hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空間的相関ノイズを除去する実画像フィルタの開発

本研究では,並進対称性な空間的相関を持つノイズで劣化した画像の修復を,確率的情報処理の枠組みで議論した.まず,原画像は近接相互作用のみを持つガウスモデルで生成されるとした.さらに,各画素に重畳されるノイズは空間的な相関を持つガウスモデルで生成されるとし,相関は並進対称性を持つとした.申請者は,前年度の研究の成果を踏まえ,パラメータを固定しなくても,全てのハイパーパラメータが目的の値に収束する,特異点を持たないノイズモデルのカーネルの考案に成功した.このカーネルを用いて,本研究では,自然画像を用いた場合の画像修復を行った.自然画像には輝度ヒストグラムがガウス分布に近い銀河画像を用いた.修復はうまく行き,空間的相関ノイズを排除することに成功した.しかし,輝度ヒストグラムがガウス分布でない場合の修復は,まだうまく行っておらず,この研究は今後の課題となる.さらに申請者は画像修復の解析技術を応用してガウシャンプロセスの統計力学的な解析を行った.この論文ではガウシャンプロセスを統計力学的な解析を行うことで,ガウシャンプロセスの最適化条件および最適化条件における修復誤差の解析解を求める.具体的には,ガウシャンプロセスの入力間隔を等間隔とし,周期境界条件を強いる.これにより,カーネルを対角化することが可能になり,フーリエ空間上における議論が可能になる.解析の結果,修復過程に用いた確率モデルのハイパーパラメータが,生成過程でのハイパーパラメータに一致するとき,修復誤差が最小値になることがわかった.最適化条件における数値解と解析解の修復誤差は一致した.本研究では,並進対称性な空間的相関を持つノイズで劣化した画像の修復を,確率的情報処理の枠組みで議論した.まず,原画像は近接相互作用のみを持つガウスモデルで生成されるとした.さらに,各画素に重畳されるノイズは空間的な相関を持つガヴスモデルで生成されるとし,相関は並進対称性を持つとした.本研究ではまず,モデルを構成するハイパーパラメータの推定を周辺事後確率最大化から求めることを試みた.周辺事後確率の最大化手法としては,良く用いらている極値方程式の反復法を用いて解いた.その結果,この極値方程式を反復法を用いて解く方法では,アルゴリズムが収束しない場合があることが分かった.この収束しない原因は,ノイズモデルのカーネルにおいて,ハイパーパラメータが特異点を持つためであると予想された.この予想を検証するため,ハイパーパラメータが特異点を持たないように,一つを除く,その他全てのハイパーパラメータを固定した.この場合,極値方程式を反復法を用いるアルゴリズムが収束することが分かった.申請者は,この検証からパラメータを固定しなくても,全てのハイパーパラメータが目的の値に収束する,特異点を持たないノイズモデルのカーネルの考案に成功した.このカーネルを用いて,本研究では,まず人工画像を用い,空間的相関を持つノイズで劣化した人工画像の修復について実験した.人工画像の修復はうまく行き,空間的相関ノイズを排除することができた.次に,自然画像を用いた場合の画像修復を行った.自然画像には輝度ヒストグラムがガウス分布に近い銀河画像を用いた.銀河画像を用いた場合も,修復はうま行き,空間的相関ノイズを排除することに成功した.しかし,輝度ヒストグラムがガウス分布でない場合の修復は,まだうまく行っておらず,この研究は今後の課題となる.本研究では,並進対称性な空間的相関を持つノイズで劣化した画像の修復を,確率的情報処理の枠組みで議論した.まず,原画像は近接相互作用のみを持つガウスモデルで生成されるとした.さらに,各画素に重畳されるノイズは空間的な相関を持つガウスモデルで生成されるとし,相関は並進対称性を持つとした.申請者は,前年度の研究の成果を踏まえ,パラメータを固定しなくても,全てのハイパーパラメータが目的の値に収束する,特異点を持たないノイズモデルのカーネルの考案に成功した.このカーネルを用いて,本研究では,自然画像を用いた場合の画像修復を行った.自然画像には輝度ヒストグラムがガウス分布に近い銀河画像を用いた.修復はうまく行き,空間的相関ノイズを排除することに成功した.しかし,輝度ヒストグラムがガウス分布でない場合の修復は,まだうまく行っておらず,この研究は今後の課題となる.さらに申請者は画像修復の解析技術を応用してガウシャンプロセスの統計力学的な解析を行った.この論文ではガウシャンプロセスを統計力学的な解析を行うことで,ガウシャンプロセスの最適化条件および最適化条件における修復誤差の解析解を求める.具体的には,ガウシャンプロセスの入力間隔を等間隔とし,周期境界条件を強いる.これにより,カーネルを対角化することが可能になり,フーリエ空間上における議論が可能になる.解析の結果,修復過程に用いた確率モデルのハイパーパラメータが,生成過程でのハイパーパラメータに一致するとき,修復誤差が最小値になることがわかった.最適化条件における数値解と解析解の修復誤差は一致した.
bFGF徐放性ゼラチンシートの臨床適用をめざして:創傷治癒効果をさらに高める試み

これまで、マウス1匹あたり100μgのbFGFを含有したゼラチンシートを使用し、その創傷治癒効果を確認ずみである。今回はマウス1匹あたり200μgのbFGFを含有したゼラチンシートを使用し、その組織を採取後創傷治癒効果を検討した結果、100μgに比較して明らかな上皮再生、肉芽増生効果を認めなかった。このことから、創治癒効果のためのゼラチンシートに含有するbFGFの量はdose dependentではないことが明らかになった。
降水滴およびエアロゾル中の亜硫酸,亜硝酸の酸化機構

降水滴およびエアロゾル中又はその表面における亜硫酸および亜硝酸の酸化機構や酸化速度を室内実験で研究し、その結果の大気化学における重要性の評価を行った。全国各地で捕集した雨水中に亜硫酸塩を添加し、亜硫酸の酸化を追跡した。特に超高圧水銀灯の光を照射して酸化速度の増加を調べた。他方降水中の金属成分を中性子放射化法で定量し、酸化速度定数と比較検討した。反応は-d〔S($$IV$$)〕/dt=k〔S($$IV$$)〕の擬一次反応で表わしたが、各試料のKはO-211×$$10^(-5)$$($$S^(-1)$$)の範囲にあった。再蒸留水についての$$K_1$$は3.3×$$10^(-5)$$($$S^(-1)$$)であった。降水試料にEDTAを加えると反応が停止した。又K=(a〔M〕+b)で表わされる。K=C〔S($$IV$$)〕+d$$〔S(IV)〕^(0.5)$$で表わせる場合もあり、B$$a! ̈$$ckstr$$o! ̈$$m機構で説明可能であった。以上のことから、降水中の反応が金属の触媒作用で進行するとしても単純でないことが示唆される。同じく降水試料中にNaN$$O_2$$を加え、N($$III$$)の減少を追跡したが、そのKは(512)×$$10^(-8)$$($$S^(-1)$$)の範囲内にあり、野外での変換速度の観測値に比較して、水溶液中の亜硝酸の酸化の寄与は大きくないと考えられる。次いでN$$H_4$$N$$O_3$$溶液にS($$IV$$)溶液を加え、光照射し、S($$IV)の減少を追跡した。この場合のS($$IV$$)の減少はN$$O(^-_3)$$+hu→N$$O(^-_2)$$+O,O+S($$IV$$)→S$$O(^2-_4)$$によると予想される。NaCl,MgCl粒子上での硫酸生成には$$H_2$$$$O_2$$が必要で、相対湿度に強く依存した。大気エアロゾル上の硫酸生成能にはCaOの寄与が大きいことが分ったが、CaO4μg/$$m^3$$の時の変換速度は0.03%$$hr^(-1)$$,NaCl5μg/$$m^3$$$$H_2$$$$O_2$$1pphの時の変換速度は2×$$10^(-4)$$%$$hr^(-1)$$であって、エアロゾルを介したS$$O_2$$の酸化速度は小さい。最後に降水中の触媒による亜硫酸の酸化反応速度を$$H_2$$$$O_2$$,$$C_3$$による酸化と比較した。大気中の$$H_2$$$$O_2$$濃度はよく分っていないが、触媒による亜硫酸の酸化速度は他の酸化機構の場合に比較して小さいようである。しかしB$$a! ̈$$ckstr$$o! ̈$$m機構やN$$O(^-_3)$$の光解離に伴う酸化機構の重要性を評価する必要があろう。次いでN$

$H_4$$N$$O_3$$溶液にS($$IV$$)溶液を加え、光照射し、S($$IV)の減少を追跡した。この場合のS($$IV$$)の減少はN$$O(^-_3)$$+hu→N$$O(^-_2)$$+O,O+S($$IV$$)→S$$O(^2-_4)$$によると予想される。NaCl,MgCl粒子上での硫酸生成には$$H_2$$$$O_2$$が必要で、相対湿度に強く依存した。大気エアロゾル上の硫酸生成能にはCaOの寄与が大きいことが分ったが、CaO4μg/$$m^3$$の時の変換速度は0.03%$$hr^(-1)$$,NaCl5μg/$$m^3$$$$H_2$$$$O_2$$1pphの時の変換速度は2×$$10^(-4)$$%$$hr^(-1)$$であって、エアロゾルを介したS$$O_2$$の酸化速度は小さい。最後に降水中の触媒による亜硫酸の酸化反応速度を$$H_2$$$$O_2$$,$$C_3$$による酸化と比較した。大気中の$$H_2$$$$O_2$$濃度はよく分っていないが、触媒による亜硫酸の酸化速度は他の酸化機構の場合に比較して小さいようである。しかしB$$a! ̈$$ckstr$$o! ̈$$m機構やN$$O(^-_3)$$の光解離に伴う酸化機構の重要性を評価する必要があろう。
金属を内包したキラルなシロキサンゲル反応場による不斉反応の実現

本研究の目的は、架橋シロキサンゲルを触媒的に構築すると同時に触媒を自己カプセル化し、生成した「金属内包シロキサンゲル」を触媒として用いることで高選択的反応を達成すると共に、生成物の分離と触媒の回収、ならびに再利用が容易でスケールアップ可能な実践的不斉触媒反応の実現を図ることである。まず、3核ルテニウムカルボニル錯体存在下、架橋剤にジオール、残存Si-Hのキャッピング剤にモノオールを用い、ポリメチルヒドロシロキサン(PMHS)の脱水素シリル化反応で新規Ru内包ゲル([Ru_3]@Si_cap)の合成と、アリルエーテル類の異性化反応を基盤とする簡便な脱保護反応を確立した。この([Ru_3]@Si_capの応用として、(1)光学活性エーテルの不斉中心を保持したままの脱保護の達成と、(2)アリルプレニルエーテルのアリル基選択的異性化によるクライゼン基質の選択的合成と、引き続くMe_3Alによるジアステレオ選択的Alkylative Claisen反応を達成した(論文投稿中)。さらに酸素架橋Ru内包ゲル([Ru_3]@Si-O)による2級アミドからの還元的N-アルキル化(2量化)による3級アミンの効率的合成を達成した(論文発表)。一方、Karstedt's触媒存在下、ジエンを架橋剤とするヒドロシリル化により白金内包ゲル(Pt@Si)の合成法を確立し、芳香族ニトロ化合物のニトロ基選択的還元反応を、穏和な条件下、生成物中への金属溶出なく、グラムスケールにも対応できる再利用可能なプロセスとして達成した。特に脱ハロゲン化が問題となるハロニトロ化合物のニトロ基選択的還元は、ゲルの特長である内部修飾を用い、ゲル内部にアミノ基を組込んだ新規Pt@Si-N触媒を用いることで、高ニトロ基選択的反応を達成した(論文作成中)。また、IrC1(CO)(PPh_3)錯体による3級アミドの還元/脱水反応において、新規で効率的なエナミン合成反応を開発すると共に、Ir内包酸素架橋ゲル(Ir@Si-0)が生成することを見出した(論文作成中)。本研究の目的は、光学活性有機官能基が架橋したキラルシロキサンゲルを構築すると同時に触媒を自己カプセル化し、生成した「金属内包シロキサンゲル」を触媒として用いることで、ゲル内部の不斉環境を活用した高立体選択的不斉反応を達成すると共に、生成物の分離と触媒の回収、ならびに再利用が容易な実践的不斉触媒反応の実現を図ることである。本年度は、ヒドロシリル化能を有する3核ルテニウムカルボニル錯体、ポリメチルヒドロシロキサン(PMHS)、ならびに種々のジオールを架橋剤として用い、(1)架橋度の異なるゲル触媒、(2)ジオールの種類を変えたゲル触媒のライブラリー、さらに(3)ゲル触媒による反応探索、の3点を中心に行なった。(1)では、まずエチレングリコールを用い、架橋度ならびに残存Si-H量の異なる架橋ゲル触媒を種々合成し、その基礎的物性について検証した。その結果、PMHSのSi-H基に対し半分のジオールを用いると、再現良く膨潤-収縮を繰り返すこと、残存Si-H基があると次第にゲル触媒が変質すること、ゲル内外の物質移動は速く反応場として機能可能なことを見出した。(2)では、光学活性体を含む種々の芳香族・脂肪族アルコールからなるゲル触媒を合成し、ゲル内部の分子認識能を検証した。その結果、架橋剤の種類によらず、ゲル内は多少ではあるが極性基質を好むことを見出した。

さらに(3)ではアルケン類の水素化ならびに異性化反応に活性を有することを見出した。特に異性化は穏和な条件下で定量的に進行し、粗生成物中への金属溶出もほとんどなく、再利用も可能であった。この結果をアリルエーテル類に適応することで、簡便なアリル保護基の脱保護プロセスを確立し、学会発表を行なった(論文作成中)。さらに白金触媒、PMHS、アミド化合物からも同様に白金を内包したシロキサンゲルが生成すること、さらにこの白金内包ゲルはアルケンの水素化活性を有することも見出した。本研究の目的は、架橋シロキサンゲルを触媒的に構築すると同時に触媒を自己カプセル化し、生成した「金属内包シロキサンゲル」を触媒として用いることで高選択的反応を達成すると共に、生成物の分離と触媒の回収、ならびに再利用が容易でスケールアップ可能な実践的不斉触媒反応の実現を図ることである。昨年度、3核ルテニウムカルボニル錯体存在下、架橋剤にジオール、残存Si-Hのキャッピング剤にモノオールを用い、ポリメチルヒドロシロキサン(PMHS)の脱水素シリル化反応で新規Ru内包ゲル([Ru_3]@Si_<cap>)の合成と、アリルエーテル類の異性化反応を基盤とする簡便な脱保護反応を確立した。本年度は、この([Ru_3]@Si_<cap>の応用として、(1)光学活性エーテルの不斉中心を保持したままの脱保護の達成と、(2)アリルプレニルエーテルのアリル基選択的異性化によるクライゼン基質の選択的合成と、引き続くMe_3A1によるAlkylative Claisen反応を達成した(論文投稿中)。さらに酸素架橋Ru内包ゲル([Ru_3]@Si-0)による2級アミドからの還元的N-アルキル化(2量化)による3級アミンの効率的合成を達成した(論文発表)。一方、Karstedt's触媒存在下、ジエンを架橋剤とするヒドロシリル化により白金内包ゲル(Pt@Si)の合成法を確立し、芳香族ニトロ化合物のニトロ基選択的還元反応を、穏和な条件下、生成物中への金属溶出なく、グラムスケールにも対応できる再利用可能なプロセスとして達成した。特に脱ハロゲン化が問題となるハロニトロ化合物のニトロ基選択的還元は、ゲルの特長である「内部修飾」を用い、ゲル内部にアミノ基を組込んだ新規Pt@Si-N触媒を用いることで、高ニトロ基選択的反応を達成した(論文作成中)。また、IrCl(CO)(PPh_3)錯体による3級アミドの還元/脱水反応において、新規で効率的なエナミン合成反応を開発すると共に、Ir内包酸素架橋ゲル(Ir@Si-0)が生成することを見出した(論文作成中)。
網膜GABAc受容体活性の細胞内制御機構

網膜GABAc受容体活性は、細胞外亜鉛イオンや細胞内protein kinase AまたはCで調節されるが、細胞内調節機構に関係するprotein kinaseについては動物間の種差が大きく結論が出ていない。本研究ではアメリカナマズ網膜水平細胞にホールセルクランプ法を適用し、GABAc受容体活性が細胞外Caイオンにより調節されることを見いだしたので、その詳細な機構と本機構へのprotein kinase Cの関与の有無について報告する。今回の実験では長期培養に耐えうる錐体入力を受ける培養網膜水平細胞を用いた。急速潅流法を用いてGABAを投与したときにGABAc受容体を介して発生するイオン電流は細胞外Ca濃度を上昇させると増大し、細胞外Ca濃度を低下させると減少した。このGABA応答の濃度-反応曲線をHillの式で記述するのに必要なHill係数とEC_<50>は、細胞外Ca濃度が2.5mMのとき1.54と3.0μM、10mMのとき1.24と3.1μMとなりほぼ同じであった。しかしながら10mM Ca液中で得られる最大応答は2.5mMCa液中で得られる最大応答より大きかった。このことから細胞外Ca濃度の増大に伴うGABA応答の増大は、GABAc受容体のGABAに対する親和性の増大によるのではなく、GABAc受容体のチャネル活性を高めることによってGABA応答を増強しているものと考えられた。このGABA応答は、Caチャネルを介する細胞外からのCa流入を活性化して細胞内Ca濃度を上昇させても増強されなかった。このことからアメリカナマズにおける細胞外Ca濃度の増大に伴うGABA応答の増大は、細胞外に存在するCa結合部位における修飾機構によると結論した。また細胞外からのCa流入を活性化しても応答に変化が起こらないことからprotein kinase Cを介する細胞内機構は存在しないと考えられた。
筋発達制御因子・ミオスタチンのデコリンによる調節機構

筋肉量や脂肪蓄積を制御する成長因子・ミオスタチンが細胞外マトリックス分子の一つであるデコリンによってどのように制御されているかを検討した結果、以下の成果を得た。1.デコリンが筋細胞に対するミオスタチンの抑制効果に及ぼす影響細胞外マトリックス(ECM)成分のデコリンによるミオスタチン調節機構を解明することを目的に、デコリン過剰発現筋細胞を作製し、これに対してミオスタチンを添加したところ、ミオスタチンによる増殖抑制効果は、コントロール筋細胞に比べて低く抑えられていた。また、同様にミオスタチンによる分化抑制効果について検討した結果、デコリン過剰発現筋細胞はコントロール筋細胞に比べて、ミオスタチンの分化抑制程度が低かった。以上の結果は、筋細胞自らが産生するデコリンがミオスタチンの増殖・抑制作用を減ずる働きをしていることを示唆している。2.脂肪細胞に対するミオスタチンの作用およびデコリンによるその調節作用ブタ脂肪前駆細胞株(PSPA)を用いて脂肪前駆細胞に対するミオスタチンの作用を検討した結果、ミオスタチンはPSAPの分化を抑制することが示された。PSPAに対するミオスタチンの分化抑制効果は、デコリンを含むコラーゲンゲル中でPSPAを培養した場合には減少する傾向がみられた。このことは、ミオスタチンの脂肪前駆細胞に対する作用が細胞外マトリックスのデコリンによって調節されている可能性を示唆するものである。3.線維芽細胞におけるデコリン産生能に及ぼすミオスタチンの影響線維芽細胞に対するミオスタチンの影響について検討した結果、ミオスタチンは線維芽細胞の増殖を抑制した。線維芽細胞の細胞表面にはミオスタチン受容体ActRIIBが発現しており、ミオスタインによる増殖抑制時にはp21の発現亢進がみられた。さらに、ミオスタインが線維芽細胞のECM産生能に及ぼす影響を検討した結果、ミオスタチンはデコリンを含むいくつかのECM分子の発現を亢進することが明らかになった。筋肉量や脂肪蓄積を制御する成長因子・ミオスタチンが細胞外マトリックス分子の一つであるデコリンによってどのように制御されているかを検討するために、デコリンノックダウン筋細胞、脂肪細胞および線維芽細胞を作製し、これらの細胞の増殖・分化能を比較検討した。また、筋細胞についてはデコリン過剰発現細胞を作製し、ミオスタチンに対する反応性を検討した。1.デコリンノックダウン筋細胞に対するミオスタチンの作用デコリンノックダウン筋細胞では、対照細胞に比べて、増殖フェーズからの逸脱は遅くなる傾向がみられたが、融合が促進され筋管形成が促進された。デコリンノックダウン筋細胞に外因性のミオスタチンを添加して培養すると、コントロール筋細胞に比べて、ミオスタチンによる増殖ならびに分化抑制効果が大きかった。デコリンノックダウン脂肪前駆細胞にミオスタチンを添加して培養すると、コントロール脂肪前駆細胞に比べて、ミオスタチンによる増殖ならびに分化(脂肪蓄積)抑制効果が大きかった。また、デコリンノックダウン線維芽細胞はミオスタチンに対する感受性が高く、対照細胞と比べてミオスタチン存在下での増殖が低かった。2.デコリン過剰発現筋細胞に対するミオスタチンの作用デコリン過剰発現筋細胞に外因性のミオスタチンを添加して培養すると、コントロール筋細胞に比べて、ミオスタチンによる増殖ならびに分化抑制効果が抑制された。以上の結果は、筋細胞、脂肪細胞および線維芽細胞が産生するデコリンが外因性のミオスタチンの作用に抑制的に働いていることを示すものである。筋肉量や脂肪蓄積を制御する成長因子・ミオスタチンが細胞外マトリックス分子の一つであるデコリンによってどのように制御されているかを検討した結果、本年度は、以下の成果を得た。1.筋細胞における「デコリンによるミオスタチン調節機構」の解明

遊離型デコリンによるミオスタチン調節機構を解明することを目的に、遊離型デコリン存在下での受容体の活性化をデコリン不在下と比較検討した結果、EGFRのリン酸化程度は同じであったが、IGFIRのリン酸化程度は増加し、ActRIIBのリン酸化は低下した。以上の結果は、デコリンがミオスタチンの受容体への結合に影響するとともに、IGFIRを介したデコリンシグナルがミオスタチンシグナルにクロストークしている可能性を示唆している。2.脂肪細胞における「デコリンによるミオスタチン調節機構」の解明ミオスタチンの脂肪前駆細胞分化抑制効果に対するデコリンの影響を明らかにするために、ブタ脂肪前駆細胞株(PSPAおよびMSPA)を用いてデコリン存在下でのミオスタチンの作用を調べた。ミオスタチンはPSPAおよびMSPAの分化を抑制するものの、デコリン存在下ではその作用がやや低下する傾向がみられた。3.線維芽細胞における「デコリンによるミオスタチン調節機構」の解明線維芽細胞のECM産生能に及ぼすミオスタチンの作用を検討した結果、外因性ミオスタチンによってIII型コラーゲンの産生量が低下し、V型コラーゲンの産生量が増加した。このことはミオスタチンが線維芽細胞のECM産生能に影響することを示唆している。筋肉量や脂肪蓄積を制御する成長因子・ミオスタチンが細胞外マトリックス分子の一つであるデコリンによってどのように制御されているかを検討した結果、本年度は、以下の成果を得た。1.筋細胞における「デコリンによるミオスタチン調節機構」の解明デコリンによるミオスタチン調節機構を解明することを目的に、デコリン過剰発現筋細胞を作製し、これに対してミオスタチンを添加したところ、ミオスタチンによる増殖抑制効果は、コントロール筋細胞に比べて低く抑えられていた。また、同様にミオスタチンによる分化抑制効果について検討した結果、デコリン過剰発現筋細胞はコントロール筋細胞に比べて、ミオスタチンの分化抑制程度が低かった。以上の結果は、筋細胞自らが産生するデコリンがミオスタチンの増殖・抑制作用を減ずる働きをしていることを示唆している。2.脂肪細胞における「デコリンによるミオスタチン調節機構」の解明ミオスタチンの脂肪前駆細胞分化抑制効果に対するデコリンの影響を明らかにするために、ブタ脂肪前駆細胞株(PSPA)を用いてコラーゲンゲル中のデコリンがミオスタチンの作用に及ぼす影響を調べた。ミオスタチンのPSPAに対する分化抑制効果は、デコリンを含むコラーゲンゲル中では減少する傾向がみられた。このことは、ミオスタチンの脂肪前駆細胞に対する作用が細胞外マトリックスのデコリンによって調節されている可能性を示唆するものである。3.線維芽細胞における「デコリンによるミオスタチン調節機構」の解明線維芽細胞に対するミオスタチンの影響について検討した結果、ミオスタチンは線維芽細胞の増殖を抑制した。
安定同位体トレーサー法によるヒスチジンの体内動態とヒスチジン血症の診断法開発研究

Histidine ammonia-Iyase(ヒスチダーゼ)はL-ヒスチジン(His)からウロカニン酸(UA)への非酸化的脱アミノ化反応を触媒する。ヒスチジン血症は本酵素の欠損によりこの過程が障害されている先天性代謝異常症である。安定同位体トレーサー法によるヒスチジン血症の診断法確立過程でこの代謝過程に関する体内動態(invivo)の解明上必要となる投与用の候補として2種類の安定同位元素(SI)標識His([β、β、5-^2H_3、3-^<15>N]Hisと[β、β-^2H_2、1、3-^<15>N_2]His)を合成した(昭和61年度)。本研究では服用実験に先立ち、ヒスチダーゼ(Pseudomonas fluorescens)を用いて、アミノ基の脱離反応機構の解明を行うと共に、SI標識Hisの代謝過程における標識元素の安定性を考察し、標識および非標識Hisの生物学的同等性の評価を行った。イミダゾール環の5位を重水素標識した[β、β、5-^2H_3、3-^<15>N]Hisを基質としてヒスチダーゼ酵素反応を行った。代謝物UAについて^1H-NMRおよびGC-MS法で構造解析した結果、UAの5位重水素が4050%程度の割合で代謝過程において脱落したことから、Hisのアミノ基の脱離反応はβ位5位に非局在化したカルバニオン中間体を経るStepwise機構で進行することが明らかとなり、従来提唱されている協奏反応機構説は否定された。この5位における重水素が脱離する事実を考慮すれば、投与用として適用できる標識Hisとしては5位に重水素をもたない[β、β、-^2H_2、1、3-^<15>N_2]Hisの方が適していると考えられる。今後、in vitro実験の結果をもとに、in vivoにおけるβ位重水素同位体効果の速度論的解析あるいはイミダゾール環の5位の重水素脱落に関する評価を行うことは、生体内代謝における律速段階の決定ならびにHisとUA間の可逆反応性に関する知見が得られ、ヒスチジン血症患者におけるheterogeneityに関する問題をヒスチジンの速度論的体内動態のみならず、代謝反応機構の観点からアプローチでき、ヒスチジン血症の診断法確立に重要な手がかりが得られると確信する。一方、GC-MS分析法の開発上必要となる2種類の標識ウロカニン酸、すなわちuroc-【^(15)N】【^2H_2】およびuroc-【^15N_2】【^2H_3】はhis-【^(15)N】【^2H_3】およびhis-【^15N_2】、【^2H_4】を基質として、ヒスチダーゼ(Pseudomonas fluorescence)による酵素反応を【D_2】O系buffer中で行うことにより合成した。各SI標識ヒスチジンおよびウロカニン酸における【^1H-】あるいは【^2H-】NMRおよびMSの結果から合成過程における標識の脱落、scramblingはなく、目的とする位置に同位元素を選択的に、しかも高い標識率(9397atom%)で導入することができた。本合成法は、従来法に比較して合成段階も著しく少なく、3種のヒスチジンと2種のウロカニン酸の多重標識体を一連の経路から合成でき、極めて効率的な方法といえる。安定同位体(SI)トレーサー法によるヒスチジン血症の診断法開発を目指すなかで, GC-MS-SIMによる血中ヒスチジンと主代謝物ウロカニン酸の微量定量法の確立を行った.本研究では,ヒスチジンの体内動態を明らかにするため,ヒトへSI標識ヒスチジン(L=His=^2H_2,^<15>N_2)が投与される.ヒスチジン測定の検量線は,血中濃度52000ng/mL plasmaの範囲にわたり,良好な直線性(r=0.9999)を示した.測定には,もう1つのSI標識ヒスチジン(DL-His-^2H_4,^<15>N_2)を内部標準物質として用いられた.本法は, intra-assayとして, CV=2.53.9%, intra-assayとして, CV=1.11.4%,また予測値との相対誤差は5%以内という極めて高い分析精度を提供した.分析感度は, GC-MSへの絶対注入量として50pgが検出可能であった.これにより,投与由来のヒスチジン(L-His-^2H_2,^<15>N_2)と食餌・生合成由来の内因性ヒスチジン(L-His)をそれぞれ区別しながら,微量定量できることが明らかとなった.一方,投与されたSI標識ヒスチジン(L-His-^2H_2,^<15>N_2)の代謝物である標識ウロカニン酸(Uroc-^2H_1,^<15>N_2)と,内因性ウロカニン酸の生体内挙動を明らかにするため,もう1つのSI標識ウロカニン酸(Uroc-^2H_3,^<15>N_2)をGC-MS-SIM測定の内部標準物質として用い,血中ウロカニン酸の定量法について検討した.その結果, GC-MS分析の前処理段階として,生体試料中からの抽出・精製法およびGC誘導化法の一連の操作法には,ヒスチジンのそれと全く同一方法が適用できることが明らかとなった.

この事は,ヒスチジンとその代謝物であるウロカニン酸の両者を,投与由来と内因性由来のものとをそれぞれ区別しながら,同時に定量できることを示している.なお,ウロカニン酸に関する分析精度については,現在検討中であるが, GC-MSへの注入絶対量として, 50pgが検出できることから,ヒスチジンと同様に,精度・感度ともに優れた測定法が確立できるものと考えられる.Histidine ammonia-Iyase(ヒスチダーゼ)はL-ヒスチジン(His)からウロカニン酸(UA)への非酸化的脱アミノ化反応を触媒する。ヒスチジン血症は本酵素の欠損によりこの過程が障害されている先天性代謝異常症である。安定同位体トレーサー法によるヒスチジン血症の診断法確立過程でこの代謝過程に関する体内動態(invivo)の解明上必要となる投与用の候補として2種類の安定同位元素(SI)標識His([β、β、5-^2H_3、3-^<15>N]Hisと[β、β-^2H_2、1、3-^<15>N_2]His)を合成した(昭和61年度)。本研究では服用実験に先立ち、ヒスチダーゼ(Pseudomonas fluorescens)を用いて、アミノ基の脱離反応機構の解明を行うと共に、SI標識Hisの代謝過程における標識元素の安定性を考察し、標識および非標識Hisの生物学的同等性の評価を行った。イミダゾール環の5位を重水素標識した[β、β、5-^2H_3、3-^<15>N]Hisを基質としてヒスチダーゼ酵素反応を行った。代謝物UAについて^1H-NMRおよびGC-MS法で構造解析した結果、UAの5位重水素が4050%程度の割合で代謝過程において脱落したことから、Hisのアミノ基の脱離反応はβ位5位に非局在化したカルバニオン中間体を経るStepwise機構で進行することが明らかとなり、従来提唱されている協奏反応機構説は否定された。この5位における重水素が脱離する事実を考慮すれば、投与用として適用できる標識Hisとしては5位に重水素をもたない[β、β、-^2H_2、1、3-^<15>N_2]Hisの方が適していると考えられる。今後、in vitro実験の結果をもとに、in vivoにおけるβ位重水素同位体効果の速度論的解析あるいはイミダゾール環の5位の重水素脱落に関する評価を行うことは、生体内代謝における律速段階の決定ならびにHisとUA間の可逆反応性に関する知見が得られ、ヒスチジン血症患者におけるheterogeneityに関する問題をヒスチジンの速度論的体内動態のみならず、代謝反応機構の観点からアプローチでき、ヒスチジン血症の診断法確立に重要な手がかりが得られると確信する。
設備騒音の低周波音遮蔽のための空気壁の提案

ヒートポンプ給湯機は,大気中の熱を集めることができる画期的な技術であり,省エネルギーの観点から今後の普及がますます期待されるものである。しかし,その原理から屋外のユニットには大きな開口部(直径およそ400 mm)が必要となり,そこから低周波数域の稼働音が放出される。本研究は,省スペースで実現できるアクティブ騒音制御技術を適用して大きな開口部から放出される低周波音の遮蔽手法を提案し,その効果を定量的に明らかにするものである。この新しい遮蔽技術で低周波音を抑えることができれば,ヒートポンプ給湯機のさらなる普及を後押しでき,省エネルギー社会の推進に貢献できるものと考えている。
日韓における政治の機会主義化と事業型NPOのマネジメント

本研究は政治の「機会主義化」が定着するなか、日本と韓国の高齢者、障がい者、女性等の社会的弱者の就労を支援する事業型NPOの「経営」に焦点を当てる。政府によって社会的弱者の就労促進は総じて進められてきた。しかし、政策転換の影響もあってこれらNPOの経営基盤は確立したとは言い難い。本研究では、NPOの経営に関連する1.(福祉部局以外の)部署によって進められてきた一連の社会的企業及びソーシャルファーム支援策2.(障害者総合支援法、生活困窮者自立支援法といった)一連の福祉政策がNPOの経営・事業にどう影響を及ぼしているかを検証すると共に、(政治に翻弄されない)それに対応した経営戦略を検討する。制度・政策の機会主義化でも「先行」する韓国のNPOと比較しながら、実証的研究をすると共にそれを解明する理論的研究を行おうとした。当該年度に、主に日本で地域社会で障がい者就労支援を行うNPO、中間支援NPO、生活困窮者自立支援を積極的に行う社会福祉協議会への本調査(インタビュー、資料収集等)を行った。韓国に関しては社会的企業に関して、大学等の研究者への本調査(インタビュー、資料収集等)を実施した。本調査の研究成果の一部を論文として公表すると共に学会報告を行った。また本調査に関連して、NPOの経営と社会的インパクトに関する委託研究(CSR事業を行う日本の民間企業より)を獲得することができ、評価報告書を発行することができた。また主に社会福祉協議会の研究会で成果を公表することができた。日韓両国の研究に関して、当該年度は韓国の本調査に関してやや遅れている。理由は当該年度に韓国の研究協力者の転職、退職に伴い、訪問予定だった複数の社会的企業へのインタビューが難しくなったことが大きい。これに対応して、当該年度は韓国の調査研究の再設計をすることとなった。幸い新たな研究協力者も確保できたことから、2019年度に改めてインタビューを実施する予定である。日本については予定通り研究調査を進めると共に、韓国の本調査の遅れに関しては再設計にもとづいて、本調査を進めていきたいと考えている。本研究は政治の「機会主義化」が定着するなか、日本と韓国の女性、障害者、高齢者等の社会的弱者の就労を支援する事業型NPOの「経営」に焦点を当てる。しかし、政策の二転三転の影響もあってこれらNPOの経営基盤は確立したとは程遠い。当該年度に、日韓のNPO及び関連アクターに対する予備調査及び本調査を行った。日本では事業型NPOを支援する中間支援NPOや運輸業分野で就労支援を実際に行う関係者への一次調査(インタビュー、資料収集等)を行った。韓国ではNPO関係者への一次調査を行うと共に、高齢者の就労支援に関連して、ソウル大学、韓国女性政策研究所等の研究者へのインタビューを実施した。これらを通して調査の基本設計を行うと共に、予備調査の研究成果の一部を公表した。学会報告では、研究代表者が韓国で11月に日本の社会的企業に関する招待講演(韓国国際交流財団主催:日韓市民100人未来対話)を行い、共同研究者は11月に日本社会福祉学会で日本の社会福祉政策と関連して研究報告を行った。論文では研究代表者が社会的弱者の就労支援の視点から運輸業分野の社会的企業について公表した。日韓両国の研究に関して、日本に関してやや遅れている。予備調査を進めている段階で、当該NPOの調査を進めるだけでなく、その有力なステークホルダーとなる中間支援NPOへの調査を重点的に行う必要性が生じた。それを丁寧に行ったため、当該NP0の本調査の進捗に遅れがみられている。韓国に関してやや遅れている。理由は当該年度に米朝関係の緊張に伴って、訪問予定だった複数の社会的企業へのインタビューが難しくなったことが大きい。韓国では社会的企業リーダーが韓国市民社会のリーダーである場合が少なくなく、様々な社会的、政治的な役割を果たしているからだ。これに対応して、韓国では当該NPOのステークホルダーとなる大学関係者へのインタビューを進めると共に、関連領域である日韓の社会福祉政策についての研究を進めた。

当該年度に、主に日本で地域社会で障がい者就労支援を行うNPO、中間支援NPO、生活困窮者自立支援を積極的に行う社会福祉協議会への本調査(インタビュー、資料収集等)を行った。韓国に関しては社会的企業に関して、大学等の研究者への本調査(インタビュー、資料収集等)を実施した。本調査の研究成果の一部を論文として公表すると共に学会報告を行った。また本調査に関連して、NPOの経営と社会的インパクトに関する委託研究(CSR事業を行う日本の民間企業より)を獲得することができ、評価報告書を発行することができた。また主に社会福祉協議会の研究会で成果を公表することができた。日韓両国の研究に関して、当該年度は韓国の本調査に関してやや遅れている。理由は当該年度に韓国の研究協力者の転職、退職に伴い、訪問予定だった複数の社会的企業へのインタビューが難しくなったことが大きい。これに対応して、当該年度は韓国の調査研究の再設計をすることとなった。幸い新たな研究協力者も確保できたことから、2019年度に改めてインタビューを実施する予定である。日韓両国の本調査でやや遅れが生じていることに対して、日本では当該NPOへの調査を粛々と行っていきたいと考えている。韓国の調査については米朝関係がその後、劇的に変わったこともあり、当該NPOへの調査を再開し、本調査を進めていきたいと考えている。日本については予定通り研究調査を進めると共に、韓国の本調査の遅れに関しては再設計にもとづいて、本調査を進めていきたいと考えている。当該年度に米朝関係の緊張に関連して、韓国の訪問がキャンセルとなり、韓国における本調査を進めることが難しくなった。それに伴い、旅費、通訳等の人件費に差異が生じた。次年度使用額を用いて、本年度に本調査を行う。韓国の本調査に関して当該年度に遅れが出たため、次年度使用額が生じることとなった。2019年度は次年度の研究計画にもとづいて、韓国のNPOに関する本調査を行うことに充当していきたい。
毛包形成に関与する未知の分化決定メカニズムと関連遺伝子の時系列的探索

本研究では毛包バルジ領域に存在するケラチン15上皮幹細胞の中に,ネスチン陽性神経幹細胞の娘細胞が存在するかを解析したとともに,上皮-神経幹細胞の分化運命を解析するための遺伝子改変プラスミドを作製した。その結果,マウス成長期毛包および休止期毛包のバルジ領域では,ネスチン陽性細胞またはその娘細胞の特性を示し,かつケラチン15を発現する細胞を蛍光抗体法により特定することはできなかった。一方で本研究では,ケラチン15とネスチンの共発現下でCre-loxP組換えが生じた結果,タモキシフェン存在下でFlp-ERT部位特異的を誘導するFlpERT2を発現させるための遺伝子改変プラスミドの作製に成功した。本年度はマウス毛包に分布するNestin陽性細胞の有無について解析を行ったと共に、Keratin 15+Nestin+細胞においてEGFPを発現するトランスジェニックマウスを作出するためのプラスミドコンストラクトの作成を試みた。マウス触毛において、Nestin陽性細胞は結合織鞘や毛乳頭のみならず、バルジ領域の外毛根鞘の最外層に小数ながら分布していた。この領域はKeratin 15陽性細胞が豊富に分布していることから、同細胞がKeratin 15とNestinの両方を発現した前駆細胞である可能性が期待された。この件をさらに詳細に解析するため、現在はKeratin 15promotorとNestinpromotorの両方が活性化した細胞においてのみ、EGFPを発現するトランスジェニックマウスの作出を試みた。Keratin 15promotorの3'末端にEGFPを挿入したプラスミド(K15p-EGFP)よりEGFP遺伝子を制限酵素で切断し、DsRed遺伝子の両端にloxP遺伝子が挿入され、かつその3'末端にEGFP遺伝子が挿入された遺伝子断片をPCRで増幅し、前述した制限酵素切断端に挿入して大腸菌に形質転換した。しかしながら複数の大腸菌株を用いて形質転換を試みたものの、これまでのところ組換えプラスミドが導入された大腸菌の単離には成功していない。今後は遺伝子配列のデザインを変更して新規プラスミド(K15p-DsRed(flox)-EGFP)を作成し、当研究室で保有するNes-Creマウスと交配して目的のマウスを作出する予定である。本来は新規トランスジェニックマウスの作出がこの時期に終了しているはずだったが、遺伝子組換え実験が技術的にうまくいかなかったため実験に遅れが生じた。本年度はKeratin 15 promoterとNestin promoterの両方が活性化した細胞において、Cre-loxP部位特異的組換えによりFlpERT2を発現するマウスの作出を試みた。まずKeratin 15 promoterの下流にDsRed(flox)-EGFPを挿入したプラスミド(K15-DsRed(flox)-EGFP)の作製を試み、遺伝子導入した大腸菌から組換えプラスミドを回収することに成功した。続いて前述したプラスミド配列中のEGFP遺伝子をFlpERT2遺伝子に置換したプラスミドの作製を試みたものの、遺伝子導入した大腸菌が死滅してしまったため組換えプラスミドの回収には至らなかった。そこでKeratin 15promotorの下流にCreERT2遺伝子を挿入したプラスミド(K15-CreERT2)と、Nestin promoterの下流にDsRed(flox)-FlpERT2を挿入したプラスミド(Nes-DsRed(flox)-FlpERT2)の作製をそれぞれ試みた。その結果、いずれのプラスミドともに大腸菌への遺伝子導入に成功し、組換えプラスミドを回収することができた。現在は各プラスミドを培養マウス角化細胞株または培養マウス神経芽細胞腫株に遺伝子導入し、挿入遺伝子の蛋白発現が認められるかを確認しているところである。本来は新規トランスジェニックを用いた解析がこの時期には終了している筈であったが、遺伝子組換え実験が成功しなかったため実験に遅れが生じた。本年度はケラチン15プロモーターの下流にCreERT2遺伝子を挿入したプラスミドコンストラクト(K15-CreERT2)ならびにネスチンプロモーターの下流にDsRed_flox-FlpERT2遺伝子を挿入したプラスミドコンストラクト(Nes-DsRed_flox-FlpERT2)を作成した。目的遺伝子の蛋白発現を確認するため、K15-CreERT2をpMSCV-DsRed_flox-EGFPとともにヒト培養角化細胞株であるA549細胞に、またNes-DsRed_flox-FlpERT2をpBS185-CMV-Creとともにマウス神経細胞株であるNeuro2a細胞にそれぞれ遺伝子導入した。前述の遺伝子が導入されたA549細胞では、4-hydroxytamoxifen存在下でEGFP陽性細胞が認められたのに対し、非存在下ではDsRed陽性細胞のみが認められた。一方で遺伝子導入されたNeuro2a細胞では、4-hydroxytamoxifenの非存在下ではDsRed陽性細胞が認められたのに対し、4-hydroxytamoxifen存在下では同細胞は認められなかった。以上の結果から、前述した2種類のプラスミドコンストラクトは、プロモーター活性の認められる哺乳動物細胞内において目的遺伝子を発現できることが確認された。また毛包バルジ領域にネスチン陽性細胞またはその娘細胞が認められるかを確認するため、Nes-Cre/CAG-CAT-EGFPの成長期毛包および休止期毛包におけるGFP陽性細胞の局在を確認した。

その結果、成長期毛包の外毛根鞘ではGFP陽性細胞が認められたのに対し、成長期毛包と休止期毛包のバルジ領域にはGFP陽性細胞が認められなかった。この事実から、同領域には外毛根鞘細胞の前駆細胞が存在しないか、あるいは被毛の再生過程で神経幹細胞-上皮幹細胞間の分化転換が認められる可能性を示した。本研究では毛包バルジ領域に存在するケラチン15上皮幹細胞の中に,ネスチン陽性神経幹細胞の娘細胞が存在するかを解析したとともに,上皮-神経幹細胞の分化運命を解析するための遺伝子改変プラスミドを作製した。その結果,マウス成長期毛包および休止期毛包のバルジ領域では,ネスチン陽性細胞またはその娘細胞の特性を示し,かつケラチン15を発現する細胞を蛍光抗体法により特定することはできなかった。一方で本研究では,ケラチン15とネスチンの共発現下でCre-loxP組換えが生じた結果,タモキシフェン存在下でFlp-ERT部位特異的を誘導するFlpERT2を発現させるための遺伝子改変プラスミドの作製に成功した。上述の発現実験に成功したら、2種類の組換え遺伝子をマウス胚細胞に遺伝子導入してトランスジェニックマウスの作出を試みる。マウスの作出に成功したら、Flp-FRT部位特異的組換えによりmTFPを発現するCAG-mTFPマウスと、本研究で作製する2種のトランスジェニックマウスとを交配させることにより、タモキシフェン誘導下でNestin陽性細胞がDsRedを、またNes/K15二重陽性細胞とその娘細胞がmTFPを発現するマウスの作出を試みる。このマウスの毛包におけるmTFP陽性細胞の分布を観察することにより、マウス成体毛包に分布するNes/K15二重陽性幹細胞の分化運命を解析するとともに、前述の分化に関わる遺伝子群をDNAマイクロアレイ解析により特定する。獣医学今年度は前倒し請求を行ったものの、予定していた研究の一部を次年度に先送りしたため。本年度は遺伝子改変マウスを作出して成体幹細胞の細胞系譜ならびに関連遺伝子群の探索を行う予定であったが、遺伝子改変マウスの作出に必要となる組換えプラスミドの作製に時間がかかり、いまだマウスの作出に至っていないため。次年度は2種類の新規Tgマウスを作出するとともに、2種類のTgマウスを購入して実験計画通りに遂行する予定である。また解析には凍結包埋剤や抗体などの試薬類を必要とするため、それらを購入する予定である。次年度は、本年度に作製した組換えプラスミドを元に、研究分担者の元で遺伝子改変マウスの作出を試みるための消耗品類に残額の一部を使用する。また目的となる成体幹細胞の細胞系譜を解析するために必要な、CAG-mTFP1を理研から有償で入手する。さらに前述の細胞系譜に関与する遺伝子群を特定するためのDNAマイクロアレイ解析を、外部機関に有償で委託する。
粗幾何学における次元概念と位相空間の研究

粗幾何学(または大尺度幾何学)とは,遠くで眺めて同じに見える(距離)空間を同じと考える幾何学である.粗幾何学における中心的な予想が微分トポロジー等に応用をもつ粗Baum-Connes予想であり,漸近次元や境界と呼ばれる位相空間が,この予想に重要な役割を果たしている.本研究では,漸近次元や境界に関する未解決問題に挑戦すると共に,漸近次元に関連する種々の概念や境界に関する性質の解明を目指す.粗幾何学(または大尺度幾何学)とは,遠くで眺めて同じに見える(距離)空間を同じと考える幾何学である.粗幾何学における中心的な予想が微分トポロジー等に応用をもつ粗Baum-Connes予想であり,漸近次元や境界と呼ばれる位相空間が,この予想に重要な役割を果たしている.本研究では,漸近次元や境界に関する未解決問題に挑戦すると共に,漸近次元に関連する種々の概念や境界に関する性質の解明を目指す.
アルカリシリカ反応の膨張を活用した長期微膨張型高靱性コンクリートの開発と構造利用

本研究においては,長期微膨張型のセメント系材料を開発することを目的としている。膨張材と粒子状静的破砕剤と反応性骨材とを組み合わせた長期微膨張型の高靱性コンクリート(HPFRCC)を開発した。膨張型HPFRCCの膨張性能を評価するための試験方法を提案した。膨張型HPFRCCで作製した模擬骨材をコンクリートに混入することにより,アルカリシリカ反応(ASR)によるひび割れに似たひび割れを生じさせることができた。ひび割れが生じたコンクリート供試体を,ひび割れへ注入するエポキシ樹脂の注入性能の評価試験に利用した。本研究においては,高靱性繊維補強コンクリート(HPFRCC)と反応性骨材などの膨張性材料とを組み合わせることにより,長期にわたって微膨張性能を有するHPFRCC(長期微膨張型HPFRCC)を開発し構造利用するとともに,長期微膨張型HPFRCCの膨張性能を簡便に評価するための試験方法を提案することを目的としている。場所打ちRC杭の杭頭処理用の粒子状静的破砕剤は,粒度と添加量を適切に定めてHPFRCCに混入することにより,セメントが硬化した後に損傷を与えずに膨張挙動を示す膨張材料として利用できることを明らかにした。コンクリート円柱供試体(直径150mm,高さ150mm)に内径60mm程度の孔を,円柱供試体側面から所定の位置(例えば5mm刻みに1545mm)に設け,長期微膨張型HPFRCCを孔に充填して肉厚部分にひび割れが発生する時間を計測することにより,材齢と膨張エネルギーの関係を計測する試験方法を提案した。常温(20°C)であっても,湿潤状態にあれば長期微膨張挙動を示すHPFRCCを,膨張剤(主に材齢2週程度まで),粒子状静的破砕剤(主に材齢数ヶ月まで),反応性骨材(さらに長期)を組み合わせて使用することにより作製できることを明らかにした。粒子状静的破砕剤を混入(本研究では100kg/m3)した膨張型HPRFCCにより作製した模擬膨張骨材(寸法15mm程度)を粗骨材として混入したコンクリートを作製することで,ASRひび割れの様な立体亀甲状のひび割れを有するコンクリート供試体を23週間で造ることができた。ひび割れを生じさせたコンクリート供試体を,ひび割れへ注入するエポキシ樹脂の注入性能の評価試験に利用し,その有用性を明らかにした。コンクリート工学
日本人は睡眠呼吸障害になりやすいか?-危険因子解明への歯科的アプローチ

日本人患者における閉塞型睡眠時無呼吸症候群に対する骨格性要因の影響について検討した。300人の男性患者を対象として、体格要因と頭部側面規格エックス線写真の分析をおこなったところ、重回帰分析でBMIのほか舌骨の垂直的高さおよび顔面の水平長が重症度の指標として用いるAHIに影響を与える因子として抽出された。以上より日本人男性では、肥満の進行のほか顔面の前後が短く、舌骨が低位をとるような顎顔面骨格形態がリスク因子である可能性が示唆された。1、閉塞型睡眠呼吸障害の重症度に関与する要因の解明当院いびき外来を受診した外来患者データ(終夜睡眠ポリソムノグラフィーおよびエックス線写真所見)を解析し、睡眠呼吸障害の重症度と身体的特徴との関連を検索中である。頭部エックス線規格写真のデータ取り込みには安永コンピュータシステム社製のセファロ取り込みソフトウェア、Cefalo Oneを導入し活用中であるが、データを保存して随時呼び出せること、他データとの比較が容易であることなどの利点を有しており、本研究以外の用途としても今後臨床データの蓄積に非常に有効な手法であることが確認できた。2、加齢に伴う顎顔面ならびに気道形態変化が睡眠時の呼吸に及ぼす影響の解明本学所属の職員が学生時の頭部エックス線写真を比較に用い、現在のエックス線写真データ、睡眠時酸素飽和度モニタ、アンケート調査を行い、加齢による顎顔面形態および気道形態の加齢変化ならびにそれらが睡眠呼吸障害に及ぼす影響について検討中である。本研究は睡眠呼吸障害の発症に関与する身体的特徴の傾向を明らかにし、さらに加齢に伴う変化が与える影響についても加味して検討することにより、当疾患の発症予防も含めた歯科的アプローチを模索することを目的としており、上記のようなデータ解析の例数を重ね分析することによって、今後睡眠時無呼吸症候群のハイリスクグループをある程度の精度で比較的早期に予測することが可能になる可能性があり、現在も継続してデータの解析を続けている。【目的】日本人における閉塞型睡眠呼吸障害のリスクファクターを解明するために、側面頭部X線規格写真を用いて閉塞型睡眠呼吸障害の重症度と顎顔面形態との関連性を明確にするとともに、加齢に伴う顎顔面形態や気道形態の変化が睡眠時の呼吸状態にどのような影響を及ぼすかを調査することにより顎顔面形態のリスクファクターを明らかにすること。【21年度の研究内容】日本人の閉塞型睡眠呼吸障害患者の重症度に関与する要因について解明するために、当院いびき外来を受診した閉塞型睡眠呼吸障害患者の終夜睡眠ポリソムノグラフィーの分析および側面頭部X線規格写真の分析(硬組織および軟組織上の計測点26点の二次元座標値をコンピュータに入力して算出した距離的計測12項目と角度的計測および患者の身体的特徴データ4項目(年齢、身長、体重、Body Mass Index)から得られる変数を用いて主成分分析をおこなっている。加えて、顎変形症患者術前の側方頭部規格X線写真を同様の手法で分析し、CTから得られる舌・咽頭周囲の3次元データを再構成し算出した咽頭気道容積との関連を検索した。この容積は体格に応じて変化する傾向がみられたが、顔面形態とも関連する可能性があり、今後も検討を重ねていく予定である。また、学生実習の一環として撮影した頭部規格X線写真を用い、学生時と現在の顎顔面および気道形態・体格等の比較をおこない、さらに睡眠時の呼吸状態を酸素飽和度モニタでスクリーニング検査することにより、加齢による睡眠時呼吸状態への関与を明らかにすることができるよう、検討をおこなっていく予定である。日本における閉塞型睡眠時無呼吸症候群の有病率は欧米と同程度であるが、欧米の報告と比較して超肥満症例の占める割合が低いことから、日本人は骨格的に閉塞型睡眠時無呼吸症候群になりやすい人種ではないかともいわれている。本研究の目的は、日本人における閉塞型時無呼吸症候群のリスクファクターを明らかにすることである。対象は日本人男性睡眠呼吸障害患者300名で、閉塞型睡眠呼吸障害の重症度、年齢、肥満度、側方頭部X線規格写真を用いた顎顔面形態分析結果との関連性を検討した。終夜睡眠ポリソムノグラフィ検査結果から閉塞型睡眠呼吸障害の重症度を分類したところ、Apnea Hypopnea Index(AHI)が5未満のいびき症12名、AHI5以上15未満の軽症77名、AHI15以上30未満の中等症122名、AHI30以上の重症89名で、平均AHI(SD)は25.5(18.1)あった。年齢は20歳から78歳、平均(SD)は49(14)歳で、肥満度を表すBMIは17.0から39.4、平均(SD)は24.7(32)であり、BMIが30以上で肥満2度以上の患者は18名6%であった。

側方頭部X線規格写真分析では、SNA、SNB、PPH、MPH、PAS、軟口蓋長などの顎顔面形態や気道形態を反映する項目を計測し、それぞれの平均値(SD)は、82.4(4.1)、78.0(6.8)、56.8(16.4)、23.8(6.5)、16.5(6.0)、64.8(19.2)であった。AHIと各項目間についてSpearmanの順位相関係数を算出し検討したところ、AHIは加齢に伴い上昇する傾向があり、BMIとも高い相関を示した。また、AHIと相関を認めた側方頭部X線規格写真分析項目は舌骨から口蓋平面までの距離PPHであった。以上の結果から、日本人男性閉塞型睡眠時無呼吸症候群患者では、加齢や肥満の進行ならびに舌骨が低位をとるような顎顔面形態がリスク因子であるが、肥満2度以上の患者の占める割合は低かった。