hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
孤発性筋萎縮性側索硬化症の病態機序の解明

(1)孤発性ALSではTDP-43の核と細胞質間での輸送が障害され、不溶性の凝集体として細胞質にTDP-43が蓄積する。(2)孤発性ALSの脊髄前角細胞ではオートファジーの賦活化が認められ、運動ニューロン変性に関与している。(3) ADAR2ノックアウトマウスでは、カルシウム透過性AMPA受容体を介した興奮毒性が運動ニューロンとグリアの細胞死に関与している。(4) ADAR2ノックアウトマウスでは、Ca2+の透過性が増加し、オートファジーを賦活化し、運動ニューロン死に関与している。(5) TDPノックアウトマウスでは発症前期に一致して、血液-脊髄関門の一過性かつ可逆性の傷害が起こる。【目的】孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)の脊髄前角でのTDP-43の細胞内分布を明らかにする。【方法】死後3時間以内に剖検された孤発性ALS3例(年齢70, 75, 83歳、平均76±6.6歳)および神経疾患以外の疾患で死亡した対照3例(年齢68, 75, 80歳、平均74.3±6.0歳)の脊髄前角を用いた。剖検時に脊髄前角を切り出して2%グルタールに固定し、型の如く処理したあとエポンに包埋した。プラスチック切片にトルイジンブルー染色を施して光顕で観察した。その後、至適部位をTDP-43の抗体を用いて免疫電顕(post-embedding法)で観察した。【結果】対照例では、TDP-43の免疫活性は主に前角細胞およびアストロサイトやオリゴデンドロサイトの核内と粗面小胞体にみられ、ときに神経細胞の細胞質内のミトコンドリアや前シナプス小胞にもみられた。ALSでも対照例と同様の分布を示したが、正常と思われる前角細胞の核内とくに核小体ではTDP-43の免疫活性が対照例と比較して低下し、中心染色質溶解などの変性した神経細胞の核では著明に減少していた。他方、正常と思われる前角細胞の粗面小胞体ではTDP-43の免疫活性が有意に増加しており、変性した前角細胞の細胞質ではさらに粗面小胞体の免疫活性の増加がみられた(ANOVA, SAS System, p=0.0036)。ユビキチン陽性封入体にもTDP-43の免疫活性がみられたが、Bunina小体にはみられなかった。ミトコンドリア、前シナプス小胞、グリア細胞では、TDP-43の免疫活性に両者間で差が認められなかった。【結論】TDP-43は粗面小胞体で合成され、核内に移行すると思われる。ALSではTDP-43の核と細胞質間での輸送が障害され、その結果、不溶性の凝集体として細胞質にTDP-43が蓄積することが示唆される。【目的】筋萎縮性側索硬化症(ALS)におけるオートファジーの関与に関しては、いまだよく分かっていない。今回、孤発性ALSの脊髄前角細胞の変性過程にオートファジーが関与しているかどうかを明らかにする。【方法】孤発性ALS12例(年齢49-82歳:平均66.8歳)と対照15例(年齢48-83歳:平均70.2歳)の腰髄(L1-L5)を、抗LC3抗体と抗p62抗体を用いて免疫組織学的に検索した。また、死後6時間以内に剖検された孤発性ALS16例(年齢49-83歳:68.7歳)と神経疾患以外の疾患で死亡した対照15例(年齢44-80歳:62.7歳)の脊髄前角細胞を電顕で観察した。【結果】ALS症例では、正常と思われる前角細胞および変性した前角細胞の細胞質がときにLC3で陽性に染色された。ALSに特徴的なBunina小体、skein-like inclusionはLC3で陰性であったが、一部のround bodyの辺縁部が陽性に染色された。p62抗体ではround bodyやskein-like inclusionが陽性に染色されたが、Bunina小体は染色されなかった。電顕的観察では、ALS16例全例でオートファジーが認められ、とくに、変性した前角細胞の細胞質でよくみられた。2重の膜で囲まれたautophagosomeや単膜で囲まれたautolysosomeがみられ、内部にはミトコンドリアやリボゾーム様構造物などの細胞小器官が観察された。また、オートファジーはALSに特徴的な封入体と関連してみられた。他方、対照例では、正常と思われる前角細胞の細胞質にオートファジーは認められなかった。【結論】孤発性ALS症例の脊髄

前角細胞では共通してオートファジーの賦活化が認められたことから、孤発性ALSにおける運動ニューロンの変性の病態機序にオートファジーの関与が示唆される。【目的】:孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)のモデルマウスであるコンディショナルADAR2ノックアウトマウスの運動神経細胞死にオートファジーが関与しているかを検討する。【方法】:ホモ接合体ADAR2ノックアウトマウス(AR2)(15週、n=2、140週、n=2)、ヘテロ接合体ADAR2ノックアウトマウス(AR2H)(14週、n=2、17週、n=2、74週、n=2)および対照マウス(12週、15週、16週、74週、140週、それぞれn=2)の頸髄を光顕および電顕で観察した。また、LC3、Atg5、Atg7の各種抗体を用いて脊髄前角をウエスタンブロットで解析した(AR2、n=2、対照マウス、n=2)。【結果】:AR2マウス(15週)では、前角細胞の細胞質が抗LC3抗体で染色され、AR2Hマウスでは、前角細胞の細胞質が抗LC3抗体に加えて、抗p62抗体でも陽性であった。AR2マウス(15週)の脊髄前角のウエスタンブロットでは、Atg5、Atg7およびLC3-IIなどのオートファジー関連蛋白が対照例に比較して有意に増加してみられた。電顕では、AR2およびAR2Hマウスの前角細胞の細胞質で、2重膜で被われたautophagosomeや単膜で被われたautolysosomeなどのオートファジー関連の構造物がみられた。これらのオートファジー関連の構造物は、病後期よりも病初期でより頻繁に認められた。対照例では、前角細胞の細胞質や有髄性軸索内にごく稀にautophagosomeがみられた。【結論】:コンディショナルADAR2ノックアウトマウスでは、カルシウム透過性AMPA受容体を介してCa2+の透過性が増加することにより、運動ニューロンの細胞内でオートファジーが有意に賦活化およびupregulateされ、運動ニューロンの細胞死に関与しているものと思われる。【目的】孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)の脊髄運動ニューロンでは、adenosine deaminase acting on RNA type2 (ADAR2)活性低下により、AMPA受容体のサブユニットであるGluA2の未編集が起こり、AMPA受容体のCa2+透過性が亢進し、神経細胞死が生じると考えられている。孤発性ALSのモデルマウスであるコンディショナルADAR2ノックアウトマウスの脊髄を電顕で観察し、運動神経細胞死の病態機序を検討する。【方法】ホモ接合体ADAR2ノックアウトマウス(AR2)(15週、n=2、140週、n=2)、ヘテロ接合体ADAR2ノックアウトマウス(AR2H)(14週、n=2、17週、n=2)および対照マウス(12週、15週、16週、74週、140週、それぞれn=2)の頸髄を光顕と電顕で観察した。【結果】トルイジンブルー染色を施したplastic切片での光顕的観察では、AR2(15週)とAR2H(14週、17週)で、ときに神経細胞の単純性萎縮とグリオージスがみられた。AR2H(74週)とAR2(140週)では、主に運動ニューロンに空胞変性が認められた。電顕では、AR2(15週)で電子密度の高い膜性構造物が、運動ニューロンの細胞質のほか、軸索内で観察された。AR2H(14週、17週)では、ときに萎縮した運動ニューロンが散見された。AR2H(74週)およびAR2(140週)では、空胞変性が主に運動ニューロンの核内に、ときに細胞質に認められた。
遺伝的アルゴリズムによる多電子系シュレディンガー方程式の解法

分子の結合状態は原子核の周辺の電子の状態で決まり、この状態はシュレディンガー方程式と呼ばれる未知固有値を含む偏微分方程式によって表わされ、一般に、摂動を用いた近似的な数値解法が用いられる。本研究では、シュレディンガー方程式を積分表現し、電子の分布を表す波動関数を固有関数展開(既知の固有関数が任意の重みの重ね合わせ)を用い、その展開係数(重み)をシュレディンガー方程式が満足するように決定する。さらにこの固有関数群にある条件を満足するように選ぶことにより、領域積分を級数和に変換する手法を検討した。この方法では、通常の偏微分方程式の解法に必要な格子が不要であること、さらに領域積分も不要であることから、いずれの計算過程にも離散化による近似を含まないのが特徴である。展開係数の決定には、研究の前半では、生物の進化を模擬した遺伝的アルゴリズムを用いた。遺伝的アルゴリズムは、解探索アルゴリズムであり、展開係数を染色体とみなし、染色体の集合の中で方程式を満足しやすい個体同士により新たな子孫を生成し、最終的に方程式をほぼ満足する個体(展開係数)を決定する。これらの組合せにより、水素原子のような球対称のポテンシャルにおいて解を決定できることが示せた。また、電界中の水素原子のような非球対称問題についても、固有関数の積の領域積分が近似のない級数和へ変換可能なことを示した。さらに、遺伝的アルゴリズムを用いなくても、連立一次方程式として方程式を解く方法も判り、これにより高速な計算が可能となった。しかし、複数電子の問題までは残念ながら解決には至っていない。一方で、遺伝的アルゴリズムも染色体の定義域を自動的に変更できるアルゴリズムを開発した。これは、本研究での目的である非線形方程式の解法に限らず、不連続関数へのフィッティング問題でさえ、有効であることが判った。本研究では固有値方程式であるシュレディンガー方程式を遺伝的アルゴリズムによって解こうとするものである。この種の問題は、従来非線形方程式の解法ツールを利用して、繰り返し計算により、一つの解候補を徐々に収束させる方法により解かれていた。それに対して遺伝的アルゴリズムは、複数の解候補をシステム中に保持するため、同時に複数の解候補が異なる解に収束する可能性があり、シュレディンガー方程式の縮退等に対応しやすいと考えられる。しかしながら複数の解候補を評価するため計算コストが膨大となるデメリット等が考えられる。今年度はその方法の問題点の一つである計算コストの低減を計った。まず、解くべき波動関数を有限項の固有関数で展開する。この固有関数に球ベッセル展開を使用すると、波動関数を解く際に必要な無限領域の領域積分が、二重相反法により境界積分に変形できる。さらにある程度大きな有限領域をとりその表面で境界値を0とすることにより、境界積分も省略できる。一方、波動関数を表す展開項数も遺伝的アルゴリズム中で可変とした。つまりアルゴリズムの初期の段階では少ない項数により近似的な波動関数を求め、アルゴリズムの後半でより多い項数により評価させる。さらに、収束履歴により収束が遅くなったかどうかの評価を行う方法も採用した。また、展開係数の定義域の空間を動的に変更する方法として、空間動的変更法を採用した。これらにより大きな計算コストの削減ができ、現在のところ、水素原子モデルの電子軌道計算に関して、1s,2s,3s,4s,2p,3p,4pの軌道の計算まで、解析解と一致することを確認できている。本研究は、複数の電子を含む系に対するシュレディンガー方程式を、完全系の関数列で与え、これを積分方程式として解こうとするものであり、積分方程式を満足する関数系の係数を遺伝的アルゴリズムで決定することが、最終目標である。昨年度まで、1電子のみの水素原子モデルについては完成しており、本年度の課題としては以下の項目を目標に挙げていた。

1.水素分子イオンモデル、ヘリウム原子モデルへの拡張のために計算速度の向上2.展開関数系による有限領域での打ち切りの影響の評価3.外部電界がある場合のシュタルク効果の計算方法の検討検討の結果、これらは独立しておらず、展開関数系の改良なしでは、いずれの項目についても実現が難しいことが明白となった。そこで、本年度は展開関数系の改良を行った。今まで用いていた水素原子モデルのための関数系は、半径方向の展開に球ベッセル関数の-1次,0次,1次,2次のモーメントの球ベッセル展開を利用していた。これを用いた場合、有限領域の打ち切りの影響を低減するために十分広い領域を評価するためには、展開項数が多くなるため、計算速度が低下し、最も簡単な水素原子モデルの計算すら容易ではなかった。さらに、シュタルク効果の計算において上記以外のより多くの次数の球ベッセル関数のモーメントの球ベッセル展開が必要となることも分った。今までは、モーメントの次数ごとにその展開法を検討していたが、本年度、新たに任意の次数のモーメントの球ベッセル関数の球ベッセル展開の方法を導いた。この結果、昨年までと比べ、少ない項数の球ベッセル展開で、解が表現でき、高速な演算となり、また打ち切り領域を今までより広げることが可能となった。分子の結合状態は、原子核の回りに分布する電子の状態で決まり、この状態はシュレディンガー方程式と呼ばれる偏微分方程式によって表わされ、一般に、数値解法が用いられる。本研究では、電子の分布を表す波動関数を固有関数展開(既知の固有関数が任意の重みの重ね合わせ)で与えられると仮定し、その展開係数(重み)をシュレディンガー方程式が満足するように決定する。さらに、偏微分方程式を領域積分を含む積分方程式に変換し、固有関数にある条件を満足するように選ぶことにより、領域積分を級数和に変換する手法を提案している。この方法では、通常の偏微分方程式の解法に必要な格子が不要であること、さらに領域積分も不要であることから、いずれのプロセスにも離散化による近似を含まないのが特徴である。展開係数の決定には、生物の進化を模擬した遺伝的アルゴリズムを用いている。遺伝的アルゴリズムは、数学的な手法ではなく、効率の良い解の探索アルゴリズムである。昨年度までは、幾つかの条件での球対称水素原子モデルを扱いおおむね良好な方法が得られていたが、今年度は、これを電場中の水素原子のような非球対称系を評価するために、新たな固有関数群の採用し、球対称モデルと同様な定式化が完了した。一方、複雑な系では遺伝的アルゴリズムの収束が悪いことに対する改良を行ったが若干の改善のみであり、実用に耐えうるものではなかった。そこで、領域内に選点をとり、選点毎に独立に固有値を含む積分方程式を構築し、これらを連立させる方法も検討した。後者の結果、電場中の電子分布の分極(シュタルク効果)の解析が可能となり、定性的な一致をみた。
高階偏微分方程式の新種の整数型高確度解法

整数の加減乗除の四則演算のみを用いて、物理学・工学・経済学などで重要な役割を果たす偏微分方程式を非常に高い精度で解く新しい手法の提案と実装を試みた。これは、すでに研究代表者によって提案されている常微分方程式の同様の整数型の解法を、離散数学的手法により、偏微分方程式に拡張したものである。研究期間内にすべて完全に完成するには至らない点があったが、副産物として、この解法に関して、微分積分分野のこの数値解法が古典整数論と深く関係しているとことなど、多くの数学的に興味深い知見が得られ、あらたな展望が生まれた。今回研究対象となっている微分方程式の整数型解法を偏微分方程式に拡張した汎用的なアルゴリズムをの実装を試みている(その進行状況の詳細については、「現在までの達成度」欄に記載したので、ここでは省略する)。また、その計算量のオーダーと必要なメモリ容量のオーダーを理論的に調べることに成功した。それと並行して、すでに提案済み(日本数学会2010年度年会応用数学分科会、坂口・林「シュレーディンガー方程式の固有値問題の整数型高確度解法」)の線型補間を利用したこの整数型解法の固有値問題への応用の手法を大幅に改良する方法を提案した(未発表)。この改良により、これまで手作業で行ってきた線型補間の更新作業をすべて自動で行われるようになっただけでなく、多項式因子を左から乗じることによって新たに許される解の特異性が2次元以上の場合にもこの方法が適用でき、したがって複素固有値の固有値問題にもこの方法が幅広く適用できることが判明した。また、今回研究している微分方程式の整数型解法は、これまで線型同次型方程式のみ対象としてきたが、線型非同次方程式を解く問題を階数の1つ高い線型同次方程式を解く問題に帰着させることにより、線型非同次方程式にも幅広く適用できることがわかり、実際にいくつかの非同次方程式の例で、この整数型解法により有効数字数百桁で数値解を求めることに成功した。さらに、半無限区間のみに解をもつ微分方程式にこの整数型解法を適用する際に、変数変換によって区間端の特異性を除去することによって数値性能が大幅に上昇することはすでに判明している(Sakaguchi & Hayashi, Numerical Functional Analysis and Optimization, 32, 1316-1364)が、有限区間のみに解をもつ場合にも、別な変数変換によって同様の数値性能向上を行うことに成功した。申請者らによって数年前に提案された微分方程式の新種の整数型解法を偏微分方程式に拡張した汎用アルゴリズムの実装を試みている。その進行状況の詳細については、「現在までの達成度」欄に記載する。この解法において必要な計算量の大まかなオーダーについては、すでに理論的に見積もられており、偏微分方程式でも常微分方程式と同様に、要求する有効数字の桁数の冪オーダーであることが判明しているが、その冪の次数が座標変数の個数が増えるにつれて高くなると見積もられている。これを実際の数値実験で確かめる必要がある。このアプローチと並行して、この解法の構造を利用して、線型微分作用素の固有値を、線形補間の反復により、非常に高い確度で求める方法も提案し、すでに多くの数値例で成功を収めている。この方法は、さらに変数変換や各種の変形により、周期ポテンシャルを持つシュレーディンガー方程式の固有値のバンド構造の分析や、無理関数や指数関数を係数関数に含む場合への拡張にも成功している。これらの方法を偏微分作用素の固有値問題にも適用する試みも可能である。これらの方法の一つの大きな特徴として、整数の加減乗除の四則演算のみを用いて、ごく普通のパソコン程度で有効数字数百桁の確度で解や固有値が求まることが挙げられる。また、これらの手法は、単なる数値解法にとどまらず、フーリエ級数や複素関数論などの古典的な解析学や、ユークリッドの互除法や`lattice reduction'のような整数の離散数学とも密接な関係をもっており、数値数学だけでなく純粋数学的にも新しい展望につながる可能性がある。今回の研究対象となっている微分方程式の整数型解法の偏微分方程式への拡張については、その具体的な実装法を提案し、それに基づいてプログラムを作成し、実際の偏微分方程式の数値例について数値性能分析を行う作業を遂行することを目指し、現在進行中である。残念なことに、当初の想定よりもプログラムがはるかに煩雑なものとなったため、プログラムを組むために必要な時間だけでなく、プログラムからバグを除去する作業に予想以上の時間を要し、本報告書作成時点で未だにバグが取り切れず、実際の数値計算を開始するまでに至っていない。しかしながら、26年度と比較すると、プログラムへの実装が大幅に具体化された形で完成したことになり、その意味では大きく進歩したといえる。その間に、副産物としていくつかの新たな発見や進展があった。その中でも、非常に重要な発見として、上記の微分方程式整数型解法で得られる数値結果と整数論の分野で議論されている連分数との間に密接な関係が存在することが経験的に判明してきたことが挙げられる。この発見は、解析分野の数値解法と古典整数論との間に新たな接点が存在することを示唆することになり、当初予想もしなかった方向に本研究が発展する可能性が出てきたという意味で、重要な進展の1つであろう。また、本研究で用いられるアルゴリズムでは、余剰解を除去するために整数ベクトルの準直交化を利用しているが、その計算のための数列解同士の間の内積の計算において最も計算量が嵩んでいる。

これを回避する一つの方法として、準直交化の一部もしくは全部を、条件付き1-ノルム最小化問題で代行するというアイデアが最近浮上した。これが成功すれば、特に1次独立な数列解の個数が多い偏微分方程式の場合には、大幅な計算量節約ができることになるため、この発見も27年度における大きな進展の一つである。当初の予定では、偏微分方程式の整数型解法のプログラムを実際に作成し、実際の偏微分方程式の例で数値計算を行う予定であったが、「研究実績の概要」欄の冒頭で述べたとおりの事情で、プログラムが非常に煩雑な構造をしているため、バグの除去に予想以上に手間取り、まだ数値計算の開始にさえ漕ぎつけていない状態である。また、常微分方程式の場合と比べると、必要なメモリの容量が格段に大きくなるため、なるべく疎な配列を使わないようなプログラミング上の工夫が必要なことも判明してきて、対応に想定以上の時間を要した事情もある。「研究実績の概要」欄の後半で述べたような2つの重要な発見があり、特に前者の連分数との関係の発見については、非常に興味深く思われたので、その分析に時間を割いてしまったことも影響した。全体として、結果的に多数の課題に興味深く良好な数値結果が多数出ていても、並行的に整理中の段階にあり、そのままでは論文として完成できない状態にあり、現在のその整理と完成を目指している。さらに、数々の個人的事情で十分な研究時間が取れなくなったことも重なった。研究代表差らによって近年提案された、整数の四則演算のみを用いて微分方程式を高い精度で解くことができる手法のさらなる拡充と発展を以下のように行った。まず、目標であるこの整数型解法の偏微分方程式への拡張について、複雑な「隣接範囲」の問題を扱うために離散数学的手法に基づくアルゴリズム実現の具体的方法を提案し、さらに基底関数の対称性を利用してそれらを改良した。さらに、現実のプログラムへの実装を試みた。残念ながらその構造の煩雑さのためプログラムのバグが取り切れず、研究計画期間内にプログラムの実行を間に合わせることはできなかった。しかしながら、この研究においては、数多くの副産物が得られ、この研究が古典整数論や超函数論といった当初予想もしなかった分野と深い関連をもつことが次々と明かになり、当初全く想像しなかった意外な方向に研究が大きく発展し始めた。具体的には、この整数型解法と古典整数論の分野の連分数との関連が経験的に判明し、さらにその関連の理由が徐々にわかりはじめたことや、この整数型解法に現れる余剰解の成分の多くが(複素平面で1次分数変換を施したとき)元の座標の無限遠点に対応する点や微分方程式の特異点にサポートを持つ超函数解であることが明らかになったことなどである。さらに、この整数型解法の正体が、数値解法でありながら解析解法の性格を併せ持つ、整数型の展開係数が満たすべき差分方程式に基づいた一種の数論解法とでも呼ぶべきものになっていることが、次第に明らかになりつつある。実用的な意味でも、(連分数を用いた工夫により)ごく普通のパソコン程度でシュレーディンガー作用素の固有値を(accuracyの意味で)有効数字数百桁で計算することに成功するなど、比較的少ない計算量で非常に高精度な計算をすることに成功した。整数の加減
高齢者の自転車適正利用を促す診断・教育システムEPISODEの開発と展開

40年以上に亘り自転車の歩道走行を続けたわが国で,自転車の走行空間を車道に設け安全性を確保する機運が高まっている.しかし,今後増加する高齢者が今後も歩道通行を続け,空間整備だけで安全性は確保できない.本研究は,自転車事故における高齢者の割合が高いことをうけ,高齢自転車利用者,特に電動アシスト自転車利用者に着目し,適切な自転車利用やそのための安全教育に必要な要件を抽出し,自転車適正利用の診断に繋げることを目的としている.その結果,以下の知見を得た.・高齢者の中でも,認知症につながる行動が出始めている軽度認知症高齢者(全ドライバーの20%程度存在した)を対象に,教習所での自動車運転挙動を観測したところ,複数指示が与えられたときなどに危険運転が発現し,ヒヤリハットの契機になることがわかった.こういった属性が自転車に転換してくる可能性があるが,高齢の電動アシスト自転車利用者は,自動車よりも危険認識に乏しく,車道の逆走等の違反行為が多く,車道で急発進しやすい姿勢でいること,速度感の認識が乏しいこと,一方で車体への興味は薄く,諸元により操作性の主観的評価が異なり,ヒヤリハットが非常に起きやすい状態にあることが明らかになった.自身が日常の自転車利用からヒヤリハットを認識することはできていないため,事故を仮想的に経験させるか,ヒヤリハットを認識できるような教育が必要である.・高齢者の自転車安全教育に必要なシミュレータのスペックについては,歩道通行が多い高齢者にとって,特に前輪ブレーキも含めたブレーキ特性の再現が重要であることがわかった.また,高齢者にとっては,実際のふらつきを軽減することと,見たことのない装置への緊張を解くような導入を設けることにより,自身の自転車運転に近い挙動が観測できることが明らかとなった.また,注視点を固定させる方法で酔いを軽減できることがわかった.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,自己学習型の高齢者自転車適正利用診断システムEPISODE開発のための基礎データを収集し,以下の成果を得た.(1)特に高齢者の自転車安全教育に必要なシミュレータのスペック要件の抽出:まず,自転車シミュレータでいくつかの事故形態を再現した際の教育効果と,自転車シミュレータそのものの評価の関連性を調査し,歩道通行が多い高齢者にとって,特に前輪ブレーキも含めたブレーキ特性の再現が重要であることがわかった.また,高齢者にとっては,実際のふらつきを軽減することと,見たことのない装置への緊張を解くような導入を設けることにより,自身の自転車運転に近い挙動が観測できることが明らかとなった.(2)高齢者の自転車運転挙動の解明:高齢者の電動アシスト自転車乗用中の事故は,信号無視や一時不停止が多いことが指摘されている.そこで,高齢者の自転車利用者を対象に,交差点での待機挙動のビデオ観測調査,GPSによる経路選択調査,自転車利用に関するアンケート調査を行ない,電動アシスト自転車特有の挙動を把握した.その結果,高齢の電動アシスト自転車利用者は,車道の逆走等の違反行為が多く,車道で急発進しやすい姿勢(ペダルに足を掛ける,けんけん乗りをする)でいること,さらには勾配の多い経路を選択し,速度も出ているにもかかわらず,速度感の認識が乏しく,青点滅の横断歩道を渡るようなことも気にしていない傾向があることが明らかになった.(3)軽度認知症高齢者の自動車運転挙動の解明:来年の道路交通法改正により認知症高齢者の自転車運転も増加することが予想される.そこで,認知症につながる行動が出始めている軽度認知症高齢者を対象に,教習所での高齢者予備講習のコースを走行させてその際の自動車運転挙動を観測することで,危険運転が観測される状況が,複数指示が与えられたとき,指示が与えられないとき等であることを抽出した.当初予定していた“高齢者安全講習用の簡易版自転車シミュレータの開発"については,基となるMoricsの支持装置とプログラム(ソフト)の改良によって,まずシミュレータ酔いしやすい高齢者の対応策の方向性を示すことができたため,平成28年度にセンサの改良を行なうことで実装可能である.その他,高齢者の事故にかかわる挙動の基礎的知見を得ることができており,実験遂行のための準備ができていることから,進捗としてはおおむね順調であると考える.今年度は,自己学習型の高齢者自動車適性利用診断システムEPISODE開発のためのデータ,特に高齢者の挙動に関するデータをシミュレータで再現する方法,事故を分類するための基礎的知見を収集するべく,以下の研究を遂行した.(1)高齢者の安全教育に向けた自転車シミュレータの酔い軽減対策:高齢者のシミュレータ酔いを軽減させるべく,申請者らが開発した自転車シミュレータMORICSのプログラム内での経路誘導表示を工夫し,注視点を固定させる方法が有効であることが明らかになった.ただし,典型的な自転車事故(出会い頭事故,乱横断による追突,逆走による正面衝突等)を体験させる際に,経路誘導の表示に気を取られることで事故が発生する等,事故発生の再現性への支障にならないよう留意する必要があることも明らかとなった.(2)高齢ドライバーの自転車運転に関する意識調査:高齢ドライバーが免許返納後に自転車にシフトすることが想定されるため,免許を保有したことのある高齢者を対象に,認知障害の程度と自転車乗用の意識の関連性を調査し,自動車の運転を継続している高齢者の中に20%程度の軽度認知障害の疑いがあるドライバーが含まれていることが明らかとなり,自転車利用についても特段の危険性への認識がないことがわかった.このことから,免許の有無にかかわらず,高齢者の自転車利用の意識を変容させるような体験が必要であることが明らかとなった.

自転車シミュレータへの実装は次年度に持ち越すものの,高齢者のシミュレータ酔いが軽減される方策が示されただけでなく,特に近年メディア等でも多く指摘されている高齢者の認知障害による事故にかかわる知見から,高齢者は認知障害あるいは軽度認知障害の自覚がないまま自動車運転を続けており,もし高齢者予備講習検査で免許取り消しになったら,そのような障害を持った状態で自転車に乗るようになることが十分に考えられる事実が明らかになったことから,免許保有のみならず,認知障害等の運転技能の程度に応じた教育も検討すべきであることが明らかになったことが昨年度の大きな知見であるため,順調に進展していると考える.40年以上に亘り自転車の歩道走行を続けたわが国で,自転車の走行空間を車道に設け安全性を確保する機運が高まっている.しかし,今後増加する高齢者が今後も歩道通行を続け,空間整備だけで安全性は確保できない.本研究は,自転車事故における高齢者の割合が高いことをうけ,高齢自転車利用者,特に電動アシスト自転車利用者に着目し,適切な自転車利用やそのための安全教育に必要な要件を抽出し,自転車適正利用の診断に繋げることを目的としている.その結果,以下の知見を得た.・高齢者の中でも,認知症につながる行動が出始めている軽度認知症高齢者(全ドライバーの20%程度存在した)を対象に,教習所での自動車運転挙動を観測したところ,複数指示が与えられたときなどに危険運転が発現し,ヒヤリハットの契機になることがわかった.こういった属性が自転車に転換してくる可能性があるが,高齢の電動アシスト自転車利用者は,自動車よりも危険認識に乏しく,車道の逆走等の違反行為が多く,車道で急発進しやすい姿勢でいること,速度感の認識が乏しいこと,一方で車体への興味は薄く,諸元により操作性の主観的評価が異なり,ヒヤリハットが非常に起きやすい状態にあることが明らかになった.自身が日常の自転車利用からヒヤリハットを認識することはできていないため,事故を仮想的に経験させるか,ヒヤリハットを認識できるような教育が必要である.・高齢者の自転車安全教育に必要なシミュレータのスペックについては,歩道通行が多い高齢者にとって,特に前輪ブレーキも含めたブレーキ特性の再現が重要であることがわかった.また,高齢者にとっては,実際のふらつきを軽減することと,見たことのない装置への緊張を解くような導入を設けることにより,自身の自転車運転に近い挙動が観測できることが明らかとなった.また,注視点を固定させる方法で酔いを軽減できることがわかった.今年度は,自己学習型の高齢者自転車適正利用診断システムEPISODE開発のためのデータ,特に高齢者の挙動に関するデータをシミュレータで再現する方法,事故を分類するための基礎的知見を収集するための研究を遂行する.(1)高齢者の安全教育に必要なシミュレータのスペック要件の抽出:これまでに高齢者の基礎的な挙動を考慮したシミュレータのスペックを明らかにし,改良を行なうところまで遂行できたので,平成28年度には典型的ないくつかの自転車事故(出会い頭事故,乱横断による追突,逆走による正面衝突等)について,自転車シミュレータMoricsで実験し,その動作に際して再現が必要不可欠な要素の抽出と再現性検証を行なう.
民事訴訟の手続構造と裁判官の役割

本研究の結果として,民事訴訟の手続の構造と裁判官との役割との関係について,(1)近代ドイツ法及び日本法のように著しく一元的な手続構造の下では,手続内における裁判官の影響力は極めて大きなものとならざるを得ないこと,また,(2)現在の日本の手続構造の下では,原告・被告の地位決定を内容とする事前手続が存在しないことが,手続における裁判官の役割をめぐる議論に影響を与えていること,を明らかにすることができた.本研究の結果として,民事訴訟の手続の構造と裁判官との役割との関係について,(1)近代ドイツ法及び日本法のように著しく一元的な手続構造の下では,手続内における裁判官の影響力は極めて大きなものとならざるを得ないこと,また,(2)現在の日本の手続構造の下では,原告・被告の地位決定を内容とする事前手続が存在しないことが,手続における裁判官の役割をめぐる議論に影響を与えていること,を明らかにすることができた.平成18年度においては、特にドイツ法に重点をおいた検討を行った。具体的には、以下の通りである。(1)18世紀末から19世紀後半にかけてのドイツの民事訴訟制度の展開につき、とくにそれが結果的に生み出した、手続主宰者の面においても、手続の進行の面においても極度に一元的な手続構造に着目して、それが裁判官の役割に与える影響を検討した。すなわち、そうした近代ドイツ型の手続構造は、19世紀を通じて進められたある種の効率性追求の結果としてみることができるものであり、そこには種々のメリットが伴うことは否定できないが、他方で、このように裁判主体の間に機能的な区分が存在しない結果として、裁判官というのは手続内においていわばオールマイティな存在であり、それと同時に、ある意味では非常に危険な存在であるということにもなる。その結果、ドイツ型の手続においては、上訴制度を通じたコントロールが重要となり、英米型の手続が、第一審手続内部において横のレベルでの区分を設けて判断の適正を確保しようとするのに対して、ドイツ型の場合には、第一審手続の上に、事実問題の再審理を伴う第二の包括的な審級をおいて、いわば縦の区分によって判断の適正を確保しようとするものであるといえる。(2)2002年のドイツ民事訴訟法改正は、控訴審の機能に対して大幅な限定を加え、これは、第一審手続の比重を高めるという意味においては、英米型の手続への接近を意味するものであるようにも見えるが、一元的な第一審手続に対して包括的な上訴の可能性が確保されていることがそこでの解決の正当性を確保していたのだとすれば、こうした上訴制限は、第一審手続の構造変革を伴わない限り、そこで生み出される解決の正当性を掘り崩すことにならざるを得ない。本年度においては、特にドイツ法に重点をおいた検討を行った。具体的には、以下の作業を進めた。第一に、18世紀末から19世紀後半にかけてのドイツの民事訴訟制度の展開につき、とりわけ、同時期におけるローマ法学の発展の影響という視角から、分析を試みた。その結果、ローマの民事訴訟手続に関する認識の深化が、同様の手続構造をドイツに導入する、という形での受容を生み出したわけではないことが確認できたが、そうした特異な対応の背景にある事情については、なお研究が必要である。第二に、19世紀以降のドイツにおけるいわゆる民事訴訟の目的論の展開について、とりわけ裁判官による法創造をどのように位置づけるかという点を中心に、分析を試みた。この関係では、法体系の一元性・一貫性をどの程度重視するかという問題が、一つの分岐点となることを確認できた。この点については、英米法との対比を念頭に置きながら、さらに検討を進める必要がある。第三に、2002年のドイツ民事訴訟法改正が本研究との関係でもたらしたインパクトについて検証を行うため、夏季休業期間を利用して、ドイツに渡航して所要の調査を実施するとともに、資料等の収集を行った。その結果、条文上の大きな変更にもかかわらず、実務上の運用は必ずしも大きく変化したわけではないことが窺われたが、この点についても、なお見守っていく必要があろう。上記各作業については、上述のようになお解明すべき点が多く残されており、論文等の形で成果を公表するには至っていないが、次年度以降引き続き研究を進め、成果の公表につなげたいと考えている。平成20年度においては、ドイツにおいてさらに現地調査を実施したうえで、研究全体の取りまとめのため、これまでに得られた基礎的な知見を、より具体的な民事訴訟法解釈論・運用論のレベルの問題のいくつかに適用することを試みた。その一部は、後記のとおりすでに公表されている。具体的には、第一に、平成8年の新民事訴訟法制定以来民事訴訟の迅速化・充実のための大きな柱として重視されてきた争点整理の局面について、近年、当事者主義の理念や司法資源の有効利用という観点から、従来主流であった裁判官主導の争点整理から当事者主導の争点整理への転換を図るべきである、という考え方が有力になりつつあるが、これに対して、近代ドイツおよび日本における一元的な手続構造の下では裁判官の主導が要請されることになりやすく、上記のような転換を図るとすれば、手続構造自体の見直しを伴わざるを得ない可能性があることを指摘した。

第二に、従来から裁判官と当事者との役割分担を規律する主要な原理の一つであると理解されてきた弁論主義に関して、同じく私的自治の原則を根拠として弁論主義を理解する場合においても、そこで果たされる裁判官の役割の評価によっては、その内容は大いに異なるものとなり得ること、この問題との関係では、とりわけ、実体的真実の発見における裁判官の役割をどのように評価するか、また、訴訟手続における原告および被告の地位をどのように構造化するかが問われること、日本における従来の通説的な理解は、これらの点に関する特定の理解を前提とするものであることを指摘した。釈明権行使のあり方など、なお論ずべき問題も多いが、これまでの研究を踏まえて引き続き成果の公表につなげていきたいと考えている。
魚類免疫機構における重要なサイトカインIL-2/15/15Lファミリーの解明

マスのIL-2, -15, -15Lが、魚類・哺乳類のグループの枠を超え、哺乳類IL-15Raと交叉反応する事を見出した。また逆に哺乳類のそれらのサイトカインもIL-2を除き、グループの枠を超え魚類IL-15Raと交叉反応する事を見出した。哺乳類IL-2は、哺乳類IL-2Raとのみ反応した。またニジマスのIL-2Rb, IL-21RaまたはIL-2gのエクトドメインを対応するウシ受容体鎖の細胞膜及び細胞質ドメインと結合させたものを同時にトランスフェクションした細胞で、キメラ受容体を介して細胞シグナルを付与できることを明らかにした。真骨魚類で真のIL-5ファミリー遺伝子を初めて発見した。
バンドスペクトラル回帰分析を用いた為替レートと実体経済変数の関係に関する研究

時系列マクロデータ、とりわけ外国為替レートデータについてバンドスペクトラル回帰を実用可能なものとするとともに、サンプル外の値(将来値)予測において、特定の周波数帯を用いた方が伝統的な時間領域、すなわちすべての周波数を使った場合での予測より優れているか否かについて検討を行った。6か国の為替レートについて分析した結果、それぞれの為替レートにより、予測において重要な周波数帯は異なるものの、おおむね特定の周波数のみを用いた予測が時間領域での予測より正確であった。このことはさらに、ブートストラップ法に基づく検定によって、統計的に有意に優れた予測であることが確認された。また、昨年度の研究実績の概要で述べたとおり、昨年度の研究では鍵となる周波数帯の効率的な検出方法については完成に至らなかった。この点につき、今年度は以下の2つの方法を検討した。1つはベイズ法に基づくモデル平均法であり、経済分析においてしばしば用いられるいくつかの周波数帯に基づく回帰による予測を事後確率によって平均して予測を行うが、この事後確率を比較することによって重要となる周波数帯が判明することになる。ただし、この方法を使用する際には、あらかじめ候補となる周波数帯をいくつか用意しておく必要がある。今年度検討したもう1つの方法はLASSOを用いることである。LASSOは回帰分析において比較的重要度が低い変数には係数0を選択することから、あらかじめ候補となる周波数帯を指定することなく、予測にとって重要でない周波数を除外することができると考えられる。以上のように、本年度はバンドスペクトラル回帰分析による予測において、方法論的新展開をみた。初稿をWEAI年次大会(カナダ・バンクーバー)、慶應義塾大学経済学部、ボストン大学、およびSNDE年次大会(アメリカ・ダラス)で発表した。研究実績の概要にあるように、当初予定していなかった方向へ新展開(拡張)がみられたことと、比較的早く初稿が完成したことによりセミナー・コンファレンスでの発表が可能にったため。なお、このような発表時に得たコメントにより、論文の質が向上したと思われる。また、複雑な予測問題であるためにバンドスペクトラル回帰による予測がベンチマークとなる予測より有意に優れているという検定はブートストラップによらざるを得ず、この計算には時間がかかるものの、この検定によって説得的な結果を得ることができた。ただし、本年度までのところはバンドスペクトラル回帰の予測問題への応用であり、その他のマクロデータについての応用可能性についてはまだ考察を行っていないため、その点も考慮に入れた場合には、本年度までの本研究はおおむね順調な進捗と言える。最終年度となる来年度は、以下の2点に重点を置き、本課題を完成させる。まず、為替レート予測に関する論文を完成させる。この際、検定手法を精緻なものとし、鍵となる周波数として推定されたものがどれほど信頼できるかを検討する。とりわけ、LASSOを用いた場合には複雑な変換を含んでいるため、これによって推定された周波数および予測値のついての統計的有意性の検定方法を慎重に考察する。さらに、為替レートの変動に影響を与えると考えられるファンダメンタルについても、本年度までに考慮した変数のほかに通貨供給量およびGDPギャップについて計測方法を変更して為替レートへの影響、予測可能性を検討する。2点目は、為替レート以外のマクロ変数へのバンドスペクトラル回帰の応用である。この際、ベクトル自己回帰モデル等にバンドスペクトラル回帰を応用することによって統計的に有意な変数の関係が特定の周波数帯において存在するか否かについて分析する。この際にも有意性の検定においては複合仮説になるため、漸近分布が知られているためにしばしば用いられるt検定ではなく、ワルド検定の使用が考えられるが、この場合には小標本特性だけでなく、漸近分布も明確ではない。この点に注意を払って研究を遂行する。論文の改訂を重ねる一方で、コンファレンス・セミナーにも積極的に参加し、報告を行う。特にベクトル自己回帰モデルへの応用に関しては研究協力者を海外から招聘することも計画している。初年度となる本年度は、先行研究の確認と効率的なバンドスペクトラル回帰分析の計算方法について検討を行った。前者については、比較的容易にパラメター推定ができ、なおかつ仮説検定を可能であるバンドスペクトラル回帰分析が実証分析においてあまり使われてこなかった理由がなぜなのかという疑問についての答えを探るためと、本研究での要となる、実体経済と為替レートとの関係を推定および検定する際の最も性質の優れる検定方法を探るためである。後者については、回帰の際の射影行列が特殊な形となるため、短時間に計算する方法についての検討および実体経済と為替レートのつなぐ周波数帯の検出方法についての検討を行った。さらに並行して行っている、事変係数を持つ時系列モデルについて、バンドスペクトラル回帰の応用可能性について模索を行った。バンドスペクトラル回帰は、非定常過程においても適切にトレンドが除去されることによって適用が可能になるが、そのトレンド除去についてはあまり知られているとは言い難い。事実として、2002年に重要な論文が発表されるまでは、定常性を仮定するか、あるいは時間領域においてあらかじめトレンドを除去するという、理論的には正しくない方法が行われてきた。また、比較的最近では、ほとんどバンドスペクトラル回帰を用いたマクロ経済学に関する論文は見当たらなかった。このことは、時変構造を持つ時系列モデルが近年非常に頻繁に用いられていることからすると、驚くべきことと思われる。やはり周波数領域についての考え方が直観的に理解が容易ではないことと、帰無仮説・対立仮設に相当するモデルを周波数領域で考察することも容易でないことが影響しているように思われる。

今年度は効率的なコーディングによってバンドスペクトラル回帰が比較的容易にできることが分かったが、鍵となる周波数帯の効率的な検出方法については完成に至らなかった。為替レートおよび経常収支、利子率、国民所得についてのデータの整理を行ったうえで任意の周波数帯においてバンドスペクトラル回帰分析を繰り返し、周波数帯ごとの係数の変化をみた。特にバンドスペクトラル回帰分析の実行にあたっては、比較的容易に、効率的なコーディングが完成した。同時に、先行研究の整理も完了した。先行研究が重要視しているトレンドの除去についても、現在のところトレンドについてはさほど関心を払わなくてよいモデルを分析しているため、今後の研究としては効率的に鍵となる周波数帯を検索する方法の確立と望ましい仮説検定方法の分析を行っていく。時系列マクロデータ、とりわけ外国為替レートデータについてバンドスペクトラル回帰を実用可能なものとするとともに、サンプル外の値(将来値)予測において、特定の周波数帯を用いた方が伝統的な時間領域、すなわちすべての周波数を使った場合での予測より優れているか否かについて検討を行った。6か国の為替レートについて分析した結果、それぞれの為替レートにより、予測において重要な周波数帯は異なるものの、おおむね特定の周波数のみを用いた予測が時間領域での予測より正確であった。このことはさらに、ブートストラップ法に基づく検定によって、統計的に有意に優れた予測であることが確認された。また、昨年度の研究実績の概要で述べたとおり、昨年度の研究では鍵となる周波数帯の効率的な検出方法については完成に至らなかった。この点につき、今年度は以下の2つの方法を検討した。1つはベイズ法に基づくモデル平均法であり、経済分析においてしばしば用いられるいくつかの周波数帯に基づく回帰による予測を事後確率によって平均して予測を行うが、この事後確率を比較することによって重要となる周波数帯が判明することになる。ただし、この方法を使用する際には、あらかじめ候補となる周波数帯をいくつか用意しておく必要がある。今年度検討したもう1つの方法はLASSOを用いることである。LASSOは回帰分析において比較的重要度が低い変数には係数0を選択することから、あらかじめ候補となる周波数帯を指定することなく、予測にとって重要でない周波数を除外することができると考えられる。以上のように、本年度はバンドスペクトラル回帰分析による予測において、方法論的新展開をみた。初稿をWEAI年次大会(カナダ・バンクーバー)、慶應義塾大学経済学部、ボストン大学、およびSNDE年次大会(アメリカ・ダラス)で発表した。研究実績の概要にあるように、当初予定していなかった方向へ新展開(拡張)がみられたことと、比較的早く初稿が完成したことによりセミナー・コンファレンスでの発表が可能にったため。なお、このような発表時に得たコメントにより、論文の質が向上したと思われる。
脂肪幹細胞を用いた肛門括約筋再生に関する研究

本研究では、患者自身の脂肪組織から脂肪幹細胞を抽出し、肛門機能を再生させる研究である。平成24年度、ラットにおける脂肪組織由来幹細胞の採取・培養し、in vitroにおいて確認した。平成25年度、ラット排便機能障害モデルの作製・脂肪由来幹細胞移植実験を行った。ラットによる排便機能障害モデルを作製し、直腸内に内圧測定用のトランスデューサーを挿入して肛門内圧の低下を確認した。このモデルの肛門括約筋切除部に脂肪由来幹細胞を注入し、肛門内圧の改善を確認すると同時に病理組織学的に検討した。平成26年度、脂肪幹細胞を組織に高率よく生着させるため、脂肪幹細胞シートを用いた移植を行った。近年、肛門に近い下部直腸癌に対しても肛門括約筋だけを切除することで肛門を温存する手術が可能となった。しかし、術後の機能低下が問題となっている。本研究では、再生医療を用いた肛門機能改善を目的とする。すなわち、患者自身の脂肪組織から脂肪幹細胞を抽出し、肛門機能を担っている平滑筋を再生させる研究である。平成24年度;ラットにおける脂肪組織由来幹細胞の採取・培養実験;in vitroにおいて脂肪組織由来幹細胞の存在を確認した。ラットから脂肪組織由来幹細胞を精製分離してコントロール培地内で増殖させ、これをフローサイトメトリーにてCD34、CD44、CD90を測定し、脂肪由来幹細胞の存在を確認することができた。平成25年度;ラット排便機能障害モデルの作製・脂肪由来幹細胞移植実験;ラットによる排便機能障害モデルを作製した。ラットを全身麻酔下に尾部の所より切開を加え、肛門括約筋の切除を行ったモデルを作製。直腸内に内圧測定用のトランスデューサーを挿入して肛門内圧を測定したところ、約4週間にわたって肛門内圧の低下を認めた。続いて、このモデルの肛門括約筋切除部に脂肪由来幹細胞を注入して、肛門内圧の改善を観察する。また、ラットを犠牲死させ、肛門周囲組織の病理組織学的に筋肉の再生を調べる。平成26年度;肛門括約筋切除術後の排便機能障害患者に対する自己脂肪組織由来幹細胞移植;肛門温存手術(肛門括約筋切除)施行患者に対して術後3か月半年後に肛門機能検査を行う。排便機能が低下していると判断された場合は、十分にインフォームドコンセントを行った上で同意を得られた患者に対して細胞移植を行う。平成24年度;ラットにおける脂肪組織由来幹細胞の採取・培養実験;in vitroまず、in vitroにおいて脂肪組織由来幹細胞の存在を確認する。ラットの腹腔内腎臓周囲や鼠径部より脂肪組織を採取し、脂肪組織由来幹細胞を精製分離してコントロール培地内で増殖させる。これをフローサイトメトリーにてCD34、CD44、CD90を測定し、脂肪由来幹細胞の存在を確認する。平成25年度;ラット排便機能障害モデルの作製・脂肪由来幹細胞移植実験ラットによる排便機能障害モデルはラットの肛門括約筋を切除することで作製する。ラットに全身麻酔をかけ、尾部の所より切開を加え、肛門括約筋の切除を行う。術後から1週間間隔で麻酔をかけた上で、直腸内に内圧測定用のトランスデューサーを挿入して肛門内圧を測定し、正常ラットと比較する。次のステップとして、このモデルの肛門括約筋切除部に脂肪由来幹細胞を注入して、肛門内圧および排便障害の改善を観察する。また、約2週間の観察を行った後、ラットを犠牲死させ、肛門周囲組織の病理組織学的に筋肉の再生を調べる。平成26年度;肛門括約筋切除術後の排便機能障害患者に対する自己脂肪組織由来幹細胞移植肛門温存手術(肛門括約筋切除)施行患者に対して術後3か月半年後に肛門機能検査を行う。肛門に近い下部直腸癌に対する肛門温存手術では、術後の機能低下が問題となる。本研究では、患者自身の脂肪組織から脂肪幹細胞を抽出し、肛門機能を担っている平滑筋を再生させる研究である。

平成25年度;ラット排便機能障害モデルの作製・脂肪由来幹細胞移植実験;ラットによる排便機能障害モデルを作製した。ラットを全身麻酔下に尾部の所より切開を加え、肛門括約筋の切除を行ったモデルを作製。直腸内に内圧測定用のトランスデューサーを挿入して肛門内圧を測定したところ、約4週間の長期にわたって肛門内圧の低下を認めた。続いて、このモデルの肛門括約筋切除部に脂肪由来幹細胞を注入し、肛門内圧の改善を観察した。また、ラットを犠牲死させ、肛門周囲組織の病理組織学的に検討したところ、繊維組織の増勢を認めた。平成26年度;脂肪幹細胞投与法の検討・再生組織の検証;脂肪幹細胞を組織に高率よく生着させるため、脂肪幹細胞シートを用いた移植を行った。また、雄性ラット由来の細胞を雌性ラットへ移植して組織学的に検証したが、Y染色体の存在は認められなかったが、肛門機能は再生しておりレシピエント自体の組織が増勢したものと結論づけている。外科学一般・消化器外科学平成24年度にラットにおける脂肪組織由来幹細胞の採取・培養実験に成功し、脂肪由来幹細胞の存在を確認することができた。また、ラットによる排便機能障害モデルも作製することができ、約4週間にわたり肛門内圧が低下した肛門機能不全ラットを作製することができた。このモデルを利用して肛門括約筋切除部に脂肪由来幹細胞を注入したところ、シャム手術郡と比較して肛門内圧の上昇が認められた。この点において、研究は順調に進んでいると言える。その後、ラットを犠牲死させ、肛門周囲組織を病理学的に検索したところ、繊維組織を中心とした組織の存在は認めたが、それが平滑筋組織なのか否か確認できていない。さらに、ドナー由来の組織なのか、あるいは元々のレシピエントにあった組織なのか判断できない状態である。そこで、現在は脂肪幹細胞をどのように組織に正着させ、その部分を正確に同定してどの組織に再生しているか。さらには、ドナー由来の組織であることを証明すべく研究をすすめており、その分だけ、予定より遅れていると思われる。ラットにおける脂肪組織由来幹細胞の採取・培養実験では、まず、in vitroにおいて脂肪組織由来幹細胞の存在を確認した。ラットの腹腔内より脂肪組織を採取し、脂肪組織由来幹細胞を精製分離して培地内で増殖させ、CD34、CD44、CD90を測定し、脂肪由来幹細胞の存在を確認することができた。ラットによる排便機能障害モデルはラットの肛門括約筋を切除することで作製し、直腸内に内圧測定用のトランスデューサーを挿入して肛門内圧を測定して正常ラットと比較した。約1ヶ月にわたり肛門内圧が低下した肛門機能不全ラットを作製することができた。また、このモデルの肛門括約筋切除部に脂肪由来幹細胞を注入して、肛門内圧および排便障害の改善を観察している。これまで、脂肪幹細胞を分離培養して、注射器で直腸周囲へ注入する方法をとっていた。しかし、これではどの部分へ正着したのか判断するのが困難である。
変形性膝関節症患者における膝周囲の固有知覚の低下が歩行動作に与える影響

高齢者では筋力が低下するのと同様、感覚のレセプターである固有受容器の感度や、発揮する筋力を思い通りに調節する能力も低下することが報告されている。このため、筋力や疼痛のみならず関節の動きや位置情報を中枢に伝える膝周囲の固有知覚の感度の低下が歩行パターンに影響している可能性がある。しかし膝OA患者における固有知覚の低下が歩行動作にどのように影響し、病態の進行にどのように影響するかは国内外を通じて明らかになっていない。そこで本研究では、膝OA患者における膝の筋力と固有知覚の感度、思い通りに膝周囲の筋出力を調節する能力が歩行動作(荷重衝撃の吸収能力)に与える影響について調査した。対象は膝の手術目的で当院整形外科に入院した適応基準を満たした膝OA患者13名(年齢61.9±6.9歳、BMI24.2±2.7kg/m2)とした。まず筋力の指標として角速度60°と180°における等速性膝伸展筋力(Nm/Kg)を測定した。また膝関節周囲に存在する固有受容器の感度の評価として関節位置再現テストを実施し誤差角度(°)を算出した。さらに筋出力の正確性、安定性の評価として等尺性筋出力調節テストを実施し出力誤差(Nm)を検出した。上記測定には等速性筋力測定機器(バイオデックス社)を用いた。荷重衝撃の吸収能力の指標は自由快適速度の立脚前期における荷重率(%体重/秒)とし、床反力計(キスラー社)を用いて測定した。立脚前期の荷重率と前述の測定項目との関連をピアソンの相関係数を用いて調査し統計学的有意水準は危険率5%未満とした。結果、立脚前期の荷重率と角速度180°におけるピーク膝伸展トルクとの間に負の相関関係を認めた(p<0.05)。しかし、その他の項目では有意な相関関係を認めなった。膝OA患者では、より素早く強い力を産生する能力が歩行時の荷重緩衝能力と関連していた。そして今回の測定で得られた膝周囲の感覚機能や筋出力の調節能力の結果は、歩行動作に影響していなかった。今回は立脚前期の荷重率を歩行動作のアウトカムとしたが、さらなるアウトカムを追加し膝周囲の固有知覚との関連について調査、検討していく必要がある。