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腹膜透析における腹膜傷害に対する補体学的機序の解明と補体制御の可能性

ヒト腹膜では、中皮細胞を中心に3種類の補体制御因子(CReg)の豊富な存在を証明した。腹膜透析(PD)が腹膜に与える補体系への影響について、PD排液中のsC5b-9とD/Pクレアチニンは相関し、腹膜機能を代表するD/PクレアチニンとPD患者の腹膜中皮細胞のCD55の発現が逆相関することを見出した。一方で血中とPD排液中のC4は相関を認めたが、C3には無かった。このことは、CRegの変化が、補体第二経路活性化の関与と補体活性化産物の生成が腹膜機能に影響する可能性を示唆した。急性腹膜障害の動物実験モデルでは、C5aの障害進展への関与とC5aが腹膜障害が抗補体療法の対象となり得ることを示した。平成24年度に引き続き、ほぼ初期の計画に従って進行している。平成25年度の研究実績は、下記のとおりである。1.ラット中皮細胞の膜補体制御因子(CRegs)が、腹膜透析(PD)で用いられたconventionalな4.25%酸性透析液(PDF)で、中皮細胞上の発現に影響を受けることを確認した。3.これまでの動物実験の結果を元に、PD患者に移行しての検討を開始したところ、PD治療が補体活性・制御系に影響を与えている可能性が強く示唆された。このため、動物実験とともに、PD患者の腹膜において補体制御系に与えている因子についての解析を進め、正体的には腹膜障害の予防的・治療的介入を目指して研究を進める。今後、PDが与える補体活性・制御系に関わる関連因子の解析を含めた研究を進め、新たな治療戦略としての抗補体治療の可能性と臨床的位置づけを明らかにできるものと考える。1.ラット中皮細胞の膜補体制御因子(CRegs)が、conventionalな4.25%酸性透析液(PDF)で、中皮細胞上の発現に影響を受けることを確認した。PDFの構成要素の内、pHと浸透圧を検討したところ、低pHでCRegsの減少はあるが、PDF範囲の浸透圧の影響は少ないことを確認した。2.PDがもたらす影響について、ヒトPDF排液の補体活性化物質(sC5b-9)が腹膜機能を示すD/P Creと相関した。さらに、ヒトPDF排液から個々の患者の初代培養中皮細胞を得て、中皮細胞上のCRegsの発現を調べたところ、一部の患者でCRegsの発現低下を観察した。特にCD55の低下とD/P Creの上昇に相関を認めた。ヒト中皮細胞上CRegsの発現の低下とPD排液中sC5b-9の上昇が相関する傾向を認めた。さらに確かなものとするため、現在n数を増やして、臨床的要素との関係も含めてCRegs発現の変化と臨床的意義を検討中である。4.今後の研究の進展により、PDが腹膜に与える補体関連の機序と、抗補体療法の可能性と臨床的位置づけを明らかにできるものと考える。1.腹膜透析(PD)患者のPD排液から作成した中皮細胞初代培養細胞を用いて、PDが中皮細胞上の補体制御因子(CReg)の発現を介して、腹腔内の補体系に影響を与えているかどうか、最終的にn=31で評価を行うためFACSによる解析を進めた。結果は、腹膜中皮細胞上のCRegの中で、CD55の発現が、腹膜機能を示すD/Pクレアチニン値と逆相関にあることがわかった。また、中皮細胞上のCD55の発現は、PD排液中のC3、sC5b-9値とは相関したが、C4値とは相関しなかった。このことよりCD55の発現の低下が補体の第二経路での補体活性化を助長している可能性が示唆され、補体活性化産物が腹膜透過性の更新に関わっている可能性が示唆された。実際にCD55の発現の異なった症例をの腹膜中皮初代培養細胞を用いて、補体活性化試験を行ったところ、CD55の発現の低かった症例で中皮細胞上での補体活性化はより起こりやすいことが示唆された。このCD55の変化が腹膜という局所環境に限定したものであったかどうかについての検討のため、同じPD患者の白血球上でのCRegと腹膜中皮細胞上でのCRegの発現について調べたところ、有意な相関は求められず、今回の腹膜中皮細胞のCD55の変化は腹膜独自の反応である可能性が示唆された。以上の結果をまとめて論文化を行い、Molecular Immunologyに投稿し、H27年3月時点で既にin pressとなっている。

2.現在、腹膜炎に伴うPD排液中の補体活性化産物の測定により、腹膜炎の予後をある程度予想できそうであることを見出した(2014年International complement workshopで発表)。今後も、症例数を増やし、予後に加えその後の腹膜への傷害に補体活性系の関与を明らかにするために研究を継続している。内科学2. H24年度に引き続き、腹膜透析(PD)患者の排液から得た初代培養ヒト中皮細胞を用いて、中皮細胞上の補体制御蛋白が、腹膜透析治療の影響を受けていることを2013年の国際学会(14th European meeting on complement human diseasees)で報告した。また、現在、ヒト腹膜透析排液中の補体活性化物質やIL6やCA125などの炎症性マーカー等をELISAで測定しつつ、現在、投稿に向けて追加実験を行っている。3.上記の研究で、補体制御異常が起こる可能性と発生した場合の病態への影響について我々の行ってきた腹膜炎動物モデルの結果にとどまらず、PD患者の腹膜でも発生している可能性が示唆された。これに影響を与える因子について、TGFβ等関連物質や環境因子を複数チェックしたが、補体制御因子発現の変化に影響を与える因子を特定できなかった。4.ヒト腹膜透析患者の腹膜炎について、予後との関係をある程度示唆できた。ELISAによる補体活性化物質の測定と腹膜炎との関係を現在も引き続き検討中である。本研究については、腹膜炎の発生に伴って進む研究であり、今後もサンプルの収集・解析を継続する。2.ヒト排液中の補体活性化物質の検討については、ELISAを用いて、上記1.の結果と合わせて基礎データの多くの測定を終えており、こちらの基礎データは上記1,の結果と合わせて上記国際学会で発表予定である。3.腹膜炎について、ヒト排液中の補体活性化物質の検討については、ELISAを用いて現在進行中である。今後も測定を継続して、n数を増やし、特に腹膜炎について、より精度の良い解析を行っていく予定である。4.上記1.より3.についての研究状況から、昨年度のin vivoの実験については、補体活性化物質のひとつであるC5a抑制による腹膜傷害保護効果について検討を行い、現在投稿中である。上記結果を踏まえ、今年度以降、in vivo実験も合わせて、腹膜における補体活性系の役割についての検討を行っていく予定である。1.腹膜透析(PD)患者の排液から得た初代培養ヒト中皮細胞を用いた、中皮細胞上の補体制御蛋白が腹膜透析治療の影響を受けていることについて、追加実験を含めて日本腎臓学会等に論文化して投稿する。2.上記研究について、補体制御因子発現の変化を規定している因子は明らかになっていないため、引き続きこの影響する因子を探索していく予定である。これについて、PD患者の経時的変化が中皮細胞に与える影響を見る観察的研究が、現在、進行中であり、これに加えて、中皮細胞cell lineを用いた、in vitroでの刺激実験を計画している。3.新たなサンプルの収集を継続して、ELISAによる補体活性化物質の測定と腹膜炎との関係を現在も引き続き検討中である。PD患者における解析については、時間経過を見ていく要素、腹膜炎など自然発生によりはじめて収集可能な検体もあるため、より長期にわたり研究期間を要する。平成26年度が最終年度となるため、上記の達成に努め、今回得られた結果をもとに、さらに発展させていく予定である。1.ラットおよびヒト中皮細胞の初代培養を用いた中皮細胞上の補体制御蛋白発現についての研究については、ELISAで得られたデータとともに追加実験を行い、論文化を目指す。また、時間経過による影響を検討するため、本年度も継続して検討を行って行く予定である。
不揮発性メモリ用強誘電体薄膜の特性劣化機構の解明および強誘電体単結晶を利用した圧電素子設計と作製

不揮発性メモリやマイクロマシン(MEMS)応用を期待して、強誘電体薄膜は過去15年ほどの研究を経て現在非常に注目されるようになっている。これらの薄膜材料の中でも不揮発性メモリ素子応用にはPb(Zr,Ti)O_3(PZTと略す)系の化合物が代表的で、それは薄膜作製が容易なことと高い残留分極、高いスイッチング速度、高いキュリー温度といった特性、比較的低いプロセス温度のためである。しかし分極疲労つまりスイッチングサイクルの繰り返しでの残留分極低下がPt電極上のPZTで発生し、不揮発性メモリの実現への重大な障害になっていた。本研究では新規なバッファ層と疲労耐性材料を用いてこの問題の対策を試みた。PZTの疲労耐性を向上するため、PZT薄膜とPt電極の間のバッファ層として反強誘電体PbZrO_3(ジルコン酸鉛)の調査に取り組んだ。2種類の異なる手法を用いて反強誘電体PZ薄膜を得た。それは、sol-gelスピンコーティング法とRFマグネトロンスパッタ法である。sol-gel法にて、均質なPZ結晶化膜を得られる作製条件を詳細に研究した。プロセス条件としては、ドーピング組成、アニーリング、焼成温度の影響について調べた。良好な結晶が得られる最適条件を決定でき、[111]結晶配向PZ薄膜で均一な微細構造が得られ、それらは3件の論文にまとめた。そのうち2件はすでに公表を済ませ、のこり1件は公表が受理されている。RFマグネトロンスパッタ法においてもPZバッファ層の最適作製条件を決定した。この課題における現在の研究としてはRFマグネトロンスパッタ法で得たPZ薄膜の電気的特性の評価と微細構造の最適化を進めている。前節の研究にはRFマグネトロンスパッタ法で得たPZ薄膜を用いたが、sol-gel法に比べてスパッタPZ膜の微細構造は均質であったためである。さらに、RFマグネトロンスパッタは様々な組成でさらに薄い膜を得るのに適していることがわかった。PZT/PZ多層構造の初期段階の結果では疲労耐性は格段に改善した。10^9回の分極反転まで疲労は観測されなかった。この成果は現在投稿中である。以上の成果から、疲労現象の物理現象の理解への展望を得、疲労耐久性を改善することができた。本年度はビスマス層状複合酸化物強誘電体の一つであるBi_2WO_6(BWO)単結晶の圧電素子への展開を中心に研究を行った。このBWOは斜方晶系mm2に属し、計算による自発分極値P_s=42μC/cm^2を有する。また高いキュリー点(T_c=940°C)をもつため、高温用圧電結晶材料として期待できる。しかし、バルク結晶作製法の一つであるチョクラルスキー法にて作製した際、冷却過程での相転移通過中に発生するクラックにより良質な単結晶が得られない。そこで、本研究代表者のグループではこれまでBWOと共晶系を形成するフラックス剤として四ホウ酸リチウム(Li_2B_4O_7:LBO)を見出し、徐冷法にてT_c以下で結晶作製を試み、板状のBWOシングルドメイン単結晶を得た。そこで、本研究では、圧電定数d_<33>が測定可能なc軸方向に厚い結晶を得るため、同フラツクスを用いてブリッジマン法による単結晶作製を試みた。実験は、純度4N酸化物粉末から合成したBWO粉末をLBOとモル比で7:38:2となるよう秤量し、混合後、直径10mm、長さ100mmの白金坩堝に充填した。結晶作製条件は育成雰囲気を大気中とし、炉最高温度960°C、坩堝降下速度0.5-1.0mm/h、炉内温度勾配10°C/cmである。作製したBWO結晶中の単一分域部分は育成方向に対して優先的な成長方位が<100>or<010>方向であり、また圧電性を有することが判明し、c軸方向に対して厚さ4mm以上のシングルドメイン単結晶が得られることが分かった。これらの成果は、今後このBWO結晶を圧電素子材料として展開する際に重要な知見となり得る。さらに来年度従事する「不揮発性メモリ用強誘電体薄膜の特性劣化機構の解明」の研究テーマの予備実験として、化学溶液堆積法およびrfマグネトロンスパッタリング法により反強誘電体PbZrO_3膜や強誘電体Pb(Zr, Ti)O_3膜の作製、さらに作製した膜の強誘電特性の評価を行った。

PZTの疲労耐性を向上するため、PZT薄膜とPt電極の間のバッファ層として反強誘電体PbZrO_3(ジルコン酸鉛)の調査に取り組んだ。2種類の異なる手法を用いて反強誘電体PZ薄膜を得た。それは、sol-gelスピンコーティング法とRFマグネトロンスパッタ法である。sol-gel法にて、均質なPZ結晶化膜を得られる作製条件を詳細に研究した。プロセス条件としては、ドーピング組成、アニーリング、焼成温度の影響について調べた。良好な結晶が得られる最適条件を決定でき、[111]結晶配向PZ薄膜で均一な微細構造が得られ、それらは3件の論文にまとめた。そのうち2件はすでに公表を済ませ、のこり1件は公表が受理されている。RFマグネトロンスパッタ法においてもPZバッファ層の最適作製条件を決定した。この課題における現在の研究としてはRFマグネトロンスパッタ法で得たPZ薄膜の電気的特性の評価と微細構造の最適化を進めている。前節の研究にはRFマグネトロンスパッタ法で得たPZ薄膜を用いたが、sol-gel法に比べてスパッタPZ膜の微細構造は均質であったためである。さらに、RFマグネトロンスパッタは様々な組成でさらに薄い膜を得るのに適していることがわかった。PZT/PZ多層構造の初期段階の結果では疲労耐性は格段に改善した。10^9回の分極反転まで疲労は観測されなかった。この成果は現在投稿中である。以上の成果から、疲労現象の物理現象の理解への展望を得、疲労耐久性を改善することができた。
歯に加わる口腔内圧の長時間無拘束計測

本研究では、テレメータ装置を用いて、被験者を無拘束状態にして口腔内で派生する各種圧力の長時間無拘束計測を目的としている。テレメータ装置については、従来から試作検討を重ねてきており、無拘束状態で被験者の口腔内圧を測定することが可能となっていた。しかしながら、計測の安定性や精度および携帯化などの面で装置の実用化には問題が残っていた。そこで本年度は、研究分担者(戸川、豊島、田村)のもとで装置の改良を行った。具体的には、購入したLCZメータを用いることによって、口腔内および体外部コイルのインダクタンスの計測、両コイル間の結合係数の算出が可能となり、コイル巻数の最適化を図ることができ、装置の省電力化が行えた。回路については、フレキシブル基板を用いることで口腔内装置をより薄型化することができ、口腔内に装着した際の違和感も軽減された。また、データレコーダからコンピュータにデータを取り込むことによって、より簡便にデータ解析が行えるようになり、XーYプロッタを利用してデータの描記も可能となった。現在、計測の安定化、精度の向上を目指して、研究分担者のもとで、回路およびセンサの改良を行い、また、並行して研究代表者のもとで、人を対象とした計測とその信頼性の評価を行っている。これまでの成果は、1988年度のWorld Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering大会で報告を行い、American Journal of Orthodonticsに論文を投稿した(印刷中)。
農産物等のブランド化を主目的とする第3セクター企業の経営に関する研究

中山間地の人口減少と産業の衰退は深刻である。地域外からの企業進出が望めないこれらの地域においては、起業意欲のある住民たちと行政が連携することで共通の目的である地域振興を図るために共同出資した第三セクターを活用することが重要である。住民のアイデアを生かす形で住民との共同出資という形での第三セクターの積極的活用の有効性について研究を行った。地域の農産物を活用して商品化する、いわゆる6次産業化について、福島県内の田村市と大玉村において、それぞれ実証研究を行った。田村市における実証研究はJAが主体となって行うもので、6次産業化に関心のある住民のグループ化を目的としたものであり、大玉村における実証研究は村役場が主体となって、現在ある直売所を加工施設及びレストランを併設した総合的な6次産業センターに発展させ第三セクター化することを目指したものである。前者は研修を主体とした実証研究、後者は住民参加型の計画立案の過程を実証研究したもので、将来の第三セクター設置に向けて住民レベルで何が必要かを明らかにすることができた。第三セクターの企業である2社について調査研究を行った。財務分析の結果、2社は、中小企業庁調べによる中小企業の財務指標の平均値と比較した場合、ほとんどの数値がそれを上回る良好なレベルにあることがわかった。これら2社に共通する事項は下記のとおりである。(1)提供のあった3年間の財務データではいずれも黒字経営であること、したがって、総資本経常利益率が一定程度確保されている、(2)総資本回転率が高く、資産の効率的な活用がなされていると判断される、(3)自己資本比率が高く、共に、一般的に言われる優良企業のレベルにある。以上のように、中小企業の財務指標と比較しても、平均値以上の良好な数値がほとんどであり、前掲した赤井のフローとストックの両指標において健全でなければならないという点においても充分に合致しており、しかも、雇用者数にしても、株式会社吉田ふるさと村の場合85年設立当時は6名しかいなかった従業員が現在では69名であり、しかも、日本経済新聞は、「島根県雲南市の第三セクター、吉田ふるさと村は20歳代後半の若者2人を採用し、今春から野菜栽培に本格的に乗り出した」と社説で書いており、就業人口の減少が著しい農業分野への直接的なテコ入れにまで踏み出した。一方、株式会社明宝レディースは生活改善グループを前身としており、そのグループの人数が11名であり、会社設立後現在の従業員が17名であることから、この地域の人口が減少傾向にある中、わずかでも従業員を増加させているのは健闘しているという評価に値する。今までの調査研究で、この2事例以外にも地域に成果をもたらしている第三セクターが存在していることが今までの調査で明らかになっている。それらには、共通して地域の資源の有効活用が見られる。また、地域貢献においても、雇用の機会のみならず、生きがいというような精神的な面においてもプラス面の成果を与えていることがわかる。今後の研究課題として、これらの事例についても詳細な調査研究を行い具体例を積み上げることで実証を深めていきたい。経営において画期的な取り組みがなされているという評価のある第三セクターの企業を訪問し調査することで実証結果を積み増ししていきたい。なるべく経営実務担当者に面談することで、経営に必要な人材の特質なども調査したい。出張旅費500,000円その他を備品費として使用する予定
過去の求解プロセス情報を活用する高性能な線形反復法ライブラリ

応用分野で頻出する同一もしくは類似の係数行列を持つ一連の連立一次方程式の求解の高速化を研究対象とした.連立一次方程式の求解法として線形反復法を用いた場合について,誤差修正法による収束性の改善について研究を行った.本研究では,過去の求解過程から得られる情報に基づいて自動的に誤差修正法で用いる写像行列を構成する方法を提案した.提案手法は最小限のメモリ量で実装可能であり,実応用性の高い手法である.本手法を時間発展型の電磁場問題に適用し,その有効性を検証した.その結果,T-Ω法に基づく,2次元,3次元渦電流有限要素解析において提案手法の有効性が確認できた.本研究では、線形反復法の誤差修正法に着目し、誤差修正の鍵である写像行列の自動的な生成について研究を行う。特に、過去の求解過程の情報から適切な写像行列を構成かどうかという点についての研究に主眼をおいている。平成26年度には、時間発展型の偏微分方程式の数値解法において、研究を行った。具体的には、磁場解析を対象に、入力となる電流が時間的に変化する場合について研究を実施した。本研究において、過去のタイムステップ時において収束の遅かった誤差成分から適切な写像行列を構成することに成功した。特に、穴あきモデルを対象とした磁場解析において線形反復法の収束性を悪化させる原因となる成分を抽出できたことは特筆すべき結果といえる。また、平成26年度において、並列アルゴリズムの適用に伴う前処理付き線形反復法の収束性の悪化を改善する方法について検討を開始した。現時点では、結果を公表できる段階となっていないが、いくつかの興味深いデータが得られている。さらに、誤差修正法に関して、研究協力者で強化学習の専門家である石井信京大教授と共に、研究会(意見交換会)を開催した。誤差修正法における強化学習の適用に関して討論を行った。本研究では、線形反復法の誤差修正法に着目し、誤差修正法の鍵となる写像行列の自動的な生成法について研究を行った。特に、複数の連立一次方程式を逐次的に解かなければならない解析を対象とし、過去の求解過程から抽出した情報に基づき適切な写像行列を構成可能かどうかという点に主眼をおいて、研究を実施した。研究の具体的な対象として、計算科学アプリケーションに頻出する時間発展型の偏微分方程式の問題をとりあげ、新しい写像行列の構築法を提案した。本手法では、先行する求解過程において、近似解ベクトルのいくつかをメモリ上に格納し、それらに基づいて修正行列を構築する。提案手法では、実応用面への展開を考慮して、非常に少ないメモリ量で近似解ベクトルの選択が可能となるようにした。平成26年度には、提案手法を2次元解析の問題に応用し、その性能を検証した。その結果、提案手法により得られた写像行列を用いた誤差修正法により、後続の求解過程を高速化できるという当初の研究の目論見通りの結果が得られた。そこで、平成27年度では、より実用的な応用における検証を目的として、3次元渦電流場解析に提案手法を応用し、その効果を調べた。その結果、同解析においても後続の求解過程を収束性、計算時間の両面で高速化することができることが示された。応用分野で頻出する同一もしくは類似の係数行列を持つ一連の連立一次方程式の求解の高速化を研究対象とした.連立一次方程式の求解法として線形反復法を用いた場合について,誤差修正法による収束性の改善について研究を行った.本研究では,過去の求解過程から得られる情報に基づいて自動的に誤差修正法で用いる写像行列を構成する方法を提案した.提案手法は最小限のメモリ量で実装可能であり,実応用性の高い手法である.本手法を時間発展型の電磁場問題に適用し,その有効性を検証した.その結果,T-Ω法に基づく,2次元,3次元渦電流有限要素解析において提案手法の有効性が確認できた.過去の求解プロセスのデータを利用した線形反復法の改良という本研究の目的に対して、一定の成果を得ており、研究は順調に進展しているといえる。研究は当初の想定どおり進展しているため、二年目となる今年度は、成果の対外発表を行うとともに、更なる線形ソルバの性能向上を目的とした取り組みや実アプリケーションでの性能評価を実施する。
住生活の変容に対応した台所標準化に関する研究

1980年に台所に関する種々の調査および実験などをおこない、その当時の生活実態に即した研究をまとめ、その時代に対応した台所計画への一指標を提示した。しかし近年、私達をとりまく社会および経済状況は、大きく変化した。それは住生活においても同様である。特に食生活・家族生活の変容は、台所の形態あるいは台所に関する考え方にも、大きな変化をもたらしていると思われる。そこでこれら生活の変容をふまえた総合的な台所計画の指標を見直し、時代に即した新たな台所計画の標準化を提示することが本研究の目的である。なお本研究は、2つの側面からの研究で構成されている。まず一般住宅の台所計画にとって、重要な一指標となる収納空間の標準化を目的とした研究では、食器、調理器具、調味料、貯蔵食品などの所有実態、使用実態、入手方法などについて1987年時と1997年時の実態調査による結果から、前回の調査ではものが増加する傾向にあったのに対し、今回はかなり減少傾向にあることが明らかになった。そこで懇意値の時代に適応した標準所有品目と所有数を前回と同様決定し、必要総収納容積を算定した結果、1987年時提案した容積が適正であることが判明した。次に高齢者が現在使用している台所の実態をとらえ、台所設計と実生活との矛盾点及び問題点を明らかにすることを目的とした研究では、65才以上の対象とした高齢者が使用している台所は、必ずしも高齢者に対応したものではない。しかし高齢者の多くは台所の現状に満足を示している。しかし安全性の上からみても(台所での事故発生率も含め)、問題をかかえた台所が、一部ではあるが使用されているのも実状であるが、その安全性に対する意識は総じて低い。そのほか高齢者の健康度により台所に対する評価は異なり、実際の台所(設計)と実生活(使用)の間に問題が生じていることを一部明らかにした。本年度の研究目的は、一般住宅の台所計画にとって重要な一指標である収納空間の標準化を実施することである。この目的にそって、アンケート調査を実施し、台所で使用されている食器、調理器具、調味料、貯蔵食品など約450品目の所有、使用状況、入手方法、収納状況などについての分析をおこなった。調査対象家庭は、約10年前と同様にほぼ同じ階層である女子大学の学生の家庭である。本研究では、特に1987年次の調査結果との比較により、経年による台所を中心とした生活用品の変化をとらえる。その変化の特徴をまとめると以下のようになる。食器に関しては所有率、使用頻度ともに低下の傾向にある。平均所有数についても約1/21/3の数量に減少している。調理器具については前回所有率、使用頻度の高かった品目には変化はみられないが、食器と同様全体的に所有率が低下するという傾向がみられる。一方主要調理器具に関しては、使用頻度が増加しているなどである。以上のことから、総体的に所有総数量が減少し、必要なものだけ所有するという傾向へ変わってきていると言える。また調味料・保存食品などはその利用度が増加しており、食の多様化、調理の簡略化などが伺われると言う結果が得られた。なお現在上記の結果から、一般住宅における現在の標準所有品目及びその数量などを決定し、収納空間の標準化(スペース量の算定)を試みているところである。この他、次年度の高齢者のための台所計画の研究の方向性を探るため、一部高齢者の台所の実態についての予備的調査も事例的におこなった。

今回の対象者が高齢であっても、日常的にはかなり健康である人、あるいは多少身体的に高齢化による影響を受けている人であっても、長年台所作業に従事してきたということから使用している台所に対する認識・関心が非常に低いということが明らかになった。したがって次年度の研究では、調査対象者の選択が大きな課題となると言える。本年度の研究の目的は、高齢者を対象に、現在居住している住宅及び住生活の中での台所の位置づけを明らかにすることである。この目的にそってアンケート調査およびヒアリング調査(台所の図面および生活財採取を含む)を実施し、高齢者が現在使用している台所の実態をふまえ、台所に対する評価、台所とかかわりの深い食生活の一部との関係について分析をおこなった。調査対象は独立住宅、集合住宅居住者であるが、集合住宅居住者の調査協力者数が限られたため、独立住宅居住者についてのみ(71件)分析することとした。なお同時に台所設備・機器と調理作業の実態を中心にアンケート・ヒアリング調査を都内にある高齢者センター利用者に対しても実施した(50件)。なお分析にあたって本研究では、調査対象とした高齢者(65才以上)を現在持病として持っている疾患(内科、整形外科疾患など)あるいは心身機能(身体的機能、精神的機能、感覚機能など)を基にグループ分けを試みた。その結果の一部をまとめると以下のようになる。今回の調査対象高齢者の場合、必ずしも高齢者であることを配慮して計画された台所を使用しているとは言えない。しかし約6割弱の高齢者が台所全体に対し満足であると評価しているのが実状である。さらにこれを前述の健康度グループとの関連からとらえると、グループにより台所に対する評価や考え方はかなり異なる。例えば持病があり特に内科、整形外科、眼科疾患の内2つ以上の疾患を有する高齢者(健康度の低いグループ)に台所に対する不満をあげるものが多い、また安全装置に対する意識は全体的に低いが、台所での事故経験率は持病がなく健康な高齢者(健康度の高いグループ)に多いなどに示される。そのほか台所設備・機器などの所有、使用率は、持病の有無や心身機能の状態により影響を受ける(ものにより違いはあるが)など、実際の台所(台所設計)と実生活(使用)との間に生じている矛盾点、問題点を一部明らかにすることができた。
比較対照法による在宅要介護高齢者虐待の発生要因分析と介入プログラム開発研究

1.事例・対照調査による在宅要介護高齢者虐待の発生要因分析【方法】対象は大阪府下の高齢者虐待事例(ケース群)と、ケース群の性・年齢をマッチングさせた虐待のない事例(対照群)。調査方法は訪問面接調査。【結果・考察】面接できたのはケース群、対照群のそれぞれ73人であった。両群間で有意差があった項目は痴呆、重介護状態、ストレス、性格の偏り・精神障害、経済的困窮、家族親戚の無理解・協力がない等であり、判別分析で虐待との関連が最も大であったのは高齢者と介護者間の人間関係であった。要因は複合しており、中でも関係性に焦点をあてていくことが重要。2.介入プログラム開発【方法】事例検討と全国事例・対照調査。【結果・考察】(1)介入の課題は(1)情報が断片的で、的確なアセスメントが困難。(2)現状ではアセスメントの場がない。(3)緊急保護の時機を逸している。(2)緊急保護を躊躇させる要因(1)予算措置や委託契約がされていない(2)入所ベッドの常時確保が困難(3)措置に否定的イメージがあり担当者はその下で行動しなければならない(4)当事者の主体性無視に繋がる可能性と、高齢者が自己決定不能な事態であることのジレンマの中で決断しなければならない(3)積極的な介入のためには(1)関連機関・職種によるチームカンファレンスにより全体像を明確にする(2)アセスメントの場として地域ケア会議の活用と活性化(3)緊急保護の基準作成(4)介護保険下では利用者主体等の原則が馴染まず、市町村が定期的に一定の基準でスクリーニングを行うなど早期発見のための積極的な施策が急務。(4)虐待は長い経過の中でエスカレートしていくが、予測的なアセスメントで予防できる可能性がある。(5)介入は(1)自由(2)安全(3)最小限の生活様式変更(4)最も非制限的なケアの選択の4原則を同時に満たし、対立時は個別に検討。高齢者へはエンパワーメント理念を用いた介入が有効、虐待者へは必要時精神疾患等の治療、カウンセリング、職業訓練・紹介等を含み、極めて個別性が高い。1.在宅要介護高齢者虐待の発生要因に関する事例・対照調査(全国調査)【方法】対象は平成8年に実施した在宅要介護高齢者虐待事例250人(ケース群)と、ケース群の性、年齢、地域の3項目をマッチングさせ、虐待は受けていない事例(対照群)。調査方法は郵送法によるアンケート調査で担当の保健福祉職に記入を依頼。【結果】回答があったのは109人(回収率42.4%)であり、そのうち継続支援中の事例は18人(16.5%)であった。関わりがなくなった主な理由は入院・入所40人、死亡35人、他機関紹介6人、介入拒否2人であり、虐待の解消による終結はわずかに1人のみであった。

なお、入院・入所事例のうち5人は入院・入所後死亡しており、死亡事例40人中2人は死亡原因に虐待の関連があり、継続援助中の18人中6人は虐待の程度には変化がなく、援助の困難さを反映していた。有効であった援助内容は、虐待者の悩みや苦労等に傾聴し、受容するなどカウンセリング的援助が最も多く、次いで介護負担軽減のための直接的援助とサービス導入、事例検討会開催による総合的対策の検討等であった。2.在宅要介護高齢者虐待の発生要因に関する事例・対照調査(大阪府下調査)【方法】対象は大阪府下の訪問看護ステーション等で平成10年度中に関わった高齢者虐待事例(ケース群)と、同一機関で把握され、ケース群の性・年齢をマッチングさせた虐待のない事例。調査方法は担当看護職が調査用紙を用いて介護者に訪問面接調査。【結果】ケース群、対照群のそれぞれのデータが得られたのは各々73人、合計146人であった。両群間に有意差を認めた項目は痴呆、重介護状態、ストレス、性格の偏り・精神障害、経済的困窮、家族親戚の無理解・協力がない等であった。判別分析で虐待と関連が大であったのは高齢者と介護者の人間関係であった。次年度は事例検討会による介入の分析を行う。1.高齢者虐待事例分析【方法】大阪府下の高齢者虐待事例担当者への面接と事例検討会の開催【結果】1)事例への介入の特徴(1)情報が断片的で、的確なアセスメントがしにくい。(2)現状ではアセスメントの場がない。(3)緊急保護の時機を逸している。2)措置による緊急保護入所を躊躇させる要因(1)予算措置や委託契約がされていない(2)ベッドが常時確保できない(3)措置にマイナスイメージがあり、担当者はその下で行動しなければならない(4)当事者の主体性の無視に繋がる可能性と、高齢者は自己決定不能な事態であることのジレンマの中で決断しなければならない3)積極的な介入のためには(1)関わりのあった機関・職種によるチームカンファレンスにより全体像を明確にする(2)アセスメントの場として地域ケア会議の活用と活性化(3)緊急保護の基準作成(4)介護保険下では利用者主体等の原則が馴染まず、市町村が定期的に介護保険の非活用者など一定の基準でスクリーニングを行うなど早期発見のための積極的な施策が急務。4)虐待は長い経過の中でエスカレートしていくが、予測的なアセスメントで予防できる可能性がある。2.「高齢者虐待防止110番」開催とその結果の分析【方法】電話相談を平成12年12月10日に実施し、その相談記録票31件を分析【結果】31人の性別内訳は男性3人、女性28人、平均年齢は68.2歳であった。一人当たりの相談時間は最長52分、最短4分で、平均32.4分であった。相談者の続柄は高齢者自身は19人と全体の6割を占め、次いで娘6人、嫁3人等であった。相談内容は介護にかかわる親子・兄弟関係や財産管理・法律相談など多岐にわたった。虐待と判断できたのは9人であり、その内の8人は女性であり、経済的虐待が7人であった。既存の高齢者相談機関のPRの徹底と、早急に常設の高齢者虐待相談窓口を設置する必要性がある。1.高齢者虐待事例への介入プログラムの検討【方法】(1)諸外国の高齢者虐待研究者・政策担当官等との意見交換及び情報収集(2)事例研究会の開催(3)虐待事例介入のための研修の実施【結果】(1)-1)ニューサウスウェールズ州の障害者・高齢者部局及び後見人局、ホーンズビー病院
早期に進行する慢性移植腎症の臨床危険因子とその関連遺伝子多型の解析

既存の海外からの報告では、腎障害の副作用があるカルシニュリン阻害薬であるタクロリムスの代謝酵素CYP3A5を有するCYP3A5^*1アレルが、早期に発生する急性拒絶やタクロリムスによる慢性移植腎症に関連していた。しかし、代謝酵素が欠損するCYP3A5^*3/^*3遺伝子型が、組織学的拒絶反応に関連し、さらに腎移植1年以内に生ずる慢性移植腎症や移植腎線維増生の危険因子であることを、多変量解析を用いて明らかにした。研究目的は、移植腎機能が安定した成人日本人腎移植患者における、移植1年後の早期進行性慢性移植腎症の発生危険因子としての臨床因子とその関連遺伝子多型を明らかにすることである。平成20年度は、以下の5項目について検討する計画であった。急性拒絶発生の有無とサイトカイン遺伝子多型現在、クロスマッチおよびPRA試験と移植後臨床事象との関連性を解析中である。免疫抑制法と代謝酵素遺伝子多型免疫抑制薬タクロリムスの代謝酵素遺伝子多型であるCYP3A5の*3/*3遺伝子を有する移植患者では、慢性移植腎症発生が高率であることを学会発表や論文で報告した。糖尿病と関連遺伝子多型アディポネクチン遺伝子多型が移植後糖尿病発生に関連することを、米国移植学会や米国泌尿器科学会において口演発表で報告した。高尿酸血症と関連遺伝子多型多型解析が終了し、慢性移植腎症との関連性を解析中である。研究目的は、移植腎機能が安定した成人日本人腎移植患者における、移植1年後の早期進行性慢性移植腎症の発症危険因子としての臨床因子とその関連遺伝子多型を明らかにすることである。平成21年後は、以下の項目について研究成果を報告した。1)免疫抑制薬タクロリムスの代謝酵素CYP3A5の酵素保有遺伝子アリルCYP3A5*1保有者では、急性拒絶やタクロリムス関連腎症の発症率が高いと海外から報告されている。しかし、自験例では酵素欠損型CYP3A5*3/*3での、移植後慢性移植腎症発症率が高い結果を得て、これを報告した。2)高齢者の免疫抑制薬物動態はCYP3A5酵素保有者と欠損者では、相違がないことを報告した。3)移植腎生検での皮質内線維組織占有率を、画像解析装置を用いて計測したところ、CYP3A5酵素欠損者で線維組織の増生率が高かった。これが学会報告し、論文投稿中である。研究目的は、移植腎機能が安定した成人日本人腎移植患者におはる、移植1年後の早期進行性慢性移植腎症の発症危険因子としての臨床因子とその関連遺伝子多型を明らかにすることであった。研究手法として、拒絶などの臨床事象、免疫抑制薬の薬理動態・薬理遺伝学、画像解析装置による移植腎線維組織増生などの相関性や多変量解析を、統計学的手法を用いて検討した。その結果、移植腎生検での皮質内線維組織占有率を、画像解析装置を用いて計測したところ、CYP3A5酵素欠損者で線維組織の増生率が高かった。すなわち、線維組織増生という慢性移植腎症は、腎障害の副作用を有する免疫抑制薬の代謝酵素を有しない患者で生じ易いことを明らかにした。この成果を国内外の学会で発表し、米国泌尿器科学会においては最優秀ポスター賞を授与した。また、医学雑誌Transplantationでも報告した。さらに、成果を元に研究を発展させ、遺伝子解析に基づいた腎移植個別治療設計を提唱し、日本泌尿器科学会総会において特別講演を行った。
トランスジェニックマウスによるC型肝炎ウィルス複製系および病態モデル系の確立

Palmiter博士より供与されたエクスプレッションベクターpAlb-hGHを導入遺伝子の作製に使用した。このpAlb-hGHは、マウスアルブミンのエンハンサー(-12-8.5kb)およびプロモーター(-0.30kb)の制御下に、レポータージーンとしてヒト成長ホルモン遺伝子を組み込んだPUC系プラスミドであり、マウスにおいて導入遺伝子として使用した場合、レポータージーンの肝特異的発現が十分に期待でき得るものである。まず、pAlb-hGHのhGH翻訳領域をpolyA付加シグナルを残した形で取り除き、この部分に新たに我々の研究室でクローニングした5^'側、3^'側の非翻訳領域を含む日本株HCV-Nの全長遺伝子を組み込み、PUCベクター部分を取り除いて導入遺伝子を作製した。この導入遺伝子を、C57BL/6の受精卵に一個につき、約1000コピーずつ注入した後、一晩培養し、2細胞期に入ったもののみ選別してICR系偽妊娠マウスに卵管移植し、自然分娩或は帝王切開によって現在までに59頭の産仔を得ている。このうち、既に離乳している20頭のTailDNAについて導入遺伝子の有無をPCR法によって調べたが、導入遺伝子の存在は確認されなかった。現在も、約50個の受精卵に週2回のマイクロインジェクションを施行中である。一方、このように作製したトランスジェニックマウスでは、胎児期からのHCV抗原産生により、HCV抗原に対し免疫寛容となっていることが予測されるので、HCV抗原で感作した同系正常マウス免疫系の移入による肝炎病態モデルの作製を考えている。その予備実験としてマウスの各系統間(C57BL/6J,C3H/He,BALB/c)におけるHCVのコア蛋白に対する抗体産生能をELISA法により調べてみた。その結果、今回トランスジェニックマウス作製に使用したC57BL/6において最も高い抗体産生能が観察され、肝炎病態モデル作製に十分な免疫応答があるものと予測された。
対照流域法による森林-環境系の応答解析

本研究は、森林がエネルギー循環、水循環、物質循環に与える影響を、対照流域法の手法を用いて詳細に解明することを目的としている。70年生のスギ、ヒノキ人工林が成立する東京大学千葉演習林内の袋山沢の南谷と北谷の2流域に試験流域を設定し、一方の流域を伐採し、両者を対比してその影響を比較する実験計画である。平成6年度から開始された本研究で、当初平成8年度に伐採を予定していたが、事前の比較データを十分取得する必要と演習林における伐採計画から、南谷流域の伐採は平成10年12月に行われる。このため本研究は伐採前の記録を蓄積する期間と位置づけられる。事前調査機関とはいえ、本研究は、地形、植生、気象をはじめ流域内における環境を総合的に計測、解析するものであり、多くの知見が得られた。調査対象毎の成果の主要なものは、次のとおり。雨量、流出量観測と樹幹遮断量の計測より、両流域の水収支、蒸発散量がえられた。表層土壌の厚さ、地下水、土壌水分の計測より、流域内部の水移動の実態が明らかにされた。樹幹遮断量計測では、林地に到達する林内雨量について樹幹流下量と樹冠通過雨量の内訳が風速で変動することが明らかにされた。雨水、林内雨、土壌水、地下水、流出水についてC1^-、NO_3^-、SO_4^<2->、K^+、Na^+、Ca^<2+>、Mg^+、SiO^2の水質分析を行い、物質収支を得た。南谷、北谷の流出量と水質はNO_3^-の濃度を除きほとんど同じで、今後伐採に伴う水質変化を検出するのに良好な条件にあることが確認された。2流域のNO_3^-濃度の差は、南谷に常時存在する飽和地下水帯が、北谷ではなくなるときがあり、飽和地下水帯における脱窒の違いによりもたらされていることが判明している。2流域の洪水時の土砂流出の差異、浮遊砂流出の特性についても詳細な観測が進められた。森林土壌中のCO_2濃度観測によって、有機物分解が地温と土壌水分に依存していることが明らかにされた。以上より従来にも増して、森林が各種環境に広範な影響を与えており、それらの影響が複合して現れることが示された。本研究は森林の存在が流域のエネルギー循環、水循環、物質循環に与える影響を対照流域法の手法を用いて、詳細に解明することを目的としている。東京大学千葉演習林の袋山沢の南谷(1.005ha)と北谷(0.825ha)に試験流域を設定し、2流域とも伐採前の状態の記録を蓄積する期間として雨量、流出量、地下水位、土壌水分量、地温の連続観測を継続した。また、樹冠遮断量計測、土壌物理性と根量調査に着手した。エネルギー収支、CO2フラックス、および水質を測定する機器が整備され、観測開始に向けて、現在予備観測を進めている。これらの観測は、試験流域は100V電灯線の無い山地にあるのでバッテリ-のみで安定した自己計測が可能な観測システムの構築が必要で、このシステムが整った観測項目から本観測に移行予定である。降雨-流出の応答については、流出モデルを用いた解析が進められ、全体として予定通りの研究進捗状況である。また、樹冠遮断量計測、土壌物理性と根量調査を進めた。水質について降水、地下水、流出水のpH及び電導度の測定をおこなった。エネルギー収支、CO2フラックス、および観測開始に向けて、現在予備観測を進めている。これらの観測は、試験流域は100V電灯線の無い山地にあるのでバッテリ-のみで安定した自記計測が可能な観測システムの構築が必要で、このシステムが整った観測項目から本観測に移行予定である。降雨-流出の応答については、流出モデルを用いた解析が進められている。本研究は、森林の存在がエネルギー循環、水循環、物質循環に与える影響を、対照流域法の手法を用いて、詳細に解明することを目的としている。東京大学千葉演習林内の袋山沢の南谷(1.005ha)と北谷(0.825ha)に試験流域を設定し、本年は前年度に引き続き2流域とも伐採前の状態の記録を蓄積する期間として、雨量、流出量、地下水位、土壌水分地温の連続観測を実施した。また、樹幹遮断量計測を行ったほか、表面流出発生域調査、浮遊砂濃度観測を行った。水質観測は、降水、林内雨、樹幹流、地下水、渓流水について、Cl-,NO_3-,SO_4^<2->,K^+,Na^<2+>,CaP^<2+>,Mg^<2+>,SiO_2の分析すると共に、pHと電気伝導度を計測した。さらに土壌中に二酸化炭素濃度の分布を計測した。

森林の伐採は、エネルギー循環、水循環に影響するだけでなく、根の枯死、腐朽を通して森林土壌の物理性、化学性に緩慢な変化を与え、これが土壌呼吸、表層土風化、斜面安定度の変化など様々な要因に影響を与えていくことが考えられるので、これを評価するための伐採前の比較資料が着実に蓄積されたといえる。降雨-流出の応答については、流出モデルを用いた解析が進められている。本研究は、森林がエネルギー循環、水循環、物質循環に与える影響を、対照流域法の手法を用いて詳細に解明することを目的としている。70年生のスギ、ヒノキ人工林が成立する東京大学千葉演習林内の袋山沢の南谷と北谷の2流域に試験流域を設定し、一方の流域を伐採し、両者を対比してその影響を比較する実験計画である。平成6年度から開始された本研究で、当初平成8年度に伐採を予定していたが、事前の比較データを十分取得する必要と演習林における伐採計画から、南谷流域の伐採は平成10年12月に行われる。このため本研究は伐採前の記録を蓄積する期間と位置づけられる。事前調査機関とはいえ、本研究は、地形、植生、気象をはじめ流域内における環境を総合的に計測、解析するものであり、多くの知見が得られた。調査対象毎の成果の主要なものは、次のとおり。雨量、流出量観測と樹幹遮断量の計測より、両流域の水収支、蒸発散量がえられた。表層土壌の厚さ、地下水、土壌水分の計測より、流域内部の水移動の実態が明らかにされた。樹幹遮断量計測では、林地に到達する林内雨量について樹幹流下量と樹冠通過雨量の内訳が風速で変動することが明らかにされた。雨水、林内雨、土壌水、地下水、流出水についてC1^-、NO_3^-、SO_4^<2->、K^+、Na^+、Ca^<2+>、Mg^+、SiO^2の水質分析を行い、物質収支を得た。南谷、北谷の流出量と水質はNO_3^-の濃度を除きほとんど同じで、今後伐採に伴う水質変化を検出するのに良好な条件にあることが確認された。2流域のNO_3^-濃度の差は、南谷に常時存在する飽和地下水帯が、北谷ではなくなるときがあり、飽和地下水帯における脱窒の違いによりもたらされていることが判明している。2流域の洪水時の土砂流出の差異、浮遊砂流出の特性についても詳細な観測が進められた。森林土壌中のCO_2濃度観測によって、有機物分解が地温と土壌水分に依存していることが明らかにされた。以上より従来にも増して、森林が各種環境に広範な影響を与えており、それらの影響が複合して現れることが示された。
疾患・薬毒物代謝関連遺伝子多型における法医学的試料からの研究

法医学的試料から疾患・薬毒物代謝関連遺伝子多型を同定することを最終的な目的として、解剖症例、多民族集団について遺伝子多型検査を行った。DNASE1、DN1L1、DN1L2、DN1L3、DNASE2それぞれの非同義置換型SNPを分析し、遺伝的多様性がみられるSNPを確認した。また、アミノ酸置換型酵素活性を測定し、酵素活性消失・低下を示す座位を特定した。さらにPolyPhen-2を用いてアミノ酸置換による酵素活性への影響を調査し、PolyPhen-2は機能消失の推定に有効であることが明らかとなった。HMGA2、GHR内SNPは心重量、体表面積等の身体的特徴に相関関係が認められた。各種疾患や薬毒物代謝に関与する遺伝子多型の研究は様々な生体試料から行われているが、法医学的試料を用いての網羅的スクリーニングは行われていないのが実情である。申請者らはこれまでに、多数の民族における疾患や薬毒物代謝に関わる遺伝子の多型解析を行い、個人差や民族差が遺伝子多型と有意に相関する現象を確認している。このような疾患・代謝における民族・個人差を規定する遺伝子マーカーを法医学的試料から見出し、疾患感受性遺伝子多型や中毒物質代謝遺伝子多型と死因との因果関係の解明を具体的な目的としている。島根大学医学部法医学講座において取り扱った法医解剖・検案事例100件から臓器、体液を採取し、RNAを抽出、さらにcDNAを合成した。各遺伝子に特異的なcDNAを検索し、死因への依存性を確認しているところである。我々は、現在までに法医解剖・検案事例の臓器、体液を採取し、RNAを抽出、さらにcDNAを合成した。法医学的試料から疾患・薬毒物代謝関連遺伝子多型を同定することを最終的な目的として、解剖症例に加え多民族集団について遺伝子多型検査を行った。DNaseIでは非同義置換型61 SNPでQ244Rのみが多様性を示した。このアミノ酸置換型酵素活性は低下しており、Q244RがSLE発症に関与している可能性が考えられた。DNase1L1では非同義置換型21SNPで、V122Iでコーカシア人にのみ遺伝学的多様性が認められた。DNase1L2では非同義置換型64SNPに多様性はなかった。DNase1L3では非同義置換型40SNPで、R206C、W215Gでコーカシア人にのみ遺伝学的多様性がみられた。DNaseIIでは非同義置換型31SNPで、V206Iで韓国人にのみ遺伝学的多様性がみられた。PolyPhen-2を用いてアミノ酸置換による酵素活性への影響を調査し、Polyphen-2は機能消失の推定に有効であることが明らかとなった。HMGA2、LHX3-QSOX2、IGF1遺伝子内6SNPの頻度分布調査を行ったところ、HMGA2内3SNPではアジア人とアフリカ人はコーカシア人と異なる分布、LHX3-QSOX2内SNPではアジア人とコーカシア人はアフリカ人と異なる分布を示した。IGF1内2SNPの1座位では全民族で有意アレルが一致し、1座位ではコーカシア人とアフリカ人はアジア人と異なる分布を示した。HMGA2内2SNPではコーカシア人と日本人において身長、右腎重量、脳重量との有意な関連がみられた。GHRのexon3内SNPで、遺伝子型と身体的特徴の相関関係を調査した結果、心重量、左心室重量、心肥大指数、体表面積、右肺重量および左右腎重量に相関関係が認められた。今後これらの座位について、法医学的試料を用い疾患・薬毒物代謝関連遺伝子多型と死因との因果関係を引き続き解析する予定である。今後は、引き続き法医解剖・検案事例から臓器、体液を採取し、RNAを抽出、cDNAを合成する。各遺伝子に特異的なcDNAを検索し、死因への依存性を確認する。疾患や代謝の民族・個人差に関する遺伝子マーカーを発現しているマウス臓器由来細胞を培養し、遺伝子発現機構の解析および関連する転写因子を同定する方針である。現在までに確立した検出・定量法を適用し、遺伝子マーカーとその相関性を精査し、データを集積する。得られた実験データに基づき、再現性、安定性、個人差推定の精度などの観点から死因への寄与、また臓器重量等に関わる識別マーカーになりうるかを評価する。本研究成果に基づき、島根県警察に検案体からの血液試料採取を依頼し、遺伝子マーカーが捜査現場で活用できるものを選別する予定である。法医学
脳アストロサイトにおけるカリウム緩衝機構と薬理作用のin silico研究

疾患などによる過剰な細胞外カリウム濃度の上昇によって神経細胞の機能や生存に問題が生じる。細胞外カリウム濃度を安定化させる機構として、アストロサイトが過剰な細胞外カリウムを吸収し血管に運ぶ、カリウム緩衝が挙げられるが、その機序は詳細に理解されていない。そこで、アストロサイトモデルを作製し、カリウムバッファリングの機構を解析した。このモデルには主要なイオンチャネルやトランスポーター、そしてその局在が組み込まれており、解析を行うことで細胞外高カリウム濃度時のカリウムバッファリングの解析ができた。また、細胞外高カリウム濃度でのアストロサイトの膨張をNKCCの阻害剤で抑制できると予測できた。本研究の目的は、脳を保護するためにアストロサイトが果たす重要な役割の一つである、細胞外カリウム濃度の過度の上昇を防ぐ「カリウム緩衝機構」の機序の解明と、脳卒中での細胞外カリウム濃度上昇を防止するために脳梗塞急性期に用いる新規治療薬の機序の探索である。本研究の内容は、カリウム緩衝に関係しているイオンチャネルやトランスポーターのモデルの構築、および統合により、イオン輸送、イオン濃度、細胞体積の変化に対応するアストロサイトモデルをコンピュータ上で開発して、様々な検討を行うことである。初年度である平成25年度は、アストロサイトモデルの各構成要素の構築と、構成要素の統合によるアストロサイトモデルの構築を実行した。1アストロサイトモデルの各構成要素の構築アストロサイトに存在してカリウム緩衝機構に関係すると現在考えられているイオンチャネルやトランスポーターなどのモデル化を行った。予備研究において構築されていたイオンチャネルやトランスポーターなどに加え、pHに関連した要素のモデルを一から構築し、アストロサイトのリモデリングにより発現する塩素電流などを追加モデル化した。2各構成要素の統合によるアストロサイトモデルの構築前項で構築したモデルを統合し、改良したアストロサイトモデルを構築した。この構成要素の追加により、虚血時に重要な役割を果たしているpHの挙動やリモデリングのカリウム緩衝機構への影響を計算できるようになった。本研究の目的は、脳を保護するためにアストロサイトが果たす重要な役割の一つである、細胞外カリウム濃度の過度の上昇を防ぐ「カリウム緩衝機構」の機序の解明と、脳卒中での細胞外カリウム濃度上昇を防止する脳梗塞急性期に用いる新規治療薬の機序の探索を目的とする。カリウム緩衝に関係しているイオンチャネルやトランスポーターのモデルを個別に構築の後に統合し、イオン輸送、イオン濃度、細胞体積の変化に対応するアストロサイトモデルをコンピュータ上で開発する。平成26年度は、特に薬理的効果の検討と実験的検討に重点を置いて研究を推進した。まず、アストロサイトモデルをより実際のモデルに近づけるために、フローサイトメトリーによる実験を導入した。4週齢のラットよりアストロサイトを初代培養し、細胞外のカルシウム濃度を上昇させた時の細胞膨張を計測した。この計測により細胞外カリウム濃度の上昇に依存して、アストロサイトが膨張することが確認できた。さらに、細胞外カリウム濃度の上昇と同時にBumetanideを投入するとこの膨張をある程度抑えることができた。さらにフローサイトメトリーにより得られた細胞の表面積などの実験データをモデルにフィードバックすることでモデルの改良を行った後に、モデルによる薬理効果の予測を行い、実験結果と比較をした。脳を保護するためにアストロサイトが果たす重要な役割の一つである、細胞外カリウム濃度の過度の上昇を防ぐ「カリウム緩衝機構」の機序の解明と、脳卒中での細胞外カリウム濃度上昇を防止する脳梗塞急性期に用いる新規治療薬の機序の探索が、本研究の目的であった。まず、アストロサイトに存在してカリウム緩衝機構に関係すると現在考えられているイオンチャネルやトランスポーターなどのモデル化を行った。構築した個別のモデルを統合し、細胞レベルのアストロサイトモデルを構築した。次に、アストロサイトモデルの改良と計算結果の確認のために、フローサイトメトリーによるアストロサイトの体積変化の計測を行った。4週齢のラットよりアストロサイトを初代培養し、細胞外のカリウム濃度を上昇させた時の細胞膨張を計測した。この計算と計測では、細胞外カリウム濃度の上昇に依存して、アストロサイトが膨張することが確認できた。モデルと実験の両方で、細胞外カリウム濃度の上昇と同時にBumetanideを投入すると、この膨張をある程度抑えることができた。一方、フローサイトメトリーにより得られた細胞の表面積などの実験データをモデルにフィードバックすることでモデルの改良も行った。この改良モデルで解析を行うことで、様々な状況でのカリウム緩衝機構の機序の解明ができた。さらに、アストロサイトに存在するpHに関連したトランスポーターと重炭酸緩衝系のモデルを構築し、アストロサイトモデルに追加して、pHに対応したアストロサイトモデルも構築した。この導入により、アストロサイトにおけるpHの回復や細胞外高カリウム濃度適用時のアストロサイト特有なpHの挙動などを検討した。当初予定していたアストロサイトモデルによる薬理効果のモデル予想を行うことができた。さらに実験的な薬理効果の検討に着手することができた。