hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
4脚歩行ロボットを用いたI2C通信による分散処理システム学習キットの試作研究

本研究は,1マイコン制御では困難な制御を,複数のマイコンを使用し処理を分散させることで簡単に制御できるシステムを開発した.制御対象は,処理が複雑で達成感が味わえるものを考え,DCモータを使用した8軸制御による4脚歩行ロボットとし,各軸の角度制御はPID制御とPWM制御を用いた.処理を分散させる手法は,1軸制御に1マイコンを使用し,それらをI^2C通信方式でネットワーク化することで,処理の主体をマスター側は外部装置(送信機やパソコン等)との通信,スレーブ側はモータ角度制御とする方法である.製作したロボットは教材として使用するため,回路設計はモジュール(モータ制御回路,センサ回路,通信回路等機能単位)ごとに行い,すべて自作することで動作原理や電子素子の特徴を学習できるようにした.プログラミングについても,マイコンの基本機能,モータ制御,I^2C通信制御等とステップごとに解説書やフローチャートを作成し無理なく学習できるようにした.これにより,初学者自ら学習でき,ロボットを製作する上で新たな技術を身に着けさせることができるようになった.今回製作した装置は,沢山の制御対象をいくつかのグループに分け制御するシステムついて学習するものであり,ロボットのスムーズな歩行を実現させるものではないため,歩行パターンは手動でロボットを動かしその時の各軸の角度情報をパソコンに送信(ティーチング動作)作成し,ジャイロセンサ等センサ情報による補正は行わないことにした.しかし,装置としてはマイコン制御だけに限らずパソコンからも制御可能であるため,歩行パターンの解析等様々な実験装置として利用可能である.今後,開発した教材の教育効果を本校学生において調査し,より学習効果を高められるものにしていきたい.本研究は,1マイコン制御では困難な制御を,複数のマイコンを使用し処理を分散させることで簡単に制御できるシステムを開発した.制御対象は,処理が複雑で達成感が味わえるものを考え,DCモータを使用した8軸制御による4脚歩行ロボットとし,各軸の角度制御はPID制御とPWM制御を用いた.処理を分散させる手法は,1軸制御に1マイコンを使用し,それらをI^2C通信方式でネットワーク化することで,処理の主体をマスター側は外部装置(送信機やパソコン等)との通信,スレーブ側はモータ角度制御とする方法である.製作したロボットは教材として使用するため,回路設計はモジュール(モータ制御回路,センサ回路,通信回路等機能単位)ごとに行い,すべて自作することで動作原理や電子素子の特徴を学習できるようにした.プログラミングについても,マイコンの基本機能,モータ制御,I^2C通信制御等とステップごとに解説書やフローチャートを作成し無理なく学習できるようにした.これにより,初学者自ら学習でき,ロボットを製作する上で新たな技術を身に着けさせることができるようになった.今回製作した装置は,沢山の制御対象をいくつかのグループに分け制御するシステムついて学習するものであり,ロボットのスムーズな歩行を実現させるものではないため,歩行パターンは手動でロボットを動かしその時の各軸の角度情報をパソコンに送信(ティーチング動作)作成し,ジャイロセンサ等センサ情報による補正は行わないことにした.しかし,装置としてはマイコン制御だけに限らずパソコンからも制御可能であるため,歩行パターンの解析等様々な実験装置として利用可能である.今後,開発した教材の教育効果を本校学生において調査し,より学習効果を高められるものにしていきたい.
リボソ-ムに封入した免疫賦活剤による腹膜播種転移抑制の研究

われわれは昨年、MDPの脂溶性化合物B30MDPミセルの経口投与による腹腔マクロファ-ジの活性化について予備実験を行い、一定の成果を得た。臨床的な応用を考慮すると、この方法は腹腔投与より明らかに有利であり、本年は経口投与法を中心に検討を加えた。[方法]実験動物にはC3H/Heマウスの8週令の雌を用い、B30MDPをPBSに懸濁してミセルとし、腹腔内に同系乳癌細胞MM2を接種した腹膜播膜モデルのマウスに経口投与して、その生存率からMM2に対する増殖抑制効果を検討した。またB30MDPのミセルを経口投与したマウスの腹腔を洗浄して得た腹腔浸出細胞からマクロファ-ジを単離し、これを^3HーThymidineでラベルしたMM2細胞を用いて細胞障害性をin vitroで検討した。[成績]B30MDPミセルを週2回4週間経口投与し、B30MDPとして1回当たり200μg(10mg/kg)から0.2μg(0.01mg/kg)の範囲で至適投与量を検討し、20μgの投与で最も良好な成績を得た。他方、100μg以上を投与した群ではむしろ成績が悪化する傾向が認められた。In vitroの検討でも、マクロファ-ジに細胞障害性が誘導されていることが明らかに示され、腹腔投与法に比べ、より長期に渡って誘導される傾向がみとめられた。[考察]悪性細胞に特異的であると共に耐性を誘導しにくいという特長を有する活性化マクロファ-ジの細胞障害作用を腹膜播種の抑制に用いるに当たって、われわれは先ず腹腔内投与法を検討したが、臨床的に考えると経口投与法が明らかに有利である。本年の実績ではB30MDPミセルの経口投与によって腹膜播種を抑制する際の至適投与量の検討を主として行い、また腹腔マクロファ-ジの細胞障害性をin vitroで確認した。経口投与法での細胞障害性は比較的長期に渡る傾向があり、投与スケジュ-ルの再検討を行うと共に、B30MDPの体内動態についても検討を行いたいと考えている。胃癌切除後の腹膜播種再発を予防するための基礎的研究として、腹腔内マクロファ-ジの活性化による腹膜播種抑制の諸条件を、C3H/Heマウスの同系乳癌腹水型腫瘍細胞MM2を用いたモデルで検討した。MM2細胞5×10^4個を腹腔内接種すると、約4週間で90%のマウスが腫瘍死するという実験系を用い、マクロファ-ジの活性化誘導には、ムラミ-ル・ダイペプタイドの脂溶性化合物B30MDPを多重層リポソ-ムに封入して癌播種モデル・マウスの腹腔内に投与し、マウスの生存期間の延長または治癒によって治療効果を判定した。至適投与量の検討:B30MDP1回のみの投与量を0.1μg、1μg、10μg、100μgの4段階として比較したところ、0.1μg群のマウスの生存率が最も良好であった。それよりも多い投与量では、かえって生存率が低下した。投与スケジュ-ルの検討:1回投与量を0.1μgとし、1回のみ投与、1回/週または2回/週で4週間投与の比較をしたところ、2回/週投与群が非投与群に比べ有意に生存率が良好であった。腹腔マクロファ-ジのMM2細胞に対する細胞障害性の検討:B30MDP-リポソ-ムを腹腔内に投与後48時間の腹腔マクロファ-ジを集め、E/T比20:1でMM2細胞と48時間培養した後、トリパン・ブル-色素排除試験及び^3H-サイミジンの取り込みにによって細胞障害性を判定した。いずれの測定法でも、B30MDP-リポソ-ム投与群のマクロファ-ジは対照群のそれに比べ有意に高い細胞障害性を示した。以上、生体内及び試験管内の実験から、腹腔内に投与したB30MDP-リポソ-ムは腹腔内マクロファ-ジを活性化して、MM2腫瘍細胞破壊に働くことが明らかとなり、臨床例における術後腹膜播種再発防止に応用しうる可能性が示された。

他方、100μg以上を投与した群ではむしろ成績が悪化する傾向が認められた。In vitroの検討でも、マクロファ-ジに細胞障害性が誘導されていることが明らかに示され、腹腔投与法に比べ、より長期に渡って誘導される傾向がみとめられた。[考察]悪性細胞に特異的であると共に耐性を誘導しにくいという特長を有する活性化マクロファ-ジの細胞障害作用を腹膜播種の抑制に用いるに当たって、われわれは先ず腹腔内投与法を検討したが、臨床的に考えると経口投与法が明らかに有利である。本年の実績ではB30MDPミセルの経口投与によって腹膜播種を抑制する際の至適投与量の検討を主として行い、また腹腔マクロファ-ジの細胞障害性をin vitroで確認した。経口投与法での細胞障害性は比較的長期に渡る傾向があり、投与スケジュ-ルの再検討を行うと共に、B30MDPの体内動態についても検討を行いたいと考えている。
新しいホスホジエステラーゼI分子種の機能解析

E-NPP(ecto-nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase I)は細胞外の核酸の代謝に関与するII型の膜酵素である。平成12年度は先天性乳児動脈石灰化症というまれな異所性の石灰化を起こす疾患の患者細胞を解析し、E-NPP1の発現が著明に減少していることを明らかにした。この事からE-NPP1は生理的な役割として局所におけるミネラリゼーションのバランスを司っていると考えられた。今年度はE-NPP3に対するモノクローナル抗体を作製した。この抗体は血液細胞では好塩基球を特異的に認識することを明らかにした。そして2001年のヒト白血球抗原ワークショップでCD203cにクラスターされた。さらに、この抗体を用いて肺がん、大腸がん、肝がん、胆管がんの組織染色を行い、腫瘍組織においては周囲組織に比べて明らかにその発現が亢進している事を明らかにした。肺がんでは腺がんに高い発現が見られたが、扁平上皮がんには発現していなかった。さらに線維芽細胞にE-NPP3遺伝子を導入すると、その遊走能が著明に亢進することをも明らかにした。これらの事から、E-NPP3はがんの浸潤に関与していると考えられる。さらに大腸がん、肝がん、胆管がんの患者血清中にはE-NPP3が上昇していることも示した。これらの成果はこの分子が新しいがんの早期発見のマーカーとして有用である可能性を示唆している。ホスホジエステラーゼI(E-NPP;ecto-pyrophosphatase/phosphodiesterase I)は細胞膜に存在するエクト型酵素で細胞外の核酸などのリン酸ジエステル結合を加水分解し、ATPを基質にする時には5'AMPとピロリン酸が生成する。E-NPPの生理的な機能は長らく不明であったが、後縦靭帯骨化症のマウス・モデルであるtip-toe walk(ttw)マウスの責任遺伝子がE-NPP1である事が昨年、明らかにされた。E-NPPには3つの分子が属し、私どもはこれ迄にE-NPP-2,-3をクローニングした。本年度はまず、E-NPP3に対するモノクローナル抗体の解析から行った。この抗体はドイツのTubingen大学の研究者が好塩基性白血病細胞の表面抗原に対する抗体を作製する過程で発見された。この97A6と名付けられたモノクローナル抗体は血液細胞の中で好塩基球とマスト細胞を特異的に認識する。また、成熟細胞のみならず、これらの幹細胞も認識する。97A6が認識する分子の解析から、その一部のアミノ酸配列がE-NPP3と同じである事が明らかになった。そこで、私どもはドイツのグループとの共同研究で97A6が確かにE-NPP3を特異的に認識する抗体であり、好塩基球は血球細胞の中で、最もE-NPP酵素活性が高い事を明らかにした。また、私どもはE-NPPが、がん細胞の走化性を促進し、がんの浸潤に関与している事を報告してきた。本年度はE-NPP3に対する抗体を用いて、ヒトのがん組織における発現を調べた。その結果、E-NPP3が消化器がん、特に大腸がん、胆管がんに高発現が見られた。さらに、これらのがん患者の血清中にもE-NPP3が検出された。現在、97A6とリコンビナントE-NPP3を用いて、血清中のE-NPP3濃度を測定する系を確立中である。私どもはE-NPPには3つのファミリー分子がある事を明らかにし、E-NPP2は腫瘍細胞走化性促進因子活性がある事、小児期の代表的な悪性腫瘍である神経芽細胞腫において進行期にその発現が亢進している事を示してきた。

さらに、この抗体を用いて大腸がん、肝がん、胆管がんの組織染色を行い、腫瘍組織においては周囲組織に比べて明らかにその発現が亢進している事を明らかにした。さらに線維芽細胞にE-NPP3遺伝子を導入すると、その遊走能が著明に亢進することをも明らかにした。これらの事から、E-NPP3はがんの浸潤に関与していると考えられる。さらに大腸がん、肝がん、胆管がんの患者血清中にはE-NPP3が上昇していることも示した。これらの成果はこの分子が新しいがんの早期発見のマーカーとして有用である可能性を示唆している。
小児急性骨髄性白血病の動物モデルを用いたDIC発症の分子機構の解析

われわれは重症DICを合併した小児急性骨髄性白血病(AML)症例からMLL遺伝子再構成を伴う細胞株KOPM-88を樹立し、これを利用し独自の小児AML動物モデルを確立した。小児削L細胞株KOPM-88のNOD/SCIDマウスへの移植により、白血病浸潤に伴うDICの発症について解析した。NOD/SCIDマウスにKOPM-88細胞を尾静脈から静注、あるいは腹腔内投与した。またDICを誘発すべく、さらにTNF-α,TissueFactor, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, IL-7等のサイトカインを投与することによりKOPM-88細胞の一次穎粒放出を誘導させ、一定期間後に血小板数、APTT、PT、フィブリノーゲン、D-dimer値の測定の上、解剖し、DICについて病理学的に解析した。その結果、KOPM-88細胞は、NOD/SCIDマウスの骨髄、脊髄、肝臓など諸臓器に白血病浸潤を認め、マウスは5-7週間後に半身麻痺を来した。しかし、血液学的解析では、血小板の減少傾向はみられたものの有意な低下はなく、D-dimerも有意な上昇は見られなかった。解剖所見では、出血傾向や諸臓器におけるフィブリン血栓は明らかでなく、サイトカインによる一次穎粒放出誘導群においても差異は認められなかった。これらの結果は、ヒト白血病細胞がDICを合併する分子機構に種特異性が存在すること、あるいは免疫不全マウスにおける免疫担当細胞の欠如がDICの発症に必要である可能性を示唆していると考えた。また、フラボノイドとその異性体がヒト造血細胞・白血病細胞のMLL遺伝子再構成を惹起するか否かを異種移植系で検討したところ、PCR法、FISH法で検出できる再構成は見出されなかった。われわれは、独自に確立した小児AML動物モデルや異種移植系を利用し、小児AML細胞株KOPM-88のNOD/SCIDマウスへの移植による白血病浸潤に伴うDICモデルの確立、さらに本モデルにおけるDIC発症の分子機構の解明を目的に研究を行ってきた。1,ヒト小児AML浸潤モデルの作成KOPM-88細胞の静脈内投与では60%以上、腹腔内投与においては90%以上の生着率を示し、中枢神経、骨髄などへの浸潤を認める、再現性及び効率の優れた動物モデルを確立し得た。2,DICの誘導、診断・評価KOPM-88細胞の腹腔内移植群、静脈内移植群の双方で検討した結果、KOPM-88細胞の生着・浸潤のみでは血液学的、形態学的なDICの所見は認められなかった。次にわれわれは(1)移植前のKOPM-88細胞のサイトカイン(TNFα,G-CSF,GM-CSF)処理、(2)KOPM-88細胞浸潤マウスへのサイトカイン投与、(3)KOPM-88細胞浸潤マウスへのDIC原因物質(大腸菌Lipopolysaccharideなど)の投与を行ってDIC誘導を試みた。まず(1)においては血液学的、形態学的なDICの所見は認められなかったが、生着した組KOPM-88細胞組織の免疫組織化学法による検討では、サイトカイン処理によって骨髄球系細胞への分化マーカー(CD15、CD68)の発現が増強していることが判明した。さらに、DIC原因物質を含む一次顆粒の放出の誘導を目指して(2)、(3)の実験を計画し、現在データの収集を行っている。3,フラボノイドによるヒト造血細胞の生体内MLL遺伝子再構成NOD/SCIDマウスに臍帯血幹細胞を移植後フラボノイド類を投与し、MLL遺伝子再構成の有無をPCR法、FISHにより分析した結果、MLL遺伝子のいかなる再構成も見出されなかった。

また、フラボノイドとその異性体がヒト造血細胞・白血病細胞のMLL遺伝子再構成を惹起するか否かを異種移植系で検討したところ、PCR法、FISH法で検出できる再構成は見出されなかった。
認知症高齢者グループホームにおける効果的な訪問看護の提供

認知症高齢者グループホーム(GH)における看護提供について明らかにするために、GH管理者、所属する看護師、GHと契約している訪問看護ステーション(ST)管理者を対象に調査を行った。GHへの看護職配置の効果として「介護スタッフの安心感」「入居者の健康状態変化への医療的評価・予測」「利用者・GHに合ったケア方法の指示」などがあった。一方、課題としては「看護職の勤務の短さ」「看護提供のコスト」「他の医療機関との連携」などがあり、今後検討を要する。認知症高齢者グループホーム(以下、GH)における利用者の健康管理は重要な課題であるか、この課題に対応するために医療連携体制加算を算定し、看講師を配置しているGHは2008年現在58%に止まっている。本研究はGHにおいて提供される看護について、GHへの看護提供の効果と課題、看護師の役割などを明らかにすることを目的として行う。また、GHへの訪問看護提供に焦点をあて、GHと訪問看護ステーションとの契約下での訪問看護の機能や特徴を明らかにして、施設や利用者の特色に合わせた効果的な訪問看護提供を促進する方策を検討する。平成21年度は看講師を雇用しているGHの管理者及び看護師を対象として、GHにおける看護師の活動、看講師雇用(就職)の契機・理由、効果や課題などについて半構成的面接調査を行った。看護師の活動内容は「利用者の健康状態の把握」「浣腸・皮膚処置などの医療処置」「スタッフからの医療・看護に関する相談への対応」などがあった。看護職雇用の経緯・理由としては、「看護職がGHを設立」「医療依存度の高い利用者への対応」「訪問看護では不足」などがあった。看護職雇用の効果として「緊急時の対応についての心感」「利用者の状態変化への療的な評価・予測」「利用者・GHに合ったケア方法の指示」などがあり、課題としては「看護職の勤務の短さ」「看取りについての報酬が無いこと」「看護職雇用のコスト」などがあった。GHにおける看講師の活動により、自覚症状の訴えが困難な認知症高齢者の健康状態悪化の予防や早期発見・対処がより充実していることが推察された。また、看護師が医療面の判断や指示を行うことにより、GHの介護職が安心感を得たり、健康問題に関する観察や対処の方法を学ぶ機会にもつながっていると考えられた。一方、GHにおける効果的な看護提供に向けては、加算制度の見直しなどの検討が求められる。本研究は認知症高齢者グループホーム(GH)において提供される看護について、GHへの看護提供の効果と課題、看護師の役割などを明らかにすることを目的として行う。平成22年度は(1)A県内のGH全数への質問紙調査、(2)訪問看護利用GHとその契約先の訪問看護ステーション(ST)への面接調査を行った。(1)全県調査はGH利用者の医療・看護ニーズ、医療連携体制加算の取得や訪問看護利用の状況把握を目的として行なった。その結果、GHの89.0%は定期的な通院または往診が必要な利用者を抱え、98.6%は職員による服薬管理が必要であった。また、過去3か月間に利用者が救急受診したGHは26.0%でありターミナルケアを実施・受入れると回答したGHは47.9%であった。医療連携体制加算取得施設は64.4%でありこの内、STと契約しているGHは21.3%だった。(2)GHと契約先STへの調査は、GHで行われている訪問看護活動の実態やGHとSTの連携の利点、課題等を明らかにすることを目的に行った。訪問看護では「利用者の健康状態の把握」「スタッフからの医療・生活面の相談への対応」「服薬指導」などが行われていた。GHとSTの連携の効果としては、「介護スタッフの安心感」「緊急時の訪問・電話相談が受けられること」などがあげられた。一方、「STの採算」「介護スタッフの教育」「情報共有」などの課題が示された。GH全県調査の結果から、GH利用者の医療・看護のニーズは高いと考えられるが、医療連携体制加算取得施設の内、訪問看護利用は2割程度と低調であることが示された。面接調査の結果からは訪問看護利用によって介護スタッフが安心感を得たり、利用者の健康管理が充実するといった効果が示されGH利用者の高齢化・重度化が進む中で看護職配置の重要性が示唆された。一方、GHとSTの連携には課題があり、さらに検討する必要があると考える。
不完全金融市場の下における資産バブルと政策対応

金融市場が不完全である場合のバブルの発生メカニズムを記述する動学的一般均衡モデルを構築した。モデルの特徴は金融仲介機関を明示的に扱っていることである。この枠組みは、どの経済主体がバブル資産に投資をするかということを分析することが可能になった。平成23年度は、予定通り理モデルの構築とその解析に集中した。その結果、今後の様々な方向に応用可能な墓本モデルの構築と、そのモデルの均衡を分析するための数値計算手法の確立に成功した。本モデルではバブル資産の保有者が均衡において内生的に決定される。しかもバブル崩壊後の経済調整の規模は銀行がバブル資産を保有した方が大きくなるという結果が得られることが示される。その理由は、家計がバプル資産に投資する際にはレパレッジをかけないのに対し、銀行はレパレッジをかけてバブル資産に投資するからである。バブル崩壊後には、銀行は資本不足に直面し貸し渋りが発生するために経済調整が激しくなる.これらの理論的な結論は事実と整合的である。従来の資産バブルの研究では銀行などの金融機関がバブル資産に投資をするような経済状態を記述する理諭モデルが存在しなかったために、当該研究は重要な成果を出したと考えられる。また、研究実施計画に挙げた「早期警戒指標」の理論的な分析や、金融自由化とバブルの発生に関する分析にも成功した。さらに、当初の予定よりも早く、金融機関の救済政策と資産バブルの分析にも着手し、モラルハザードとバブルの関係について考察を行った。これらの成果の一部はすでに日本鍍行ワーキングペーパー.として刊行した。以上のように、平成23年度に構築した基本モデルは極めて拡張性の高いものとなっており、今年度の研究やその後のさらなる研究の基礎となるものである。金融市場が不完全である場合のバブルの発生メカニズムを記述するモデルを構築した。モデルでは、企業家と銀行部門がともに借入制約に直面する状況を考察している。この枠組みを用いて、どの経済主体がバブル資産に投資をするかということを分析することが可能になった。特に興味深い発見としては、金融仲介機関は家計などに比べてバブル資産に投資をするインセンティブが必ずしも高くないということである。それは、金融仲介機関の機会費用が家計の機会費用に比べて高いことに起因する。次に、それにもかかわらず金融仲介機関がバブル資産に投資を行うための経済条件を考察した。そのための重要な条件の一つに、バブルが崩壊した際に行われる政府からの救済政策へのアクセスの違いがあげられる。バブルが崩壊した際には、銀行部門は多くの場合資本注入などの形を取って救済が行われるが、家計部門に救済策がとられることはあまりない。この事実は皮肉にも、銀行部門がバブル資産へ投資した際の実質的な収益率を高める役割を果たす。これにより、銀行がバブル資産に投資することとなることを発見した。また、家計のようにレバレッジをかけない経済主体がバブルに投資するよりも、レバレッジをかけた金融機関がバブルに投資をした方が、バブルの生成と崩壊に伴う景気の振幅がはるかに大きくなることを理論的に示した。これは現実のバブルエピソード(米国2000年代初頭のドットコムバブルと、2007年のサブプライム危機の違いなど)と整合的である。すでに、研究計画に挙げていた平成25年度に取り組む予定であった課題に、平成25年1月時点から取り組むことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き、当初の研究計画に沿って研究を進める。また、さまざまなコンファレンスで発表しコメントを集めたところ、バブルを特定資産に付着させる状態を記述するような理論モデルの必要性を認識するに至った。当初の計画に加えて、この課題についても取り組む予定である。
加速器ニュートリノビームを使ったニュートリノ振動の研究

Patel氏が行うT2K実験は、加速器ニュートリノビームを用い、ミューオンニュートリノから電子ニュートリノへの振動とその反粒子での振動を測定し、ニュートリノにおける粒子・反粒子対称性(CP対称性)の破れの発見を目指している。本研究では、2014年までに取得したニュートリノビームのデータと2015年から取得している反ニュートリノビームのデータを総合解析することで、CPの破れのパラメータを世界最高精度で測定することに成功した。Patel氏は2014年秋からのT2K実験の物理データ収集において、ニュートリノビームの安定性を保証する検出器であるミューオンモニターの責任者としてJ-PARC(茨城県東海村)に常駐し、「検出器のオペレーション」、「較正作業」、「問題への対処」を行い、T2K実験のビームデータの品質を高いレベルで保証した。そして、ニュートリノ振動解析に必要なニュートリノフラックスとニュートリノ反応断面積の系統誤差を低減するために、前置ニュートリノ検出器のデータ解析を進めた。その結果、ニュートリノにおける粒子・反粒子対称性の破れ(CP位相)の精度を向上させることに貢献した。また、将来のT2K実験ビーム強度増強のためにミューオンモニターのアップグレードに向けた研究として、放射線耐性が高いダイヤモンド検出器とSiC検出器の性能評価を行った。ミューオンモニターはT2K実験に必要不可欠の測定器である。さらにビーム増強に向けて、1.28秒周期でのビーム取り出しに対応するため、ビームラインに導入する予定の新型エレクトロニクスの開発と試験を行った。これらの研究は、将来ビーム強度をふやしてT2K実験がCPの破れを発見するために、最重要な研究課題である。28年度が最終年度であるため、記入しない。T2K実験および原子炉ニュートリノ実験により、未測定であった最後の振動角θ13がゼロでない有限の値を持つ事が確実となった。この結果、加速器ニュートリノビームを用いた電子ニュートリノ出現事象の観測を通して、ニュートリノにおける粒子・反粒子対称性(CP対称性)の破れの探索が可能となり、ニュートリノ物理の大きな目標となった。T2K実験は、2013年夏までのデータを用いた電子ニュートリノ出現事象の解析で、CP位相に対する制限を与えた。T2K実験は、今後、統計を現在の約10倍まで順次増やしながらCP対称性の破れの探索感度を向上させていく。本研究の目的は、T2K実験の2015年夏までのデータを用いて、各種の系統誤差を削減することにより、CP位相をより高い感度で測定することである。Patel氏は、2014年秋からのT2K実験の物理データ収集において、ニュートリノビームの安定性を保証する検出器であるミューオンモニターの責任者としてJ-PARC(茨城県東海村)に常駐し、「検出器の較正作業」、「問題への対処」、「データ品質の確認」などを行い、T2K実験が安定かつ高い品質で物理データを収集できるように尽力した。またミューオンモニターのアップグレードに向けた研究として、放射線耐性が高いと考えられているダイヤモンド検出器の性能評価を行った。同時に、ニュートリノ振動解析におけるニュートリノフラックスとニュートリノ反応断面積の系統誤差の低減を目的に、前置ニュートリノ検出器のデータ解析を進めている。T2K実験ビーム強度の増強に対応するためのミューオンモニターのアップグレードに向けた研究として、放射線耐性が高いと考えられているSiC検出器の性能評価を行った。ミューオンモニターが動かないと、T2K実験は止まってしまうので、今度統計数を増やしてニュートリノにおける粒子・反粒子対称性の破れを探索していく上で、重要な成果である。またT2K実験のビーム増強に向けて予定されている1.28秒周期でのビーム取り出しに対応するために、ビームラインに導入する予定の新型エレクトロニクスの開発と試験を行った。またビームラインモニターとミューオンモニターの解析を行い、ニュートリノ振動解析におけるビーム由来の系統誤差を見積もった。Patel氏は、T2K実験の物理データ収集において、ミューオンモニターの責任者としてJ-PARC(茨城県東海村)に常駐し、T2K実験が安定かつ高い品質で物理データを収集できるように、検出器の構成作業、データ品質の確認を行った。当初予定していた研究に加え、1.28秒周期でのビーム取り出しに対応するためにビームラインに導入する予定の新型エレクトロニクスの開発と試験を行った。

また、将来のT2K実験ビーム強度増強のためにミューオンモニターのアップグレードに向けた研究として、放射線耐性が高いダイヤモンド検出器とSiC検出器の性能評価を行った。ミューオンモニターはT2K実験に必要不可欠の測定器である。さらにビーム増強に向けて、1.28秒周期でのビーム取り出しに対応するため、ビームラインに導入する予定の新型エレクトロニクスの開発と試験を行った。これらの研究は、将来ビーム強度をふやしてT2K実験がCPの破れを発見するために、最重要な研究課題である。ミューオンモニターの責任者として、T2K実験が安定かつ高い品質で物理データを収集するのに大きく貢献した。また将来のミューオンモニターのアップグレードに向けた研究でも成果を出している。ニュートリノ振動解析に向けた研究でも、前置ニュートリノ検出器のデータ解析を進めている。T2K実験の2016年夏までのデータを用いてニュートリノ振動解析を行い、ニュートリノにおける粒子・反粒子対称性の破れの探索を行う。本研究では、特に、ビーム由来の系統誤差を削減することを目的にビームラインモニターとミューオンモニターの解析を進める。またビーム強度の増強に対応するためのミューオンモニターのアップグレードに向けた研究として、SiC検出器の試験を継続して行いつつ、電子増倍管など他の候補についても性能評価を行う。Patel氏は、引き続き、ミューオンモニターの責任者としてJ-PARC(茨城県東海村)に常駐し、T2K実験が安定かつ高い品質で物理データを収集できるように、検出器の構成作業、データ品質の確認を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。Patel氏は、J-PARCに常駐し、ミューオンモニターの責任者を引き続き務める。またミューオンモニターのアップグレードに向けた研究も引き続き推進する。Patel氏は、T2K実験の2015年夏までのニュートリノビームと反ニュートリノビームのデータを組み合わせてニュートリノ振動解析を行い、CP対称性の破れの探索を行う。そしてその結果を、国際会議および学術論文で発表する。
運動視機構における処理の階層性と相互作用

1.視覚探索による運動知覚機構の階層構造の検討視覚探索の手法を用いて,輝度の変化に基づく一次運動とテクスチャなどの高次統計量に基づく二次運動の知覚様式の違いを検討した.一次運動の探索は並列的に行われたが,二次運動の探索は逐次的であった.低次の運動検出フィルタを用いる一次運動検出に対し,二次運動検出はより高次の段階である程度注意資源を要する能動的な過程によるという階層的な構造が明らかになり,また,一次運動を補完する二次運動の役割が示唆された.2.周辺視野における二次運動知覚中心視野と周辺視野での二次運動検出の質的な違いについては結論が出ていない.ここでは,周辺視野において二次運動検出の効率は場合により一次運動に比べて低下する場合があるがその差は本質的ではなく,上記の実験のような条件では全く差がない場合もあることがわかり,上記の結論が支持された.3.0uchi錯視に墓づく運動信号の統合過程の検討二重のチェッカーボードパタンが揺れ動いて見えるOuchi錯視図形における刺激サイズの影響が始めて定量化された.結果は,局所的に一次元運動の統合から二次元運動を推定する過程と大域的な領域同化・分割過程の影響を実験的に分離できる可能性を示すものであった.また,節点の動きを捉える二次の運動信号の重要性が示唆された.一次運動信号の統合様式のさらなる解明とともに,二次の信号との相互作用の解明が今後の課題となるだろう.(756字)本研究の目的は、人間の視覚運動情報処理機構の理解のため、異なる原理に基づく複数の処理過程の存在とそれらの階層的な構成を明らかにすることである。本年度は、画像の輝度変化に基づく一次運動刺激と、輝度変化以外の二次的な属性に基づく二次運動刺激の処理様式の違いを明確にするために視覚探索の手法を用いた心理物理学的実験研究を行った。画像はすべてコンピュータによって生成され、CRTディスプレイ上に提示された。被験者は画面に提示された運動刺激の運動方向を判断する課題を行い、画像中の運動要素の数を変えながら反応時間が測定された。結果から、一次運動の処理は運動要素の数に影響されずに並列的であるのに対し、二次運動の処理は要素の増加とともに困難になり、限られた処理資源を視覚的注意によって配分しながら処理を行う、逐次型の処理しかできないことが明らかになった。この結果は運動知覚が異なる方略に基づく複数の処理機構に媒介されることを示すとともに、その処理において、適応的に資源の配分を伴う脳内では比較的高次の領野に存在する機構が関与することが示唆された。これまで、二次運動のために特化した自動的な処理機構が存在するのかどうかが議論されてきた。今回の結果は、二次運動はむしろ、より広範な刺激を対象とする注意に基づく特徴追跡型運動処理機構によって知覚されている可能性が高いことを示す点でも重要である。1.視覚探索による運動知覚機構の階層構造の検討視覚探索の手法を用いて,輝度の変化に基づく一次運動とテクスチャなどの高次統計量に基づく二次運動の知覚様式の違いを検討した.一次運動の探索は並列的に行われたが,二次運動の探索は逐次的であった.低次の運動検出フィルタを用いる一次運動検出に対し,二次運動検出はより高次の段階である程度注意資源を要する能動的な過程によるという階層的な構造が明らかになり,また,一次運動を補完する二次運動の役割が示唆された.2.周辺視野における二次運動知覚中心視野と周辺視野での二次運動検出の質的な違いについては結論が出ていない.ここでは,周辺視野において二次運動検出の効率は場合により一次運動に比べて低下する場合があるがその差は本質的ではなく,上記の実験のような条件では全く差がない場合もあることがわかり,上記の結論が支持された.3.0uchi錯視に墓づく運動信号の統合過程の検討二重のチェッカーボードパタンが揺れ動いて見えるOuchi錯視図形における刺激サイズの影響が始めて定量化された.結果は,局所的に一次元運動の統合から二次元運動を推定する過程と大域的な領域同化・分割過程の影響を実験的に分離できる可能性を示すものであった.また,節点の動きを捉える二次の運動信号の重要性が示唆された.一次運動信号の統合様式のさらなる解明とともに,二次の信号との相互作用の解明が今後の課題となるだろう.(756字)
機密情報の拡散追跡と保護を実現するオペレーティングシステムの基盤技術の研究

機密情報の拡散追跡機能のログを可視化する機能,およびリモートコンピュータとの通信を追跡する機能を実現した.これにより,機密情報の拡散経路をより簡単に把握することができる.また,コンピュータの実行履歴であるログを確実に取得し,安全に保存する手法を仮想マシンモニタに実現した.さらに,その有効性を評価により示した.これにより,ログの消失を防止でき,ログの改ざんを防ぐことができる.機密情報の拡散追跡機能のログを可視化する機能,およびリモートコンピュータとの通信を追跡する機能を実現した.これにより,機密情報の拡散経路をより簡単に把握することができる.また,コンピュータの実行履歴であるログを確実に取得し,安全に保存する手法を仮想マシンモニタに実現した.さらに,その有効性を評価により示した.これにより,ログの消失を防止でき,ログの改ざんを防ぐことができる.平成21年度は,以下に示す研究を実施した.(1)単一計算機内で機密情報の拡散追跡機能を拡張し,複数計算機にまたがって機密情報の拡散を追跡する機能を設計した.最初に,複数計算機環境において,求められる五つの要件を明確化した.(要件1)機密情報の拡散追跡機能が動作している計算機とそうでない計算機を分離可能であること(要件2)管理ネットワーク内部における機密情報の存在位置と拡散経路を把握可能であること(要件3)管理ネットワーク内部での機密情報の拡散を即座に追跡可能であること(要件4)管理ネットワーク外部への漏えい検知に漏れがないこと(要件5)管理ネットワーク外部への漏えいの可能性を検知した際に,未然に書き出しを確実に止められること次に,複数計算機における機密情報の拡散追跡機能の基本設計を行った.この検討では,新たに計算機間での機密情報の受け渡し機能,および各計算機のログを収集し,計算機間での機密情報の受け渡しを制御する管理サーバについて,実現方式を示した.この成果を学会発表した.また,設計に基づき,基本実装を行い,簡単な性能評価を行った.(2)機密情報の拡散追跡機能は,Linuxを対象として,実現されてきた.クライアント用オペレーティングシステム(OS)として,広く用いられているOSはWindowsが圧倒的に多い.このため,Windowsにおいて,機密情報の拡散追跡機能を実現する手法の検討を行った.今年度は,Windowsのファイル操作についてログを取得できる機構を実現した.(3)オペレーティングシステムや応用プログラムが生成するログを確実に保存する機構の研究を行った.実現方式について検討した結果,仮想計算機を用いて,ゲストOS内で生成されるログを確実に保存する機構の設計を行った.また,応用プログラムが生成するログについては,確実に保存する手法の基本実装を完了した.平成22年度は以下の研究を行った.(1)オペレーティングシステムや応用プログラムが生成するログを確実に保存する機構の研究を行った.平成22年度は,平成21年度に行った実現方式について検討した結果をもとに,仮想計算機を用いて,ゲストOS内で生成されるログを確実に保存する機構の詳細な設計を行った.また,応用プログラムが生成するログについては,確実に保存する手法の実装を完了し,そのオーバヘッドと有用性の評価を行った.さらに,カーネルログについても取得する基本機構を実現し,基本評価を行った.いずれのログ取得方式も,現実的に利用可能なオーバヘッドにとどまっており,さらにログをVMMレベルで確実に保存できることを確認した.行った研究成果は,学会で発表(2件)した.(2)機密情報の拡散追跡機能は,Linuxを対象として,実現されてきた.クライアント用オペレーティングシステム(OS)として,広く用いられているOSはWindowsが圧倒的に多い.このため,平成22年度は,平成21年度に行ったWindowsにおける機密情報の拡散追跡機能を実現する手法の検討に基づいて,Windowsのファイル操作についてログを取得できる機構を実現した.また,取得したログから情報伝搬の様子を追跡する基本方式を実現し,学会発表を1件行った.この方式は,指定されたファイルについて,いつ,どのように情報が拡散したのかを追跡できるものであり,グラフに変換する機能も備えている.機密情報の拡散追跡機能で収集した情報をわかりやすく提示できる機能の実現については,以下の機構を実現した.1.すべての機密憎報の拡散契機で可視化をするために必要なログを取得する機構2.カーネル内で取得したログを保存する機構3.ログ情報をフィルタリングして,ユーザが着目しているファイルや期間の情報に関するログのみを出力する機構4.出力されたログを可視化するプログラムこれにより,機密情報の拡散追跡機能で収集した情報をうまく利用者に表示する手法を確立し,利用者が計算機内部での機密ファイルの利用状況を容易に把握できる機能を実現した.機密情報へのアクセス情報の安全な保存と完全性検証機能については,ログを他のVMに保存するログ保存機構を実現した.ログ保存機構は,ログ取得機構が監視対象OSから取得したログをログ保存OS上のsyslogを介して自動的にログファイルへ書き出す.ログを自動的に保存することで,計算機の不意の電源断によるログの消失を防止する.さらに,ログファイルを比較することでログの改ざんを検知する機能を提案し,実現した.本機能は,提案システムで取得したログと監視対象OS上のログファイルを比較することで,ログの改ざんの有無だけでなく,改ざん箇所と改ざんや消失を検出できる.また,実現したシステムについて,ログの改ざんや消失の起こる環境を想定し,評価した評価結果から,監視対象OS上のログファイルの改ざん検出とsyslogデーモンの動作の変更によるユーザログの消失防止が可能なことを示した.
腫瘍特異的TIMP遺伝子導入による口腔扁平上皮癌浸潤・転移の抑制

本年度は、TIMPを癌細胞特異的に発現させることによる口腔癌浸潤・転移抑制療法の可能性を検討するための基礎実験として以下の解析を行った。1.In vitroの系として、線維芽細胞株WI-38およびMRC-5のTIMP産生能をwestern blot法およびELISA法にて解析するとともに、TIMP-2アンチセンスオリゴヌクレオチド(AS)およびCOX-2ASの遺伝子導入の影響について検討した。その結果、WI-38、MRC-5両細胞株ともにTIMP-2を発現しており、TIMP-2ASおよびCOX-2AS遺伝子導入によりその発現は抑制された。2.TIMP-2ASあるいはCOX-2ASを遺伝子導入した線維芽細胞の培養上清を口腔扁平上皮癌細胞(OSCC)株NAおよびHSC-4に加えてもOSCCの増殖能には影響をあたえず、72時間まで細胞障害性を認めなかった。3.TIMP-2 ASおよびCOX-2 AS処理した線維芽細胞の培養上清を用いてOSCCのインベージョンアッセイを行ったところ、OSCCの浸潤能は抑制された。4.これら上清を加えたOSCCのMMP-2活性を検討したところ、活性型MMP-2の減少を認めた。また、MMP-2活性化因子の一つであるMT1-MMPの発現についてフローサイトメトリーにて解析したところ、TIMP-2 ASはその発現に影響しなかった。5.口腔癌高率転移ヌードマウスモデル作成のために各種OSCC-GFP株を作成してクローニングしたところ、舌移植による腫瘍塊形成および100%頚部リンパ節に転移するSAS-L1転移モデルを構築した。上記結果より、TIMP-2 ASは線維芽細胞のTIMP-2産生を抑制し、MMP-2活性抑制を介してOSCCの浸潤能を低下させることが示唆された。現在、癌細胞特異的TIMP-2発現ベクターを作成中であり、上記5の高転移モデルでの応用を検討している。癌細胞が結合組織内に存在する毛細血管やリンパ管内に浸潤、また逆に血管やリンパ管内の癌細胞が末梢組織に浸出する過程において、規定膜や結合組織構成蛋白はmatrix metallo-proteinase (MMP)により破壊され浸潤・転移が成立することが知られている。このMMP群は共通のインヒビターであるtissue inhibitor ofmetalloproteinase (TIMP)によってその活性が阻害される。このTIMPを癌細胞特異的に発現させ口腔癌の浸潤・転移抑制療法に応用するために以下の実験を試行した。口腔扁平上皮癌細胞株NAおよびHSC-4において、各種MMP産生能およびTIMPに対するCOX-2選択的阻害剤NS-398およびCOX-2 antisense oligonucleotide (COX-2 AS)遺伝子導入の効果を検討した。その結果、これらCOX-2選択的阻害効果により両細胞株における培養上清へのMMP-1,2,7,9分泌および細胞中の蛋白発現を抑制すること、培養上清へのTIMP-2分泌を抑制すること、MMP-9の発現を調節する転写因子ets-1、ets-2のmRNA発現を抑制すること、さらにはMMP-9の転写因子の一つであるAP-1の構成要素であるc-Fosのリン酸化の亢進を認めた。また、両細胞におけるCD44の発現について解析したところ、両細胞株ともに、細胞表面にCD44を発現しており、その発現はCOX-2を選択的に阻害することにより、抑制が認められた。以上のことより、COX-2選択的阻害剤NS-398およびCOX-2 antisense oligonucleotide (COX-2 AS)遺伝子導入が、両細胞株の調節因子を制御することにより増殖を抑制すること、MMP-2および転移関連細胞接着蛋白であるCD44の発現調節を介して口腔扁平上皮癌細胞の浸潤を抑制する可能性が認められた。上記結果より、TIMP-2 ASは線維芽細胞のTIMP-

2産生を抑制し、MMP-2活性抑制を介してOSCCの浸潤能を低下させることが示唆された。現在、癌細胞特異的TIMP-2発現ベクターを作成中であり、上記5の高転移モデルでの応用を検討している。
ウルソデオキシコール酸・亜鉛同時負荷による肝切除術の術前肝機能評価法の応用

ウルソデオキシコール酸・亜鉛同時負荷による術前肝機能評価法を肝機能低下9例について、肝機能正常(ICG K値=0.180以上)20例と比較した。その結果、1)血中亜鉛濃度の180分までの濃度下面積(Zn AUC180)は、肝機能正常例は456±69μg・min/dlであったが、肝機能低下例では291±146.7μg・min/dlと低値であった(p<0.05)。2)血清亜鉛は、投与後90分に肝機能正常例では210.5±42.5μg/dl、120分に205±42.5μg/dl、180分で215±32.5μg/dlであったが、低下例ではそれぞれ102.5±20.3μg/dl、119±43.4μg/dl、121.3±43.4μg/dlであり、いずれの時点でもその差は明白であった(p<0.05)。しかし、尿中亜鉛は有意差を認めなかった。3)血中ICGK値とZn AUC180の間にはr=0.69の正の相関を認め、肝機能の指標となることが分かった。4)血清亜鉛濃度の投与前値はアルブミンとr=0.54、プレアルブミンとr=0.46の正の相関を認め、患者の栄養状態の指標となることが判明した。これらの事実より、ウルソデオキシコール酸・亜鉛同時負荷は肝機能評価の新しい指標になる可能性が示唆され、今後、臨床における多数例による確認が期待される。
結合相関系高分子のゲル化およびガラス化のスローダイナミックス

ゾル-ゲル転移は、非結合-結合を問題とするパーコレーション問題の対象の一つである。また、ガラス化の問題とともに臨界現象とも密接に関係した現在の物理学、特にソフトマターの物理あるいは複雑液体の物理、における興味あるテーマの一つである。本研究では、非破壊的・非接触的にゲル化点・ガラス化点を決定し、かつ、それぞれゲル化・ガラス化のメカニズムを分子の動力学の立場から議論する新規な手法-時分割動的光散乱法-を提案した。平成12年度では、ゲル化のメカニズムを分子の動力学の立場から議論する新規な手法-時分割動的光散乱法-を提案し、高分子反応系の時系列的キャラクタリゼーションの新しい方法論を構築した。具体的には、(1)ゾル-ゲル転移点近傍において、散乱強度の時間相関関数にべき乗則で表される長時間緩和が排他的に現れること、(2)ゲル領域に入ると非エルゴード性が発現し、散乱強度にスペックルが現れること、などを見いだした、また、これらの現象は化学反応時に架橋点が導入されることによる架橋不均一性に起因するのではなく、高分子鎖の熱運動が架橋導入により制限される(架橋不均一性)によるものであることを、熱可逆的な物理ゲルであるポリビニルアルコールゲルのイオンコンプレックスゲルにおいて検証した。その一方で、ポリスチレンのラジカル重合系とポリ(スチレン・ジビニルベンゼン)のラジカル重合系の比較によりガラス化とゲル化のダイナミクスの類似性・相違性について議論した。平成13年度では、ポリ塩化ビニルゲル、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミドゲル、ゼラチン、ポリビニルアルコール-イオンコンプレックスゲルなどのゲル化点近傍での結合相関を定量的に解析した。その結果、いずれの場合にもゲル化点において光子相関関数の緩和時間依存性がべき状化し、自己相似的クラスター形成が行われていることが認められた。高分子ゲルについて、非破壊的・非接触的にガラス化点を決定し、かつ、それぞれゲル化のメカニズムを分子の動力学の立場から議論する新規な手法-時分割動的光散乱法-を提案し、高分子反応系の時系列的キャラクタリゼーションの新しい方法論を構築した。具体的には、非可逆ゲル(化学ゲル)および可逆ゲル(物理ゲル)の両者について、ゾルーゲル転移点近傍での高分子の結合相関性と臨界ダイナミクスおよび、ゲル特有の構造不均一性について研究を行った。その結果、(1)ゾルーゲル転移点近傍において、散乱強度の時間相関関数にべき乗則で表される長時間緩和が排他的に現れること、(2)ゲル領域に入ると非エルゴード性が発現し、散乱強度にスペックルが現れること、などを見いだした。また、これらの現象は化学反応時に架橋点が導入されることによる架橋不均一性に起因するのではなく、高分子鎖の熱運動が架橋導入により制限される(架橋不均一性)によるものであることを、熱可逆的な物理ゲルであるポリビニルアルコールゲルのイオンコンプレックスゲルにおいて検証した。その一方で、ポリスチレンのラジカル重合系とポリ(スチレン・ジビニルベンゼン)のラジカル重合系の比較によりガラス化とゲル化のダイナミクスの類似性、相違性について議論した。さらに、ゲル調製時の環境因子(温度や圧力)がゲルの不均一構造形成に及ぼす役割についても考察した。ゾルーゲル転移は、非結合一結合を問題とするパーコレーション問題の対象の一つである。

平成12年度に導入した動的・静的光散乱装置(ALV/DLS/SLS-5022F-S)を用いて、ポリ塩化ビニルゲル、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミドゲル、ゼラチン、ポリビニルアルコールーイオンコンプレックスゲルなどのゲル化点近傍での結合相関を定量的に解析した。その結果、いずれの場合にもゲル化点において光子相関関数の緩和時間依存性がべき状化し、自己相似的クラスター形成が行われていることが認められた。一方、小角中性子散乱法により、ゲル化の問題と架橋不均一性との相関について議論し、小角中性子散乱法は架橋不均一性、動的光散乱は結合不均一性に対応し、ゲルの収縮キネティックスに直接関係することがわかった。さらに、架橋点がシクロデキストリンで構成され、分子鎖軸に沿って移動可能なトポロジカルゲルを調製し、そのゲル化過程、およびゲル化後のダイナミックスを精度良く計測した。そして、架橋点が固定された化学架橋ゲル、架橋点が着脱可能な物理ゲル、およびトポロジカルゲルの3者のダイナミックスの違いを分子論的見地から検討した。
心血管病予防に向けた摂取栄養素とアディポサイトカインに基づく効果的栄養指導の確立

本研究では、肥満症と糖尿病の多施設前向きコホートを構築し、糖尿病による単球・プラークの炎症増悪化、脂肪組織由来生理活性物質TSP-1の内臓肥満性疾患との関連、大豆製品摂取率とアディポネクチンとの正相関、血中エイコサペンタエン酸(EPA)/アラキドン酸比とアディポネクチンとの正相関とともに、EPAは脳内Mφに抗炎症的に作用することを見出した。大豆の腸内細菌代謝産物投与によりLDL-Cと動脈硬化指標CAVIが低下し、そのLDL-CとCAVIの低下は正相関することも見出した。本研究成果は脂質の質や腸内細菌叢を標的とした心血管病リスク低減のための効果的な栄養指導指針確立に貢献できると考えられる。1.多施設コホート研究:2014年4月時点で肥満症・MetSの多施設共同前向きコホート登録数、1334例(2013年4月時点では1275例)に達し大規模データベース構築に成功している。また、研究計画にあった評価項目の検討も順調である。また、追跡調査においても80%前後の追跡率を維持し、5年追跡症例数も650例に達している。簡易栄養調査の結果、大豆製品の摂取率(%)と抗動脈硬化ホルモンであるアディポネクチンに正相関を認めており。更に、簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた詳細な栄養調査と解析を施行中である。また、血中EPA/AAとアディポネクチンにも正相関を認めている。2.エクオール(EQ)の臨床研究:大豆イソフラボンはエストロゲン様作用や抗酸化作用を有し、メタボリック症候群(MetS)や脳梗塞の予防効果が期待されている。イソフラボンの中のダイゼインは腸内細菌の代謝によりエクオール(EQ)に変換されるが、EQ産生菌を持つ人(EP)と持たない人(ENP)が存在し、大豆摂取の感受性に影響する可能性がある。本研究は、肥満症・MetSにおいてEQ産生能及びEQ摂取の炎症・動脈硬化指標や単球機能などの心血管病リスクに対する影響を介入研究にて検討し、EQの臨床的意義を明らかにする。現在、肥満症54例において、EQ10mg/日の内服とプラセボ内服(各3ヶ月間)を用いたランダム化クロスオーバー試験を施行した。54例中、EPは17例(32%)であり、一般人の報告50%より低率であった。また、EQ産生能と単球中の炎症性M1(IL-6、TNFα)/抗炎症性M2(IL-10)マーカーとの関連性を検討した所、ENPに比べEPではTNFα発現量が低い傾向を示した。EQ投与によりLDL-Cと動脈硬化指標CAVIの有意な低下を認め、特に女性のENPで効果が顕著であった。更にEQ投与によるCAVI低下とLDL-C低下に有意な正相関を認めている。本研究では、肥満症と糖尿病の多施設前向きコホート1334例登録による大規模データベース構築に成功し、肥満症・糖尿病における単球・マクロファージ(Mφ)機能や脂肪組織に由来する生理活性物質・TSP-1の病態意義、及び摂取栄養素と心血管病指標との関連を検討した。その結果、頸動脈硬化症では糖尿病合併により単球・プラークの炎症性M1/抗炎症性M2バランスが増悪化し(J Atheroscler Thromb 2016 in press)、TSP-1は内臓肥満起因性疾患に関連する可能性を認めた(Metabolism 2015)。さらに、栄養調査より、大豆製品摂取率と抗動脈硬化ホルモン・アディポネクチンに正相関を認め、血中エイコサペンタエン酸(EPA)/アラキドン酸(AA)比とアディポネクチンにも正相関があることを見出した。基礎的検討から、脳内炎症担当細胞である脳内Mφ・ミクログリアにおいて、EPAにより炎症性サイトカインTNFα産生が抑制されることも認めている。また、大豆イソフラボンはエストロゲン様作用等を有し、脳梗塞等の予防効果が期待されている。イソフラボン成分ダイゼインは腸内細菌代謝によりエクオール(EQ)に変換されるが、EQ産生菌を持つヒト(EP)と持たないヒト(ENP)が存在する。本研究にて、肥満症54例中、EPは17例(32%)であり、一般人の報告50%より低率であることを見出した。さらに、EQ投与(EQ 10 mg/日、3ヶ月間)によりLDL-Cと動脈硬化指標CAVIが低下すること、そのLDL-C低下とCAVI低下は正相関することも認めている。以上、本研究成果は脂質の質(EPA/AA比等)や腸内細菌叢改善(EQ産生向上等)が心血管病リスク低減に寄与する可能性を示す成果であり、EPA/AA比やEQ産生能の活用を介した、より効果的な栄養指導指針確立に貢献できると考えられる。