hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リモートセンシングによる火山ガスのイメージングおよび高時間分解能連続測定

前年度にまとめた浅間山火山における長周期地震と火山ガスの関係性に関する論文が国際雑誌[Geophysical Research Letters]に掲載された。これは火山ガスと火山性長周期地震という異なる事象を結びつけ両者の関連性について言及した非常に重要な研究成果である。またこの成果は従来は火山活動のモニタリング等にメインに用いられてきた火山ガス研究が、他の地球物理的研究とのコラボレーションにより火山内部の知見を得る手法として、火山学として新たな可能性を示している事を意味している。また、上記の火山性地震と火山ガスの関係性を用いれば、地震を伴って火山から放出されるガス量と地震を伴わずに地表に放出される火山ガスの量の長期的な吟味が可能となる。これについて評価した結果、浅間山火山にて2009年2月に発生した噴火の前後で両者の比が大きく変化し、噴火後にはより地震を発生しながらガスを噴出しやすい機構に火山内部が変化したという事が示唆された。これは長期的な火山活動推移予測評価手法として直接的に役立つ研究であり、今後他の物理観測データとの比較・議論が期待される。この成果について国際学会IUGGにて発表を行った。また、二カ月間の間海外イタリアのカターニャに渡航し、火山ガス観測装置である紫外線カメラの装置開発及びこの装置の自動化に関する実験・シミュレーション技術の開発を行った。紫外線カメラは火山学において非常に重要な観測技術である。だが、紫外線カメラ観測は天候等の影響を受けやすく、良いデータを取ることはなかなか難しい。よって、この装置を用いた定常観測環境の実現が求められるが、まだ世界的にもこの装置の自動化を実現している研究例はない。また、同じく海外イタリア・エトナ火山にて上記装置を用いた火山ガス観測を行った。海外イタリア研究機関INGVのスタッフとも積極的に火山学に関する議論を行い、セミナー発表を行った。また桜島火山における火山ガス観測の成果をまとめ、雑誌火山桜島特集号に投稿した。また、上記を含む特別研究員3年間の研究成果を東京大学にて博士論文としてまとめ、発表した。紫外線カメラ観測装置を用い、火山ガスと火山性地震を始めとする様々な地球物理観測データとの橋渡を実現した。この成果は火山ガス学の将来の火山学における発展性を示すものである。本研究では紫外線カメラを用いた観測データをベースの他の物理現象との比較、またそれによる火山内部プロセスについてのアプローチを試みた。だが、紫外線カメラ装置における観測は汎用化されておらず、将来的にデータを定常的に得る上でもこの技術のブラックボックス化が望まれる。また、今後の火山学では多分野の研究の橋渡をする事が必要不可欠であるが、これを実現するためには個々の分野の知識が必要であり、広い視野を持った研究者の育成が望ましい。紫外線カメラと小型紫外分光計を用いた火山噴煙中二酸化硫黄放出量の高時間分解能測定を浅間山火山、桜島火山にて行った。この観測方法を用いれば、従来の観測機器では不可能だった秒単位の火山ガス放出量時間変化を捉えることが出来、火山性地震に伴う脱ガス活動や噴火の直前の火山ガスの挙動を定量的に議論することが可能となる。浅間山火山では2009年2月の噴火以降に火口底に孔状の窪地が確認され、この孔から火山性地震に伴う大量のガス噴出することが報告されている。2009年6月、紫外線カメラを用いた観測装置によりこのイベントを観測し、地震の大きさとガス噴出量を定量的に比較・議論した。また、その成果を国際学会(AGU)にて発表した。今後火山性地震の研究をしている研究者らと議論を進め、この噴火現象のモデル化、メカニズムを解明していく予定である。桜島火山は、2009年以降噴火活動が非常に活発になり一日に数回以上の頻度で噴火を繰り返している。2009年12月及び2010年1月、紫外線カメラを用いて噴火直前の火山ガス放出量の変動を観測した。2009年12月のデータを解析した結果、爆発音・空振現象等を伴う比較的大規模な噴火の数分前に火山ガスの放出量が著しく減少する傾向が見られた。この観測事実は噴火前に火口が閉鎖し、内部圧力の増加に伴い噴火するという先行研究のモデルと調和的である。今後は今尚活発な噴火活動を継続中の桜島にて観測を続けデータの蓄積をすると共に、噴火直前の火山ガスの挙動と噴火自体の規模について、他の地球物理学的な観測データとつき合わせて定量的に議論を進めていく予定である。紫外線カメラ観測装置を用いて、2010年9月に活発な噴火活動を続けている桜島火山にて、噴火前兆現象としての二酸化硫黄放出率変化の測定を目的とした観測を二週間に渡り行った。この観測により、噴火が起こらない日の桜島火山の二つの火口:昭和火口及び南岳火口からの火山ガス放出率分離に成功した。その結果、噴火がない活動期は噴火がある活動期に比べて数倍火山ガスの放出率が少ないという事がわかった。前年度に観測を行った浅間山の長周期地震を伴う噴火現象における火山ガス放出量について、地震波データとの精密な比較・検証を行った。その結果、火山ガス放出量と地震波の規模との間に正の相関関係が見出された。この結果は地震波発生モデルとも整合的である。また、この関係を用いれば定常的に行われている地震波観測のデータを用いて、噴火に対応する火山ガスの放出量を見積る事が可能である。この結果を現在論文にまとめ、雑誌[Geophysical Research Letters]に投稿中である。

また、同じく前年度に行った桜島での火山ガス放出率観測結果について、他の地球物理観測データ(空振・伸長計・傾斜計)との比較を行った。その結果、空振を伴う爆発的噴火の20-30分前に火山ガス放出率が減少し、更に噴火前10分前に火山浅部が膨張(伸長計応答)が見られ、膨張開始に伴う激しいガス放出率変化が観測された。また、噴火の2,3分前に浮力に乏しい噴煙塊の噴出が観測された。この現象は先行研究(Iguchi et al.2008)の桜島における噴火モデルともよく合う。また、この観測結果は火山ガス放出率モニタリングが噴火予知に応用できる可能性を示唆している。この成果について、AGU及びCOV6の二つの国際学会で口頭にて発表を行った。前年度にまとめた浅間山火山における長周期地震と火山ガスの関係性に関する論文が国際雑誌[Geophysical Research Letters]に掲載された。これは火山ガスと火山性長周期地震という異なる事象を結びつけ両者の関連性について言及した非常に重要な研究成果である。またこの成果は従来は火山活動のモニタリング等にメインに用いられてきた火山ガス研究が、他の地球物理的研究とのコラボレーションにより火山内部の知見を得る手法として、火山学として新たな可能性を示している事を意味している。また、上記の火山性地震と火山ガスの関係性を用いれば、地震を伴って火山から放出されるガス量と地震を伴わずに地表に放出される火山ガスの量の長期的な吟味が可能となる。これについて評価した結果、浅間山火山にて2009年2月に発生した噴火の前後で両者の比が大きく変化し、噴火後にはより地震を発生しながらガスを噴出しやすい機構に火山内部が変化したという事が示唆された。これは長期的な火山活動推移予測評価手法として直接的に役立つ研究であり、今後他の物理観測データとの比較・議論が期待される。この成果について国際学会IUGGにて発表を行った。また、二カ月間の間海外イタリアのカターニャに渡航し、火山ガス観測装置である紫外線カメラの装置開発及びこの装置の自動化に関する実験・シミュレーション技術の開発を行った。紫外線カメラは火山学において非常に重要な観測技術である。だが、紫外線カメラ観測は天候等の影響を受けやすく、良いデータを取ることはなかなか難しい。よって、この装置を用いた定常観測環境の実現が求められるが、まだ世界的にもこの装置の自動化を実現している研究例はない。また、同じく海外イタリア・エトナ火山にて上記装置を用いた火山ガス観測を行った。海外イタリア研究機関INGVのスタッフとも積極的に火山学に関する議論を行い、セミナー発表を行った。また桜島火山における火山ガス観測の成果をまとめ、雑誌火山桜島特集号に投稿した。また、上記を含む特別研究員3年間の研究成果を東京大学にて博士論文としてまとめ、発表した。紫外線カメラ観測装置を用い、火山ガスと火山性地震を始めとする様々な地球物理観測データとの橋渡を実現した。この成果は火山ガス学の将来の火山学における発展性を示すものである。本研究では紫外線カメラを用いた観測データをベースの他の物理現象との比較、またそれによる火山内部プロセスについてのアプローチを試みた。
多機能型蛋白性ナノ粒子の最適設計による新規感染症ワクチンの開発

本研究では、改変型Spy0128から形成されるナノサイズの人工線毛(Spy0128重合体)の、ワクチン用蛋白性ナノ粒子/バイオナノ素材としての有用性を評価した。研究は予定通り進行し、Spy0128のワクチン抗原としての有用性を明らかとしたものの、Spy0128重合体のワクチン抗原としての明確な有用性を見出すことはできなかった。一方で、幾つかの課題も見出されたことから、今後の改良に繋がる成果を得たものと考えられた。本研究では、改変型Spy0128から形成されるナノサイズの人工線毛(Spy0128重合体)を、ワクチン用の蛋白性ナノ粒子/バイオナノ素材として最適デザインすることで、リンパ節・樹状細胞への移行能に優れるうえ、「ワクチン抗原」および「アジュバント」としての両特性を併せ持つ「多機能型蛋白性ナノ粒子/バイオナノ素材」の創製を図る。本年度は1重合度の異なる人工線毛(Spy0128重合体)の合成と物性評価、2ワクチン効果の評価、3GAS感染阻害能の評価を予定していた。既に、モノマーである改変型Spy0128を還元状態・アルカリpH状態にすることで、Spy0128重合体を合成済みであるため、本Spy0128重合体を二週間に一回、計二回マウスに皮内投与した。その際、既存のアジュバントである水酸化アルミニウムとの共投与群においても評価した。その結果、単独投与群および、アジュバントとの共投与群の両群で、改変型Spy0128と比較してSpy0128重合体を投与した群でわずかに高い抗体価の上昇が認められた。IgGサブタイプに関しても評価したところ、IgG1ではTotal IgGと同様の傾向が認められたが、IgG2cではどの群に関しても顕著な上昇は認められなかった。今後は、血中の抗体価以外でのSpy0128重合体のワクチン抗原としての有用性評価を評価する予定である。また、A型レンサ球菌感染モデルを用いたワクチン効果の検討について、後述するように、平成28年度に検討する予定である。本年度は1重合度の異なる5種類の人工線毛(Spy0128重合体)の合成と物性評価、2ワクチン効果の評価、3GAS感染阻害能の評価を予定していた。1、2に関して研究を遂行することにより、Spy0128重合体を免疫することで血中抗体価の上昇が認められることを明らかとした。一方で、3に関しては現在、投与するA型レンサ球菌の菌量等の条件検討を行っている段階であり、Spy0128重合体の感染阻害能に関して評価できていない。条件が設定でき次第、随時感染実験を行う予定である。以上のことから、本年度に関しては当初計画していた研究予定よりも少し遅れていると考えている。本研究は、A型レンサ球菌の線毛蛋白質を改変した人工線毛(Spy0128重合体)を、ワクチン用の蛋白性ナノ粒子/バイオナノ素材として最適デザインすることで、リンパ節・樹状細胞への移行能に優れるうえ、「ワクチン抗原」および「アジュバント」としての両特性を併せ持つ「多機能型蛋白性ナノ粒子/バイオナノ素材」を創製することで、A型レンサ球菌に対するワクチン開発を図るものである。平成27年度には、Spy0128重合体の作製条件を確立したうえで、マウスに投与後の、免疫誘導効果を検証した。その結果、Spy0128重合体を投与することで、Spy0128に対する抗体が産生されることを明らかとした。Spy0128は、A型レンサ球菌の細胞接着に関与することから、誘導された抗体により、感染防御を達成し得る可能性が考えられた。そこで平成28年度には、Spy0128重合体を投与した後、A型レンサ球菌を感染させることで、Spy0128重合体のワクチンとしての有用性を評価した。Spy0128重合体と水酸化アルミニウムを投与した後、A型レンサ球菌を感染させ、体重および生存率を評価した。その結果、Spy0128重合体を前投与しておくことで、体重減少が減弱することが明らかとなった。一方で、Spy0128単量体の投与によっても、Spy0128重合体と同等の抗体産生が誘導されることも明らかとなった。以上の結果から、Spy0128のワクチン抗原としての有用性は示されたものの、Spy0128重合体の有用性を明らかにすることはできなかった。今後は、体内における動態を精査し、有用性が認められなかった原因を追究する必要があると考えられた。一方で、Spy0128重合体は他の分子をも融合蛋白質として提示可能であることから、抗原ペプチドや抗原蛋白質の送達担体としての可能性を秘めていると推察され、今後、抗原送達担体としての有用性をより詳細に検討する必要性があると考えられた。当初計画していたよりも進捗が少し遅れているが、共同研究先の先生方に随時ご指導をいただきつつ、鋭意研究を進めている。

A型レンサ球菌による感染実験について、大阪大学歯学研究科・教授の川端重忠先生にご指導いただき、実験毎の菌量のばらつきを最小限に抑えて予備検討を行っている。その結果、感染モデルも構築できたことから、平成28年度には、Spy0128重合体を水酸化アルミニウムなどのアジュバントと共に投与した後、A型レンサ球菌を感染させることで、感染阻害能を指標にワクチン効果を検討する予定である。また、Spy0128重合体のワクチンアジュバント効果を、in vitroで評価する。具体的には、マウス骨髄由来の樹状細胞(マウスの骨髄を回収し、Flt3Lと1週間共培養することで誘導)や、ヒト末梢血から採取した単核球(樹状細胞を含む免疫細胞を多く含有)に、Spy0128重合体を添加し、産生されたサイトカイン(IFN-α、IFN-γ、IL-12など)をELISAにより定量解析する。さらに、一般毒性評価、体内動態・細胞内動態の解析に関しても、In vivoおよび、In vitroの両面から解析することにより、Spt0128重合体の有用性を評価してゆく予定である。本年度と同様に計画通りに研究が進まない場合には各分野の専門家の共同研究者と随時議論を進め、多方面からの意見を基に、PDCAサイクルにより軌道修正を図る予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。生体医工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
大気中の微小粒子(CAPs)の胎仔期曝露が出生仔の肺のアレルギー増悪に与える影響

近年、小児アレルギー罹患者数が増加しており、原因として食生活や住環境の変化の他、妊娠中の母親の生活環境も原因の一つとして考えられているが詳細は不明である。胎児期の大気中の微粒子(CAPs)の曝露が出生児の低体重や雄性生殖機能への影響が示唆されているが免疫系への影響は不明である。そこで本研究では、CAPsを妊娠マウスに投与し、出生仔の免疫系に与える影響を検討した。ICR系妊娠マウス40匹を用い、CAPs(200μg/匹)を妊娠7日目と14日目に気管内投与した。妊娠1819日目に出生した仔マウスを実験に用い、5、10、15および30週齢における仔マウスの免疫系への影響を検討した。なお、15週および30週齢における免疫系への影響は、9週あるいは24週から2週間に1度OVA(200μg/匹)を4回気管内投与し、最終曝露の翌日に解剖した。検討項目は、気管支・肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数、肺の組織像である。胎仔期にCAPsの曝露を受けた出生仔(CAPs群:5週齢、30週齢)のBALF中の総細胞数は対照群と比較してそれぞれ2.0倍、2.4倍、有意に増加した。また、胎仔期にCAPs曝露を受けた出生仔にOVAを曝露させると総細胞数は、OVAのみの曝露したマウスと比較して15週齢で有意に増加した。また、BALF中の各炎症細胞数を検討したところ、マクロファージ数、好酸球数等の増加が認められた。免疫系を担当するマクロファージや好酸球数が変動したことから、CAPsの胎仔期暴露が出生仔の免疫系に影響を与える可能性が示唆された。胎児期の大気中の微粒子(SPM)の曝露が出生児の低体重や雄性生殖機能への影響が示唆されているが免疫系への影響は不明である。ICR系妊娠マウス40匹を用い、SPM(200μg/匹)を妊娠7日目と14日目に気管内投与した。気管支・肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数、サイトカイン・ケモカイン量、肺の組織像を指標に検討を行った。胎仔期にSPMの曝露を受けた出生仔(SPM群:5週齢、30週齢)のBALF中の総細胞数は対照群と比較してそれぞれ2.0倍、2.4倍、有意に増加した。また、胎仔期にSPM曝露を受けた出生仔にOVAを曝露させると総細胞数は、OVAのみの曝露したマウスと比較して15週齢で有意に増加した。さらに、BALF中のサイトカイン・ケモカイン量は30週齢において、マクロファージや好酸球の遊走に関与するRANTESが有意に増加した。このことから、マクロファージや好酸球の増加の一部にRANTES量の増加が関与する可能性が考えられる。その他、IL-5、IL-13等のサイトカイン量も増加した。

免疫系を担当するマクロファージや好酸球数が変動したことから、SPMの胎仔期暴露が出生仔の免疫系に影響を与える可能性が示唆された。【緒言】昨年度の研究により、SPMを妊娠マウスに曝露すると雄性出生仔の免疫担当細胞バランスに影響が生じることを明らかにした。しかし、免疫担当細胞バランスのかく乱の発生機序は不明である。そこで今年度は、SPMを妊娠マウスに投与し、胎仔の遺伝子発現に与える影響を検討し、出生仔で生じた影響の解明を試みた。【方法】ICR系妊娠マウスにSPM(200μg/匹)を妊娠7日目、13日目に気管内投与した。妊娠14日目に胎仔を摘出し、性別判断を行った。1母体あたり雄性胎仔3匹を無作為に抽出し、雄性胎仔のtotal RNAを抽出した後、cDNAを合成した。合成したcDNAを用いて雄性胎仔の遺伝子発現解析を行った。検討した遺伝子は、性分化関連因子、ステロイド関連因子、各種ホルモン受容体、異物代謝関連・ストレス関連因子などの45遺伝子である。【結果および考察】SPM曝露による胎仔への影響を検討するため、遺伝子発現解析を行ったところ、45遺伝子中7遺伝子に変動が認められた。最も発現変動が大きかった遺伝子は、免疫系や異物を代謝する酵素誘導に関与するタンパク質の一つである芳香族炭化水素受容体(AhR) mRNAであり、SPM群は対照群の約33%に減少した。また、芳香族炭化水素受容体制御因子(AhRR) mRNAは28.7%増加した。AhRRはAhRの発現を抑制することから、AhRR mRNAの発現量の増加がAhR mRNA発現抑制に関与している可能性が考えられる。その他、発現に変動が認められた遺伝子は、性分化、ステロイド合成などに関与する遺伝子であった。以上のことより、胎仔期のSPM曝露が、胎仔の様々な遺伝子発現を変動させ、出生仔の免疫系などに影響を与える起因となっている可能性が考えられる。
電算機による炭酸塩岩資源開発に対する地質精密データの研究

最終年度の纒めの要点は以下の通りである。1)出流川下流の田源鉱山で帯状分布を示す会沢層と東側の上部石灰岩層との関係は一部不整合,一部衝上断層であると考えられる。2)葛生地域の出流層を構成する玄武岩類および鍋山累層を貫く岩脈状玄武岩類(塩基性岩類)のXRFによる全岩化学分析,顕微鏡観察などの進捗に伴い,前者は海洋島型のアルカリ玄武岩であるのに対し,後者は火山孤型玄武岩の性格を持つことが判った。3)田原鉱山において,上部石灰岩層(1部ドロマイト質)を貫く玄式岩岩脈に沿って,いちじるしい白色化を被り,暗灰岩ドロマイト質石灰岩がブルース石-方解石-ドロマイトの鉱物組み合せを持つ変質岩となっているが,ブルース石の存在を光学顕微鏡下で識別できなかった。今度EDS法による背面散乱電子像(組成像)の観察によりその微小粒子(大きな数μm)が認められた。4)三峰地区をほぼNNEに走りSW側にプランヂする向斜軸により規制される向斜構造は単純なものでなく,複向斜であり,三峰断層はこの複向斜構造の小背斜部に発生した西落ちの正断層であることが判った。5)葛生地域の南部に存在する“葛生中央断層"の北側は岡田鉱山付近で行方不明となるが,恐らく落差を減じ消滅するものと考えられる。(1)出流川南域の構造解析:いわゆる葛生ナップの東側で出流累層と金沢累層との境界をなす衡上断層のほか、その西側出流累層・鍋山累層分布域には少くとも四つの衡上断層の存在が明らかとなった。そして、最も東側で帯状分布を示し、従来鍋山累層の下部石灰岩部層に対比された比較的良質の石灰岩から構成されるものは、岩相・生物相および東側の逆断層の存在により上部石灰岩層と考えられるに至った。(2)三峰地域ベンチカットの精密地質調査:葛生地域で最も大規模なベンチカットを展開するY社三峰鉱区の詳細な地質構造が漸次明らかとなった。すなわち、この三峰鉱区の東側のA地区と西側のB地区とは、金沢から唐沢・石越沢間の山稜部を走り、金沢から出流川右岸まで連続的に追跡されるいわゆる"中央断層"(走向N10°W、傾斜4060°NE)により境され、全体としてB地区は落差約100m(-)のこの断層によりA地区に比して構造が低まっていることが判った。(3)従来の地質調査により、構造解析は断層系を主眼として行われたが、摺曲構造にも注意を払うべきことが判ってきた。(4)炭酸塩岩層中に存在する小規模スラスト:鍋山累層の下部石灰岩層と中部ドロマイト岩部層は比較的シャープな面で接しており、これを基準とする構造解析は容易であるが、切羽面の詳細な観察により、変位量は少ないが、無数の小規模スラストの存在が明らかになった。このことは将来の電算機処理の基礎的なデータになる試錐資料の解釈にきわめて重要な示唆を与えるものと考えられる。本年度をもって日鉄羽鶴鉱業所より東側の重要地域について精密広域地質調査はほぼ完了した。また、三峰地域の大規模露天切羽展開区域の精密地質調査も一応の成果を挙げた。これらは次のようにまとめられる。1)出流川を境とした南東部地区の四つの逆断層は北東部に連続するが、合沢累層・出流累層を境する“葛生逆断層"(主逆断層)に次第に収斂する。そして、この西側では出流累層・鍋山累層・アドヤマ累層の順に重なるノルマル・サクセッションとなる。従来鍋山累層下部石灰岩層に対比され葛生地域の最も東側で南北にのびた帯状分布を示す石灰岩層は岩相・生物相からみて上部石灰岩層に属するとのわれわれの新たな見解はその後の研究により、さらにより強固なものとなった。

2)葛生地域の大地質構造を規制する断層は、その北方延長は出流右岸の岡田石灰鍋山鉱山まで追跡できるが、出流川の北側で次第に落差を減じ消滅するものと考えられる。そして、三峰断層はこの北方延長でなく、これとほぼ平行に走る別個の正断層と考えられる。3)三峰地区の精密地質調査の結果、葛生地域の鍋山累層の馬蹄形状分布を規制しSW側にプランヂする向斜構造は、実は複向斜であることが判った。そして、三峰断層はこの向斜構造(複)の小背斜部に発生した正断層と考えるのが妥当である。4)出流川下流の右岸にある田源鉱山の上部石灰岩層を貫く玄武岩岩脈に沿って、白色化が進み、これを検討したところ含ブル-ス石・蛇紋岩石灰岩であって、これは既存の正断層ドロマイト質石灰岩の熱水変質作用による産物と考えられる。5)最近の研究により、鍋山累層を貫く岩脈には、鉱物組成・組織を異にする“輝緑岩"と“玄武岩"との2種類が区別された。後者は鍋山累層上部の塩基性火山活動に関連したと考えられる。本年度は昨年度でほぼ完了した日鉄羽鶴鉱業所より東側の重要地域についての精密広域地質調査の結果を整理するとともに,さらに局所精密地質調査を実施した三峰地域(鉱区)のデ-タを整理し,精密化された地質構造および石灰岩・ドロマイト岩の品質分布を明らかにすることができた。以下にその要点を記す。1)出流川下流の田源鉱山で上部石灰岩に接する帯状分布を示す会沢層と上部石灰岩層との関係は低角度衡上であると考えていたが,その後の調査により一部下整合の関係で接することが判った。2)葛生地域の出流層を構成する玄武岩類および鍋山層を貫く岩脈状玄武岩類(塩基性岩類)のXRFによる全岩化学分析,顕微鏡観察などの進捗に伴い,前者は海洋島型のアルカリ玄武岩であるのに対し,後者は火山弧型玄武岩の性格を持つことが判った。3)田源鉱山において,上部石灰岩層を貫く玄武岩岩脈に沿って,いちじるしい白色化を被り,暗灰色ドロマイト質石灰岩がブル-ス石一方解石ードロマイト岩に変質しているが,ブル-ス石の存在を光学顕微鏡で識別できなかった。今度EDS法による背面散乱電子像(組成像)の観察によりその微小粒子(大きさ数μm)が認められた。4)三峰地区をほぼNNEに走りSW側にプランヂする向斜軸により規制される向斜構造は単純なものでなく複向斜であり。三峰断層はこの複向斜構造の小背斜部に発生した西落ちの正断層であることが判った。5)葛生地域の南部に存在する“葛生中央断層"の北側は岡田鉱山付近で行方不明となるが,恐らく落差を減じ消滅するものと考えられる。
シックハウス症候群に対する高感度プローブとしてのＤＮＡ付加体損傷の解析

本研究はシックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒドが誘起する結果として発がんにおけるDNA付加体損傷の分析方法を検討した。標準物質であるデオキシリボヌクレオチド3リン酸(dNTPs)の高速液体クロマトグラフィーによる分離条件を検討した。ホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸の試験管内反応実験を行いHPLCにてdNTP-アミノ酸付加体のシグナルを検索しシグナルピークを検出したが、質量分析では確認できなかった。高速液体クロマトグラフィー質量分析計(LC/MS)で4種類の標準物質dNTPsの分離を確認した。シックハウス症候群の主要原因物質であるホルムアルデヒドにばく露された個体ならびに細胞のヌクレオチドプール中に生じるDNA付加体損傷の分析方法を検討した。具体的には、文献(Nucl. Acids Res. (2010) 38 (12):3975-3983.)に記載の方法に準じ、標準dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によるヌクレオチド分離条件の検討を行った。さらに、ホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸の試験管内反応実験を行い、dNTP-アミノ酸付加体のシグナルを検出した。現在、このシグナルピークの質量分析を行なっている。また、標準dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー質量分析計(LC/MS)によるヌクレオチド分離条件の検討を行い4種類の標準dNTPsの分離を確認した。具体的には、文献(Nucl. Acids Res. (2010) 38 (12): 3975-3983.)に記載の方法に準じ、標準dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によるヌクレオチド分離条件の検討を行った。シックハウス症候群の主要原因物質であるホルムアルデヒドに暴露された個体並びに細胞のヌクレオチドプール中に生ずるDNA付加体損傷の分析方法を検討した。具体的には、文献(Nucl.Acids Res.(2010)38(12):3975-3983)に記載の方法に準じ、標準dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によるヌクレオチド分離条件の検討を行った。さらに、ホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸の試験管内反応実験を行いdNTP-アミノ酸付加体のシグナルを検索しシグナルピークを検出したが、質量分析では確認できなかった。標準dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー質量分析計(LC/MS)によるヌクレオチド分離条件の検討を行い4種類の標準dNTPsの分離を確認した。シックハウス症候群は、建材に含まれる化学物質によって様々な健康障害を生じるものであり、シックハウス症候群に関与する化学物質で最も重要視されているものがホルムアルデヒドである。ホルムアルデヒドによる健康障害は広く周知されているものの、一方でその障害表出の分子メカニズムについては、未だ不明な点が多く残されている。本研究は、シックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒドが誘起する最も深刻な結果としての発がんにおけるDNA付加体損傷の関与を検証し、その分子機構を明らかにするとともに、DNA付加体損傷の発生をプローブとした、ホルムアルデヒド傷害のバイオマーカーとしての可能性を探ることを目的とするものである。具体的には、文献(Nucl.Acids.Res.(2010)38(12):3975-3983)に記載の方法に準じ、標準物質であるデオキシリボヌクレオチド3リン酸(dNTPs)を用いて、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によるヌクレオチド分離条件の検討を行った。さらに、ホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸の試験管内反応実験を行い、HPLCにてdNTP-アミノ酸付加体のシグナルを検索しシグナルピークを検出したが、質量分析では確認できなかった。標準物質dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー質量分析計(LC/MS)によるヌクレオチド分離条件の検討を行い4種類の標準物質dNTPsの分離を確認した。このように質量分析計(LC/MS)による生体試料中のdNTP測定が可能であることを確認した。ホルムアルデヒドと生体物質との反応した後の障害を表すバイオマーカー検索の手段として活用できることが示唆された。平成26年度はホルムアルデヒドによるdNTPsとアミノ酸の試験管内反応実験を行い、dNTPs-アミノ酸付加体のシグナルを検出し付加体生成を明確にする予定であった。シグナルピークの質量分析に多くに時間を要したため。環境化学分析ホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸付加体形成の条件検討を行い、さらに研究を実施する。

平成25年度は暴露細胞のDNA付加体損傷生成に関与するペプチド・タンパク因子の同定をプロテオミクス的解析手法により行う計画を変更した。具合的にはホルムアルデヒドガス暴露した培養細胞から染色体DNA画分を単離し、ヌクレアーゼ処理によりDNAを分解・除去し、付加体ペプチド/タンパク質構成成分を精製後、ペプチド/タンパク質混合物を二次元電気泳動で分離、各スポットを質量分析にかけ、付加体形成に関わるペプチド・タンパク質因子を同定する計画であったが、ホルムアルデヒドとDNA-タンパク付加体,dNTPヌクレオチドプールをバイオマーカーとしてDNA付加体損傷の解析を行う計画へ変更した。平成25年度はdNTP付加体損傷のHPLC分離条件を確立した。また、標準dNTPsを用いて高速液体クロマトグラフィー質量分析計(LC/MS)によるヌクレオチド分離条件の検討を行い4種類の標準dNTPsの分離を確認した。平成25年度はホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸の試験管内反応実験を行い、dNTP-アミノ酸付加体のシグナルを検出し、付加体生成を明確にする予定であった。現在、このシグナルピークの質量分析を行なっている。その一方でホルムアルデヒドばく露培養細胞からヌクレオチドプールを抽出し、その中のdNTP付加体を検出、分析する段階までに到達しなかったため。dNTP付加体損傷のHPLC分離条件を確立した。また、そのLC-MS分析条件を確立しつつあり、ホルムアルデヒド反応dNTPならびにばく露細胞試料のdNTP付加体分析が可能となってきた。平成26年度はホルムアルデヒドによるdNTPsとアミノ酸の試験管内反応実験を行い、dNTPs-アミノ酸付加体のシグナルを検出し付加体生成を明確にする予定であった。シグナルピークの質量分析に多くに時間を要したため。今後は、まず試験管内反応によるdNTP付加体分析を行い、次にホルムアルデヒドばく露培養細胞からヌクレオチドプールを抽出し、その中のdNTP付加体を検出、分析する。最後に、ホルムアルデヒドばく露マウス個体試料からdNTP付加体を検出、分析し、dNTP付加体生成量を指標としたホルムアルデヒドばく露評価系の確立を目指す。引き続き、試験管内反応によるdNTP付加体分析とデーター解析を行うための経費としたい。HPLCならびに質量分析に予想以上に時間を費やしたために、培養細胞を用いたホルムアルデヒドばく露実験を行う細胞培養実験に到達しなかったため。
HCC再発のリスク因子(腫瘍および背景肝)となるlncRNAの同定とその臨床応用

タンパク質に翻訳されないnon-coding RNAの一種であるLong non-coding RNA(lncRNA)は癌を含む様々な疾病の発生や調節に関わっている。本研究では肝細胞癌(HCC)の予後に関わるリスク因子としてのlncRNAを調査した。HCCの背景肝と転移性肝癌の背景肝をマイクロアレイを用いて比較した際にHULCおよびMALAT1の発現がHCC背景肝で有意に高値であった。また、HCC腫瘍部におけるHULCとMALAT1の発現がHCCの予後と有意に関係していた。HULCとMALAT1が切除されたHCCの予後に対するバイオマーカーとなりうる可能性が示された。肝細胞がん(HCC)は慢性肝炎を発生母地とし,肝硬変へ進行すると3050%にHCCの発症を認めるため,HCC早期発見や予後に関わるマーカーを探索することは重要である.ヒトの細胞内には多量のnon coding RNAが存在するが,200塩基以上のlong non coding RNA(lncRNA)もがんの発生や進展に影響していると予想される.また,HCCでは腫瘍の遺伝子異常の評価に加え,発生母地である背景肝の遺伝子異常の理解が重要である.そこで腫瘍及び背景肝におけるlncRNAの発現,がんの発症や進展との関連,予後への影響を検討し,さらにはHCC易発症性マーカーを抽出することを目的として本研究を開始した.1.HCCの発生や予後に関連するlncRNA候補をマイクロアレイを用いて抽出した.転移性肝がんの非腫瘍部と典型的なHCCの非腫瘍部の遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイで網羅的に比較した.この結果から候補となるlncRNAを抽出した.2.予備実験として転移性肝癌の非腫瘍部およびそれぞれ24例の予後不良HCC群と予後良好HCC群のがん部、非がん部での発現を調査した.この結果からさらに診断マーカーや予後マーカーとして有望なlncRNAを選別した.3.さらに2で抽出したlncRNAの発現を多数例のHCC切除例で検討した.1998年から2011年までの当教室で施行されたHCC治癒切除147例の切除標本の腫瘍部および非腫瘍部から全cDNA(相補的DNA)を作成し,定量RT-PCR法を用いて各lncRNAの発現状況を調査した.これらの実験結果と臨床病理学的因子や予後との関連の検討を行っている.4.特定のlncRNAが早期診断のマーカーとして有用かどうかを検討するため,より採取しやすい体腔液である血液検体をHCC患者,HCC発生前の肝炎患者などから採取中である.2予備実験として転移性肝がんの背景肝,それぞれ24例の予後不良HCC群および予後良好HCC群の背景肝組織と腫瘍組織を用い,1で候補とした各種lncRNAの発現状況を定量RT-PCR法で検討した.この結果をもとに診断マーカーや予後マーカーになる可能性のあるlncRNAの候補をさらに選別した.3多数例のHCC切除臨床検体(当教室におけるHCC根治手術が施行された147例)における当該lncRNAの発現状況を定量RT-PCR法を用いて調査した.これらの発現状況と臨床情報を併せた解析を行っている.4これまでに収集したHCC患者の血液検体に加え,さらに異なる臨床背景をもつHCC患者やHCC発症前の慢性肝炎患者の血液検体を収集中である.今後はこれら血液検体や可能であれば唾液など,入手がより簡便な臨床検体を用いてlncRNAの抽出を試みる.肝細胞癌(HCC)は腫瘍切除後に約70%と高頻度に残肝再発を生じるが、これには肝内転移と多中心性発生の異なる様式がある。このため、腫瘍部とともに背景肝の遺伝子変化を考慮することが重要である。細胞内に多量に存在するlong non-coding RNA(lncRNA)からHCCの予後予測バイオマーカーの候補となる分子を見出すことを目的とした。転移性肝癌の正常肝部分(SN)とHCC背景肝(CN)とを発現アレイを用いて比較することにより、HULCとMALAT1が抽出された。158例のHCC切除検体において、HULCの発現はCNより腫瘍部で有意に高値であった。一方、MALAT1の発現はCNとHCCで有意差を認めなかった。CNの各lncRNA発現と各臨床病理学的因子とには有意な関連を認めなかったが、腫瘍部のHULC発現は被膜形成を認めるHCCで有意に高かった。また、腫瘍部のMALAT1発現は2cm以上のHCCで有意に低かった。また、HULCとMALAT1の発現は血清α-フェトプロテイン20 ng/ml以上のHCCでそれ未満のHCCよりも有意に低値であった。腫瘍部のHULC・MALAT1発現に従い、158例を二群に分けると全生存期間でそれぞれの発現高値群は低値群よりも有意に予後が良好であった。SNとCNを比較したマイクロアレイ結果に基づいてHULC・MALAT1の発現を臨床検体で検討したが、実際はCNにおける発現変化ではなく、HCC腫瘍部の発現高低が予後に影響していた。HULCとMALAT1の腫瘍における発現と各臨床病理学的因子との検討および予後との検討からHULC・MALAT1の発現量はHCCの腫瘍としての悪性度と関連する可能性が示唆された。今後のさらなる検討により、この二つのlncRNAがHCC予後予測の有用なバイオマーカーとなる可能性がある。

HCCの背景肝と転移性肝癌の背景肝をマイクロアレイを用いて比較した際にHULCおよびMALAT1の発現がHCC背景肝で有意に高値であった。また、HCC腫瘍部におけるHULCとMALAT1の発現がHCCの予後と有意に関係していた。HULCとMALAT1が切除されたHCCの予後に対するバイオマーカーとなりうる可能性が示された。血液などの体液検体採取が進んだ後に,それらに含まれるcell freelncRNAの抽出を試みる.採取したHCC患者の手術前および手術後の体液を用い,平成27年度の結果から抽出した背景肝因子として有望なlncRNAを定量RT-PCR法を用いて検出することを試みる.体液中のlncRNAと切除肝の腫瘍部,非腫瘍部における当該遺伝子の発現状況を比較し、相関関係を明らかにして予後マーカーとしての可能性を探索する.また,HCC発症前の慢性肝炎(ウイルス性,脂肪性,アルコール性など各種)患者の検体で当該lncRNAの発現状況を調査し,HCC易発症性マーカーとしての可能性も検討する.平成27年度の結果から,有望な遺伝子についてはsiRNA法やアンチセンスRNA法を用いたRNA干渉を利用して発現消失系,ウイルスベクターやプラスミドベクターを用いた強制発現系などをHCC細胞株で作成する.これらの細胞株における増殖能の変化,浸潤能の変化および抗アポトーシスの変化などを検討し,当該遺伝子の細胞株における影響を調べる.共発現系を用いて当該遺伝子を強発現する細胞株が他の細胞株に与える影響を実験系において調査する.さらに有望なlncRNAについては当該lncRNAがターゲットとして制御する分子についても同定を試みる.発現消失あるいは強制発現を用い,当該lncRNA(+):当該lncRNA(ー)の細胞を比較して発現アレイ,メチル化アレイなどのマルチアレイを行い,それらの間にある変化を比較することで,当該lncRNAがターゲットとする分子の同定を試みる.ターゲットとなる分子の発現変化がHCCの発症に何らかの関連をもつかどうかを調査する.これらの知見については十分な考察を加えた上で、学会・論文等で社会に発信していく.消化器外科学概ね初年度の予定に沿った計画を遂行したが,初年度に予定していた体腔液からのcell free lncRNA抽出実験についてはサンプル収集が続いており,使用予定であった実験試薬や機器の使用が無かった.また,予備実験などから有望なlncRNAの絞り込みを行ったが,当初の見込みよりも絞り込んだ結果の数が減少したため,その分の試薬代や機器の使用代などが減少した.初年度より収取している体腔液のサンプルが揃ったところで体腔液のcell freelncRNAの抽出を試みる.このサンプルを用いてこれまでに抽出したHCC早期発見や予後予測のマーカーとして有望と思われるlncRNAを定量RT-PCR法を用いて比較する.HCC患者のみでなく,可能であればHCC発症前の慢性肝炎患者の体腔液における当該lncRNAの発現状況も調査する.このための実験試薬代や機器使用にかかる費用に次年度使用額を用いる予定である.
幼稚園児・小学校低学年の読みパフォーマンスヘの認知言語的能力の影響

1)小学3年生の読み能力と認知言語的課題の間の関係横断的データによると,音読の速さは数字RAN、音読の正確さはモーラ削除課題、読解は無意味語復唱により予測された。現在,縦断的研究を行っており,小学校1年時の認知言語能力が3年生の読み能力をどのように予測しているか分析中である.2)モーラ削除課題と音素認識課題による読みパフォーマンスへの予測度の検証幼稚園児のデータ分析の結果,モーラ削除課題は,年中児の特殊音節とカタカナ読みを,年長児の特殊音節・カタカナ読み,そして音読の速さと正確度,単語認識,文章読解を予測した.一方音素認識は,年長児の平仮名,特殊音節,カタカナ読み,そして単語認識と文章読解を予想した.小学3年生データの分析の結果,音読の正確さを予測した課題はモーラ削除課題であり、音素認識課題の貢献度は低いものであった。小学5年生の結果によると,モーラ削除は音読の速さの予測に寄与し,音素認識は音読の正確度の予測に寄与した.小学1,2,6年生については現在分析中である.3)認知言語的課題と年長児の音読・読解との関係分析の結果,年長児の音読の速さ予測に貢献した課題は音韻分析,視覚-正字処理課題,RANであった.そして音読の正確度予測に貢献した課題は,音韻分析,視覚-正字処理課題,RANに加えて,プリント・アウェアネス課題であった.また,読解に貢献した課題はRAN,音韻分析,視覚-正字処理,プリント・アウェアネス課題であった.4)横・縦書きのRANと縦書き・横書きの音読パフォーマンスとの関係年長児の縦書き・横書きRAN課題の呼称速度は若干縦書きの呼称速度が遅い傾向があったが、その差は有意ではなかった。さらなる調査が必要と思われる.1)小学3年生の読み能力(音読と読解)と音韻認識,RAN,視覚処理,そして音韻記憶との間にどのような関係があるかを解明する.音読の速さは数字RAN、音読の正確さは音韻認識(モーラ削除課題)、読解は無意味語復唱により予測された。2)音韻認識課題としてモーラ削除課題と音素認識課題との2種類を試行し,それぞれの読みパフォーマンスへの予測度を検証する.2課題を実施したが、小学3年生の音読の正確さを予測した課題はモーラ削除課題であり、音素認識課題の貢献度は低いものであった。3)認知言語的課題それぞれと年長児の音読・読解の両者との間にどのような関係があるかを探求する.現在、データを分析中。4)前回の研究で音読課題の予測に貢献したRAN課題も左から右へとの横書き処理課題だけでなく縦書き処理課題も作成し,それらの処理速度と縦書き・横書きの音読パフォーマンスの関連を検証する.年長児の縦書き・横書きRAN課題の呼称速度は若干縦書きの呼称速度が遅い傾向があったが、その差は有意ではなかった。5)今回の調査では34歳までに培われ,音韻認識能力などを含む発生しつつある(イマージェント)リタラシー・スキルの一端を担うプリント・アウェアネス能力を調査し基礎的資料を作成する.本研究により、イマージェント・リタラシー・スキルのうちのプリント・アウェアネスは幼児の年齢と共に目覚しい発達を示し、今回行った設問の中で問われた知識のほとんどが年長児で獲得されることが示唆された。今後の研究の展開これまでの研究結果は全て横断的調査によるものであり、また今回取り上げた課題(音韻分析,RAN,視覚処理、音韻記憶)は読みの流暢性と読解の一部を予測したのにすぎず,他の認知言語的能力が読み能力予測に関っている可能性がある.今後,縦断的調査を実施することによって,日本人児童の読み能力に関る認知言語的能力のさらなる解明と,治療教育へのガイダンスを示唆することを目標とする.1)小学3年生の読み能力と認知言語的課題の間の関係横断的データによると,音読の速さは数字RAN、音読の正確さはモーラ削除課題、読解は無意味語復唱により予測された。小学5年生の結果によると,モーラ削除は音読の速さの予測に寄与し,音素認識は音読の正確度の予測に寄与した.小学1,2,6年生については現在分析中である.3)認知言語的課題と年長児の音読・読解との関係分析の結果,年長児の音読の速さ予測に貢献した課題は音韻分析,視覚-正字処理課題,RANであった.そして音読の正確度予測に貢献した課題は,音韻分析,視覚-正字処理課題,RANに加えて,プリント・アウェアネス課題であった.また,読解に貢献した課題はRAN,音韻分析,視覚-正字処理,プリント・アウェアネス課題であった.

4)横・縦書きのRANと縦書き・横書きの音読パフォーマンスとの関係年長児の縦書き・横書きRAN課題の呼称速度は若干縦書きの呼称速度が遅い傾向があったが、その差は有意ではなかった。さらなる調査が必要と思われる.
近世の政治的主要人物の居所と行動

本研究は、日本近世の政治的変動期に政治的に重要な役割を果たした人物の居所や行動に関する基礎的情報を集積・整理・確定し、それらを研究者共有のものとすることを最大の課題とし、さらにこれらの基礎的・総合的な情報を駆使することで、新たな政治史を構築することをめざしている。当初この研究は、期間を3年間として計画されたものであったが、それが単年度となったため、対象や調査・研究の方法を限定せざるをえなくなった。調査は、国立国会図書館・内閣文庫・東京大学史料編纂所・宮内庁書陵部などで行い、人物に関する基礎的情報を多く蒐集しえた。しかし、それらをすべてマイクロ化することはできず、そのごく一部をマイクロ化した。対称とした人物、徳川家康・徳川秀忠・徳川家光・板倉勝重・板倉重宗・大久保長安・永井尚政・永井直清・小堀政一・五味豊直・以心崇伝・中井正清・中坊秀政・久貝正俊・曽我古祐などについての居所と行動い関する基礎的情報が、この研究の準備段階からのものを含め、膨大に集積され、そのうちかなりの部分をデータベイス化し、相互に利用することが可能になっている。月2回の研究会では、これまでの政治史研究で部分的に利用されてきた史料群を本研究の視点から再検討するとともに、それぞれが分担した人物の基礎情報を検討し、相互に情報の交換を行った。研究の成果を集約するにはなお、若干の時間がかかると思われるが、平成5年度中には当研究所の紀要等で、その一部を公表する予定である。
粘性に着目したスポーツ装具

本研究では、力学的に衝撃を吸収するためには粘性要素の存在が不可欠であることから、“粘性"に着目したスポーツ装具の開発研究を実施している.研究項目は、1)“粘性"要素を追加したスポーツ装具の開発研究とその定量評価方法の検討、2)テーピングを対象としたスポーツ装具の定量評価方法の開発、3) "粘性"スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討、の3つである.研究2年度には、テニスを対象に粘性サポータを開発し、テニス肘予防の効果を検討した.現在、テニス肘が発症したときに使用する肘に装着するサポータはあるが、テニス肘の原因となる手首への衝撃を軽減することができないため、テニス肘の予防に使用することができない.そこで本研究では、衝撃を吸収することができる粘性に着目し、テニス肘を予防することのできる粘性と弾性を組み合わせた粘弾性サポータを開発した.使用した粘性サポータは、市販の弾性サポータに粘度の異なる2つの粘性シートを貼り付けることで、2パターンの粘性サポータを作製した.また、粘性サポータの衝撃吸収量の計測には加速度センサを使用し、同時に筋の機能の違いを明らかにするため、表面電極による筋電位計測を行った.実験では、被験者はフォアハンドストロークでボールを5回打ち、粘性サポータを着用していない状態、市販の弾性サポータを着用している状態、粘弾性サポータ(粘度30および50)を着用した状態の4条件で行った.その結果、粘度50の粘性サポータ、粘度30の粘性サポータ、弾性サポータサポータなしの順に衝撃軽減量が増加した.これらより、粘性サポータの衝撃吸収性能が確認できた.本研究では、研究項目(1)“粘性"要素を追加したスポーツ装具の開発研究とその定量評価方法の検討、研究項目(2)テーピングを対象としたスポーツ装具の定量評価方法の開発、研究項目(3)“粘性"スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討の3つの項目を3カ年にわたって実施することとしており、この予定に沿って研究を実施している.研究最終年度においては、当初の計画通り、粘性スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討を実施する.ところで、スポーツ装具に粘性要素を追加することの利点としては2つ考えられる.1つは衝撃力が人体に加わった際に、衝撃力のピーク値を低減させ、且つ衝撃エネルギーを吸収、熱として放散させることで、人体の骨格-筋系システムへの衝撃を低減させる点である.もう1つが腕、脚などの質量を持った物体の急激な運動に対して抵抗力を発生させる点である.従って、後者の利点を使えば、“日常生活における通常のスピードの腕、脚の動きは阻害せず、早い動きに対しては抵抗力を発生させるようなサポータ、テーピング"を実現することができることが期待される.この研究項目では、テニスラケット、野球バット、ゴルフクラブなどの高速の運動に対して、手首の関節、肘関節に研究項目1で開発した粘性テーピング、サポータを適用し、スイング軌道がどのように変化するのか、所定のスイング軌道に矯正させるにはどのような粘性がスポーツ装具の設置が必要であるかなど、“粘性スポーツ装具"による関節運動軌跡の矯正の可能性について検討を加える.本研究では、“粘性"に着目したスポーツ装具の開発研究を実施している.力学的に衝撃を吸収するためには粘性要素の存在が不可欠である.本研究では、スポーツ装具に粘性特性を追加し、スポーツ障害の大きな原因である衝撃力の吸収方法を明らかにする.また、ゴルフスイングなどの素早い関節運動に対して、スポーツ装具に粘性特性を取り入れ、運動軌跡の矯正が可能かについても検討を加えることとしている.研究項目は、1)“粘性"要素を追加したスポーツ装具の開発研究とその定量評価方法の検討、2)テーピングを対象としたスポーツ装具の定量評価方法の開発、3) "粘性"スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討、の3つである.研究初年度には、まず、布に様々な粘度のシリコーン樹脂をしみ込ませた試験片を製作し、力学試験によって基本的な力学特性を確認した.更に、粘性スポーツ装具の例として靴下を取り上げ、靴下に粘性要素を追加するため、シリコーン樹脂をしみ込ませた靴下を作成した.更に、歩行中の足骨格構造の変形に着目し、この粘性靴下を使用した際に、どの程度足骨格構造中の縦アーチの変形が小さく出来るのかを確認した.5人の健常男子を対象に歩行実験を実施したが、その結果、どの被検者においても、粘性靴下を履いた場合には縦アーチの低下が押さえられることが明らかになった.なお、縦アーチの変形を測定する新しい方法として、第1足根中足関節上の足部背側にひずみゲージを貼付する方法を開発した.以上の結果は日本生体医工学会誌に投稿し、採録の判定結果を得ており、現在印刷中である.当初の計画の初年度の研究課題は、粘性要素を追加したスポーツ装具の効果の検証であり、実際に靴下にシリコーン樹脂をしみ込ませた粘性靴下を製作し、歩行中の足骨格構造の内、縦アーチの変形を押さえる効果があることが示せた.研究は概ね順調に進展している.

本研究では、力学的に衝撃を吸収するためには粘性要素の存在が不可欠であることから、“粘性"に着目したスポーツ装具の開発研究を実施している.研究項目は、1)“粘性"要素を追加したスポーツ装具の開発研究とその定量評価方法の検討、2)テーピングを対象としたスポーツ装具の定量評価方法の開発、3) "粘性"スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討、の3つである.研究2年度には、テニスを対象に粘性サポータを開発し、テニス肘予防の効果を検討した.現在、テニス肘が発症したときに使用する肘に装着するサポータはあるが、テニス肘の原因となる手首への衝撃を軽減することができないため、テニス肘の予防に使用することができない.そこで本研究では、衝撃を吸収することができる粘性に着目し、テニス肘を予防することのできる粘性と弾性を組み合わせた粘弾性サポータを開発した.使用した粘性サポータは、市販の弾性サポータに粘度の異なる2つの粘性シートを貼り付けることで、2パターンの粘性サポータを作製した.また、粘性サポータの衝撃吸収量の計測には加速度センサを使用し、同時に筋の機能の違いを明らかにするため、表面電極による筋電位計測を行った.実験では、被験者はフォアハンドストロークでボールを5回打ち、粘性サポータを着用していない状態、市販の弾性サポータを着用している状態、粘弾性サポータ(粘度30および50)を着用した状態の4条件で行った.その結果、粘度50の粘性サポータ、粘度30の粘性サポータ、弾性サポータサポータなしの順に衝撃軽減量が増加した.これらより、粘性サポータの衝撃吸収性能が確認できた.本研究では、研究項目(1)“粘性"要素を追加したスポーツ装具の開発研究とその定量評価方法の検討、研究項目(2)テーピングを対象としたスポーツ装具の定量評価方法の開発、研究項目(3)“粘性"スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討の3つの項目を3カ年にわたって実施することとしており、この予定に沿って研究を実施している.研究2年度においては、当初の計画通り、テーピングを対象としたスポーツ装具の定量評価方法の開発を試みる.具体的には膝関節を対象に、従来のテーピングと粘性テーピングを装着した場合に、膝蓋腱に加わる力がどの程度違うのかを検討する.膝蓋腱力の測定には超音波エコーを用い、膝蓋腱長ならびに断面積の違いを測定する.従来、体内の腱に加わる力を皮膚表面から推定するのは困難であったが、膝蓋腱に関しては、大腿骨と膝蓋骨間の長さならびに膝蓋腱の断面積をを超音波エコーで測定できることが示されており、超音波エコーを用いることで、膝蓋腱に加わる力を推定できることが示されている.以上の方法を用い、外部から加えた力による瞬間的な膝屈曲動作に対して粘性テーピングの効果が定量的に明らかにできると考えている.研究最終年度においては、当初の計画通り、粘性スポーツ装具による関節運動軌跡の矯正の可能性の検討を実施する.ところで、スポーツ装具に粘性要素を追加することの利点としては2つ考えられる.1つは衝撃力が人体に加わった際に、衝撃力のピーク値を低減させ、且つ衝撃エネルギーを吸収、熱として放散させることで、人体の骨格-筋系システムへの衝撃を低減させる点である.もう1つが腕、脚などの質量を持った物体の急激な運動に対して抵抗力を発生させる点である.従って、後者の利点を使えば、“日常生活における通常のスピードの腕、脚の動きは阻害せず、早い動きに対しては抵抗力を発生させるようなサポータ、テーピング"を実現することができることが期待される.この研究項目では、テニスラケット、野球バット、ゴルフクラブなどの高速の運動に対して、手首の関節、肘関節に研究項目1で開発した粘性テーピング、サポータを適用し、スイング軌道がどのように変化するのか、所定のスイング軌道に矯正させるにはどのような粘性がスポーツ装具の設置が必要であるかなど、“粘性スポーツ装具"による関節運動軌跡の矯正の可能性について検討を加える.