響を与えている可能性が示唆された。現在、血管内皮以外の細胞(線維芽細胞や各種免疫細胞など)に対しても、各マーカータンパク質に対する抗体を獲得し、同様のアッセイを試みている。また、肝がん細胞株は、低血清含有培地で培養することで、importin α1の細胞外放出量を増大させることも突き止めた。このことから、importin α1は能動的な機構に依存して細胞外に放出されていることが示された。今後、血管内皮細胞と栄養飢餓状態の肝がん細胞株との共培養系を行い、細胞外importin α1による血管内皮細胞機能への影響を明らかにすると共に、動物モデルを用いて血管形成における細胞外importin α1の役割を検討していく予定である。本年度では、importin α1の細胞外局在が生体内でも起きていることを示せただけでなく、がん細胞周囲の細胞にも影響を与える可能性を示すことができた。これはがん微小環境におけるimportin α1の役割を明らかにする上で貴重な結果であるといえる。これらの成果は国際学会および査読付き国際誌において公表されている。以上よりおおむね順調に進展していると考えられる。また、形成腫瘍内にはがん細胞のみならず、多様な間質細胞が存在することから、各種間質細胞の表面抗原の抗体を利用して細胞膜importin α1の発現の解析を計画したところ、現在までにマウス由来のCD31陽性の一部の血管内皮細胞の細胞膜にヒトimportin α1が検出されることを見出した。現在、血管内皮以外の細胞(主に線維芽細胞)に対しても、各マーカータンパク質に対する抗体を獲得し、同様のアッセイを試みているほか、血管内皮における細胞外importin α1の役割解析を行っている。

現在主に、ER-Golgi系の分泌系路の阻害が関与する可能性を示すデータも出ており、さらなるメカニズム解明に向けた研究を推進させている。研究施設の変更に伴い、実験系の立ち上げに時間を要した。Importin α1は、核輸送因子として知られ、細胞内で核移行シグナルを有する蛋白質の核輸送を介在する。近年、多くのがん症例の腫瘍組織においてimportin α1が高発現していることが明らかとなり、importin α1とがん病態との関与が推測されている。申請者は最近、肝がん細胞株の細胞膜上や培養上清中にimportin α1が局在・存在することを見出した。そこで本研究では、がん細胞から放出されるimportin α1に注目し、がん微小環境における役割と腫瘍構築への関与を細胞・個体レベルで詳細に検討することで、がん病態におけるimportin α1の意義を明らかにする。そして本解析を通して、細胞外に存在するimportin α1を標的とした新たな肝がんの診断法や生物学的製剤の開発へと展開していく研究基盤を確立することが本研究の狙いである。本研究は核輸送因子であるImportin α1が肝癌細胞株の細胞増殖に寄与する知見を得ることに成功した。さらに、皮下移植モデルマウスを用いた解析を通して、腫瘍細胞から細胞外放出されたImportin α1が腫瘍細胞以外にマウス由来の血管内皮細胞の細胞膜にも局在することを見出した。このデータは、がん微小環境におけるImportin α1の機能的役割を示唆している。また、細胞株を用いた網羅的な細胞外因子の探索も行った。結果的に、細胞内キナーゼの肝癌特異性を見いだすことができた。本成果は、肝癌において核移行するタンパク質の細胞外放出の機能的意義を提示する基盤的研究となった。細胞外importin α1の血管内皮細胞機能に与える影響を解明する。具体的には、血管内皮細胞株を用いて、増殖能や移動能、産生サイトカインの変化をプレートアッセイにより解析していく。また細胞外importin α1の機能を生体内で評価するために、既存の自作抗importin α1モノクローナル抗体を用いて解析する。すでに細胞株を用いた解析から、当該抗importin α1モノクローナル抗体が、細胞増殖抑制効果を示すことがわかっているので、マウスモデルを用いて抗腫瘍効果はもちろん、転移や血管分布など腫瘍環境にどのように関わるかを明らかにする。移転先の研究室が得意とする実験システム(例えばマウスのイメージング技術等)を用いた解析を行う予定である。今年度は、研究により得られた成果を国際学会および国際誌に公開しており、研究は順調に進展している。しかし、対外的な活動に伴った実験消耗品および試薬などの購入の遅れにより当該助成金が生じた。研究に時間を要しており、研究を完遂する目的のため。主な使用としては、マウス解析に要する支出と、雑誌の投稿料を計画している。細胞外importin α1の機能を解明するために以下の消耗品を使用予定である。生化学実験に係る抗体や、細胞培養実験に用いる新規細胞株(血管内皮細胞)、培養液、ディッシュ、ピペット等の細胞培養関連製品に加え、siRNAの作成・購入、阻害剤の購入といった消耗品を想定している。また、学会参加や打ち合わせ等の出張に伴う旅費、その他、論文投稿に係る英文校正や投稿料などが見込まれる。
顎顔面部外傷性および神経因性疼痛における幹細胞移植による細胞再生メカニズムの解明

何らかの手術後や炎症、傷害、癌の発生などによって、本来痛みとならない刺激により痛みが生じるような異常疼痛が発生することがよく知られている。口腔顔面領域における異常疼痛の発生は、摂食困難に陥るため、症状はより重篤となる。この発生メカニズムや効果的な治療法に関しては未だ不明な点も多い。そこで、本研究ではラット炎症モデルと癌モデルにおける抗炎症剤による異常疼痛抑制効果を検討したところ、炎症誘発異常疼痛には効果が認められたが、癌誘発異常疼痛にはほとんど影響が見られなかった。昨年度は癌性疼痛および炎症における神経因性疼痛がラット三叉神経脊髄路角尾側亜角ニューロンに与える影響を病理学的ならびに電気生理学的検討を行った。すなわち、Wstar系ラットに対し癌細胞ならびに炎症物質の摂取を行った。癌細胞(ラット乳癌細胞: Walker 256B細胞)を、炎症物質(Comp-ete Freud Adlubant : CFA)をラット右側顔面上部に26G針、1mlシリンジを用いて摂取した。癌ならびに急性炎症発症の成否は接種後3日目以降に摂取部位の腫脹が引き起こされているか否かで判断した。また、癌および急性炎症を確認したラットを4、7、10日目にチオペンタールの腹腔内大量投与により安楽死させ、4%パラホルムアルデヒドで灌流固定した後、神経および三叉神経脊髄路角尾側亜核を摘出、凍結しクライオスタットにて厚さ10μmの凍結切片を作成した。これらの組織切片に対しc-fos遺伝子発現をin situ hybridization法にて検討を行った。本研究では、癌性疼痛ラットおよび炎症性疼痛ラットに対して、神経幹細胞や神経栄養因子を使用することで疼痛抑制が可能であるかどうかを検討することにある。平成21年度では、癌性疼痛ラットと炎症性疼痛ラットを作製し、行動学的観察ならびに三叉神経節・三叉神経脊髄路核尾側亜核における神経化学的変化について検討を行った。癌性疼痛ラットの作成には、Walker 256B細胞をラット右側鼻毛部に接種した。炎症性疼痛ラットの作成には、Complete Freund's adjuvant(CFA)を同部位に投与した。モデル作成当日から7日後までにわたって疼痛テストを行った。疼痛テストとして、von Frey毛による機械刺激逃避閾値と輻射熱による熱刺激逃避潜時を測定した。機械刺激逃避閾値と輻射熱による熱刺激逃避潜時の低下が、癌性疼痛ラットでは接種後2日目より発生し4-5日目でピークに達したのに対し、炎症性疼痛ラットでは投与翌日より発生し2日目でピークに達した。抗炎症剤のインドメタシン腹腔内投与により、癌性疼痛ラットでは疼痛抑制がほとんど見られなかったのに対し、炎症性疼痛ラットでは強い疼痛抑制効果が見られた。また、三叉神経脊髄路核尾側亜核においてP物質やカルシトニン遺伝子関連ペプチドの発現が、癌性疼痛ラットでは変化が見られなかったのに対し、炎症性疼痛ラットでは強い増強が見られた。これらの結果より、癌性疼痛は炎症による疼痛影響をあまり受けていない可能性が示唆された。この結果はJournal of Dental Researchに掲載された。炎症による神経栄養因子の発現がP物質やカルシトニン遺伝子関連ペプチドの増強を引き起こし、落痛の原因となっていることはよく知られている。今回の結果より、癌性疼痛ラットでは神経栄養因子関連の物質を使った治療は効果が低いかもしれないということを示唆する。
心臓および脳血管病の発症と進展メカニズムの解明

血管におけるマルチスケール/マルチフィジックスの生体力学現象を統合する計算力学アプローチにより,ヒト循環系内の複雑な流れの中の特殊な部位において粥状動脈硬化や動脈瘤が発症・進展し,生命に重篤な危機を及ぼす心筋梗塞や脳卒中,動脈瘤破裂を引き起こすメカニズムを解明するため、医用画像から心臓血管系の形態を抽出してモデル化するソフトウエアを開発し、これに基づき、実形状の血管系について流体力学的計算解析を行うことを目的として研究を実施した。このため、収縮・弛緩する左心室と大動脈および主要分枝のリアリスティックモデルを開発し、その内部の流れを可視化した。また、血管壁・血球などの有形の構造・成分と、血漿などの流体成分の力学的相互作用を解析するために、各種の粒子法による離散的方法を開発し、ミクロレベルにおける流体・固体相互作用を解析した。さらに、質点・バネモデルなどにより成長現象を組み込んだ血管壁モデルと、血流計算を連成することにより、動脈瘤などの発生過程をモデルした。これらから得られる複雑形状の動脈瘤モデルについて、内部の流れとATPなど低分子物質の輸送現象を連成解析した。この結果、心臓内の流れの乱れや、旋回流、さらに弁口の形状による複雑な流れの影響は、大動脈弓の頂上付近で、ほとんど消失するので、我々が提案している部分的モデリングの技法が有効であることが示された。また、血小板血栓(一次血栓)の形成におけるvWF(von Willebrand Factor)および血小板と血管壁に存在するGP(糖タンパク)レセプタの力学的性質による血小板血栓の形成過程の変化を明らかにした。また、脳動脈瘤の形成における、血管壁の脆弱化の影響を血流との関係で見積もることが可能となり、さらに、これに関与する物質輸送の意義が明らかになった。先進工業国において国民死因の極めて大きな部分を占める心臓および脳血管病の発症と進展メカニズムには、共通して粥状動脈硬化症の存在があることは周知である。粥状動脈硬化症は、とくに、その前駆的変化ならび初期病変に極めて明瞭な局所性が観察されており、その原因の一つは血流のもたらす力学的影響と血管壁の生物学的反応の相互作用にあると考えられている。本研究では、このような力学-生物学的相互作用の解明を計算生体力学の手法で推進することを目的とする。このためには、血液、血管、血流など、生物学的存在ないし現象を適切にモデル化し、これを計算力学の手法で解析する必要がある。特に、血液は、流体である血漿と、変形しやすい固体である血球成分からなる複雑な流れであり、従来の計算流体力学の手法では解析が難しい問題が多い。そこで、本研究では血流の数値モデル化においては、従来の連続体力学にもとづく方法に替わり得る新しい方法として、いわゆる粒子法の開発と応用を試みている。本法によれば血液の多相性あるいは血漿と血球の相互作用などをモデリングできる。これまで、比較的低レイノルズ数の領域における血漿流れの2次元モデル問題と、この中に、複数の赤血球および血小板の存在を仮定するモデルが開発でき、血沈あるいは血栓形成過程の解析が可能となった。また、粥状動脈硬化症をもたらすと考えられている、血流と血管壁の力学的相互作用を解明するための、流体-固体連成計算手法の導入を図っている。流体側にニュートン粘性流体、血管壁に圧肉線形弾性体近似を導入することにより比較的現実的な血管モデルにおける壁振動(圧脈波)と流体運動(流れ)との相互作用が解析できるようになった。この結果、圧脈波による血管壁物性の評価の限界があきらかになった。今後、これらの開発された手法を現実的問題に適用し、血管内の流れと各種血管病の病因、進展機構などとの関連を検討する。

本研究においては、先進工業国において国民死因の極めて大きな部分を占める心臓および脳血管病の発症と進展メカニズムの解明を計算生体力学の手法で推進することを目的とする。特に、粥状動脈硬化症は、その前駆的変化ならび初期病変に極めて明瞭な局所性が観察されており、その原因の一つは血流のもたらす力学的影響と血管壁の生物学的反応の相互作用にあると考えられている。本研究では、このような力学的問題を計算力学の手法で解析するが、この際、血液は、流体である血漿と、変形しやすい固体である血球成分からなる複雑な流れであり、従来の計算流体力学の手法では解析が難しい問題が多い。さらに、その上、生体を構成する成分の力学的特性は非常に非線形性が強い。このために、昨年度までの、いわゆる粒子法の開発と応用と、血流と血管壁の相互作用を解明するための、流体ム固体連成計算手法の導入を基礎に、前者の粒子法の応用については、複雑な血漿流れの2次元モデル問題と、この中に、複数の赤血球および血小板の存在を仮定するモデルについて、とくに血球の物性と血流の分配比の問題、後者では、各種疾患血管モデルにおける壁振動(圧脈波)と流体運動(流れ)との相互作用を流体側にニュートン粘性流体、血管壁に圧肉線形弾性体近似を導入することにより解析した。今後も、これらの開発された手法を現実的問題に適用し、血管内の流れと各種血管病の病因、進展機構などとの関連を検討する研究を続行する。このために、一昨年度までの、いわゆる粒子法の開発と応用と、血流と血管壁の相互作用を解明するための、流体-固体連成計算手法の導入を基礎に、昨年度は粒子法の応用については、複雑な血漿流れの2次元モデル問題と、この中に、複数の赤血球および血小板の存在を仮定するモデルについて、とくに血球の物性と血流の分配比の問題、後者では、各種疾患血管モデルにおける壁振動(圧脈波)と流体運動(流れ)との相互作用を流体側にニュートン粘性流体、血管壁に圧肉線形弾性体近似を導入することにより解析した。本年度は、これらの開発された手法を現実的問題に適用し、血管内の流れと各種血管病の病因、進展機構などとの関連を検討する研究を行い、特に、大規模並列計算を用いた赤血球1万個のオーダーの計算を成功させることができた。本年度の研究実績1新しい細胞モデルと血球・血漿相互作用の解析法の探索(山口、石川、坪田)本年度は、境界要素法を新たに導入し、変形する赤血球や遊泳する細胞まわりの流れ場を詳細に調べた。これらの結果をデータベース化することにより、ストークス動力学法で多粒子の相互干渉を効率良く解く数理モデルの基礎を確立した。
新情報通信用デバイスの創出のための非線形固有値問題の自動求解

高精度な数値計算による情報通信用デバイスの特性解析が期待できる解析法において,最終的に解く代数方程式が非線形固有値問題に帰着する手法は自動求解による解析の効率化が難しく,デバイスの自動最適設計への適用が困難であった.本研究は,今後益々高性能化,多様化することが予想される情報通信用デバイスの自動最適設計を目指し,自動求解が困難であった非線形固有値問題に帰着する解析法の自動求解アルゴリズムを開発する.高精度な数値計算による情報通信用デバイスの特性解析が期待できる解析法において,最終的に解く代数方程式が非線形固有値問題に帰着する手法は自動求解による解析の効率化が難しく,デバイスの自動最適設計への適用が困難であった.本研究は,今後益々高性能化,多様化することが予想される情報通信用デバイスの自動最適設計を目指し,自動求解が困難であった非線形固有値問題に帰着する解析法の自動求解アルゴリズムを開発する.
小学6年及び中学1年学級における，1年間の学習規律指導過程の実証的研究

本研究の目的は,小学6年から中学1年への進学に際し,児童生徒の学習規律の認識がどのように変化するのか,また,それが児童生徒の学校生活に関わる諸認識とどのように関係するのか,質問紙調査の結果を分析して明らかにすることである。学習規律の認識を調査するために質問紙を3種開発した。学校生活に関わる諸認識は,「短縮版学級風土質問紙」(伊藤, 2009)と「学校適応感質問紙」(石田, 2009)を使用して調査を行い,以下3点の結果を得た。(1)小学校,中学校共通して,教師と児童生徒の間の学習規律の認識,特に重要度の認識について,相違があり続ける。(2)小学校,中学校共通して,すでに成立している学習規律について,学習規律の重要度の認識の高低が学級風土や学校適応感の各因子と,おおむね相関関係にある。(3)中学1年生の学習規律重要度の1年間の推移について,年度前半で出身小学校による生徒間の差が小さくなり,年度末までその小さな差が小さいまま維持される場合と,年度後半で出身小学校による生徒間の認識の差が顕在化する場合の2種類がある。これらの結果から,中一ギャップへの対応として2点の示唆を得た。(1)中学校において,学習規律の重要性について授業中に学習機会が必要であり,それが生徒の学校適応感の向上や,よりよい学級風土の構築につながる。もしくは学習規律の重要性の理解が生徒の学校適応感や学級風土の特徴の目安となる。(2)生徒が中学校に進学した後,中学校の授業の特徴に一度は慣れるものの,その後に学習規律の学習が展開されないと生徒は小学校での授業経験を基に学習規律の認識を変化させ,その変化した認識が生徒の中学校での学校適応感や学級風土と関係する。本研究は中学校進学に際して児童生徒の授業中の学習規律認識がどのように変化するのか,また,その認識が児童生徒の学校生活にどのような影響を及ぼすのかについて,小学6年と中学1年にまたがる2年間の追跡調査により明らかにすることが目的である。現在のところ,小学6年学級での調査を終え,進学先の中学1年学級での調査を開始している。また,文献調査を並行している。平成29年度実施の調査結果については分析に着手している。質問紙調査の結果から,教師と児童の間に学習規律の認識のうち,学習規律の重要度に関する認識について,また,学習規律の設定理由についての認識について,両者間で相違があることが明らかとなった。さらに,教師と児童の間の学習規律認識のズレが,概して児童の学校適応感と負の相関関係にあることが明らかとなった。これらの調査結果やその分析で明らかとなった研究成果の一部は,平成30年度中に各学会(日本教育心理学会など)で発表する予定である。今後,質問紙調査から明らかになった事実が実際の授業でどのように表れていたのか,その検討が必要となる。加えて,教師インタビューから明らかとなった,児童生徒の小学校と中学校の間の学習規律の違いに教師たちがどのように対応しているのか,その対応方法について明らかとなった実践的示唆をWorld Association of Lesson Studies(WALS)の2017年大会にて発表した。小学6年と中学1年,2年間にわたる追跡調査のうち,小学6年学級については調査を計画通り終了した。進学先の中学1年学級についても,平成30年度実施の研究について打ち合わせが完了し,計画通り研究を展開できる予定である。また,文献調査,先行研究レビューも並行して実施している。小学6年学級について,調査結果の分析から児童の学習規律認識の特徴の一部は明らかとなったが,分析は途上である。小学6年学級の調査結果分析と,中学1年学級での調査を並行して実施し,2年間の追跡調査の成果をまとめていくことが今後の課題となる。これらの理由から「おおむね順調に進展している」と判断した。

(2)生徒が中学校に進学した後,中学校の授業の特徴に一度は慣れるものの,その後に学習規律の学習が展開されないと生徒は小学校での授業経験を基に学習規律の認識を変化させ,その変化した認識が生徒の中学校での学校適応感や学級風土と関係する。2年間計画の追跡調査の2年目となり,進学先の中学校での調査が中心となる。合わせて,小学6年学級での調査結果分析,文献調査を並行して実施する。中学1年学級の調査結果と小学6年学級の調査結果とを比較しながら,2年間での児童生徒の学習規律認識の変化の推移,また,小学校での認識と中学校での認識それぞれの特徴を明らかにしていく。平成30年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。消耗品の必要数が当初の計画よりも少なかったために残額が生じた。残額分は平成30年度の消耗品購入に充てる予定である。
LCS-NRFによる同位体3Dイメージング法の基盤確立

計画通り、ファイバーレーザー等の整備を完了し、ガンマ線発生とその測定を年度内に終了した。同位体を用いた2次元CT画像の取得を次年度までに終了し、1mmの高空間分解能を目指す。更に3次元画像の取得と本手法の確立、更には実用に向けた課題抽出を最終年度に行う。
微生物を利用した石油の増回収に関する共同研究

微生物を利用する石油増回収法(MEOR)は、火攻法や熱攻法に比べ地球に優しい方法である。研究代表者を中心とするグループは,以前より微生物攻法に適した条件を満たしている中国吉林油田において微生物増進回収法に関する研究を進めており、有用微生物のスクリーニングや貯留層の評価などを行い多くの知見を得てきた。本研究では、これまでの研究で明らかになった最適条件に基づいて中国吉林油田の生産中の坑井に栄養塩および微生物を注入し、ハフ&パフおよびフラッディング試験を実施し,目的微生物の増殖状態や産油量などを測定することにより微生物攻法の実用性に関して検討を行った。ハフ&パフ試験の場合、油層内の先住微生物が活性化され産油量の増加が認められる場合が見られた。また、各種能力の優れた微生物の培養液と栄養塩を注入した場合にも産油量の増加が認められた。この際、注入微生物の挙動を把握するために、MPN-Direct-PCR法やFISH法などの遺伝子工学的解析法を確立した。フラッディング試験においては、使用微生物はポリマー生産能力に優れ,かつ油層内先住微生物に対する競合性の強いものとしてCJF-002株を用意した。この微生物は油層内において,ポリマーを生産し、高浸透率の部分をプラッギングすることにより、油層の透水係数を均一化して、その後の水攻法による石油増回収に大きな効果をもたらすと推定される。そのため微生物およびモラセスを圧入前後において、トレーサーを圧入し,モニター井および生産井におけるトレーサー応答を検討した。一方、同様にポリマーを生産する微生物TU-15Aを使用した模擬油層による室内実験を行い、微生物による石油の増回収に関わる各種パラメータを獲得した。そのパラメータを用いて、油層に対して微生物攻法を適用した際のシュミレーターを開発した。これらの結果をふまえて、平成12年8月23日に東北大学において、微生物攻法に関するシンポジウムを開催し総合的な検討を行った。微生物を利用する石油の増回収法は微生物により石油を資化させ,生成物を利用するものであり,化学攻法や熱攻法に比べ地球にやさしい方法である。研究代表者を中心とするグループは,以前より微生物攻法に適した条件を満たしている中国吉林油田において微生物増進回収法に関する研究を進め,有用微生物のスクリーニングや貯留層の評価等を行い多くの研究成果を得てきた。本研究では,まず室内実験とその数値解析から油層内に栄養塩類を注入する際の最適条件を明らかにした。また,これまでの研究で明らかになった最適条件に基づいて中国吉林油田の生産中の坑井に栄養塩および微生物を注入し,目的微生物の増殖状態や産油量等を測定することにより微生物攻法の実用性に関して検討を行った。栄養塩のみを坑井に注入した場合,油層内の先住微生物が活性化され産油量の増加が認められた。また,二酸化炭素生産や界面活性剤等の生産能力に優れた微生物の培養液と栄養塩をを用いて同様の実験を行ったところ,やはり産油量の増加は認められたが,先住微生物と注入微生物との間に競合関係があることが判明した。この関係についてPCR-RFLP法などの遺伝子工学的解析法により検討を行うとともに,注入微生物を活発に増殖させる注入条件の検討を行った。また,このフィールドテストと並行して,二酸化炭素生産,界面活性剤生産,重質油資化等の能力の優れた微生物の採取とスクリ一二ングを行うとともに,油層温度50°Cで生育する微生物の採取を試み,多くの有望な菌株を分離した。

以上の結果より,まだ基礎的な段階であるが微生物攻法が石油増進回収法として実用化の可能性が高いことが明らかになり,来年度以降その実用化に向けさらに検討を行っていく。微生物を利用する石油の増回収法は微生物により石油を資化させ,生成物を利用するものであり,化学攻法や熱攻法に比べ地球にやさしい方法である。研究代表者を中心とするグループは,以前より微生物攻法に適した条件を満たしている中国吉林油田において微生物増進回収法に関する研究を進め,有用微生物のスクリーニングや貯留層の評価等を行い多くの研究成果を得てきた。本研究では,これまでの研究で明らかになった最適条件に基づいて中国吉林油田の生産中の坑井に栄養塩および微生物を注入し,目的微生物の増殖状態や産油量等を測定することにより微生物攻法の実用性に関して検討を行った。単一坑井法により栄養塩のみを坑井に注入した場合,油層内の先住微生物が活性化され産油量の増加が認められる場合が多かったが,坑井によっては栄養塩がき裂を通じて油層内部に浸透してしまい,効果が生じない事例も見られた。また,各種能力の優れた微生物の培養液と栄養塩を用いて同様の実験を行ったところ,やはり産油量の増加は認められた。注入微生物の菌体数の推移やその活動状況を把握するために,MPN-Direct-PCR法やFISH法などの遺伝子工学的解析法を確立した。さらに,フィールドテストの次のステップであるフラッティング試験のための準備を行った。一方,フィールドテストと並行して,二酸化炭素生産,界面活性剤生産,重質油資化等の能力の優れた微生物の採取とスクリーニングを行い,特にMEORに有効なポリマー生産能力の優れた微生物を分離した。また,油層温度50°Cで生育する微生物の採取とその培養方法の検討を行った。以上の結果より,微生物攻法が石油増進回収法として実用化の可能性が高いことが明らかになり,その実用化に向けさらに検討を行っていく。微生物を利用する増回収法は、火攻法や熱攻法に比べ地球に優しい方法である。研究代表者を中心とするグループは、以前より微生物攻法に適した条件を満たしている中国吉林油田において微生物増進回収法に関する研究を進めており、有用微生物のスクリーニングや貯留層の評価、吉林油田におけるハフ&パフ試験などを行い多くの知見を得てきた。本研究では、これまでの知見を発展させるため、より実用的なフラッデイング試験を吉林油田の実操業中の油層を使用して実施した。この際、使用微生物はポリマー生産能力に優れ、かつ油層内先住微生物に対する競合性の強いものとしてCJF-002株を用意した。この微生物培養液と栄養塩となるモラセスを試験坑井に圧入し、一定期間の密閉後、水押しをして生産井における挙動を検討した。油層水試料における圧入微生物であるCJF-002株は、各生産井においてその存在がDirect-PCR法によって確認された。この微生物は油層内において、ポリマーを生産し、高浸透率の部分をプラッギングすることにより、油層の透水係数を均一化して、その後の水攻法による石油増回収に大きな効果をもたらすと推定される。そのため微生物およびモラセスを圧入前後において、トレーサーを圧入し、モニター井および生産井におけるトレーサー応答を検討した。
歩行中の方向転換におけるプロアクティブ姿勢制御戦略障害に関する基礎的研究

若年者と高齢者、脳卒中者、認知症者を対象に歩行中の方向転換課題における頭部定位反応時間とステップ運動戦略を記録した。頭部定位反応時間は、若年者・高齢者・脳卒中者・認知症者で相違があり、認知症者が最も遅延していた。方向転換運動は若年者、高齢者、脳卒中者では支持脚方向でステップターン運動戦略を、遊脚方向でスピンターン運動戦略を取るに対して、認知症者では両方向でステップターン運動戦略を取った。このような方向転換指示に対する頭部定位反応時間の遅延と方向転換ステップ運動戦略の特異性から、認知症者においては認知-運動情報処理機能及びongoing programの修正機能に問題があることが示唆された。本年度は、分析パラダイムの構築と健常成人を対象に歩行中の方向転換動作課題における頭部・腰部の方向転換反応時間と方向転換時にステップ運動戦略パターンの基礎データを収集した。対象は健常成人男性10名(平均24.5歳)と健常成人女性10名(平均27.0歳)とした.課題は10m歩行路において,45m程度の定常歩行後,方向指示刺激装置(イリスコ社)により矢印ランプで転換方向を提示し(光刺激),その方向にできるだけ早く左右90°方向転換するものとした.光刺激は足底に付けたフットスイッチを用いて右または左足踵接地のタイミングとした.光刺激脚(支持脚)と転換方向の組み合わせで4パターンに分類(支持脚/転換方向:左足/左,右足/右,左足/右,右足/左)し,各5試行ずつ計20試行実施した.光刺激後のステップ戦略はビデオカメラ(JVC社;GC-YJ40)を用いて分析した.ステップ戦略は転換方向と反対側の足を軸足として転換方向側の足を踏み出した場合をstep turn,転換方向と同側の足を軸足とし,反対方向の足が軸足をクロスした場合をspin turnとした.また,光刺激から頭部・腰部が回旋するまでの潜時は慣性センサ(ATR-Promotions;TSDN121)を方向指示刺激装置と同期して計測した.結果は、ステップ戦略に関して,全ての対象者が支持脚方向の2パターン(左足支持/左方向,右足/右)でstep turnを,遊脚方向の2パターン(左足/右,右足/左)でspin turnを行った.頭部・腰部の方向転換運動は男女とも頭部が腰部に先行し、支持脚方向と比較して遊脚方向の頭部反応時間が速く出現した.頭部の支持脚方向反応時間は、362.5msec、遊脚方向反応時間は320.6msecであった。本年度は、昨年実施した健常成人を対象とした歩行中の歩行転換動作課題における頭部と腰部の方向転換開始反応時間と方向転換時のステップ運津戦略パターンの計測方法と集積した基礎データに基づき、健康高齢者及び脳卒中片麻痺患者を対象に昨年度の計測パラダイム従いデータの集積と分析を行った。結果は、頭部と腰部の方向転換開始反応時間は、若年成人ー高齢者ー脳卒中者の順で反応時間が速く、有意差が認められた。方向転換時のステップ運動戦略パターンについては、昨年度の基礎データから、若年成人は合図提示のステップ下肢と同側への方向転換(例えば右の足のステップ時に右方向への方向転換指示)の場合は、全員ステップターン、合図提示のステップ下肢と反対側への方向転換(例えば右の足のステップ時に左方向への方向転換指示)の場合は、全員スピンターンであった。今年度集積したデータでは、高齢者では、合図提示のステップ下肢と同側への方向転換(例えば右の足のステップ時に右方向への方向転換指示)の場合は、ステップターンをとる者92.5%で、他は混合パターンであった。合図提示のステップ下肢と反対側への方向転換(例えば右の足のステップ時に左方向への方向転換指示)の場合は、スピンターンをとる者が45%、他は混合パターンであった。脳卒中者の場合は、麻痺側-非麻痺側の関係から場合分けを行い、非麻痺側合図ー非麻痺側への方向転換の場合、麻痺側合図ー麻痺側への方向転換の場合、共に全員ステップターンをとった。一方、非麻痺側合図ー麻痺側への方向転換の場合、スピンターンをとる者45%、他は混合パターンをとった。麻痺側合図ー非麻痺側への方向転換の場合、スピンターンをとる者55%、他は混合パターンをとった。これらの事から、高齢者及び脳卒中者の反応時間が遅延するとともに、立位バランスを確保するためにより安全な運動戦略をとる傾向にあることが示唆された。昨年確定した計測方法と基礎データに従って、高齢者及び脳卒中者のデータを集積することができた。高齢者及び脳卒中者の結果は、おおよそ予測されら結果ではあったが、脳卒中者の症例数が十分ではなく、データ数の確保が求められると共に日常生活機能との関連性に関するデータ比較を行う必要性があり、次年度の計画に脳卒中者の対象者数を増加させることと副次的データとして日常生活レベル、認知機能等のデータを集積する事が必要である。平成28年度は、認知症者16名を対象に歩行中の方向転換動作課題における頭部の方向転換動作開始反応時間と方向転換ステップ動作パターンの分析を行った。認知症者は、平均年齢83.6歳(SD:4.6)、平均MMSE15.9(SD:3.8)、平地平均歩行速度は0.9m/秒(SD:0.2)、平均TUG時間15.1秒(SD:4.3)であった。認知症の診断名は、15名がアルツハイマー認知症、1名がレビー小体認知症と診断されていた。性別は男性3名、女性13名であった。

結果は、歩行周期中の立脚支持側へ方向転換を提示したときの頭部の方向転換方向への回旋反応時間は、535.6m秒(SD:535.6)で、遊脚側へ方向転換を提示したときの頭部の方向転換方向への回旋反応時間は、555.0m秒(SD:169.6)であった。方向転換時のステップの運動パターンは、立脚支持側へ方向転換を提示したときの運動パターンの出現率は、100%ステップターンであり、遊脚側へ方向転換を提示したときの運動パターンの出現率は、ステップパターンが95.3%、スピンターンが4.7%でほとんどの者が転換方向に関わらずステップターンを用いていた。平成28年度の結果を、平成26年度、平成27年度の実施した若年成人と健康高齢者と比較すると、支持脚方向への方向転換平均反応時間、若年者362.5m秒、高齢者395.8m秒、遊脚方向への方向転換平均反応時間、若年者320.6m秒、高齢者389.7m秒、に比べ有意に遅延していた。また、方向転換時のステップ運動パターンは、遊脚方向への方向転換時に若年者は100%スピンターン、高齢者は71%スピンターンを使用するのに対して、認知症はほとんどのものがステップターンを使用していた。これらのことから、認知症者の歩行中の方向転換動作の特異性として情報処理の遅延と方向転換運動戦略発現に関する問題が示唆された。若年者と高齢者、脳卒中者、認知症者を対象に歩行中の方向転換課題における頭部定位反応時間とステップ運動戦略を記録した。頭部定位反応時間は、若年者・高齢者・脳卒中者・認知症者で相違があり、認知症者が最も遅延していた。方向転換運動は若年者、高齢者、脳卒中者では支持脚方向でステップターン運動戦略を、遊脚方向でスピンターン運動戦略を取るに対して、認知症者では両方向でステップターン運動戦略を取った。このような方向転換指示に対する頭部定位反応時間の遅延と方向転換ステップ運動戦略の特異性から、認知症者においては認知-運動情報処理機能及びongoing programの修正機能に問題があることが示唆された。歩行中の方向転換指示信号に対する頭部躯幹の回転開始反応時間および方向転換ステップ運動のパターン化に関する記録分析パラダイムがほぼ構築し、基準とする基礎データとして健康成人のデータを収集した。26年度、27年度で集積した反応時間及び運動戦略パターンのデータを基準に、27年度は脳卒中者の症例数の補填と副次的データの集積を行う。また、認知機能と歩行中の方向転換時に求められるバランス機能、姿勢制御の関連を検討するために、運動機能に問題のない認知症者を対象にしたデータ集積を行う。理学療法学26年度で構築した分析パラダイムと健常成人の基礎データに対して、高齢者および脳卒中者を対象に加齢および片側性脳損傷に伴う障害特性を明らかにすべく、臨床データの収集を進める。高齢者は歩行機能に支障を来す整形外科疾患や神経疾患等がない者を対象とし、脳卒中者は下肢に整形外科疾患の合併がなく、高次神経機能に障害がない独歩可能な歩行機能を有する者を対象とする。また基礎的身体能力評価として、10m歩行速度計測、TUGやFRTのバランス機能評価、ADL活動レベルの評価等を測定する。さらに、高齢者および脳卒中者のデータ収集に加え、軽度認知症者のデータ収集へ研究を展開して行く。実験補助者が大学院生を含むボランティアによる支援が得られらこと。
認知症予防に向けた腸管脂質センサーと神経発達における腸脳相関解明

腸管など消化管に発現している食事性肥満原因遺伝子FFAR4の機能不全が、肥満をはじめとする生活習慣病の発症にかかわることが知られている。また近年生活習慣病における認知症のリスクが高まることが報告されている。故にFFAR4の機能不全は認知症やアルツハイマー病の引き金になっている可能性が考えられる。本研究はFFAR4KOマウスを用いて、腸管FFAR4機能不全により引き起こされる生活習慣病が、認知症リスクを増加させるメカニズムを解析することを目的とする。本年度はFFAR4KOマウスを用い生活習慣病・認知症リスクに関わる分子の探索を行い、抑制する試薬の長期投与を行った。そのマウスを用いローターロッド(運動能力試験)、Y字迷路・morriswater迷路・8時迷路(記憶学習試験)、オープンフィールド(情動行動)、高床式十字迷路(不安様行動)などの行動解析を行った。またターゲット分子が神経細胞、アストロサイト、ミクログリアのに与える影響を検討するため、初代培養系を用いた実験を行う。本年度はその初代培養実験の検討を行い、実施に向けた準備を行った。認知症患者数は、近年食生活の変化(DHA摂取量の低下)に随伴するように急激な増加傾向を示している。FFAR4は、腸管など消化管に発現しており、DHAなど中鎖脂肪酸をリガンドとする。つまり、DHA摂取量の低下によるその受容体であるFFAR4生理活性不全が認知症発症率の増加に関わっている可能性がある。本研究の進展はメタボリックシンドロームと神経疾患のいまだ未知なメカニズムに対して、新たな疾患および創薬の観点を提供する。FFAR4を介した腸脳相関を解析することは脂質栄養学的・神経科学的にも大きな意義がある。本年度の課題は、ターゲット分子の探索・抑制効果のある試薬の長期投与である。3ヶ月、12ヶ月投与したマウスの作製は完了した。おおむね順調に進展していると言える。作製したマウスの行動試験の解析、また初代培養系を用いターゲット分子に与える影響を解析する。物品費に多く支出を出していたが、消費する実験物品の購入が次年度となり差異が生じた。次年度の支出が多くなる計画となった。