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複合測地データを活用した震源断層即時推定システムの開発

リアルタイムGNSSおよび地殻変動連続観測記録を複合利用することによって,M7を超える地震の規模およびその断層面の広がりを即時予測するプロトタイプシステムの開発を行った.具体的にはキネマティックGNSS解析の高精度化手法の提案およびアンテナ可動台を用いたキネマティックGNSS解析の系統的精度評価を行った.また,断層モデル推定の不確実性をMCMCを用いて評価する手法について検討を行った.さらにボアホールひずみ計を用いた地震規模即時推定手法の高度化を行った.さらにこうした個別の成果を活用し,地殻変動連続観測データ流通・解析システムの開発および運用を実施した.平成27年度においては,以下の3項目について実施した.キネマティックGNSS解析の高精度化を図るために,対流圏遅延パラメータ推定時のハイパーパラメータの最適値を客観的に決定する方法の検討と,その結果の精度評価を行った.具体的にはキネマティック精密単独測位法によって推定される座標時系列推定時に仮定する必要がある対流圏遅延推定用ハイパーパラメータ(天頂湿潤大気遅延量および勾配量の2パラメータ)をさまざまな値にして,それぞれ座標時系列を推定し,その中で座標値の標準偏差が最小となるものを最適な対流圏遅延パラメータの組み合わせとした.その結果,天頂湿潤大気遅延量には地域特性が確認できる一方で,勾配量に関してはそうした地域特性が認められない結果となった.また,既存の精密可動台の改修によって,可動軸を多軸化し,さまざまな地震時の変動を再現できるプラットホームを得た.さらにキネマティックGNSS解析に特定のGNSS衛星が影響を及ぼしうるかについて,検討を進めた.(2)ひずみ計記録によって震源断層を即時推定するための予備的な解析を行った.対象とした地震は2011年3月9日に三陸沖で発生したプレート境界型地震(Mw7.2)である.その結果,ひずみ計データの逐次処理から得られる主ひずみ軸の方向を見ることで,震源域を即時把握できる可能性を明らかにした.(3)リアルタイムGNSSデータを既存の地殻変動連続観測データベースに組み込むためのフォーマット等の確認を進め,次年度以降の作業準備を開始した.最終的に目標とする,複合測地データを用いてプレート境界で発生する地震の規模とその断層面の広がりをより確度高く把握するための統合解析システムの構築のために,平成27年度は個々の要素技術の高度化を進めた.これはほぼ当初予定通りの進捗である.平成28年度以降は,それら要素技術の高度化と併せて,それらを統合利用するためのシステム開発を加速させる必要があるが,そのための担当研究者間の議論等は密に行っており,問題なく課題を解決できるものと考える.1.キネマティックGNSS時系列高精度解析のための最適対流圏遅延パラメータの長期間安定性平成27年度に開発したキネマティックGNSS解析の高精度化を目的とした対流圏遅延パラメータ推定時の最適ハイパーパラメータの客観的な決定方法にもとづいて,1観測点において最適ハイパーパラメータが時間的にどの程度安定しているかについての検討を進めた.その結果,天頂湿潤大気遅延量およびその勾配量の最適値が年周変化をすることが確認された.2.ひずみ計記録を活用した震源断層即時推定手法の開発平成27年度に引き続き,ひずみ計記録によって震源断層を即時推定するための手法開発およびその手法の過去イベントへの適用によるその精度評価を行った.ひずみ計に含まれる長周期トレンドを効率的に除去するために周波数領域において解析(Fourier Strain Analysis: FSA)を行い,さらにひずみ観測としては冗長な水平4成分を持つ観測点を用いることで主ひずみ方位,振幅を,観測誤差を含む形で用いた.そしてFSAによって分離した周波数成分を再合成することで,地震の震源時間関数を求めた.適用した地震イベントは2011東北地方太平洋沖地震(Mw9.0)であり,FSAによって推定されたモーメントマグニチュードはMw9.1となり,ひずみ計データを適切に用いることで超巨大地震規模の即時推定が可能であることを示した.3.精密可動台を用いたキネマティックGNSS時系列の精度評価H27年に改修を実施した精密可動台を用いてゆっくりとした地殻変動場を再現するための実験を開始し,比較的短基線の安定した条件下で開発した精密可動台自体の性能を評価した.その結果,数mm以下の精度で安定してGNSSアンテナを可動できることが確認できた.最終的に目標とする,複合測地データを用いてプレート境界で発生する地震の規模とその断層面の広がりをより確度高く把握するための統合解析システムの構築のために,平成28年度も個々の要素技術の高度化を進めた.特にリアルタイムGNSS時系列の精度向上を目指した最適対流圏遅延パラメータの推定に関する技術開発に関しては英文査読付き論文誌でその成果を平成28年度に発表した.これらの結果はほぼ当初予定通りの進捗である.さらに平成28年11月には様々な測地データを活用した地震や津波規模を即時推定するための手法開発とその適用に関する研究集会を開催し,非常に充実した議論を行うことができた.これも当初予定通りの進捗である.

このように最終年度に向けて個々の要素技術を統合利用するための素地は整いつつあり,担当研究者間の議論を進めることで,本研究課題の目標を達成できるものと考える.平成29年度は特にこれまでに進めてきたキネマティックGNSS解析の高度化,キネマティックGNSS時系列を定量的に評価するための精密可動台の開発,ひずみ計を用いた震源断層即時推定手法の開発等の個々の要素開発を継続して実施するとともに,それらを統合して解析するためのプロトタイプシステムの開発を進めた.要素技術としてはキネマティックGNSS解析の高度化の一環として,GNSS搬送波位相変化から直接断層すべりを推定する手法の地震時すべりへの適用可能性を検討した.本検討においては2016年熊本地震をその対象イベントとした.その結果,同手法によってあらかじめ仮定した1枚矩形断層上でのすべり量を比較的正確に再現可能であることを明らかにした.さらに断層面を多数の要素に分割し,その上でのすべり量を推定するように手法を拡張しても同様に地震時すべり量を推定可能であることを示した.これらの成果は,キネマティックGNSS解析によって座標値を推定せずに目標とする断層すべりを推定可能であることを示し,プレート境界など,既知の断層面におけるすべりのモニタリングの観点から重要な成果である.また通常のGNSS解析をしないという観点での計算コストの大幅な低減や,未知パラメータ間の分離精度を向上させられる可能性など,今後の発展性も大きい技術と考えられる.これらの成果については査読付き英文論文誌に投稿準備中である.さらに昨年度まで進めたひずみ計を用いた震源断層即時推定手法についてもその成果をまとめ,査読付き英文論文誌に投稿済である.このように本科研費の最終年度である平成29年度には新規技術の開発を進めるとともに,その成果の取りまとめを平行して実施した.リアルタイムGNSSおよび地殻変動連続観測記録を複合利用することによって,M7を超える地震の規模およびその断層面の広がりを即時予測するプロトタイプシステムの開発を行った.具体的にはキネマティックGNSS解析の高精度化手法の提案およびアンテナ可動台を用いたキネマティックGNSS解析の系統的精度評価を行った.また,断層モデル推定の不確実性をMCMCを用いて評価する手法について検討を行った.さらにボアホールひずみ計を用いた地震規模即時推定手法の高度化を行った.さらにこうした個別の成果を活用し,地殻変動連続観測データ流通・解析システムの開発および運用を実施した.平成28年度はキネマティックGNSS解析の高度化,ひずみ計,GNSS記録を用いた震源断層即時推定手法の開発を進める.また,最終的な統合システムの開発のために,リアルタイムGNSSおよび地殻変動連続観測の統合解析システムの整備を加速化させる.これらの研究実施と並行し,関連する研究者が参集する研究集会を平成28年内に実施し,より高精度なシステム開発に向けた議論を行う.さらに東北大学と国土地理院が開発を進めているリアルタイムGNSS解析システム(REGARD)の開発に,平成27年度に本科研費課題で得られた成果(最適対流圏遅延パラメータの推定)を実装するために,国土地理院と議論を進め,研究成果の社会実装を加速化させる平成29年度はこれまでに進めてきたキネマティックGNSS解析の高度化,キネマティックGNSS時系列を定量的に評価するための精密可動台の開発,ひずみ計を用いた震源断層即時推定手法の開発等の個々の成果を取りまとめ,最終的なリアルタイムGNSSおよび地殻変動連続観測をもちいたの統合解析プロトタイプシステムの整備を主として行う.
ユビキタス・センサネットワーキング基盤構築のための高効率・高信頼通信方式の研究

本研究では,センサ端末の小型軽量化,低コスト化,省電力化に対応し,従来のセンサネットワークにおけるルーティング方式で主に用いられていた位置情報を用いることなく,目的のノードにデータを転送することができる方法,および高信頼な経路を構築する方法を開発した.このことにより,各ノードで位置情報を得るための特別なデバイスが不要になるため,ノードの小型軽量化,低コスト化,省電力化が飛躍的に進み,センサネットワークの普及,発展に大きく寄与することが期待できる.本研究では,センサ端末の小型軽量化,低コスト化,省電力化に対応し,従来のセンサネットワークにおけるルーティング方式で主に用いられていた位置情報を用いることなく,目的のノードにデータを転送することができる方法,および高信頼な経路を構築する方法を開発した.このことにより,各ノードで位置情報を得るための特別なデバイスが不要になるため,ノードの小型軽量化,低コスト化,省電力化が飛躍的に進み,センサネットワークの普及,発展に大きく寄与することが期待できる.本研究では,ユビキタス・センサネットワーキング基盤の確立に向けて,その最も基本的な技術の一つである,観測されたデータやクエリをネットワーク内で目的のノードへ安全に転送するための高効率かつ高信頼なルーティング技術の開発を目的としている.本年度は,センサネットワークにおける高効率ルーティング技術の研究として,センサ端末の小型軽量化,低コスト化,省電力化に対応し,従来のセンサネットワークにおけるルーティング方式で主に用いられていた位置情報を用いることなく,目的のノードにデータを転送することができるようにするために,複数の基準ノードからの転送ホップ数のベクトルを基準とした仮想的な位置情報を用いる方式を提案した.さらに,センサネットワークで重要となるデータの生成された位置に関する情報を,特別なデバイスを用いずに推定する方式について検討し,効率の良いセンサノードの位置推定手法を提案した.そして,多数のノードがランダムに存在する仮想的な環境を計算機上で構築し,そのシミュレーション環境上において提案した手法を実装して評価を行い,その有効性を示した.これらのことにより,提案した手法により,各ノードで位置情報を得るための特別なデバイスが不要になるため,ノードの小型軽量化,低コスト化,省電力化が飛躍的に進み,センサネットワークの普及,発展に大きく寄与することが期待できる.本研究では,ユビキタス・センサネットワーキング基盤の確立に向けて,その最も基本的な技術の一つである,観測されたデータやクエリをネットワーク内で目的のノードへ安全に転送するための高効率かつ高信頼なルーティング技術の開発を目的としている.本年度は,センサネットワークにおける高信頼ルーティング技術の研究として,従来のセンサネットワークにおけるルーティング方式で主に用いられていた単一経路生成手法による経路の低信頼性の問題を解決することを目的に,互いに独立性の高い複数の経路を効率よく構築する方式について検討した.ここでは,ゾーンと呼ぶ一定の範囲を単位として,互いの経路が重複しないような複数経路を構築することにより,一定範囲に及ぶ通信障害が生じた際にも経路が維持され易い方法を提案した.また,経路構築の際の通信オーバヘッドが大きくならないようにするため,各センサノードにおける経路情報構築クエリの転送方法を工夫し,ゾーンレベルでの経路履歴情報により冗長なクエリの転送を抑制する方法を提案した.さらに,多数のノードがランダムに存在する仮想的な環境を計算機上で構築し,そのシミュレーション環境上において提案した手法を実装して評価を行った.これらのことにより,提案した手法により,通信障害などの影響を受けにくい,高信頼なセンサネットワークの構築技術の検討が進み,センサネットワークの普及,発展に大きく寄与することが期待できる.本研究では,ユビキタス・センサネットワーキング基盤の確立に向けて,その最も基本的な技術の一つである,観測されたデータやクエリをネットワーク内で目的のノードへ安全に転送するための高効率かつ高信頼なルーティング技術の開発を目的としている.本年度は,センサネットワークにおける高信頼ルーティング技術の研究として,従来のセンサネットワークにおけるルーティング方式で主に用いられていた単一経路生成手法による経路の低信頼性の問題を解決することを目的に,互いに独立性の高い複数の経路を効率良く構築する方式について提案し,その評価を行った.ここでは,ゾーンと呼ぶ一定の範囲を単位として,互いの経路が重複しないような複数経路を構築することにより,一定範囲に及ぶ通信障害が生じた際にも経路が維持され易い方法と,経路構築の際の通信オーバヘッドが大きくならないようにするため,各センサノードにおける経路情報構築クエリの転送方法を工夫し,ゾーンレベルでの経路履歴情報により冗長なクエリの転送を抑制する方法を提案した.これらについて,多数のノードがランダムに存在する仮想的な環境を計算機上で構築し,そのシミュレーション環境上において提案した手法を実装して評価を行った結果,経路構築率や通信オーバヘッドの向上が確認できた.これらのことにより,提案した手法により,通信障害などの影響を受けにくい,高信頼なセンサネットワークの構築技術の検討が進み,センサネットワークの普及,発展に大きく寄与することが期待できる.
新規ヒト血液脳関門細胞株を用いた中枢治療薬の脳移行性予測

ヒト血液脳関門(BBB)の輸送機能に基いて薬物の脳移行性を予測することは、新規中枢治療薬の開発および薬物治療にとって重要な課題である。本研究の目的はヒトBBBの不死化細胞株(D3細胞)を用いて、ヒトBBBの特性および薬物輸送機能を解明し、中枢治療薬のヒト脳移行性を予測することである。本研究の成果として、D3細胞におけるカチオントランスポーター分子(OCTN2, OCTN1, PMAT)およびプロトン/有機カチオン交換輸送系の高発現が明らかになった。さらに、D3細胞で得られるin vitroの結果からヒト脳移行性を予測する1つの方法論が確立できた。本研究課題の目的は「ヒト血液脳関門のin vitroモデル細胞を用いて、カチオン性中枢治療薬の血液脳関門輸送機構を解明し、ヒトにおける脳移行性予測法を確立する」ことであった。本年度は、ヒト血液脳関門細胞における既知有機カチオントランスポーターの発現と輸送機能について検討し、以下の成果を得た。1)血液脳関門細胞におけるトランスポーター発現解析1)で発現量の高かったOCTN2, PMATについて、それぞれの特異的基質であるL-カルニチンおよび1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP^+)を用いて輸送活性を検討した。結果、D3細胞における特異的基質の輸送特性はラットの細胞と同様であり、高い輸送活性を持つことがわかった。以上の結果から、ヒト血液脳関門のモデル細胞であるD3細胞には有機カチオントランスポーターが発現しており、輸送機能を併せ持つことを明らかにすることができた。これは世界で初めての結果である。本研究課題の目的は「ヒト血液脳関門のin vitroモデル細胞(hCMED/D3細胞)を用いて、カチオン性中枢治療薬の血液脳関門透過機構を解明し、ヒトにおける脳移行性予測法を確立する」ことである。本年度は、1)D3細胞におけるカチオントランスポーターの発現を定量的PCRおよびRNAiライブラリー法を用いて明らかにすること、2)カチオン性薬物のin vivoにおける血液脳関門透過クリアランスをラット脳灌流法及び脳マイクロダイアリシス法を用いて測定することであった。1)319種類のSCLトランスポーターのうち、有機カチオンの輸送に関与すると考えられる35種のトランスポーターのRNAiライブラリーを構築した。蛍光標識siRNAを用いた検討から、lipofectamine RNAiMAXを用いることによりRNAiをD3細胞へ充分に導入できることがわかった。昨年度の研究結果からhCMED/D3細胞において発現量が高かったOCTN1,0CTN2,PMAT,CTL1,CTL2についてsiRNA導入による遺伝子発現抑制効率を検討した。その結果、これらトランスポーター遺伝子の発現は約85-90%まで抑制されることがわかった。これらの結果から、ヒト血液脳関門のin vitroモデルであるhCMED/D3にはOCTN1,0CTN2,PMAT,CTL1,CTL2が多く発現しており、カチオン性薬物の輸送に関連している可能性が示唆された。2)カチオン性薬物のうち、生理的pHでカチオン化しているオキシコドン、ピリラミン、ジフェンヒドラミンおよびオランザピンについてin vivoにおける血液脳関門透過クリアランス並びに脳への移行機構を検討した結果、これらの薬物の脳細胞間液中遊離形濃度は血漿中遊離形濃度より高く、比較的速やかに脳内に移行していることがわかった。以上から、これらカチオン性薬物は能動的輸送機構で脳内に移行していることがわかった。本研究課題の目的は「ヒト血液脳関門のin vitroモデル細胞(hCMEC/D3細胞)を用いて、カチオン性中枢治療薬の血液脳関門輸送機構を解明するとともに、ヒトにおける脳移行性予測法を確立すること」であった。本年度はhCEC/D3細胞を用いて得られた結果をもとにヒト個体へのスケールアップを試み、以下の成果を得た。1)ヒト脳移行性を予測する前段階として、ラット由来の血液脳関門不死化細胞株(TR-BBB13細胞)を用い、カチオン性薬物(オキシコドン、[3H}ピリラミン、ジフェンヒドラミン)の細胞内取り込みクリアランスを測定するとともに、これら薬物のin vivoにおける血液脳関門取り込みクリアランスを脳還流法にて測定した。一方で、in vitro ーin vivo相関を明らかにするために、脳毛細血管表面積、血流(還流)速度、タンパク結合率、輸送体に対する親和性などのパラメータを組み込んだ生理学的モデルを構築した。この生理学的モデルをスケールアップを用いて、TR-BBB13細胞で測定した取り込みクリアランスからin vivo血液脳関門透過クリアランスを予測した結果、少なくとも上記3つのカチオン性薬物については予測値と実測値が良く一致した。2)上記の検討結果を踏まえ、次にhCEC/D3細胞からヒト個体の血液脳関門透過性が予測できることを検証した。その結果、hCMEC/D3細胞の実測値から予測したピリラミンのヒト血液脳関門透過性は、PETで求めた報告値とほぼ一致した。

以上から、中枢疾患治療薬のヒト脳移行性予測について、これまでにない新たな方法論を提示することができた。本研究成果は中枢疾患の治療のみならず、新薬の開発に寄与するものである。本年度の目的としたカチオン性トランスポーターの遺伝子発現解析において、カチオン性薬物の輸送に関わる可能性があるトランスポーターを捕まえることができた。また、数種の薬物の脳移行機構をin vivoで証明することができた。これらは申請時の目的をほぼ達成するものである。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果において、新規ヒト血液脳関門in vitroモデル細胞(hCMED/D3細胞)において、数種の有機カチオンに特徴的な輸送系(プロトン/有機カチオン交換輸送系)があることがわかった。その分子の特定にまで至っていないが、22年度、23年度の分子生物学的検討から、hCMED/D3細胞に数種のカチオントランスポーターが豊富に発現することを掴んだ。今後は、との輸送系の応用として、脳移行性予測に関する細胞系からヒトへのスケールアップの方法論の確立に焦点を絞る。
ヒト歯根膜細胞のメカニカルストレスに対する細胞応答の加齢変化について

矯正治療に対する歯周組織反応は年齢により大きく異なり、若年者に比べ高齢者に矯正治療を実施した場合、治療中の強い疼痛や異常な歯槽骨頂の吸収、また歯根吸収等を招くことも指摘されている。一方、移動歯の周囲へのPGE_2投与で歯根吸収が生じることや、PGE_2とIL-1βが骨吸収能を有することなどから、メカニカルストレスに対する歯周組織細胞の応答性が加齢により変化し、これら因子の産生が増大している可能性が考えられた。そこでまず、我々は歯根膜細胞におけるメカニカルストレスと加齢の細胞応答に及ぼす影響を検討するためヒト歯根膜細胞を継代培養し続けin vitroで老化させた歯根膜細胞に、コンピューター制御による周期的伸展力を加え、伸展力強さに伴って骨吸収因子であるPGE2およびIL-1β産生が亢進すること、またこのPGE_2産生にはCOX-2遺伝子発現の亢進が必須で、COX-1遺伝子発現には変化がないことを見出した。次に、youngおよびoldラットの歯根膜細胞を用い、RT-PCR法により遺伝子発現の検討を行ったところ、COX-2とIL-1βの遺伝子発現は周期的伸展力により増大し、さらにold cellにおいてより顕著であったが、COX-1とICEの遺伝子発現は伸展力付与による変化は認められず、さらにyoung cellおよびold cell間での差も認められなかった。COXはPGの産生に関わる酵素として知られ、ICEはIL-1βの成熟に関与していることが報告されているが、今回の結果よりメカニカルストレスによるIL-1βおよびCOX-2遺伝子発現の増大が関与していることがわかった。さらに、PGE_2がcox-2プロモーター領域のNF-kB応答エレメントの活性に関与するか、また伸展力によるNF-kB応答エレメントの活性が加齢によりどのように変化するのかについて検討中である。まず歯根膜細胞においてNF-kBが発現するか否か、およびNF-kB抗体や二次抗体の濃度等を決定するため、健全なヒト第一小臼歯から採取した歯根膜をアウトグロースさせ、8穴LabTekチャンバースライドを用い、IL-1bを3U/mlの濃度で1時間作用させた。その後メタノールで固定し、0.1% Triton X-100,4% FCS添加PBSでインキュベーションした後、200倍希釈抗P65抗体(Santa Cruz Biotechnol)を1時間作用、抗ラビットFI TC2次抗体をインキュベートし、Vectashieldで封入し、コンフォーカルレーザー顕微鏡で検鏡したところ、細胞質や核内にNF-kB陽性反応が認められた。IL-1bで刺激した歯根膜細胞の細胞質や核内にNF-kB陽性反応が認められたため、次にNF-kBの細胞内移行について検討するため、同様な方法で歯根膜細胞をLabTekチャンバースライドで培養し3U/mlの濃度IL-1bで刺激を加え、30分、45分、1時間、1時間、に細胞を固定した。Santa Cruz Biotechnol社製抗P65抗体を用い同様にしてNF-kB免疫染色を行ったところ、IL-1b刺激後30分、45分では細胞質より核内に強くNF-kB陽性反応が認められたが、1時間後ではしだいに弱まり、2時間後では細胞質の反応が強くなった。以上の結果より、歯根膜細胞をIL-1bで刺激すると早期にNF-kBは核内に移行しCox2等の転写を開始するものと考えられた。現在、歯根膜細胞に周期的伸展力を加えた系については検討中である。

NF-kBの細胞内移行について検討するため、健全なヒト第一小臼歯から採取した歯根膜をアウトグロースさせ、8穴LabTekチャンバースライドを用い、3U/mlの濃度IL-1bで刺激を加え、30分、45分、1時間、1時間、に細胞を固定した。Santa Cruz Biotechnol社製抗P65抗体を用い同様にしてNF-kB免疫染色を行ったところ、IL-1β刺激後30分、45分では細胞質より核内に強くNF-kB陽性反応が認められたが、1時間後ではしだいに弱まり、2時間後では細胞質の反応が強くなった。以上の結果より、歯根膜細胞をIL-1βで刺激すると早期にNF-kBは核内に移行しCox2等の転写を開始するものと考えられた。そこで次に歯根膜細胞に周期的伸展力を加えて系について検討した。歯根膜細胞を底面が柔軟な培養ディッシュに3x105cells/wellにseedingし、コンピューター制御のFlexercell Strain Unitにて周期的伸展力(18% elongation,6 cycles/min)を15日間加えた。PGE2産生やCox2遺伝子発現は伸展刺激後2日ほどで起こるため、歯根膜細胞を12時間、1日、2日刺激後、上記同様に固定し、NF-kBの核内移行について検討中である。
リン酸輸送体ＰｉＴ２に着目した老化を制御する脳内リン酸ホメオスタシス機序の解明

近年、健康寿命の延長という観点からリンと老化の関係が注目されているが、生体内でのリン酸ホメオスタシス機序の全容は明らかになっていない。リン酸ホメオスタシス機序を解明する足掛かりとして、生体内でのリン酸輸送に関与するリン酸輸送体SLC20A2の変異によって、脳内だけに異所性石灰化を引き起こす特発性基底核石灰化症(IBGC)の病態解明、創薬研究を行う。SLC20A2の機能評価とIBGCでみられるSLC20A2変異について機能異常と臨床症状との関連を見出すための基盤創出を目的とする。また、疾患特異的iPS細胞を使用し、疾患モデルを構築することで病態解明に加えた創薬研究への応用も検討する。
X線回折法による超臨界流体の構造とゆらぎの研究

本研究は、X線回折実験により動径分布関数およびゆらぎの情報を得て、分子論的スケールで超臨界流体の構造を明らかにすることを目的としている。動径分布関数を得るためには、広角散乱実験が必要である。前年度完成した超臨界流体用試料ホルダーと、既存の二次元検出器つき回折計を用いて、二酸化炭素を試料とし、臨界点近傍の数種類の熱力学状態(超臨界状態2種類、液体4種類)の回折強度を得て、動径分布関数を求めた。(ここで、高圧液体の回折実験を行ったのは、これらの結果を超臨界流体と比較し、より超臨界流体の構造を理解するためである。)液体から臨界点を経て超臨界流体への構造変化は比較的連続的である。液体および超臨界流体とも直径1314Aにわたる構造相関が存在している。液体の場合は、任意の分子を中心にしてこのまわりにできている部分構造の領域と考えられる。超臨界流体の場合は、分子の分布密度の高い領域(以下クラスターと呼ぶ)の大きさをあたえているものと解釈した。これから判断すると、クラスターを構成している分子数は20数個である。また、十分な領域までは得られていないが、小角領域のGuinier Plotから求めたクラスターの大きさも上記の値とよく一致した。また、液体状態の部分構造のシュミレーションを行い、液体では結晶構造と同じような部分構造が維持されていることがわかった。このように、広角散乱実験により、超臨界状態の二酸化炭素の構造、特にクラスタリングの様が明らかになった。ゆらぎを求めるための小角散乱装置は、ほぼ立ち上げを完了した。すでに求めてある広角散乱実験の結果と組み合わせることにより、より総合的に超臨界流体の構造理解がすすむものと思われる。
現代アメリカにおける学校を基盤とした教育・少年司法・福祉の政策連携に関する研究

本年度の研究においては、現代アメリカにおける教育政策・少年司法政策・福祉政策の連携に関して,諸事例の分析に着手した上で,その基本的な政策目標,組織構造,連携実態,効果と課題等の視点から研究のまとめを行うことが主な目的であり,以下のように遂行された。まず,理論的な側面から,上述の政策連携に関する基本的定義,歴史的社会的背景,政策の構成要素等について整理を行った。その結果,これまでの教育政策動向とは異なる新たな特質として,学業成績中心の学校観において周辺化された「ケア」の発想を回復させる点,個人的家族的範囲を超えた地域社会全体の文化資本の改善・整備が見られる点などを明らかにすることができた。次にいくつかの事例の検討を通じて,政策連携の特質を政策過程および政策内容の視角からそれぞれ考察した。政策過程では,アクターが多様化することによって学校および児童生徒のニーズの多様性に照応した柔軟な対応が生み出されていること等を特質として指摘できる。また,政策内容では,児童生徒の社会的自立を地域社会の経済的・文化的な改善と同調させつつ実現する志向性があること等が重要な特質として指摘できた。他方,政策連携に関する課題も多く残されており,専門家間の齟齬や財源配分方式の不安定性に加えて,学校側が一方的に地域資源に依存するのみという問題もみられた。以上の諸点を中心として,所属学会における研究成果発表(日本教育行政学会,関西教育行政学会)および学術論文の作成を行った。本年度の研究においては,現代アメリカにおける教育政策・少年司法政策・福祉政策の連携に関して理論的側面を中心とする検討および訪問調査等の準備の推進を予定し,次の通り概ね所期の目標を達成している。第一に,前者の理論的側面を中心とする検討については,国内外から研究文献等について主たるものを収集することに努め,それらの解析作業を進めた結果,少年司法と教育との連携については矯正型ではなく予防型のプログラムが主流となっていること,そこでは暴力を元的に抑止する方式よりも非暴力紛争解決手段を自主学習する方式のちのが効果を上げていること,などが明らかになった。また,こうしたプログラムの実施主体として非営利団体の役割が高く位置づけられているばかりでなく,カリキュラムとの連動が図られる事例の存在も明らかになった。これらは,学校の新たな役割とその「社会的基盤」を解明する重要な手がかりとなる可能性があり,その詳細の解明を次年度の課題に加えたい。他方,福祉政策との連携については,近年,全米各地で設置され始めた「家庭資源センター(Family Resource Center)」と呼ばれるシステムがその機能を担いつつあるが,児童生徒の教育達成との関わりでの実質的効果については疑問視されていること,児童生徒や家庭のニーズが教育専門家によって決められ,ニーズの「自己定義権」が軽視されていることなどが明らかになった。第二に,訪問調査については,当初調査を予定していたニューヨークが9月の事件によって訪問困難となったため,調査対象の変更を余儀なくされ,現在,他都市を選定中である。もう一つ予定していたシカゴについては,10月に予備訪問調査を実施して,シカゴ大学の研究者および教育NPOの調査担当者に対して学校改革の現状や政策連携課題に関するヒアリングを行うことができた。
電離圏沿磁力線イレギュラリティの生成機構とE・F領域結合過程の研究

中低緯度電離圏では、分極電界が地球磁力線に沿って伝播するため、E領域とF領域の間には相互作用が予想される。しかし観測の難しさから、研究は不十分であった。本研究では、同一磁力線上におけるE・F領域電離圏の振舞いを調べ、電界を通じた相互作用を明らかにし、両領域のイレギュラリティ(FAI)生成機構の解明するため、以下のように研究を行って成果を得た。1.中緯度域における観測キャンペーンFERIX(F- and E-Region Ionosphere Coupling Study)について平成15年度中に準備をすすめ、平成16年59月の期間に観測を実施した。具体的には下部熱圏プロファイラーレーダー(LTPR)と大気光イメージャを山形県酒田市に設置し、MUレーダーとの同時観測を実施した。情報通信研究機構の協力を得てFM-CWアイオノゾンデを酒田市を含む東北地方3ヶ所に設置して更に大きなネットワークを形成して観測を行った。F領域FAIエコーが出現するときに、同一磁力線で結ばれたE領域においてFAIエコーの形状が大きく変化し、両者が同じ方向に水平移動することを明らかにした。またF領域の中規模電離圏擾乱とのよい相関を見出した。2.研究期間全体にわたって、インドネシアにある赤道大気レーダー(EAR,磁気的南緯10度)、同サイトにある大気光イメージャ、情報通信研究機構がEARサイトを含む南北半球で運用中のFM-CWアイオノゾンデ・ネットワークのデータ解析から、低緯度FAIにおける、電界によるE/F領域カップリングについて研究を進めた。3.以上の観測結果をもとに、中低緯度電離圏の振舞いに関するE/F領域相互作用の重要性を観測的に明らかにすることに成功した。中低緯度電離圏では、分極電界が地球磁力線に沿って伝播しうるため、E領域とF領域FAIの間には相互の関係が予想される。しかしながら観測上の問題点から、現在までこの関連が明らかにされてきたとはいえない。本研究の目的は、種々の観測を中心として同一磁力線上におけるE・F領域FAIの振舞いを調べることで、電界を通じたE・F領域の相互作用を明らかにし、両領域のFAI生成機構を解明することである。今年度は下記の研究を実施した。1.下部熱圏プロファイラーレーダー(LTPR)をMUレーダーの北方に移設し、MUレーダーとの同時観測からF領域FAI観測とE領域観測のカップリングを明らかにする観測キャンペーンFERIX(F-and E-Region Ionosphere Coupling Study)の準備をすすめた。LTPR観測場所として山形県酒田市を選定し、無線局免許の取得のほか、移動観測に必要な改修を実施した。また通信総合研究所では東北地方にFM-CWレーダー3台からなるネットワークを形成し、FERIXに参加することが決定し、そのための準備も並行して行われた2.インドネシアに位置するEAR(磁気緯度:南緯10度)は低緯度FAI観測に威力を発揮しつつあり,低緯度FAIの空間構造について研究を進めた。通信総合研究所は、インドネシアとタイ両国にまたがる磁気赤道域及び磁気共役点にイオノゾンデ観測網を構築中である。本研究ではEARサイトへのFM-CWレーダー設置を共同してすすめた。3.3次元の大規模計算機シミュレーションを開発し、中性大気・電離大気の相互作用に基づく分極電界生成メカニズムと電離圏E・F領域相互作用について研究を進めた。中性大気中を下方から伝搬してくる大気重力波がスポラディックE層を変調することで分極電界が生じ、これがF領域まで影響を与える可能性が明らかになった。中低緯度電離圏では、分極電界が地球磁力線に沿って伝播しうるため、E領域とF領域FAI間には相互作用が予想される。

本研究では、種々の観測によって同一磁力線上におけるE・F領域電離圏の振舞いを調べ、電界を通じたE・F領域の相互作用を明らかにし、両領域のイレギュラリティ(FAI)生成機構の解明を目指した。今年度は下記の研究を実施した。2.FERIX観測成果の解析を進め、F領域FAIエコーが出現するときに、同一磁力線で結ばれたE領域においてFAIエコーの形状が大きく変化し、両者が同じ方向に水平移動することを明らかにした。3.インドネシアの赤道大気レーダー(EAR、磁気的南緯10度)、同サイトにある大気光イメージャ、情報通信研究機構がEARサイトを含む南北半球で運用中のFM-CWアイオノゾンデ・ネットワークのデータ解析から、低緯度FAIの空間構造について研究を進め、F領域FAIの出現が日没前後のF領域電離圏の高度変動と密接に関連することを明らかにした。またF領域FAIの出現と同時にE領域FAIが抑圧される現象について、電界によるE/F領域カップリングで説明できることを明らかにした。以上の成果は、E/F領域相互作用の重要性を観測的に明らかにしたもので、本研究はその目的を果たした。
呼気一酸化窒素測定を用いた小児住民の二酸化硫黄曝露による影響の評価

高濃度の二酸化硫黄(SO2)を含む火山ガスの大量放出を伴った噴火により2000年全島民の島外避難を余儀なくされた三宅島で,火山ガス放出が続く中,避難指示解除となった2006年2月より毎年健康診断を実施した.呼吸器影響評価のひとつの項目として呼気一酸化窒素濃度(FeNO: Fractional nitric oxide concentration in exhaled breath)測定を2008年より継続的に行った.今回,島外の二酸化硫黄の観測値が環境基準を達成している島に居住する者を対照群として、SO2曝露とFeNO値への量的影響を検討することを目的とする.対象者は健診時点で,いずれも中学2年生とした.三宅島では2008年から2014年の間の各年11月にのべ83名に実施し、対照群は31名であった.三宅島でのSO2濃度は,定点モニタリング(6地点,5分値)をもとに,各健診前3ヶ月間の平均濃度(ppb)を算出した.FeNOは,卓上型NOアナライザー(NIOX-MINO)を用い、米国呼吸器学会と欧州呼吸器学会が推奨する標準法で行った.各健診前3ヶ月間の平均SO2曝露濃度(ppb)は,2008年から2014年それぞれ,22.2, 20.6, 8.9, 10.5, 10.7, 4.4, 8.0であった.2008年から2014年におけるFeNO測定値(ppb)の幾何平均(GM)はそれぞれ,28.2, 18.2, 23.6, 35.5, 36.9, 28.1, 32.1であった.対照群では,27.7であり,いずれの年度と対照群の間の比較においても統計学的有意差を認めなかった.また,性別、高感受性の有無で層化した解析においても,同様であった.健診前3ヶ月間の平均SO2曝露濃度22.2ppb以下の環境においては、FeNO測定値で統計学的に有意な影響を認めない.高濃度の二酸化硫黄(SO2)を含む火山ガスの大量放出を伴った噴火により2000年全島民の島外避難を余儀なくされた三宅島で,火山ガス放出が続く中,避難指示解除となった2006年2月より毎年健康診断を実施した.呼吸器影響評価のひとつの項目として呼気一酸化窒素濃度(FeNO: Fractional nitric oxide concentration in exhaled breath)測定を2008年より継続的に行った.今回,島外の二酸化硫黄の観測値が環境基準を達成している地域に居住する者を対照群としてFeNO濃度を比較し、SO2濃度との関係を検討することを目的とする.対象者は健診時点で,いずれも中学2年生とした.三宅島では2008年から2014年の間の各年11月にのべ83名に実施し、対照群は31名であった.各健診前3ヶ月間の平均SO2曝露濃度(ppb)は,2008年から2014年それぞれ,17.6, 17.5, 9.6, 7.3, 8.4, 4.2, 5.0であった.2008年から2014年におけるFeNO有所見率(%)はそれぞれ,50.0, 27.3, 18.2, 57.1, 46.2, 38.5, 50.0であった.対照群では,41.9%であり,いずれの年度との比較においても統計学的有意差を認めなかった.今後,対照群については測定数を増やすこと,また,一般大気環境下の他の集団との比較も検討する必要が考えられた.研究は下記の研究目的に由っており、おおむね順調に進展していると考える。二酸化硫黄曝露地域在住者のコホート研究におけるデータはすでに獲得済みであり、一般大気環境で居住する小児を対象に新たに調査を行い、現在、比較検討段階にある。本年度は、鹿児島県の中学校で疫学調査を実施することができた。高濃度の二酸化硫黄(SO2)を含む火山ガスの大量放出を伴った噴火により2000年全島民の島外避難を余儀なくされた三宅島で,火山ガス放出が続く中,避難指示解除となった2006年2月より毎年健康診断を実施した.呼吸器影響評価のひとつの項目として呼気一酸化窒素濃度(FeNO: Fractional nitric oxide concentration in exhaled breath)測定を2008年より継続的に行った.今回,島外の二酸化硫黄の観測値が環境基準を達成している地域に居住する者を対照群としてFeNO濃度を比較し、SO2濃度との関係を検討することを目的とする.対象者は健診時点で,いずれも中学2年生とした.三宅島では2008年から2014年の間の各年11月にのべ83名に実施し、対照群は31名であった.各健診前3ヶ月間の平均SO2曝露濃度(ppb)は,2008年から2014年それぞれ,17.6, 17.5, 9.6, 7.3, 8.4, 4.2, 5.0であった.2008年から2014年におけるFeNO有所見率(%)はそれぞれ,50.0, 27.3, 18.2, 57.1, 46.2, 38.5, 50.0であった.

対照群では,41.9%であり,いずれの年度との比較においても統計学的有意差を認めなかった.今後,対照群については測定数を増やすこと,また,一般大気環境下の他の集団との比較も検討する必要が考えられた.二酸化硫黄曝露地域在住者のコホート研究におけるデータはすでに獲得済みであり、一般大気環境で居住する小児を対象に新たに調査を行い、現在、比較検討段階にある。本年度は、結果の解析および研究発表を行った。高濃度の二酸化硫黄(SO2)を含む火山ガスの大量放出を伴った噴火により2000年全島民の島外避難を余儀なくされた三宅島で,火山ガス放出が続く中,避難指示解除となった2006年2月より毎年健康診断を実施した.呼吸器影響評価のひとつの項目として呼気一酸化窒素濃度(FeNO: Fractional nitric oxide concentration in exhaled breath)測定を2008年より継続的に行った.今回,島外の二酸化硫黄の観測値が環境基準を達成している島に居住する者を対照群として、SO2曝露とFeNO値への量的影響を検討することを目的とする.対象者は健診時点で,いずれも中学2年生とした.三宅島では2008年から2014年の間の各年11月にのべ83名に実施し、対照群は31名であった.三宅島でのSO2濃度は,定点モニタリング(6地点,5分値)をもとに,各健診前3ヶ月間の平均濃度(ppb)を算出した.FeNOは,卓上型NOアナライザー(NIOX-MINO)を用い、米国呼吸器学会と欧州呼吸器学会が推奨する標準法で行った.各健診前3ヶ月間の平均SO2曝露濃度(ppb)は,2008年から2014年それぞれ,22.2, 20.6, 8.9, 10.5, 10.7, 4.4, 8.0であった.2008年から2014年におけるFeNO測定値(ppb)の幾何平均(GM)はそれぞれ,28.2, 18.2, 23.6, 35.5, 36.9, 28.1, 32.1であった.対照群では,27.7であり,いずれの年度と対照群の間の比較においても統計学的有意差を認めなかった.また,性別、高感受性の有無で層化した解析においても,同様であった.健診前3ヶ月間の平均SO2曝露濃度22.2ppb以下の環境においては、FeNO測定値で統計学的に有意な影響を認めない.本研究は疫学調査であり、研究内容、研究費の用途ともに平成29年度も平成28年度同様に本研究調査(一般大気環境に居住する小児を対象とした呼気一酸化窒素測定)と結果の解析を推進継続していく予定である。平成30年度末には、成果報告書を作成する。本研究は疫学調査であり、研究内容、研究費の用途ともに平成30年度も平成29年度同様に本研究調査(一般大気環境に居住する小児を対象とした呼気一酸化窒素測定)と結果の解析、研究結果の発表を推進継続していく予定である。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果である。(理由)効率的な調達を行ったために生じた。(使用計画)平成30年度は、旅費、人件費、その他結果の解析、報告に付随する物品購入のために使用する予定である。次年度申請する研究費は、疫学調査および結果の解析にかかわる消耗品、対象地域までの旅費・宿泊費等に充当する予定である。
幼児期における動作の多様化と洗練化を図る運動遊びプログラム開発のための基礎的研究

本研究は、保育現場において螺旋的・反復的に展開可能な「内容の系統性」を重視した運動遊びプログラムの開発に資する基礎的知見を得ることを目的とした。跳び箱を用いた運動遊びについて、中核的遊びとその下位運動に該当する5つの遊びの技能習得過程、技能項目間および技能項目と運動能力項目の関連性、中核的遊びの成否に関与する動作要因を検証した。その結果、6つの跳び箱遊びの技能難易度と技能獲得の方向性が明らかになった。中核的遊びの技能習熟度は、運動能力の評定値と下位運動の技能習熟度によって推定できた。幼児期における跳び箱遊びの技術的特徴が明らかになった。幼児期における動作の多様化と洗練化の実態把握の糸口とするため、跳び箱遊びの運動技能の習熟度を測定するパフォーマンステストの作成を試みた。テスト項目の選定に際し、研究者のこれまでの研究成果の整理、運動学習や運動技術等に関する文献研究および運動遊びの実践現場の観察調査を実施した。その結果、幼児体育の専門指導員による運動遊びの年間プログラムを素材とし、運動遊びの技術構造を踏まえたテスト項目の抽出が重要だと考えられた。そこで、跳び箱遊びの中核をなす項目として「開脚跳び越し」を抽出し、さらに、下位運動の5項目を加えた計6項目を跳び箱遊びのパフォーマンステスト項目として選定した。習熟度の評定に関しては、幼稚園教諭・保育士等が日々の保育活動において幼児を観察・記録するなかで判定可能な方法が必要であると考え、運動形成の位相を参考に5段階の評価法を作成した。作成したテスト項目および評価観点・方法を検証するため、幼稚園・保育所に在籍する年中児(男児206名、女児191名)と年長児(男児277名、女児307名)を対象に跳び箱遊びの運動技能の習熟度を調査した。年中・年長の各クラスにおいて男女別にテスト項目間の習熟度を検討した結果、「よじ登り」「跳びおり」の2項目を除いた4項目を跳び箱遊びの運動技能の測定項目として採用することとした。さらに、テストに要する時間など、保育現場の意見も含めて検討した結果、最終的には、3種目(マット、跳び箱、鉄棒)10項目からなるパフォーマンステストを作成した。また、MKS幼児運動能力検査に準拠した「25m走」「立ち幅跳び」「ソフトボール投げ」「体支持持続時間」「両足連続跳びこし」の5項目の運動能力も併せて調査し、現在、データ分析を進めている。運動能力5項目の評定値および跳び箱運動6項目の技能成就度のデータを用いて、幼児期における跳び箱運動の技能獲得の特徴ならびに技能構造を検証した。運動技能の調査に用いたパフォーマンステストは、いずれも幼児体育の専門指導者が実践する運動遊びの年間プログラムを素材としている。分析、検証に使用したデータは、平成26年度に収集した56歳児569名(男児264名、女児305名)のものである。Friedman検定の結果、幼児期における跳び箱運動の技能難度は、手足跳び移動>開脚跳び越し>支持跳びのり>踏み跳び>跳び降り>よじ登りの順に高かった。k-means法を用いた技能獲得タイプの類型化により、跳び箱運動に関する技能の「発達順序性」や「つまずきの種類・傾向」を検証した。その結果、跳び箱運動に関する技能の獲得は、よじ登り・跳びおり→踏み跳び→支持跳びのり→手足跳び移動→開脚跳び越しの順(方向)に進むことが明らかになった。「開脚跳び越し」の技能成就度を目的変数、下位運動の技能成就度および運動能力の評定値を説明変数とし、数量化II類を用いて跳び箱運動の技能構造を検討した。その結果、各下位運動および各運動能力が「開脚跳び越し」の成就度に及ぼす影響は、男児では立ち幅跳び>支持跳びのり>踏み跳び、女児では支持跳びのり>立ち幅跳び>両足連続跳び越しの順に強かった。幼児期における開脚跳び越しの成就度に関しては、跳躍により生み出された鉛直・水平方向の運動エネルギーを跳び箱の高さや長さに合うように調整するスキルがより重要だと言える。また、跳び箱運動の技能構造は男女で異なり、跳躍高・距離の調整の際、男児は助走から踏切・跳躍の一連の動作、女児は跳躍リズムと跳動作を用いていると考えられた。平成27年度では、平成26年度に作成したパフォーマンステストを用いて幼児期の運動遊びの技能成就度を調査した。また、MKS幼児運動能力検査(幼児運動能力協会)も併せて実施した。なお、測定時期については、研究に協力いただく幼稚園・保育所および幼児体育の専門指導者の取組状況に鑑み、9月下旬から10月下旬に運動能力検査、1月中旬から2月下旬にかけて運動技能成就度調査を実施した。平成26年度に収集した跳び箱遊び6項目の技能成就度ならびに幼児運動能力検査5項目のデータを用いて、運動遊びの実践を通して獲得される運動技能の難易度、つまづきの種類や発達順序性などの跳び箱遊びの技能獲得の特徴、跳び箱遊びの技能構造について検証した。分析・検証したこれらの研究成果については、研究者が所属する学会において報告している。平成26・27年度の研究成果に基づき、幼児期における総合的運動遊びプログラムの中核技能として跳び箱遊びの「開脚跳び越し」、鉄棒遊びの「逆上がり」を抽出した。

キネマティクス解析を目的として、平成26・27年度に研究協力を得られた幼稚園・保育所の中から2ヶ所を選定し、年長児92名(男児36名、女児56名)を被験者として、開脚跳び越し・逆上がりの2項目を試技とする動作データを撮影、収集した。運動技能成就度調査およびMKS運動能力検査のデータについては横断的・縦断的に検証する予定であったが、平成27年度に収集したデータについては現在分析の途中である。また、キネマティクス解析による運動遊びの技術構造の検証については、試技データの撮影までは済んでいるものの、現在は座標データを収集しているところである。したがって、研究の進捗状況については、収集した研究データの分析中であり、当初予定していた運動技能の発達傾向の検証までには至っていないため、「やや遅れている」とした。平成28年度は、習熟度の異なる幼児の跳び箱運動・開脚跳びの動作様式の特徴及び成否に関与する技術要因を検証した。被験者は、幼児体育の専門指導員による運動遊びの実践を保育に組み入れている幼稚園2ヶ所に在籍する幼児92名(男児36名・女児56名)であった。なお、分析、検証に使用したデータは平成27(2016)年度に収集したものである。観察評価及び二次元動作分析の結果、幼児期における開脚跳びの成否に影響を及ぼす技術要因として、踏切から跳び箱への着手に至るまでの局面において2項目、着手後の腕支持期間において身体が最大高に達するまでの局面において5項目を確認できた。すなわち、幼児期における開脚跳びでは、身体の前方回転が得られるように踏切と着手を同時期に実施した後、支持腕の角度を拡大させながら腰を挙上し、同時期に下肢を前方に振り出すことにより前方へ体重移動していた。しかしながら、小学校以降の熟練者にみられるような「身体の前方への投げ出し(第一空中局面に相当)」と「跳び箱離手時の意識的な押し出し」の出現事例はわずかであった。平成27年度までの研究により、開脚跳びとその技術構造の系統性に着目した5つの運動技能(「よじ登り」「跳び降り」「踏み跳び」「支持跳び乗り」「手足跳び移動」)の習得過程に一定の方向性があることが確認されている。開脚跳びの成就度と各運動技能の成就度及び運動能力(MKS運動能力検査に準拠)の評定値の関連性の検証により跳び箱遊びの技能構造を明らかにした。以上より、幼児期において動作の多様化と洗練化を図る総合的・長期的な運動遊びプログラムに関しては、技能習得過程の方向性を「開始時期の順次性」、技能難易度を「環境・種類の多様性」、目的動作(開脚跳び)への影響度を「取組期間の長短」の指標とし、目的動作(開脚跳び)の技術要因を反映させた遊び群を配列することが必要だと考えられた。本研究は、保育現場において螺旋的・反復的に展開可能な「内容の系統性」を重視した運動遊びプログラムの開発に資する基礎的知見を得ることを目的とした。跳び箱を用いた運動遊びについて、中核的遊びとその下位運動に該当する5つの遊びの技能習得過程、技能項目間および技能項目と運動能力項目の関連性、中核的遊びの成否に関与する動作要因を検証した。その結果、6つの跳び箱遊びの技能難易度と技能獲得の方向性が明らかになった。中核的遊びの技能習熟度は、運動能力の評定値と下位運動の技能習熟度によって推定できた。幼児期における跳び箱遊びの技術的特徴が明らかになった。
小児特発性ネフローゼ症候群における新規バイオマーカーの確立

小児特発性ネフローゼ症候群の原因は不明である。私達は本症でT・Bリンパ球間の共刺激分子(CD26, CD28、CD80/CD86、CTLA-4、CD69、CD26、CD40、CD40ligand)の発現を調べた。治療前初発患者は、治療後寛解時やコントロールに比べ、Tリンパ球上のCD40 ligandとその結合分子のB細胞のCD40が著増していた。また、CD40シグナル下流のリン酸化JNKも治療前患者の発現は強く、治療後は健常人レベルに回復した。しかし、それらの発現細胞の多寡は、再発頻度、ステロイド反応性などと相関しなかった。また、活性化T細胞に発現するCD30の可溶性分子も初発時が高かった。これらCD40. CD40 ligand,可溶性CD30等は疾患活動性マーカーとなる可能性がある。小児特発性ネフローゼ症候群は比較的頻度の高い腎疾患だが、本症における疾患活動性の評価、再発、寛解、薬剤反応性の予測等を可能とするバイオマーカーはこれまで発見されていない。本研究は本症の新規バイオマーカーの確立とともに病態の解明を目的とする。昨年度は、小児特発性ネフローゼ症候群の初発時と寛解時において、12名の患者のTおよびBリンパ球上での各種共刺激分子(CD40,CD40ligand(CD40L),D28、CD80/CD86、CTLA-4、CD69、CD26等)の発現を調べた。その結果、Tリンパ球上のCD40LとBリンパ球上のCD40分子が最も疾患活動性に相関することを確認した。治療開始前の初発時おいては、CD4陽性Tリンパ球上のCD40Lの発現率は34.4%であったが、ステロイド薬使用下の寛解時は13.3%に有意に減少した(P<0.05)。またコントロール群ではその発現率は6.4%であり前二者と比較して有意に低値であった(P<0.05)。一方、CD40Lの受容体であるCD40については、治療開始前の初発時おいては、CD19陽性B細胞状上のCD40の発現率は93.9%であったが、ステロイド薬使用下の寛解時は79.0%に有意に減少した(P<0.05)。またコントロール群ではその発現率は38.2%であり前二者と比較して有意に低値であった(P<0.001)。これらの事実はCD40LおよびCD40が本症の疾患活動性を反映するのみでなく、それらを標的とした新規治療法の開発につながることを示唆している。さらに、T、Bリンパ球間の共刺激に必要な血清中の可溶性CD30の量も疾患活動性に相関がある可能性が示唆された。本年度は今回の12名の患者について、その後の臨床経過を追跡調査し、これらのマーカーが頻回再発やステロイド依存性などの難治化・重症化を予測しうる指標となるかを検討する。また、Bリンパ球におけるCD40の下流のシグナルの活性化を、Western blot、フローサイトメトリー、RT-PCRなどにより検討し、本症におけるB細胞の活性化の機序について解明する。可溶性CD30についても、疾患活動性に関連したバイオマーカーとしての有用性を検証する。本研究は、小児特発性ネフローゼ症候群の疾患活動性の評価、予後、薬剤反応性の予測等を可能とするバイオマーカーの確立と病態の解明を目的とする。一昨年度は、12名の患者で本症の初発時と寛解時に、TおよびBリンパ球上の各種共刺激分子の発現を調べた。その結果、治療開始前の初発時では、CD4陽性Tリンパ球上のCD40Lの発現率は34.4%であったが、ステロイド薬使用下の寛解時は13.3%に有意に減少した(P<0.05)。さらに、CD40については、治療開始前の初発時では、CD19陽性B細胞状上のCD40の発現率は93.9%であったが、ステロイド薬使用下の寛解時は79.0%に有意に減少した(P<0.05)。昨年度は、この12名の患者の臨床経過を追跡調査し、これらのマーカーが頻回再発やステロイド依存性などの難治化・重症化を予測しうる指標となるかを検討した。しかし、結果としてこれらの指標の多寡による難治化・重症化の予測はできなかった。