hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチンリガーゼＳＣＲＡＰＰＥＲが調節するシナプス蛋白質の超解像イメージング

ユビキチンプロテアソーム系による選択的蛋白質分解は神経細胞を含む様々な細胞機能の制御に重要である。ユビキチン化の異常は多くの神経変性疾患で見られ、神経伝達物質放出異常もまた多くの神経疾患に関与する。シナプスにおけるユビキチン化の時空間的な詳細を明らかにすることは神経難病の医化学的病態理解に役立つと期待される。以前に申請者らが同定したユビキチンリガーゼSCRAPPERに着目し、ユビキチンプロテアソーム系による神経シナプス脱構築および神経伝達制御の分子機構解明を目的として超解像顕微鏡および質量顕微鏡を用いた解析を行った。シナプス蛋白質のイメージングでは、共焦点顕微鏡、全反射顕微鏡とともに、ローカライゼーション法を採用したSTORM超解像顕微鏡を用い、脳組織切片で3D観察イメージングを試みた。また、質量顕微鏡で脂質および低分子代謝物の局在変化を観察し、ノックアウトマウス脳で変化している分子を同定した。複数の観察手法によりSCRAPPERノックアウトマウス脳のイメージングを行うことができた。得られた研究結果から、ユビキチンリガーゼSCRAPPERを介したユビキチン化およびユビキチンプロテアソーム系分解により制御されるシナプス関連分子の動態について考察し、分解による細胞・個体機能制御を統合的に理解することを試みる。ユビキチンプロテアソーム系による選択的蛋白質分解は様々な細胞機能の制御に重要であり、神経系の制御においてもその重要性が近年明らかとなりつつある。申請者らが明らかにしたユビキチンリガーゼSCRAPPERを主とするユビキチンプロテアソーム系による神経シナプス脱構築の分子機構解明を背景に、SCRAPPER依存的なユビキチンプロテアソーム系分解が調節するシナプス蛋白質のイメージングによる解析を試みた。シナプス伝達の場におけるユビキチン化の時空間的な詳細を明らかにすることは神経難病の医化学的病態理解に役立つと期待される。平成26年度はユビキチンリガーゼSCRAPPERおよびSCRAPPER依存的蛋白質分解により調節される標的分子、相互作用分子の免疫染色に用いる抗体の評価、超解像顕微鏡によるシナプス蛋白質の可視化条件を検討した。いくつかの抗体について染色条件を確立できた。超解像顕微鏡は構造化照明顕微鏡法を採用したSIM顕微鏡と、ローカライゼーション法を採用したSTORM顕微鏡を用いる。STORM顕微鏡は従来の光学顕微鏡の約10倍、約20nmの超高分解能で分子レベルの理解が可能となる。正確な位置情報検出のためには、間接的に蛍光標識された分子から効率よくシグナルを取り出す必要があり、さらに標識の前処理、観察前の酸化還元状態の最適化を行い、目的分子の観察条件を確立する必要がある。前年度に引き続き、申請者らが明らかにしたユビキチンリガーゼSCRAPPERを主とするユビキチンプロテアソーム系による神経シナプス脱構築の分子機構解明を目的として、超解像顕微鏡によるシナプス蛋白質のイメージングを試みた。超解像顕微鏡は構造化照明顕微鏡法を採用したSIM顕微鏡およびローカライゼーション法を採用したSTORM顕微鏡を用い海馬初代培養神経細胞の観察を行い、培養条件によるシナプス形成の変化を追うことができた。当該年度の計画を遂行し目標を達成した。前年度に引き続き、申請者らが明らかにしたユビキチンリガーゼSCRAPPERを主とするユビキチンプロテアソーム系による神経シナプス脱構築および神経伝達制御の分子機構解明を目的として解析を行った。1)SCRAPPERノックアウトあるいは過剰発現マウスの脳を用いて、変動している標的蛋白質の量を検証した。

具体的には、シナプス関連蛋白質に対する抗体を用いたウェスタンブロット法により抽出物に含まれる量を検討、免疫組織化学実験での脳切片観察により脳組織における発現量を検討した。2)ユビキチンプロテアソーム系の阻害剤を海馬培養神経細胞に作用させ、モーター蛋白質に与える影響を、ウェスタンブロット法を用いて発現量を比較した。3)前年度から継続して、超解像顕微鏡によるシナプス蛋白質のイメージングを試みた。超解像顕微鏡は構造化照明顕微鏡法を採用したSIM顕微鏡、および、ローカライゼーション法を採用したSTORM顕微鏡を用い、海馬初代培養神経細胞に加え脳組織切片での観察を試みた。これまで用いた方法ではSTORMの多重染色像では波長の重なりがあることが判明したため、新たな蛍光二次抗体を検討し、シグナルが分離できることを確認した。今後は今年度確立した条件で撮像を行い、分子分布データを取得する予定である。当該年度の計画を遂行し目標を達成した。シナプス蛋白質の可視化を継続するとともに生化学的手法でタンパク質量の変化を検出する。得られた研究結果から、ユビキチンリガーゼSCRAPPERを介したユビキチン化およびユビキチンプロテアソーム系分解により制御されるシナプス関連分子の動態について考察し、分解による細胞・個体機能制御を統合的に理解することを試みる。シナプス蛋白質の可視化を継続するとともに脳全体の切片を対象に質量分析イメージングを行う。これまでに確立した方法により、シナプス蛋白質の可視化を継続する。購入を計画していた試薬が輸入手配のため年度内の購入を見送ったため。適正に使用した結果、端数の残額が出た。次年度の試薬購入に充てる予定である。予定していたよりも安価で入手できた試薬があったため。観察条件の検討に既存の抗体を使用し計画よりも購入金額が少額となった。予定していた謝金の支出がなかったため計画よりも額が抑えられた。以上の理由により次年度使用額が生じた。次年度に購入して研究を行う。試薬の購入費用に充て、有効に使用する。個々の分子に対する抗体が複数市販されており購入が必要となるため購入に充てる。
アジア諸言語における複合動詞構文に関する認知類型論的対照研究

アジア諸語の特徴の一つに動詞連結(V1+V2)から構成される複合動詞構文がある。本研究は日本語、韓国語、ヒンディー語とマラーティー語における複合動詞構文を対照させ,その類似点や相違点を明らかにすることを目的で行われた。その成果は(1)複合動詞の歴史的な発達過程は通言語的に類似しているもののその速度が言語によって異なること、(1)複合動詞の使用がジャンルに左右されることが明らかになったことである。アジア諸語の類型論的な特徴の一つに動詞連結(V1+V2)から構成される複合動詞構文がある。本研究は地理的にも隣接せず、系統的にも異なる南アジア諸語(マラーティー語、ヒンディー語)と東アジア諸語(日本語、韓国語)における複合動詞構文を対照させ、その類似点や相違点を明らかにすることを目的とする。さらにマラーティー語における複合動詞の歴史的な発達過程を解明し、日本語・韓国語のそれに関する先行研究と対照させ、言語変化における普遍性と個別性の究明を目指す。今年度は上記の研究目標の(I)の達成に向けて以下の要領で資料収集および収集されたのデータの分析を行った。(1)代表者のパルデシはマラーティー語における最も古いとされる14世紀の資料を入手し、データベースの構築を行い、分担者の鄭と研究協力者の柴谷方良とPeter Hookと打ち合わせを重ね分析を進めた。この分析で複合動詞構文は動詞連結構文(serial verb construction)に由来するという通説は少なくてもマラーティー語における複合動詞構文の成り立ちを説明する上では正しいであることが明らかとなった。この研究成果をインド国・マイソル市で行われた国際南アジア言語学会(SALA26)で代表者と分担者は共同で研究発表として発表した。(2)分担者の鄭は韓国語における最も古いとされる15世紀の資料を入手し、データベースの構築した。今後代表者と研究協力者の柴谷方良とPeter Hookと打ち合わせを重ね分析を進め、マラーティー語との対照研究を着手する予定である。本研究は地理的にも隣接せず,系統的にも異なる南・東・中央アジア諸語における複合動詞構文を対照させ,その類似点や相違点を明らかにすることを目的とする。今年度はこの研究目標の達成に向けて以下の要領で資料収集および収集されたデータの分析を行った。代表者のパルデシは複合動詞のV2の位置に使われる「置く」という動詞の文法化・補助動詞化の通時的変化の過程を南・東・中央アジア諸語の共時的なデータをインフォーマントの協力を得て収集し、研究協力者のPeter Hookと打ち合わせを重ね分析を進め、「置く」の文法化の経路の解明に努めた。本研究の成果を日本言語学会135回大会で研究発表の形で公開した。また、研究代表者、分担者の鄭と研究協力者のPeter Hookは複合動詞の頻度とテキストのジャヌルの相関についてマラーティー語、ヒンディー語、日本語と韓国語を対照させ、共同研究を行った。具体的にはそれぞれの言語で書かれた法律文章(憲法)と小説における複合動詞の使用を時代別に調べ、分析を行った。この研究は関西言語学会第33大会で研究発表として採用され、6月に発表を行う予定である。本研究は地理的にも隣接せず,系統的にも異なる南アジア諸語(マラーティー語,ヒンディー語)と東アジア諸語(日本語,韓国語)における複合動詞構文を対照させ,その類似点や相違点を明らかにすることを目的とする。さらにマラーティー語における複合動詞の歴史的な発達過程を解明し,日本語・韓国語のそれに関する先行研究と対照させ,言語変化における普遍性と個別性の究明を目指す。今年度は上記の研究目標の達成に向けて以下の要領で研究を行った。(1)代表者のパルデシは協力者の柴谷方良とPeter Hookと打ち合わせを重ね収集したデータの分析を進め、アジア諸語12ヶ語におけるKEEP/PUTを含む複合語動詞構文の共時的対照研究を行い、その成果をベルギー、アメリカ合衆国、とオーストラリアで開かれた国際会議で発表した。この研究によって複数の言語におけるKEEP/PUTの文法化の度合いの違いを明らかにすることが出来た。(2)研究代表者(パルデシ)と研究協力者(Hook氏)はアジア諸語における複合動詞の通時的研究(発達過程)に関する研究を行い、その成果をアメリカ合衆国、オーストラリアで開かれた国際学会で発表した。(3)研究代表者(パルデシ)、分担者(鄭)と研究協力者(Hook氏)は日本・韓国・インドの憲法における複合動詞の使用実態を調査し,複合動詞使用におけるジャンルの影響に光を当て、その成果を関西言語学会およびオーストラリアで開かれた国際会議で発表した。
マグネシウム合金の時効析出による高強度化とそのメカニズム解明

時効硬化型マグネシウム合金の組織解析および時効硬化性に及ぼす合金元素添加の影響に関する研究を行った。さらに、優れた時効硬化性を示す合金について、熱間押出しにより棒材を作製し、その機械的特性を測定し展伸材としての可能性を調べた。Mg-Zn(-Zr)合金にAgとCaを微量かつ同時添加、Mg-Sn(-Al)合金にZnを微量添加することにより、析出物が微細化され時効硬化性が著しく向上することを発見した。その上、それらの合金の押出材を製造し室温引張特性を調べたところ、300MPaを超える0.2%耐力(降伏強度)を示すことがわかった。時効析出型の展伸マグネシウム合金開発の基礎的知見を確立するために、Mg-Zn-Al-Mn合金、Mg-Zn-(Ag,Ca,Zr)合金、Mg-Sn(-Zn)合金を試作し、それらの時効硬化特性ならびに時効中の微細組織変化をTEM/3DAPにより詳細に解析した。Mg-Zn-Al-Mn合金では70Cでの予備時効後の180Cの高温時効によるピーク硬さならびに引っ張り強度が向上したが、これは予備時効中に形成する球状G.P.ゾーンが高温時効で生成する析出物の格生成サイトとして作用し、そのためにピーク時効での析出物の微細分散化が実現されるためであることを見いだした。また展伸マグネシウム合金の基本形であるMg-ZnにAg,Ca,Zrを添加し、時効硬化特性を測定したところ、これらの元素の複合添加により大幅な硬度上昇がみられた。いずれも生成する析出物相は同じであったが、析出物が著しく微細化し、それらの数密度が上昇していた。現在、3DAP解析によりこれらの微量添加元素が組織形成に及ぼすメカニズムの解明に取り組んでいる。またMg-Sn合金において0.5at.%Znを添加することにより2元系よりも時効硬化が促進されることを見いだした。微細構造解析の結果、これはZn添加により異なったバリアントのMg2Sn相がより微細に分散するためであることを明らかにした。これらの基礎研究結果をもとに、大型押し出し材を作製し、引っ張り強度を調査していく予定である。本年度(平成20年3月31日)の研究実施計画昨年度はMg-Sn合金にZn,Zrを添加し、180Cの時効、低温時効後の高温での時効(2段時効)、加工熱処理による著しい時効硬化現象が現れることを調査し、それらの合金の硬さと微細組織の因果関係を詳細に検討した結果、いずれも時効硬化が顕著になる組成・温度域でMg_2Snの析出による微細組織が著しく微細化されていることが分かった。本年度はこれらの合金の3次元アトムプローブ分析を行い、2段時効のメカニズム解明を行った。またこれと平行して商用展伸合金の基本型であるMg-Zn合金に希土類元素、Ag,Ca,Zrを微量に加えた合金についてもその時効析出過程を調査し、時効硬化の顕著な合金については長岡技術科学大学の鎌土教授と共同で大型押し出し材を試作し、時効材の引っぱり強度測定を行い、実用展伸合金としての可能性を検討した。時効硬化特性の有望な合金について、それらの微細組織をTEM観察し、組成をEDS,HAADF,GIFにより定性的に解析、さらに3DAPを用いて、析出物中の溶質ならびに微量添加元素の分布を原子レベル分解能で解析し、微量元素が時効組織変化に及ぼすメカニズムを考察した。その結果からCaならびにAgの微量添加がどのようなメカニズムで時効のキネティクスを促進するのかを考察、それに基づき合金組成の最適化、2段時効や加工熱処理による組織の微細化と時効硬化の関係を明らかにした。以上の結果、降伏応力320MPaの高強度展伸材を開発することに成功した。Mg-Sn合金にZn,Ag,Caなどを添加した合金ならびにMg-ZnにAg,Ca,Zrなどを添加た合金で時効硬化が2元系に比して著しく促進されることを見いだし、これらの合金から大型鋳造材を作製し、引っ張り試験、時効により強度変化を調査し、Mg-Sn-Zn系合金が低温での押し出しに適した展伸材であること、さらにMg-ZnにAg,Ca,Zrを複合添加した合金が押し出し材で300MPaの降伏強度、T6処理した押し出し材で320MPaという極めて高い降伏強度を示しつつ、延性も15%を超える優れた展伸材であることを実証した。また低温時効後の高温での時効(2段時効)、加工熱処理やさらなう合金組成の最適化によって、より機械的特性の優れた展伸合金開発を行った。基本的に手法は同じで、まず様々な合金元素を添加したMg-Sn,Mg-Zn,Mg-Al-Zn合金に微量元素を添加し、時効硬化に及ぼす影響を調べる。

ピーク硬さでHV>90の材料から大型鋳介を試作し、それを押し出し、押し出し材、T5,T6熱処理材の引っ張り強度を調査する。降伏強度320MPaを超える材料について微細組織を詳細に解析し、さらに2段時効などの熱処理を試みた。Mg-Bi-Zn合金でプリズム面に平板の析出物が形成され時効効果性をしめすこと、Mg-Ca-ZnのCa:Zn=1:1の合金で単層規則化GPゾーンの形成により優れた時効硬化性がえられること、Mg-Zn-Li合金の時効硬化にCaの微量添加が有効なこと、Mg-Sn-Al-Zn展伸合金で時効析出処理によりクリープ特性が向上し、ZK60相当の強度を持ちクリープ特性に優れた合金などを見出した。
色覚バリアフリー実現を目的とする人にやさしい色表示技術の開発

IT社会における色覚バリアフリー実現を目的とする色表示技術を開発するために、平成17年度は以下の検討を行った。まず、一般に用いられるカラー静止画像について、色空間における領域分割を行い、次にその相互関係を表現できるモデルを確立した。色空間の分割方法にはメディアンカット法を利用した。次に、平成16年度に検討したWebページの配色最適化の検討結果に基づき、カラー画像データの色記述を色覚異常者に識別容易にする評価関数を設計し、配色の最適化を安定かつ高速に実現する方法を確立した。最適化にはGA(遺伝的アルゴリズム:遺伝子情報の進化による問題解決アルゴリズム)を利用し、画像内の色数増加に伴う問題の複雑化にも柔軟に対応できるようにした。GAにおける遺伝的操作を効果的に行うために、個体の遺伝子型を表現型と同様に実数値表現し、代表的な色表現空間のひとつであるLuv空間で直接評価できるようにした。このため、交叉(遺伝子情報の組合せ)、突然変異(遺伝子情報の確率的変異)には実数値GA向けの方法を採用した。この方法によるカラー画像の配色最適化の効果を調べるためにシミュレーション及び心理実験を行い、評価検証を行った。様々なカラー画像を使用したシミュレーション実験を繰り返し、実数値GAによって安定した結果を高速に出力するパラメータを見出した。また、実際の色覚異常の方々に被験者としてご協力いただき、医師の指導のもとに心理評価実験を行ったところ、提案法の適用によりカラー画像の配色を色覚異常者にとってより識別しやすい色に変換・表示できることが確かめられた。さらに、提案法のサーバおよびPCへの実装方法、JPEG及びMPEG方式への適用可能性について基礎検討を行い、この2年間の成果をまとめた。IT社会における色覚バリアフリー実現を目的とする色表示技術を開発するために、平成16年度は以下の検討を行った。まず、HTMLなどのマークアップ言語による典型的なWebページの色記述について、背景色と文字色に注目し、背景色と文字色の相互関係、文字色と他の文字色との相互関係を表現できるモデルを確立した。次に、この色記述モデルと色覚異常モデルに基づき、Webページ上の色記述を色覚異常者にできるだけ識別容易にする評価関数を設計し、使用色の配色最適化を実現する方法を確立した。最適化には遺伝的アルゴリズム(遺伝子情報の進化による問題解決アルゴリズム)を利用し、Webページ内の色数増加に伴う問題の複雑化にも柔軟に対応できるようにした。次に、最適化によって変更した色をブラウン管モニタ上に正確に表示する手法を確立した。色彩測定装置及び専用ソフトウェアによって高精度カラー表示装置上に表示された色を計測し、測定結果とコンピュータ内部の数値間に存在する非線形な色歪のメカニズムを解明し、これを補正する変換システムを構築してその効果を検証した。さらに、Webページの配色最適化の効果についてシミュレーション及び心理実験を行い、その効果を評価検証した。様々なWebページを使用したシミュレーション実験を繰り返し、遺伝的アルゴリズムにより安定した結果を高速に出力する手法を確立した。また、実際の色覚異常の方々に被験者としてご協力いただき、医師の指導のもとに心理評価実験を行い、色補正の効果を確認した。その結果、提案システムはWebページの配色を色覚異常者にとってより識別しやすい色に変換・表示できることが確かめられた。また、これらの結果に基づき、カラー静止画像に対する色補正・表示のための基礎検討を行った。
ヘリックス構造を有する新規ナノチューブの合成と機能評価

ここ数年、ナノテクノロジーを意識した化合物が、意欲的に合成されている。その中の一つである“合成ナノチューブ"については他の機能性分子に比べて報告例が少ない。この報告例が少ないのは、主に(1)合成が困難であること、(2)環状化合物を基体とするため、利用できる化合物が限られていること、(3)生成物が高分子量となるため溶解性が低いこと、などが原因として考えられる。今回我々は、(1)、(2)の問題を解決するために大環状化合物で、しかも修飾が容易なカリックス[4]アレーンを基体とし、(3)の問題点を解決するため架橋部位にエチレングリコール鎖を有するナノチューブの合成を行った。まず、適当な置換基を水酸基側に導入することにより、カリックスアレーンが1,3-交互型を取るようにコンホメーションを固定化した。この結果、この基体は両末端にそれぞれ2カ所の反応点を有し、この2点を連結することによりナノチューブの合成が可能となる。実際に2量体を合成するため、片端にアルキルクロライドを2つ持つ化合物とアルコールを2つ持つ化合物をそれぞれ合成し、これら2つの化合物間でWilliamson反応を行った。この結果、1,3-交互型のカリックス[4]アレーンが2つ連結された化合物を合成することに成功した。この同定は、^1H-NMR、MSスペクトル、および元素分析により行った。また、この化合物は、カリウム、および銀イオンを錯化することが可能であり、今後膜透過実験に応用ができるものと期待される。今後、今回用いた合成方法により2量体のみならず3量体、5量体というように、長さの制限された合成ナノチューブの生成が可能となるであろう。
ザラゴジン酸A(スクワレスタチンS1)の効率的不斉合成研究

ザラゴジン酸A(別称:スクワレスタチンSl)の全合成研究を行った。ザラゴジン酸は強力なコレステロール生合成阻害活性、抗真菌活性を示し、また、その特異な構造、すなわち高度に酸素官能基化され、かつ連続した多不斉中心を含む[3.2.1]-dioxabicyclooctane骨格を有していることから有機合成化学の標的化合物として多くの研究グループの興味を集めている。本研究ではコア部分、C1側鎖、C6側鎖の3セグメントをそれぞれ合成したのちに、カップリングさせる計画を立て、検討した。その結果、C6側鎖部分をキラル・ジエノラート化学・[3,3]-転位手法によって、C1側鎖部分をキラル・エーテル系の不斉[1,2]-Wittig転位を鍵反応とする手法によって、それぞれ立体選択的に合成することに成功した。また、最も複雑な構造を有するコア部分はアラビノース由来のケタールを基質とする不斉[1,2]-Wittig転位を鍵反応とする手法によって高立体選択的かつ効率的に合成することが出来た。なお、本合成研究の過程において、ザイロース由来の基質を用いるケタール系[1,2]-Wittig転位が′′立体反転′′を伴い進行するという反応機構的に興味深い知見が得られた。次に、この様にして合成した各セグメントのカップリングを検討した。C1側鎖に相当するアルキルリチウム種のコア部分への付加によりヘミケタールを得、その脱保護、ケタール化によりビシクロ体を合成した。最後にC6側鎖部分を導入することでザラゴジン酸Aの全合成を完了した。
糖尿病患者に対するライフキャリア変容型の集団健康教育法開発とその評価

糖尿病患者やその予備軍が増え続けている現状を打開する必要がある。調査研究により、患者の不健康な生活習慣にはストレス性格が関与することが明らかになった。そのため、従来の食事療法や運動療法や薬物療法により、患者の個々の不健康行動を健康行動へと改善することを目標とする健康教育法では、限界がある。そこで、ライフキャリアを自分が自分に満足し、周りとも愉しむ生き方に変容させ、ストレス性格にセルフケアをすることで、患者を健康行動に導く有効な集団健康教育法を開発し、介入を試み、検証した。その結果から、教育法の改善点を明らかにした。生活習慣病はストレス性格病であるという考えに基づき、ストレス性格の改善やストレスへのレジリエンスの向上を加えた新しいグループワークの開発を目指した研究である。研究全体は3段階に分けて組みたてている。そのうちの2425年度にかけて、第1段階は、予備介入を行いながら、糖尿病患者へのライフキャリア変容型の集団健康教育法の開発をし、その効果を検討することである。24年度は、まず研究倫理委員会への予備介入研究と量的調査研究の申請を行い、その承認を得た。そして、予備介入や調査研究のフィールドを確保し、研究協力への説明と同意を得た。小集団介入のための教育法について、これまでの糖尿病患者に対する個別介入での知見に基づきながら、教材を準備した。そして、糖尿病患者5名程度の小集団に対する予備介入を行いながら教材を見直し、糖尿病患者へのライフキャリア変容型の集団健康教育法の開発を試みた。小集団介入は、見直しを繰り返しながら、2時間1回の介入を3グループの小集団に対して各1回ずつ試行した。今後、介入の効果を質問紙調査とカルテデータにより把握し、効果の出ない症例には個別介入をして原因を解明しながら、効果のある集団教育法を開発する予定である。現在、1回目に介入した集団(n=5)の介入前とその1ヶ月後の質問紙調査のデータの分析を行った結果、自分の気持ちや考えを抑えて我慢して周りに服従する行動特性である自己抑制型行動特性の得点が、有意ではないが改善する傾向が見られた(p<.10)。しかし、その他の尺度に関しては有意な変化は見られなかった。2回目、3回目の小集団介入では、1回目の介入の反省を踏まえ、内容を改善した。今後、質問紙調査データとカルテデータを得て、3グループに行った予備介入の効果を検証し{教育法の開発を進める。本研究は、生活習慣病はストレス性格病であるという考えに基づき、ストレス性格の改善やストレスへのレジリエンスの向上を加えた新しいグループワークの開発を目的した研究である。全体を3段階に分けて進める計画であり、25年度は、第1段階として、糖尿病患者へのライフキャリア変容型の集団健康教育法の開発のために、5名程度の小集団3集団に対してそれぞれ1回の予備介入を行った。そして、その効果を病院スタッフとのカンファレンスや質問紙調査とカルテデータにより把握し、効果の出ない症例について、検討しながら集団教育法を開発してきた。小集団へのグループワーク用の教材が完成した。また、症例検討を進める中で、前向き調査の必要性が高まったため、複数の研究協力を得ている機関において、前向き調査に関する説明と同意を得て、第1回目の調査を始めた。また、第3段階の普及のための保健医療専門職を対象とした支援者養成のためのワークショップを1回開催し、養成法について検討した。2時間半のワークショップを開催したが、内容が多すぎること、また、難しいといった声が聞かれたため、支援者養成のための研修内容について、課題を抽出し検討した。26年度は、第2段階として、研究協力を得ている複数の機関の糖尿病患者に対して、開発したライフキャリア変容型集団健康教育法の介入群と非介入群を設定した介入により、介入前後及びフォローアップ調査で、両群の介入効果を検討する。また、前向き調査の1回目のデータの分析を進めつつ、2回目調査を実施する。さらに、第3段階の、普及のための保健医療専門職を対象とした支援者養成と養成した支援者による介入へと準備を進める予定である。全体を3段階に分けて進めている計画であり、26年度は、第2段階として、研究協力を得ている複数の機関の糖尿病患者に対して、開発したライフキャリア変容型集団健康教育法の教材を用いて介入群への介入し、介入前後及びフォローアップ調査を進めた。また、前向き調査の調査票配布と回収、記入漏れ分の聞き取り調査を終え、データ分析と調査協力者のカルテデータの取得を進めた。第3段階の、普及のための保健医療専門職を対象とした支援者養成のために、クリニックスタッフとの勉強会を行った。介入症例からは、患者自身の原問題と現在の心身健康の課題とが結びついていることに気づき、そこに焦点が当てられると行動変容が起こされることが多く見られた。調査研究では、患者の心理特性と生活習慣との関連を分析し、(1)不健康行動を促す行動感覚が高群になるほど、有意に運動頻度が少なく、運動時間も少なく、間食や夜食といった不健康な食行動の傾向が見られること、有意に自己抑制度が高く、感情認知困難度が高く、自己憐憫度も高いというストレス耐性の弱い心理特性を持ち合わせている傾向が見られた。

(2)健康管理や運動の自信感の高群になるほど、有意に運動頻度が多く、運動時間が多く、抑うつが低いという傾向、また、食生活の自信感が高群になるほど、有意に不健康な食行動が少なく、抑うつが低いという傾向が見られた。したがって、不健康行動を促す行動感覚を持ち合わせている患者は、食や運動などの自信感を高め、生活習慣や行動感覚の変容を支援する必要がある。しかし、このような患者は、ストレス耐性の弱い心理特性を持ち合わせていることから、まず、そのストレス耐性の弱さを克服する支援が必要である。本研究は、生活習慣病はストレス性格病であるという考えに基づき、ストレス性格の改善やストレスへのレジリエンスの向上を加えた新しいグループワークの開発を目的である。第1段階は、糖尿病患者へのライフキャリア変容型の集団健康教育法の開発と教材を完成した(H25)。第2段階は、本介入の実施と(H26・27)、糖尿病患者への前向き調査(第1回H26、第2回H27)、糖尿病や更年期症状のない40ー60歳代の女性への横断調査を行った(H27)。第3段階は、支援者養成のためのワークショップの開催(H25)、支援者養成を行った(H26・27)。本年度の調査からは、“ストレス耐性に弱い心理特性"は、“不健康行動を促す行動感覚"に有意な影響を与え、“不健康行動を促す行動感覚"は、不健康な生活習慣に有意な影響を与えるというモデルが構築された。また、40ー50歳代の糖尿病女性群は一般女性群と比較し、不健康な行動感覚を持ち合わせており、抑うつを抱えやすく、ストレスを認知しやすい心理特性や不安気質を持ち合わせていた。60歳代は、抑うつや不安の高さは同じ傾向だったが、他は一般女性群との差はなかった。介入では、本人が自分自身のストレスへの脆弱性を自覚し、セルフケア法を見出せることが有効と思われ、支援者への教育内容には、ティーチングとコーチングとカウンセリングのスキル修得が必要であると思われた。以上から、生活習慣には不健康行動を促す行動感覚が影響しており、それを持つ患者は行動感覚の変容の必要があるが、そこには、ストレス耐性の弱い心理特性があることから、まずそれを克服する支援が必要と考える。また、糖尿病女性患者群は一般女性群よりも、抑うつの高さと不安気質の高さが特徴であったが、年代により特徴が異なっていたことから、年代に応じた教育法の必要性が確認できた。糖尿病患者やその予備軍が増え続けている現状を打開する必要がある。調査研究により、患者の不健康な生活習慣にはストレス性格が関与することが明らかになった。そのため、従来の食事療法や運動療法や薬物療法により、患者の個々の不健康行動を健康行動へと改善することを目標とする健康教育法では、限界がある。そこで、ライフキャリアを自分が自分に満足し、周りとも愉しむ生き方に変容させ、ストレス性格にセルフケアをすることで、患者を健康行動に導く有効な集団健康教育法を開発し、介入を試み、検証した。その結果から、教育法の改善点を明らかにした。本研究は、25年度には、第1段階として、糖尿病患者へのライフキャリア変容型の集団健康教育法の開発のの予備介入と集団教育法開発を行った。26年度は、第2段階の、複数の機関の糖尿病患者に対して、開発したライフキャリア変容型集団健康教育法による介入と前向き調査、第3段階の普及のための保健医療専門職を対象とした支援者養成のための勉強会の開催をした。
氾濫源－沼－潟における水際の居住と「社会的技術」に関する史的研究

本研究は、日本の歴史的集住体が津波や洪水、氾濫などの水害に見舞われながらも、水の把握と制御によってその恵みを享受してきた居住史を振り返り直し、その具体相を明らかにすることを目的とする。そこでは、技術ー空間ー社会が統合された「社会的技術」とでもいうべき日常的な治水・防水システムが造りあげられてきた。本研究では、氾濫原ー沼ー潟に形成された集住体である新潟県の近世都市・集落である蒲原・沼垂・新潟の事例研究から、〈水際〉の居住史の具体相を探る。本研究が定義する〈水際〉とは、土地と居住との間に常に存在する一定の緊張関係と受給関係という両義性と相互の応答性を考察するためのキー概念である。平成25年度には、蒲原地域の日本海側突端に位置する沼垂と新潟を取り上げ、低湿地における都市の建設・維持、あるいはそこに営まれる空間の具体像について検討を行った。特に、信濃川・阿賀野川の影響により近世前期に4度もの移転を余儀なくされた近世沼垂町に注目して調査・考察を行った。〔マクロスケール〕レベルについては、長岡藩(新潟町)・新発田藩(沼垂町)それぞれの拠点的湊町として開かれた両都市の特徴を、信濃川・阿賀野川河口の氾濫原という地理的特徴と共に把握することを目的に検討を進めた。そのなかでは、阿賀野川の洪水(1631年ほか)、信濃川による右岸の浸食、新発田藩が開削した松ヶ崎掘割(1730年)の決壊(1731年)による阿賀野川河口の移動という劇的な出来事など、メゾ=都市スケールのありように直結する複数の地理的事象が見いだされた。〔メゾスケール〕・〔マクロスケール〕については、水による破壊の危険性を常に孕みながらも、なお水から離れては成り立たない港町という都市類型に注目しながら、主に近世沼垂町と水との拮抗・共在関係について調査研究を進めた。新潟市所蔵の「沼垂町会所文書」中には、沼垂の町割などを描く各時代の絵図が多数保存されているが、その個別的検討はこれまでほとんど行われてない。よって同文書の絵図約40点を中心に調査を行い、これらと現在の地形図・文献史料などとの検討により、1四度目・五度目沼垂の空間構成および双方の空間的関係、2それらが信濃川などによる浸食「川欠」で失われていく過程、3五度目沼垂の町立て計画の変遷、4一度「川欠」で失われた地に再び砂洲が形成されて地面が復活する「起き返り地」と五度目沼垂の空間の変容過程・復興過程、5五度目沼垂が町の主軸とすることになった栗ノ木川が蒲原平野諸農村の排水路でもあることから生じた町と農村の対抗・共存関係などについて検討を行った。平成24年度には、日本最大級の低湿地・沼沢地・氾濫原であった蒲原における農業集落の形成史を、自然堤防上・砂丘列上・低湿地上など、立地の地形条件と絡めて編年的に明らかにした。とくにそのなかでは集落形成と同一の過程として展開された水の制御にかかわる土木技術と、その構築および維持にかかわる社会構造の展開に注目し、マクロ・メゾ・ミクロの3つのスケールを設定して調査を行った。〔マクロスケール〕レベルの検討については、縄文中期・古墳時代・室町時代の三段階で形成された砂丘列とその間の低湿地・潟湖からなる地形について、これまでに発表されている既往研究を網羅的に収集・検討するとともに、低砂丘や潟湖の縁の微高地なども可視化するための微地形地図を製作した。この地図を携えて現地調査を行い、集落の立地や形状、道・水路・家屋などがいかに微地形に即して配置されているかについて記録を行った。また、各集落の形成期について悉皆的に把握し、その立地・地形とあわせて類型的把握を行った。〔メゾスケール〕については、輪中地域各村における江丸・囲・江・堰などの水の把握・制御・分配システムの歴史的形成過程についてアプローチするべく、『亀田郷治水史』(1966年)、『亀田郷土地改良誌』(1976年)などに収録されている基礎的史料の読解・分析を行い、今後の分析に道筋をつけると共に、不足資料の洗い出しを行った。さらに野間春雄『低地の歴史生態システム』(関西大学出版部, 2009年)など、他分野で近年報告された研究について学びながら、本研究への方法論的フィードバックをはかった。〔ミクロスケール〕については、類型別の代表的集落について現地調査を行い、江ー村道ー宅地ー建築(水倉・主屋)からなる伝統的空間構造の分析を進めた。その際には比較検討のため、新潟平野北部に所在する集落についても特徴的な類型について調査した。

最終年度である今年度の研究計画には、島根県の中海ー境港、石川県の河北潟ー金沢、秋田県の八郎潟ー大潟村の現地調査を予定していた。これについては一部変更を行い、石川県の河北潟ー金沢ではなく青森県の十三湊ー十三湖を加え、また中海ー境港に近接する城下町の松江ー宍道湖も加えることで、より多様な時代と類型にわたる〈水際〉の居住のありようを把握することにつとめた。また、研究計画では最終年度に1回の国外出張を予定していた。国土のかなりの面積が低湿地で占められ、歴史的に低湿地での暮らしが営まれてきた国外の集住体に関する比較史的検討を行うため、これまで応募者が従事してきたヨーロッパ各地での調査知見を踏まえてスコットランドでの現地調査を実施し、都市・集落の立地や生業と低湿地の暮らしや技術との関係を把握すると共に、今後の比較史的検討に資するための書籍・情報収集を行った。以上を通じて、水路・運河・堰・分水・人工河川の開削と利用・舟運など、水の制御と利用、利益享受をめぐる沼垂ー新潟ー蒲原相互の諸関係について、技術ー空間ー社会の各観点を統合するべく検討を進めた。加えて、平成24・25年度に実施してきた新潟ー沼垂ー蒲原についての現地調査も継続し、今年度は土壌学の研究者に協力を要請して新たに試験的な調査を行った。すなわち、氾濫原ー沼ー潟における居住の基盤や足がかりがある程度その地面の質に対応的なのではないかという仮説のもと、蒲原平野で計18ヵ所の土壌サンプルを採取し分析した。その結果、近世以来の各集落において屋敷地は砂質土壌上に選ばれている一方で、周囲を取り巻く田地はおおむね全て粘質土壌であるという明快な結果が得られ、蒲原平野の集落は地面の質(ここでは土壌の質)の違いに対応的な立地選択が行われていることが示唆された。本研究における現地調査や「領域史」研究に関するここまでの知見も反映させたシンポジウムおよび学会誌の企画・編集を行った(いずれも主査)。具体的には、「都市と大地:都市史の基層として大地・地面・土地を考える」(日本建築学会都市史小委員会シンポジウム、2014年12月12日開催、於京都工芸繊維大学)、「特集都市史から領域史へ」(『建築雑誌』2015年5月号、日本建築学会発行)である。建築史・都市史交付申請書に記載した本年度の研究計画・方法に対して、本年度は近世沼垂町を中心に概ね目標通りの成果を挙げることができたと考える。一方、近世新潟町の検討については、既往研究と史料的状況からメゾ・ミクロスケールの検討よりは、信濃川を介した沼垂町との関係など、マクロスケールのレベルを中心とする検討とした。また本年度は特に、交付申請書の研究目的に挙げた「港町研究・『水辺』研究からの新展開」という点について、沼垂町の事例を通じ、日本の近世港町と水との拮抗・共在関係を、町が存立する地面の滅失・復活や、恒常的な都市の移転の可能性といった、これまでとは異なる視角から分析を加ええたと考える。また同じく研究目的に挙げた「〈水際〉という“領域史"の開拓」という点について、地理的スケールと都市内部のミクロなスケールまでを横断・連動的に捉える手法を開発しつつある。以上、本年度の検討を通じて、都市と地面のありさまとの応答関係、特に水際の低地に営まれる都市と汀線との拮抗関係について再考するための事例的道筋をつけたと考える。なお、本年度の現地調査および絵図類の整理・作図等の一部については、当研究室に所属する鈴木杏紗実が本人の卒業研究を兼ねて参与した。
小細胞肺癌における抗癌剤耐性の克服を目指したネスチンを基軸とする診療戦略の開発

近年、治療成績の大きな進歩を遂げた非小細胞肺癌と異なり、小細胞肺癌では約30年間にわたり治療成績の進歩がなく、抜本的な治療戦略の見直しが必要である。小細胞肺癌の治療においては抗癌剤耐性化が大きな障壁として存在しており、我々はその克服を目指した診療アプローチの確立が望ましいと考えた。そこで小細胞肺癌細胞株を用いた基礎的研究を行い、神経幹細胞マーカーであるネスチンが抗癌剤耐性化に関与している知見を見出した。さらに本研究計画を立案し、現在研究を進めている。臨床的な研究内容に関しては、前向き研究として所属施設の医学系研究倫理審査委員会の承認を本年3月に得ることができた。若干名ではあるが既に研究参加の同意を患者から得ることができたため、症例集積を開始したところである。一方、腫瘍組織のネスチン発現を免疫組織化学的に既に検討した小細胞肺癌症例のうち、組織生検時の血清が適格に保存されている症例がわずかしかないことが判明した。故に、現状では組織と血清との相関性を検討することは難しいと判断し、今後さらに症例を集積したうえで検討する方針へ変更した。ネスチン発現による耐性化誘導メカニズムの解明に関しては、DMS53小細胞肺癌細胞株の発現抑制株を樹立し、マイクロアレイによる網羅的遺伝子解析を用いて親株との比較検討を行った。その結果、このメカニズムに寄与する候補遺伝子が複数pick upされたので、個々の遺伝子の意義について検討を開始したところである。所属施設の医学系研究倫理審査委員会の承認を得ることに関しては、当初予測していた以上に時間がかかってしまったが、承認後の症例集積ペースは想定の範囲内で進んでいる。一方、小細胞肺癌細胞株を用いた基礎研究においても候補遺伝子のpick upまでは概ね順調に進んだと考えている。本研究における目標症例数は小細胞肺癌20例であるため、積極的にエントリーを行い可及的早期に症例集積を終了したい。そのうえで速やかに解析へ移行する方針である。細胞実験に関しては、ネスチンによる抗癌剤耐性化の関連シグナルを効率よく同定し、分子生物学的解析へ進める方針である。細胞実験データの解析が若干遅れたため、実験関連物品の発注が遅れてしまったことが主因である。予定していた研究内容は次年度に合わせて行う方針である。
膜輸送体メタボロームによる炎症性腸肝疾患バイオマーカーの探索と発症機構の解明

昨年度に構築したメタボロームの手法を用い、炎症性腸疾患モデルマウスの疾患部位に高発現する膜輸送体OCTN1の生体内基質解明を引き続き試みたところ、すでに同定しているスペルミン以外にも、OCTN1に輸送されると思われるいくつかのピークが検出された。現在、これらピークの物質同定を進めている。一方、同じくOCTN1の生体内基質であるエルゴチオネインをマウスに投与後、その代謝物として報告のあるヘルシニンおよびS-メチルエルゴチオネインの血中濃度と臓器中濃度、尿中排泄を測定したところ、正常マウスにおいてエルゴチオネイン投与後にこれら物質濃度の上昇が検出された。検出は投与後数日経過したのちに見られることから、非常に遅い代謝過程と考えられたが、詳細な体内動態解析の結果、投与されたエルゴチオネインの大部分が腎臓で再吸収される野生型マウスにおいては、これら代謝物への代謝過程はエルゴチオネインの血中からの主要な消失経路であることが示唆された。病態時におけるエルゴチオネインとOCTN1の役割を解明する目的で、慢性腎臓病患者における血液中エルゴチオネイン濃度を測定したところ、健常人で見られるレベルに比べ、はるかに血中濃度が低下することが示唆された。血中濃度の低下のメカニズムを探るため、マウスを用いて検討したところ、エルゴチオネインの小腸からの吸収低下が考えられた。OCTN1欠損マウスでは野生型マウスに比べ慢性腎臓病モデルの病態が悪化すること、エルゴチオネイン添加により尿毒症物質による腎上皮細胞毒性が軽減されること、腎移植を受けた患者においては低下したエルゴチオネイン濃度が移植後に回復すること等から、エルゴチオネインとOCTN1は慢性腎臓病において重要な役割を果たすことが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。種々の病態との関連が示唆される膜輸送体OCTN1の生体内基質を解明する目的で、OCTN1安定発現細胞株(HEK293/OCTN1)と、対照として空ベクター導入細胞(HEK293/mock)に、デキストラン硫酸誘発腸炎マウス小腸組織可溶化画分、アデニン誘発腎障害マウス腎組織可溶化画分および通常の培養血清を添加し、一定時間incubation後に細胞を洗い可溶化、除タンパクの後、LC-Orbitrapを用い細胞内に含まれる物質を網羅的に検出した。その結果、対照に比べOCTN1発現細胞で高いピークを示した化合物を同定した。本化合物はアミノ酸リシンの代謝経路上に存在する。さらに、多くの化合物を同定する目的で、LC-TOFMSを用いた実験系を新たに立ち上げ、網羅的な代謝物探索が可能となった。本実験系は学内にある測定機器を用いるため、今後の実験スピードの大幅な向上につながるものと考えている。一方、OCTN1と病態との関連を明らかとする目的で、octn1遺伝子欠損マウスと野生型マウスを用い、種々の病態モデルを作製したところ、OCTN1と肝線維化との関連を示唆するデータが得られた。線維化に働くコラーゲンは活性化星細胞で合成されることが知られるが、OCTN1はこの細胞に発現することがマウスの実験で示唆されたため、ヒト肝星細胞LX-2を入手し、OCTN1の機能的発現を検討した。その結果、LX-2細胞はOCTN1の典型的基質であるエルゴチオネインを細胞内に取り込み、その取り込みは濃度依存的であった。また、サイトカインを添加することでLX-2細胞を活性化させたところ、OCTN1の細胞内での局在変化が見られたことから、活性化とOCTN1との関係が示唆された。現在、遺伝子ノックダウン等の手法を用い、OCTN1の線維化に及ぼす役割について検討中である。本年度の特筆すべき成果として、(i)内因性基質と思われる物質の候補を同定できたこと、(ii)研究の効率を大幅にアップさせるLC-TOFMSの系を立ち上げることができたこと、(iii)いくつかの研究成果を論文化できたことが挙げられる。(i)については、本研究で提唱する膜輸送体メタボロームの妥当性を科学的にサポートする結果であり、さらなる研究の発展を示唆する。(ii)については、これまで片道2時間かかる他大学施設を利用していたのに対し、学内の測定機器が利用できるようになった点において、研究が極めてやりやすい環境となった。この点も、今後のさらなる研究の発展を示唆する。(iii)については、肝線維化に及ぼすOCTN1の役割について解明できたほか、OCTN1を介した内因性基質エルゴチオネイン取り込みによる神経新生や抗うつ作用など、本研究の基盤となる膜輸送体と病態との関係を科学的に証明することができた点において、本研究の妥当性を示唆するものであり、さらなる研究の発展が期待できる。種々の病態との関連が示唆される膜輸送体OCTN1の生体内基質を解明する目的で、OCTN1安定発現細胞株と、対照として空ベクター導入細胞に、デキストラン硫酸誘発腸炎モデルマウス小腸組織可溶化画分を添加し、一定時間incubation後に細胞株を洗い可溶化、除タンパクの後、アミノ基特異的誘導体化を行い、LC-MS/MSを用いてprecursor ion scanを行ったところ、安定発現細胞株で、空ベクター導入細胞に比べて、高いピークを検出することができた。

そこで、当該ピークについてLC-TOFMSを用いて精密分子量を測定するとともに、コリジョン電圧を変化させた時のproduct ion質量の変化から、当該ピークを示す物質の構造を推定したところ、アミノ基を複数有するポリアミンであることが示唆された。さらに、購入した標品との子マスイオンの比較から、当該物質がスペルミンであることを示した。スペルミンと両細胞株とをincubationし、細胞内への取り込みを測定したところ、安定発現細胞では、空ベクター導入細胞に比べ、高い取り込みが見られた。また、octn1遺伝子欠損マウスから単離した末梢血単核球においては、野生型マウスに比べ、スペルミン濃度が低いことも示された。以上より、本研究で構築した新たなメタボローム手法によって、炎症性腸疾患モデルマウスの疾患部位に高いレベルで存在するOCTN1生体内基質を解明することができた。一方、同じくOCTN1の生体内基質であるエルゴチオネインについて、炎症時の代謝反応の変化を解明する目的で、代謝物として推定されているヘルシニンおよびS-メチルエルゴチオネインの血中濃度を測定したところ、腸炎モデルマウスでの明確な代謝反応の亢進は見られなかった。そこで、当該腸炎モデルマウス血液に含まれる、これら以外の代謝物の検出を、LC-TOFMSを用い試みている。種々の構造特異的誘導体化反応を試みた中で、再現性や反応効率が比較的良好な反応を見出すことができたため、アミノ基特異的誘導体化が可能となった。また、炎症性腸疾患モデルマウス組織の可溶化と、可溶化液の遺伝子発現細胞とのincubationの最適化に成功し、生体内基質の濃縮が可能となった。組織を効率的に可溶化しつつ、その後の培養発現細胞とのincubationで細胞毒性等を示さない条件の最適化は多くの困難を伴ったものの、膜輸送体活性を損なわない条件下で行うことが可能となった点は、研究を遂行する上で大きな成果である。さらに、昨年度末より共同利用を開始することができたLC-TOFMSを用いた精密分子量測定の系が立ち上がり、未知化合物の構造推定に対して得られる情報量が飛躍的に増加した。これにより、本年度は、膜輸送体OCTN1の新たな生体内基質を同定することができた点で、当初目標をおおむね順調に達成できていると判断した。ただし、同定された生体内基質のバイオマーカーとしての役割や、疾患に及ぼす影響などについては、さらに多くの検討を必要としており、今後も継続的な努力が必要である。昨年度に構築したメタボロームの手法を用い、炎症性腸疾患モデルマウスの疾患部位に高発現する膜輸送体OCTN1の生体内基質解明を引き続き試みたところ、すでに同定しているスペルミン以外にも、OCTN1に輸送されると思われるいくつかのピークが検出された。現在、これらピークの物質同定を進めている。一方、同じくOCTN1の生体内基質であるエルゴチオネインをマウスに投与後、その代謝物として報告のあるヘルシニンおよびS-メチルエルゴチオネインの血中濃度と臓器中濃度、尿中排泄を測定したところ、正常マウスにおいてエルゴチオネイン投与後にこれら物質濃度の上昇が検出された。
パーマネンシー保障の実現に向けたフォスタリングシステムの構築に関する研究

本研究は,虐待などで、保護者以外で保護を必要とする子どもが特定の養育者と愛着関係が「永続的に解決」される特別養子縁組などを行うフォスタリング(里親養育包括支援)機関についての研究である。現在の乳児院・児童養護施設などが,里親・ファミリーホームへの要保護児童の委託で、その役割と機能を担っている。その実績を調査研究によって明らかにし、子どもが安心安全な成長や発達を保障できる仕組みを明らかにする。「民間フォスタリング機関」の役割と機能を明らかにし,「里親等」への子ども家庭への支援についての方策についての基礎的資料を蓄積する。
医用電磁波放射システム研究のための病理組織を含む超広帯域３次元人体等価ファントム

乳がん病理組織を含む等倍および2倍スケールのUWB帯域人体等価ファントムを開発した.適応重回帰分析をファントム組成データベースに適用し,人体等価ファントムの電気定数目標値に対するファントムの組成を与える自動組成算出ソフトウエアのプロトタイプを試作し,試作精度の評価を実施した.人体頭部組織の形状模擬を目的に,プローブの刺入性に優れ頭部骨格形状模擬に適した柔軟性を持つ骨ファントムの開発を行った.開発した骨ファントムを応用し、皮膚,眼球,脂肪,筋肉,骨,大脳の6組織からなる3次元多層化人体頭部ファントムを試作し刺入性に優れるプローブによる内部電界分布測定を実施した.1病理組織を模擬するためのファントム組成の探査:前年度までに開発した添加物の電気定数への相互依存性の成果を基に、従来採用している電気定数調整用薬品郡に加えて、グリシンと硫酸カルシウムに注目し、電気定数に対する影響の検討を進め、超広帯域人体等価ファントム作成のための基礎資料を取得した。その結果、グリシンは比誘電率の上昇に、また硫酸カルシウムは電気定数の周波数特性の傾きの調整に適した試薬であることを明らかにした。2拡大アップスケール型病理ファントムと3次元病理組織ファントム形成:皮膚および筋肉ファントムの超広帯域化に取り組み、グリシン、硫酸カルシウムに加えてポリアクリル酸ナトリウムを試薬として新たに採用し試作を進めた。その結果、600 MHzから20 GHzの帯域で、1)筋肉、2)皮膚、3)2/3筋肉の各組織を実現する新しい組成を開発した。また、2倍アップスケール病理ファントムに適用するために乳腺および乳がん病理組織ファントムを開発し、開発済の脂肪および皮膚ファントムに組み合わせることで3次元病理組織ファントム形成実験を実施した。3眼球および頭部簡易モデルファントムとホットスポット現象の測定:眼球および頭部に関する研究として自立性と刺入性に優れた簡易頭部固体ファントムとダイヤモンド型プローブを開発し、このプローブと非金属平面スキャナを用い眼球内ホットスポット現象を実験的に再現しエネルギー集中を確認した。4低リンギング広帯域放射素子によるイメージング評価:超広帯域レーダの医用応用を目的として、キャビティバックアンテナを採用し、医用レーダ装置に用いられる代表的な信号処理をモチーフとして取り上げ、波形持続時間とレーダ検知特性に注目し、ファントムの電気定数と構造の検討をすすめた。その結果、損失製媒質を内装しリンギング特性を改善する媒質条件を明らかにした。3次元層状化ファントム:平成24年度までに開発した病理ファントムおよび3次元病理組織ファントムを用いて医用レーダアンテナと組み合わせたイメージング評価を推進するため,多層化人体頭部ファントムの基礎検討として,主要組織である皮膚,眼球,脂肪,筋肉,骨,大脳の6組織で構成された3次元層状化ファントムを試作した.既に提案されている骨ファントムは,組成に含まれるポリエチレンパウダーの影響のため加工性と刺入性に課題があるため,ポリエチレンパウダーを除いた組成で新たに形状模擬可能な骨ファントムの開発を行った.主剤をグリセリンとし,添加する水と寒天量を調整することで電気定数と硬度の調整を行い,形状模擬加工性と刺入性に優れた骨ファントムの開発を行った.電気定数の合わせ込みが今後の課題である.電気定数の周波数特性を模擬するためのファントム組成設計システム:ファントムの構成要素となる試薬数として,組成の主剤となり電気特性の異なる1)水,2)シリコーンエマルジョン,3)グリセリンの3種類と,これに加えて比誘電率を低下し,導電率を上昇させ電気特性の最終調整に利用される4)塩化ナトリウムの4種を選定した.試薬各成分の分量変化に対する電気特性の変化が局所的には直線的な特性を持つとして,目標電気特性により選択的に重回帰分析に使用する複数のサンプルを選択するアルゴリズムを開発した.具体的には,組成データリスト全体の中から目標電気定数に近い値を持つ複数のサンプルを選択する適応的重回帰分析を用いる。その後ファントム作製と測定を行い,さらにその結果を処理し組成データリストへの登録を行うことで組成データリストの更新が行われる.この一連のプロセスの繰り返しにより自動生成の組成決定精度の向上が図れるエキスパートシステムのプロトタイプを試作した.乳がん病理組織を含む等倍および2倍スケールのUWB帯域人体等価ファントムを開発した.適応重回帰分析をファントム組成データベースに適用し,人体等価ファントムの電気定数目標値に対するファントムの組成を与える自動組成算出ソフトウエアのプロトタイプを試作し,試作精度の評価を実施した.人体頭部組織の形状模擬を目的に,プローブの刺入性に優れ頭部骨格形状模擬に適した柔軟性を持つ骨ファントムの開発を行った.開発した骨ファントムを応用し、皮膚,眼球,脂肪,筋肉,骨,大脳の6組織からなる3次元多層化人体頭部ファントムを試作し刺入性に優れるプローブによる内部電界分布測定を実施した.1成分予測技法と添加物による誘電率と導電率の可変可能範囲の研究では、広帯域における「誘電率と導電率の相互依存性」を明らかにするためにファントムを試作し添加物に対する電気特性の変化の挙動を把握した。特に、新しい組成領域の探査のため、a) CaSO4を用いた600MHz-4GHz帯用人体等価ファントム、b)UWB帯域用人体皮膚ダウンスケールファントム等の試作から新しい実験式を開発する取り組みを統合的に進めた。2病理組織と人体組織の電気特性の模擬に関する研究では、人体部位として乳癌と眼球に注目した研究を進めた。乳癌に関しては、まず、乳房の代表的な構成組織を選択し、これらの組織を広帯域で模擬するために目標電気特性の周波数特性を決定した。