hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内湾からの栄養塩流失の鍵を握る準易分解性溶存有機物の動態の解明

沿岸海域において水質と生物生産性の両方を維持するために,各海域に適した栄養塩濃度レベルの管理が求められている。本研究では,貧栄養化に伴うノリ・ワカメの色落ちや貧栄養状態でも増殖可能な有害プランクトンによる被害が問題となっている東部瀬戸内海において,分解に数週間を要する準易分解性溶存有機物が海水交換によって内湾から流出することが,湾外への栄養塩流失に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている.平成30年度には,夏季の出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を計画していたが,西日本に多大な被害をもたらした平成30年7月豪雨および夏季に多発した台風の影響を受け,予約していた船舶の使用が困難になり現地観測を予定通り行なうことができず,十分なデータは得られていない.目標とする河口域から海域への準易分解性溶存有機物の影響評価のために,平成31年度には出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測が必要になっている.また平成30年度には,前年度に海色衛星を用いて可視化した表層における低塩分水の流出を再現し,上層水全体の流出量を計算するため,対象海域に有限体積法による三次元沿岸海洋モデル(FVCOM; Chen et al., 2003, J. Atmos. Ocean Technol.)を適用した.大阪湾に設置されている検潮所と13基の水質定点自動観測塔から毎時の各種観測データ(水温,塩分,潮位,流速)を用いて,モデルのパラメータ調整を行なった.平成30年度には,夏季の出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を計画していたが,西日本に多大な被害をもたらした平成30年7月豪雨および夏季に多発した台風の影響を受け,予約していた船舶の使用が困難になり現地観測を予定通り行なうことができず,十分なデータは得られていない.一方,上層水全体の流出量を計算するための三次元沿岸海洋モデルのチューニングは既存データを用いて完了しており,上記のデータを平成31年度に得ることができれば,目標とする海域への準易分解性溶存有機物の影響評価が可能になるため.前年度に実施できなかった出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を平成31年度夏季に計画している.平成30年度に対象海域に適用しチューニングを行なった有限体積法による三次元沿岸海洋モデルを用いて低塩分水の流出を再現し,数メートルの厚さの上層水全体の流出量を計算する.解析した結果を統合し,湾外に流出する準易分解性溶存有機窒素の量を見積もる.またその流出量が,湾内への栄養塩(溶存無機態窒素)流入量の何割にあたるか計算し,準易分解性溶存有機物の生成が内湾の栄養塩循環に及ぼす影響を評価する.沿岸海域において水質と生物生産性の両方を維持するために,各海域に適した栄養塩濃度レベルの管理が求められている。本研究では,貧栄養化に伴うノリ・ワカメの色落ちや貧栄養状態でも増殖可能な有害プランクトンによる被害が問題となっている東部瀬戸内海において,分解に数週間を要する準易分解性溶存有機物が海水交換によって内湾から流出することが,湾外への栄養塩流失に及ぼす影響を明らかにする.平成29年度には,物理場及び生物化学環境の観測を淀川河口域において平成29年7,8,9月に計6回,また大阪湾全体および紀伊水道において平成29年5,8,11月および平成30年2月に計4回実施した.陸域からの栄養塩供給を見積もるための陸域河川の生物化学環境の観測を平成29年5,7,8,9,11月および平成30年2月に計6回実施した.また採取した海水や河川水を用いて各20日間の有機物分解実験を行なった.得られたサンプルを分析し,各地点,各季節における準易分解性溶存有機物の濃度を求め,分布及び変動を解析した.また,世界初の静止海色衛星COMSから得られる高い時空間解像度(水平解像度500 m,1時間に1回)の有色溶存有機物の光吸収係数(aCDOM)データを,2011年から2017年までの7年分について整備した.またaCDOMデータと塩分の関係式を用いて,東部瀬戸内海における塩分の分布図を作成し,表層の低塩分水の動態を解析した.計画では,平成29年度に物理場及び生物化学環境の観測を行ない,これに基づいて湾外に流出する準易分解性溶存有機窒素の量を見積もることを目標としているが,概要に示した通り,平成29年度の研究実績はこれに沿うものであるため.また,計画では人工衛星データを用いた表層低塩分水の動態解析を平成30年度に行なうとしていたが,平成29年度にこの一部分を行なっているため.沿岸海域において水質と生物生産性の両方を維持するために,各海域に適した栄養塩濃度レベルの管理が求められている。本研究では,貧栄養化に伴うノリ・ワカメの色落ちや貧栄養状態でも増殖可能な有害プランクトンによる被害が問題となっている東部瀬戸内海において,分解に数週間を要する準易分解性溶存有機物が海水交換によって内湾から流出することが,湾外への栄養塩流失に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている.平成30年度には,夏季の出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を計画していたが,西日本に多大な被害をもたらした平成30年7月豪雨および夏季に多発した台風の影響を受け,予約していた船舶の使用が困難になり現地観測を予定通り行なうことができず,十分なデータは得られていない.

目標とする河口域から海域への準易分解性溶存有機物の影響評価のために,平成31年度には出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測が必要になっている.また平成30年度には,前年度に海色衛星を用いて可視化した表層における低塩分水の流出を再現し,上層水全体の流出量を計算するため,対象海域に有限体積法による三次元沿岸海洋モデル(FVCOM; Chen et al., 2003, J. Atmos. Ocean Technol.)を適用した.大阪湾に設置されている検潮所と13基の水質定点自動観測塔から毎時の各種観測データ(水温,塩分,潮位,流速)を用いて,モデルのパラメータ調整を行なった.平成30年度には,夏季の出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を計画していたが,西日本に多大な被害をもたらした平成30年7月豪雨および夏季に多発した台風の影響を受け,予約していた船舶の使用が困難になり現地観測を予定通り行なうことができず,十分なデータは得られていない.一方,上層水全体の流出量を計算するための三次元沿岸海洋モデルのチューニングは既存データを用いて完了しており,上記のデータを平成31年度に得ることができれば,目標とする海域への準易分解性溶存有機物の影響評価が可能になるため.平成29年度に引き続き,各季節における準易分解性溶存有機物濃度の分布及び変動を解析するとともに,人工衛星データを用いて表層における低塩分水の動態を解析する.また,低塩分水の流出を再現し,数メートルの厚さの上層水全体の流出量を計算するため,対象海域に有限体積法による三次元沿岸海洋モデルを適用しチューニングを行なう.解析した結果を統合し,湾外に流出する準易分解性溶存有機窒素の量を見積もる.またその流出量が,湾内への栄養塩(溶存無機態窒素)流入量の何割にあたるか計算し,準易分解性溶存有機物の生成が内湾の栄養塩循環に及ぼす影響を評価する.前年度に実施できなかった出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を平成31年度夏季に計画している.平成30年度に対象海域に適用しチューニングを行なった有限体積法による三次元沿岸海洋モデルを用いて低塩分水の流出を再現し,数メートルの厚さの上層水全体の流出量を計算する.解析した結果を統合し,湾外に流出する準易分解性溶存有機窒素の量を見積もる.またその流出量が,湾内への栄養塩(溶存無機態窒素)流入量の何割にあたるか計算し,準易分解性溶存有機物の生成が内湾の栄養塩循環に及ぼす影響を評価する.平成29年度は他大学の協力者が予定よりも増えたため,自大学の大学院生への謝金が少なくなった.平成30年度は採取・分析するサンプル数を増やす必要があり,そのため次年度使用額と今年度申請額を合わせ,大学院生の雇用費用および分析費として使用する.また東部瀬戸内海における現地観測および分析にかかる費用および京都ー大阪・神戸間の旅費,また人工衛星データの解析および数値計算を行なうためにかかるスーパーコンピュータの使用料等に使用する.また,学会発表旅費および論文の印刷費に使用する.平成30年度には,夏季の出水時における準易分解性溶存有機物の濃度を得るための現地観測を計画していたが,西日本に多大な被害をもたらした平成30年7月豪雨および夏季に多発した台風の影響を受け,予約していた船舶の使用が困難になり現地観測を中止したため,研究費に残額が生じた.また平成30年度に得られなかった現地観測データを次年度に取得するため,次年度使用額を申請した.次年度使用額は,2019年59月に予定している現地観測を行なうための旅費,傭船費,協力者に支払う人件費,観測・分析消耗品を購入するための物品費に充てる計画である.
羊膜の抗炎症・感染抑制作用に着目した新規培養歯根膜由来細胞シートに関する研究

近年、歯根膜組織を採取、培養し得られた歯根膜細胞(以下PDL)を用いた歯周組織再生療法の報告を散見する。一方で、羊膜はこれまでに抗炎症作用・感染制御作用を有することが分かっており、様々な細胞の培養基質として用いられてきた。そこで私たちは移植可能な羊膜上培養PDLシートの開発を念頭に、羊膜を基質としたPDLの培養を行い、同培養シートについて検討を行った。具体的には口腔内環境を想定し、歯周病原菌の一種であるP.g.菌の内毒素、Lipopolysaccharide(以下LPS)によってPDLへ炎症を惹起した環境下で羊膜の抗炎症作用を調べることを目的として本研究を行ってきた。平成24年度は主に羊膜上でのPDL培養技術の確立、ならびにLPSによる炎症反応惹起の至適条件を探索、決定を行ってきた。平成25年度は前年度に得た歯根膜シートの培養技術ならびに炎症反応惹起の条件を元に、羊膜上培養したPDLのmessage RNAの抽出、そのサンプルをrealtime PCRにより各炎症性サイトカイン(IL-6, IL-1beta, TNF-alpha)の発現の評価を試みた。しかし刺激時間や刺激濃度を変えた各条件においてもサンプルの炎症性サイトカインの発現に明らかな傾向を見出すことができず、マイクロアレイ解析にて遺伝子群の発現動態を網羅的に解析し、そこからターゲットとなる遺伝子を決定する方針へ切り換えた。マイクロアレイ解析の結果については現在データ解析を行っている状況である。近年、歯根膜組織を採取、培養し得られた歯根膜細胞(以下PDL細胞)を移植することで歯周組織再生の報告を散見する。また、羊膜はこれまでに抗炎症作用・感染抑制作用を有することが分かっており、様々な細胞の培養基質として用いられている。しかし、羊膜上に培養した歯根膜細胞の抗炎症作用については未だ明らかではない。今回、私たちは移植可能な培養PDLシートの開発を念頭に、羊膜を基質とした歯根膜由来細胞の培養を行い、同培養シートについて検討を行った。羊膜は帝王切開時の胎盤より採取したもの、および再生医療支援機構・近畿羊膜バンクからの研究用羊膜の供給を受け研究に用いた。歯根膜組織は、埋伏智歯抜歯術にて得た智歯根面から採取、in vitroにて培養した。同シート作製に際し、培養条件の最適化・並びに免疫組織学的検討を行った。さらに作製したPDLシートに対し、歯周病原菌の一種Porphyromonas gingivalis (P.g.菌)の内毒素Lipopolysaccharide(LPS)を加え、炎症性サイトカインの発現等について検討した。2012年度は主に羊膜を用いた歯根膜由来細胞培養シート作製から開始し、培養条件の最適化を検討した。さらにLPS刺激に対する羊膜上培養PDLシートの抗炎症作用を細胞の遺伝子発現の変化から評価しようと、各条件下で培養した歯根膜細胞のtotal RNAを用いてrealtime PCRによる遺伝子発現変化を比較検討しようと試みたが、代表的な炎症性サイトカイン(IL-6、IL-1beta、TNF-alpha)、抗炎症性サイトカイン(IL-10)はいずれもLPS添加/非添加群間で明らかな変化を確認するに至っておらず、他の手法を用いた検討方法を模索し遅れが生じている。2012年度で得た歯根膜シートの培養技術に基づき、羊膜上培養歯根膜様細胞シートの分子生物学的検討を継続していく。作成された培養シートを用いてP.g.菌刺激の条件を設定、バイオアッセイを行う。方法として、in vitroにて増殖させた歯根膜由来細胞から作製した羊膜上培養PDLシートに対し、P.g.菌LPSを培養液中に添加し、24時間刺激後、歯根膜由来細胞からtotal RNAを抽出、炎症性サイトカイン(IL-6, IL-1 beta, TNF-alpha)の発現をrealtime PCRでLPS非添加群と比較検討する。さらに、培養上清中に実際に分泌されたサイトカイン(IL-6, IL-

1beta, TNF-alpha)のタンパク量を、ELISA法を用いて定量し、LPS非添加群と比較検討を行う。上記の方法で羊膜上培養PDLシートがLPS刺激に対しサイトカイン分泌をどの様に制御するか、を検討することができる。またマイクロアレイ解析により遺伝子発現動態を網羅的に把握し、特に炎症と関連がある遺伝子についてrealtime PCRにて確認、最終的には分泌タンパクとしてELISAにて評価予定である。羊膜上培養PDLシートの培養条件の最適化を引き続き検討する。作製したPDLシートに対し、P.g.菌由来LPS刺激時の反応をrealtime PCR、マイクロアレイ解析、ELISA法により検討予定である。
Notchシグナルによるオートファジー制御とストレス応答機構における役割の解明

当該年度は、Hes1の創傷治癒時における機能を解析するために、Hes1floxマウスとK14-CreERT2マウスを導入し、表皮特異的・タモキシフェン誘導型Hes1ノックアウトマウスの作成を行った。4-ハイドロキシタモキシフェン(4-OHT)を10 mg/mLに調整し、0.1 mL(1 mg)ずつ連続5日間腹腔内投与を行ったところ、Hes1flox/floxマウスでは表皮におけるHes1の発現が、著しく低下することを免疫染色、qPCRによって確認した。さらに、4-OHT投与後、背中皮膚に直径6 mmの全層欠損創を作製し、傷の治癒率について観察を行ったところ、表皮特異的Hes1コンディショナルノックアウトマウスでは創傷治癒が遅れることを確認した。また、傷の収縮によるartifactを避けるため、全層欠損創作成後、シリコンリングを創傷部位に貼付する方法も試し、同様な結果を得た。現在、Hes1が創傷治癒を遅らせるメカニズムを調べるために、創傷治癒時の背中皮膚表皮よりRNAを抽出し、網羅的な遺伝子解析を行っているところである。また、創傷治癒と関連があると思われる、乾癬発症機序についても興味を持ち、現在表皮特異的Hes1コンディショナルノックアウトマウスにイミキモドを塗布し、乾癬発症について観察を行っているところである。当初の予定とは異なり、主にin vivoの研究を中心に行っており、in vitro解析はあまり進んでいない。しかし、in vivoの結果は当初の予定以上の結果が出ているため、おおむね順調に進展していると考えられる。2018年度は、引き続き表皮特異的・タモキシフェン誘導型Hes1ノックアウトマウスの解析を行っていく。現在までに、Hes1コンディショナルノックアウトマウスでの表皮で特異的に発現量の差異がある遺伝子がいくつか見つかっているため、今後はそれらの解析を行っていきたい。また、さらに網羅的な解析を試みるため、マイクロアレイもしくはRNA-seqを行い、さらに候補遺伝子を見つけていきたいと予定している。さらに、このコンディショナルノックアウトマウスから初代ケラチノサイトを樹立し、in vitroによるwound healing実験や、インターロイキンなどによる増殖アッセイも行いたい。マウス表皮からのケラチノサイト樹立方法は既に確立しており、さらにwound healing実験や増殖アッセイの系も立ち上がっているため、すぐに実験に取りかかることが可能である。当該年度は、マウス創傷治癒時における、Hes1の発現を免疫染色法により確認した。結果、創傷2日目には、創傷の境目におけるHes1の発現量が増加し、上皮化された表皮においても、Hes1の発現が上昇していることが確認された。現在、Hes1の創傷治癒時における機能を解析するために、Hes1floxマウスとK14-CreERT2マウスを導入し、表皮特異的・タモキシフェン誘導型Hes1ノックアウトマウスの作成を目指し、掛け合わせを開始しているところである。また、ヒト初代ケラチノサイトにUVBを照射し、Hes1の強制発現を行ったところ、BNIP3の発現、オートファゴソームの形成が抑制されることを見出した。さらに、UVB照射時における、Notch1の活性化、Hes1の発現をウェスタンブロッティング法にて確認した。以前、BNIP3の発現はUVB照射後4時間程度で上昇することを確認したが、Notch1の活性化、Hes1の発現ともに1時間程度での上昇が確認され、その後8時間まで発現上昇は維持されていることを確認した。Hes1がBNIP3の発現を抑制することを考えると、この観察結果は相反するように感じられるが、Hes1とBNIP3の発現のバランスが、細胞の生死を決定しているのかもしれない。そのため、Hes1の強制発現ベクター、Hes1ノックダウンベクターの作成を行い、遺伝子導入を試みたが、Nucleofector 4D、NEPA21などのエレクトロポレーション法では、導入効率が40%程度であったため、アデノウイルスベクターに作成し直した。アデノウイルスベクターでは、導入効率がほぼ100%であることを確かめた。当初と比べ、マウスを使用したin vivoの実験を少し前倒しにして行っている。現在までにほぼ、表皮特異的・タモキシフェン誘導型Hes1ノックアウトマウスの掛け合わせは終了し、タモキシフェンによる誘導チェックを行っている。そのため、in vivoでの実験は予定より早く進んでいると考えられる。in vitroでの計画は、当初予定していたHes1のノックダウン実験にまだ取りかかれていない。しかし、ノックダウンベクターの調整や予備実験は終了し、現在実験を行っているところである。全体的に俯瞰すると、3年計画で見ると計画通りに進んでいると考えられる。

また、傷の収縮によるartifactを避けるため、全層欠損創作成後、シリコンリングを創傷部位に貼付する方法も試し、同様な結果を得た。現在、Hes1が創傷治癒を遅らせるメカニズムを調べるために、創傷治癒時の背中皮膚表皮よりRNAを抽出し、網羅的な遺伝子解析を行っているところである。また、創傷治癒と関連があると思われる、乾癬発症機序についても興味を持ち、現在表皮特異的Hes1コンディショナルノックアウトマウスにイミキモドを塗布し、乾癬発症について観察を行っているところである。当初の予定とは異なり、主にin vivoの研究を中心に行っており、in vitro解析はあまり進んでいない。しかし、in vivoの結果は当初の予定以上の結果が出ているため、おおむね順調に進展していると考えられる。2018年度は、引き続き表皮特異的・タモキシフェン誘導型Hes1ノックアウトマウスの解析を行っていく。現在までに掛け合わせは終了し、タモキシフェンによるノックアウトプロトコル確定が終了したため、今後は実際に創傷治癒時における表現系を確認していく予定である。近年では、マウスにおける全層欠損創では真皮の収縮が起こり、表皮ケラチノサイトの創傷治癒効果が正しく測定出来ないとの報告もあるため、全層欠損創作成後、シリコンリングを創傷部位に貼付する方法も試してみたいと考えている。また、vivoでの実験がうまくいかない場合は、このマウスから初代ケラチノサイトを樹立し、in vitroによるwoundhealing実験を行う。マウス表皮からのケラチノサイト樹立方法は既に確立しており、さらにCre発現ベクターも持っているため、すぐに実験に取りかかることが可能である。また、この実験と並行し、初代ケラチノサイトにHes1のノックダウンを行ったり、Notch阻害財を添加し、UVBや創傷ストレス時におけるアポトーシス、オートファジー誘導、細胞移動などを調べていく。また、逆に初代ケラチノサイトにHes1や活性化型Notch1の強制発現を行い、UVBや創傷ストレス時におけるアポトーシス、オートファジー誘導、細胞移動を調べる。また、UVB照射量を変化させたときのNotch、Hes1、BNIP3の発現量、ならびに細胞死の割合を比較することで、Notch-Hes経路と細胞死に相関があるのか、また、合った場合に、Notch-Hes経路が細胞生存に関わる閾値があるのかを探りたい。現在までに、Hes1コンディショナルノックアウトマウスでの表皮で特異的に発現量の差異がある遺伝子がいくつか見つかっているため、今後はそれらの解析を行っていきたい。また、さらに網羅的な解析を試みるため、マイクロアレイもしくはRNA-seqを行い、さらに候補遺伝子を見つけていきたいと予定している。さらに、このコンディショナルノックアウトマウスから初代ケラチノサイトを樹立し、in vitroによるwound healing実験や、インターロイキンなどによる増殖アッセイも行いたい。
睡眠障害を改善するための研究-ホットパック下肢温罨法を用いて-

生体情報計測用パネルを用いた睡眠状態把握方法を確立すること目的とし、歪みセンサーを備えた生体情報計測用パネルで得られたデータとアクチグラフで得られた睡眠時体動回数の相同性を検討した結果、アクチグラフとひずみの変化には強い相関が認められ、生体情報計測用パネルはアクチグラフと同様に睡眠中の人体の動きを捉えることが可能と考えられた。今後、生体情報計測用パネルで得られたデータと睡眠脳波を比較検討することで、臨床への応用が可能になると考える。本研究は、生体情報計測用パネルを睡眠覚醒判定に使用するための基礎的データを寄与した。本研究では、体動検知パネルを用いて、せん妄や俳徊、不穏状態、昼夜逆転等を呈する認知症高齢者の睡眠パターンを明らかにすることを第一の目的としている。さらに、睡眠パターンの変調を呈する認知症高齢者への看護的アプローチとして、下肢温罨法による深部体温の調節を行い、睡眠障害が改善されるか否かを明らかにすることを第二の目的としている。しかしながら、認知症高齢者を被験者とする際は、研究への同意を得がたいという問題がある。そのため、今年度は、高度の認知症を抱える高齢者15名に対して、1)睡眠中メラトニン量を測定するための唾液採取、2)睡眠パターン把握のためのアクチウオッチ装置、3)深部体温調節の為の下肢温罨法の実施、4)睡眠感把握のためのアンケート調査を、予備調査として実施し、被験者の反応を検証した。結果は以下の通りである。1)睡眠中メラトニン量を測定するための唾液採取:一目5回の採取を行うことができた。口中に含むスワブに誤嚥予防の為の糸を縫いつけることで、安全面の問題も解消できた。2)睡眠パターン把握のためのアクチウオッチ装置: 15名中7名は、1週間の連続装着が可能であったが、6名は、気になってはずしてしまうという行為があり計測不可能であった。3)深部体温調節の為の下肢温罨法の実施: 15名全員から「気持ちがいい」、「またやって欲しい」などの好意的発言が聞かれた。拒否的な態度を示すものはいなかった。以上により、睡眠中メラトニンの採取と下肢温罨法の実施に問題はないが、アクチウオッチによる睡眠状態の把握には不向きな被験者の存在があるということが明らかになった。またアンケート調査は不適切であると判断した。次年度はこれらの結果を踏まえて、調査を進める予定である。本研究では、体動検知パネルを用いて、せん妄や俳徊、不穏状態、昼夜逆転などを呈する認知症高齢者の睡眠パターンを明らかにすることを第一の目的としている。そのため、今年度は、高度の認知症を抱える高齢者15名に対して、深部体温調節の為の下肢温罨法の実施を行い、サーモグラフィーカメラにて、非侵襲的に皮膚表面温度の変化を計測し、その結果につい検討を行った。1)深部体温調節の為の下肢温罨法の実施:15名全員から「気持がいい」、「またやって欲しい」などの好意的発言が聞かれた。2)両下肢へのホットパック施行によって、上肢・下肢末梢からの熱放散を促進させることが明らかとなった。またその温熱効果は持続性に優れていることも示された。体温調節機能が低下した高齢者は末梢の皮膚温度が低下しがちであり、特に施設入所中の高齢者は日常生活における活動量や入浴の機会も少なく、ホットパックの簡便性と温熱効果の持続性を生かし、高齢者施設において温罨法器具として活用する意義も、再度確認できた。以上より、ホットパック下肢温罨法が深部温度の上昇をもたらし、かっそれを客観的に捉える事が可能であることが明らかとなった。次年度は、これらの結果を踏まえて、調査を進める予定である。本研究では、生体情報計測用パネルを用いた睡眠状態把握方法を確立することが、第一の目的であり、これまでに、高度の認知症を抱えた施設入所高齢者15名を対象として、1)唾液中メラトニン量の測定2)睡眠パターン把握のためのアクチウォッチ装着、3)深部体温調節の為の下肢温器法の実施、4)睡眠感把握のためのアンケート調査を行っている。その結果、唾液中メラトニンの採取と下肢温器法の実施に問題はないが、アクチウォッチによる睡眠状態の把握には不向きな被験者の存在があるということが明らかになった。

今年度は、歪みセンサーを備えた生体情報計測用パネルで得られたデータとアクチグラフで得られたデータの相同性を検討した。成人女性10名にアクチグラフ(AMI社)を装着し、22:30からの8時間、生体情報計測用パネルを設置したベッド上で睡眠をとらせた。また、同時に赤外線ビデオカメラ(プロセキュア、PCC-01)にて夜間の体動撮影も行った。その結果、アクチグラフとひずみの変化には強い相関が認められ、生体情報計測用パネルはアクチグラフと同様に睡眠中の人体の動きを捉えることが可能と考えられた。しかしながら、生体情報計測用パネルを睡眠判定に用いるには、さらに睡眠脳波との相同性を検討していく必要がある。本研究は、生体情報計測用パネルを睡眠覚醒判定に使用するための基礎的データとなった。今後は、睡眠脳波との比較検討を重ねることで、臨床に即した、睡眠障害を抱える認知症高齢者の睡眠パターン把握に役立つと考える。また、これらの内容に関しては、ワシントン大学のJoie Whitney教授を交えた研究報告会にて報告している。
増殖抑制誘導能を持つ糖転移酵素遺伝子の解析

本年度は昨年度に引き続き、得られた10種の異なるcDNA断片(GDAP-1-10)のORFのクローニングとその解析を行っている。その結果、1)GDAP一群の発現解析:これらはマウスの発生過程で見る限りいずれもE16-P7の時期に神経系に特異的に発現していた。また、P19細胞を神経系に分化させたときもGD,AP一群の発現が同様に見られることが明らかになった。2)GDAP-1のORFのクローニングと解析:マウス、ヒトのcDNAライブラリーからORFを含むクローンを幾つか得た。いずれも358アミノ酸からなり94%の相同性をもち、マウスとヒトとの間で高度に保存されたアミノ酸配列を持つタンパク質であることが明らかになった。現在のところデータベースに登録されておらず、新規タンパク質である。C-、N-末端側それぞれにMyc,FLAGを融合させNeuro2aに発現させると、N-末端側が細胞質、c-末端側がERに存在していた。アミノ酸配列を見ると、C-末端側近傍に一回膜貫通領域と推定される配列が見られる。また、細胞質領域に核移行シグナルに似た配列があることがあきらかになった。さらに、Two-hybrid systemを用いて、細胞質領域のGDAP-1と相互作用をするタンパク質を検索し、幾つかの候補を得たのでその同定・解析をも開始した今後、これらGDAP-群の解析やTwo-hybrid systemなどにより、この細胞増殖抑制機構を解明して行く予定である。
利用者行動分析に基づく、電子カルテの真正性・医療安全阻害要因の抽出と改善

病院情報システムの利用者行動に起因するデータ品質や医療安全の問題改善のために「機能や運用が難解で利用者が間違える/システム系と運用フローがアンマッチで利用困難/利用者意識の問題」等の違いを意識して取り組み、2018年度は以下の成果を得た。(1)診療支援の機能・運用は病院ごとに異なるが、そのことが掛け持ち勤務や勤務地を変更する医療職にとって勘違い等の医療安全のリスクとなる可能性を実装事例で指摘した(雑誌論文1)。また、それらのリスクを整理するためのプロトタイプモデルを作成した(雑誌論文2)。(2)前年度に明らかになった「他病院からの患者紹介に付随した医用画像の持ち込みに関する合意事項の違反事例」の発生原因を掘り下げて対策を検討した(雑誌論文3)。また、近年多発する「画像レポートの見逃し」に対する全国での対策事例を類型化して広範な病院に適用可能な「包括的対策モデル」を作成した(雑誌論文4)。(3)病院情報システムの警告機能は無視されることが多いのが積年の課題である。それに対して「読影レポート見逃がし防止のための“繰り返し"警告機能」が効果を発揮した事例があった。しかし、利用者への負担が逆にリスクとなることが懸念されたため、利用者心理・行動面から事例評価を行い、大きな問題はないことが確認された(雑誌論文5)。(4)看護支援システムの有用さや使い勝手は病院業務のパフォーマンスに大きく影響するが、情報システムとして必ずしも効果的な発展を遂げていない可能性が懸念された。そこで,全国の病院でこれまでに導入された看護関連システムの成果を文献調査により総括し,到達点と残課題を明らかにするために今後明らかにすべき7つの仮説を立てた(雑誌論文6)。(5)システム管理組織の一翼を担うべき「医療情報技師(日本医療情報学会の認定資格)」の力量を文献学的調査により評価して問題点を検討した(雑誌論文7)。全国の病院で普及が加速する電子カルテシステムであるが、利用者の不適切な利用に起因する蓄積データの品質面での問題は未解決である。それは、しばしば医療安全にも悪影響を及ぼし、蓄積データの二次利用の場面でも「ゴミが多く信頼性に乏しい」と言わる一因となっている。それに対して“利用者が正しく使わない"現象を、「意図的に使わない/使う気はあるが機能や運用の問題で使えない/使い方を知らない(間違えて理解)/個々の利用者は正しく利用していても、システム構成や機能により問題が発生する」等の違いを意識して整理・分析することにより、電子カルテの機能や運用の改善策を見出すのが本研究の目的である。本年度の成果は次のとおりである。(1)電子カルテの利用者行動に起因して発生する問題を整理するための概念モデルを構築。リソースとしてインシデントレポートを中心に整理する場合について論文投稿・掲載済み。(2)(1)を、ヘルプデスク問合せデータを中心に整理する場合について、実データに基づいてモデル化の作業中。(3)更に(1)及び(2)を、システムの構造や機能に問題がある場合のマネジメントを含む形に拡張を検討中。(4)読影レポートの見落とし防止のための繰り返しアラートシステムの効果を医師の心理・行動面から評価(論文投稿中)。(5)(1)(3)の管理運用組織として、システム管理を中心とした従来の発想を拡張して、診療情報管理と医療安全管理部門と連携した形態を検討中。その中で、データ管理について中心的役割を担うことが期待される医療情報技師(日本医療情報学会の認定資格)のアクティビティに関する中国地区の現状をアンケート調査して問題点を把握(論文投稿中)。更に、問題点に関する全国的な動向を文献学的研究手法により調査(論文投稿中)。(a)診療看護業務での電子カルテ利用で発生している問題点の情報収集の遅れ当初、電子カルテシステムの利用方法に関連して診療看護現場で発生している問題点を広島県・岡山県の病院を中心に情報収集し、それらの情報から問題点を管理・分類するためのモデル(現在までの進捗状況の(1)(3))を拡張する予定であった。調査のための設問を検討する前段階として、研究協力者(近隣の複数病院の関係者)を対象に予備調査を行ったところ、問題意識が充分に噛み合わず、こちらが期待する情報を収集するのは簡単ではないことが明らとなり、研究方法の修正を検討することとした。(b)(a)の問題点管理・分析手法の汎化の検討の遅れ(a)で述べた状況によりモデルの拡張作業自体が遅れて汎化作業時期が遅れた。そのため、汎化作業の協力予定2病院のうち1病院では、情報管理部門の体制変更に伴いマンパワー不足が生じた。またもう1つの病院では、電子カルテシステムの機種更新時期と重なり作業が遅れている。電子カルテ利用者の不適切な利用行動に起因する蓄積データの品質面での問題には、これまであまり注意が払われてこなかった。それに対する電子カルテの機能・運用面の改善策を見出すのが本研究の目的であり、2017年度の成果は次の通り。(1)データ品質や医療安全の阻害要因を整理・分析するために、「1利用者行動/2システム・アプリ構成/3用語の齟齬/4時間経過に伴う定義等のデータ変動/5施設間連携/6電子カルテの3原則/7障害」に起因する問題を切り分ける概念モデルを試作(論文1)。(2)「(1)の1267」に起因する問題の整理・改善に関して「ヘルプデスク問い合わせ事例を用いた電子カルテの課題の収集方法とその意義の検討」を実際の事例を用いて実施(論文2)。

(3)「(1)の1」で利用者のミス防止支援機能の一例として、「読影レポートの見落とし防止のための繰り返しアラート機能」の効果を利用者心理・行動面から評価(投稿準備中)。(4)「(1)の3」に関連して、二次利用時のデータ利活用の効率化を目指した医療用SDM (Semantic Data Model)の実利用環境下での有用性を確認(論文3)。(5)「(1)の5」に関連して、他病院からの患者紹介の医用画像の持ち込みの合意事項の遵守状況を調査した結果、医療安全やデータ品質を阻害する事例が少なからず発生していることを確認(論文4)。(6)ある病院の診療看護支援機能に慣れた利用者が別の病院で勤務する場合に、新たな病院の支援機能が元の病院と異なるとどのようなリスクがありうるかを文献情報に基づいて整理(日本医療情報学会春季学術大会抄録集に掲載決定)。(7)医療情報管理組織の検討の一環として、その重要な担い手の候補となるべき「医療情報技師(日本医療情報学会の認定資格)」の現状のアクティビティをアンケート調査(文献5)と文献学的調査(文献6)で検討。研究実績の概要(1)で述べた「問題点の整理・改善モデル」については、これまでに発生した問題点を文献情報に基づき抽出するとろろまでを2017年度に実施する予定であった。しかし、候補を広く網掛けする0次抽出段階で3,000編を越える文献が抽出されたために、2017年度中の問題点抽出は間に合わず、概念モデルの構築段階に留まっている。また、多職種との関連が多く、特に病棟で基盤的な役割を担うことが多い「看護業務支援システム」についても、同様な発想でこれまでの到達点と課題を整理する予定であったが、こちらも0次抽出段階で約800編が抽出されたため、まだ具体的な課題の抽出には至っていない。病院情報システムの利用者行動に起因するデータ品質や医療安全の問題改善のために「機能や運用が難解で利用者が間違える/システム系と運用フローがアンマッチで利用困難/利用者意識の問題」等の違いを意識して取り組み、2018年度は以下の成果を得た。(1)診療支援の機能・運用は病院ごとに異なるが、そのことが掛け持ち勤務や勤務地を変更する医療職にとって勘違い等の医療安全のリスクとなる可能性を実装事例で指摘した(雑誌論文1)。また、それらのリスクを整理するためのプロトタイプモデルを作成した(雑誌論文2)。(2)前年度に明らかになった「他病院からの患者紹介に付随した医用画像の持ち込みに関する合意事項の違反事例」の発生原因を掘り下げて対策を検討した(雑誌論文3)。また、近年多発する「画像レポートの見逃し」に対する全国での対策事例を類型化して広範な病院に適用可能な「包括的対策モデル」を作成した(雑誌論文4)。(3)病院情報システムの警告機能は無視されることが多いのが積年の課題である。それに対して「読影レポート見逃がし防止のための“繰り返し"警告機能」が効果を発揮した事例があった。しかし、利用者への負担が逆にリスクとなることが懸念されたため、利用者心理・行動面から事例評価を行い、大きな問題はないことが確認された(雑誌論文5)。(4)看護支援システムの有用さや使い勝手は病院業務のパフォーマンスに大きく影響するが、情報システムとして必ずしも効果的な発展を遂げていない可能性が懸念された。
就労女性の妊娠・育児期の就労継続に必要な具体的支援内容の提案

妊娠期・育児期に就労を継続するために必要な支援内容が以下の通り明らかになった.会社は,各部署の責任者に,妊娠の知識と理解を促し,職場の制度だけでなく母児のために必要な食事や栄養摂取,休息の配慮,保育環境の整備などの労働環境を整える必要がある.また,妊婦自身も上司や同僚,社会保険労務士などに積極的に支援を求める必要がある.医療者は,就労中の妊婦の精神的ケアを継続する必要があり,これらを実践することで,就労女性が妊娠期に退職せずに健康的に就労を継続できる可能性が示された.妊娠期・育児期に就労を継続するために必要な支援内容が以下の通り明らかになった.会社は,各部署の責任者に,妊娠の知識と理解を促し,職場の制度だけでなく母児のために必要な食事や栄養摂取,休息の配慮,保育環境の整備などの労働環境を整える必要がある.また,妊婦自身も上司や同僚,社会保険労務士などに積極的に支援を求める必要がある.医療者は,就労中の妊婦の精神的ケアを継続する必要があり,これらを実践することで,就労女性が妊娠期に退職せずに健康的に就労を継続できる可能性が示された.1.研究目的就労女性の仕事と妊娠・出産・育児の両立を目指し,妊娠中から産後1か月までの縦断調査で,妊娠・出産に焦点を当てた以下の2つの目的を明らかにする.1)妊娠中の就労継続および退職に影響する要因を明らかにする.2)就労妊婦の労働条件・労働状況の母児への影響を明らかにし,母児にとって最適な労働状況を明らかにする.2.実施計画1)文献レビューにより質問紙作成と推敲,2)研究プロトコールの倫理申請,3)フィールド調整,4)プレテスト(インタビュー調査)・本調査(縦断調査)の準備と実施.3.研究成果と意義1)文献検討により経済学的,人口学的観点から,妊娠期の退職に影響すると考えられる要因として,属性,ライフスタイル,妊娠に伴う心身機能・構造の変化,環境要因の他に,夫の就労状況,ワークライフバランスを同定し質問紙に加えた.さらに,家庭・就労環境,就労形態,職種,制度の認知と利用状況,労働状況を加えた.以上から,今回作成した質問紙を用いることで多角的に退職に影響する要因を明らかにできると考える.2)研究プロトコール・質問紙内容について倫理委員会の個別審査の承認を受けた.3)フィールド調整中であり,フィールド施設の倫理申請後,承認された時点から調査を実施する予定である.4.まとめ文献検討により経済学的,人口学的観点も含めた質問紙を作成した.妊娠期では,これらの項目についての影響は明確ではない.そのため、調査変数として取り入れ検討することで網羅的に退職の要因を検討できると考える.今後フィールド調整後にプレテスト,この質問紙を用いた本調査を実施する予定である.(1)縦断調査では,大学病院に通院する妊娠21週までの妊婦193名から研究協力を得た.このうち95名が就労しており,回答に欠損のあった15名を除き,80名を分析対象者とした(初回調査時平均年齢:34.9歳,平均妊娠週数:16週,事務職:46.3%・専門職:27.7%・販売職:10%・その他:16%).このうち10名が,妊娠末期(平均35.5週)の調査までに退職していた.(2)フォーカスグループインタビューでは,助産院に通院する妊婦10名(平均34.2歳,平均35.7週)を4グループに分類し,各グループ1時間で15名を対象に妊娠中の就労の困難さ,継続に影響する事柄を尋ねた.2つの調査から,妊娠中の退職に影響する要因として(1)子育て・母親業に専念するといった本人の考え,(2)切迫流・早産や低位胎盤(3)つわりといった妊娠に伴う症状,(3)非協力的な職場環境(4)不十分な制度などの労働環境が明らかになった.妊娠期の就労の困難さは,物忘れ,眠気,立ち仕事による腰痛などの「妊娠に伴う身体症状による仕事遂行の困難」と,定時に昼食を摂取できない,休息できないなどの「労働状況による妊娠継続や胎児への不安」があり,就労女性は妊娠中の体への配慮と,仕事場に迷惑をかけないために,「職位を下げる」「支援を求める」といった方法で就労を継続し安全に妊娠期を過ごすための方策をとっていた.また,継続する理由として,「仕事への遣り甲斐」「他者とのつながり」があり,これらは,ストレスなく育児を行う上で必要な要件と捉えていた.妊娠・育児期に就労を継続できる理由には,「上司の,妊娠の知識と理解」「就労するための保育環境」が影響していた.以上から,仕事と妊娠の両立のためには,上司の,妊娠の知識と理解を促し,職場の制度だけでなく母児のために必要な栄養摂取や休息の配慮などの労働環境を整え,妊婦自身が他者に支援を求める必要性を明らかにした.
生体信号で駆動されるSimulated Brainの運動機能学習獲得

○脳血流ヘモグロビン濃度による力推定とロボット制御NIRSにより計測される脳血流ヘモグロビン濃度(Hb濃度)によるロボットアーム制御の基礎的研究として、筋電位(EMG)を運動指令と仮定し、Hb濃度によるEMGを介した力の推定を試みた。等尺性の力生成実験において、力、EMG、Hb濃度を同時計測した結果、三者間に強い相関関係を確認し、脳血流ヘモグロビン濃度を計測することによって手先での力の推定を可能とした。○非侵襲計測装置によって空間的・時間的に分離可能な運動の推定複数の運動タスクをイメージすることによって活性化する脳活性部位を非侵襲計測装置である近赤外分光法(NIRS)によって計測し、空間的および時間的に分離・分類可能な運動タスクを同定する研究を実施した。第1段階としては、右手および左手の運動中における脳活動を計測し、右手・左手の2クラスに識別する手法について検討した。本手法は、計測したNIRS信号から測定チャンネルと特徴を抽出する時区間について特徴選択を行い、これをサポートベクターマシンの入力とすることで高い汎化性能を示した。次にイメージによる運動タスクの同定を行い、実際の運動の場合よりも劣るが、十分に高い識別性能を得た。○EEGデータからタスク学習のための強化信号推定の試みBCIが、障害者のためのコミュニケーションツール等へ発展する可能性が高くなっているが、多種多様な環境・タスクで、個々の利用者がBCIによってタスクを正確に行なうためには、個々に応じた制御則の設計が必要となる.つまり、個々の選好・要求に応じた制御則の設計が必要である.本研究で、我々は外的な事象の認知や識別に関連して発生する脳波事象関連電位のP300成分が、BCIにおいて強化学習を適用する際の強化信号に代わる信号として利用できる可能性を示した。平成17年度は以下の研究を実施した。本年度はReal Brain層の研究開発を中心に進め、特に脳情報計測方法等の習熟を行い、以下の研究を推進した。非侵襲計測装置によって空間的・時間的に分離可能な運動の推定:複数の運動タスクをイメージすることによって活性化する脳活性部位を非侵襲計測装置(近赤外線分光法NIRS、脳磁場計測MEG)によって計測し、空間的および時間的に分離・分類可能な運動タスクを同定する。本年度は、基本的に以下の3つの課題について検討を進めている。・指タッピング実行時と休息時の脳血流変化の違いの定量的評価方法の検討によって、運動野の活動のNIRSデータによる予測の可能性の検討を行った。脳血流酸素化ヘモグロビン濃度OxyHBの変化率に着目することで、運動前野、感覚野、運動野の時間的系列での活動状態の予測の可能性を見いだした。・また、ロボットアームの力制御を目標として、同一腕姿勢での力制御時のOxyHBにより、EMGや力の大きさといった運動パラメータの推定の可能性の検討を実施し、EMGレベルと運動野の付近のOxyHBデータの間に相関があることを確認した。・脳磁場計測(MEG)を用い、ヒト被験者が8方向のポインティング運動を行っている最中の脳磁図からポインティングの方向もしくは指先座標が予測可能かの検討を行っている。さらにヒト被験者の運動予測に大きく寄与する脳磁図の特徴量を検証することにより、ヒトのポインティング運動が脳磁図としてどのように表現されるか明らかにし、本研究のブレイン・マシン・インターフェイスへの可能性の検証を推進している。平成18年度は以下の研究を実施した。(1)脳血流ヘモグロビン濃度による力推定とロボット制御NIRSにより計測される

脳血流ヘモグロビン濃度(Hb濃度)によるロボットアーム制御の基礎的研究として、筋電位(EMG)を運動指令と仮定し、Hb濃度によるEMGを介した力の推定を試みた。等尺性の力生成実験において、力、EMG、Hb濃度を同時計測した結果、三者間に強い相関関係を確認した。次に、Hb濃度によるEMGの回帰推定モデルを提案し、AICで評価した最適回帰モデルにより、精度良くEMGを推定できることを示した。また、EMGから力を推定するモデルを提案した。これによって、脳血流ヘモグロビン濃度を計測することによって手先での力の推定が可能となった。この力の大きさに連動したロボットアームの加速度制御システムを構築し、実際に被験者実験によって、腕のカに比例して、ロボット加速度の制御が可能になることを示した。(2)運動の開始と終了のNIRS信号による推定指タッピング運動における運動開始と終了のNIRS信号による推定可能性を検討した。最初に4名の被験者に対してMaximum Effortタッピング運動中の運動野周辺の局所脳血流を計測し、NIRS信号を解析し、その血流中のTotal-Hbに関して、運動開始時における増加と終了時における減少の傾向を確認した。次に、Total-Hbに対して、時系列データの微分値を用いて増減の傾向の分類を行うことにより、運動開始・終了の推定を検討した。これらの分類にはニューラルネットを利用し、学習したネットワークより、運動開始・終了を推定することが可能であった。BMIのON・OFF制御へ応用した結果、精度は約74%となった。上記2例はNIRS計測信号のBMIへの適用の可能性を示したものと言える。平成19年度は以下の研究を主として実施した。(1)非侵襲計測装置によって空間的・時間的に分離可能な運動の推定複数の運動タスクをイメージすることによって活性化する脳活性部位を非侵襲計測装置である近赤外分光法(NIRS)によって計測し、空間的および時間的に分離・分類可能な運動タスクを同定する研究を継続した。第1段階としては、右手および左手の運動中における脳活動を計測し、右手・左手の2クラスに識別する手法について検討した。本手法は、計測したNIRS信号から測定チャンネルと特徴を抽出する時区間について特徴選択を行い、これをサポートベクターマシンの入力とすることで高い汎化性能を示した。次にイメージによる運動タスクの同定を行い、実際の運動の場合よりも劣るが、十分に高い識別性能を得た。(2)EEGデータからタスク学習のための強化信号推定の試み本研究は、階層的なBrain Computer Interfaceによって、単に脳波信号でヒト腕軌道をロボットアームが模倣することではなく、スプーンで食べ物を口に運ぶ、あるいは、コミュニケーションのための身振りが相手に認識してもらえる、といったようなタスクに成功するような運動をBCIによるロボットアームによって実現することである。BCIが、障害者のためのコミュニケーションツール等へ発展する可能性が高くなっているが、多種多様な環境・タスクで、個々の利用者がBCIによってタスクを正確に行なうためには、個々に応じた制御則の設計が必要となる.つまり、個々の選好・要求に応じた制御則の設計が必要である.
広域合併農協における作目別生産者組織の運営のあり方と再編方向に関する組織論的研究

上記の研究課題を解明するために,以下の点を中心に研究を進めた。(1)経済学、経営学、さらには近年一定の展開を示している内部組織の経済学等、依拠する学問分野の基礎的検討を行い、作目別生産者組織の再編問題への適用可能性を考察した。(2)農協論における作目別生産者組織問題に関する既存の研究成果をサーベイすることによって、研究課題についての論点整理を行い、(1)での検討結果も踏まえながら、広域合併に伴う作目別生産者組織の再編問題を組織の統合や組織の大規模化に伴う意思決定システムの変質という側面から理論的に検討した。(3)以下の点について実態調査を行い、上記研究目的について実証的に明らかにした。1)広域合併を行ってから一定程度の年月が過ぎている農協を事例対象として、事業・経営環境の変化や組織基盤の変容に伴う合併以降これまでの作目別生産者組織の再編経過を明らかにした。調査対象農協:兵庫県神戸市西農協2)最近広域合併を行った農協を事例対象として、合併に伴って現在直面する作目別生産者組織再編上の問題点を明らかにするとともに、1)での事例分析結果も踏まえながら、今後の作目別生産者組織再編のあり方を検討した。調査対象農協:(1)兵庫県丹波ひかみ農協、(2)同神崎郡北農協、(3)同あわじしま農協、(4)同豊岡市農協(4)必要に応じて、全国農協中央会、京都大学農学部、社団法人農業開発研修センター,兵庫県農協中央会等への資料収集旅行を実施した。
中国における慢性砒素中毒の改善と予防対策に関する研究

慢性砒素中毒の原因となる無機砒素は、万里の長城が点在する山脈の地下岩盤に存在する鉱石に含有している。太古はこれらの山脈は火山であった。砒素を多量に含有する岩盤を流れた地下水は内蒙古自治区と山西省の平原に達し、地形的に低地である盆地の地下水を汚染した。中国の慢性砒素中毒の発症は、文化大革命の後の開放政策と強い関係がある。慢性砒素中毒の発症に係わる砒素暴露の開始時期となる。すなわち、高濃度の無機砒素暴露の開始は1978-1980年である。慢性砒素中毒で問題となるのは重度な角化症と皮膚癌である。我々は中国における慢性砒素中毒の発生機序の解明と病気改善や予防対策に関して研究を継続してきた。研究において慢性砒素中毒の原因は無機の5価砒素であること、そして、砒素曝露量と発症時間の関係、病気の改善や予防対策などの方法を明らかにした。慢性砒素中毒の主要な症状である皮膚障害は、5-6年で色素脱色と色素沈着が発生し、その後手のひらと足の裏に角化症が発生する。症状の発生は砒素の摂取量に依存的であり、一日あたりの摂取量(3-5mg)が多い場合は一年で色素脱色、色素沈着、角化症が同時に発生する。慢性砒素中毒の症状は子供より成人が重症であることが確認された。慢性砒素中毒の症状には性差が存在し、男性は女性に比較して明確に重症となる。この研究において、100名の患者を対象とし角化症の改善計画は、一日の砒素曝露を0.1mg以下に制限すると半年、そして、1年後において明確に改善が確認された。砒素により傷害されたDNAも同様に正常な領域まで回復した。この研究の成果は、今後の慢性砒素中毒の改善計画の指針に応用できる科学的な根拠と考える。現在、中国には飲料水(井戸水)への砒素汚染から約300万人の高濃度砒素曝露者おり、そのうち既に3-5万人が慢性砒素中毒の症状を出現している。慢性砒素中毒の主要な症状は、色素沈着、色素脱色、角化症、皮膚がん、肺癌などで、特に、患者め大部分は農民であることから、手や足に発生する重度な角化症の痛みにより日常生活や農作業に支障が出ている。調査研究の対象地域は、内モンゴル自治区包頭市が中心となった。調査研究には包頭市衛生局、中国側の共同研究者である中国医科大学公衆衛生院孫貴範教授とその研究グループ(教員と大学院生)、そして、日本側研究者3名が参加した。研究目的は、慢性砒素中毒患者の改善と予防対策の確立、そして、発癌性のリスク評価法のなどについて研究を試みた。本年度の研究は、包頭市土黙特右旗地域で発生している慢性砒素中毒に関して、その原因である井戸水中砒素の改善、具体的には砒素汚染のない(少ない)井戸水を利用しての病気予防、そして、地域住民への保健衛生教育の取り組みの確立にあった。土黙特右旗は包頭市の西40km、フルホト市の東120kmの位置にあり、人口は34万人、17村からなっている。

生活は農業が主体である。住民は漢民族と蒙古民族である。住民の10%に慢性砒素中毒の症状が確認されている。井戸水の改水対象は14村、住民は約11000名で、村民に配水される井戸水中砒素濃度は中国の飲料水基準0.05mg/L(ppm)以内(地下水に対する化学的な処理は実施されていない)である。包頭市衛生局地方病課は、我々の指導のもと、2種類の壁に貼るパンフレットと配布資料を作成し、公共施設や家庭内での掲示、そして、各家庭へ資料を配布して、慢性砒素中毒の予防対策の一つとしての衛生教育に関する啓蒙活動を開始した。砒素曝露からの発癌性のリスク評価は、尿中8-OHdG濃度の測定が有効であることが明らかとなった。また、中国人健常者の尿中8-OHdG濃度の正常値は14±9.0ng/mgクレアチニンであった。近年、自然由来の砒素による飲料水(井戸水)汚染が原因で地球規模の慢性砒素中毒が発生している。発生地域は中南米諸国(メキシコ、チリ、アルゼンチン)とアジア諸国(インド、バングラディシュ、中国)に集中している。最近、ネパール、ベトナム、カンボジアからも発生が確認されている。現在の推計で慢性砒素中毒患者は数十万人(100万人以下)、そして、潜在的な患者は5000万人に達している。慢性砒素中毒で問題となるのは重度な角化症と皮膚癌である。我々は中国における慢性砒素中毒の発生機序の解明と病気改善や予防対策に関して研究を継続してきた。研究において慢性砒素中毒の原因は無機の5価砒素であること、そして、砒素曝露量と発症時間の関係、病気の改善や予防対策などの方法を明らかにした。慢性砒素中毒の主要な症状である皮膚障害は、5-6年で色素脱色と色素沈着が発生し、その後手のひらと足の裏に角化症が発生する。症状の発生は砒素の摂取量に依存的であり、一日あたりの摂取量(3-5mg)が多い場合は一年で色素脱色、色素沈着、角化症が同時に発生する。慢性砒素中毒の症状は子供より成人が重症であることが確認された。慢性砒素中毒の症状には性差が存在し、男性は女性に比較して明確に重症となる。この研究において、100名の患者を対象とし角化症の改善計画は、一日の砒素曝露を0.1mg以下に制限すると半年、そして、1年後において明確に改善が確認された。砒素により傷害されたDNAも同様に正常な領域まで回復した。この研究の成果は、今後の慢性砒素中毒の改善計画の指針に応用できる科学的な根拠と考える。