hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線維芽細胞増殖因子ならびにストレス蛋白に関する法医神経病理学的研究

1.法医剖検例36例について虚血・低酸素ストレス障害,外傷ストレス障害,乳幼児急死症候群,各種中毒,その他の各死因別にストレス蛋白HSP72及びubiquitinの出現様態を観察した.その結果,虚血・低酸素状態が長く続いた症例,アルコール,トルエン,向精神薬中毒例において海馬の神経細胞にHSP72が観察された.このHSP72の陽性像は作用した障害(死因)を反映しているものと考えられた.2.虚血・低酸素障害例47例について生存時間が短時間の症例,長時間の症例,既往歴に低酸素障害がある症例,レスピレーター脳症例に分けて検討したところ,障害時間が数時間で神経細胞に虚血性変化が現れ,a-FGF及びb-FGFの免疫活性が明らかとなっていた.周囲に増殖するアストロサイトはvimentin,a-FGFを発現し,生存時間が長くなると,b-FGFが発現してくることが明らかとなった.3.閉鎖性頭部外傷症例18例についてびまん性軸索損傷(DAI)の病理所見の検索を行った,その結果,11例にDAIの病理所見が観察された.18例のうち海馬の挫滅が高度な症例とレスピレーター脳症を除く14例について海馬の神経細胞変化を観察した.その結果,CA1領域において多くの神経細胞は萎縮・脱落していた,形態が保持されている神経細胞においても免疫組織学的にHSP,FGFが認められず,これらの細胞は機能的に障害が生じているものと考えられた.一方CA2-CA4領域ではHSP,FGFの免疫活性が発現しており,この部における神経細胞の障害抵抗性,細胞修復機転を反映しているものと考えられた.1.法医剖検例36例について虚血・低酸素ストレス障害,外傷ストレス障害,乳幼児急死症候群,各種中毒,その他の各死因別にストレス蛋白HSP72及びubiquitinの出現様態を観察した.その結果,虚血・低酸素状態が長く続いた症例,アルコール,トルエン,向精神薬中毒例において海馬の神経細胞にHSP72が観察された.このHSP72の陽性像は作用した障害(死因)を反映しているものと考えられた.2.虚血・低酸素障害例47例について生存時間が短時間の症例,長時間の症例,既往歴に低酸素障害がある症例,レスピレーター脳症例に分けて検討したところ,障害時間が数時間で神経細胞に虚血性変化が現れ,a-FGF及びb-FGFの免疫活性が明らかとなっていた.周囲に増殖するアストロサイトはvimentin,a-FGFを発現し,生存時間が長くなると,b-FGFが発現してくることが明らかとなった.3.閉鎖性頭部外傷症例18例についてびまん性軸索損傷(DAI)の病理所見の検索を行った,その結果,11例にDAIの病理所見が観察された.18例のうち海馬の挫滅が高度な症例とレスピレーター脳症を除く14例について海馬の神経細胞変化を観察した.その結果,CA1領域において多くの神経細胞は萎縮・脱落していた,形態が保持されている神経細胞においても免疫組織学的にHSP,FGFが認められず,これらの細胞は機能的に障害が生じているものと考えられた.一方CA2-CA4領域ではHSP,FGFの免疫活性が発現しており,この部における神経細胞の障害抵抗性,細胞修復機転を反映しているものと考えられた.現在までに約50例における法医剖検脳および硬膜等の検索を終え、虚血性脳障害では,その虚血の期間の長短で,線維芽細胞増殖因子(FGF)の出現様態が,神経細胞やグリア系細胞で異なっており,ストレス蛋白(HSP)は海馬の各領域(S1,S2,S3.4)での局在に差異が認められた.さらに虚血巣そのものと遠隔部を比較するこれらの出現様態は異なっていた.また硬膜下出血部を資料としてFGFとHSPの局在を検索した結果,出血部の組織でも発症(出血)時期の違いにより線維芽細胞の細胞質及び核内における局在に変化が認められ、さらに血管の新生像が明瞭に観察された.今後更に症例数を増やし,FGFファミリー蛋白ならびにHSPファミリー蛋白の因子を増やして,これらの細胞内出現様態(局在)を免疫組織学的染色法によって詳細に検討し,これらファミリー蛋白の法医神経病理学的意義をより明確にし,脳虚血の病態や硬膜下出血,脳挫傷等の発症時期の判定等についての病理組織学的診断法を確立すべく本研究を推し進めている.本年は閉鎖性頭部外傷、特にびまん性軸索損傷例について繊維芽細胞増殖因子(a-FGF,b-FGF)およびストレス蛋白(HSP72)等を免疫組織化学的に染色し法医神経病理学的に検討した.びまん性軸索損傷(DAI)はびまん性能障害(DBI)のひとつの病態であり軸索以外の損傷として海馬の神経細胞の変化について検討した.閉鎖性頭部外傷18例についてDAIの病理所見をみたところ11例がDAIと考えられた.海馬は脳挫傷が高度な症例等を除く14例について免疫組織化学的に細胞骨格蛋白MAP2,NF200,神経伝達物質(EK,VIP),a-FGF,b-FGFおよびHSP72,アポトーシス遺伝子産物c-FOSを染色し観察した.その結果a-FGFはいずれも症例にも観察できなかったがその他の抗体は染色できた.

各種抗体による染色像をアンモン角の領海毎に観察すると即死例と5ヶ月生存例を除く12例においてMAP2,EK,VIP,HSP72,c-FOS,b-FGFは海馬のcA2-CA4の領域では良好な染色性が得られたがCA-1領域の染色が低下していた.これらの結果から海馬のCA1神経細胞に機能性障害が生じているものと考えられ,残存する神経細胞において細胞修復機転が作用しているものと考えられた.特にストレス蛋白HSP72や線維芽細胞増殖因子b-FGFは神経細胞の障害抵抗性,細胞修復をよく反映しているものと推定される.
立体配置未定生物活性天然ポリエーテルマクロライド類の絶対立体配置解明と全合成

生物活性天然物の活性本質の解明や医薬農薬開発への応用展開にとって、立体化学は必要不可欠な情報である。本研究では、構造未定の大環状ポリエーテルマクロライド天然物を対象として、合成アナログと天然物のスペクトルデータの比較を通じて大環状化合物全体の立体構造を推定する方法論の開発と、全合成による物質供給を目的に研究を企画した。具体標的として、アクチン作用性ポリエーテルマクロライドのゴニオドミンAの全相対配置及び絶対配置決定に向けて次の結果を得た。(1)既報のNMRデータを基にC1C7、C6C16、C15C21、C20C25、C31C36部の相対配置を推定した。(2)推定相対配置に基づき各C1C7、C6C16、C15C25、C31C36部の幾つかのジアステレオマーを合成した。(3)合成したC1C7、C31C36部のジアステレオマーと天然物のNMRを比較したところ、一致する挙動を示すものが確認された。天然物はそのジアステレオマーと同一の相対配置を持つと考えられる。(4)C15C25部の相対配置の候補となる2つのジアステレオマーを鎖状化合物として合成したが、いずれも天然物のNMRを再現しなかった。そこで、天然物と同様な大環状構造を持たせてゆるい束縛を付与(大環状アナログ化)したところ、2つのジアステレオマーの結合定数に差が生じ、片方が天然物と同様のNMR挙動を示した。天然物のC15C25部はそのジアステレオマーと同じ相対配置と考えられる。(5)天然物のNMR情報からC6C16部の立体化学を推定し、該当する数種類のジアステレオマーを合成したが、天然物はNMR挙動が異なった。情報を精査・再考し、新たな立体構造の候補を見出すことが出来た。もう一つの標的のカリベノライドIについて、その環状エーテル部の相対配置を解明すべく大環状モデル化合物を創案し、合成経路を設計した。平成16年度は、アクチン作用性ポリエーテルマクロライドのゴニオドミンAの全相対配置及び絶対配置決定に向けて次の結果を得た。(2)推定相対配置に基づき各C1C7、C6C16、Cl5C25、C31C36部の幾つかのジアステレオマーを合成した。

そこで、天然物と同様な大環状構造を持たせてゆるい束縛を付与(大環状アナログ化)したところ、2つのジアステレオマーの結合定数に差が生じ、片方が天然物と同様のNMR挙動を示した。天然物のC15C25部はそのジアステレオマーと同じ相対配置と考えられる。(5)C6C16部の合成品と天然物はNMR挙動が異なり、立体配置ではなく立体配座に差異があることが判った。この差異は大環状構造の有無に由来すると予想され、今後合成品を大環状アナログ化して天然物の立体配座の再現を検討する予定である。以上、本年度はゴニオドミンAのポリエーテル部の部分的な相対配置を明らかに出来た。生物活性天然物の活性本質の解明や医薬農薬開発への応用展開にとって、立体化学は必要不可欠な情報である。本研究では、構造未定の大環状ポリエーテルマクロライド天然物を対象として、合成アナログと天然物のスペクトルデータの比較を通じて大環状化合物全体の立体構造を推定する方法論の開発と、全合成による物質供給を目的に研究を企画した。平成17年度は、アクチン作用性ポリエーテルマクロライドのゴニオドミンAの全相対配置及び絶対配置決定ならびに全合成に向けて次の結果を得た。(1)昨年度疑問が残ったC6C16の立体化学について、C9位のエピマーを合成して詳細にNMRを検討したところ、天然物ではC9位のメチル基が当初推定の立体配置でありアキシアルの立体配座をとることが強く示唆される結果を得た。(2)既に確立したC1C7、C6C16、C15C25、C31C36部の合成法を基に、C1C16、C6C25の合成を検討し、天然物の立体配置として可能性のある幾つかのジアステレオマーを合成した。(3)合成したC1C16の部分構造のNMR解析の結果、天然物のC6-C7部の相対配置を推定することが出来た。現在、C15-C16部の相対配置の解明を検討しており、さらにゴニオドミンAで得られた合成知見をカリベノライドIに適用を検討している。以上、本申請課題の遂行により、立体構造未定のポリエーテルマクロライドのゴニオドミンAのポリエーテル部の大部分の相対配置を推定することが出来た。その実証のための合成法も、確立にむけて大きく前進させることが出来た。絶対配置の解明と全合成にむけて更なる検討を続けて行きたい。
総合的リスクマネジメントに対する社会心理学的アプローチ:災害リスクからの検討

レベル、社会レベルで、どのようにリスクを最適化し、リスクとつきあっていくのかを、心理学的アプローチによって明らかにしようとするものである。具体的には、災害リスク、食品のリスクに関する調査と環境配慮行動に関する実験を行い、人々の判断や行動を規定する心理学的要因を明らかにした。その結果、人々の行動や判断は、不安感情のほかに、信頼感や道徳的関心の影響が強いことが明らかになった。本研究の目的は、リスク社会の中で人々が豊かに生きるために、個人レベル、社会レベルで、どのようにリスクを最適化(最小化)し、リスクとつきあっていくのかを、社会心理学的アプローチによって明らかにしようとするものである。本年度は、防災行動モデルをリスク態度モデルに拡張するために、環境リスク認知と省エネ行動の促進に関する実験を行い、これをまとめた。環境リスクや省エネ行動に関して、コスト、ベネフィット、規範などの要因に関する説得メッセージを作成し、これを提示した場合に、人々の省エネ行動が、実生活場面においてどのように変化するかを検討した。その際、これまでに防災行動に関する研究で行動意図に関連することが明らかになっている社会考慮の個人差の影響について着目した。社会考慮が高い場合と低い場合とでは、行動変容に与える説得要因が異なる可能性が示された。また、牛海綿状脳症(BSE)に対するリスク認知と消費行動に関する日米の比較を行うために、日本と米国の大学生を対象としたアンケート調査を実施した。信頼に関する価値の類似性モデルに基づき、牛肉の生産国や生産業者、食品を輸入する国に対する信頼や道徳的規範意識が、食品に対する安全性の認知や購買意欲にどのような影響を与えるかについて検討を行った。本研究の目的は、リスク社会の中で人々が豊かに生きるために、個人レベル、社会レベルで、どのようにリスクを最適化(最小化)し、リスクとっきあっていくのかを、社会心理学的アプローチによって明らかにしようとするものである。本年度は、防災行動モデルを拡張し、リスク態度モデルを探索的に検討するために、日本と米国の大学生を対象として昨年度に実施した、牛海綿状脳症(BSE)と中国製輸入食品に対するリスク認知と購買行動意図に関するアンケート調査を分析し、学会で発表した。リスク事象として事件となった食品の購買意図には、不安という感情的な側面と、道徳的関心が影響を与えることが明らかになった。リスク認知よりも、感情的な不安が購買意図に強い影響を与えるという結果は、先行研究と一致していた。また、購買行動に対する道徳的関心が購買意図に影響を与えていることが確認された。このことから、これまで食品の選択に関しては、態度的な側面に着目することが多かったが、当該の個人が持っている、行動に対する道徳的関心も重要であることが示唆された。また、これまでに蓄積してきたBSEに対するリスク認知に関する縦断研究を取りまとめて学会で発表した。リスク認知や不安と言った感情的な側面は、事件発生直後には、購買意図の規定因として強い影響を及ぼすが、時間の経過と共にその影響は小さくなり、信頼や嗜好性の影響が強くなっていくことも示唆された。これらの結果を踏まえ、リスク態度モデルの変容過程について検討した。
パルミトイル化蛋白質の修飾および脱修飾に関与する新規脂肪酸代謝酵素の性状解析

ある種の蛋白質は脂肪酸により修飾されていることが知られている。蛋白質のアシル化にはN末のグリシン残基にミリスチン酸がアミド結合するミリストイル化(Myristoylation)やシステイン残基にパルミチン酸がチオエステル結合するパルミトイル化(Palmitoylation)などがある。このふたつのアシル化のなかで、チオエステルを介するパルミトイル化は、その結合が可逆的で、修飾(パルミトイル化)、脱修飾(脱パルミトイル化)が、蛋白質の機能や局在性を可逆的に調節し、いわゆる分子スイッチの役割をしていることが考えられている。本研究では、蛋白質のパルミトイル化を触媒するアシルトランスフェラーゼを検索した。また、パルミトイル化蛋白質の脂肪酸を加水分解する酵素活性も検索した。1、基質蛋白質として脳成長円錐画分に濃縮されており神経軸索の成長に関与しているとされるGAP-43をもちいた。この蛋白質はこの膜画分を用いることで精製に成功している。脳成長円錐膜画分を標識したアシルCoAとインキュベートすると、GAP-43へ放射活性の取込みがみられた。2、GAP-43へアシル基を転移するアシルトランスフェラーゼの細胞内分布を調べるとこの活性は膜画分に存在した。3、膜画分にパルミトイル化GAP-43の脂肪酸を加水分解する酵素活性が存在した。4、これらの酵素はGAP-43の機能を調節する可能性が考えられた。
CGアニメーションを用いたダンス教材の実践的活用

近年日本の中学校の体育科においては、ダンス領域の学習が必修となり、創作ダンスに加えフォークダンスや現代的なリズムのダンスなどが指導されている。体育の場合、必修化以前は、ダンスの学習といえば、女子だけということがほとんどで、そのため、ダンスを指導した経験がなかった教師が多くいる。さらには、そもそもダンスをしたことのない教師も多く、ダンスの指導に関して不安を覚えている教師が多くいると報告されている。また、現在、日本の学校教育では、どの教科においても「学びあい」が重要視されている。特に体育の場合、他の教科に比べ、「わからせる」「おぼえさせる」「できるようにさせる」といったことが少なく、教師が指導するというより、生徒同士の「学びあい」を中心とした授業を組み立てやすい。したがって、現在の体育の授業は、教師が積極的に教えるというより、生徒同士で良いところや悪いところを指摘し合いながら学習するというスタイルが取られる。このような状況の中ダンスを学習する者は、熟達者から指導を受けるのではなく、自分たちで学び合いながらダンスを上達させている。そこで本研究では、モーションキャプチャにより、指導者がいないダンス学習者のためのダンス用教材を作製した。具体的には、ダンス上級者の踊りをモーションキャプチャというシステムで計測し、そしてそのデータをもとにCGアニメーションを作製することで、「CGアニメーションを活用したダンス用教材」を開発した。また、それをダンス学習者の練習に活用してもらうことで、ダンスの上達に役立つのかどうかを検証することを目的とした。そこで30年度は、ヒップホップダンス上級者の踊りをモーションキャプチャで計測し、そのデータをもとにCGアニメーションを作製し、「ダンス練習用CG教材」を製作した。その練習用教材を高等学校のダンス部に所属する高校生15名に評価をしてもらった。なお、高校生らにはダンスの顧問はいるもののダンスの熟達者ではない。そのため基本的には生徒らで考えながらダンスの上達を目指している。また、全員ヒップホップダンスの初心者であった。実際には、高校生15名に「ダンス練習用CG教材」を活用してもらったところ、多くの生徒が、ダンスの練習に活用できると答えた。その理由としては、ヒップホップの動き(手や足の動かし方、関節の動き)が特にわかりやすかったからであるという。「ダンス練習用CG教材」がダンスの練習に役立つものであると示唆された。さらに教材の問題点や学校教育への応用が可能かどうかについても検討した。今後は、比較実験を通して「ダンス練習用CG教材」の有効性について明らかにする必要があると考える。上達の度合いは指導者の評価とモーションキャプチャのデータの変化をもとに検討する。また、作製したCG教材に改良を加え、再度ダンス学習者には、「ダンス練習用CG教材」を活用してもらい評価してもらう。また、体育科のダンスに求められる効果的な教材とその学習法を提案する。加えてダンス学習者らを観察・ヒアリングすることでその効果や問題点も考察する。申請者はこれまで、舞台役者養成所等の熟達した指導者がいる専門的なダンス教育機関において、CG活用がダンスの上達に役立つのかどうか研究をすすめてきた。これらの研究から、CGアニメーションで振り返ることでビデオでは気がつけないことに気がつけることが明らかとなった。さらに、情報を加工することが容易であるというデジタルの特徴により、熟達者と学習者(自分)の違いに気がつくことができ、それが自分の舞踊の修正に生かされることを明らかにしてきた。この情報を加工することによる気づきは、保健体育科のダンスの学習においても役立つと考えられる。そこで、本研究はこれまでの申請者の研究を発展させ、中学校のダンスの学習にCGアニメーションを活用し、その効果を明らかにすることを目的とする。平成29年度は、全国の体育科教員を対象とし、1133校にアンケートを実施し、ダンス学習についての調査を行った。このアンケートにより現在、体育においてダンスがどのように取り入れられているのか、教員はダンスをどのようにとらえているのかを調査した。その結果、ダンスの指導をやりにくいと考えている教員は、生徒も楽しんでいないと考えていることがわかった。また、ダンスの授業の取り組みやすさは、教員になる前のダンス経験の有無が影響していることもわかった。また、教員になってからの研修の有無は、ダンスの授業のしやすさに影響していないことがわかった。また、平成30年度からの実践を行う協力校の選定を行った。研究協力者の都合により研究がやや遅れているが、現在は、体制も整えなおし、今年度中に目標達成できるようにしている。

そこで本研究では、モーションキャプチャにより、指導者がいないダンス学習者のためのダンス用教材を作製した。具体的には、ダンス上級者の踊りをモーションキャプチャというシステムで計測し、そしてそのデータをもとにCGアニメーションを作製することで、「CGアニメーションを活用したダンス用教材」を開発した。また、それをダンス学習者の練習に活用してもらうことで、ダンスの上達に役立つのかどうかを検証することを目的とした。そこで30年度は、ヒップホップダンス上級者の踊りをモーションキャプチャで計測し、そのデータをもとにCGアニメーションを作製し、「ダンス練習用CG教材」を製作した。その練習用教材を高等学校のダンス部に所属する高校生15名に評価をしてもらった。なお、高校生らにはダンスの顧問はいるもののダンスの熟達者ではない。そのため基本的には生徒らで考えながらダンスの上達を目指している。また、全員ヒップホップダンスの初心者であった。実際には、高校生15名に「ダンス練習用CG教材」を活用してもらったところ、多くの生徒が、ダンスの練習に活用できると答えた。その理由としては、ヒップホップの動き(手や足の動かし方、関節の動き)が特にわかりやすかったからであるという。「ダンス練習用CG教材」がダンスの練習に役立つものであると示唆された。さらに教材の問題点や学校教育への応用が可能かどうかについても検討した。平成30年度は、CGアニメーションを活用したダンスの練習用教材を作製し、授業モデルを提案する。そして、それを実際のダンスの授業場面で活用し、教材の問題点等について検討する。なお、実践においては、学校の事情もあるため、指導計画にあったダンス用教材になるよう教員と連絡を密に取りながら作製にあたる。手続きは、1.研究代表者が、ダンスの練習用のCGアニメーションをいくつか作製する。2.生徒に、ダンスの練習に活用してもらうCGアニメーションを選定してもらう。3.生徒がそのCGアニメーションをダンスの練習場面で活用し、自分の動きを振り返ることでダンスの目標に近づいていけるかどうかを検証する。今後は、比較実験を通して「ダンス練習用CG教材」の有効性について明らかにする必要があると考える。上達の度合いは指導者の評価とモーションキャプチャのデータの変化をもとに検討する。また、作製したCG教材に改良を加え、再度ダンス学習者には、「ダンス練習用CG教材」を活用してもらい評価してもらう。また、体育科のダンスに求められる効果的な教材とその学習法を提案する。加えてダンス学習者らを観察・ヒアリングすることでその効果や問題点も考察する。コンテンツ作製、web作製の支払いが来年度にずれたため。昨年度予定していた研究成果の発表を今年度に持ち越したため、繰越額が生じた。今年度はすでに、6月に昨年度予定していた研究成果の発表を行う予定である。
mRNAスプライシング活性調節による脂肪細胞分化制御に関する研究

マウス3T3-L1細胞において、低分子化合物を用いてスプライソソームの構成因子の機能阻害を行ったところ、濃度依存的な脂肪細胞分化の抑制が観察された。また、その抑制効果は、分化誘導段階においてスプライソソームの機能阻害を行うことによって顕著に観察された。また、各snRNAを個別に阻害した際にある特定のイントロンのみが抵抗性を示すことが明らかとなった。このような反応性の違いが、細胞分化に何らかの影響を与えていると考えられる。スプライソソームの構成因子であるU1, U2, U4, U5, U6 snRNPのうち、U1, U2, U4, U6 snRNPに対するアンチセンスオリゴで細胞を処理し、それぞれの構成因子の阻害を行なった。その際のトランスクリプトーム変化を観察したところ、いくつかの遺伝子はこれらの阻害に抵抗性を示した。また、一つの遺伝子の中でも、異なるイントロンはそれぞれの構成因子の阻害に対して異なる反応を示した。これらの違いが、脂肪細胞分化時に各snRNP量が変化する現象と関連があると考えられる。昨年度は、スプライソソームの構成因子であるU1, U2, U4, U6 snRNAに対するアンチセンスオリゴを用いてこれらの機能を阻害し、その際の遺伝子発現パターンの変化を観察したが、今年度は、スプライシングを阻害する低分子化合物を用いて同様の実験を行った。この際、U2をターゲットとする化合物と、U4/U6・U5をターゲットとする二つの化合物を用い、その効果の比較を行った。すると、U4/U6・U5をターゲットとした場合にのみ、非常に顕著な遺伝子発現パターンの変化を観察することができた。スプライシングを司どるスプライソソームの全ての構成因子は、スプライシング反応に必要であると考えられていたが、それぞれの構成因子は遺伝子/イントロンごとに必要度が異なることを明らかに出来たため。分子生物学今後は、今年度明らかになったsnRNPの特異性が、どのように脂肪細胞分化に影響を与えているのかを明らかにしていく予定である。
リンパ球ホーミングを司る高内皮細静脈に特異的な接着制御の分子機構

本研究ではリンパ球のリンパ節やパイエル板へのホーミングを支配する高内皮細静脈(high endothelial venule : HEV)に特異的な接着制御機構を明らかにすることを目的に解析を進め、以下の成果を得た。【1】L-セレクチンリガンドを形成する新しいシアロムチンコア蛋白質の同定:HEVの遺伝子発現解析結果に基づき、新しいシアロムチンコア蛋白質、EndomucinおよびNepmucinを同定した。Endumucinがムチン様ドメイン以外に既知の機能ドメインを持たないのに対して、Nepmucinはムチン様ドメインに加えてN末端にIgドメインを合わせ持つ。また、Nepmucinはリンパ節HEVに発現するがパイエル板HEVには発現しない特徴をもつことが明らかになった。【2】EndomucinおよびNepmucinのL-セレクチンリガンドとしての機能的な意義:リンパ節可溶化物と特異抗体を用いた解析から、EndomucinおよびNepmucinはともにHEV上でL-セレクチン結合性糖鎖修飾を受けることが示された。また、in vitroでL-セレクチン結合性糖鎖の生合成に必要な糖鎖修飾酵素群(フコース転移酵素TVII, L-selectin ligand sulfotransferase,コア2転移酵素など)を用いて、EndomucinおよびNepmucinコア蛋白質にL-セレクチン結合性を付加しflow条件下のローリングアッセイでL-セレクチンリガンド活性を解析した。その結果、適切な糖鎖修飾をうけたEndomucinおよびNepmucinはこれまでに同定されているCD34やGlyCAM-1と同様にリンパ球ローリングを媒介するL-セレクチンリガンドとして機能することが示された。また、ドメイン特異的な抗Nepmucin抗体やNepmucinの欠失変異体を用いた解析から、NepmucinのIgドメインはリンパ球の接着を直接媒介する可能性が示された。【目的】高内皮細静脈(high endothelial venule : HEV)はリンパ節とパイエル板に限局して存在する特異な小静脈で、リンパ球との特異的な接着反応を通じてリンパ球ホーミングを制御している。本研究では独自に行ったHEVの遺伝子発現解析の結果に基づき、HEVに特異的な接着制御機構の解明を試みる。【結果と考察】1:L-セレクチンリガンドを形成する新しいコア蛋白質の特定と機能的再構成:新しいシアロムチンendomucin・コア蛋白質をL-セレクチン結合性糖鎖の生合成に必要な糖転移酵素群(フコース転位酵素VII, L-selectin ligand sulfotransferase,コア2転移酵素など)とともにCHO細胞に遺伝子導入し、endomucinにL-セレクチン結合性糖鎖を再構成した。この再構成endomucinのL-セレクチンリガンド活性を遺伝子導入CHO細胞のL-セレクチン上でのローリング反応を指標に解析した。その結果、特異的な糖鎖修飾によりendomucinはL-セレクチンリガンド活性を獲得することが示され、endomucinがL-セレクチン結合性糖鎖をL-セレクチンに提示する新しいシアロムチンコアタンパク質であることが示された。2:HEVに発現するIgドメインとムチンドメインを持つ新規分子の機能:遺伝子発現プロファイル解析を通じて、HEVにイムノグロブリン(Ig)ドメインとムチンドメインをもつ細胞膜貫通型の新規分子(HEV-2)が発現することを見いだし、全長cDNAを単離した。可溶性HEV-2を作製し、HEV-2のIgドメインおよびムチンドメインを特異的に認識するモノクローナル抗体を作製した。得られた抗HEV-2抗体を用いた解析の結果、HEV-2は末梢リンパ節HEVに発現するがパイエル板

HEVには発現しないことが示された。また、上記(1)と同様な方法でムチンドメインを持つHEV-2がL-セレクチン結合性糖鎖修飾をうけることを見いだした。現在、HEV-2遺伝子破壊マウスの作製にむけ、targetingベクターの作製を進めている。【目的】リンパ球ホーミングを支配する特異な小静脈である高内皮細静脈(high endothelial venule : HEV)に特異的な細胞接着制御機構を明らかにするため、本年度は独自に同定したムチンドメインとIgドメインを持つ新規分子Nepmucin(mucin not expressed in the Peyer's patches)の機能について、以下の解析を行った(研究申請時の名称・HEV-2を改名)。【結果と考察】(1)Nepmucinはムチンドメインを介してL-セレクチンリガンド・コア蛋白質として機能する:NepmucinのムチンドメインはHEVに特異的な糖鎖修飾酵素群の働きによりL-セレクチン結合性の糖鎖付加を受け、L-セレクチンリガンドとして機能する可能性が考えられた。そこで、HEVが発現する糖鎖修飾酵素群(フコース転位酵素VII, L-selectin ligand sulfotransferase,コア1延長酵素、コア2転移酵素)を遺伝子導入したCHO細胞によるL-セレクチン結合性糖鎖発現系を用いて、L-セレクチン結合性糖鎖修飾を施したNepmucinを作製し、そのL-セレクチンリガンド活性をフロー条件下のローリングアッセイで検定した。その結果、糖鎖再構成型Nepmucinはフロー条件下でリンパ球ローリングを媒介し、このローリング反応は抗L-セレクチン抗体およびL-セレクチン反応性糖鎖を認識するMECA-79抗体で特異的に阻害されることから、NepmucinがL-セレクチンリガンド・コア蛋白質として機能することが初めて示された。また、リンパ節可溶化物から精製したL-セレクチン反応性糖蛋白質と、抗Nepmucin抗体を用いたWestern blot解析の結果、リンパ節に発現する90kDaと70kDaのNepmucin isoformがL-セレクチン結合性糖鎖修飾をうけることが明らかになった。(2)NepmucinはIgドメインを介してリンパ球の接着制御に関与する:野生型およびIgドメインあるいはムチンドメインを欠失する組換え型可溶性Nepmucinを固相化し、マウスリンパ球との結合試験を行った。その結果、NepmucinはそのIgドメインを介して、リンパ球の接着を媒介することが示唆された。また、このNepmucinへのリンパ球接着は、NepmucinのIgドメインを特異的に認識する抗Nepmucin抗体(ZAQ3)で強く抑制された。さらにNepmucinの第一・第二エクソンを欠失させるターゲティングベクターの作製を完了した。
超音波断層法を用いた嚥下動態評価法の確立

【目的】嚥下機能評価は嚥下造影検査がゴールドスタンダードとされているが,X線被曝や造影剤誤嚥の危険性などの問題がある.一方,超音波検査(以後,US)は誤嚥の描出に不向きだが非侵襲性と簡便性に優れており,嚥下機能評価に導入されてきた.そこで,本研究ではUSを用いた嚥下運動の評価方法に検討を加え,嚥下関連筋の協調運動を評価するための指標を考案することを目的とした。【対象と方法】対象は嚥下機能に問題のない若年者42名(男性18名,女性24名)と高齢者42名(男性18名,女性24名)とした。5 mlの水嚥下時の舌骨と喉頭の動態をUSで描出し,運動開始位置から最大移動位置までの2次元移動距離を変位量として測定した。さらに,舌骨変位量を喉頭変位量で除した値を舌骨喉頭運動比と定義して算出した。各パラメータについて,若年者男性群と同女性群,高齢者男性群と同女性群の4群間比較を行った。【結果およびまとめ】舌骨変位量は若年群と高齢群で有意差を認め、喉頭変位量では年齢間および男女間において有意差が認められた。舌骨喉頭運動比は年齢、身長、体重などの身体的特徴とは有意な相関を認めず、若年男性群、若年女性群、高齢男性群と高齢女性群の4群間において有意差は認められなかった。舌骨喉頭運動比は身長による体格差や加齢による生理的変化の影響を受けずに、正常嚥下において一定の値を示した。今後、本研究で得られた指標である舌骨喉頭運動比は、嚥下障害者を対象に検討し、嚥下運動の質的評価に応用したいと考えている。嚥下機能評価は嚥下造影検査がゴールドスタンダードとされているが、X線被曝や造影剤誤嚥の危険性がある。そこで、非侵襲性と簡便性に優れる超音波検査による嚥下時の舌骨と喉頭の協調運動の解析を嚥下機能評価へ応用することを最終目標とした。平成29年度は若年健常者42名、高齢健常者37名から、水5cc嚥下時の舌骨と喉頭の最大挙上距離と時間,最大挙上位での停止時間,下降距離と時間について2次元データ解析ソフトを用いて計測することができた。さらに舌骨と喉頭の運動開始点から最大挙上位までの2次元移動距離を変位量とし、喉頭変位量を舌骨変位量で除した値を舌骨喉頭運動比と定義し、その値を算出した。嚥下関連筋が発揮できる強さを評価することは重要であると考える。本研究では強さの評価に舌骨と喉頭の移動量に注目したが、正常嚥下に必要な移動量は年齢間、個人間によって異なった。本研究指標の舌骨喉頭運動比は、嚥下時の舌骨と喉頭運動の筋活動最大時点における相対的移動量として、年齢、身長、体重による影響に左右されず算出可能であり、正常嚥下において一定の値を示した。舌骨喉頭運動比は嚥下時の舌骨と喉頭の協調運動を反映する指標の一つとして嚥下機能評価へ応用できる可能性が示された。当初予定していたデータ数を超え、研究考察はまとまっている。平成29年度に取得したデータと考察について、H30年度日本摂食嚥下リハ学会への発表、国際誌への投稿に向けて準備を行っている。

国際学会での発表を予定していたが、現地トラブルにつき急遽テレカンファレンス形式をとり、国内で発表内容をビデオ撮影して対応したため旅費が予定額よりも大幅に減額することができた。今後の使用計画について、平成30年度は設備備品の購入予定はない。しかし、消耗品は毎年度、被験者計測のためのジェルパッドやデータの記録保管のための記録用ディスク、加えて臨床検査用品が必要であり、購入しなければならない。さらに、研究調査(情報収集)や成果発表のための国内外への旅費も、研究代表者一人分年間1回3回で計上している。また、国際論文に投稿の際には論文校正を受ける費用および投稿に係る費用が必要となる。
日本語音声における韻律的特徴ー東京都(及び放送関係者)における音声の収集と研究

「都区内の社会的活躍層の音声の収録」では、文節アクセント、および、活用形に関する準備調査表(約1600項目)を作成し、準備調査を実施した。「アクセントの年齢差に関する検証調査では」、五日市町の高年層話者を対象に準備調査を実施した。「伝統的東京方言の収録」では、両親ともに都区内で生育し、本人も東京旧市内で生育した70歳以上の話者15名を対象に、650項目の調査・収録を行った。また、語の使用や理解の有無とアクセント変化との関係について考察するために、上記の項目の中から147語を選び、大学生や短大生を中心にアンケ-ト調査を実施した。[東京語音声の分布調査]では、東京都全域の要地100地点を選定し、話者200名(各地点、高年層・若年層各1名)を対象に、音声・アクセント・韻律に関する200300の項目について、調査・録音を実施した。[放送音声の地域言語に与える影響と標準語教育]では、長野市小田切で各年齢層138名を対象に、130余項目についての調査を実施した。そのほか、小田切小学校の5年・6年生全員(13名)対象に小規模なアクセント教育を実施し、その成果と問題点についての分析に備えた。[収集したデ-タの音声学的・音響学的・計量言語学的分析]では、アクセント項目の読みと表記から調査票と記録票を印刷するプログラムを作成した。また、馬瀬グル-プの調査結果を入力した。[放送される音声の韻律的特徴に関する研究]では、アナウンサ-・放送記者などの放送音声資料を収集した。また音声資料の聞きやすさなどの印象と内容理解度について、アナウンサ-(15名)、一般モニタ-(都内の専門学校の生徒100人と、信州大学の学生110人)を対象に印象度調査と理解度調査を実施した。
FGFレセプターを介した消化管上皮細胞分化誘導シグナルの解析

これまで我々は、Fibroblast growth factor(FGF)-7が動物モデルで消化管上皮の杯細胞の増生作用を示すことから、FGF-7が消化管上皮の杯細胞への分化誘導作用をもつのではないかと考えその解析をおこなってきた。その結果、FGF-7がヒト大腸癌細胞株HT-29のサブクローンであるH2株において、杯細胞分化のマーカーであるムチン(MUC2)やIntestinal trefoil factor(ITF)の発現を誘導すること、FGFレセプター(FGFR)を介した細胞内シグナル伝達により分化を誘導された細胞ではFGFRの発現が減少するという、FGFRを介した分化誘導シグナルのネガティブフィードバック機構が存在することを明らかにした。消化管において杯細胞は、粘膜防御因子として知られるITFやMUC2の産生を通じ粘膜防御に働くと推測されている。FGFRからのシグナル伝達と粘膜防御という観点から我々は、近年消化管粘膜の防御作用が報告されているFGF-10に着目した。FGF-10はFGF-7と同じFGFRからのシグナル伝達を誘導し、マウスではその投与により消化管の杯細胞数が増加する。我々はFGF-10からのシグナル伝達は増加した杯細胞によるITFの産生を介して粘膜防御に働くのではと考え、ITFノックアウト(KO)マウスを用いたDSS腸炎モデルによりその検証を試みた。その結果、野生型マウスではDSS腸炎を誘発してもFGF-10投与により炎症の治癒傾向が認められたが、ITFKOマウスではFGF-10の効果は認められなかった。以上の結果から、FGF-10によるシグナル伝達も消化管における杯細胞の分化を誘導し、ITFの産生促進によって粘膜防御に働いている可能性が示唆された。Fibroblast growthfactor(FGF)-7は増殖因子として知られているが、FGF-7を投与すると動物モデルにおいて消化管の杯細胞の増生が認められる。このことから我々はFGF-7が消化管上皮の杯細胞への分化誘導作用を持つのではないかと考えその解析を試みた。ヒト大腸がん細胞株HT-29のサブクローンであるH2細胞株はin vitroにおいてグルコース添加培養液下で培養中は未分化の状態を維持するが、グルコースを除くとgoblet cell(杯細胞)に分化を誘導できることが知られている。まずこの未分化なH2サブクローンにFGF-7による刺激を与え、杯細胞特異的な発現マーカーであるムチン(Muc-2)及びIntestinal trefoil factor(ITF)の発現について調べた。その結果、ノーザンブロット及びウェスタンブロット法によりMuc-2及びITFの発現誘導が認められ、FGF-7がin vitroにおいて杯細胞分化誘導作用を持つことが示された。次にこの分化誘導シグナルについて解析をおこなった。FGF-7刺激によって杯細胞への分化を誘導し、H2サブクローンにおけるFGFレセプター(FGFR)のチロシンリン酸化及び発現量についてウェスタンブロットで調べたところ、刺激後H2細胞株のFGFRはただちにチロシンリン酸化され、およそ48時間後にはFGFRの蛋白レベルでの減少を認め、分化誘導シグナルによってFGFRのdown-regulationがおこることが明らかになった。つまりFGFRを介した杯細胞分化誘導シグナルはシグナル伝達後FGFRの発現を抑制するというネガティブフィードバック機構の存在が示唆されたことになり、これは消化管上皮の恒常性保持において非常に重要な意味を持つ機構と考えられた。
保存地区ならびに再開発地区における生活者の意識の比較研究

1.再開発地区について本年度は主として再開発地区である東京都荒川区汐入の調査結果を整理し、住民から得たインタビューの結果を分析することに費された。本年度は東京大学で同地区の調査に携っている助手・大学院数名と共に、10回にわたって汐入研究会を開催し次の成果を得た。(1)小規模長屋に住む住民たちの生活は路地に溢れるが、そのうち鉢植えが至る所に見られるのが特徴的である。このことは単なる趣味や流行ではなく、日本における居住の伝統との脈絡のなかで考えなくてはならない。この問題についての予備的考察を別項の通り発表した。(2)在来住宅から新しいRC造アパートに移住した人たちにとって新居はおおむね好評である。しかし地主層は床面積に余裕があり、余裕分を資産として運用する道がある一方、借家人層は面積・賃貸条件ともに満足しているとはいいがたい。この点、居住者の意見と生活の実態については今後さらに集約することが必要である。(3)今回の再開発に当って、従来築いてきた近隣関係はほぼ崩壊する。それに変る新しい共同体が構築されるか否かが今後の問題である。アパートの形式、共用部分のあり方など建築的解決の方法を探ることと併せて、今後長期的な観察と分析を続ける必要があろう。2.保存地区について本年度は宿根木にとくに目立った動きはなく、依然として空気が多く地区を活性化する手段が見出せないでいる。地区内の若年者でサービス業に転業しようとする動きはあるが、成功するか否かは他の住民たちの協力いかんにかかっている。町当局も整備と活性化の両立については解決の方途を見出しかねており、補助事業による数棟の住居の整備と復原に期待をかけている程度であった。保存地区として新潟県佐渡郡小木町宿根木の調査を平成3年8月.明治大学大学院生ならびにゼミ生20名とともに実施.4棟の住居の実測図を作成し.伝統的建造物群保存地区に選定された経過ならびに住居に関する意見についてヒアリングを行った。この地区の保存については行政および居住者の一部に極めて熱心な推進者がいる反面.根強い反対意見が今なお消えていない。意見を集約すると次のような特色が伺える。(1)保存推進者・反対者ともに.離存者の増加・高齢化を認めており.保存がそれをくいとめる契機となることをそれほど期待していない。この集落の構成上観光開発には自ら限度があることを誰もが承知している。(2)反対者は女性に多く.発言はしないが保存に疑問を感じている主婦は更に多いと感じられる。その理由は.住居の住みにくさ.暗さ.汚さであって.都会的住居に対する憧れがかなり強い。(3)単なる保存でなく.利便性の向上の実現が強く求められている。これらの住民の意向は.今後の事業の進め方に修正を迫る要素といえよう。一方再開発地区として東京都荒川区汐入の調査を.平成3年810月の間.学生約30名とともに実施した。5班に分ち.4つのブロックの悉皆調査ならびに空家となった古民家の実測調査がその内容であって.ブロック調査の際住民のヒアリングも併せ行った。この地区では地主・借地人・借家人という土地・建物の所有関係がただちに住居に関する意見や希望に反映する。地主を対象とした権利交換はほぼ完了しているが.借地・借家人と事業主体との交渉は現在なお継続中のものが少なくない。その背後にある問題点については次年度の調査に委ねる。
頸部頸動脈狭窄症のプラークにおけるIDOの役割と病態の解明

頸動脈狭窄症におけるトリプトファン代謝産物(IDO)の関与を手術症例において検査した。高分解能MRIなどの画像検査では臨床的に問題となる不安定プラークの検出は可能であるが、血液生化学的には現時点で信頼性が高いマーカーは見いだされていない。IDOの局在とプラークの形態・性状との関連について免疫組織化学的に解析中である。頸動脈狭窄症におけるプラークの不安定性を規定する局所因子を解明する目的で、当院で外科治療(CEA)を行う症候性・無症候性の頸動脈狭窄症患者を対象として(1)頸動脈プラークの画像検査(2)臨床所見、および(3)手術で得られた病理組織所見をそれぞれ対比させている。(1)においてはプラーク内出血が特に重要と考えられており、平成22年度は同一条件での3T MRIプラーク撮影をルーチン化(GE横河3T Signa HDxにて脂肪抑制に優れたIDEAL法を用いたT1強調画像と3D TOFを撮影し、プラーク内のROIと胸鎖乳突筋の信号強度比を算出)し、15症例で解析したが、他施設からのMPRAGEでの報告と同様に、T1強調画像で高信号を示すlipid coreのうち、信号強度が高いほど高い感度・特異度で病理組織でのプラーク内出血(抗glycophorin A抗体染色で20%を超えるものと規定)を反映していた。今後、症例数を増すとともに抗neopterinポリクローナル抗体、抗IDOモノクローナル抗体、抗S-100/fascin抗体などを用いての詳細な免疫組織化学的検討(image analyzerでの信号強度評価と統計学的解析)を行う予定である。本研究においては免疫担当細胞の組織内分布が極めて重要であるため、2重染色を行い(マクロファージ/鉄、マクロファージ/IDO/neopterin)その局在をより正確に評価していく。(1)については3T MRIプラークイメージング(GE横河3T Signa HDxにて脂肪抑制に優れたIDEAL法を用いたT1強調画像と3D TOFを撮影し、プラーク内のROIと胸鎖乳突筋の信号強度比を算出)を全例で行っている。T1強調画像においては信号強度比カットオフ1.5で不安定プラーク(脂質コアが50%以上と規定)に対する感度90%・特異度100%、またカットオフ2.0でプラーク内出血(抗glycophorin A抗体染色で20%を超えるものと規定)に対する感度70%・特異度100%であり、他のMRI sequenceや画像診断法よりも信頼度が高い検査と考えられた。しかしながらプラーク不安定性のもう一つの指標であるfibrouscapの菲薄化・連続性の有無に関しては、現在のMRIにおいては評価困難であった。上記所見をふまえ、おのおのの組織切片において抗neopterinポリクローナル抗体、抗IDOモノクローナル抗体、抗S-100/fascin抗体などを用いた詳細な免疫組織化学的検討(image analyzerでの信号強度評価と統計学的解析)を行う予定である。(2)についてはWBA-Neoを用いた血小板凝集能の評価を行っており、CEA術前の血小板機能亢進(凝固非抑制)状態が虚血性合併症の出現頻度と相関していた。これに関しても組織標本との対比を随時行っていく予定である。(1) 3T MRIプラークイメージングでは脂肪抑制に優れたIDEAL法を用いたT1強調画像と3D TOFが極めて有用であった。対象症例でそれぞれのsequenceにおけるプラーク内のROIと胸鎖乳突筋の信号強度比を算出した。T1強調画像においては信号強度比カットオフ1.5で不安定プラーク(脂質コアが50%以上と規定)に対する感度90%・特異度100%、カットオフ2.0でプラーク内出血(抗glycophorin A抗体染色で20%を超えるものと規定)に対する感度70%・特異度100%であり、他の画像診断法よりも信頼度が高かった。しかしながらプラーク不安定性の別の指標であるfibrouscapの菲薄化・連続性の有無に関しては、いかなるsequenceを用いても定量的評価は困難であった。上記の結果をふまえ、おのおのの組織切片で抗neopterinポリクローナル抗体、抗IDOモノクローナル抗体、抗S-100/fascin抗体を用いた組織化学的検査(image analyzerでの信号強度評価)を行い解析中である。(3) WBA-Neoを用いた血小板凝集能測定では、CEA術前には7%が血小板機能亢進(凝固非抑制)状態、14%過抑制状態であった。

前者では術後の虚血性合併症が多い傾向(P=0.07)にあったが、出血性合併症の関連因子は明らかでなかった。これらのグループ別でも組織学的所見、および他の臨床データと合わせて総合的に解析中である。画像診断・臨床所見の評価は順調であるが、組織学的評価が予定通りではない。24年度が最終年度であるため、記入しない。手法の変更はなく、症例数を増すことに努力していく。
脳腫瘍におけるMAGE-1癌退縮抗原の同定とその臨床応用

申請者らは本学脳神経外科において手術摘出された脳腫瘍18例とグリオーマの培養細胞株20例よりRNAを分離し、RT-PCR法とMAGE特異的プライマーを用いてMAGE-1,-2,-3,-4,-6の発現の有無を検討した。培養細胞株20例においては各々75%、40%、65%、10%、75%の発現率を示したが、手術摘出された脳腫瘍においては発現が認められなかった。さらに、手術摘出された脳腫瘍28例とグリオーマの培養細胞株20例においてMAGE-1,MAGE-4抗体を用いて蛋白レベルでの発現を検討し、各々にMAGE-1(54%)、MAGE-4(21%)、培養細胞株ではMAGE-1(25%)、MAGE-4(5%)の発現率であった。また、手術摘出された脳腫瘍をグリオーマ(14例)と非グリオーマ(14例)に分けて発現率を比較してみると、MAGE-1蛋白は、非グリオーマの21%に比べグリオーマに86%と高く発現していることが明らかになった。また、手術摘出されたグリオブラストーマ1例に対してMAGE-1抗体を用いた免疫組織染色を行ったところ腫瘍細胞の細胞質内にMAGE-1蛋白が発現していることが確認された。MAGE-4に関しては、手術摘出された脳腫瘍5例とグリオーマの培養細胞株3例を用いてELISAを行い、各々2例と1例にMAGE-4蛋白が検出された。手術摘出された脳腫瘍18例でRT-PCR法においてMAGE遺伝子の発現が認められなかったことには種々の理由が考えられる。しかし、蛋白レベルにおいて手術摘出された脳腫瘍の中のグリオーマにMAGE-1蛋白が高率に発現していることが認められた事より、MAGE-1蛋白はグリオーマの特異的免疫療法の標的分子に成りうることが示唆された。
計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術確立のための基礎的研究

本研究の最終目的は,計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術の基盤を確立することである.この目的のため,これまで開発してきた身体運動シミュレーション技術と共に,義足着用者において直接測ることが難しい断端部の応力分布などの負荷を限られた計測情報から推定する技術と義足の特性や個人ごとの身体特性に依存する身体運動を定量的に予測する技術を開発し,それらを統合することで義足の適合性評価の支援ツールとして応用する.本年度は主に次の2点の研究課題を実施した.実績は以下の通り.1利用者と義足の各種特性計測と検証義足利用者断端部の表面および,骨格・筋・軟部組織の3次元立体形状を縦型MRI装置で取得し,得られた断層像を基に再構成を行った.また,各要素の粘弾性特性分布を計測するため,代表者が提案している超音波エコー画像を用いた押し込み試験法を用いて計測を行い,手法の評価を行った.その結果,各要素を切り分ける画像処理の閾値に依存して大きなバラつきを生ずることが判明し,適切な閾値の設定が課題となることを明らかにした.2計算機を援用した適合・設計支援システムの構築これまでの課題で構築してきた順動力学的解析が可能な義足・身体運動解析システムに加えて,1で取得した断端の3次元立体形状を基に有限要素解析をするシステムを作成し,それを用いた解析により,義足の適合経験豊富な義肢装具士の作成したソケット形状の適合の妥当性について議論した.その結果,ソケットの側面中間部付近において断面積を小さくする(絞る)ことでソケット側面の接触力を高め,摩擦力を大きくすることで断端底部に加わる応力を小さくし,応力の集中を避けていることが確かめられた.義足利用者のデータの収集において十分な人数の被験者を募ることができなかった.シミュレーション技術の開発については概ね順調に進展しているといえる.次年度は,複数の義足利用者のデータの収集を行うとともに,新たにシミュレーションにより得られた結果を比較し妥当性の評価を行い,それらを統合することで研究を総括する.本研究の目的は,計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術の基盤を確立することである.本年度は,利用者と義足の各種特性を計測する手法の検討と断端およびソケットをインターフェースとした義足着用者モデルを用いた力学解析システムの構築を行った.具体的な研究実績は以下の通りである.・利用者身体の主に断端部の表面および,骨格・筋・軟部組織の3次元立体形状をMRI装置および超音波エコー画像装置から得られた断層像を基に再構成できることを確認した.ただし,超音波エコー画像から再構成した立体形状では平均して3mm程度の誤差が残った.・ソケットや身体表面の粘弾性特性分布を,荷重計を内蔵したプローブを持つ超音波エコー画像装置を用いた押し込み試験を行い,その結果を有限要素解析モデルで再現させることで同定する手法を開発した.・義足の各節の慣性特性および関節の受動抵抗特性を,6軸力センサと運動計測装置を用いた実験に基づく力学的システム同定で求めるアルゴリズムを提案し,一剛体のモデルに任意の運動を与えたシミュレーションを行い,そのデータを基に同定精度の検討を行った.与える運動の種類によって同定精度が大きく変わることがわかった.今後,どのような運動が同定に適しているか検討すること必要である.・骨格を剛体,筋・軟部組織・ソケット系の有限要素モデルとして,筋・軟部組織は超弾性体,ソケットは粘弾性体で,ソケットー皮膚間および関節面では接触摩擦が起こるものとして,モデルを作成した.力学的特性推定アルゴリズムの評価解析の結果、動作計測センサから得られる値の誤差によって推定値に予期しなかった大きな誤差が現れることがわかった.そのため予定になかった加速度センサを追加利用する方式を採用することとした.そこで加速度センサデータを追加した新たな力学的特性推定アルゴリズムを確立した上で、そのアルゴリズムに対応した計測システムを製作することが必要となった.本研究の最終目的は,計算機シミュレーションを援用した義足の適合・設計技術の基盤を確立することである.身体運動シミュレーション技術を基に,義足着用者において直接計ることが難しい断端部の応力分布などの負荷を限られた計測情報から推定する技術と義足の特性や個人ごとの身体特性に依存する身体運動を定量的に予測する技術を開発し,それらを義足の適合性評価の支援ツールとして応用する.本年度は義足着用者の計測と義足適合性を評価する計算機シミュレーションソフトウェア環境の整備を行った.具体的実績は以下の通りである.・大腿義足着用者の立位状態における義足ソケットを着用時の断端および未着用時のMRI撮像を行い,形状データおよび立位荷重時における断端部の変形状態を取得した.・股義足使用者の歩行シミュレーションを行い,身体負担について消費エネルギに着目して検討を行った.その結果,股関節で消費されているエネルギが健常歩行に比べて著しく大きいことが分かった.