hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元規則構造を有するナノ多孔体マンガン酸リチウム電極材料の合成と電気化学特性

本研究では,液相法を用いたいくつかの合成法によりマンガン酸化物の合成を行い,材料の機能化を目指すことを目的とし,その粉体特性と電気化学特性について検討を行った。溶媒揮発法により原料塩に硝酸マンガン六水和物,硝酸リチウム,酢酸マンガン四水和物,酢酸リチウムを用いて,それぞれ硝酸塩,酢酸塩同士を組み合わせ,界面活性剤を添加しスピネル型LiMn_2O_4の合成を行ない,その粉体特性に対する界面活性剤の影響を明らかにした。規則性ナノ多孔体電極材料(LiMn204)の開発を行うために、逆ミセル鋳型を形成する界面活性剤の先端技術の動向調査などにより、規則性ナノ多孔質複合酸化物を調製するために最適となる界面活性剤(ブロックコポリマー)を明らかにし、材料を調製するための高効率な逆相乳化重合過程ならびに乾燥過程を決定した。このブロックコポリマーの自己組織化(球・シリンダー・ラメラ構造など)により形成される数十nmのドメインをテンプレートとして利用し、規則性ナノ多孔体電極材料を現有のロータリーエバポレータを用いることにより溶媒揮発法から調製した。ここで、原料として硝酸リチウム、硝酸マンガン六水和物、ブロックコポリマー(P123, F127など)を購入した。また、得られた材料のキャラクタリゼーションには本学・地域共同研究センター所有のXRD, FE-SEM, TEM(依頼試料)を用いるとともに、技術職員と連携し効率的に解析を行った。さらに、細孔物性(細孔径・比表面積)の測定は現有の小角X線散乱ならびに窒素吸着測定(依頼試料)により行った。得られた実験結果から、粉体特性ならびに細孔特性と溶媒比(界面活性剤種含む)、エージング時間などの操作条件の間の関係を明らかにした。液相法を用いたいくつかの合成法によりマンガン酸化物の合成を行い,材料の機能化を目指すことを目的とし,その粉体特性と電気化学特性について検討を行なった.まず,溶媒揮発法により原料塩に硝酸マンガン六水和物,硝酸リチウム,酢酸マンガン四水和物,酢酸リチウムを用いて,それぞれ硝酸塩,酢酸塩同士を組み合わせ,界面活性剤(cTAC,cTAB)およびブロックコポリマー(F127)を添加しスピネル型LiMn204の合成を行ない,その粉体特性(粒子形態,比表面積)に対する界面活性剤およびブロックコポリマーの影響を明らかにした.ここで、原料として硝酸リチウム、硝酸マンガン六水和物、ブロックコポリマー(P123,F127など)を購入した。そして,上記液相法から得られた材料を電極材料としてサイクリックボルタンメトリー測定を行ない,粉体特性と電気化学特性の関係を明らかにした.その結果,サンプルは比表面積の増大に伴い電流値が大きくなり,一般に販売されているものの2倍以上の電流値を示した.これは比表面積が増大し,電気化学反応面積が大きくなったためと推察される.液相法を用いたいくつかの合成法によりマンガン酸化物の合成を行い,材料の機能化を目指すことを目的とし,その粉体特性と電気化学特性について検討を行なった.まず,ハードテンプレート法によりナノロッド構造を形成するマンガン酸化物の合成を行ない,その合成メカニズムを明らかにした.さらに,Sol-Gel法により原料塩に過マンガン酸カリウムおよび塩化リチウム,還元剤としてマレイン酸を使用し,ブロックコポリマー(F127)を添加してマンガン酸化物の合成を行ない,粉体特性(粒子形態,比表面積細孔構造)に対するマレイン酸およびブロックコポリマー(F127)の影響を明らかにした.そして,Sol-Gel法から得られたマンガン酸化物を電極材料としてサイクリックボルタンメトリー測定を行ない,粉体特性と電気化学特性の関係を明らかにした.その結果,過マンガン酸カリウムを原料塩としてSol-Gel法により合成されたサンプルは,高い比表面積(297 m2/g)を有し,ポリマーの添加により高度に機能化された細孔特性を有することが可能になることが明らかになった.
神経系の機能調節に関与するガングリオシド;特にTypeII・Astrocyteの機能調節に関与するGQIについて

〈研究目的〉発達脳におけるグリア細胞系譜を制御している膜表面分子群の中で,A2B5反応性ガングリオシドはタイプ2アストロサイトへの調節に関与する機能分子である可能性の強いことから、グリア細胞系譜のモデルを培養系で確立し、A2B5反応性ガングリオシドとの関連性について検討した。〈研究結果〉1).グリア細胞系譜の作製;新生児ラット大脳より、トリプシン処理でグリアプロジェニタ-細胞を含む初代培養系を作製し,この系で分化誘導されるOー2Aプロジェニタ-を分離した。さらに培養した後オリゴデンドロサイトを除き、タイプ2プロジェニタ-を得た。この系を用い血清濃度や,ファクタ-の添加によりタイプ2アストロサイトを維持することが出来た。一方グリアプロジェニタ-を頻回トリプシン処理することやタイプ2プロジェニタ-に高濃度の血清を添加して、タイプ1プロジェニタ-や,タイプ1アストロサイトを得た。2)タイプ2アストロサイトへの制御に関与するガングリオシド:A2B5反応性ガングリオシド(GD_3,GT_<16>,GQ_<16>)は,タイプ1プロジェニタ-やタイプ1アストロサイトには存在していなかったが,Oー2Aプロジェニタ-やこれより分化するタイプ2プロジェニタ-とタイプ2アストロサイトではA2B5陽性のガングリオシドが強く見い出された。特にタイプ2プロジェニタ-ではその量も著しく増加していた。さらにA2B5反応性ガングリオシドに対する抗体は,Oー2Aプロジェニタ-由来の細胞の分化誘導を阻害する傾向にあることも明らかとなり,A2B5反応性ガングリオシドがこれらの細胞系譜をコントロ-ルしていることを示唆した。
海洋生物の翻訳後修飾にヒントを得た高強度水中接着ポリマーの創出

イガイは接着の難しい海水中であっても,岩に強固に付着し,波にさらわれることはない.一方で,人工接着剤の代表格であるエポキシ系接着剤でシリカ表面を接着させることは空気中でならば簡単だが,水中では非常に難しい.これはシリカ表面が水に覆われている方が,接着剤と接するよりも界面自由エネルギー的に安定だからである.イガイはこの難しい水中接着を,タンパク質性接着剤を用いていとも簡単にやってのけている.さらにイガイは,シリカのような鉱物だけでなく,テフロンなどの表面自由エネルギーが小さい被着体にさえ接着することもできる.これらの事実は海洋生物学者の興味を惹き,その接着原因物質の探索が行われた.これまでにチロシンが翻訳後に水酸化されてできるDOPAを多量に含む6種類のタンパク質(mfp 1-6)が同定されており,mfp 2-6は接着部位である足糸のみで発現している.そのためDOPAの側鎖のカテコール基が岩石表面と水素結合することで強固に接着していると考えられるようになった.本研究では,なぜイガイが進化の過程でカテコール基を接着用途に選択したのか?という疑問に端を発し,カテコール基より1つヒドロキシ基の少ないフェノール基(相当するアミノ酸はチロシン)では不十分だったのか?逆に,1つヒドロキシ基の多いガロール基(相当するアミノ酸はTOPA)では水中接着能は更に上がるのか?という具体的な問いを設定した.これに答えるため,本年度はフェノール性水酸基(フェノール基,カテコール基,ガロール基)のみを側鎖に持つ分子量が精密に制御されたモデルポリマーの合成経路を考案し,実際にこれらの高分子の合成に成功した.さらにヒドロキシ基に着目した金属イオンとの複合材料化についても研究を行った.計画通り,フェノール性水酸基(フェノール基,カテコール基,ガロール基)のみを側鎖に持つ分子量が精密に制御されたモデルポリマーを合成することができたから.本研究の核心的な問いである,なぜイガイは進化の過程でカテコール基を接着用途に選択したのか?という疑問に答えるにはフェノール性水酸基(フェノール基,カテコール基,ガロール基)のみを側鎖に持つ分子量が精密に制御されたモデルポリマーを用いて同一条件下で比較するという合成化学的なアプローチに基づいた基礎研究が有効である.今後は初年度に合成法を確立したフェノールorカテコールorガロールを側鎖に持つ共重合体の水中接着能を同一条件下で評価する.イガイは接着の難しい海水中であっても,岩に強固に付着し,波にさらわれることはない.一方で,人工接着剤の代表格であるエポキシ系接着剤でシリカ表面を接着させることは空気中でならば簡単だが,水中では非常に難しい.これはシリカ表面が水に覆われている方が,接着剤と接するよりも界面自由エネルギー的に安定だからである.イガイはこの難しい水中接着を,タンパク質性接着剤を用いていとも簡単にやってのけている.さらにイガイは,シリカのような鉱物だけでなく,テフロンなどの表面自由エネルギーが小さい被着体にさえ接着することもできる.これらの事実は海洋生物学者の興味を惹き,その接着原因物質の探索が行われた.これまでにチロシンが翻訳後に水酸化されてできるDOPAを多量に含む6種類のタンパク質(mfp 1-6)が同定されており,mfp 2-6は接着部位である足糸のみで発現している.そのためDOPAの側鎖のカテコール基が岩石表面と水素結合することで強固に接着していると考えられるようになった.本研究では,なぜイガイが進化の過程でカテコール基を接着用途に選択したのか?という疑問に端を発し,カテコール基より1つヒドロキシ基の少ないフェノール基(相当するアミノ酸はチロシン)では不十分だったのか?逆に,1つヒドロキシ基の多いガロール基(相当するアミノ酸はTOPA)では水中接着能は更に上がるのか?という具体的な問いを設定した.これに答えるため,本年度はフェノール性水酸基(フェノール基,カテコール基,ガロール基)のみを側鎖に持つ分子量が精密に制御されたモデルポリマーの合成経路を考案し,実際にこれらの高分子の合成に成功した.さらにヒドロキシ基に着目した金属イオンとの複合材料化についても研究を行った.計画通り,フェノール性水酸基(フェノール基,カテコール基,ガロール基)のみを側鎖に持つ分子量が精密に制御されたモデルポリマーを合成することができたから.本研究の核心的な問いである,なぜイガイは進化の過程でカテコール基を接着用途に選択したのか?という疑問に答えるにはフェノール性水酸基(フェノール基,カテコール基,ガロール基)のみを側鎖に持つ分子量が精密に制御されたモデルポリマーを用いて同一条件下で比較するという合成化学的なアプローチに基づいた基礎研究が有効である.今後は初年度に合成法を確立したフェノールorカテコールorガロールを側鎖に持つ共重合体の水中接着能を同一条件下で評価する.
細胞内分子環境の化学模倣系の構築とそれを用いたテロメア核酸プローブの開発

細胞内は、非常に高濃度の生体分子が存在する分子クラウディング状態にある。また、DNAが存在する細胞核内には、染色体が存在し、二重らせん構造を形成しているDNAそのものが大量に存在している。そこで本研究では、(1)細胞環境の化学模倣を試み、その分子環境で活性を示す機能分子を設計する指針を得ることを試みた。また、(2)細胞内で重要な役割を果たすことが知られているDNA四重らせん構造を蛍光検出できる新たな分子プローブを開発することも試みた。以下に、それぞれの課題について得られた成果を示す。(1)細胞核内環境を合成高分子と天然の核酸高分子を用いて化学模倣した。その系内において、細胞のがん化に関与するテロメアDNAの高次構造を解明した。さらに、広いπ平面をもち、負電荷をもつ化合物が特異的にDNA四重らせん構造と結合することが見出された。興味深いことに、本研究で検討した化合物の細胞模倣環境下でのテロメラーゼ阻害効果は、がん細胞や正常細胞に対する増殖抑制効果と相関があった。すなわち、本実験系は、副作用の予測にも有用であることが示唆された。(2)DNA四重らせん構造に結合して強く蛍光発光する化合物の開発:四重らせん構造の分子物性として、グアニン塩基の高い疎水性に着目した。四重らせん構造のグアニン四量体と、その上下にあるループ領域は、芳香族塩基が集積し、高い疎水性を有している。このような疎水性ポケットに結合し、強く発光する物質に、タンパク質線維に対する蛍光プローブがある。様々なタンパク質線維プローブとDNA四重らせん構造の親和性を検討したところ、チオフラビンTが、DNA四重らせん構造と結合することで蛍光発光を数百倍にも増強することが示された。さらに、二重らせん構造をはじめ、他のDNAが形成する構造では全く蛍光を発光しないことも示された。また、結合機構と結合に伴う発光機構を提唱できた。25年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内は生体分子が混み合った分子クラウディングにある。そのため、細胞内に存在するDNAの機能や分子反応を解明するためには、細胞内分子環境を化学的に構築し、その分子環境においてDNAの諸物性を定量解析する必要がある。そこで本研究では、様々な合成高分子や生体分子で分子クラウディングを誘起し、細胞環境の化学模倣の精密化を試みる。さらに、この細胞模倣環境において、細胞のがん化や加齢に関与するテロメアDNAが形成する四重らせん構造の定量的諸量を算出する手法を確立することを試みる。平成24年度には、合成高分子を用いて分子クラウディング状態を試験管内で再現した。この環境下において、テロメアDNAの四重らせん構造とその熱力学的安定性を定量的に解析した。その結果、長鎖テロメアDNAが、四重らせん構造をユニットとして連結したような数珠構造を形成していることが示された。さらにこの一般性を検討するために、様々な配列をもつグアニンに富んだDNA鎖を設計し、熱力学的安定性と水和状態を検討した。その結果、ループ部位に強固なスタッキング相互作用が形成されると、四重らせん構造の熱力学的安定性が増大することが分かった。さらに、ループ部位のスタッキング相互作用は、水素結合が可能な官能基を配向化させ、新たな水和サイトを形成することが示された。これらの結果から、四重らせん構造全体の脱水和が抑制され、分子クラウディングによる安定化が小さくなることが見出された。

このような核酸構造の非塩基対部位における、熱力学的安定性ー水和相関は、これまでに例がなく、細胞内におけるテロメアDNAの構造と熱力学的安定性を予測するためにも有用な知見となる。これらの成果の一部は、米国化学会発行の、J. Phys. Chem. B誌の表紙として掲載されるなど、科学的にインパクトのある成果となった。細胞内環境因子として注目されている分子クラウディングについて、試験管内で化学模倣し、テロメアDNが形成する四重らせん構造をはじめとする種々のDNAの構造とその熱力学的安定性に対する効果を定量的に解析することができた。また、これまでに検討が進んでいなかった非塩基対部位(塩基対を形成していないループ領域など)が、DNAの構造形成においてきわめて重要な役割を果たしていることが見出された。この成果を用いることで、擬似細胞環境におけるDNAの構造安定性を予測できるシステムの開発も可能になる。このように、本課題で開発を進めている細胞模倣環境は、細胞内測定と試験管内測定を橋渡しできる実験系として活用できる可能性が示された。これらのことから、当初の計画通りに研究を遂行できており、本研究課題は、おおむね順調に進展しているといえる。細胞模倣環境を合成高分子を用いて構築することができたことから、領域内での共同研究によって、さらに精密な細胞模倣系を構築することを試みる。具体的には、領域内で機能性材料として開発されている様々な物性をもつ合成高分子や、領域内で解明された天然の代謝産物を用いる予定である。また、平成24年度の研究により、研究対象とするテロメアDNAの分子クラウディング環境における物性の定量解析にはめどがついたことから、上述の分子による分子クラウディングが及ぼす核酸の高次構造とその熱力学的安定性に対する効果を定量することを試みる。さらに、細胞模倣環境で機能するリガンドの開発に必要な知見を蓄積する。具体的には、様々な相互作用様式をもってDNAの高次構造と結合するリガンドを用い、どのような相互作用様式が細胞模倣環境下で有効であるかについて定量的に解析する予定である。最終的には、リガンドの細胞内での機能評価などによって、細胞内のin situ測定と試験管内での知見を橋渡しできる実験系としての有用性を示すことを試みる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
水環境中の市販医薬品を分子指標とした季節性インフルエンザの早期流行予測技術の開発

平成30年度は,以下の2つのテーマを実施した。(1)平成29年度と同様に,都市小河川下流域の河川水および排水中での非流行期(411月)と流行期(123月)における固相抽出-同位体希釈-LC/MS/MS法を用いた抗インフルエンザ薬のタミフルとその代謝物および4種の医薬品(カフェイン,カルバマゼピン,トリクロサン,トリクロカルバン)の検出率や濃度レベル等の把握を行うとともに,平成29年度との比較を行った。(2)平成29年8月から平成30年度末にかけて,固相抽出-誘導体化-GC/MS/MS法を用いて(1)と同一地点での河川調査に加え,下流域内の主要な都市排水路を対象に,21種のPPCPsの実態調査を行い,特に排水中でのPPCPsの濃度レベルと経月変化の特徴を把握した。(1)の結果,河川水中のタミフルおよび代謝物は流行期のみ検出され,濃度レベルは平成29年度とほぼ同様であった(それぞれ数百pg/L数十ng/Lおよび数ng/L数十ng/L)。他の4種の医薬品の濃度レベルも昨年度と同様で,数百pg/L数百ng/Lの範囲で検出され,カフェインが最も高かった。排水中でのこれらの濃度レベルは河川水と比べて同等か1桁高く,複数の都市排水路が旭川下流域でのPPCPs排出源になっていると考えられた。(2)の結果:都市排水路からは調査対象物質21種中で18種が検出された。イブプロフェン,サリチル酸,アセトアミノフェン,サリチルアミド,クロタミトン,カフェイン,テオフィリンは数十から数百ng/Lのオーダーで年間を通じて流出していることが示唆された。DEETは夏季に濃度が増加する一方で冬季は不検出であった。インドメタシンは夏季よりも冬季から春季にかけて検出された。DEETとインドメタシンは下水処理では比較的除去され難いことから,使用時期を反映して検出されているものと推察された。平成30年度は,河川水中でのタミフル以外の4種の医薬品に加え,研究代表者らが別途開発した固相抽出-誘導体化-GC/MS/MS法による21種の医薬品類についても河川水を対象とした実態調査を継続し,分析ならびに解析を行った。また,河川水調査と並行して昨年度に前倒しして実施した河川下流域内の主要な複数の都市排水路を対象とした実態調査を計画通り平成30年度も継続実施中で,その分析と解析も進んでいる。このように,平成30年度に計画した実態調査に関わる分析と解析が進んでいることから,概ね順調に進展していると評価できる。令和元年度は,平成29年度と平成30年度における河川水および都市排水中での医薬品類の検出率と濃度レベルおよび負荷量に関する実態調査の検討結果を踏まえ,引き続きこれらの実態調査を継続するとともに,河川水及び排水中での調査対象物質の流出特性を明らかにする計画である。本年度は,研究代表者らが開発した固相抽出法-同位体希釈-LC/MS/MS法を用いて河川水中での抗インフルエンザ薬のタミフルとその代謝物および4種の医薬品(カフェイン,カルバマゼピン,トリクロサン,トリクロカルバン)の濃度レベルと負荷量の経月変化を明らかにするため,都市小河川(下流域)での非流行期(411月)と流行期(123月)における実態調査を行った。また,対象とした河川流域での季節性インフルエンザ流行の経年変化のパターンを明らかにするため,感染症情報センター(秋田県)が一般公表している「インフルエンザ発生動向調査」の過去10年間のデータ(2006年2016年)を取得し,その特徴を解析した。調査の結果,タミフルと代謝物の濃度レベルはそれぞれ,数百pg/L数ng/Lと数百pg/L数百ng/Lの範囲で検出された。これらは流行期のみ検出され,使用時期が反映されていることが示唆された。4種の医薬品の濃度レベルは,数百pg/L数千ng/Lの範囲で検出され,特にカフェインは他の医薬品に比べ高かった。カフェインは年間を通じて検出され,特に冬季に濃度レベルおよび負荷量が増加する傾向がみられたことから,使用量の増加あるいは排出源の処理レベルの低下等の影響が示唆された。過去のインフルエンザ発生動向調査の解析の結果,流域内での季節性インフルエンザの患者発生数(定点合計値)は,平均的には当該年の第40週後半から第50週の間に最初の報告が確認された後,翌年の第1週から急増し,増減を経て第20週前後までに終息するパターンであった。一方,定点ごとにみると患者発生人数の増減は定点合計値のものと異なるパターンがみられ,流域内での流行状況の推移を把握するには定点ごとの患者発生数の情報も不可欠であることが示唆された。本年度は,河川水中でのタミフル以外の4種の医薬品に加え,研究代表者らが別途開発済みの固相抽出-誘導体化-GC/MS/MS法による20種の医薬品類についても実態調査を行い,分析ならびに解析を進めている。また,当初平成30年度に予定していた複数の都市下水路を対象とした調査対象医薬品類の流出特性(濃度レベルと負荷量)に関する調査として,本年度の河川水調査と並行して(1)都市小河川流域内の主要な都市下水路排水吐の選定,(2)選定地点での非流行期(811月)と流行期(122月)における実態調査も実施し,その分析と解析も進んでいる。

このように,平成30年度計画で実施予定であった調査の分析と解析が先行していることから,概ね順調に進展していると評価できる。平成30年度は,以下の2つのテーマを実施した。(1)平成29年度と同様に,都市小河川下流域の河川水および排水中での非流行期(411月)と流行期(123月)における固相抽出-同位体希釈-LC/MS/MS法を用いた抗インフルエンザ薬のタミフルとその代謝物および4種の医薬品(カフェイン,カルバマゼピン,トリクロサン,トリクロカルバン)の検出率や濃度レベル等の把握を行うとともに,平成29年度との比較を行った。(2)平成29年8月から平成30年度末にかけて,固相抽出-誘導体化-GC/MS/MS法を用いて(1)と同一地点での河川調査に加え,下流域内の主要な都市排水路を対象に,21種のPPCPsの実態調査を行い,特に排水中でのPPCPsの濃度レベルと経月変化の特徴を把握した。(1)の結果,河川水中のタミフルおよび代謝物は流行期のみ検出され,濃度レベルは平成29年度とほぼ同様であった(それぞれ数百pg/L数十ng/Lおよび数ng/L数十ng/L)。他の4種の医薬品の濃度レベルも昨年度と同様で,数百pg/L数百ng/Lの範囲で検出され,カフェインが最も高かった。排水中でのこれらの濃度レベルは河川水と比べて同等か1桁高く,複数の都市排水路が旭川下流域でのPPCPs排出源になっていると考えられた。(2)の結果:都市排水路からは調査対象物質21種中で18種が検出された。イブプロフェン,サリチル酸,アセトアミノフェン,サリチルアミド,クロタミトン,カフェイン,テオフィリンは数十から数百ng/Lのオーダーで年間を通じて流出していることが示唆された。DEETは夏季に濃度が増加する一方で冬季は不検出であった。インドメタシンは夏季よりも冬季から春季にかけて検出された。DEETとインドメタシンは下水処理では比較的除去され難いことから,使用時期を反映して検出されているものと推察された。平成30年度は,河川水中でのタミフル以外の4種の医薬品に加え,研究代表者らが別途開発した固相抽出-誘導体化-GC/MS/MS法による21種の医薬品類についても河川水を対象とした実態調査を継続し,分析ならびに解析を行った。また,河川水調査と並行して昨年度に前倒しして実施した河川下流域内の主要な複数の都市排水路を対象とした実態調査を計画通り平成30年度も継続実施中で,その分析と解析も進んでいる。このように,平成30年度に計画した実態調査に関わる分析と解析が進んでいることから,概ね順調に進展していると評価できる。平成30年度は,本年度の河川および都市下水路での医薬品類の濃度レベルと負荷量に関する実態調査の検討結果を踏まえ,引き続きこれらの実態調査を継続する。また,本年度に取得したタミフルと代謝物およびその他の医薬品類の濃度や負荷量と季節性インフルエンザ患者数との関係を解析する。令和元年度は,平成29年度と平成30年度における河川水および都市排水中での医薬品類の検出率と濃度レベルおよび負荷量に関する実態調査の検討結果を踏まえ,引き続きこれらの実態調査を継続するとともに,河川水及び排水中での調査対象物質の流出特性を明らかにする計画である。研究実験補助が事情により休暇取得したため、その分の人件費の残額である。次年度は人件費または物品費として使用する計画である。測定用消耗品類の購入のため執行を予定していたが,国内在庫品がなく納期が年度末までに間に合わなかった。当該消耗品類は新年度にあらためて購入し,計画通り執行予定である。
現代中国の政治体制-末端の支配・動員装置としての「単位」の変容

現代中国の国家・社会関係の変化についての研究を「単位」制度の視角から行った。方法論的には、本研究は社会の構造的変化と政治システムとの因果関係を実証的に明らかにすることを目的とする。具体的には、(1)文化大革命の社会的諸要因、政治過程、メカニズム、(2)文化大革命が及ぼした中国社会・政治システムの影響、を中心にこの一年間研究を進めてきた。(1)については、6月までスタンフォード大学の「文化大革命研究プロジェクト」(代表者、アンドリュー・ウォルダー教授)に参加してデータの収集・コーディング作業を行った。また、78月と23月の2回にわたり香港中文大学のUniversities Service Centre (USC)で資料収集作業を行った。世界初の体系的な文化大革命データの完成に向けて現在詰めの段階に入りつつある。(2)については、"Patterns and Progress of Educational Attainment during the Culture Revolution"を書き上げ、秋のアジア政経学会全国大会(10月、神戸大学)において報告を行った(現在、China Quarterly誌への投稿準備中)。本稿は、文化大革命における教育達成の過程、社会的背景(両親の学歴、党籍、職業など)の影響を、社会調査データ(Treiman and Walder, Life History and Social Chauge in Contemporary Chaina, 1996)を利用して実証的・統計的に明らかにすることを試みた論文である。一般に文化大革命は当時の若者の教育達成に多大な影響をもたらし、それはいわゆる文革世代が中心的役割を果たすようになった現在の中国社会・経済の展開にも少なからぬ影響を及ぼしている。本稿の意義は、その実態を最新のデータを用いて実証的に明らかにしたことにある。以上のように、特別研究員(PD)最終年度となる本年度は、3年間を通じて行ってきた文化大革命のデータ作成作業をほぼ完成させ、また研究成果の一部を学会報告することができた。今後そのデータを使用した多くの研究報告が行われることになるであろう。
北陸新幹線鉄道の開通に伴う居住環境の影響調査

本研究は北陸新幹線鉄道沿線の居住環境について,開通直後の生活環境の現状を把握するための社会調査を実施し,1,022件(回収率51.6%)の回答を得た。騒音レベルと社会反応の関係性を検討し,騒音アノイアンスについては,回答者群を車速と在来線の有無で分類した比較により既設在来鉄道の有無が反応に影響していることが示された。オッズ比でみた場合もその影響は有意であり,音への敏感さも有意に影響することが示された。生活活動妨害では在来鉄道が並走している地域の回答はどの妨害感においても騒音レベルによる反応は小さい結果であり,在来鉄道のない地域では騒音レベルと妨害感の高低に関連がいくつかみられた。本年度は1.社会調査地区の予備調査,2.曝露ー反応関係の騒音と振動の相乗効果に関する予備実験という2本柱を研究計画として掲げており,当初の予定通りに実行された。1.の予備調査では,北陸新幹線鉄道の開通後の沿線住宅を視察し,音や振動の程度を観察するとともに,住宅が先の研究時よりも増加傾向にあることを確認した。次年度に実施する社会調査に向けて対象住宅の抽出を行い,線路沿線から150mまでを対象エリアとして戸建て住宅は2980軒存在することを確認した。2007年の調査では1620軒であったため,1.8倍に増加していた。予算申請時の見積もりよりも多い住宅件数であるため,対象住宅をどのように選択するか,共同研究者と打ち合わせをして改めて決定する。2.の実験では,北陸新幹線鉄道沿線において騒音と振動の実測を行い,物理特性の分析を行った。この記録データを基にして,実験室実験を計画し,実施した。本年度は一回につき,音と振動の組み合わせをそれぞれ1刺激とした。刺激の定時時間は1本の通過時間がおよそ20秒程度であったため,30秒とした。また,騒音と振動による活動妨害として読書及び思考作業を行ってもらうこととした。被験者は本校学生20名である。実験の結果,やかましさや振動の知覚に関しては,相互に影響を及ぼす傾向は見られず個別の評価として得られていることを確認できた。妨害感に関しては,読書と計算ともに騒音刺激70dBという高い騒音レベル環境下では振動による相乗効果は見られなかったが,読書では騒音刺激50dBと60dB,計算では50dBの環境下において振動なしよりも振動75dBを提示した方が妨害感は高く,相乗効果が生じることを確認した。予備調査は予定通りに実施できた。実験の方は,当初予備実験としていたが,計画の進展がよく,予備実験だけでなく,本実験の一部も行うことができた。この実験の成果は日本建築学会及びinternoise2016でも報告する予定である。当該年度は予定通り,北陸新幹線鉄道沿線地区において生活環境に関するアンケート調査を実施した。当初は石川県でのみ実施する計画であったが,貴重な機会であるため,本校からも補助を得て富山県でも実施することにした。1,980件を抽出し,配布回収を試みた結果,1,025件の回答が得られ,回収率51.8%という結果を得た。近年の状況を見れば高い回収率を得られたと考えている。この貴重なデータは本事業でとどまらず,社会調査データアーカイブにもいずれ保管して2時分析等にも活用して貰う予定である。集計結果から,住宅の窓仕様が約20年を境に変化していることを確認した。住宅満足度や地域好感度は全体的には事前調査時の結果と変わらない結果であったが,新幹線鉄道からの距離によって静けさ評価が異なるなど,全体評価と距離との対応関係も今後検討する必要があることを確認した。物理量の調査はアンケート結果に影響を及ぼさないよう,年度内には行わず次年度に持ち越すこととした。もう一つの計画案にあった,騒音と振動の相乗効果に関する実験も併せて行った。やかましさや振動の知覚に関しては,相互に影響を及ぼす傾向は見られず個別の評価として得られていることを確認できた。計画Iの方は社会調査を予定通り終えたが,各住宅の曝露量推計にまで至っていない。最終年度の早々に調査を実施する予定である。計画2の方は予定通り実施した。以上より,概ね順調に進展していると判断した。最終年度は,2016年に実施した社会調査データと予測評価手法及び実測値により算出した騒音曝露量との関係を分析した。量ー反応関係として,量には最大騒音レベルと昼夕夜等価騒音レベルの2つを用い,反応には社会調査で得られたアノイアンスや生活活動妨害に対する5段階の評定を高反応で回答した人の割合とした。騒音のアノイアンスについては,2016年調査及び2013年の長野調査を全体的にみると特定のレベル区間で2016年調査の方が反応は高い傾向がみられたが,在来鉄道の有無と車速で分類した回答者群の比較により既設在来鉄道の有無が反応に大きく影響していることが示された。オッズ比でみた場合もその影響は有意であり,音に対する敏感さの影響も有意であることが示された。

生活活動妨害では在来鉄道が並走している地域の回答はどの妨害感においても騒音レベルによる反応は小さい結果であり,在来鉄道のない地域では騒音レベルと妨害感の高低に関連がいくつかみられた。特に就眠妨害や窓を開けられない不満との対応が強い傾向が示され,新幹線鉄道の運行時間帯の影響や在来鉄道の有無による生活習慣の違いが影響している可能性が示された。これら結果は日本建築学会北陸支部大会で7月に報告する予定である。さらに調査対象地域において振動の実測調査も行っており,今後はこの振動レベルとの関係についても検討し,日本音響学会や日本騒音制御工学会などでの学会発表に加え,学術雑誌への投稿を準備している。本研究の知見は,環境省の告示から約40年が経過した環境基準の見直しの際に貴重な資料となると考えられ,省エネルギの観点から夏場でも窓を開けて過ゴスことが多くなってきた昨今では,屋外の騒音問題の検討は快適な生活環境を創造するために極めて重要な意義を持つ。本研究は北陸新幹線鉄道沿線の居住環境について,開通直後の生活環境の現状を把握するための社会調査を実施し,1,022件(回収率51.6%)の回答を得た。騒音レベルと社会反応の関係性を検討し,騒音アノイアンスについては,回答者群を車速と在来線の有無で分類した比較により既設在来鉄道の有無が反応に影響していることが示された。オッズ比でみた場合もその影響は有意であり,音への敏感さも有意に影響することが示された。平成28年度は北陸新幹線鉄道沿線において社会調査を実施する。過去の知見を整理し直してアンケート用紙を作成するとともに,対象住宅を決定することを年度当初の課題とする。社会調査の実施に際しては,2007年度調査の経験を基に行うことを計画している。騒音や振動の曝露量推定はこの年度に行うこととしているが,実測調査を要する場所に関しては次年度でも対応可能であり,精度の高い研究となるよう努める。最終年度は6月に騒音および振動の物理測定を実施し,各住宅の騒音・振動曝露量を推計する予定である。実測には人員が必要であるため,共同研究者と研究協力者と連携しながら効率よく実施する。実測結果を元に,アンケート調査との関係を検討し,曝露ー反応関係を導くと共に事前調査との比較により,北陸新幹線鉄道の開通に伴う影響について検討する。実験については,騒音と振動の相乗効果として提示刺激の組み合わせや作業妨害について改良しながら進めていく。最終的には研究成果を学会で発表し,次年度以降の研究計画を立てる。建築環境工学学生に研究サポートを依頼し,謝金を支給する予定であったが,それに変わる物品等の購入により実際には研究者が作業を行ったため謝金の支給をしなかった。物品の購入と謝金との差額で繰越金が生じた。当該年度に実施予定であった騒音・振動の実測調査を次年度に持ち越したため,分担者の旅費が予定より少なくなり,差が生じた。次年度は本格的な社会調査アンケートの実施となるため,学生に多大なサポートをしてもらう予定であり,謝金の支払いが想定されている。最終年度は早々に実測調査を行うため,差が生じた分の旅費等が計上される見込みである。またその分の成果報告もなされるため研究発表会等への参加に伴う旅費が使用される予定である。
乱流特性との相関に基づく粒子状汚染物質の衝突噴流による分離・飛散過程のモデル化

衝突噴流による粒子状汚染物質の分離・飛散現象の理解と飛散率の定量的な予測を目的とし、衝突噴流による粒子飛散実験を行った。本年度の実験では、昨年度構築した飛散率測定システムを用い、約120msec以内で終了する初期飛散過程での飛散率(初期飛散率)と、それ以降10秒程度まで持続する二次飛散過程での飛散率(二次飛散率)での飛散率それぞれを、噴流操作条件とノズル形状を変えて測定した。また、壁面気流圧力を実測し、初期飛散率および二次飛散率と気流動圧との相関を検討した。その結果、以下の知見が得られた。1.粒子径の異なる4種類の粒子(3,5,7,10μm)のどの場合にも、ノズル内圧力の増加およびノズル-粒子付着表面間距離の減少に伴い、初期飛散率は増加する。また、ノズル内流路面積が出口部において急激に減少する形状のノズル(ノズルA)に比べ、流路面積が徐々に減少するノズル(ノズルB)の方が粒子の飛散効果は高い。2.1.の気流操作条件およびノズル形状による初期飛散率の違いは、壁面気流圧力の実測値、すなわち、気流の動圧の実測値の違いにより説明することができた。すなわち、昨年度の仮説が立証され、初期飛散率については、気流動圧により予測可能であることがわかった。3.二次飛散率を、初期飛散終了後に残存する粒子数に対する二次飛散過程で飛散した粒子の比で定義すると、初期飛散率と同様、壁面気流圧力の増加に伴い増加する傾向がある。しかし、壁面気流圧力と飛散率の相関は、初期飛散率の場合よりも低く、二次飛散過程は時間平均的な気流特性を反映する壁面気流圧力だけでは説明できない。衝突噴流による粒子状汚染物質の分離・飛散現象を理解と飛散率を定量的に予測のために、本年度は、飛散過程の把握を目的として局所飛散率の経時変化測定を行った。本実験のため、はじめにミクロンオーダーの粒子を試料表面に単一粒子の状態で均一に付着させる装置を作製した。また、飛散実験装置として、噴流を吐出するノズルの角度およびノズルと試料表面の距離が任意に設定できる試験装置した。さらに、飛散現象の把握に必要な時間分解能で飛散率を測定できる飛散率測定システムを、高倍率な長焦点レンズ、CCDカメラ、ビデオと画像解析装置の組み合わせにより構築し、その校正と評価を行った。その結果、本システムでは33msecの時間分解能で飛散率の径時変化が測定でき、測定の誤差は5%以内であることを確認した。作製した装置を用い、飛散率の経時変化を測定した結果、以下の知見が得られた。1.飛散過程には、約120msec以内で終了する初期飛散過程と、それ以降10秒程度まで持続する二次飛散過程が存在する。2.気流の二次元性が確保される条件下で実験を行ったにもかかわらず、飛散率はノズル幅方向の1mmで25%も変化した。このことから、飛散現象は1mm以下の局所の気流物性に依存している現象であると推測される。3.初期飛散率は気流の操作条件(ノズル内圧力、ノズル-表面間距離)およびノズル形状に依存する。これらの影響は、条件による表面上での気流動圧の変化で説明することができる。4.初期飛散率と二次飛散過程終了後の最終飛散率には相関がある。すなわち、初期飛散率により二次飛散率が決定される。初期飛散率が低いときには二次飛散率も低く、初期飛散率の増加に伴い二次飛散率も増加する。初期飛散率が40%以上では、二次飛散率は約30%で一定となる。
脳虚血後の遺伝子発現における脳血流の関与について-興奮性アミノ酸の及ぼす効果

ラット中大脳動脈閉塞モデルにて,c-fos,junB,junD,zif/268,nur77の即時性初期遺伝子と熱ショック蛋白に転写されるmRNA(hsp72 mRNA)の脳血流の閾値を[^<14>C]-iodoantipyrineを用いたオートラジオグラムにて測定した.c-fos,junB,junD,zif/268,nur77の即時性初期遺伝子の脳血流の閾値は,それぞれ30.5±2.9,27.0±3.8,28.4±2.8,27.8±2.8,25.4±3.4ml/100g/minであり,各mRNAに差異は認めなかった.また,熱ショック蛋白に転写されるmRNA(hsp72 mRNA)の脳血流の閾値は,24.5±3.6ml/100g/minであり,hsp72mRNAの脳血流の閾値も即時性初期遺伝子の脳血流の閾値と等しかった.次に,NMDA receptor阻害剤,MK-801の即時性初期遺伝子やhsp72 mRNAの発現に及ぼす効果と脳血流に及ぼす影響を検討した.MK-801の脳血流に及ぼす影響の検討では,対側半球の平均脳血流は,対照群で93±15ml/100g/min,MK-801投与群で187±38ml/100g/minとMK-801は有意に非虚血側の脳血流を増加させた.またそれぞれの脳血流の閾値以下のischemic volumeでは,MK-801はischemic volumeを約25%有意に縮小させた.一方,MK-801の即時性初期遺伝子やhsp72mRNAの発現に及ぼす効果については,MK-801は,remote cortexにおける即時性初期遺伝子やhsp72mRNAの発現を減少させた.またc-fos,junB,junD,zif/268,nur77の即時性初期遺伝子やhsp72mRNAの脳血流の閾値は,それぞれ26.1±3.5,26.5±4.1,26.9±4.8,28.6±6.2,24.5±5.2,25.5±5.5ml/100g/minであり,各mRNAに差異は認めなかった.この結果は,NMDA receptor阻害剤,MK-801は,脳血流や即時性初期遺伝子,hsp72mRNAの発現を変化させ,結果として脳虚血保護作用を示したと考えられたが,これらの遺伝子が発現できる脳血流の閾値には影響を及ぼしてなく,即時性初期遺伝子やhsp72mRNA発現を調節する因子は,脳血流と結びついたmetabolic parameterにあると推測された.ラット中大脳動脈閉塞モデルにて,c-fos,junB,junD,zif/268,nur77の即時性初期遺伝子と熱ショック蛋白に転写されるmRNA(hsp72 mRNA)の脳血流の閾値を[^<14>C]-iodoantipyrineを用いたオートラジオグラムにて測定した.c-fos,junB,junD,zif/268,nur77の即時性初期遺伝子の脳血流の閾値は,それぞれ30.5±2.9,27.0±3.8,28.4±2.8,27.8±2.8,25.4±3.4ml/100g/minであり,各mRNAに差異は認めなかった.また,熱ショック蛋白に転写されるmRNA(hsp72 mRNA)の脳血流の閾値は,24.5±3.6ml/100g/minであり,hsp72mRNAの脳血流の閾値も即時性初期遺伝子の脳血流の閾値と等しかった.次に,NMDA receptor阻害剤,MK-801の即時性初期遺伝子やhsp72 mRNAの発現に及ぼす効果と脳血流に及ぼす影響を検討した.MK-801の脳血流に及ぼす影響の検討では,対側半球の平均脳血流は,対照群で93±15ml/100g/min,MK-801投与群で187±38ml/100g/minとMK-801は有意に非虚血側の脳血流を増加させた.またそれぞれの脳血流の閾値以下のischemic volumeでは,MK-801はischemic volumeを約25%有意に縮小させた.一方,MK-801の即時性初期遺伝子やhsp72mRNAの発現に及ぼす効果については,MK-801は,remote cortexにおける即時性初期遺伝子やhsp72mRNAの発現を減少させた.またc-fos,junB,junD,zif/268,nur77の即時性初期遺伝子やhsp72mRNAの脳血流の閾値は,それぞれ26.1±3.5,26.5±4.1,26.9±4.8,28.6±6.2,24.5±5.2,25.5±5.5ml/100g/minであり,各mRNAに差異は認めなかった.この結果は,NMDA receptor阻害剤,MK-801は,脳血流や即時性初期遺伝子,hsp72mRNAの発現を変化させ,結果として脳虚血保護作用を示したと考えられたが,これらの遺伝子が発現できる脳血流の閾値には影響を及ぼしてなく,即時性初期遺伝子やhsp72mRNA発現を調節する因子は,脳血流と結びついたmetabolic parameterにあると推測された.
パソコンを利用した運動学習の実験的シュミレーションのためのソフトウェア開発

運動心理学の領域では、知覚運動機構の解明を目的にこれまで数多くの実験が行われてきた。しかしそこで用いられる実験装置の多くは高額でしかも単一目的で使用される場合が多かった。本プロジェクトは体育学の分野でも普及率の高いパソコンの汎用性に着目し、まずは知覚運動学習のためのシステム開発とオリジナルプログラムを作成し、パソコンによる新しい実験形態の確率をはかった。本システムによって、例えばモニタ上の視覚的情報を手掛かりに、各種周辺機器の操作性を駆使した様々な運動課題の導入が図られるため、1.指標に対する反応課題、2.眼と手の協応課題、3.運動における色彩効果、4.予測等の実験シュミレーションといった知覚運動学習の実験が可能となった。一応本実験システムは本学の体育心理学の実験・実習等ですでに活用されている。なお得られた研究成果の中でオリジナリティーの高いものについては、本学紀要並びに学習論文誌においてすでに投稿(及び投稿予定)されている。これらはおそらく当該誌上で近く公表されると思われるので、詳細についてはそれらを参照されたい。さて今回の実験システムは、フィールドワークでの実験が不可能とされる状況において有用とされ、結果として各種運動場面で想定される理論的なフレームワークの提供を可能にしている。ただし実験的シュミレーション等の関係では、パソコンシステムの性格上、実体感が得られないといった点で若干の問題が残った。このことを解決するために、今後は周辺機器の充実によるマルチメディア化と、リアルな映像による疑似体験を可能にするニューメディアシステムの構築が急務である。これにより運動機構に関する新たな知見が得られることも予想され、将来的には運動技能向上のための学習装置としての実用化も期待できる。
自己免疫性水疱症における新しい免疫沈降法による抗原解析の試み

1蛋白の3次元構造を保持したままの検索が可能な免疫沈降法は、有用な抗原解析法の1つであるが、使用に制限のある放射性同位元素(RI)を用いなくてはならない。そこで我々は一般の研究室でも簡便に行い得る、RIをもちいない免疫沈降法、銀染色法とビオチンラベル法を行い、自己免疫性水疱症に対する従来の免疫ブロット法と比較した。2既知の自己免疫性水疱症と、我々が経験した、200KD真皮蛋白に対する血中IgG抗体を有し、臨床像も既知疾患と異なる新しいタイプの水疱症の血清を研究対象とした。3銀染色法では、培養表皮細胞をRIでラベルせず蛋白を抽出し、感度の高い銀染色で沈降蛋白を検出する。ビオチンラベル法では、培養表皮細胞をビオチンラベルし、蛋白抽出、沈降を施行、ニトロセルロース膜に転写後アビジン-ビオチン法にて沈降蛋白を検出する。それぞれについて以下の結果を得た。4類天疱瘡血清は銀染色法にて全例230kD蛋白との反応のみ呈した。免疫ブロット法では60%が230kD蛋白と、50%が180kD蛋白と反応した。尋常性天疱瘡血清は、免疫ブロット法同様、両法にて130kD蛋白との反応を呈したが、銀染色法では反応は弱かった。Paraneoplastic pemphigus血清は、銀染色法では免疫ブロット同様130、190、210、230、250kD蛋白との反応がみられたが、ビオチンラベル法では130kD蛋白との反応のみみられた。後者は細胞外に存在し病因的により重要と思われる抗原を検出するので、尋常性天疱瘡抗原が病因的に何らかの役割を果たしている可能性がある。また前述の新しいタイプの水疱性については、表皮細胞を200kD蛋白の分泌細胞と想定し銀染色法にて免疫沈降を施行したが、反応は認められなかった。技術的な限界によるのか、表皮細胞は真に分泌細胞ではないのか更に検索を進めたい。また今後各種培養細胞由来のcDNAライブラリーを用いた抗原蛋白のクローニングなども考慮中である。
放射線治療後認知機能障害：MRIによる脳微細変化検出に基づく病態解明とリスク診断

頭蓋内照射後の小児がん生存者の40ー50%に遅発性認知機能障害が生じ、学習障害、記憶障害、人付き合い困難、行動適応障害、長期にわたる教育・職業上の障害に苦悩している。Sugiyamaらによれば、頭蓋内放射線治療を受けた患者の大学進学率は約50%程度であり、ほとんどが無職か、一度就職したものの最終的に離職している。本研究は、小児がん頭蓋内放射線照射後10年以上経過した症例を対象とし、脳微細構造変化の検出できるMRI機能的画像を用い、放射線照射後遅発性認知機能障害の病態を解明し、将来生じうる認知機能障害を予測したMRI機能画像検査法を明らかにする。前年度までデータ収集を終了した。4月以降はデータ解析を中心に進んでいた。a)予備的解析として磁化率強調画像(PRESTO-MRI)による正常脳内血管および腫瘍血管の形態を評価した;照射脳におけるb)PRESTO-MRIによる微小出血、血管奇形、血管密度(特に認知機能や記憶の中枢として知られる側頭葉、海馬傍海馬エリア)の定性的・定量的評価、c)灌流画像による局所血流の定量的評価(特に側頭葉において血流低下の有無や程度)、d)拡散テンソル画像による神経線維の密度・散乱の評価条件の検討、e)長期生存者の認知機能評価(WAIS-III;WMS-R)などをおこなった。本研究により明らかとなる晩期認知機能障害の病態は、今後の小児がんの治療方針に大きく影響を与えうると思われる。1)当初計画の遅延・変更2)補助事業の目的をよりにも精緻に達成するための解析直し認知機能データ解析の結果では、放射線照射後の認知機能低下は2群間で有意差を認めなかった。したがって、研究デザインを見直し、放射線治療前に記名力障害やうつといった精神症状を呈する症例、および画像上水頭症を呈する症例を除く必要があると判断し再解析を行うことを予定している。現在は、本研究の予備的解析としてPRESTOーMRIによる正常脳内血管および腫瘍血管の形態評価に関する論文を作成中である。最終的に明らかにしたいことは、放射線照射後に脳内血管密度、血管奇形、血管形態変容、脳血管灌流、神経細胞密度、神経線維の密度・極性などの変化を究明することである。小児がんのために脳に放射線治療を受けた患者に遅発性認知機能障害が生じることが明らかとなり、重大な問題となっている。一方、放射線の生物影響に関する研究は、細胞死、発がん、遺伝学的変化に関するのもがほとんどで、放射線による認知機能障害の病態機構や治療法に結びつく研究は国内国外を問わずほとんどない。認知や記憶などの神経活動は、神経細胞から延びる神経線維が複雑に繋がることで形成された神経回路によって制御されている。このため、何らかの原因(例えば、放射線照射)による白質の脱髄、変性、再構築が、認知機能障害の一因になる可能性がある。また、脳微小循環障害、特に認知機能や記憶の中枢として知られる側頭葉の血流障害も認知機能障害の一因であると推測されている。近年、高磁場やMRI装置や技術の急速な進歩に伴い、従来からの形態画像のみならず機能的画像による脳微細構造変化の評価が可能になってきた。本研究は、MRI機能的画像による照射脳の微細構造変化を解析し放射線照射後の晩期認知機能障害の病態解明し、体系化した画像診断基準とリスク診断法の確立を目指す。平成28年度は小児頭蓋内胚細胞腫瘍放射線照射後の患者のMRI拡散テンソル画像、MRI非造影灌流画像、認知機能テストのデータ収集をおこなった。先行研究の研究成果「T2*強調画像による照射脳の微小血管損傷」は、第75回日本医学放射線学会総会CyPos賞(Bronze Medal)を受賞した。当初の予定通り進んでいる。頭蓋内照射後の小児がん生存者の約50%に遅発性認知機能障害が生じ、学習障害、記憶障害、人付き合い困難、行動適応障害、長期にわたる教育・職業上の障害に苦悩している。Sugiyamaらによれば、頭蓋内放射線治療を受けた患者の大学進学率は約50%程度であり、ほとんどが無職か、一度就職したものの最終的に離職している本研究は脳微細構造変化の検出できるMRI機能的画像を用いて、「放射線照射後遅発性認知機能障害」の病態を解明し、将来生じうる認知機能障害を予測したMRI機能画像検査法を明らかにする。小児がん頭蓋内放射線照射後10年以上経過した症例を対象とする。予定通りに50症例のデータ収集ができた。a)予備的解析として磁化率強調画像(PRESTO-MRI)による正常脳内血管および腫瘍血管の形態を評価した;照射脳におけるb)PRESTO-

MRIによる微小出血、血管奇形、血管密度(特に認知機能や記憶の中枢として知られる側頭葉、海馬傍海馬エリア)の定性的・定量的評価、c)灌流画像による局所血流の定量的評価(特に側頭葉において血流低下の有無や程度)、d)拡散テンソル画像による神経線維の密度・散乱の評価条件の検討、e)長期生存者の認知機能評価(WAIS-III;WMS-R)などをおこなった。本研究により明らかとなる晩期認知機能障害の病態は、今後の小児がんの治療方針に大きく影響を与えうると思われる。1)当初計画の遅延・変更2)補助事業の目的をよりにも精緻に達成するための解析直し1患者症例の登録、MRI機能画像データの収集、認知機能テストデータの収集は継続する。2MRI画像解析の実施に必要な3D可視化解析システムおよびワークステーションを購入する。325例程度のデータが蓄積されると、それらのデータを用いた第一次データ解析をおこなう。4解析の結果により撮像条件や関心領域、および画像解析法の妥当性を検討する。MRI機能画像データの収集、認知機能テストデータの収集は予定通り終了した。現在は画像データをソフトウェアによる最適解析条件を検討しているところである。本研究の次年度の推進方策として、1画像データの最適解析条件の検討・決定、2NODDIやrefMRI画像解析の施行、認知機能テストデータの解析、3MRI機能的画像所見と認知機能障害との関係はnon parametric相関性の検定により、照射後認知機能障害の病態を解明する、4研究成果の発表(学会発表・論文発表)を策定する。認知機能データ解析の結果では、放射線照射後の認知機能低下は2群間で有意差を認めなかった。したがって、研究デザインを見直し、放射線治療前に記名力障害やうつといった精神症状を呈する症例、および画像上水頭症を呈する症例を除く必要があると判断し再解析を行うことを予定している。現在は、本研究の予備的解析としてPRESTOーMRIによる正常脳内血管および腫瘍血管の形態評価に関する論文を作成中である。最終的に明らかにしたいことは、放射線照射後に脳内血管密度、血管奇形、血管形態変容、脳血管灌流、神経細胞密度、神経線維の密度・極性などの変化を究明することである。海外モデルの高性能ワークステーションをオーダーメードし、取り寄せしているので、予想以上に時間がかかってしまい、年度末までに納品が間に合わなかった。このワークステーションにインストール予定の3D/4D可視化画像解析用ソフトウェアも本年度5月にニューバージョンが出る予定なので、高性能ワークステーション納品時に購入するほうが望ましいと考えた。以上の理由により納品が遅延してしまいました。購入予定の3D/4D可視化画像解析用ソフトウェアが、販売業者の都合により、納品が遅れたため、次年度使用額が生じた。平成30年度に、当該ソフトウェアの購入費として使用する計画である。平成30年度に、データ解析および統計分析を行い、その結果を放射線学会において発表、さらに論文に仕上げる予定であったが、認知機能データ解析の結果では,放射線照射後の認知機能低下が2群間で有意差を認めなかった。