hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
個人向け輸送機器の新たな価値を提供するデザイン評価・診断システム開発研究

本研究では,パーソナルモビリティの価値構造を把握し,新たな価値を提供するためのデザイン評価・診断システムの構築を目的としている。研究の成果として、ユーザーのパーソナルモビリティに対する意識調査およびインタビュー調査から、自動車、オートバイ、自転車の価値構造について把握することができた。また、雑誌調査によって抽出したデザインの価値要素を整理し,約600項目のデザイン評価指標を構築することができた。次に,デザイン評価実験を実施し、評価データの収集と、評価結果の有用性について検証を行った。以上により,実用化に向けた課題は多いものの,パーソナルモビリティに特化したデザイン評価・診断システムを構築し,一定の効果を確認することができた。個人向け輸送機器の置かれている現状を把握するため、まずは国内外の事例の収集および現地調査を行った。事例調査の結果、"若者のクルマ離れ"、"交通とエコロジー"、"自転車シェアリング"といったキーワードが抽出された。「若者のクルマ離れ」では、若い世代の自動車やバイクに対する興味・関心が著しく低下しており、その要因として購買力の欠如、趣味の多様化、都心部固有の要因などが挙げられている。また、「交通とエコロジー」では、近年の環境に対する意識の高まりから、エコカーや低燃費車に人気が集中し、メーカー各社の開発競争が激化している。また、エコや健康を背景として通勤・通学、趣味で自転車を利用する人が急増し、特に都心部を中心に自転車ブームが起きている。それと関連して「自転車シェアリング」というシステムが全国各地で導入もしくは導入に向けた社会実験が実施されており、今後の新しい交通システムとして注目されている。さらに、実際のユーザーの声を集めるため、アンケート調査を実施し「パーソナルモビリティ」に対するユーザーの価値観について比較分析を行った。その結果、パーソナルモビリティユーザーの多くが、道路環境や歩行者や自動車の交通マナーに対して不満を抱いており、専用レーンの整備を望んでいることが分かった。また、ほとんどの人が「日常の足」として利用し「手軽さ」や「運転のしやすさ」といった実用性を重視しているのに対し、スポーツタイプ自転車のユーザーはそれらに加えて「走る楽しさ」に対しても重視しており、また、折り畳み自転車のユーザーは若い女性が多く「デザイン性」を重視しているなど利用するモビリティによる価値観の違いが見られた。今後は、事例調査やアンケート調査の結果をもとに個人向け輸送機器の価値観をユーザー別に整理・分類することによって指標化し、評価システムの構築および価値構造の把握を目指す。都市部の若者を中心として自動車やバイク、自転車といった個人向け輸送機器に対するユーザーの意識は大きく変化してきている。そういった現状を踏まえ、本研究では、都市部で生活する20代から30代の若い世代が自動車やバイク、自転車といったパーソナルモビリティに対してどのような価値基準を持ってそれらを選択、利用しているのかについて把握するため、ユーザーアンケートおよびインタビュー調査を実施した。ユーザーアンケートでは、個人向け輸送機器に関する意識調査として、日常の利用状況および利用環境について都市部に住むユーザー100名に回答してもらった。分析の結果、主な利用目的としては「通勤・通学」「ショッピング」といった実用的な内容で5km未満の短い距離での利用が大半を占めた。また、道路環境については約半数の人が何らかの不満を持っており、「路面状況の悪さ」や「マナーが悪い」などが主な意見であった。また、個人向け輸送機器に対して「運転のしやすさ」、「乗り心地」、「環境性能」といった要素を求めている人が多く、気軽に乗れて小回りの良さをメリットとして感じていることがわかった。また、逆に、天候に左右されることや安全性、駐車スペースの確保などをデメリットと感じている人が多いこともわかった。インタビュー調査では、2030歳代の若い世代のユーザーにターゲットを絞り、自動車、バイク、自転車の各ユーザーにその利用実態や利用の動機、価値といった内容についてインタビューを行った。インタビュー結果を因果対立関係分析法、上位下位関係分析法を用いて、機能・心理・属性の分析図を作成し、それぞれの機器が持つベネフィットと属性との関係が明らかとなった。次年度は、これらの結果をもとに評価指標の構築を進め、それを用いた評価実験を行う。さらに評価実験によって抽出された課題から、具体的なデザイン用件を導き出し、その有用性について検証を行う。今年度は、これまでの研究成果のまとめとして、デザイン評価指標および評価手法の構築を行い、デザイン評価実験の実施、評価データの収集と分析、さらに評価結果の有用性について検証を行った。まず、デザイン評価指標の構築では、昨年度実施したエンドユーザーへのアンケートおよびインタビュー調査から得られたキーワードに、自動車、オートバイ、自転車といったパーソナルモビリティに関連した雑誌から抽出したデザイン評価センテンスを基に、それらを分解、統合、整理し、最終的には、約600のデザイン評価指標を構築することができた。次に、パーソナルモビリティを評価するために、指標の選定から実際の評価までをどのような手続きで行うかについて検討した。まず、対象となるパーソナルモビリティの価値構造を把握するため、バリューツリーと呼ばれる価値要素の関係性を樹形図で表した表を作成し、その表と対応させながら指標を選定する。

評価には、実車を使った方法と、2次元の写真やCG,イラストを使った方法の2種類があり、その時の条件によって選択または組み合わせて使う。集めたデータは数値化し、各評価項目を点数化して評価を行う。ここまでに構築した評価指標および評価手法を用いて評価実験を実施した。評価実験には、実際に企業が開発を進めている電動カートをケーススタディとして、若い世代をターゲットにデータ収集を行った。実験の結果、「コミュニケーションが取りやすい」、「アクティブなイメージ」「気軽に乗れる」「操作が簡単」などのキーワードを得ることができた。ここで得られた分析結果をどのように活用するか、その有用性を検証するためのワークショップを行った。ワークショップには九州大学の学生に協力してもらい、分析結果をもとに「これからのパーソナルモビリティの在り方」というテーマで、それぞれデザイン提案をしてもらった。その結果、どの学生からもアイディアを展開するうえでのきっかけやコンセプトを決定していくプロセスで非常に参考になったとの回答を得ることができた。今後は、引き続きデータの収集と検証作業を進め、指標を充実させていくことはもちろん、評価手法のブラッシュアップを行い、より実用性の高いデザイン評価・診断システムの構築を目指していく。,評価実験を年度中に実施予定であったが、協力先の企業との検討の結果、少し時期をずらして行うこととなったためその点について予定とのズレが見られるが、価値構造の把握や指標の構築といったそれ以外は予定通りに進んでいる。平成24年度は、本研究課題の最終年度であるため、これまでの研究成果を活用した評価実験の実施とそこから得られる結果の有用性について検証を行うことを主な目的としている。
レーザー光の放射圧による分子集合構造の形成

光プローブとして優れた性質を有するフェナントレン環とN,N-ジメチルアニリン環からなる分子内CT性分子を合成し、その光化学・光物理的性質を蛍光寿命、光音響スペクトル、過渡吸収の各測定・解析により明らかにした。この分子内CT蛍光プローブ分子を含むポリアクリルアミド系高分子化合物も合成し、熱、pH、添加イオン濃度などの刺激により誘起されるゾル・ゲル相転移の応答挙動のダイナミックスを、希薄溶液と濃厚溶液について種々のレーザー分光測定により解析した。ポリN-イソプロビルアクリルアミドの水溶液に顕微鏡下、集光レーザービームの光圧を外部刺激として相転移を誘起し、集合体形成による単一微粒子生長挙動を観察した。またその特徴を調べるとともに、ピコ秒顕微蛍光分光により形成された微粒子の内部構造を明らかにすることに成功した。光圧によるブロック重合高分子ミセルの微粒子形成過程とその内部構造の解析も合わせて行った。このようにレーザー光のもつ運動量の変化、すなわち光圧を駆使した新しい分子集合構造の形成を図る光圧化学ともいうべき新しい分野を開くことができた。本研究では、光の放射圧を駆使して従来と全く異なる新しい分子集合構造の形成を図り、その構造の特性をレーザー分光により明らかにすることにより、光圧化学ともいうべき研究分野の開拓をめざした。本年度は特に下記について検討した。ミクロ環境プローブとして新しい分子内CT性分子を合成および構造解析し(奈良女)、その光化学、光物理的特性の解析を行った(ルーバン大)。放射圧によりその集合体形成が可能であると予想されたアクリルアミド系高分子にフェナントレン誘導体化合物をペンダントした共重合体を合成し(奈良女)、希薄溶液中での単一光子計数法による時間分解蛍光測定を行った。(ルーバン大)顕微鏡下、近赤外レーザー光を上記化合物をペンダントしたアクリルアミド系高分子水溶液に照射し、放射圧効果のみが起こる重水中では集光スポット程度の大きさの集合体形成に成功し、放射圧効果に加え、光熱効果の起こる水中では、集光スポットの大きさをはるかに上回る10μm以上の集合体を形成することに成功した。(阪大、奈良女)三次元空間分解・時間分解蛍光分光法により、集合体内の各ポジションにおける上記化合物の蛍光スペクトル、蛍光減衰波形を測定した。上記蛍光特性の知見に基づき、集合体内部のミクロ環境を解析した結果、傾斜構造を持つ新しい微粒子であることが明らかとなった。(阪大、奈良女)さらに、今後の展開として、放射圧形成微粒子の近視野光学顕微鏡(NSOM)による解析の可能性について討議した。(阪大、ルーバン大)光プローブとして優れた性質を有するフェナントレン環とN,N-ジメチルアニリン環からなる分子内CT性分子を合成し、その光化学・光物理的性質を蛍光寿命、光音響スペクトル、過渡吸収の各測定・解析により明らかにした。この分子内CT蛍光プローブ分子を含むポリアクリルアミド系高分子化合物も合成し、熱、pH.添加イオン濃度などの刺激により誘起されるゾル・ゲル相転移の応答挙動のダイナミックスを、希薄溶液と濃厚溶液について種々のレーザー分光測定により解析した。ポリN-イソプロピルアクリルアミドの水溶液に顕微鏡下、集光レーザービームの光圧を外部刺激として相転移を誘起し、集合体形成による単一微粒子生長挙動を観察した。
数値気象モデルを用いた腐食環境予測・評価システムに関する研究

本研究は,沖縄県における腐食環境予測・評価を行うために,数値気象モデルWRFを用いた飛来塩分解析システムを構築し,コンクリート構造物,工鉱物の塩害による腐食環境予測・評価することを目的としている.研究成果として,気象モデルの沖縄周辺への適用性を確認した.また,構造物周辺の飛来塩分の拡散挙動をランダムウォーク法により計算する方法を構築した.今後,気象場の計算と構造物周辺の計算を融合させる本研究は,沖縄県における腐食環境予測・評価を行うために,数値気象モデルWRFを用いた飛来塩分解析システムを構築し,コンクリート構造物,工鉱物の塩害による腐食環境予測・評価することを目的としている.研究成果として,気象モデルの沖縄周辺への適用性を確認した.また,構造物周辺の飛来塩分の拡散挙動をランダムウォーク法により計算する方法を構築した.今後,気象場の計算と構造物周辺の計算を融合させる沖縄県は高温多湿で,かつ島嶼環境に置かれ,海から飛来する塩分(飛来塩分)による塩害がコンクリート構造物や鋼構造物に深刻な被害を与えている.そこで本研究では,沖縄県本島を対象に飛来塩分濃度分布および構造物周辺における飛来塩分濃度分布を予測・評価するために, 3次元数値気象(気候)モデルと高精度な拡散モデル(ランダムウォーク法)を組み合わせたシステムのプラットフォームを構築し,これまで蓄積してきた観測結果などと比較し,本システムの精度検証および有用性の検討を行う.本研究では, 3次元数値気象(気候)モデルを用いて沖縄県本島の気象予測,その結果に基づいたランダムウォーク法による大域領域における飛来塩分の拡散解析,さらに局所領域における構造物周辺の飛来塩分濃度分布の計算を行うことで腐食環境予測・評価可能なシステムのプラットフォームを構築することを目的に行っている.平成20年度の研究実績を下記に示す.平成20年度は, 3次元数値気象(気候)モデルおよびランダムウォーク法が実行できる計算機環境としてPCクラスタ型の並列計算機を6台整備した.計算機環境の整備後,次の項目に分けて研究を進めた.1.本研究で用いる数値気象(気候)モデルであるMM5に関する文献調査,および他の気象モデルに関する文献調査を行った.また,国内外で行われている飛来塩分関連の文献調査をあわせて行った.2. MM5を用いた沖縄県(本島)の気象予測の適応性を検討した.詳細な検討は21年度も継続して行う.3.ランダムウォーク法による計算はそれぞれの粒子の移動で,移流・拡散を表現するため解析領域内の位置検索や地形や構造物との衝突・付着などの判定に時間を要する.このため,現在,高速検索アルゴリズムであるバケット法を採用し,計算速度の高速化を行っている.平成20年度予定していた並列計算アルゴリズムの適用は平成21年度に行う.ただし,計算結果の可視化の表示を軽量化,高速化することで間接的に扱える粒子数を多くすることができた.沖縄県は高温多湿で,かつ島嶼環境に置かれ,海から飛来する塩分(飛来塩分)による塩害がコンクリート構造物や鋼構造物に深刻な被害を与えている.そこで本研究では,沖縄県本島を対象に飛来塩分濃度分布および構造物周辺における飛来塩分濃度分布を予測・評価するために,3次元数値気象(気候)モデルと高精度な拡散モデル(ランダムウォーク法)を組み合わせたシステムのプラットフォームを構築し,これまで蓄積してきた観測結果などと比較し,本システムの精度検証および有用性の検討を行う.本研究では,3次元数値気象(気候)モデルを用いて沖縄県本島の気象予測,その結果に基づいたランダムウォーク法による大域領域における飛来塩分の拡散解析,さらに局所領域における構造物周辺の飛来塩分濃度分布の計算を行うことで腐食環境予測・評価可能なシステムのプラットフォームを構築することを目的に行っている.平成21年度は,前年度に構築した並列計算機6台を用いて3次元数値気象モデルおよびランダムウォーク法が融合できる環境を整備し,計算結果と観測結果を比較した.研究実績を以下に示す.1.本研究では,数値気象モデルとして,次世代数値気象モデルであるWRFの沖縄への適用性を検討し,精度,使用方法の簡便さなどを考慮し,MM5からWRFを使用することにした.2.飛来塩分が主に風向風速に依存することから,携帯気象観測データロガーを購入し,風向風速に関して観測値と計算値の比較を行い,比較的良好な結果を得た.3.ランダムウォーク法による計算はそれぞれの粒子の移動で,移流・拡散を表現するため解析領域内の位置検索や地形や構造物との衝突・付着などの判定に時間を要する.このため,現在採用している高速検索アルゴリズムであるバケット法に加え,平成21年度は,衝突判定の軽量化および並列計算アルゴリズムを適用し,ランダムウォーク法の高速化を実現した.
成人急性白血病長期生存例の予後-出産例における家族内白血病発症の調査-

1目的:急性白血病の家族内発生(親子間)を知る目的で小児白血病症例を中心にアンケート調査を施行。2方法:(1)平成9年7月、国公私立大学小児科学教室・小児病院435施設にアンケート調査を依頼した。調査内容は(1)小児急性白血病症例の家族歴に父母の急性白血病の既往歴がある症例、(2)症例ならびに親の発症年齢、性別、治療開始時期、出産時期、現況等について記載を依頼した。(2)小児がん全国登録センター(国立小児病院)の協力を得て、すでに20年にわたり登録されている親子間急性白血病症例の中から妊娠と急性白血病の合併例と、アンケート調査例との重複例を削除して集計した。3結果:435施設中297施設から回答を得た(68.3%)。(1)総数:親子間発症例は9組であった。父親:息子=2組、父親:娘=4、母親:息子=1、母親:娘=2組であった。(2)病型:親子とも急性骨髄性白血病4組、親急性骨髄性白血病で子供が急性リンパ性白血病2組、記載なし3組であった。(3)子供の発症時期が親より先行していた1組を除き、他8組は全例親の発症が先行していた。(4)発症年齢:男児平均5.0±2.8歳、女児11.5±2.2歳であった。(5)予後:親子とも寛解中4組、親死亡5組であった。(6)小児がん登録の記録により、19691995年の小児急性白血病12,745例であったことから、小児急性白血病の親が急性白血病である頻度は少なくとも0.035%と推察された。4結語:(1)本邦における親子間白血病の貴重な資料が得られた。(2)平成8年調査の「成人急性白血病長期生存例の出産例」の子供109人の白血病発症例はなかった。(3)1969年以降の文献的で、親子共成人の急性白血病発症例は5組であった。(3)今回の調査結果から、家族集積性の結論は得られなかった。*本報告は国際血液学会議(1998年7月・アムステルダム)に発表した。日本血液学会総会(1999年4月・東京)で学会に発表予定である。1目的:急性白血病の家族内発生(親子間)を知る目的で小児白血病症例を中心にアンケート調査を施行した。(2)小児がん全国登録センター(国立小児病院)の協力を得て、すでに20年にわたり登録されている親子間急性白血病症例の中から妊婦と急性白血病の合併例と、アンケート調査例との重複例を削除して集計した。3結果:435施設中296施設から回答を得た(68%)。父親:息子=2組、父親:娘=4、母親:息子=1、母親:娘2組であった。

(2)病型:親子とも急性骨髄性白血病4組、親急性骨髄性白血病で子供が急性リンパ性白血病2組、記載なし3組であった。(3)子供の発症時期が親より先行していた1組を除き、他8組は全例親の発症が先行していた。(4)発症年齢:男児平均5.0±2.8歳、女児11.5±2.2歳であった。(5)予後:親子とも寛解中4組、親死亡5組であった。(6)小児がん登録の記録により、19691995年の小児急性白血病12,745例であったことから、小児急性白血病の親が急性白血病である頻度は少なくとも0.035%と推察された。4結語:(1)本邦における親子間急性白血病の貴重な資料が得られた。(2)平成8年調査の「成人急性白血病長期生存例の出産例」の子供109人の白血病発症例はなかった。(3)1969年以降の文献的で、親子共成人の急性白血病発症例は5組であった。(3)今回の調査結果から、家族集積性の結論は得られなかった。*本報告は国際血液学会議(1998年7月・アムステルダム)に発表予定で学会に登録済みである。1目的:急性白血病の家族内発生(親子間)を知る目的で小児白血病症例を中心にアンケート調査を施行した。2方法:(1)平成9年7月、国公私立大学小児科学教室・小児病院435施設にアンケート調査を依頼した。調査内容は(1)小児急性白血病症例の家族歴に父母の急性白血病の既往歴がある症例、(2)症例ならびに親の発症年齢、性別、治療開始時期、出産時期、現況等について記載を依頼した。(2)小児がん全国登録センター(国立小児病院)の協力を得て、すでに20年にわたり登録されている親子間急性白血病症例の中から妊娠と急性白血病の合併例と、アンケート調査例との重複例を削除して集計した。3結果:435施設中297施設から回答を得た(68.3%)。(1)総数:親子間発症例は9組であった。父親:息子=2組、父親:娘=4、母親:息子=1、母親:娘=2組であった。4結語:(1)本邦における親子間白血病の貴重な資料が得られた。*本報告は国際血液学会議(1998年7月・アムステルダム)に発表した。日本血液学会総会(1999年4月・東京)で学会に発表予定である。
ドラッグリポジショニングによる新規アルツハイマー病治療薬の開発

本年度は目的Iに関して、ヒト野生型APPとNotchのγセクレターゼ基質部分(NotchΔE)が安定的に発現しているCHO細胞株(CHO-APP/NotchΔE)を用いてAmyloidβ(Aβ)産生に対する効果を確認したところ、K-604処理は濃度依存的にAβ産生を抑制するが、γセクレターゼによるNotchΔEの切断には影響を及ぼさないこと、またAPP代謝産物でありγセクレターゼの基質であるC99の量を減少させる効果があることを明らかにした。既に開発済みである経鼻投与法との組合せにより、K-604が脳内のAβ産生を抑制出来る可能性が考えられた。目的IIの脳特異的酸化ステロールである24S-hydroxycholesterol(24S-OHC)誘導性神経細胞死の誘導機構における小胞体ストレス応答の活性化について、昨年度確認されたPERKやIRE1の活性化に加えてATF6の活性化を確認したところ、予想に反して活性化が起きていないことが明らかとなった。またIRE1の下流シグナルであるXbp-1経路の活性化も確認できなかったことから、小胞体ストレスによる細胞生存のための修復機能が正常に作動していないことが示された。これまで得られた結果と併せて、ACATにより産生される4種類の24S-OHCエステル体が小胞体に蓄積し、小胞体の構造や機能に影響を及ぼすことで、細胞生存ではなく細胞死誘導に向かうシグナル経路が活性化され、細胞死が誘導されることを見出した。またK-604は細胞死誘導シグナルの上流が活性化されることを止めることで、細胞死を抑制することを明らかにすることが出来た。K-604以上の強い細胞死抑制能を示した候補化合物3つについて、ヒト野生型APPを定常的に発現するCHO細胞株を用いてAmyloidβ(Aβ)産生に対する効果を確認した。その結果、K-604よりも短時間で有意にAβ産生を抑制する化合物YおよびZが選出された。その作用点としてガンマセクレターゼの基質であるC99が増加していたことからガンマ切断を抑制した結果と考えられた。また脳移行性類縁体のスクリーニングとして、Y、Zを含む類縁体6化合物についてPharmacocell社の血液脳関門再構成キットを用いて評価した。ポジコンとして用いたカルバマゼピンは顕著な透過が認められたのに対し、類縁体は脂溶性が高く難溶性のため結晶が析出し易く評価困難であった。BSA添加により化合物の溶解性を上げた場合においても、脳側への透過率は極めて低く、血液脳関門の透過性は期待できない結果となった。一方、透過性がないことが予想されていたK-604は10%程度の透過性が確認された。脳特異的酸化ステロールである24S-hydroxycholesterol(24S-OHC)誘導性神経細胞死の誘導機構について、細胞に蓄積する24S-OHCのエステル体に着目して解析を行った。ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に24S-OHCを6時間処理した細胞から脂質を抽出し、HPLC法を用いて解析したところ、24S-OHCエステル体と考えられる4本のピークが観察された。これらのピークについてエステル結合すると予想された各種脂肪酸を添加してピークの増加を観察したところ、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸、DHAの4種の長鎖不飽和脂肪酸を添加した場合、各ピークの特異的な増加が観察された。さらにDART-MS法を用いて質量分析を行ったところ、上記4種の脂肪酸がエステル結合した24S-OHCエステル体が同定された。またこれら脂肪酸添加は24S-OHC誘導性細胞死を亢進することが示された。目的Iについて、K-604よりも24S-OHC誘導性細胞死抑制能が高く、Aβ産生も抑制出来る化合物を2種類同定することができた。血液脳関門再構成キットを用いた評価法を確立し、K-604及びその類縁体の透過性を評価したところ、類縁体は難溶性のため脳側での検出が出来なかったが、K-604自身に脳側への透過性があることが示された。目的IIについては、24S-OHC誘導性細胞死のメカニズムとして、長鎖不飽和脂肪酸がエステル結合した24S-OHCエステル体が増加することが細胞死シグナルの活性化に重要であることを明らかにした。ACAT阻害剤はこれらエステル体の増加を抑えることで細胞死を抑制すると考えられた。またコレステロールエステルと異なり、親水性部位と疎水性部位の両方を持つ24S-OHCエステル体が増加することが、異常な脂肪滴様構造の形成と小胞体構造の肥大化に大きな影響を与えることが示唆された。これらの内容をまとめた論文をJournal of Lipid Researchに報告した。以上のことから、交付申請書に記した目的における平成28年度の計画は順調に進展している。本年度は目的Iに関して、K-604や昨年度効果の見られた類縁体Y、Zについて再構成キットによる評価において脳への移行性が低いことが確認されたこと、さらに化合物自身の脂溶性の高さが問題であったことから、さらにこれらの構造と類似した構造をもち、水溶性の高い化合物を5つ選出し、評価を進めた。ヒト野生型APPを定常的に発現するCHO細胞株を用いてAmyloidβ(Aβ)産生に対する効果を確認したところ、K-604よりも短時間で有意にAβ産生を抑制する化合物が2つ選出された。

現在その作用点について解析を進めている。またK-604の脳移行性について、経口投与に比べて投与量換算で約90倍の効率性を示し、マウス脳内のコレステロールエステルの減少という十分な薬効を示す新たな経鼻投与法の開発に成功し,特許出願を行った。目的IIの脳特異的酸化ステロールである24S-hydroxycholesterol(24S-OHC)誘導性神経細胞死の誘導機構について、細胞小器官に着目して解析を行った。小胞体特異的蛍光色素を用いた細胞染色により、ACAT1によりエステル化された24S-OHCの蓄積に伴って出来た脂肪滴様構造は、肥大化した小胞体と共局在することを見出した。さらに24S-OHCのエステル化依存的にPERKやIRE1などの小胞体ストレスマーカーが活性化することを明らかにした。また小胞体に局在するmRNAの網羅的な分解が起きていることが確認された。さらにIRE1の阻害剤はmRNAの分解を抑制するとともに細胞死も有意に抑制することを明らかにした。一方小胞体ストレス誘導性細胞死に関与することが知られているCHOPについて、発現量の増加が認められたが、CHOP siRNAによる発現抑制は細胞死を抑制しなかったことから、CHOPは24S-OHC誘導性細胞死に関与しないことが明らかとなった。目的Iについて、K-604よりも効果的にAβ産生を抑制出来る化合物を2種類同定することができた。また本来脳移行性の低いK-604について、溶解液および投与法の工夫により、経鼻投与法を応用すると、マウスを用いた場合に約90倍に投与効率を上げ、十分な薬効が得られることを示し、特許出願まで行うことが出来たことから、順調に目的を達成していると考えられる。目的IIについては、24S-OHC誘導性細胞死のメカニズムとして、昨年度の結果から、特定の24S-OHCエステル体ではなく、総量として24S-OHCのエステル体が増加することが細胞死につながることが示されたことから、異常な小胞体の構造の肥大化に注目した。その結果、小胞体ストレス応答(UPR)が起きていることも確認され、ACAT阻害剤がUPRの活性化を抑制することも確認された。さらに活性化したIRE1が網羅的に小胞体に局在するmRNAを分解する現象が確認され、この現象もACAT阻害剤により抑制されることを見出した。またIRE1の阻害剤は、これらmRNAの網羅的分解を抑制するとともに細胞死も抑制されることが確認されたことから、24S-OHC誘導性細胞死のメカニズムを明らかにする上で、重要な知見が得られたと考えられる。以上のことから、交付申請書に記した目的における平成29年度の計画は順調に進展していると評価した。本年度は目的Iに関して、ヒト野生型APPとNotchのγセクレターゼ基質部分(NotchΔE)が安定的に発現しているCHO細胞株(CHO-APP/NotchΔE)を用いてAmyloidβ(Aβ)産生に対する効果を確認したところ、K-604処理は濃度依存的にAβ産生を抑制するが、γセクレターゼによるNotchΔEの切断には影響を及ぼさないこと、またAPP代謝産物でありγセクレターゼの基質であるC99の量を減少させる効果があることを明らかにした。既に開発済みである経鼻投与法との組合せにより、K-604が脳内のAβ産生を抑制出来る可能性が考えられた。目的IIの脳特異的酸化ステロールである24S-hydroxycholesterol(24S-OHC)
無意識的気づきの検出に基づく周辺人物の微小変化の間接的検出

人の気づきに関する実験環境として,様々な視覚提示を行った際に,歩行を含む振る舞いを計測するため,HMDとモーションキャプチャ・視線計測装置,LRFからなる仮想実験環境を構築した.視覚提示に対応した人の振る舞いを計測できることを確認した.この環境を利用し,様々な注視方向における歩行動作を取得し分析した.その結果,トレッドミル環境における以前の研究と同様に,注視方向と頭部方向・腕振りに線形の関係性があることが確認できた.この結果も踏まえ,今後トレッドミル環境での実験も進めていく.また,人物の微小変化として,人が嘘をつく際の変化に着目し,ゲーム中のプレイヤーの振る舞いを取得する環境を構築し,データの取得・分析を開始している.また,人の気付きを感情や理解度の変化の側面から捉えられないかと考え,脳波や心拍のRR間隔の変動からそれらを推定する技術を研究した.具体的にはある程度の感覚での脳波,RRI感覚のスペクトログラムを取得し,これを感情の強度や覚醒度でラベル付けを行い教師データとして複数のCNNで構成されるニューラルネットワークを学習させ,90パーセント以上の精度で感情の変化のポイントを検出できることを確認した.また数理パズルを解いている際の脳波を計測し,思考中と思考後の脳波をウェーブレット変換し画像データ化したものを教師データとして複数のCNNで構成されるニューラルネットワークを学習させることで,人が物事を理解した瞬間をとらえる研究も実施した.その精度についてはこれから改善のための方策について検討を進める.実験や予備検討などを順調に実施できているため.今年度構築した実験環境において,様々な視覚提示を行いながら,気づきの有無による振る舞いの違いの分析を進め,嘘をついた際の行動変化の分析も進める.また,人が物事を理解した瞬間をとらえる研究の精度向上に向けた方策について検討を進める.人の気づきに関する実験環境として,様々な視覚提示を行った際に,歩行を含む振る舞いを計測するため,HMDとモーションキャプチャ・視線計測装置,LRFからなる仮想実験環境を構築した.視覚提示に対応した人の振る舞いを計測できることを確認した.この環境を利用し,様々な注視方向における歩行動作を取得し分析した.その結果,トレッドミル環境における以前の研究と同様に,注視方向と頭部方向・腕振りに線形の関係性があることが確認できた.この結果も踏まえ,今後トレッドミル環境での実験も進めていく.また,人物の微小変化として,人が嘘をつく際の変化に着目し,ゲーム中のプレイヤーの振る舞いを取得する環境を構築し,データの取得・分析を開始している.また,人の気付きを感情や理解度の変化の側面から捉えられないかと考え,脳波や心拍のRR間隔の変動からそれらを推定する技術を研究した.具体的にはある程度の感覚での脳波,RRI感覚のスペクトログラムを取得し,これを感情の強度や覚醒度でラベル付けを行い教師データとして複数のCNNで構成されるニューラルネットワークを学習させ,90パーセント以上の精度で感情の変化のポイントを検出できることを確認した.また数理パズルを解いている際の脳波を計測し,思考中と思考後の脳波をウェーブレット変換し画像データ化したものを教師データとして複数のCNNで構成されるニューラルネットワークを学習させることで,人が物事を理解した瞬間をとらえる研究も実施した.その精度についてはこれから改善のための方策について検討を進める.実験や予備検討などを順調に実施できているため.今年度構築した実験環境において,様々な視覚提示を行いながら,気づきの有無による振る舞いの違いの分析を進め,嘘をついた際の行動変化の分析も進める.また,人が物事を理解した瞬間をとらえる研究の精度向上に向けた方策について検討を進める.今年度の予備実験における被験者数が少なく,予定よりも謝金が少なくなったため,次年度,被験者を増やした実験のために使用する.
ゲノムワイドshRNAスクリーニングによる糖脂質代謝・輸送関連因子の探索と解析

本研究ではスフィンゴ糖脂質代謝・輸送に影響を及ぼす因子の網羅的な同定を目指して、shRNAライブラリーを用いた志賀毒素耐性スクリーニングを行った。その結果グルコシルセラミド合成酵素等、志賀毒素受容体Gb3の生合成に必須な遺伝子が濃縮された。ただしセラミド合成酵素の一種CERS2のshRNAに関してその効果はオフターゲットであり、ゲノム編集法でCERS2変異株を作製し、志賀毒素に対する耐性がほとんどないことを確認した。一方これら変異株のスフィンゴ脂質生合成を解析したところ、糖脂質がスフィンゴミエリンと比較し極長鎖セラミドを積極的に利用するメカニズムが存在すると考えられた。スフィンゴ糖脂質は、その機能として高次機能や疾患に深く関与することが知られている。志賀毒素(ベロ毒素)は腸管出血性大腸菌の病原性因子であり、細胞表面の糖脂質Gb3に結合後、エンドソーム-ゴルジ体-小胞体-細胞質内へと逆輸送され、リボソームを不活化することで細胞死をもたらす。この毒素を用いて遺伝学的スクリーニングを行うことで、(a)志賀毒素-Gb3複合体の逆輸送に関する因子、(b)受容体Gb3の生合成に影響する因子(生合成酵素に影響する因子やスフィンゴ脂質輸送に関する因子)の同定が期待できる。本研究目的は、プール型レンチウイルスshRNAライブラリーを用いた、遺伝子発現低下による志賀毒素耐性スクリーニングを行うことによって、スフィンゴ糖脂質代謝・輸送に影響を及ぼす新規因子の網羅的な同定・解析を行うことである。H26年度は次世代シークエンサーを用いた網羅的解析により、志賀毒素に耐性を示す複数のshRNA候補群を同定した。この中にはGb3の生合成に関するGlcCer合成酵素(UGCG)、LacCer合成酵素(B4GalT5)、UDP-ガラクトース-4-エピメラーゼ(GALE)、また志賀毒素の逆輸送に関するVPS53等の遺伝子などが含まれていた。一方候補群の中には、オフターゲット効果による偽陽性も見られた。例えば一見耐性を示しそうなセラミド合成酵素の一種CERS2も偽陽性であり、遺伝子編集法で新たに作製したCERS2のノックアウト細胞では、志賀毒素に耐性を示さなかった。現在得られた候補群の中から、実際どの遺伝子が志賀毒素による細胞死に影響を及ぼすかについて検討している。昨年度(H26年度)行った解析により、shRNAライブラリーによるスクリーニングは、予想していた因子がある程度濃縮されていたものの、新規因子の多くはオフターゲット効果によるものであった。また上記のスクリーニングで同定されたセラミド合成酵素2(CERS2)においても、ゲノム編集法を用いて作成したCERS2ノックアウト細胞においては、志賀毒素耐性を示さなかった。このことを踏まえてH27年度は以下の研究を遂行した。1. CERS2はセラミド生合成の際、C24をはじめとする極長鎖脂肪酸を基質として用いる。H26年度に作成したCERS2変異株のうち、若干の活性が見られる変異株のスフィンゴ脂質代謝を調べたところ、グルコシルセラミド生合成において、極長鎖脂肪酸含有セラミドが優先的に使用されることを示唆していた。2. shRNAによるオフターゲット効果を回避するため、新たにゲノム編集法の一種CRISPRライブラリーを用いて、志賀毒素耐性を指標としたスクリーニングを行った。その結果、受容体Gb3の生合成に直接関与する遺伝子のほとんどが同定され、また多くの細胞内輸送因子も含まれていた。また両ライブラリーの結果を比較し、CRISPRライブラリーはshRNAライブラリーよりオフターゲット効果が少ないと考えられた。H26年度に出てきたオフターゲット効果の課題を踏まえ、shRNAライブラリーの結果に執着してオフターゲット効果ではない遺伝子をその中から探索するより、最近使用出来るようになったCRISPRライブラリーを用いたほうが、目標である「スフィンゴ糖脂質代謝・輸送に影響を及ぼす新規因子の網羅的な同定・解析」が可能であると判断した。この方針転換が項を奏し、Gb3生合成に直接関わる合成酵素群としてshRNAライブラリーではUGCG、B4GalT5、GALEのみ同定されたのに対し、CRISPRライブラリーでは上記因子をはじめ、全てのセリンパルミトイル転移酵素サブユニットやUDP-galactose transporterなど、現在考えられているほとんどの酵素が同定されるという結果に至った。このことは同スクリーニングの網羅性が非常に高いことを示している。現在同定された遺伝子の解析を行っているが、その中には新規因子も含まれており、おおむね順調に進展していると考えられる。またH26年度に作成したCERS2変異株に関して解析したところ、糖脂質生合成にセラミドの脂肪酸組成が影響することを見いだした。このことはセラミド分子種の違いがスフィンゴ糖脂質の代謝に影響を及ぼしていることを意味しており、目標に向かって順調に進展していると考えられる。

志賀毒素(ベロ毒素)は腸管出血性大腸菌の病原性因子であり、細胞表面のスフィンゴ糖脂質Gb3に結合後細胞内へ逆輸送され、リボソームを不活化することで細胞死をもたらす。本研究目的は、shRNAライブラリーを用いた遺伝子発現低下による志賀毒素耐性スクリーニングを行うことによって、スフィンゴ糖脂質代謝・輸送に影響を及ぼす新規因子の網羅的な同定・解析を行うことである。昨年度(H27年度)は、1. shRNAライブラリーによるスクリーニングは、新規因子の多くがオフターゲット効果によるものであったこと、2.代わりの方法としてCRISPRライブラリーを用いて同様のスクリーニングを行ったところ、網羅的な耐性遺伝子の同定に成功したこと、を報告した。H28年度はこのCRISPRライブラリーによるスクリーニングで単離された遺伝子のうち、複数種に関してそれぞれHeLa細胞のノックアウト細胞を作製し、糖脂質生合成への影響について検討した。スフィンゴ糖脂質の最初のステップであるセリンパルミトイルトランスフェラーゼのスモールサブユニットSPTSSAのノックアウト細胞においてはほぼ完全にスフィンゴ脂質のde novo生合成活性が消失していた。また細胞内輸送やイオン輸送に関与する遺伝子のノックアウト細胞はどれも受容体Gb3の減少が見られたが、糖脂質生合成のパターンはそれぞれのノックアウト細胞に特徴的であり、作用点が異なることが示唆された。本研究ではスフィンゴ糖脂質代謝・輸送に影響を及ぼす因子の網羅的な同定を目指して、shRNAライブラリーを用いた志賀毒素耐性スクリーニングを行った。その結果グルコシルセラミド合成酵素等、志賀毒素受容体Gb3の生合成に必須な遺伝子が濃縮された。ただしセラミド合成酵素の一種CERS2のshRNAに関してその効果はオフターゲットであり、ゲノム編集法でCERS2変異株を作製し、志賀毒素に対する耐性がほとんどないことを確認した。一方これら変異株のスフィンゴ脂質生合成を解析したところ、糖脂質がスフィンゴミエリンと比較し極長鎖セラミドを積極的に利用するメカニズムが存在すると考えられた。H26年度は、一次スクリーニングで得られた志賀毒素耐性shRNA候補のうち約70種類について、個々のshRNA発現細胞株を作製し、志賀毒素に対する影響を検討した。その結果多くのshRNAが程度の差はあるものの耐性を示した。このことは、レンチウイルスshRNAライブラリーと次世代シークエンサーを用いた今回のスクリーニングが機能していることを示している。ただし本研究においてもshRNA(RNAi)の大きな問題点であるオフターゲット効果による志賀毒素耐性が見られた。例えば、候補群の中にはスクリーニングに使用したHeLa細胞に発現していない遺伝子に対するshRNAが含まれていた。さらにいくつかの遺伝子に対しては、志賀毒素に耐性を示すshRNA発現株にcDNAを発現させることで、表現系が親株と同様となるかレスキュー実験を行ったが、志賀毒素感受性はもとに戻らず、オフターゲットであることが判明した。一方GALE遺伝子に関しては、確かにこの遺伝子の発現抑制によりGb3の低下が見られ、その結果志賀毒素に耐性を示すことを確認した。
三角格子上に発現する電荷秩序構造と新しい誘電性

今年度,LuFe_2O_4について,中性子線散乱並びに,放射光を用いたX線異常分散による解析を行った.その結果判明した事柄を列記する.(i)RFe_2O_4の電荷秩序構造は自発分極を持っており,この物質は誘電体として振る舞う.誘電率は10^4のオーダーと大きく,鉄イオン間の電子移動に伴い分極の反転が起こる.(ii)この物質は,電荷の秩序に関して高温から,無秩序状態→二次元電荷密度波(CDW)状態→三次元CDW状態と逐次転移をする.(iii)約500K以下で現れる二次元CDW状態は,三角格子の面内で波数(1/3 1/3)で伝播する電荷の波で記述される.誘電的見地から見ると電荷移動の性質からこの相は二次元強誘電相のランダムな積層状態と見ることができる.(iv)350K以下に現れる三次元CDW状態では層間の位相が逆位相,したがって全体として反強誘電相となっている可能性がある.これに加えて面内の秩序も長周期の変調を受けた不整合相となる.現在,放射光を用いた鉄イオンK殻吸収端近傍でのX線異常分散による結晶構造解析により,室温で存在している鉄イオンの電荷秩序配列の電子密度分布を求めることを試みている.今年度,LuFe_2O_4について,中性子線散乱並びに,放射光を用いたX線異常分散による解析を行った.その結果判明した事柄を列記する.(i)RFe_2O_4の電荷秩序構造は自発分極を持っており,この物質は誘電体として振る舞う.誘電率は10^4のオーダーと大きく,鉄イオン間の電子移動に伴い分極の反転が起こる.(ii)この物質は,電荷の秩序に関して高温から,無秩序状態→二次元電荷密度波(CDW)状態→三次元CDW状態と逐次転移をする.(iii)約500K以下で現れる二次元CDW状態は,三角格子の面内で波数(1/3 1/3)で伝播する電荷の波で記述される.誘電的見地から見ると電荷移動の性質からこの相は二次元強誘電相のランダムな積層状態と見ることができる.(iv)350K以下に現れる三次元CDW状態では層間の位相が逆位相,したがって全体として反強誘電相となっている可能性がある.これに加えて面内の秩序も長周期の変調を受けた不整合相となる.現在,放射光を用いた鉄イオンK殻吸収端近傍でのX線異常分散による結晶構造解析により,室温で存在している鉄イオンの電荷秩序配列の電子密度分布を求めることを試みている.
運動量保存則に基づく無重力環境下での質量測定装置の開発

1.質量測定装置の設計・製作を行った.試作した装置は,つぎのような要素から構成されている.(1)反発力発生機構,(2)2物体を直線運動させるための軸受機構,(3)速度検出機構.2物体間に反発力を発生させる方法としては,電磁プレス等に応用されている電磁衝撃力を利用した.具体的には,コンデンサに充電した電荷を瞬間的にコイルに放電し,コイルの近くに置かれた導体に誘導される渦電流とコイルに流れる電流との間に生じる反発力を利用した.電磁衝撃力を発生するための回路のスイッチング素子としては,IGPTを用いた.物体を支持する機構としては,繰返し測定を短時間で行えるように,エデンばねを用いた.その結果,従来の装置に比べて,すみやかに繰返し測定が行えるようになった.さらに,エデンばねを利用して,電磁衝撃力発生用コイルに給電する構造とした.これによって,2物体がスムーズに動くようにすることができた.また,速度検出機構としては,誘導起電力を利用したセンサを試作し,購入したレーザードップラ速度計を用いて校正を行った.2.試作した測定装置を用いて,いろいろな質量を持つサンプルの質量測定を行い,測定精度を実験的に評価した.特に,繰返し測定が容易に行えるという特徴を生かして,繰返し回数と測定精度の関係について詳しく調べた.また,測定するときの反発力の大きさを変化させて同様の実験を行い,測定するときの物体の速度が精度に影響しているかどうかを調べた.さらに,基準質量の大きさを変化させて同様の実験を行い,2物体の速度比と測定精度との関係について詳細な検討を行った.3.宇宙ステーションを模した柔軟構造物に試作した装置を固定し,柔軟構造物中で質量測定を実施した場合の測定精度を評価した.1.質量測定装置の設計・製作を行った.試作した装置は,つぎのような要素から構成されている.(1)反発力発生機構,(2)2物体を直線運動させるための軸受機構,(3)速度検出機構.2物体間に反発力を発生させる方法としては,電磁プレス等に応用されている電磁衝撃力を利用した.具体的には,コンデンサに充電した電荷を瞬間的にコイルに放電し,コイルの近くに置かれた導体に誘導される渦電流とコイルに流れる電流との間に生じる反発力を利用した.電磁衝撃力を発生するための回路のスイッチング素子としては,IGPTを用いた.物体を支持する機構としては,繰返し測定を短時間で行えるように,エデンばねを用いた.その結果,従来の装置に比べて,すみやかに繰返し測定が行えるようになった.さらに,エデンばねを利用して,電磁衝撃力発生用コイルに給電する構造とした.これによって,2物体がスムーズに動くようにすることができた.また,速度検出機構としては,誘導起電力を利用したセンサを試作し,購入したレーザードップラ速度計を用いて校正を行った.2.試作した測定装置を用いて,いろいろな質量を持つサンプルの質量測定を行い,測定精度を実験的に評価した.特に,繰返し測定が容易に行えるという特徴を生かして,繰返し回数と測定精度の関係について詳しく調べた.また,測定するときの反発力の大きさを変化させて同様の実験を行い,測定するときの物体の速度が精度に影響しているかどうかを調べた.さらに,基準質量の大きさを変化させて同様の実験を行い,2物体の速度比と測定精度との関係について詳細な検討を行った.3.宇宙ステーションを模した柔軟構造物に試作した装置を固定し,柔軟構造物中で質量測定を実施した場合の測定精度を評価した.
摂食障害における精神免疫学的検討

今回の研究ではanorexia nervosa患者を対象に各種の免疫学的指標について測定した。そのうち、縦断的に末梢血中のサイトカインを測定した結果について報告する。これらのことにより、低体重のanorexia nervosa患者では免疫系(今回の研究ではearly phase)の低下が認められたが、再摂食と体重の増加によって正常化することが認められた。今後、さらに症例を増やすとともに、bulimia nervosa患者での免疫能についても検討してゆく予定である。
各種トレーニングが関節の柔軟性および筋の伸展性に与える影響に関する基礎的研究

関節柔軟性はスポーツ損傷発生との関連性が高く,ルーズネステストなどの関節柔軟性テストは整形外科的メディカルチェックにおいて重要な項目である.本研究は各種トレーニングが関節柔軟性と筋伸展性に与える影響を基礎的な観点から検討することを目的とした.その結果,以下のような成果を得た.1.従来ヒトでのみ検討されてきた関節柔軟性を実験動物(ラット足関節)にて評価する系を確立することができた.2.上記評価系を用いた結果,ヒトにおいて報告のある加齢による関節柔軟性の低下がラット足関節においても観察された.3.同様にヒトにおいて報告のある性差による関節柔軟性の差がラット足関節においても観察された.このとき腓腹筋の伸展性および筋内タンパク質であるコネクチンの亜型に関しても差が観察された.4.単発のラット腓腹筋伸張性収縮トレーニングにより,トレーニング3日後に足関節柔軟性が有意に低下し,その後元に戻ることが観察された.ただしこの現象は週齢依存的であり,週齢の高いラットにおいては同様の現象は観察されなかった.5.長期(20日間)のラット腓腹筋伸張性収縮トレーニングにより,ラット腓腹筋重量の増加,筋線維タイプの移行などが観察された.このとき足関節の柔軟性は対照とした等尺性収縮トレーニング群と比較して有意に上昇することが観察された.このときコネクチンに関してはトレーニング依存的な差は観察されなかった.以上の結果の中でも特に伸張性収縮による筋および関節柔軟性の変化は特徴的であり,損傷予防の観点からもその応用性は高いことが考えられた.関節柔軟性はスポーツ損傷発生との関連性が高く,ルーズネステストなどの関節柔軟性テストは整形外科的メディカルチェックにおいて重要な項目である.本研究は各種トレーニングが関節柔軟性と筋伸展性に与える影響を基礎的な観点から検討することを目的とした.その結果,以下のような成果を得た.1.従来ヒトでのみ検討されてきた関節柔軟性を実験動物(ラット足関節)にて評価する系を確立することができた.2.上記評価系を用いた結果,ヒトにおいて報告のある加齢による関節柔軟性の低下がラット足関節においても観察された.3.同様にヒトにおいて報告のある性差による関節柔軟性の差がラット足関節においても観察された.このとき腓腹筋の伸展性および筋内タンパク質であるコネクチンの亜型に関しても差が観察された.4.単発のラット腓腹筋伸張性収縮トレーニングにより,トレーニング3日後に足関節柔軟性が有意に低下し,その後元に戻ることが観察された.ただしこの現象は週齢依存的であり,週齢の高いラットにおいては同様の現象は観察されなかった.5.長期(20日間)のラット腓腹筋伸張性収縮トレーニングにより,ラット腓腹筋重量の増加,筋線維タイプの移行などが観察された.このとき足関節の柔軟性は対照とした等尺性収縮トレーニング群と比較して有意に上昇することが観察された.このときコネクチンに関してはトレーニング依存的な差は観察されなかった.以上の結果の中でも特に伸張性収縮による筋および関節柔軟性の変化は特徴的であり,損傷予防の観点からもその応用性は高いことが考えられた.平成15年度はトレーニングに対する関節柔軟性の急性な応答の例としてエキセントリック収縮(EC)と関節柔軟性の関係を検討することとした.以下にその成果を示す.<目的>ECはその後の筋内浮腫形成等の結果,当該関節柔軟性の低下をもたらすとの臨床的指摘がある.本研究は、ラット下腿三頭筋におけるECがその後の足関節の柔軟性に及ぼす影響を実験的に検討した.その際,加齢との関係もあわせて検討した。<方法>対象は、Wistar系ラット(オス、Y群:10週齢、YO群:35週齢,各群6匹)とした。ECは麻酔下での下腿三頭筋の電気刺激と足関節の強制的背屈の組み合わせで行なった.関節柔軟性の評価には静的張力と動的張力を用いた.静的張力は関節角度を固定(15°および30°)した状態で足底にかかる力とした.動的張力は足関節0°から20°に他動的に背屈させる間に足底での張力の総和とした.測定期間はEC後7日間とした.<結果>(1)EC前のYO群の静的および動的張力はY群に比較して有意に高値であった.(2)EC後の静的,動的張力はともに、Y群で3日後まで徐々に上昇しその後低下した.特に3日後の値はEC前の張力と比較して有意に高値であった.(3)YO群ではEC後張力は上昇したものの有意な変化はなかった.また張力のピークが得られる日数がY群と比較して遅延する傾向が観察された.<考察>EC前の足関節の静的および動的張力の結果から,より高齢なラットにおける関節の柔軟性が低下していることが示唆された.またEC後の静的および動的張力変化の結果から,ECにより関節柔軟性が低下することおよび低い週齢であるほどその応答は顕著であることが示された.これらの結果は臨床的な知見とほぼ一致するものであり,今回初めて実験的に再現できたと考えられる.平成16年度はトレーニングに対する関節柔軟性変化の基礎的データとして,ヒトで数多く指摘のある関節柔軟性の性差に関して実験的に検討した.以下にその成果を示す.<目的>

関節柔軟性の性差は特に前十字靭帯の非接触型断裂が女性において好発することなどから指摘されているが,実験的検討はなされていない.本研究は、平成14年度に確立したラット足関節柔軟性評価系を用いて,ヒトで既に指摘のある関節柔軟性の性差が実験的に確認できるか否かを検討した.<方法>対象は、Wistar系ラットオス(以下male群,9週齢)8匹,メス(以下female群)8匹とした.体重はmale群で287.32±4.92g, female群で197.13±11.26gであった.関節柔軟性の評価には平成14年度に本研究にて確立した評価系である静的張力(関節角度を固定(15°以下PRT(S15),30°以下PRT(S30))した状態での足底の反力)を用いた.<結果>PRT(S30)は,female群がmale群よりも低値を示し、統計処理の結果有意差が認められた(P<0.001)、PRT(S45)は、female群よりもmale群で高値を示し.統計処理の結果有意差が認められた(PRT(S45):P<0.001).さらに各測定値を体重で除した体重あたりのPRT(S45)は,体重あたりを算出する前の値と同様にfemale群に比べmale群において有意に高かった(P<0.05).PRT(S30)はやはりmale群が高値であったものの有意な差は認められなかった(P=0.101).<考察>本研究の結果から,ヒトで報告されている関節の柔軟性の性差を実験動物において再現することができた.このモデルを用いることにより女性における非接触型の靭帯損傷の好発に関して,たとえばエストロゲン摂取による関節柔軟性の変化などの実験モデルが提示可能になった.平成17年度はラットを対象として20日間の腓腹筋伸張性トレーニングを行った後,関節柔軟性の検討を行った.<目的>伸張性トレーニング後の筋量あるいは発揮張力の変化は検討されているが,関節柔軟性の変化に関してする実験的検討は乏しい.本年度は伸張性トレーニング後の関節柔軟性の変化に関して我々が確立したラット足関節柔軟性評価系を用いて検討を行った.<方法>対象は、Wistar系ラットオス(12週齢)34匹とした.これら被験動物の腓腹筋に対し,2日おきに5回4セットの伸張性トレーニングを20日実施した(EC群).コントロール群には等尺性トレーニングを同頻度,同期間実施した(I群).関節柔軟性の評価には平成14年度に本研究にて確立した評価系である静的トルク(関節角度を固定(45°以下PRT45)した状態での足底の反力)を用いた.同時に筋内細胞骨格タンパク質で骨格筋の静的張力と強く関係するとされているコネクチンのアイソフォームに関してもあわせて検討をおこなった.<結果>20日間の伸張性トレーニングの結果,EC群はI群と比較して腓腹筋の筋湿重量および等尺性発揮張力ともに有意に高値となった.筋線維組成に関しても,EC群がtypeIIaが有意に高い割合で分布していた.PRT45を測定した結果,EC群が有意に低い値を示した.コネクチンのアイソフォームに関しては群間で差は観察されなかった.<考察>等尺性トレーニングを行う場合と比較して伸張性収縮トレーニングを行うことにより,関節柔軟性は向上する.この変化は骨格筋内構造タンパク質の変化というよりは細胞外マトリクスの変化に起因するものであると考察される.