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Bartholomew予想の研究とその新たな展開

本研究課題のBartholomew予想とは,「順序制約下での尤度比検定の検出力は対立仮説錐の中心方向で大きく,端に近付くにつれ小さくなる」という現象を象徴する未解決問題である.研究代表者は近年,Eaton-Perlmanによるmajorizationの理論の一般化によるこの予想に対する有効な接近法を見出し,部分的ではあるものの完全な解決を与えることに成功した.本課題ではこれらの成果の深化・発展を目指し,研究2年目にあたる平成12年度は,学会等での発表および雑誌への投稿による初年度得られた成果の公表を進めつつ,研究のさらなる進展を図った.主な実績は概ね次の2点である.まず第1点は初年度に投稿していた論文の改良を行い,国際的な学術雑誌(Journal of Multivariate Analysis)に掲載されることになった.また,この論文の内容については日本統計学会およびシンポジュウム「統計的推測理論とその応用」で発表した.この結果において基本となる不等式はGaussian Correlation inequalityとの関連で興味深く,既に知られている場合であるがその適用可能性を確かめることができた.現在一般の場合への発展・拡張を目指して研究を進めている.第2点は,鏡映群によるmajorizationの順序とBruhat順序の間の同値関係に関するものである.この結果を含むBartholomew予想に関する講演をシンポジュウム「カオスと非線形時系列」において行った.現在この同値関係の例外型の鏡映群に対する検証を考察しており,その結果を含めた形で論文として公表すべく準備を進めている.本研究課題のBartholomew予想とは,順序制約下での尤度比検定であるX^^-^2検定の検出力の単調性に関する問題であり,「検出力は対立仮説錐Cの中心方向で大きく,端に近付くにつれ小さくなる」という現象を象徴する未解決問題である.研究代表者は近年Eaton-Perlmanによるmajorizationの理論の一般化を試み,この予想に対する有効な接近法を見い出し,部分的ではあるものの完全な解決を与えることに成功した.本課題ではこれらの成果の深化・発展を目指して研究を進めており,研究初年度における実績は概ね次の2点である.まず第1点はこれまでに開発された方法論の整備を目的に,導入された順序関係の構造に関する理論的な精査を進めた.現時点における成果としては,鏡映群によるmajorizationの順序とBruhat順序の間の同値関係に関する新たな知見を与えることができ,その成果をまとめた論文を執筆中である.第2点は,不等式を保存するような対称性の変形の問題に関するものである.これまでの結果は「対立仮説錐Cの鏡映対称性」と「単峰性」を結び付けたことにある.本研究課題では「鏡映対称性以外の対称性(例えば原点対称性や軸対称性)の場合に同様の結果が得られるか」という問題を考察しており,Anderson-Mudholkar型不等式の変形を目指している.初年度には等周問題におけるSteiner symmetrizationのアイデアの適用を試み,ある種の確率不等式を保存するような対称性の変形に関する興味深い結果を得ることができた.これに関連する結果をまとめた論文(神戸商科大・森谷義哉氏と共著)を海外の国際的な雑誌に投稿中である.本研究課題のBartholomew予想とは,「順序制約下での尤度比検定の検出力は対立仮説錐の中心方向で大きく,端に近付くにつれ小さくなる」という現象を象徴する未解決問題である.研究代表者は近年,Eaton-Perlmanによるmajorizationの理論の一般化によるこの予想に対する有効な接近法を見出し,部分的ではあるものの完全な解決を与えることに成功した.本課題ではこれらの成果の深化・発展を目指し,研究2年目にあたる平成12年度は,学会等での発表および雑誌への投稿による初年度得られた成果の公表を進めつつ,研究のさらなる進展を図った.主な実績は概ね次の2点である.まず第1点は初年度に投稿していた論文の改良を行い,国際的な学術雑誌(Journal of Multivariate Analysis)に掲載されることになった.また,この論文の内容については日本統計学会およびシンポジュウム「統計的推測理論とその応用」で発表した.この結果において基本となる不等式はGaussian Correlation inequalityとの関連で興味深く,既に知られている場合であるがその適用可能性を確かめることができた.現在一般の場合への発展・拡張を目指して研究を進めている.第2点は,鏡映群によるmajorizationの順序とBruhat順序の間の同値関係に関するものである.この結果を含むBartholomew予想に関する講演をシンポジュウム「カオスと非線形時系列」において行った.現在この同値関係の例外型の鏡映群に対する検証を考察しており,その結果を含めた形で論文として公表すべく準備を進めている.
肺水腫の発生機序に関する研究-静水圧と透過性亢進との相互作用を中心として

肺水腫は一般に静水圧亢進型と透過性亢進型という2つの方に分類されているがオーバーラップする症例も少なくない。また高地性肺水腫や神経源性肺水腫などは両方の性質を持つ手目に分類が難しいといわれる。これらの肺水腫はその成因としての病態メカニズムは十分に解明されていない。我々は家兎潅流肺モデルを用いた研究で静水圧上昇が透過性亢進を引き起こす可能性について検討を行った。高潅流圧(transmural pressure 52.5cmH_2O)において1時間の潅流を行ったところ、気管支肺胞洗浄液中担蛋白濃度は1.55g/dl、推定肺胞液中蛋白濃度は3.6g/dlと非常に高く、高transmural pressureが透過性亢進を引き起こしたと考えられた。また推定肺胞液中のロイコトリエンの上昇も認めた。気管支肺胞液中、推定肺胞液中のトロンボキサンB_2の上昇も認めた。Schoeneらは高地性肺水腫患者の肺胞洗浄液でロイコトリエン、トロンボキサンの上昇を認めたが、今回のこの動物実験で同様の結果であり、高transmural pressureがロイコトリエン、トロンボキサンを上昇させることが示唆され,高transmural pressureが高地性肺水腫に対して主な役割を果たしていると示唆された。肺水腫は一般に静水圧亢進型と透過性亢進型という2つの型に分類されているがオーバーラップする症例も少なくない。また高地性肺水腫や神経原性肺水腫などは両方の性質を持つために分類が難しいとされる。これらの肺水腫はその成因としての病態メカニズムは十分には解明されていない。我々は家兎環流肺モデルを用いた研究を行ってきたが静水圧上昇が主因となって透過性亢進を引き起こす可能性について検討をおこなった。高環流圧(transmural pressure 52.5 cmH20)、中間環流圧(32.5cmH20)および低環流圧(12.5cmH20)の3条件で1時間の環流を施行したところ、高環流圧1時間環流後に肺胞洗浄液(BALF)中および環流後血液中ロイコトリエンB4の上昇傾向を認めた。また高環流圧1時間環流後BALF中にトロンボキサンB2の上昇傾向を認めた。しかし環流1時間後ロイコトリエンB4のmRNAのあきらかな発現は認めなかった。現在施行中のロイコトリエンレセプター拮抗薬を用いた実験はいまだ件数が少なく結果が出ていない。高環流圧すなわち静水圧亢進によりロイコトリエン、トロンボキサンの上昇を伴うことが確認され、双方のケミカルメデイエーターの増加が透過性亢進に関与することが推測された。
バキュロウイルス発現系を用いたナトリウムイオンチャンネルの解析に関する研究

本研究は、電位依存型Naイオンチャンネルの生化学的、分子毒性学的解析を進めるためのモデル開発を目指し、ラット脳よりクローニングされたNaイオンチャンネル遺伝子をバキュロウイルス発現系に導入し、活性を保持したチャンネル蛋白を昆虫細胞膜上に発現させることを目的としたものである。岡崎国立共同研究機構の野田昌晴教授より分与を受けたラットII型Naイオンチャンネルアルファサブユニット遺伝子を、LA-PCR法を用いて増幅し、バキュロウイルストランスファーベクターpAcYM1の多角体プロモーターの下流に挿入、定法に従って組換えウイルスを作成した。この組換えウイルスを感染させた昆虫細胞Sf-9およびTn-5について、パッチクランプ法を用いて電気生理学的にチャンネル活性を調べた。しかしどちらの細胞株についても、Naイオンチャンネルに特異的なNaイオンの流入は観察されなかった。Naイオンチャンネルに結合することの知られているサキシトキシンを用いた結合試験によっても、Naイオンチャンネル蛋白の発現は確認されなかった。そこで、チャンネル蛋白の発現に至るどの段階に問題があるかを特定することを次の目的とした。まず、当該蛋白の細胞内での発現があるかどうかを調べるために、Naイオンチャンネルの抗体を作製することにした。Naイオンチャンネル蛋白は、そのチャンネル機能を担うアルファサブユニットだけでも分子量が約25万と巨大な蛋白である。従って、既に解明されているアミノ酸配列を元に疎水性アミノ酸を多く含む領域を5箇所選んで合成し、ウサギを用いてそれらに対するペプチド抗体を作製した。これら抗体のNaイオンチャンネル全体に対する結合力価を判定するために、ラット脳の可溶化膜画分を標的とする酵素免疫測定を行なった。その結果、調べた4つのペプチド抗体のうち一つが、Naイオンチャンネル蛋白を認識することがわかった。今後、この抗体を用いてNaイオンチャンネル発現過程を調べる予定である。
インセンティブ機能を実現する分散ミドルウェアに関する研究

Peer to Peer(P2P)システムが、次世代のコンテンツ配信プラットフォームの中核をなす技術として注目を集めている。P2Pシステムでは、より多くのユーザが参加することにより、性能の飛躍的な向上が期待できる。しかし、資源を提供せずに利用するだけのユーザ(フリーライダー)の増加が原因で、P2Pシステムが持つ潜在的な性能を十分に発揮できていないのが現状である。このためユーザに資源提供を促す基盤技術の確立は、分野全体の進展および更なる実用化のための重要なステップとして位置付けることができる。本研究の目的は、P2Pネットワークにおいてユーザの計算機資源の提供を促すインセンティブ手法を確立することである。本研究課題では現在までに次の成果を得ることができた。資源を提供しないユーザに対して、分散システム上のキャッシュや、ルーティング情報や資源の配置情報などのシステム情報の利用制限が、非常に大きなペナルティになることを明らかにした。具体的には、分散環境において、キャッシュやシステム情報を、利用できる場合とできない場合とではシステムの性能差は顕著であり、これらの資源を利用できないユーザに対して、システム利用時におけるレスポンスタイムの増加やスループットの減少といった大きなペナルティとして利用できることが期待できる。このように、共有資源の取得そのものにペナルティを課すのではなく、共有資源を効率的に利用するための周辺技術に着目し、それら技術に関してペナルティを課すことで、効果的なインセンティブ手法の確立を考察した。しかし、インセンティブメカニズムがとるアプローチは、本来ならば利用できる資源の犠牲の上に成り立つことから、システムが潜在的に持つ性能を効果的に引き出す点に関して本質的に解決できないこともわかった。多くの遊休状態にある計算機資源を有効活用し、仮想的に大規模な計算機環境を構築する技術が注目を集めている。しかし、資源を提供せずにシステムを利用するだけのユーザが原因で、それらが持つ潜在的な性能を発揮できないという問題がある。本研究課題の目的は、ユーザの計算機資源の提供を促すインセンティブ手法を確立し、その手法を実現するソフトウェアを実際の計算機環境上に実装することにある。提案ソフトウェアをミドルウェアとして実現し、計算機資源の提供ポリシーに応じた共有資源へのアクセスを柔軟に制御する仕組みを提供する。本研究課題は現在も継続中であるが、これまでに次のような成果を得ている。現在、資源を提供しないユーザに対して、分散システム上のキャッシュの利用やシステム情報(ルーティング情報や資源の配置情報など)の取得を制限するといったアプローチで研究を進めている。具体的には、資源を提供しないユーザにはキャッシュを利用できないようにする仕組みを導入することである。分散環境において、キャッシュを利用した場合としない場合とではシステムの性能差は明らであり、キャッシュを利用できないユーザは、レスポンスタイムの増加やスループットの減少といった大きなペナルティが課せられることになる。このように、共有資源そのものにペナルティを課すのではなく、共有資源を効率的に利用するための技術に着目し、それら技術に関してペナルティを課すことで、効果的なインセンティブ手法の確立を目指している。
対面積効果の高い皮膚移植法（微細立方体皮膚移植法）の開発に関する研究

皮膚を細分化して移植する対面積効果の高い新しい皮膚移植法(微細立方体皮膚移植)の効果を、ラットを用いた動物実験で検討した。本法で移植した皮膚は移植後に湿潤環境で管理することにより、どの方向で移植しても生着することが確認された。また本法では表皮辺縁のみならず、皮膚付属器からの上皮化も観察され、上皮化の起点となっていると考えられた。またその対面積効果は術後4週間で28113倍と従来のパッチ植皮よりも高い対面積効果が得られた。本法は採皮部位が少ない重傷熱傷に対する治療法として有効な手段となり得ることが示唆された。これまでの実験にて、微細立方体皮膚移植を施行したところ表裏いずれが母床側であっても生着することが確認された。また表裏いずれが母床側であっても生着までの日数に差がないことが示唆された。更には移植皮膚片の表皮部分からのみならず、真皮部分に存在する皮膚付属器からも上皮化が進行することが示唆された。また生着には湿潤環境が重要でありフィルムドレッシングが有用であると考えられた。しかしこれまでの実験では瘢痕拘縮が高度であるため上皮化の速度、創治癒の速度を比較することは困難であり、瘢痕拘縮を抑制する実験モデルの開発が新たな課題としてあげられた。そのため平成25年度の実験計画を一部変更し、まずは瘢痕拘縮を抑制する新たな実験モデルを検討することとした。ラットの背部に皮膚欠損部を作成したのち、瘢痕拘縮にて創部が縮小しないように拘縮に対抗するフレームを創縁に装着することとした。フレームの形状、固定法を変え瘢痕拘縮を抑制できるか経時的に観察した。瘢痕拘縮の力を完全に抑制することは非常に困難であったが、最終的には両面ハトメ(靴・衣類・紙などに紐を通す穴に取り付ける環状の金具)を用いることで3週間瘢痕拘縮を抑制することに成功した。これにより今後のラットにおける創傷治癒関連の実験にて簡便に瘢痕拘縮を排除したうえでの結果の検討が可能になると考えられる。また本実験モデルは同一ラットの背部に2箇所皮膚潰瘍を作成することができるため、比較実験にも適している。今後固定方法による違い、各種薬剤の併用による違いを検証する際にも有用であると考えられる。H24年度の実験計画に従ってラット背部の皮膚欠損創に対して微細立方体皮膚移植を施行した。ラット背部に作製した4×4cmの皮膚欠損に対して約1mm四方の立方体皮膚移植を施行し、フィルムドレッシングによる湿潤環境での術後管理を行った。移植皮膚片はおおむね生着し、移植皮膚片ならびに周囲からの上皮化と瘢痕拘縮により術後2週間程度で創閉鎖が得られた。経時的に病理組織学的検索を行ったところ、術後7日目頃から移植皮膚片からの上皮化が見られはじめており、本法でも比較的早期から生着が得られる可能性が示唆された。また個々の移植皮膚片を観察すると、表皮が下層に位置した移植皮膚片からも上皮化も観察されており、立方体のどの面が下層になろうとも生着が得られる可能性が示唆された。しかし一方でこの実験系では瘢痕拘縮が高度のため、上皮化の速度を比較することが困難であることが判明した。そこで上皮化の速度の比較ではなく、表皮を表として移植した群と(以下表群)、表皮を裏にして移植した群(以下裏群)とで生着に差があるかどうか比較実験を行うこととした。2mm四方の移植皮膚片を作製し、ラット背部の皮膚欠損創に表群と裏群を作製し経時的に病理組織を採取した。移植皮膚片から上皮化が始まる時期を生着の目安として比較検討を行った。その結果いずれの群でも術後5日目頃より移植皮膚片から周囲への上皮化が始まることが判明し、生着には両者に差が無いことが示唆された。しかしながら裏群では底部から表層まで遠回りして上皮化していくため上皮化完了までの期間は表群に比し長IXなる可能性が示唆された。またこの経過中の病理組織の基底層をp63を用いて染色したところ表皮の断端からの上皮化の他に真皮に存在する皮膚付属器からの上皮化とみられる部位も観察され、微細立方体皮膚移植では、1つの移植皮膚片から複数の上皮化起点が得られる可能性が示唆された。これまでの実験にて、微細立方体皮膚移植では表裏いずれが母床側であっても生着することが確認された。これは本研究の仮説である微細な立方体皮膚はどの面が母床側となるように移植したとしても生着することを証明したものである。更には移植皮膚片の表皮部分からのみならず、真皮部分に存在する皮膚付属器からも上皮化が進行することが観察された。これは微細立方体皮膚移植が表皮からのみでなく皮膚付属器からも上皮化が開始する上皮化の起点として優れた能力を有する可能性を示唆するものである。また実験経過中に上皮化速度を比較するうえでラット皮膚潰瘍の瘢痕拘縮を抑制する必要が生じた。これに対し両面ハトメ(靴・衣類・紙などに紐を通す穴に取り付ける

環状の金具)を用いることで3週間瘢痕拘縮を抑制することに成功した。本法は瘢痕拘縮を完全に抑制可能であり瘢痕拘縮抑制実験モデルとして優れた方法であると考えられた。ハトメを用いて瘢痕拘縮を抑制したうえで表裏それぞれの移植皮膚片の上皮化速度の比較を行った。植皮片の固定が良好であったもので比較すると、表皮を表として移植した群と、表皮を裏にして移植した群とで上皮化速度に大きな差違はみられなかった。しかし固定が不十分であったものも多数あり、統計的な比較が不可能であった。移植皮膚片の固定が不十分となったのはフィブリン糊に移植皮膚片が浮いてしまうことが原因と考えられ、移植皮膚片固定の工夫が必要となった。更には機器メーカーと皮膚細分化機器の共同開発を行っている。現在は動物実験に使用する器械を試作中であるが、臨床応用に向けた基礎研究として重要なプロセスであると思われる。これらの成果は第23回日本形成外科学会基礎学術集会等で報告した。前年度までの実験において、微細立方体皮膚移植は表裏にかかわらず生着し,生着までの期間に差が無いことが確認され、次に上皮化速度の比較の比較を行う予定とした。上皮化速度を比較するにあたっては移植皮膚片の固定が課題であった。この課題に対し、4種類の固定剤(ボルヒール、ダーマボンド、リキボンド、アロンアルファ)を用いて固定性を比較検討した。その結果従来のフィブリン糊(ボルヒール)を薄く散布することで良好な固定性が得られることを確認した。同固定法を用いてラット背部の皮膚潰瘍中央部に移植植皮片を固定した。その後湿潤環境を維持し経時的に上皮化の速度、創治癒の速度を比較した。その結果、両群群ともに術後3週間まで肉眼的に同等の面積の上皮化が得られた。統計学的な比較はデジタル画像を用いて解析する計画であったが、上皮化部の肉眼的所見とデジタル画像の所見に差違が見られ、デジタル画像で面積を正確に比較することができなかった。これは上皮化して間もない部分が非常に薄く、デジタルカメラのフラッシュにより下床の肉芽組織の色調を反映してしまったためと考えられ、今後デジタル画像の撮影の工夫や別の比較方法につき検討する必要があると思われた。しかしながら、術後4週間の時点で表皮を表にして移植した群と表皮を裏にして移植した群ともに皮膚欠損部は上皮化が完了していた。一般にpatch skingraftは同期間での対面積効果はおよそ10倍程度である。本移植法では移植片は12mm角、ハトメの内径は1.2cmであるため少なくとも28113倍の対面積効果が得られたことになる。これらのことからも本移植法は従来の移植法に比較し対面積効果が高い移植方法であることが示唆された。微細立方体皮膚作成機器の開発においても企業と連携しながら試作機を数台作製し、徐々に実用化に近づいており、引き続き開発、製品化を進めて行く予定である。皮膚を細分化して移植する対面積効果の高い新しい皮膚移植法(微細立方体皮膚移植)の効果を、ラットを用いた動物実験で検討した。本法で移植した皮膚は移植後に湿潤環境で管理することにより、どの方向で移植しても生着することが確認された。また本法では表皮辺縁のみならず、皮膚付属器からの上皮化も観察され、上皮化の起点となっていると考えられた。またその対面積効果は術後4週間で28113倍と従来のパッチ植皮よりも高い対面積効果が得られた。本法は採皮部位が少ない重傷熱傷に対する治療法として有効な手段となり得ることが示唆された。現在までの研究にて微細立方体皮膚移植により移植皮膚片の生着が確認できた。また、立方体である本法の移植皮膚片のどの面が移植床に接しているかにかかわらずに生着することが確認された。
超精密観測時代における次世代相対論的宇宙論の構築

本研究課題では、宇宙のインフレーションなど宇宙初期に作られる原始ゆらぎの生成・発展過程から、宇宙マイクロ波背景放射・宇宙大規模構造・重力波という宇宙論における3つの主要な観測量に至るまでを、非線形レベルで記述する次世代の宇宙論の構築・整備を目指す。特に、それぞれの観測量に現れる「ゆらぎの非線形性」を明らかにし、宇宙に関してどのような新しい情報が抜き出せるかを明らかにするだけでなく、3つの観測量を組み合わせることによって情報を補ったり、整合性条件と呼ばれる観測量の間の関係式なども用いることにより、次世代宇宙論において究極的にどこまで宇宙の真の姿に迫れるかを明らかにする。
悪性脳腫瘍におけるアポトーシス関連因子操作による放射線感受性の増強

癌抑制遺伝子であるp53はDNA障害性の抗癌剤によるアポトーシスにおいて重要な役割を担っている。しかし、放射線照射では機能的p53を有するヒトグリオーマ細胞はp53が変異した細胞と比較してアポトーシスに抵抗性を示し、その機序にセラミド産生が深く関与している事が示唆された。すなわち機能的p53を有するU87ヒトグリオーマ細胞にタイプ16ヒトパピローマウィルスE6遺伝子を導入することによりp53を失活させたU87-Wild E6では放射線照射による細胞死が増加し、このアポトーシスでは酸性スプィンゴミエリナーゼによるセラミド産生やカスパーゼ3の活性化が連動していた。またp53を失活させたU87-Wild E6では放射線照射によるカスパーゼの活性化や細胞死は細胞内セラミド量を変化させることにより調節された。すなわち、酸性スフィンゴミエリナーゼの阻害剤であるSR33557でセラミド産生を抑制するとカスパーゼの活性化や細胞死は抑制され、OEやPDMPでセラミド代謝を抑制することにより細胞内セラミド量を増加させると放射線による細胞死が増強した。さらに放射線照射による酸性セラミダーゼの発現は機能的p53を有する細胞で強く認められた。これらの結果により、ヒトグリオーマ細胞での放射線照射によるp53非依存性のアポトーシス誘導課程においてセラミドが重要な役割を担っていると考えられた。放射線照射はヒト悪性膠腫に対し有効な治療であると。しかし、放射線照射によるヒト悪性膠腫細胞の細胞死のメカニズムは必ずしも明らかではない。そこで我々は、ヒト悪性膠腫細胞でp53の関与の有無、アポトーシスに関連する脂質であるセラミド、およびアポトーシスを実行するcaspas-3の活性化を検討した。放射線照射後にはヘキスト33258により核を染色し典型的なアポトーシスにおいて認められる細胞体の収縮、核の凝縮および分割が著明となり、核の形態変化は25Gyの放射線照射の72時間後に観察された。mutant type p53を持つU-373膠腫細胞はwild type p53を持つU-87膠腫細胞と比較しアポトーシスの感受性が高い。また、ヒトパピローマウイルスwild E6を導入することでp53の機能を失活させたU87-Wild E6細胞を用いてもベクターのみの細胞と比較しアポトーシスを起こし易く、放射線照射によるアポトーシスはp53により阻害された。caspase-3の活性化をウェスタンブロットとpeptide substrate、(DEVD-AMC)の分解活性の増加によって評価したところアポトーシスの程度に比例してcaspas-3の活性化が増強した。一方、広範囲のcaspaseの抑制剤であるZ-VAD FMKは、膠腫細胞の放射線による細胞死を抑制した。細胞内のセラミドは放射線照射の後に48時間から明らかに増加し、72時間後に最も増加した。セラミドglycosyltransferase-1の抑制剤D-threo-phenyl-2-decanoylamino-3-morpoholino-1-propanol (PDMP)により細胞内にセラミドを蓄積させるとアポトーシス細胞は増加した。これらの結果は、放射線照射によって引き起こされたヒト神経膠腫細胞のアポトーシスにおいてセラミドが重要な役割を果たすことを示唆している。

すなわち、酸性スフィンゴミエリナーゼの阻害剤であるSR33557でセラミド産生を抑制するとカスパーゼの活性化や細胞死は抑制され、OEやPDMPでセラミド代謝を抑制することにより細胞内セラミド量を増加させると放射線による細胞死が増強した。さらに放射線照射による酸性セラミダーゼの発現は機能的p53を有する細胞で強く認められた。これらの結果により、ヒトグリオーマ細胞での放射線照射によるp53非依存性のアポトーシス誘導課程においてセラミドが重要な役割を担っていると考えられた。
四面体分子結晶の圧力誘起アモルファス化・超伝導転移・分子解離機構の解明

本研究は、四面体分子結晶SnI_4の超高圧・低温下の構造物性研究と類似分子結晶のSnBr_4の構造物性研究を目的とした。とくに前者では、(1)アモルファス状態から60GPaで結晶化して現れる分子解離相の結晶構造決定、(2)超伝導転移温度測定実験が80GPa以上の圧力で示唆する構造相転移の検証を含む相平衡図の作成、を研究対象にした。これには、100GPaの超高圧力、10Kの低温の複合極端条件で放射光X線回折実験を行うことができる装置を開発し、実験技術を確立する必要があった。そのための二つの主要な装置、低温・高圧多結晶X線回折実験装置とルビー蛍光顕微測光装置を計画どおり初年度に完成した。本年度は、大型放射光施設SPring-8に導入された同じシステムを用いて、放射光X線回折実験を行った。最高18K、89GPaの複合極端条件を実現た。(1)については、室温で60GPaにおいて結晶化するアモルファス相が、18Kでは80GPaまで存在し、アモルファス-分子解離結晶相転移に熱活性化過程が重要であることが判明した。この分子解離結晶相の構造は、置換fcc型無秩序合金のそれと同じであることを明らかにした。(2)はT>18Kの条件では構造相転移が無いことを示した。さらに、18K<T<300K、latm<P<89GPaの領域における相平衡関係と結晶構造を明らかにした。また、過去のメスバウアー低温実験の結果を再解釈する必要があることを指摘した。SnBr_4については、3GPa<P<9GPaにおける新しい結晶構造を決定した。P>9GPaで起きる結晶構造の無秩序は、SnI_4のそれとは全く異なるプロセスで進むことが分かった。以上の結果は、1999年8月に開かれたIUCr国際結晶連合会議、9月の物理学会ならびに11月の高圧討論会で発表した。2年度にわたる本研究の目的は、13K・100GPaの極限条件下における、よう化スズ(SnI_4)を中心とする四面体分子結晶の構造物性を明らかにすることにある。初年度の平成10年度は、お茶の水女子大学の研究室で低温高圧X線回析システムの構築を行なうと同時に、大型放射光施設Spring-8のBL10ステーションにおいても同様の装置を立ち上げた。また低温高圧実験に先だって遂行すべき回析実験を行った。(1)粉末X線回析用ガス圧駆動DACを購入後、現有のヘリウム循環型クライオスタットに搭載して圧力発生予備実験を行った。(2)上記クライオスタットをX線回析計に搭載したまま、DAC内のルビーに焦点を合わせ蛍光励起し測光するための顕微分光システムを設計・製作した。(3)アモルファス相から再結晶化して出現するSnI_1の未知構造を決定するため、SPring-8において異常分散を利用したX線粉末回析実験を65GPaの超高圧力下で行い、スズ原子とヨウ素原子がfcc格子点にランダムに配置した構造であることを見出した。(4)アモルファス相から再結晶化はSnI_1では61GPaでおきるが、GeI_4では100GPaにおいてもアモルファス状態であった。以上の本年度の研究成果をふまえて平成11年度は低温高圧回析実験を実行する予定である。

昨年度に製作した低温高圧X線回折システムを使って行う本年度の研究目標は下記のものであった。(2)超伝導温度測定が示唆した低温・90GPa付近における結晶構造相転移の有無の調査(3)SnBr_4の高圧力下の結晶構造研究大型放射光施設SPring-8に導入された同じシステムを用いて、放射光X線回折実験を行った。最高18K、89GPaの複合極端条件を実現た。(1)については、18K<T<300K、latm<P<89GPaの領域における相平衡関係と結晶構造が明らかになった。室温で60GPaにおいて結晶化するアモルファス相は、18Kでは80GPaまで存在し、アモルファス-分子解離結晶相転移に熱活性化過程が重要であることが判明した。この分子解離結晶相の構造は、置換fcc型無秩序合金のそれと同じであることを明らかにした。また、過去のメスバウアー実験の結果を再解釈する必要があることを指摘した。(2)はT>18Kの条件では構造相転移が無いことを示した。(3)ではSnBr_4の3GPa<P<9GPaにおける結晶構造を決定した。P>9GPaでおきる結晶構造の無秩序化は、SnI_4のそれとは全く異なるプロセスで進むことがわかった。以上の結果は、1999年8月に開かれたIUCr国際結晶連合会議、9月の物理学会ならびに11月の高圧討論会で発表した。
再生医療による三次元臓器構築のための細胞モニタ

本研究では、再生医療の普及に伴って臨床現場で必要となる、組織前駆体の生育状態のモニタシステムの開発に取り組んだ。細胞を観察するための微小カメラと、呼吸状態をモニタするための微小半導体イオンセンサを組み合わせて、一体化した観察・計測部を試作した。また、周辺のシステム構成要素として、計測用センサアンプ、およびセンサ信号の処理と表示を兼ねたPC用ソフトウェアを開発した。また、細胞活性計測に用いる電位差計測法の中で、液間結合部に発生する電位差(液間電位)についても専用デバイスを構築して詳細な調査を行った。本研究では、再生医療における三次元的な組織・臓器の構築に際して、体内への埋め込み前に、足場となる骨格内部の奥部や狭所における細胞成育状態を視覚的・機能的にモニタするための手法を構築することを目的としている。再生医療では、生体外において構築した組織・臓器を、体内に埋め込む前に、形態、機能等の視点から評価する必要がある。本年度は、申請の中心課題となる、細胞観察用の小型カメラ、イオン・ガス濃度モニタ用のセンサ、そして光源を一体化した微小カテーテルを試作するために、全体設計、部品選定、試作を行った。微小カテーテルの主な構成要素は、1観察部、2イオン・ガス濃度検出部、3カテーテルへのパッケージング、であり、個別に詳細な検討を行った。観察部には、サイズが微小でありながら、鮮明な画像を得られることが求められる。イオン・ガス濃度検出部には、サイズが小さく、応答性が高く、測定精度が高いことが求められる。これらの主要構成要素は、細い筒状に一体化し、防水性を付与する必要がある。また、一連の構成機器を協調して動かすためには、接続用インタフェースの選定やソフトウェアを構築など、測定システムの設計が必要である。詳細な検討は次年度の課題であるが、大枠については本年度既に検討を済ませた。このように各部の検討を行い微小カテーテルを試作したことで、構成要素の配置と動きの関係性が明らかになり、試作機の外形状も決定した。また、カメラ前方の画像も鮮明にモニタに映し出されることを確認した。再生医療では、生体外において構築した組織・臓器を体内に埋め込む前に、形態、機能等の視点から評価する必要がある。昨年度までに、申請の中心課題となる、細胞観察用の小型カメラ、イオン・ガス濃度モニタ用のセンサ、そして光源を一体化した微小カテーテルを試作するための全体設計、部品選定等を行ってきた。その結果、イオン・ガス濃度検出用センサと画像取得用カメラを小型サイズに一体化した微小カテーテルで鮮明な画像を取得できた。本年度は、昨年度までに構築した微小カテーテルに接続する測定システムを構築した。測定システムには、センサからの電気信号及びCCDカメラからの画像信号を同時に取得、処理、表示する必要がある。これらのデータは、ノイズレベルが低く、またデータは実用上十分に短い間隔で更新される必要がある。ハードウェアの面からは、導線の柔軟性を確保しつつノイズを除去することで信号特性の改善を図った。また、ソフトウェアではデータ処理方法を工夫することで、信号特性の改善と測定精度の向上に取り組んだ。現状において、ソフトウェアの完成度としてはいくつかの課題は残るものの、本年度に構築した測定システムによって最低限の機能は実装できることを確認した。本研究では、再生医療において必要な三次元的な組織・臓器の構築の際、体内への埋め込み前に、足場となる骨格内部における細胞成育状態を視覚的・機能的にモニタするための手法を構築することを目的としている。再生医療では生体外において構築した組織・臓器を体内に埋め込む前に、形態や機能等を評価する必要がある。一昨年度は、申請の中心課題となる細胞観察用の小型カメラ、イオン・ガス濃度モニタ用のセンサ、そして光源を一体化した微小カテーテルを試作するための全体設計や部品選定等を進めてきた。その結果、イオン・ガス濃度検出用センサと画像取得用カメラを小型サイズに一体化した微小サイズのカテーテルであっても鮮明な画像を取得できた。昨年度は、微小カテーテルに接続する測定システムを構築した。測定システムは、センサからの電位信号とCCDカメラの画像信号を同時に取得、処理、表示するものである。ノイズレベルを低く抑え、描画画像の更新時間を短くする必要があった。これに対して、ハードウェア及びソフトウェアの両面から開発を進めることによって信号特性及び画質の改善を図った。本年度は、昨年度に残された課題として、測定システムの信号特性の改善に取り組んだ。次いで、複雑な三次元微細構造体の作製法の検討に取り組んだ。成型方法として、熱溶融法と溶媒溶融法の二通りを試した。これらは、構造体の形状によって使い分けることで整形の自由度を高められることがわかった。本年度の主な課題は、複雑な三次元微細構造体の作製法の検討であった。基盤となる技術は独自に構築してきたため、これらをベースとして発展させることで、目的に見合った構造体を作製できるようになった。三次元的な足場骨格内部の細胞成育状態を視覚的、機能的にモニタするために、カメラ、光源、イオン・ガスセンサを一体化した微小カテーテルユニットを構築した。また、生分解性樹脂から奥部や狭所を持つ骨格を作製し、内部に播種した細胞の成育状態を想定して、微小カテーテルにより内部構造の評価を試みた。

(1)細胞の形態・機能を同時にモニタ可能な微小カテーテルの試作では、微小カテーテルを試作するため、超小型カメラ、LED光源、イオン・ガスセンサをφ10 mmに納めた。pH/CO2を同時に測定するために、ガスイオンセンサ(φ0.7 mm)2本を組み込んだ。カメラ、光源は筐体に一体固定とし、センサ部は筐体をスライドすることで奥方向に往来できるようにした。カメラ画像は、PC画面に表示して確認できるようにした。また、ガスイオンセンサから得られた細胞の呼吸量に相当する活性データは、オンタイムでデータ処理して確認できるようになった。(2)複雑な三次元微細構造体に関しては、生分解性樹脂用3次元微細加工法のノズル部及びノズルの移動軌跡を工夫することで、造形の精度と自由度を高めた微細加工装置を構築した。この装置を用いて、細胞播種モデルの基礎となる中空構造体の作製技術を確立した。(3)微小カテーテルによる三次元構造体内部の細胞成育状態を評価については、培養中の細胞観察において、以下の課題が残された。観察が培養液中であるため、カメラの防水性及び着色指示薬を含む溶液中での観察性を向上する必要がある。防水性の不足からカメラ内への水の浸透が発生し、長時間の観察に耐えられない問題が残った。また着色液のためにコントラストが不鮮明となった。細胞の呼吸活性は、測定性能面では良好であった。ただし、測定システム全体がかさばるため小型化を要する。本研究では、再生医療の普及に伴って臨床現場で必要となる、組織前駆体の生育状態のモニタシステムの開発に取り組んだ。細胞を観察するための微小カメラと、呼吸状態をモニタするための微小半導体イオンセンサを組み合わせて、一体化した観察・計測部を試作した。また、周辺のシステム構成要素として、計測用センサアンプ、およびセンサ信号の処理と表示を兼ねたPC用ソフトウェアを開発した。また、細胞活性計測に用いる電位差計測法の中で、液間結合部に発生する電位差(液間電位)についても専用デバイスを構築して詳細な調査を行った。本年度の主な課題は、昨年度に作製した微小カテーテルからの信号取得のための測定システムの構築にあった。当初は、センサ信号のノイズレベルの低減や応答性の向上にいくつかの問題があったが、現状において実際上問題のないレベルにまで到達できている。本研究課題は、大きく3つのパートからなる。一つ目は、微小カテーテルおよびその計測システムの試作、二つ目は、生分解三次元微細構造体の作製、三つ目は、微細構造体中における細胞培養と微小カテーテルによる測定である。今後は、生分解三次元微細構造体の中に細胞を播種・成育し、その状態を微小カテーテル計測システムによりモニタすることにより、システムの有用性を検証する。課題として、微細構造体内における細胞培養を安定して行うための方法論、及び計測データから細胞の成育状態を判定するためのデータ処理方法の構築が必要になる。生体工学次年度は、まず本年度の研究過程で生じたいくつかの課題を解決する。比較的短期間で解消できると見込んでいる。また、同時に当初計画である生分解三次元
生体内フリーラジカル反応の数量的解析法の開発

過渡の活性酸素やフリーラジカル生成は障害を引き起こす一方で、生体防御適応機構において重要な役割も果たしている。従って、生体内ラジカルの生成・消去関係の解析は毒性発現機序の解明のために必須と考えられる。そこで、肝炎モデルにおけるラジカル反応の解析を目的としてモデル毒物(四塩化炭素)により惹起された肝部位での生体内フリーラジカル反応、及び抗酸化剤の影響を計測した。四塩化炭素処理群の処理30分後の上腹部におけるスピンプローブの消失速度は対照群に比べて有意に上昇し、この亢進はVitamin E誘導体のTrolox前投与により対照群のレベルまで有意に抑制された。一方、血清GOT量はTrolox前投与で減少する傾向が認められた。また剖検による形態観察では、四塩化炭素処理群の肝臓は対照群と著しい違いが認められ、脂肪肝の特徴的様相を呈していた。一方、Trolox前投与四塩化炭素処理群の肝臓は、対照群と軽微な違いが認められ、Troloxが四塩化炭素により惹起される脂肪肝を抑制することが示された。アスコルビン酸の前投与では、スピンプローブ消失速度及び血清GOT量に有為な変化は認められなかった。以上の結果から、Trolox前処理によるスピンプローブ消失速度の有意な抑制、血清GOT量の減少傾向、及び肝臓の形態的変化の顕著な軽減は、四塩化炭素処理群でのスピンプローブ消失速度の亢進が四塩化炭素に由来するフリーラジカル反応の亢進を反映しており、Trolox前投与によりその亢進が抑制されたことを示している。
出稼ぎトンネル坑夫集団「豊後どっこ」にみるアジア近現代開発史研究

本研究は、日本・アジアの近代化において極めて重要な役割を果たしたにもかかわらず、特殊な労働を担う存在であったためにこれまで知られてこなかった、大分県・旧南海部郡(現・佐伯市周辺)の出稼ぎトンネル坑夫集団「豊後土工(豊後どっこ)」の活動解明を目的としている。本年は、大分県旧南海部郡の調査を3回、他に国内最長の狭軌トンネルである北陸トンネルの現地調査を行い、充実した研究成果を得た。特に国内・国外の重要プロジェクトに関わった豊後土工の方々と新たに会うことができ、インタビューによって情報を収集できた。浦々を細かく回って調査するとともに、都内へと進出した豊後土工が設立したトンネル会社の系譜なども把握することができた。さらに、各建設会社や建設コンサルタントのアーカイブにアプローチし、資料なども収集することができた。加えて、対アジア賠償の第1号であるバルーチャン発電所に関わった現地側技術者の資料なども整理した。分析を通して植民地開発から戦後賠償まで一貫した豊後土工の系譜を着実に明らかにしつつある。また旧南海部郡地域の郷土史家らとも繋がることができ、現在の郷土・地域史において豊後土工の重要性を議論することができた。そうしたなかで、豊後土工らの歴史的な意義を地元地域に還元する必要性に加え、彼らが関与したトンネルの文化遺産的な価値についてもある程度の情報収集・分析が必須と感じている。具体的な成果としては、研究代表者による土木学会における研究発表が1回、論文掲載が1本あり、代表者の所属組織主催の国際シンポジウムでは本研究テーマを合わせ、ユネスコから産業遺産の専門家を招き、トンネルや鉱山などの産業遺産に関する議論を行うことができた。概ね順調に進展しているが、国際的なアプローチよりも、大分県における豊後土工の成立史および地域史を重視して進めることとした。なぜなら調査開始時に考えた以上に旧南海部郡地域における豊後土工の数は減っており、その記憶の継承を急務と考え、海外調査よりもやや比重を地域分析や研究成果の地域への還元に向けて力を割いた。予想以上の興味深い事例や情報を獲得したためにややスピードが鈍化したと考えており、研究全体としては概ね順調に進んでいると考えている。戦後賠償工事や開発援助関連事業に組織的に関与した豊後土工の様相は解明しつつある。また、地域における生活やその環境の様子に関しても調査を進めることができており、3年目は大分県佐伯市(旧南海部郡の人々が集まった中心都市)において地域の郷土史家らとともに研究発表会を行う予定である。研究計画の立案時、代表者の所属する大学や大都市における成果還元を考えていたが、地域への還元をまず第一として考えるとともに、地元メディアや該当地域の公的機関などと成果を共有していく方法を今後考えていきたい。また豊後土工たちの国内の経歴や主要プロジェクトに関しては当初それほど焦点を当てていなかったが、やはり見過ごせない重要な工事が多く、研究期間の延長もやや視野に入れつつ、今年度は調査・研究したいと考えている。本年度は、基礎調査を行いながら、そのなかで多くの新情報を得ることができた上、現地調査先で新発見もあった。なおかつ成果報告も出すことができた。研究は大変充実して進行している。これまでの具体的な成果は、以下の三点である。一点目は大分県旧南海部郡に在住ないし同地出身の豊後土工に対するインタビュー調査で、多くの成果を得たことである。旧南海部郡において、8月にインタビュー調査を行い、10人以上の豊後土工やその家族らの記憶を記録するとともに、写真や史料を収集することができた。一方、10月には旧南海部郡を出て他の都市に住む豊後土工にもインタビューを行い、特に戦後賠償工事に関する古写真や工事履歴その他の具体的な史料や情報を得ることができた。また電話などでのインタビューも行った。二点目は東南アジアにおける豊後土工の足跡踏査で、遺構を含め当時の工事状況の把握を行うことができたことである。特に一点目の成果を分析した上で、インドネシアのネヤマトンネル、カランカテスダムなどを踏査した。現地の状況や当時の遺構などを確認するとともに、工事における豊後土工たちの生活に関する情報などを得ることができた。また、賠償工事中に亡くなった方々の慰霊碑などが今も建っていることを確認することができた。三点目は戦後賠償工事の歴史的な背景やその経緯、現地側への影響などを考察した論文を執筆したことである。特に日本による戦後賠償工事の第一号であるバルーチャン水力発電所の建設に関与した現地側技術者への聞き取りをまとめることができた。国内外における現地調査、インタビュー、成果のとりまとめなど、順調に進んでいる。

加えて、対アジア賠償の第1号であるバルーチャン発電所に関わった現地側技術者の資料なども整理した。分析を通して植民地開発から戦後賠償まで一貫した豊後土工の系譜を着実に明らかにしつつある。また旧南海部郡地域の郷土史家らとも繋がることができ、現在の郷土・地域史において豊後土工の重要性を議論することができた。そうしたなかで、豊後土工らの歴史的な意義を地元地域に還元する必要性に加え、彼らが関与したトンネルの文化遺産的な価値についてもある程度の情報収集・分析が必須と感じている。具体的な成果としては、研究代表者による土木学会における研究発表が1回、論文掲載が1本あり、代表者の所属組織主催の国際シンポジウムでは本研究テーマを合わせ、ユネスコから産業遺産の専門家を招き、トンネルや鉱山などの産業遺産に関する議論を行うことができた。概ね順調に進展しているが、国際的なアプローチよりも、大分県における豊後土工の成立史および地域史を重視して進めることとした。なぜなら調査開始時に考えた以上に旧南海部郡地域における豊後土工の数は減っており、その記憶の継承を急務と考え、海外調査よりもやや比重を地域分析や研究成果の地域への還元に向けて力を割いた。予想以上の興味深い事例や情報を獲得したためにややスピードが鈍化したと考えており、研究全体としては概ね順調に進んでいると考えている。昨年度の調査で、インタビュー調査の候補者をさらに増やすことができた。昨年度同様の方針で調査を進めるとともに、特にインドネシア賠償の分析に力を入れて、研究を進める。戦後賠償工事や開発援助関連事業に組織的に関与した豊後土工の様相は解明しつつある。また、地域における生活やその環境の様子に関しても調査を進めることができており、3年目は大分県佐伯市(旧南海部郡の人々が集まった中心都市)において地域の郷土史家らとともに研究発表会を行う予定である。研究計画の立案時、代表者の所属する大学や大都市における成果還元を考えていたが、地域への還元をまず第一として考えるとともに、地元メディアや該当地域の公的機関などと成果を共有していく方法を今後考えていきたい。また豊後土工たちの国内の経歴や主要プロジェクトに関しては当初それほど焦点を当てていなかったが、やはり見過ごせない重要な工事が多く、研究期間の延長もやや視野に入れつつ、今年度は調査・研究したいと考えている。大分県旧南海部郡でのインタビューや資料調査を優先的に進めるなかで、予想以上の情報を得ることができた上、調査すべきインタビューイーを新たに見つけることができた。彼らが高齢のためにそちらのインタビューなどを急ぐこととし、多くの時間を割くこととなったため、1回分の海外調査を次年度に回した。また、インドネシア調査での現地側コーディネーターの代金を、代表者や分担者らが築いてきた人的ネットワークをいかすことで、予想以上に低価格で依頼することができた。以上の理由などから資金を繰り越すこととなったが、前年度できなかった調査を次年度できるだけ早く行うスケジュールを分担者らと現在立てている。こうした計画変更で臨機応変に対応できており、資金的にも順調に進展していると考えている。
ウエイトリフティングにおける競技力と筋の分布および出力特性

本研究はウエイトリフティングにおける競技力の差異に影響する筋量や筋出力に関する因子を明らかにすることを目的とした。競技力と身体組成、筋厚の関係を検討するため、1超音波法による筋厚測定、さらに詳細に筋の分布および筋出力と競技力の関係を検討するため、2筋断面積、単関節筋力および多関節パワーを評価した。1の対象は高校選抜大会入賞者50名、2は高校、大学および成年の国内トップ選手22名(男子13名、女子9名)であった。その結果、大腿後部および上肢の筋量が重要であることが確認されるとともに、挙上重量の高い選手において、股関節伸展筋群の単位断面積当たりの筋力が高い可能性が示唆された。本研究はウエイトリフティング選手の競技力の差違に影響する筋量や筋出力に関する因子を明らかにすることを目的としている。とくに単位体重あたりの出力とその差違をもたらす因子についての検討を進める。このことは、ウエイトリフティングにおける競技力向上のための研究という位置付けだけではなく、筋出力向上の過程や他の階級制スポーツにも活用し得る情報をもたらすと考えられる。平成25年度は筋量、筋力と競技力に関して検討するための測定を行い、測定および分析プロトコルの確認作業を進めた。対象者は全国高校総体団体優勝校から次年度にも活躍が期待される同じ階級の2選手とし、筋断面積および筋出力測定を行った。すなわち、膝屈曲・伸展筋群、下腿三頭筋、体幹、上腕屈曲・伸展筋群の筋断面積をMRI法によって評価した。筋出力測定については単関節運動として肘関節の等尺性伸展・屈曲筋力および膝関節の等速性筋力(30、60、180d/s)の測定を実施した。さらに多関節運動としてスナッチおよびスクワットの模擬動作中のパワーを評価した。一方、身体組成としてインピーダンス法(Inbody)を用いて体重、体脂肪率および除脂肪体重を求めた。A選手は除脂肪体重がB選手より7%低いが競技力(トータル)は8%高かった。すなわち全身の筋量はB選手の方が多いが、単位除脂肪体重あたりの競技力はA選手の方が15%高かった。筋出力において、脚伸展筋力に顕著な差は見られなかったが、脚屈曲筋力においてはA選手が高く、大腿後面の筋群が競技力と関係する因子と考えられた。とくに単位体重あたりの出力とその差違をもたらす因子について検討する。平成24年度は、横断的測定において、除脂肪体重と競技力の関係について検討するとともに、超音波法による筋厚測定を通じて、筋厚の分布と競技力の関係について検討した。全国大会会場において、高校生51名(男子31名、女20名)を対象に測定を実施した。対象者の特性は男子16.9±0.2歳、身長167.3±7.6cm、体重75.6±21.0kg、同じく女子16.5±0.5歳、156.4±6.8cm、61.7±16.1kgであった。身体組成の測定にはインピーダンス法(Inbody720;Biospace社製)を用い、体脂肪率および除脂肪体重を求めた。身体各部位の筋厚および脂肪厚は前腕部、上腕前部、上腕後部、腹部、下背部、大腿前部、大腿後部、下腿前部および下腿後部の計9カ所の超音波Bモード法による画像から評価した。このほか大会成績のほか、代表的なレジスタンスエクササイズの挙上記録を調査した。男女ともに体重、除脂肪体重と挙上記録(Total)との間に有意な相関関係を認めた。とくに男子において除脂肪体重と挙上記録の間により高い関係を認めた(r=0.92、p<0.001)。筋厚において、男女に差が大きく認められたのは上肢および下肢後部の筋であった。本研究はウエイトリフティング選手の競技力の差違に影響する筋厚、筋量や筋出力に関する因子を明らかにすることを目的とした。競技力、除脂肪体重と筋厚分布に関する横断的検討として、超音波法による筋厚測定を通じて筋厚の分布と競技力の関係について検討した。全国高校選抜大会出場者51名(男子31名、女子20名)を対象とし、超音波画像診断装置による筋厚測定(前腕部,上腕前部,上腕後部,腹部,下背部,大腿前部,大腿後部,下腿前部,下腿後部の計9カ所)を実施した。あわせてインピーダンス法を用いて身体組成(体重、体脂肪率、除脂肪体重)を評価した。また、前年のパイロットスタディから、ナショナルチーム男女20名のデータを検討に加えた。

さらに、高校、大学および成年の国内トップ選手22名(男子13名、女子9名)を対象として、MRIによる下肢、体幹、上肢の筋断面積を測定した。筋出力については、1膝および体幹の等速性筋力および肘関節の等尺性筋力を測定した。2多関節運動として競技模擬動作中のパワーを評価した。主な結果として、男子においては、ナショナル選手の内転筋群の筋厚が高校生選手に比べて高い値を示した。女子においては、ナショナル選手のハムストリングスおよび内転筋群の筋厚が高校生選手に比べて高い値を示した。男子および女子において、大腿四頭筋の筋厚には、競技レベルによる相違は認められなかった。これら男子および女子選手における下肢筋厚の横断的な検討から、高校生選手とナショナル選手との下肢筋群の形態的相違は大腿後面に示された。競技試技(スナッチ)におけるバーベルの引き上げ動作のパワー発揮に対する下肢の貢献度において、膝および足関節伸筋群は約30%程度であるのに対して、股関節伸筋群は約60%になると報告していことから、高校生期において大腿後部の筋量増加を目的としたトレーニングの重要性が示唆された。スポーツ科学初年度はフィールド測定を行い多数の優秀選手を対象として、身体組成と競技力の関係を検討し、2年次(本年度)はより詳細なデータを研究機関において収集する計画とした。競技力が高く、且つ伸びしろのある選手を対象とすることにおいて非常に限定されたこと、対象が研究実施場所から遠隔の地に居住しており、経費的に少数のサンプルに止めざるを得なかった。しかし、研究計画に掲げた測定項目はほぼ収集することができ、測定機材や対象者の実情によって、測定プロトコルに修正を加えるなど、最終年度に備えた準備段階は終えることができた。次年以降の調査対象者の選定において重要となる、高い競技レベルを有する者を含む、50名以上のデータを収集できた。また、対象者は全ての階級の選手が含まれているため、競技の特性である階級にも配慮した考察が可能であろう。複数年に渡って研究に協力できる対象者が少なく、縦断的な検討として十分ではない模様である。そのため横断的に検討するため対象者を増やしていく。競技団体とも連携し、効率的に対象者を動員していく。階級、競技レベル等を考慮した分析、ならびに同じ筋量を有する者のなかで優れた成績を治める者の特徴を明らかにするため、対象者を抽出して、より詳細な評価を実施していく(H25年度)。また、それらの対象者を追跡調査し、縦断的な評価を行うことで、競技力向上の背景となる部位を特定していく(H26年度)。本研究では優秀選手として全国大会上位入賞者に限定して、対象者の動員を図っている。そのため、対象者は近在者に限定されないため、研究実施場所への交通費が主な使途となる。H25年度は最終年度に向けての測定項目ならびにプロトコルを確立することに重点を置き、対象者を限定し支出を抑えた。高校生以上の全国大会上位入賞者15-20名程度を対象として、研究実施機関での測定に参加して頂く。測定に1.5日を要するため、遠隔地からは2泊3日の旅程が必要な場合があり、一人6-7万円となる見込みである。前年度は、対象者が多数集まる競技会場へ出向き、フィールド測定として、データを収集したが、次年度は特徴的な対象(競技レベルの卓越した者)に対して、より詳細な筋出力および筋の分布といった形態的データを収集するため、研究機関へ対象者を招請する。そのための旅費、人件費、消耗品費等を見込んでいる。