hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
看護師に暴力を振るった精神障害者の体験と看護支援のあり方

本研究では精神疾患を持つ患者が看護師に暴力を振るってしまった状況や引き金,感情を明らかにし,暴力を振るってしまった患者に必要な看護ケア,また再び暴力を振るわないようにするための取組みについて検討することを目的して,質問紙調査と面接調査を実施した。質問紙の回収数は157部,回収率は87.7%であった。収集したデータについては,量的と質的に分析した。その結果,看護師に暴力を振るってしまった患者の体験については,精神疾患を持つ患者157名中,過去に看護師に暴力を振るったことが「ある」と答えた人は,29名(18.5%)であった。患者が看護師に暴力を振るった状況では,看護師の状況判断,接遇,注意や説明の技術,アセスメント能力の問題が明確になった。また,具体的な暴力の種類については,「にらむ」が29名中14名,患者が看護師に暴力を振るった引き金としては,「看護師の対応が気に入らなかった」が29名中9名,患者が看護師に暴力を振るった際の感情については,「悪いことをしたと後悔した」が29名中14名,その後に取った患者の行動については,「謝った」が29名中13名と最も多かった。看護師がどのように対応してくれれば,殴ったり,ひどいことを言わずにすんだと思うかという問いに対しては,「優しく接してくれる」が29名中10名,看護師に暴力を振るいたくなった時の対処法については,「いらいらしている自分に気づく」が29名中11名と最も多かった。以上より,暴力を看護師に振るってしまった患者に必要な看護ケア旨としては,患者に暴力を受けた看護師が辛い思いをしているのは当然だが,それと同時に暴力を振るってしまった患者も辛い思いをしていることを念頭におき,まずは患者一看護師関係の修復から始めることが大切と考える。また,再び患者が暴力を振るわないようにするための取組みとしては,患者を一人の人間として尊重し,優しく思いやりを持って接することが最も重要と考える。患者が暴力を振るってしまった状況や引き金、その際、経験した体験を明らかにし、暴力を振るってしまった患者に必要な看護ケア、また、再び暴力を振るわないようにするための取り組みについて検討することを目的として、研究に取り組んだ。まず、患者から看護師への暴力に関する質問紙を作成した。質問紙作成のプロセスとして、1段階目に研究者が文献などを参考に質問紙を作成した。2段階目に、精神看護を専門とする教員2名の意見をもとに質問紙を追加・修正した。3段階目に、精神科病院に勤務する看護師3名を対象に質問紙に関するグループフォーカスインタビューを実施し、追加・修正した。4段階目に、質問紙の信頼性と妥当性をはかるために精神科病院の慢性期に入院する精神障害者3名を対象に、質問紙のプレテストを実施した。その結果をもとに、質問紙を追加・修正し、完成とした。次に、質問紙のプレテストを行った研究対象者の中で、面接調査に協力を申し出た精神障害者1名を対象に、インタビューガイドの信頼性と妥当性をはかるためのプレインタビューを実施した。その結果、看護師に暴力を振るってしまった患者が抱いた感情を具体的に表現できるように、インタビューガイドの項目として、看護師を殴ったり、ひどいことを言ってしまったときの看護師の気持ちを患者がどのように捉えているのか、について追加することとした。また、面接をする際の注意事項として、面接の途中で話がそれそうになった際には、話の内容を要約したり、「話を戻しますよ」などと声を掛けながら進めていく。研究対象者の感情と行動が一致しているのか、確かめる。表現が分かりにくいところは身振りなどのボディランゲージを使用することとした。今後は、質問紙を配布し、その結果をもとに面接調査を実施していきたい。

以上より,暴力を看護師に振るってしまった患者に必要な看護ケア旨としては,患者に暴力を受けた看護師が辛い思いをしているのは当然だが,それと同時に暴力を振るってしまった患者も辛い思いをしていることを念頭におき,まずは患者一看護師関係の修復から始めることが大切と考える。また,再び患者が暴力を振るわないようにするための取組みとしては,患者を一人の人間として尊重し,優しく思いやりを持って接することが最も重要と考える。
ゲノム完全化学合成を指向した長鎖ＤＮＡの革新的化学合成法の開発

本研究の最終目的は、細菌(マイコプラズマやシアノバクテリア)の数百万塩基対以上のゲノムDNAをハイスループットで効率よく「完全化学合成」する手法の確立である。本研究課題では、「鎖伸長効率の向上」と「精製作業の簡略化」および、「長鎖DNA合成フローシステムの構築」の基礎検討をおこなった。具体的には、活性化剤内包型固相担体を用いた縮合反応と、亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応を利用し、30量体程度のDNAオリゴマーの合成をおこない本手法の有用性を確認した。また、DNA合成フローシステムのためのフィルター型ポーラスガラス担体を合成し、この担体上での反応性を詳細に調べた。我が国は核酸合成技術の開発で常に米国に遅れをとってきたが、有機化学的視点にたったDNA合成の本質的な見直しをおこなうことで世界最高峰のゲノムDNA合成技術を創成する。そのために、我々がこれまで世界に先駆けて開発してきた「核酸塩基部位に保護基を使用しない革新的なDNA合成法(塩基部無保護法)」を駆使し、従来のゲノムDNA合成が抱えていた問題点の克服を目指す。本研究課題では、「鎖伸長効率の向上」と「精製作業の簡略化」を目指して、合成担体の改良および新規キャップ化反応(鎖伸長しなかった水酸基をふさぐ反応)の開発をおこない、今まで合成が困難とされてきた300500量体程度のDNAオリゴマーをパラレルに化学合成できるシステムを構築する。H25年度は、前年度におこなった「a.鎖伸長効率の向上」と「b.作業簡略化」で得られた結果をもとに、「c.長鎖DNA合成フローシステムの構築」の基礎検討をおこなった。具体的には、これまでに検討をおこなっている活性化剤内包型固相担体を用いた縮合反応と、亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応を利用し、30量体程度のDNAオリゴマーの合成をおこない本手法の有用性を確認した。H24年度は、「長鎖DNA合成技術の確立」のために、「a.鎖伸長効率の向上」と「b.精製作業の簡略化」をおこなった。「a.鎖伸長効率の向上」では、固相担体にHOBt誘導体を担持させることにより反応の水酸基選択性を向上させ、塩基部無保護DNA合成法に適応させて核酸二量体の合成に成功した。また、「b.精製作業の簡略化」では、亜リン酸ジフェニルによるキャップ化反応を用いて、DNAオゴマーの合成および簡易精製が可能であることを見いだした。本研究課題では、「鎖伸長効率の向上」と「精製作業の簡略化」を目指して、合成担体の改良および新規キャップ化反応(鎖伸長しなかった水酸基をふさぐ反応)の開発をおこない、今まで合成が困難とされてきた500量体程度のDNAオリゴマーをパラレルに化学合成できるシステムを構築する。

H26年度は前年度までにおこなった「a.鎖伸長効率の向上」、「b.作業簡略化」、および「c.長鎖DNA合成フローシステムの構築」の再現性を30量体程度のDNAオリゴマーの合成行うことで確認した。さらに、DNA合成フローシステムのためのフィルター型ポーラスガラス担体を合成し、この担体上での反応性を詳細に調べた。生体機能関連化学本年度は、当初予定していたフィルター型ポーラスガラス上での反応性検討や、活性化剤内包型固相担体を用いた縮合反応と亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応を利用したDNAオリゴマーの合成検討に成功していており、次年度につながる重要な成果が挙げられている。以上のことは、申請書に記載した内容通りであり、本研究は概ね順調に進展している。当初、予定していた通りHOBt誘導体を導入した活性化剤内包型固相担体(ポーラスガラス担体)を調製し、これを用いた鎖伸長反応に成功している。また、亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応の有用性も示すことが出来ており、次年度につながる重要な成果をあげられている。以上のことは、申請書に記載した内容通りであり、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。これまでの結果をふまえ、合成するDNA鎖長を数百量体までのばし、他種類の配列を同時に合成出来る合成フローシステム構築を行っていく予定である。また、合成したDNAオリゴマーの酵素による連結も併せて行っていく。H24年度に調製したHOBt誘導体を導入した活性化剤内包型固相担体および、亜リン酸ジフェニルを用いたキャップ化反応を利用し、100量体を越えるDNAオリゴマーの合成を引き続き行っていく。また、フィルター型に加工した固相担体を作成し、複数のオリゴヌクレオチドを同時に合成できるフローシステムの合成を行っていく。さらに数百量体のDNAオリゴマーを酵素反応により連結し、より長いDNAの合成も併せて行っていく。研究が順調に進展し試薬合成が効率良く行えたため、当初の計画より546,486円の繰越金が発生した。次年度は、この繰越金とH26年度予算を利用して、長鎖DNA合成フローシステムの構築のために必要な消耗品や少額備品の購入を行っていく予定である。また、学会や学術誌等で本研究課題で得られた成果を積極的に報告していく。当初の計画よりも、試薬合成が効率よくおこなえたため、494,438円の繰越金が発生した。次年度は、この繰越金とH25年度予算を利用して、100量体を越えるDNAオリゴマーをパラレル合成するために必要な消耗品や少額備品の購入を行っていく予定である。また、学会等で本研究課題で得られた成果を積極的に報告していく。
骨再生医療のための新規生体材料開発と人工骨組織創製への応用

前年度に報告したコラーゲンを基材としたscaffoldは,β-TCPを複合させることで力学特性を向上させることができたが,1015kPa程度と非常に低い圧縮弾性率であった.そこで,本年度は力学特性のさらなる向上を目指し,β-TCPを基材としたscaffoldにコラーゲン相を導入した複合系2相多孔体を作製し,前年度と同様に細胞培養実験及び,力学試験を行った.また比較対象としてβ-TCPのみのscaffoldも同様の実験を行った.作製した2相多孔体は,構造安定性が大きく向上し,圧縮力学特性も向上した.また,気孔径については,平均的に200μm程度であり,内部への細胞侵入・増殖には適した気孔サイズであると考えられる.細胞数は28日まで増加を示し,細胞増殖の場として作製した多孔体が機能していると考えられる.次にALP活性において,14日以降に増加を示したことから,幹細胞の骨芽細胞への分化が行われていることが考えられる.骨分化マーカに関する遺伝子発現量も2相多孔体の方が大きな値を示し,骨芽細胞への分化が有意に進行していることが示唆された.β-TCP/collagen scaffoldでは,骨格に沿った細胞増殖だけでなく,コラーゲン線維や膜上での細胞の増殖が可能となった.以上の結果より,β-TCP scaffoldの空孔部にコラーゲン多孔体を導入することで,乾燥・湿潤状態双方での力学特性が向上した.さらに細胞培養実験において,β-TCPの持つ細胞の増殖・分化促進機能に加え,細胞増殖領域の確保が可能となった.コラーゲンを基材としたscaffoldに関しては,コラーゲンのみとコラーゲンとβ-TCPを複合化させたscaffoldの圧縮弾性率を測定した.さらに作製したscaffoldを用いて細胞培養実験を行った.細胞培養期間に伴う庄縮弾性率の変化を検討している研究はほとんどないため,圧縮弾性率の変化と細胞実験による細胞数などの生物学的評価を考慮して,弾性率変化のメカニズムについて考察した.細胞による力学特性変化を調べるために一定期間ごとに圧縮弾性率を測定した.また,scaffoldのみを培地に浸漬させたものも圧縮弾性率を測定した.その結果,コラーゲンscaffoldの場合は培養14日まで減少後,細胞培養によって弾性率は増加し,細胞非播種群はそれ以降も増加はせず,ほぼ一定であった.細胞数,ALP活性においても,14日までは増加しているため,細胞による弾性率増加効果が示唆された.さらにALP活性も一定期間増加を示したことから,幹細胞の骨芽細胞への分化が行われていることが考えられる.一方,コラーゲン/β-TCP scaffoldは,初期弾性率においてもコラーゲンscaffoldよりも増加し,細胞培養後も高弾性率を維持した.また,細胞数も培養28日目まで増加を示し,ALP活性も同様に増加傾向を示したことから,β-TCPを複合化させることによって,細胞親和性が向上したことが示唆される.また,コラーゲン/β-TCP scaffoldにおいて,コラーゲンscaffoldと比較すると,細胞による細胞外マトリックスであるコラーゲン線維や基質小胞などの産出がSEM画像より顕著であることも分かった.したがって,複合系scaffoldにおける弾性率増加は,細胞増殖による影響のほかに,細胞による細胞外マトリックス産出による構造強化効果も影響していることが本研究より示唆された.前年度に報告したコラーゲンを基材としたscaffoldは,β-TCPを複合させることで力学特性を向上させることができたが,1015kPa程度と非常に低い圧縮弾性率であった.そこで,本年度は力学特性のさらなる向上を目指し,β-TCPを基材としたscaffoldにコラーゲン相を導入した複合系2相多孔体を作製し,前年度と同様に細胞培養実験及び,力学試験を行った.また比較対象としてβ-TCPのみのscaffoldも同様の実験を行った.作製した2相多孔体は,構造安定性が大きく向上し,圧縮力学特性も向上した.また,気孔径については,平均的に200μm程度であり,内部への細胞侵入・増殖には適した気孔サイズであると考えられる.細胞数は28日まで増加を示し,細胞増殖の場として作製した多孔体が機能していると考えられる.次にALP活性において,14日以降に増加を示したことから,幹細胞の骨芽細胞への分化が行われていることが考えられる.骨分化マーカに関する遺伝子発現量も2相多孔体の方が大きな値を示し,骨芽細胞への分化が有意に進行していることが示唆された.β-TCP/collagen scaffoldでは,骨格に沿った細胞増殖だけでなく,コラーゲン線維や膜上での細胞の増殖が可能となった.以上の結果より,β-TCP scaffoldの空孔部にコラーゲン多孔体を導入することで,乾燥・湿潤状態双方での力学特性が向上した.さらに細胞培養実験において,β-TCPの持つ細胞の増殖・分化促進機能に加え,細胞増殖領域の確保が可能となった.材料の評価及び細胞培養実験による結果は当初の予定通り得られました.昨年新たに当研究室に導入されたリアルタイムPCRにより細胞の分化・石灰化等に関する遺伝子解析が可能となり,さらに詳細な分析が行えるようになったため,今後さらに追究し,実験結果のさらなる考察を行う予定である.

また,基材とする材料をセラミックスにした新規生体材料の評価,細胞培養実験を行い,両者の比較検討を行う.今後の研究方針として,まずβ-TCPを基材としたscaffoldおよび,β-TCP scaffoldにコラーゲンを複合化させたscaffoldに関する基礎実験(圧縮弾性率・強度,表面観察)を行い,その後,ラット骨髄由来幹細胞を用いた細胞培養実験を行う.細胞培養実験より,新規材料の細胞親和性などを評価する(細胞数,ALP活性,細胞増殖挙動,遺伝子解析,染色等).細胞増殖挙動に関しては,FE-SEMを利用するが,細胞のほかに細胞外マトリックスにも着目する.得られた結果をもとに考察を行い,前年度までに実験したコラーゲンを基材とするscaffoldによる結果と比較検討を行う.特に,骨再生用のscaffoldであるから,力学特性に関する評価を細胞実験結果と絡めて総合的に評価を行う.
気温データを用いた小中学生向け体験型データマイニング教育教材の開発と評価

本研究では、小中学生向けデータマイニング導入実技教材を開発し評価した。具体的にはまず、気温データのグラフを作成する専用のコンピュータソフトウェアを開発した。このソフトウェアには、47都道府県庁所在地を含む日本の60地点の気温データが収められている。ユーザが簡単な操作でデータを選択すると、ソフトウェアは折れ線グラフや散布図などを自動的に作成する。さらに、作成されたグラフ類を用いると、統計学やデータ解析の知識や技術を持たないユーザでも相関や傾向や循環といった統計的パターンを直感的に把握できることが確認された。平成23年度に開発した、気温データ専用の多機能型解析ソフトについて教材としての評価を行った。その結果、1解析対象地点の絞込み、2ユーザが対象地点を選択する際の選択作業の半自動化、3解析結果を表示するグラフの選択の自動化を行うことが良いとの結論を得た。理由は、1全国で数十地点ほどのデータがあれば十分解析が可能であること、2ユーザが解析を行う際に解析対象地点の選択に手間取ると効率的学習の障害となり得ること、3解析しようとする際にユーザが必ずしも適切なグラフ形式を選択することができないことである。そこで、これらの要求を満たす簡便型解析ソフトウェアを設計し開発した。簡便型解析ソフトでは、1対象地点を、47都道府県の都道府県庁所在地(一部に例外あり)および気象庁が日本の平均気温算出に用いている17地点の合計60地点(4地点が両者で共通)に絞り込んだ。都道府県庁所在地は、一般に都市化が進み、気温の自然な状態を見るには不向きとも考えられるが、地名から位置を容易に連想できる場所であり、都市化も現在の重要な気温決定要因と見なせるので、あえて用いた。また、2ユーザによる解析対象地点の選択作業に関しては、ひとつ一つ選択する方法に加え、「すべての地点」「都道府県庁所在地」「気象庁が日本の平均気温算出に用いている17地点」について、それぞれ一括して選択でき、緯度や経度によっても一括して絞り込むことを可能とした。さらに、3グラフ選択機能を外し、時系列のデータを選択したら折れ線グラフが、一時点の気温データおよび対応する他のデータを選択したら散布図が、自動的に作成されるようにした。簡便型解析ソフトの評価は途中であり、平成25年度に継続することとなった。しかし、簡便型解析ソフトの開発により、気温データ専用解析ソフトを希望する全国の学校の教員に配布するソフトの原型が完成した。昨年度開発した簡便型解析ソフトについて検証し,観測地点の選択方法や表示グラフ等に改良を加えた最終版解析ソフトを作成した.このソフトでも,気象庁のデータを使用し,対象観測地点は都道府県庁所在地などの60地点である.気温データとしては,1毎時の気温,2日ごとの平均気温,3月ごとの平均気温,4年ごとの平均気温の4種を持ち,観測地点に関しては,各地の5緯度,6経度,7標高のデータを持つ.作成できるグラフは1指定した単数または複数の観測地点での,指定した期間における,気温あるいは平均気温の推移を表す折れ線グラフ,2指定した複数の観測地点を対象とした,指定した時点における,観測地点の緯度と気温,あるいは緯度と平均気温との関係を表す散布図である.このソフトから作成されるグラフの教材としての有用性を検証した結果,これらのグラフを用いると,気温データの中に,1直線相関,2曲線相関,3傾向,4循環の4種の基本的パターンを視覚によって直感的に,かつ簡単に見出せることが確認された.また,得られた複数のパターンを比較することによって,それらの間に成立する高次のパターンが見出せることも確認された.さらに,測定されたままのデータを見ていては分からないが,複数の観測値の平均を用いるとパターンが浮かび上がる場合があることも体験できることが確認された.一方,グラフから見つけられるパターンをもとに指導書を作成した.この作成の過程で,パターン間の関係,即ち一つのパターンを見出すと,それが切欠となって他のパターンが導出される関係,換言すればパターン発見の連鎖過程を視覚化して表現すれば,指導に便利であるとの着想を得た.ただし,これの踏み込んだ研究は期間内では行えず,今後に委ねることとした.なお,本研究で開発した簡便型解析ソフトについて,それを説明したホームページを開設して内容を公開した.本研究では、小中学生向けデータマイニング導入実技教材を開発し評価した。小学校高学年・中学生向の気温に関する仮説構築能力を勘案して、授業構想をまとめた。この構想にもとづいて、教材の要となる気温データ解析ソフトを設計し、実装を終えた。気温データ解析ソフトでは、データを4つに階層分けしている。(1)年ごとのデータの階層、(2)月ごとのデータの階層、(3)日ごとのデータの階層、(4)時間ごとのデータの階層である。学習者すなわち解析者は、まず4つの階層から自分が解析したい階層を選ぶ。続いて、データの測定地点を選択する。測定地点は複数選択することが可能である。また、データの種類(気温、最高気温、最低気温、平均気温、日照時間、標高)と時間的範囲(いつからいつまでのデータを対象とするか)を指定する。

これにより、解析対象とするデータを表の形で表示することができる。さらに、グラフの種類を指定することにより、自動的にグラフを作成できる。グラフは、(1)散布図、(2)ヒストグラム、(3)折れ線グラフの3つから選ぶことができる。なお、グラフ作成の際には、表示範囲の指示などの細かい指示は一切不要である。また、一連の解析のプロセスは何度でも繰り返すことができ、作成したグラフの保存あるいは廃棄の操作も容易である。したがって、解析者は解析に集中することができ、大量のデータに対する試行錯誤しながらの解析を通じて、自分なりの仮説を構築したり、仮説を確認したりすることができる。解析者、すなわちユーザがデータ解析に慣れてないことを考慮して、操作画面は非常に単純なものにした。一方で、学習意欲を高めるため、画面は楽しさを演出したものをデザインした。機能ならびに操作性に関する実験室内でのテストを終了し、授業に使用可能との判断をした。平成23年度に開発した多機能型解析ソフトウェアの評価をもとに、教育上効果が大きい機能だけに絞り込み、かつ使いやすさを優先した簡便型解析ソフトウェアが開発できたこと。また、これにより配布用ソフトウェアの原型が出来上がったことによる。当初の計画どおり、小学校高学年・中学生の気温に関する仮説構築能力を勘案して授業構想をまとめることができた。さらに、この構想をもとに、教材の要となる気温データ解析ソフトを設計し、実装を終えることができた。気温データ解析ソフトは、小中学生がユーザとなって自ら操作するソフトであるので、データの構造が理解しやすく、操作が容易なものでなくてはならない。また、使ってみようという気持ちにさせるものでなければならない。開発した気温データ解析ソフトは、これらの要件を満たすものとなっている。まず、データの構造の分かりやすさに関しては、データを、(1)年ごとのデータの階層、(2)月ごとのデータの階層、(3)日ごとのデータの階層、(4)時間ごとのデータの階層の4つに分け、各階層のデータは表形式で保存することによって、見通しの良いものになっている。また、操作に関しては、(1)解析対象変量・(2)解析対象地点・(3)解析対象期間・(4)出力グラフの種類の4項目に関して選択するだけで、その他の煩雑な指示なしに希望のグラフが得られるものになった。さらに、画面は楽しさを演出したものとなった。操作性についても機能についても、実験室内のテストでは、満足できる結果が得られた。以上より、気温データ解析ソフトは、ほぼ狙い通りにできあがった評価できる。あとは、具体的授業マニュアルが出来上がれば、試行授業を通じての教材評価が可能となる。1)簡便型ソフトウェアを用いた授業の評価を行う。2)並行して、全国の現場教員に簡便型ソフトウェアと指導書についての評価を受ける。3)これらの評価をもとに簡便型ソフトウェアを改良するとともに、4)授業用指導書を完成させる。5)成果は国際会議等で発表する。
選択的オートファジー基質Nbr1を介した脂肪酸分解制御機構

所属する研究室では、非選択的な分解系と考えられていたオートファジーに、アダプタータンパクを介した特異的分解が存在することを発見し“選択的オートファジー"という新しい概念を打ち立てた。この発見を契機に、選択的オートファジーの異常が、神経変性疾患、感染症、がんなどの重篤疾患の発症に関与することが続々と明らかにされてきた。p62とNbr1は、選択的オートファジーの基質ないしはアダプターとしてユビキチン化タンパク質に結合する。p62に関する研究が進む一方で、Nbr1に関する研究は国内外でほとんど進展が見られない。Nbr1はアルコール性肝炎、非アルコール性脂肪肝や肝障害病変において確認されるMallory-Denk-bodiesの構成因子として知られており、Nbr1の蓄積が、ヒト肝疾患に関連することは明らかであり、その病態生理的意義の解明は極めて重要な研究課題である。しかしながら、それらの病態形成とNbr1の関わりは不明なままである。オートファジーの選択的基質であるNbr1の生理機能、病態生理的意義を解明することを目的とし、Nbr1が蓄積することが明らかになっている肝特異的オートファジー(Atg7)欠損マウスを用いて、生体内代謝産物や遺伝子発現の変動をメタボローム解析、およびトランスクリプトーム解析で調査した。その結果、肝特異的オートファジー欠損マウス肝臓において核内受容体コリプレッサーNCoR1の核内蓄積、β酸化関連酵素群の遺伝子発現低下、アシルカルニチンの蓄積、アセチルCoAの産生減少が明らかになった。また、Nbr1の過剰発現だけでNCoR1が蓄積することも確認した。現在、Nbr1がNCoR1の核内蓄積を引き起こすメカニズム、Nbr1蓄積が脂質代謝に影響を与えるメカニズム、Nbr1蓄積とヒト疾患の関係について解析を進めている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
大量シークエンシング時代に向けた新規配列比較法の開発

新型シークエンサーが解読したDNA配列断片に対応するゲノム配列を高速に検索し、イントロンの存在を考慮したアラインメントを行うプログラム「Spaln」の開発を行った。Spalnは他の同類のプログラムより有意に正確でかつ計算速度的にも優れていた。中-長(>100bp)のcDNA配列を問い合わせとしたRAN-Seq法として用いた場合、現在最も広く普及している方法では対応できない長さや高い誤読率の断片でも、Spalnは高い感度と精度でマップできることを確かめた。本研究課題の第一の目的は、大量の転写産物配列を既知のゲノム配列に対してマップし、イントロン介在の可能性を考慮しながら正確なアラインメントを行うソフトウェアツールの開発である。平成22年度は主に後段のアラインメント段階について精度の向上を図った。具体的には、生物種ごとに変化するスプライシング機構の特徴量を考慮できるよう、申請者独自のマッピング・アラインメントツールである「Spaln」の改良を試みた。まず、ほぼ完全なゲノム塩基配列と一定数以上の転写物配列が入手できる61種の真核生物それぞれについて原典版Spalnを適用し、高精度のイントロン情報のみを選択的に入手した。これに基づき、スプライシングに関わるシグナル強度を定量化して様々な生物種間で比較した。一般に進化的に近縁の生物種は、イントロンの認識において類似のシグナルと相対的な強度を用いるものの、特に植物の系譜で個性的な特徴を示す生物種がいくつか見られた。このようにして得られた生物種固有のシグナルをSpalnアルゴリズムに取り込むことにより、原典版に比べて有意な精度向上が達成できることを確かめた。この効果はゲノム配列と転写産物とが異なる生物種由来である場合に特に大きかった。また、課題であった25bp以下のマイクロエキソンの検出能力も大幅に改善することができた。公開されている多くの同種のプログラムと比較したところ、改良版Spalnがもっとも高精度であり、実行速度の面でも優れていることが分かった。具体的には、各生物種に特異的なゲノム配列の特徴量を考慮できるよう、申請者が独自に開発したマッピング・アラインメントツールである「Spaln」を改良した。これを踏まえ、平成23年度には主に次の3つの課題に取り組んだ。第一に、スプライスアラインメントの性能を検定するための大規模データベースを作成し、旧版のSpalnを含む様々な既存法と改良版Spalnとの性能を比較した。様々な条件下で行った検定の結果、ほとんどの場合改良版Spalnが最高の精度を示すことが確かめられた。第二に、アルゴリズムの最初の段階であるマッピングの性能向上を図った。問い合わせ配列がEST程度に長い場合にはマッピング段階においてもSpalnは元々優れた性能を示していたが、短い問い合わせ配列では検出感度が低下するという弱点があった。この弱点を克服するために、異なるビットパターンを持つ複数の不連続シードを組み合わせることによる検出感度の向上を試みた。第三に、Gray Codeを利用した高速、高感度のモチーフ抽出アルゴリズムを開発した。検出感度を同等かそれ以上に保ちながら、従来法に比ベ23桁高速に転写制御因子結合部位などのモチーフを抽出できることが確かめられた。申請者が独自に開発したマッピング・アラインメントツールであるSpalnを改良することにより、これまで世界中で開発された同類のプログラムの中でわれわれのものが最も高精度であることを示したことが昨年度までの主な成果であった。一方、DNA塩基配列決定技術の進歩に伴い、一回の実験でシークエンサーが解読できる塩基長が次第に伸長しつつある。従来開発されてきたリードマッピング法は旧来の装置によって読まれる短い配列長に特化しているため、新規機種の出力結果に対応できなくなっている。そのため我々は、中ー長(>100bp)の長さを持つcDNA配列を効率よくゲノム配列にマップするRNA-Seq法の開発を本年度の主要な開発目標とした。いくつかの手法を試したが、重なりを許した連続シードを用いる比較的単純な手法がその中で最も高性能であった。これからの普及が見込まれるPacBioシークエンサーの出力に関し、シミュレーションデータと実データを用いた検証を行った結果は大変肯定的なものであった。すなわち、現在最も広く用いられているRNA-Seq法であるTopHatでは全く対応できない長さや高い誤読率を持つリードでも、我々の方法は高い感度と精度でマップできることを確かめた。これらの結果はいくつかの国際学会で発表するとともに、現在原著論文を作成中である。一方で、我々の方法はTopHatやSTARなどの接尾辞配列を用いる手法に比べ計算速度で劣るという欠点がある。

並列化によりほぼコア数に比例する高速化が可能であるが、更なる高速化のために現在アルゴリズムの改良に取り組んでいる。本研究課題で開発するツールはゲノムマッピングとスプライスアラインメントという大きく二つの段階から構成される。初年度にアラインメント段階の改良を行い、昨年度実施した大規模検定の結果その有効性が確認できた。昨年度はマッピング段階の改良を実施し、その成果の確認を現在行っている。このように、ほぼ計画に沿った進展が実現できている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は本研究計画の最終実施年度であるため、これまで開発してきた手法の完成に向けた更なるSpalnプログラムの改良に取り組む。モチーフ抽出に関してその有用性が確認されたGray Codeの利用およびBWT手法との融合法についても引き続き検討を行う。また、多数の利用者の便を図るため、ホームページのGUIをより充実させ、インターネットを通したサービスの利便性を高める。
レプトンセクターにおけるLHC新粒子探索と新しい物理描像

ミューオンg-2の実験値は標準模型の予言値と大きく乖離しており、これは標準模型を超える新しい物理の存在を示唆している。そのような新物理の筆頭候補は、超対称標準模型である。これは、標準模型を超対称化したもので、標準模型の粒子に対して超対称パートナー粒子の存在を予言する。超対称標準模型では、電弱相互作用をする超対称パートナー粒子の質量が100GeVのオーダーである場合に、ミューオンg-2の乖離を説明できることが知られている。一方で、Large Hadron Collider(LHC)で発見された125GeVのヒッグス粒子はトップの超対称パートナー粒子が100GeVよりも二桁程度重いことを示唆している。本研究の主な成果は、ミューオンg-2の乖離と125GeVのヒッグス粒子を説明できる超対称パートナー粒子の質量スペクトルを生み出す非自明で新しいメカニズムを提案できたことである。このメカニズムでは、暗黒物質の性質さえも自然に説明することができる。このメカニズム(理論)の予言は、レプトンの超対称パートナー粒子であるスレプトンが数百GeVであり、LHCの将来実験で観測可能であることである。したがって、我々が構築した理論は検証可能性の観点からも非常に興味深いものである。また、我々の構築した理論は、大統一理論の自然な模型に基づいたものになっている。大統一理論では、エネルギースケールが10の16乗GeV程度で標準模型の三つの結合定数が統一する。したがって、理論的側面からも我々のメカニズムは興味深いものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ミューオンの異常磁気能率(g-2)は非常に精密に測定されており、素粒子標準模型の予言値から3σ以上の乖離がある。ミューオンg-2の乖離は、標準模型を超える新しい物理がO(100)GeVに存在することを示唆している。一方で、CERNのLarge Hadron Collider(LHC)の新しい物理への制限は1000GeV程度である。つまり、素朴には新しい物理のエネルギースケールは1000GeV程度より高いことを示唆している。したがって、ミューオンg-2を説明しつつLHCの制限を満たす新しい物理を発見することは容易ではない。本研究では、超対称性標準模型に基づき、ミューオンg-2を説明しつつLHCの制限を満たすことが出来ることを明らかにした。超対称標準模型では、標準模型の粒子に加えて超対称パートナー粒子が存在し、これらの粒子の量子補正によってミューオンg-2の乖離が説明される。本研究では、超対称パートナー粒子の質量がゲージ媒介機構によって説明されるときに、ミューオンg-2の乖離が説明できることを明らかにした。このとき、大統一理論の破れが非常に重要であることがわかった。このゲージ媒介機構による説明では、フレーバー物理の制限を容易に逃れることが出来るという点で魅力的である。また、超対称パートナー粒子の質量スペクトルの予言能力も高い。その結果、ヒッグス粒子の超対称パートナー粒子であるヒッグシーノが軽いことが明らかとなった。このヒッグシーノはInternatical Linear Collider(ILC)の良いターゲットに成り得る。研究計画通りに、ミューオンg-2の乖離を説明する超対称な理論を構築出来た。さらにこの理論において第三世代の湯川結合定数が統一できることを示した。これにより、大統一理論に対する示唆が得られた。今後は、超対称性理論での説明を補完するため、より一般的な理論のフレームワークを考える。まず、世代間ゲージ対称性をニュートリノセクターを含む一般の場合に拡張し、ミューオンg-2の乖離を説明する。ミュー・タウ世代間ゲージ対称性を持つ理論においては、ミューオンg-2の実験値が説明できることが示されている。これをニュートリノを含む世代間ゲージ対称性に拡張することによって、ニュートリノの世代間混合の大きさ、ゲージ対称性の量子異常の有無を明らかにする。さらに、この理論模型において世代の構造の起源を解明する。

また、約100MeVの質量を持つHidden Photonによってミューオンg-2の乖離が説明できることを示す。このとき、Hidden Photonは世代に関してユニバーサルでない結合を持つことが期待される。このHidden Photonがフレーバーを破る崩壊過程にどのように影響するかを明らかにする。最終的には、超対称性、世代間ゲージ対称性、Hidden Photonによる理論模型を構築・検証することによって、幅広いエネルギーレンジでのミューオンg-2の乖離の説明を網羅することが出来る。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
小豆組織内デンプンの糊化に関する研究

小豆を用いて,子葉組織内デンプンの糊化に関する実験を行い,以下の結果を得た。(1)小豆の子葉組織の示差走査熱量測定(DSC)を行ったところ,子葉組織内デンプンのDSC曲線は,細胞内デンプンのDSC曲線とその形状はよく一致したが,開始温度,ピーク温度,終了温度の糊化の特性値はそれぞれ約23高温であった。組織内デンプンの糊化は,単離デンプン,細胞内デンプンに比較して抑制されることが明らかとなった。(2)組織内デンプンの糊化抑制の要因として,以下の2点が考えられる。すなわち,(1)細胞内デンプンの糊化と同様に一部の糊化が高温部で糊化が生じる原因として,組織内デンプンの糊化の際の組織内が低水分であること,(2)組織中に含まれる水溶性成分の関与のために糊化の特性値が高温側にシフトすること,である.組織構造の強靭さは,組織内デンプンの糊化に対してほとんど影響を及ぼさず,組織内デンプンの糊化の際に必要な水の供給が不十分であることが糊化抑制の主原因であると考えられた.(3)単離デンプン,細胞内デンプンを用いて水分と糊化の特性値(融解温度)の関係を求め,組織内デンプンの糊化の際の水分を推定してところ約55%であった。これは細胞内デンプンの糊化の際の細胞内の水分(約56%)とほぼ一致した.(4)水分の供給が不十分であることによって生じる高温部の糊化は,加熱前処理の影響を受けず,低温部の糊化とはことなる機構で生じることが確認された.以上の結果から,小豆の組織内のデンプンの糊化は,主として組織内デンプンを取り巻く環境が低水分の状態となることにより抑制されると結論付けられる.また,組織中に含まれる水溶性物質も,その寄与の程度はわずかではあるが組織内デンプンの糊化に関与すると考えられた.小豆を用いて,子葉組織内デンプンの糊化に関する実験を行い,以下の結果を得た。これは細胞内デンプンの糊化の際の細胞内の水分(約56%)とほぼ一致した.(4)水分の供給が不十分であることによって生じる高温部の糊化は,加熱前処理の影響を受けず,低温部の糊化とはことなる機構で生じることが確認された.以上の結果から,小豆の組織内のデンプンの糊化は,主として組織内デンプンを取り巻く環境が低水分の状態となることにより抑制されると結論付けられる.また,組織中に含まれる水溶性物質も,その寄与の程度はわずかではあるが組織内デンプンの糊化に関与すると考えられた.
原索動物ホヤにおける遺伝的分化の解析

本研究では、原索動物マボヤをとりあげ、この種に周辺の分類学な問題にmtDNAを指標にした分子系統学的検討を加え、以下のような新たな知見をえた。マボヤの属するHalocynthia属内のアカボヤ、イガボヤ、リッテルボヤについて、各集団の個体毎にmtDNAを抽出し、制限酵素(9種)消化後の断片長を比較し遺伝的距離を算出し、系統樹を作成した。その結果UPGMAによる解析では、4種のホヤでは、アボヤとアカボヤ(両種間の遺伝的距離d=0.0067)、リッテルボヤとイガボヤ(d=0.0042)がそれぞれクラスタ(d=0.0086)を形成した。また、30個体以上を解析できた、アカボヤの棲息地域の異なる集団間及び生殖時期の異なるマボヤの3集団間の遺伝的距離は上記の100分の1程度だった。このことから、この属内の4種のホヤは約300万年450万年以前に種分化したこと、さらに、約1万年以前から種内での分化が起こり始めたと推定された。最近の研究では、リッテルボヤはイガボヤのシノニム(同種異名)として、またマボヤにおける生殖的隔離が生じている各集団については別種として扱うべきとする議論があった。本研究によりこの種の問題に決着がつくわけではないが、本研究で明らかになった分子系統学的な解析ではこれらの説とは異なる結果が得られたの興味深い。さらに、本研究ではマボヤにおける地理的隔離がおよぼす遺伝的分化への効果を明らかにするため、現在までに国内の8地点で採集したマボヤの各集団間の解析をおこなった。その結果、本州の7地点では平均6個体に1個体現れる遺伝的多型が、菅島(三重県)の集団(25個体)では全く検出されなかった。マボヤの本州沿岸での各集団を検討した結果、太平洋沿岸よりも、日本海沿岸での種内変異が大きいことが明らかになった。本年度は生殖時期を異にするマボヤ3タイプの集団間の遺伝的距離がどれほど離れているかを、マボヤとは明らかに別種とされているアカボヤと比較して検討を加えた。具体的には、陸奥湾内に棲息しその生殖的隔離が確認されている3タイプのマボヤ各集団それぞれ約25個体と稚内産のアカボヤ36個体から、各個体毎にミトコンドリアDNAを単離・精製し、それを13種の制限酵素で消化して得られた断片を電気泳動して得られたパターンを検討した。その結果、マボヤの各集団は総計7種の遺伝型に、アカボヤは8種の遺伝型に分類された。制限酵素消化による断片長を比較検討した結果を基に、各遺伝型間の遺伝的距離を算出し、さらにそれぞれの遺伝型の各集団内における出現頻度を考慮して、各集団間の分岐系統樹を作成した。以上の解析により、マボヤとアカボヤの集団間の遺伝的距離d値は約10.4×10^<-2>(約400万年前に分岐)、一方、陸奥湾内に棲息し生殖時期を異にするマボヤ各タイプの集団間におけるd値は約0.70.1×10^<-2>(約30万年4万年前に分岐)と算出された。さらに、マボヤのミトコンドリアDNAの制限酵素地図を作成し、実際に得られた制限酵素消化断片の電気泳動パターンとを比較することにより、遺伝的変異を生じた位置を制限酵素地図上で検討した。

この解析方法では先の解析と異なり、マボヤとアカボヤ種間での比較はできないが、マボヤ種内の各タイプの集団間についてさらに精密な統計処理が可能で、分岐系統樹の枝長の標準誤差も算出できる。その結果、生殖的に隔離が成立しているマボヤの3タイプ間の分岐系統樹は一応作成できるものの、枝長の標準誤差が大きく分岐点での誤差範囲が広いために、各集団が統計的に有意に分岐しているとは言い難いという結果を得た。現在、日本海、太平洋、瀬戸内海沿岸のマボヤの集団を分析し、地理的隔離による遺伝的分化について解析を進めている。本研究では、原索動物マボヤをとりあげ、この種に周辺の分類学な問題にmtDNAを指標にした分子系統学的検討を加え、以下のような新たな知見をえた。マボヤの属するHalocynthia属内のアカボヤ、イガボヤ、リッテルボヤについて、各集団の個体毎にmtDNAを抽出し、制限酵素消化後の断片長を比較し遺伝的距離を算出し、系統樹を作成した。その結果UPGMAによる解析では、4種のホヤでは、マボヤとアカボヤ(両種間の遺伝的距離d=0.0067)、リッテルボヤとイガボヤ(d=0.0042)がそれぞれクラスタ(d=0.0086)を形成した。また、アカボヤの棲息地域の異なる集団間、及び生殖時期の異なるマボヤの3集団間それぞれの遺伝的距離は上記の100分の1程度だった。このことから、この属内の4種のホヤは約300万年450万年前に種分化したこと、および約1万年以前から種内での分化が起こり始めたと推定することができた。従来の研究ではイガボヤとリッテルボヤにつては同種として、またマボヤにおける生殖的隔離が生じている集団については別種として扱うべきとする議論があった。本研究によってこの種の問題に決着がつくわけではないが、ここで明らかになった分子系統学的な解析では、従来の説とは異なる結果が得られたのは大変興味深い。さらに、本研究ではマボヤにおける地理的隔離がおよぼす遺伝的分化への効果を明らかにするため、現在までに国内の8地点での採集したマボヤの各集団間の解析を行った。その結果、本州の7地点では平均6個体に1個体現れる遺伝的多型が、菅島(三重県)の集団(25個体)では1個体も多型がみられず、また、太平洋沿岸よりも、日本海沿岸での種内変異が大きいことが明らかになった。これらのことから、当初予想していた以上にマボヤの種苗生産による人為的な移動があることを示していると考えられる。
母乳哺育時の生活リズムの基盤研究とそのリズム改善ケア

新生児の覚醒周期は40分で、state1ノンレム睡眠周期は70分であった。足底皮下温は覚醒で低下し、哺乳時に最低値となり、哺乳後のstate1ノンレム睡眠時に最高値となり、2時間20分周期のultradian rhythmを示した。哺乳前足底皮下温最高値と哺乳力に相関が認められ、最高足底皮下温35°C以上の新生児は哺乳力も睡眠も良好であった。足部を靴下で保温し生活させると、哺乳後足底皮下温は35°C以上に上昇、睡眠が深く、母親の育児への適応が促進されることが示唆された。本研究の目的は,新生児生活リズムである体温および睡眠覚醒周期と哺乳・体温との関連について定量的に解明し,変調した母乳哺育児の生活リズムを改善し生活リズムの調和を図り,統合された新生児のケアとして確立することである.今回作成した哺乳力の総合的な指標である「哺乳力スコア」を用いて,新生児の哺育間隔,哺乳力と睡眠覚醒リズム,胸部深部体温および足底皮下温リズムなどを調べ,これらの因子が新生児の母乳哺育にどのような影響を与えるかを調べた.まず,新生児の円滑な自律哺乳に関わる因子を明らかにするため,新生児の体温および睡眠覚醒リズムと哺乳間隔,哺乳力との関係を検討した.意識水準の判定にはPrechtlの方法を用い,哺乳力は吸啜頻度,哺乳状態,哺乳速度を組み合わせた指標(哺乳力スコア)を用いた.研究の対象は,新生児治療室に入院,治療が終了した在胎36週以降の9名の新生児を対象に測定回数(n)は37回実施した.なお,研究の主旨を両親に説明して,体重および体温測定の承諾を得た.その結果以下の内容が明らかになった.新生児の覚醒周期は約40分で,state1ノンレム睡眠の周期は約70分であった.胸部深部体温は睡眠中も覚醒中も37°C前後でほぼ一定であった.一方,足底皮下温は,睡眠から覚醒して四肢が動くと低下し,哺乳時に最低温度となり,哺乳後入眠してstate1ノンレム睡眠時に最高温度となった.すなわち,足底皮下温は約2時間20分の周期をもつウルトラディアンリズムを示した.哺乳間隔も同様の周期を有したことから,哺乳が足底皮下温周期を形成する体内時計の同調因子であることが示唆された.哺乳前足底皮下温最高値と哺乳力スコアの間には有意な相関が認められ,最高足底皮下温が35°C以下を示した新生児は哺乳力が弱く,35.537°Cを示した新生児は哺乳力が良好であった.また,35.537°Cのときには深い睡眠(ノンレム睡眠)が見られ,35°C以下では浅い睡眠(レム睡眠)あるいは覚醒状態にあった.以上の結果,足底が暖かい新生児ほど哺乳力も睡眠も良好であることがわかった.母親が新生児の生体リズムに適応することは、円滑な自律哺乳に必須であり、新生児の睡眠や哺乳時間が不安定であると,母親の睡眠不足や身体的疲労から円滑な哺乳は望めない。そこで本研究では新生児の円滑な自律哺乳に関わる因子を明らかにするため、新生児の体温および睡眠-覚醒リズムと哺乳間隔、哺乳力との関係を検討した。意識水準の判定にはPrechtlの方法を用い、哺乳力は吸畷頻度、哺乳状態、哺乳速度を組み合わせた指標(哺乳力スコア)を用いた。新生児の覚醒周期は約40分で、state1ノンレム睡眠の周期は約70分であった。胸部深部体温は睡眠中も覚醒中も37°C前後でほぼ一定であった。一方、足底皮下温は睡眠から覚醒して四肢が動くと低下し、哺乳時に最低温度となり、哺乳後入眠してstate 1ノンレム睡眠時に最高温度となった。すなわち、足底皮下温は約2時間20分の周期をもつウルトラディアンリズムを示し、哺乳間隔も同様の周期を有した。哺乳前足底皮下温最高値と哺乳力スコアの間には有意な相関が認められ、最高足底皮下温が35°C未満を示した新生児は哺乳力が弱く、35°C以上を示した新生児は哺乳力が良好であった。また,35°C以上のときには深い睡眠(ノンレム睡眠)が見られ、35°C未満では浅い睡眠(レム睡眠)あるいは覚醒状態にあった。以上のことから、最高足底皮下温が35.5°C以上に高値の新生児ほど哺乳力も睡眠も良好であることがわかった。

この結果を基に新生児の安定した哺乳を促進し、睡眠-覚醒リズムを改善する目的で、靴下を着用させて足部を保温しつつ哺乳、生活させて足底皮下温度の変化を検討すると、靴下で足部を保温した場合、哺乳後の足底皮下温度は35°C以上に上昇し、哺乳後の睡眠が深くなった。このことは、睡眠-覚醒リズムが不安定な新生児に対して足部を保温することで、睡眠-覚醒リズムを改善させ、母親の育児への適応を進めることができることを示唆する。
南九州しらす地帯での斜面崩壊機構に関する基礎的研究

本研究は,北村らが提案している降雨に伴う斜面崩壊の予知戦略フローに従ったシステムの構築を目的とした一連の研究の中で基礎的な部分を担っている。今年度は,(1)川内川河川堤防,国道226号前之浜のシラス斜面にサクション等の現地計測装置を設置し、(2)研究期間(3年間)で実施された室内土質試験、土槽試験、現地計測によって得られたデータの処理、数値力学モデルを用いた数値シミュレーションをおこない、(3)予知システム全体の検討、各項目における今後の課題について考察を加えた。最後に、3年間の成果をまとめた報告書を作成した。以下,各項目に関する研究実績概要を個条書きにする。(1)に関する研究・川内川河川堤防ではサクション、地中温度、地下水位、降雨量、河川水位の測定を行い、降雨や河川水位の変化が堤防内の含水量分布、浸潤線にどのような影響を与えるのかを考察した。・国道226号前之浜シラス台地縁辺部でサクションと降雨量を計測し、それらのデータを用いて降雨に伴うシラス斜面の安定性の変化を検討した。(2)に関する研究・物理試験より得られるパラメータを数値解析モデルに入力し、土質試験より得られる水分特性曲線,不飽和・飽和透水係数、土槽試験により得られる不飽和浸透・崩壊挙動、現地計測より得られるサクションの経時変化を数値解析モデルが良好に表現できることを明らかにした。(3)に関する研究・今後の課題として、システムにおける各項目の感度分析、間隙モデルにおける飽和度の取扱い、有限要素解析における浸潤面での計算処理等が挙げられる。すなわち,本研究は,(1)斜面安定解析に必要な強度パラメータを提供することのできる不飽和一面せん断試験装置の試作および試験の実施,(2)数値力学モデルおよび斜面安定解析モデルの改良および数値シミュレーションの実行,(3)潜在すべり面の同定手法の確立から成り立っている。(1)に関する研究・不飽和一面せん断試験装置を試作し,精度のよい実験データが得られることを確認できた。・シラスを用いた一面せん断試験結果から見かけの粘着成分がサクション(含水比)に依存して変化することを定量的に明らかにした。(2)に関する研究・間隙モデルが砂質土には適用可能であるが,粘性土に適用するためには土粒子レベルでの物理・化学的な性質を考慮する必要があることを明らかにした。・浸透モデルは差分法によるものに加えて,有限要素法によるものを開発し,土槽を用いたモデル斜面での浸透試験結果を良好にシミュレートできることを明らかにした。・斜面安定解析モデルでは,安全率が降雨に伴って変化する状況を時系列で表現し,図化した。(3)に関する研究・コーン貫入プローブを試作し,土槽を用いたモデル地盤での貫入試験を実施した。・ミニコーン貫入試験装置,簡易貫入試験装置を用いた予備的な原位置試験を本学教育学部グラウンドで実施した。今年度は,(1)斜面安定解析に必要な強度パラメータを提供することのできる不飽和一面せん断試験装置を用いたせん断試験,(2)システムの根幹をなす数値力学モデルの改良および数値シミュレーションの実行に関する研究を行った。(1)に関する研究・不飽和一面せん断試験装置を用いたせん断試験を行った。用いた試料は豊浦砂と松元しらすである。

初期間隙比,初期含水比が同じ供試体を作製し,サクションを制御することによってせん断直前の応力状態に達したことを確認後,定体積状態でせん断を行った。得られたデータの精度を検証するため改良型一面剪断試験装置によるせん断試験も行った。・せん断強度パラメータの含水比依存性を調べるため,得られた結果より破壊規準線を引き,せん断強度パラメータを求めた。含水比に依存して見かけの粘着成分が変化することが明らかとなった。しかし,数kPa程度という小さな圧力範囲での変化であり,今後,土質試験装置の計測部分の精度の検討が必要であることが判明した。(2)に関する研究・間隙水の挙動に着目し,土質試験より得られる水分特性曲線,不飽和・飽和透水係数を間隙モデルが再現できるように間隙モデルに新たなパラメータ(均等係数)を導入し,良好なシミュレーション結果を獲た。・有限要素法を適用した浸透モデルによる数値実験が土槽を用いたモデル斜面での浸透試験結果を良好にシミュレートできることを明らかにした。本研究は,北村らが提案している降雨に伴う斜面崩壊の予知戦略フローに従ったシステムの構築を目的とした一連の研究の中で基礎的な部分を担っている。今年度は,(1)川内川河川堤防,国道226号前之浜のシラス斜面にサクション等の現地計測装置を設置し、(2)研究期間(3年間)で実施された室内土質試験、土槽試験、現地計測によって得られたデータの処理、数値力学モデルを用いた数値シミュレーションをおこない、(3)予知システム全体の検討、各項目における今後の課題について考察を加えた。最後に、3年間の成果をまとめた報告書を作成した。以下,各項目に関する研究実績概要を個条書きにする。(1)に関する研究・川内川河川堤防ではサクション、地中温度、地下水位、降雨量、河川水位の測定を行い、降雨や河川水位の変化が堤防内の含水量分布、浸潤線にどのような影響を与えるのかを考察した。・国道226号前之浜シラス台地縁辺部でサクションと降雨量を計測し、それらのデータを用いて降雨に伴うシラス斜面の安定性の変化を検討した。(2)に関する研究・物理試験より得られるパラメータを数値解析モデルに入力し、土質試験より得られる水分特性曲線,不飽和・飽和透水係数、土槽試験により得られる不飽和浸透・崩壊挙動、現地計測より得られるサクションの経時変化を数値解析モデルが良好に表現できることを明らかにした。(3)に関する研究・今後の課題として、システムにおける各項目の感度分析、間隙モデルにおける飽和度の取扱い、有限要素解析における浸潤面での計算処理等が挙げられる。
凍結卵巣自家移植の生着率改善をめざした血管内皮前駆細胞を利用した細胞治療法の開発

本年度は、卵巣凍結方法の確立を行った。マウス卵巣を摘出し,緩速凍結法と急速凍結法の両者で,解凍直後の組織変化をHE染色,蛍光染色により,組織障害の程度を比較検討した.凍結保護物質としては、sucrose, ethylene glycol, dimethyl sulfoxideを使用した。凍結方法は、プログラムフリーザーを用いた緩速凍結法と急速凍結のガラス化法を行った。14日齢マウスの卵巣を用いて、HE染色と、PI染色による検討では、緩速凍結法とガラス化法によって凍結された卵巣はともに約30%の部位において変性・壊死を起こしているが、マウス卵巣においては,凍結方法による組織侵襲の差は認められなかった.マウス骨髄よりの血管内皮前駆細胞の採取とその培養を続けて行った.cell sheet上でのEPCの分離培養は,EC basal medium2(EBM-2)を使用したが移植に必要とされる培養条件を見つけることはできなかった。