hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノリングを母骨格とするジチオレン金属錯体ナノチューブの創製

当該研究課題と密接に関連した研究として,水と有機溶媒との界面あるいは水と気体の界面を反応場として用いる液相界面合成法により、炭素ー炭素共有結合でつながれたπ共役有機ナノシート、グラフィジインを合成し,その構造について研究を行った。去年度は液液界面を駆使し,平滑な表面を持った結晶性グラフィジイン多層膜の合成に成功した。本年度は水と気体の界面(気液界面)を利用し,さらに薄い結晶性グラフィジインナノシートの合成に挑戦した。銅(II)・ピリジン錯体(エチニル基二量化触媒)水溶液の上にヘキサエチニルベンゼン(HEB,モノマー)のトルエン/ジクロロメタン混合溶液を極少量散布する。有機溶媒が蒸散したのち、気液界面にてカップリング反応が進行し、ナノシートが水面上に生成する。この手法により、単結晶とみられる六角形の薄膜が合成された。得られた六角形ナノシートの厚みは3 nmで,これは世界最薄となる。また,上記の触媒的カップリングによる液相界面でのナノシート合成をさらに展開し、トリフェニレンを主骨格内に組み込んだ炭素ー炭素結合性π共役ナノシートを合成した。o-ジクロロベンゼンとエチレングリコールの液液界面を利用し、ジイン結合形成に基づくπ共役炭化水素薄膜の合成に成功した。X線光電子分光により薄膜内に銅触媒が残存していないことを明らかにし、ラマン分光によりジイン結合が形成していることが確かめられている。また、電子顕微鏡および原子間力顕微鏡によって薄膜が平滑なシート構造を有することも明らかとされた。28年度が最終年度であるため、記入しない。当該研究課題の前段階として重要な知見を得るため、水と有機溶媒との界面を反応場として用いる二相界面合成法により、二種類の一次元配位高分子を合成し、その物性や整列構造について研究を行った。ビス(ジチオレン)錯体を主鎖に持つ一次元配位高分子は、液液界面上で黒色の薄膜として合成された。この薄膜は酸化還元活性及び電気伝導性を示した。またSTMにより、薄膜内で錯体一次元鎖が規則正しく整列していることを明らかにした。もう一方のビス(ジピリナト)錯体を主鎖にもつ一次元配位高分子は、液液界面上で合成することで、オレンジ色の結晶となった。単結晶X線構造解析により、得られた結晶が目的の一次元配位高分子からなることが明らかとなった。また、結晶内で全ての一次元鎖が平行に整列していた。この結晶を有機溶媒中で超音波処理すると分散液となる。これをHOPG基板に散布しAFM測定を行ったところ、数μm長の配位高分子の単分子鎖が観測された。また、この分散液は様々な形で応用に用いることができる。例えば、カーボンナノチューブと混合してできた薄膜は高い熱電変換能を示した。さらに、分散液をITOなどの透明電極に塗布してできた薄膜は、緑色の光を効率的に電流へと変換した。これらの知見は、界面合成が種々の一次元配位高分子を整列合成できることを示した点で重要である。また、研究課題であるナノチューブの整列合成および応用の可能性を大きく広げるものであり、今後の研究推進に役立てることができる。当該研究課題と関連した研究として,水と有機溶媒との界面あるいは水と気体の界面を反応場として用いる液相界面合成法により、炭素ー炭素共有結合でつながれたπ共役有機ナノシート、グラフィジインを合成し,その構造について研究を行った。グラフィジインはグラフェンの同素体であり,sp炭素とsp2炭素からなる二次元ナノシートである。これまでいくつかの合成例があるが,いずれも銅箔上に厚膜として生成し,薄く結晶性のあるグラフィジインナノシートの合成は未達成であった。ヘキサエチニルベンゼン(HEB,モノマー)のジクロロメタン溶液と銅(II)・ピリジン錯体(エチニル基二量化触媒)水溶液とで液液二相系を作成し,室温で静置したところ、界面に茶色のグラフィジイン薄膜が生成した。シリコン基板に転写した薄膜のAFM測定から、膜が平滑な表面を持つこと、また薄い膜が積み重なった層状構造をしていることが明らかになった。ナノシートの厚みは薄いところで6 nmであった。視野制限電子線回折(SAED)ではヘキサゴナルな対称性を持つ回折パターンが観測され、グラフィジイン多層膜の高い結晶性が示された。電子線回折から得られた二次元格子の大きさは0.96 nmであり、過去の計算結果や実験結果と良い一致を示す。さらに、回折スポットの消滅則をモデルによりシミュレーションすることで、グラフィジイン多層膜がABC型のスタッキング構造を有することを突き止めた。本研究の目標は溶液中で合成困難な金属錯体ナノチューブを液相海面を駆使して合成し,ボトムアップ型ナノ材料の研究を実用化へと近づけることである。これまでの研究により,炭素ー炭素結合のような不可逆な結合形成に基づくナノ材料でも,液相界面を用いれば合成可能なことが明らかとなった。これは金属錯体ナノチューブを含め低次元ナノ材料全体の研究を強力に推進するものであり,当該研究課題にとって大きな進歩であると言える。

当該研究課題と密接に関連した研究として,水と有機溶媒との界面あるいは水と気体の界面を反応場として用いる液相界面合成法により、炭素ー炭素共有結合でつながれたπ共役有機ナノシート、グラフィジインを合成し,その構造について研究を行った。去年度は液液界面を駆使し,平滑な表面を持った結晶性グラフィジイン多層膜の合成に成功した。本年度は水と気体の界面(気液界面)を利用し,さらに薄い結晶性グラフィジインナノシートの合成に挑戦した。銅(II)・ピリジン錯体(エチニル基二量化触媒)水溶液の上にヘキサエチニルベンゼン(HEB,モノマー)のトルエン/ジクロロメタン混合溶液を極少量散布する。有機溶媒が蒸散したのち、気液界面にてカップリング反応が進行し、ナノシートが水面上に生成する。この手法により、単結晶とみられる六角形の薄膜が合成された。得られた六角形ナノシートの厚みは3 nmで,これは世界最薄となる。また,上記の触媒的カップリングによる液相界面でのナノシート合成をさらに展開し、トリフェニレンを主骨格内に組み込んだ炭素ー炭素結合性π共役ナノシートを合成した。o-ジクロロベンゼンとエチレングリコールの液液界面を利用し、ジイン結合形成に基づくπ共役炭化水素薄膜の合成に成功した。X線光電子分光により薄膜内に銅触媒が残存していないことを明らかにし、ラマン分光によりジイン結合が形成していることが確かめられている。また、電子顕微鏡および原子間力顕微鏡によって薄膜が平滑なシート構造を有することも明らかとされた。本研究課題の最終目標は、金属錯体ナノチューブを界面上で整列合成し、これの電気伝導特性などを評価することにある。これまでの研究により、界面合成法は種々の一次元配位高分子をその鎖間相互作用に関わらず整列させることが明らかとなった。この知見はナノチューブが整列合成できることを大きく支持するものである。また、目的の金属錯体ナノチューブと類似の骨格を持つ一次元配位高分子を合成し、その電気伝導特性や酸化還元特性を明らかにした。これらはナノチューブの物性評価に役立てることができる。配位子となるシクロパラフェニレン誘導体を合成する。これを溶液中で金属イオンと混合し、バルクのジチオレンπ共役ナノチューブを作製する。得られたナノチューブの組成及びジチオレン部位の形式酸化数をIRスペクトル、XPS、元素分析により決定する。構造はX線構造解析、TEMにより決定する。また,グラフィジイン研究の推進方策として,気液界面を利用してより薄いグラフィジインナノシートの合成を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。次に、二相界面合成法によりナノチューブの薄膜を合成し、溶液合成の場合と同様に同定を行う。X線構造解析、TEM及び電子線回折によりナノチューブ薄膜の二次構造を明らかにする。最後に、ナノチューブの薄膜をSi基板上に転写し、FETデバイスを構築する。電気伝導度測定・FET特性評価を行う。これにより、ジチオレンπ共役ナノチューブのナノ電子材料としてのポテンシャルを実証する。
後縦靱帯骨化症の骨化機序に関するデコリンを用いた分子生物学的解析

OPLL患者と頚椎症性脊髄症患者より採取した脊椎靱帯において,TGF-βとデコリンの発現を免疫組織化学的に検討したが有意な差を認めなかった。そこで以前より硬度異常が指摘されているOPLL患者項部の皮膚において同様に比較検討した。その結果,OPLL患者の皮膚表皮においてTGF-βの染色性はOPLL患者の方がやや強く染まる傾向があった。一方,デコリンの染色性は,OPLl患者の表皮において有意に増強していた。さらに,デコリンmRNAをin situ hybridization法にて調べると,蛋白レベルのみならず,遺伝子レベルにおいてもOPLL患者でデコリンの発現が亢進していることが明らかとなった。この結果は,脊柱靱帯では,細胞成分が少なく細胞の活動性も低いが皮膚は,細胞成分が多く細胞周期が速いために細胞の活動性が高い為と思われる。OPLL患者皮膚の硬度異常の存在を考えると,この事実は,OPLL患者皮膚における細胞外マトリックスの異常を強く示唆する所見と言えよう。我々はさらに,デコリンの骨形成における発現を調べるため,ラットの骨折モデルを作成,同様にTGF-βとデコリンについて免疫組織化学的に検討したが,内軟骨性骨化の部位においてTGF-βとデコリンの局在は相反しておりデコリンが内軟骨性骨化の過程においてTGF-βに対し,何らかの調節印紙として機能していることが示唆された。デコリンの靱帯骨化に及ぼす直接的な作用は未だ明らかではないが,これらの結果は血漿フィブロネクチンの増加の報告とともに,OPLLにおける全身的骨化素因を反映したものと考えられ,細胞外マトリックスの異常の存在を裏付ける結果と言える。細胞外マトリックスは増殖因子とともに局所の細胞の増殖・分化において重要な役割を持っている事が明らかとなってきており,異所性骨化の開始,あるいは進行において細胞外マトリックスの異常が付加的に何らかの役割果たしていることが推察された。OPLL患者と頚椎症性脊髄症患者より採取した脊椎靱帯を抗TGF-β抗体と抗デコリン抗体を使用して免疫組織化学的に検討したが、有意な差を認めなかった。さらにOPLL患者についてはデコリンプローブを用い,in situ hybridzationを行ったがデコリンのmRNAは検出できず,その理由としてOPLL患者においても脊柱靱帯では,デコリンの発現量が微量である為と考えられた。そこで当初の計画に加え,以前より硬度異常が指摘されているOPLL患者背部の皮膚において,同様に病理組織学的検討,免疫組織化学検討を行った。その結果,OPLL患者の皮膚では対照群に比し表皮下直下が粗でコラーゲンは少ない傾向にあるにもかかわらず,アザン染色で薄い青に染色された。また,表皮においてTGF-βの染色性はOPLL患者の方がやや強く染まる傾向があった。一方,デコリンの染色性は,OPLL患者の表皮において有意に増強していた。この様にOPLL患者と対照群の皮膚においてデコリンの染色性に有意な差が認められることは,OPLLの成因として全身的な細胞外マトリックスの異常の存在を裏付ける結果といえる。この結果は,脊柱靱帯においては,細胞成分が少なく細胞の活動性も低いが皮膚は,細胞成分が多く細胞周期が速いために細胞の活動性が亢進している為と考えられる。我々はさらに,デコリンの骨形成における発現を調べるため,ラットの骨折モデルを作成,同様にTGF-βとデコリンについての免疫組織化学的に検討したが,内軟骨性骨化の部位においてTGF-βとデコリンの局在は相反しておりデコリンが内軟骨性骨化の過程においてTGF-βに対し,何らかの調節因子として機能していることが示唆された。今後はmRNAレベルで皮膚におけるデコリンの増加を追求していく予定である。

平成6年度までに,OPLL患者と対照群において皮膚でのデコリンの染色性に差がある事が明らかとなったことから,さらに遺伝子レベルでのデコリンの発現量の差を検討した。OPLL患者の項部の皮膚,対照群として他の脊椎疾患の項部の皮膚を手術時にそれぞれ採取し,パラフィン標本を作成した。そしてデコリンに対する特異的合成オリゴヌクレオチドプローブを作成。デコリンmRNAをin situ hybridization法により検出し,OPLL患者と対照群で比較検討した。その結果,蛋白レベルのみならず,遺伝子レベルにおいてもOPLL患者でデコリンの発現が亢進していることが明らかとなった。OPPL患者皮膚の硬度異常の存在を考えると,この事実は,OPLL患者皮膚における細胞外マトリックスの異常を強く示唆する所見と考えられる。TGF-βはデコリンの発現を亢進させる事から, TGF-βに対する免疫組織学的検討も併せて行ったところ,有意な差ではないものの,OPLL群がやや強く染色される傾向があった。デコリンの骨化に及ぼす直接的な作用は未だ明らかではないが,これらの結果は血漿フィブロネクチンの増加の報告とともに,OPLLにおける全身的骨化素因を反映したものと考えられ,細胞外マトリックスの異常の存在を裏付ける結果と言える。細胞外マトリックスは増殖因子とともに局所の細胞の増殖・分化において重要な役割を持っている事が明らかとなってきており,異所性骨化の開始,あるいは進行において細胞外マトリックスの異常が付加的に何らかの役割果たしていることが推察された。
培養細胞を用いた毛髪再生医療の開発

胎児や新生児の表皮細胞を使用しない、侵襲の少ない、簡便であるといった要件を満たした、臨床で施術可能な毛包再生のための培養毛乳頭細胞の移植法を動物モデルで確立した。また、毛乳頭細胞の毛包誘導を促進する培養法について、活性型ビタミンDを使用する方法を開発した。培養毛乳頭細胞を移植することで再生毛包を得るというコンセプトで、動物実験からヒトへの応用を目的として実験を行っている。培養細胞を用いた毛髪再生は3つのステップを必要とする。まず細胞培養の最適化である。これは安全性を確保して効率よく増殖させることが目標となるが、成分の不明な特殊な培地を用いずとも、標準的な培地にGrowth factorであるbFGFとPDGFを添加することで、効率よく細胞を増殖させることができることがわかった。また、細胞増殖を促すと毛包誘導能の指標であるアルカリフォスファターゼ活性は低下するが、コンフルエントになった細胞にVitamin Dを加えるとアルカリフォスファターゼ活性を上昇させることができることを確認した。次に移植法の最適化であるが、ケラチノサイトを用いずともラット成獣培養毛乳頭細胞をラット足底無毛部に移植して発毛させるモデルを確立し、データを整理して現在論文投稿中である。このモデルを用いてまず、培養ヒト毛乳頭細胞をヌードラットの足底に移植を試みた。ところが、切片を評価してみるとヌードラットとヒトの相性が良くないためか表皮-真皮間の相互作用がうまく生じていないことがわかった。現在、ヒトの表皮をあらかじめヌードマウスに移植しておき、その皮下に培養ヒト毛乳頭細胞を移植することなどを検討中である。最後に移植体の最適化であるが、どのような形、細胞数、前投薬などで移植するのが、より優れた数や質の毛包を誘導するのかというのは非常に重要な項目である。最近SphereをVitroで形成することによって毛髪が誘導されることがわかってきた。Sphereを移植体として用いることでより毛包誘導効率を上げることができる可能性が示唆された。また、前投薬として注目しているビタミンDの作用についてもVDRを介してシグナル伝達が細胞内になされ、再生毛包の質を高める可能性のある実験結果がでてきている。毛や禿髪は遺伝的、外傷、ホルモン、薬物治療などさまざまな原因で発生するが、とりわけ男性型脱毛症は罹患率が高く、治療の需要は高まっている。今回毛乳頭細胞が毛包誘導能を有する点に着目し、培養によって数千から数万倍に増殖させた細胞を用いて毛包再生する治療の開発に取り組んだ。治療の開発にあたっては下記の3つの要素:(1)毛包誘導能を維持する安全な培養方法、(2)最適な移植体の選択、(3)最適な移植方法を中心に考えた。まず、ラットを用いて(3)の実験をおこなった。移植部の皮膚を100ミクロンから400ミクロンの分層で剥離し、その分層皮膚を薬剤処理して表皮部分と真皮部分に分離して、表皮部分のみを使用し、真皮部分は廃棄する。分離した表皮部分は、採皮部の露出した残りの真皮の上に移植するが、その際に毛乳頭細胞もしくは組織を真皮の上に移植し、その上から表皮を移植して毛包形成および体外に発毛させることに成功した(Aoi N, J Tissue Eng Regen Med.2011)次に(1)に取り組んだが、速やかに細胞を増殖させるためにはbFGFおよびPDGFの培地への添加が有効であった。また、VD3はin vitroの実験で培養ヒト毛乳頭細胞において細胞内Vitamin D receptor (VDR)を介して24-48時間後にWnt10b, ALP, TGFβ-2のmRNAの発現を亢進させ、ラットをもちいたvivoの実験で毛包誘導能を亢進させる作用があることがわかった(論文投稿中)。最後に(2)についてであるが、毛根鞘の細胞に多能性幹細胞が含まれ、培養毛根鞘細胞にはおよそ2%の含有率であることが明らかになった。その割合は細胞を浮遊培養し一度sphereを作ることで増加させることができる。この細胞を移植体に混合して移植することで、さらに誘導率を改善できるものと考えている。現在治験の準備も並行して行われているが、これらの基礎実験は臨床治験を始める重要な資料となり、近い将来ドナーの犠牲を最小限に抑えた毛包再生療法が実現するものと思われる。
様々な空間の中の曲面上の主分布

向きづけられた4次元ニュートラル多様体N内の零平均曲率ベクトルを持つ空間的曲面で等方的でNの向きに適合するものを, Nに対し定義できる空間的ツイスター空間へのリフトの水平性で特徴づけた(4次元Riemann多様体内の等方的極小曲面についてのFriedrichの結果の類似物).特に, Nがニュートラル空間型の場合,ツイスター・リフトの水平性は曲面上の正則4次微分が恒等的に零であることに対応する.また, Nがニュートラルケーラーの場合, N内の複素曲線はちょうど零平均曲率ベクトルを持ち等方的でNの向きに適合しかつ1つの複素点を持つものである.特にNが平坦なニュートラル空間型である場合に, N内の複素曲線を誘導計量および正則3次微分の観点で特徴づけた(4次元Euclid空間内で以前得た結果の類似物).曲面が時間的な場合にも大体同様の結果を得ることができたが,全く同様ではなかった.(1) Riemann面の類似物であるLorentz面を定義する必要があった(Riemann面は1変数複素関数で正則なものを変換関数とするが,複素関数をパラ複素関数として大体類似の設定をすることでLorentz面の定義を行う).(2)零平均曲率ベクトルを持つ等方的な時間的曲面でNの向きに適合するものは, Nに対し定義できる時間的ツイスター空間へのリフトの水平性で特徴づけられる. Nがニュートラル空間型の場合,このような曲面上で定義される局所パラ複素変数に関する正則4次微分は恒等的に零である.しかし,正則4次微分が零であってもツイスター・リフトが水平とは限らず,リフトの共変微分はある種の光的なもので有り得る.対応する曲面は大体幾つかの3次元空間内のWillmore型曲面およびその類似物の共形Gauss写像によって与えられる.当初の計画では,考察の対象とする曲面は(退化することが有り得る)空間的曲面だった.しかし,時間的曲面について今までに得られていた空間的曲面に関する結果の類似物が得られただけではなく, 4次元ニュートラル空間型内の零平均曲率ベクトルを持つ時間的曲面については, 4次元Riemann多様体内の等方的極小曲面のツイスター・リフトの水平性による特徴づけの類似物が得られただけではなく, 4次元Lorentz空間型を値域とする共形Gauss写像の類似物に関する結果も得られた.本研究課題では,曲面上の正則4次微分は主な研究対象だが,時間的曲面も考察対象としたことで理解が大いに深まったと考えている.現時点で到達した理解は,明らかに本研究課題申請時の想定を超えているため,進捗状況の区分を(1)とした.今後さらに曲面上の正則4次微分の理解を深める研究を進めていきたい.空間の次元は主に4または3であることに変わりはない.空間のツイスター空間だけではなく2-グラスマンバンドルも意識したい.また,空間の次元が一般の場合についても,空間的曲面,時間的曲面の両方を考察の対象にしたい.また,昨年度の研究で見出された論点が幾つかあるので,それぞれ結論を出すかまたは議論の発展の可能性を探りたい.平坦な擬Riemann空間型内の平均曲率ベクトルが零である空間的曲面について調べた。このような曲面上にはある正則4次微分(以下、Hopf4次微分と呼ぶ)を定義できる。空間が4次元Euclid空間である場合、Hopf4次微分が恒等的に零であることと曲面が等方的極小であることは同値である。今回の研究では、冒頭のような曲面の(-1)-写像というものを定義した。空間の次元をn+2とするとき、(-1)-写像はn次元複素数空間への正則写像である。そしてHopf4次微分が恒等的に零であることと(-1)-写像がある複素2次超曲面に値をとることは同値であることを示した。(-1)-写像がこの条件を満たしかつ恒等的に零でないときに、(-1)-写像から(-2)-写像という(n-2)次元複素数空間への正則写像を定義した。やり方としては同様で、(-k)-写像というものから(-k-1)-写像というものを定義した。(-k)-写像は(n+2-2k)次元複素数空間への正則写像である。今回の主定理はRiemann面Mの正則はめこみおよびその類似物の特徴づけを与える。FをMの平坦な(n+2)次元擬Riemann空間型への平均曲率ベクトルが零である空間的はめこみとする。Kを(n+1)/2を超えない整数の最大値とする。このときFの(-1)-写像から(-K+1)-写像のいずれかが恒等的に零であるまたは(-K)-写像がある複素2次超曲面(実際には曲線または零元のみ)に値をとることとFと空間の等長変換との合成がF=(F_+, F_0, F_-)または(F_+, F_0, F_-, 0)と表されることは同値であることを示した、但しF_+、F_-はいずれもある次元の複素数空間への正則写像で、F_0は光的法ベクトルにM上の調和関数を掛けたものの組で与えられる。擬Riemann空間型内の平均曲率ベクトルが零である空間的曲面をこの上のHopf4次微分の観点で調べることは本研究課題の特色である。

上述のような研究成果が得られたことによりHopf4次微分についての理解が深まったことには大変満足しているが、一方で今回の研究成果は当初予期していたものではないため、現時点ではおおむね順調に進展しているという評価が適切であると考えている。向きづけられた4次元ニュートラル多様体N内の零平均曲率ベクトルを持つ空間的曲面で等方的でNの向きに適合するものを, Nに対し定義できる空間的ツイスター空間へのリフトの水平性で特徴づけた(4次元Riemann多様体内の等方的極小曲面についてのFriedrichの結果の類似物).特に, Nがニュートラル空間型の場合,ツイスター・リフトの水平性は曲面上の正則4次微分が恒等的に零であることに対応する.また, Nがニュートラルケーラーの場合, N内の複素曲線はちょうど零平均曲率ベクトルを持ち等方的でNの向きに適合しかつ1つの複素点を持つものである.特にNが平坦なニュートラル空間型である場合に, N内の複素曲線を誘導計量および正則3次微分の観点で特徴づけた(4次元Euclid空間内で以前得た結果の類似物).曲面が時間的な場合にも大体同様の結果を得ることができたが,全く同様ではなかった.(1) Riemann面の類似物であるLorentz面を定義する必要があった(Riemann面は1変数複素関数で正則なものを変換関数とするが,複素関数をパラ複素関数として大体類似の設定をすることでLorentz面の定義を行う).(2)零平均曲率ベクトルを持つ等方的な時間的曲面でNの向きに適合するものは, Nに対し定義できる時間的ツイスター空間へのリフトの水平性で特徴づけられる. Nがニュートラル空間型の場合,このような曲面上で定義される局所パラ複素変数に関する正則4次微分は恒等的に零である.しかし,正則4次微分が零であってもツイスター・リフトが水平とは限らず,リフトの共変微分はある種の光的なもので有り得る.対応する曲面は大体幾つかの3次元空間内のWillmore型曲面およびその類似物の共形Gauss写像によって与えられる.当初の計画では,考察の対象とする曲面は(退化することが有り得る)空間的曲面だった.しかし,時間的曲面について今までに得られていた空間的曲面に関する結果の類似物が得られただけではなく, 4次元ニュートラル空間型内の零平均曲率ベクトルを持つ時間的曲面については, 4次元Riemann多様体内の等方的極小曲面のツイスター・リフトの水平性による特徴づけの類似物が得られただけではなく, 4次元Lorentz空間型を値域とする共形Gauss写像の類似物に関する結果も得られた.本研究課題では,曲面上の正則4次微分は主な研究対象だが,時間的曲面も考察対象としたことで理解が大いに深まったと考えている.現時点で到達した理解は,明らかに本研究課題申請時の想定を超えているため,進捗状況の区分を(1)とした.上述の研究成果に基づいて、擬Riemann空間型内の平均曲率ベクトルが零である空間的曲面をこの上のHopf4次微分の観点で調べることをさらに推し進めたい。本研究課題においては空間の次元は主に3および4を考えていたが、こうした次元の制約をしないで得られる結果を今後はもっと意識したい。また本研究課題では曲面上に現れる過剰決定系も研究対象であるが、空間の次元を一般にしてそしてHopf4次微分と関連づけて調べたい。当初想定していた論点の解決だけではなくそれらを含む体系的な理解に到達することを目指したい。
原因不明の先天奇形症候群の成因に関する研究

1.高精度分染法の確立:微細な染色体構造異常を検出するため2種の方法を確立した。(1)培養細胞収穫前1時間に臭化エチジウム10μg/ml、Colcemio0.02μg/mlを添加する,(2)リンパ球培養3日後BrdU200μg/ml添加17時間、洗浄後、thymidine0.3μg/ml添加6時間、actinomyclnDμg/ml1時間、Coloemid0.01μg/ml20分処理。(1)はルーチン検査に適し(2)はより微細な異常検出に適する。3.異常染色体の親起源同定率を高める、高精度分染法とQ-R二重分染法を組み合わせた新しい手技を開発した(Hum.Cenet.1986)。4.Beckwith-Wiedemann症では染色体異常が発見されなかったので、研究者自身のもつ5家族と文献上の19家族について遺伝学的家系分析を行い、分離比が0.51±0.066,性比が1,男-男伝達がない、患者が3世代にわたる4家族が存在することから、常染色体性優性遺伝疾患であることを証明し、従来の遺伝病か否かの論争に決着をつけた(Am J Med Genet 1985)。5.乳児型グリセロールキナーゼ欠損症患者5例を集積し、4例で高精度分染分析を行い、全例にXp21.1-21.2の染色体欠失を証明した。この欠失をDNAレベルで確認するために、種々のXp21付近に座位があるクローン化DNAをプローブにして患者核DNAとの間でサザン分析を行った。結果は全例にDNA配列の欠失をみたが、欠失幅は各症例間で異なっていた。共通の欠失はpERT87-15からC7配列の手前までと限定できた。6.Prader-Willi症由来のクローン化DNAプローブにして6例の患者核DNAとの間でサザン分析を行った。全例欠失のヘテロ個体であった。RFLPはまだ検出できていない。
地盤工学的・水工学的アプローチによる流域治水に関するフィールド研究

佐賀平野における流域対応の伝統的治水について,地盤工学的・水工学的アプローチにより定量的に評価し,今後の流域対応による治水の具体的方策として提案することを目的として研究を進めた.佐賀平野東部の城原川には野越や霞堤が現存するが,地盤採取によりそれらの受堤が存在していたと考えられる地点近傍ほど砂質土が多く堆積していることが分かった.また氾濫流と土砂輸送の数値解析により,受堤付近では洗掘傾向,それ以外の地点では堆積傾向が見られ,洗掘傾向を示した地点でレンズ状の極細粒砂パッチが見られた.さらに佐賀平野の大河川の瀬替えは,流水客土や舟運などへの活用のために行われていたことも明らかとなった。本研究では,かつて計画的な治水・利水が行われたと考えられる佐賀平野を研究対象フィールドとし,どのような流域対応の効果的治水施策が行われたのかを地盤工学的・水工学的アプローチによって定量的に評価し,今後の我が国の流域での対応による治水の具体的方策として提案することを目的として研究を進めている.平成23年度は、佐賀平野東部を流れる城原川における5つの野越の内の1つである八子野越の着目し、かって洪水時に本川から越流し河川水とともに運搬・堆積されていった土砂の堆積状況を定方位板状地層採取により堤内地における堆積状況(層序、年代区分、物理的区分等)を、調査した。試料の堆積学の視点による観察の結果、深さ0.4m前後に城原川野越からの越流により形成された可能性を伴う地層の存在が示唆された。粒度試験の結果から、注目層の中砂は上下の地層に比べ10%以上多かった等、本研究の視点を裏付けるいくつかの重要な知見を得た。さらに、城原川に存在する4つの霞堤、5つの野越ならびに2つの無堤地帯を考慮した流域治水システムを理解するために、1次元非定常開水路ネットワークによる水理解析を行った。さらに、八子野越(5号野越)から越流・氾濫する河川水の2次元氾濫数髄シミュレーションを実施し、採取土砂との関連性を考察した。一方、八子野越の対岸に構築されている3個の野越(乗越堤)は高水敷・放水路を設ける等、越流速を減ずる独創的な施設や放水路が設けられているが、これに対して、右岸の野越には独創的な施設はなく、明治時代初期の地租も場所による大差がなく、左岸の地租と対照的である事が明らかになった。これら施設・地租の大差を生じた越流速など洪水流の挙動に関する今後検討すべき問題点が明らかになった。本研究では、かつて計画的な治水・利水が行われたと考えられる佐賀平野を研究対象フィールドとし、どのような流域対応の効果的治水施策が行われたのかを地盤工学的・水工学的アプローチによって定量的に評価し、今後の我が国の流域での対応による治水の具体的方策として提案することを目的として研究を進めた。佐賀平野東部を流れる城原川の1番霞堤周辺堤内地および5番野越遊水地内の地盤高変動の挙動を氾濫流と土砂輸送解析によって再現することができた。受堤付近の洗掘傾向とそれ以外の地点の堆積傾向があることが明らかとなった。また、これまでに行ってきた定方位板状地盤調査(ジオスライサー)による堆積層の調査結果と比較した所、受堤と思われる盛土層が確認された。受堤の位置が当初想定していた方向とは違い、より河川本堤に近いライン上にあることが分かった。また、ジオスライサーで採取した土粒子の粒度分布試験結果より、平均粒径は38.9μm0.13mmの範囲にあり、特に洗掘傾向を示した位置で粒径が小さい傾向を示した。また、1番霞堤については別途、本川と堤内遊水地を含む領域において3次元流れ解析を実施することで、霞堤付近の詳細な流れの再現を行い、霞堤付近の境界条件の与え方の確認を行った所、本間の式で十分に境界条件を与えうることが分かった。また、霞堤の受堤と本堤の間の一次貯留水は、本堤の強度増加に寄与することも定量的に示すことができた。さらに、流域治水の総合的検討課題として、佐賀平野大河川の瀬替えの理由について検討した。その結果、瀬替えの大きな理由としては、瀬替えによる河川の合流が平水時・低水時の水位上昇を引き起こし、河川の蛇行部の影響や有明海の大きな干満差と相俟って、大型船舶の航行を可能にしたことやアオ取水による豊穣な農地拡大に繋がっていた。つまり、自然の恵みをさらに高めていたことが明らかとなった。

平成24年度は、佐賀平野東部を流れる城原川における4つの霞堤の内の1つである1号霞堤の着目し、かつて洪水時に本川から越流し河川水とともに運搬・堆積され、あるいは本川での洪水が収まりかける時点での本川への流出といった河川水流入・流出とそれにともなった土砂の堆積状況を定方位板状地層採取により堤内地の堆積状況(層序、年代区分、物理的区分等)を調査した。この調査に先立って、水受堤の過去の存在位置を推定するためにスウェーデン式サウンディング試験を実施し、過去の水受堤の延長や位置、規模などについての推定を実施し、本調査への橋渡しとした。結果として、受堤が存在していたと考えられる地点の近傍ほど砂質土が多く堆積し、同砂質土はこれより広がる形で堆積する地形の変遷を捉えたことが示唆されたこと、さらに、スウェーデン式サウンディング試験の適用は、堆積物に伴う地形の変遷を表現できる可能性があること、などの新たな知見を見出した。しかる後に定方位板状地層採取を適用して地層採取を行い、土砂の堆積状況について層序、年代区分、物理的区分等の観点から明らかにすることにより、同地形の変遷を裏付けた。これらの結果は解析に必要な種々の条件設定の信ぴょう性を裏付けるものと考えられる。当初計画通り、流域治水の履歴が残っていると考えられる城原川野越周辺の堤内地において定方位板状地層採取ならびに野越からの氾濫数値シミュレーションを実施することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画通り、流域治水の履歴が残っていると考えられる城原川霞堤周辺の堤内地において定方位板状地層採取ならびに霞堤からの氾濫数値シミュレーションを実施することができた。定方位板状地層採取は、土地の地権者や利用者の同意を得て実施する必要があるため、関係者が数多く存在する嘉瀬川堤外遊水地においては調査自体が非常に困難である。したがって、嘉瀬川での調査を取りやめ、城原川に焦点を絞って調査を実施する。城原川では平成23年度に実施した野越付近の調査だけでは不十分で、上流の霞堤付近の調査を平成24年度に実施する予定である。城原川の該当する箇所は土地の地権者・利用者が少なく、調査への同意が比較的取りやすいと思われる。したがって、嘉瀬川での調査を取りやめ、城原川に焦点を絞って調査を実施した。城原川では平成23年度に野越付近で調査を実施し、平成24年度に上流の霞堤付近の調査を行った。平成25年度は、過去2年間の調査結果を踏まえて、城原川の氾濫土砂堆積の予測ならびに氾濫水の挙動を総合的に検討するとともに、かつての流域対応による治水方式が,どのような治水思想に基づくものであったのかや,佐賀平野全体の河川群の中における位置づけ等について考察を加える.また,かつての流域対応の治水方式を如何にすれば現代に応用できるのかに関して検討するとともに,他の地域への適用についても考察する予定である.
出稼ぎ現象にみるネットワークの研究-日本とタイとの比較研究-

本研究は日本およびタイにかんする数量的分析と定性的(テキスト)分析からなるが、なかでも研究深化が最も遅れていたタイのネットワーク形成の質的分析を優先させた。そのため、コンピュータを用いた数量データの多変量解析よりも、困難と思われたタイの定性的データの解釈に一応の成果が見られたので、ここではタイの出稼ぎ現象にみるネットワークを中心に報告する。タイ国東北部に一般的に見られる農民の相互扶助的ネットワークは、普通hitnam kan, kin nam kan(共働・共食の意)という。これは元来親と娘(多くは末娘)世帯の世帯共同を意味する。あるいはライフサイクル上では、娘世帯の独立の援助の意味もある。また、農民間のネットワークの規範(相互扶助)として機能する。しかし、タイ国の80年代からの急速な経済発展は農村から都市(外国を含む)への出稼ぎという形で一般化した。普通、そのことをpai ha ngan(金儲けに行くの意)という。そのため若者が村に見られなくなった。村に残ったのはじいちゃん・ばあちゃんだけであった。彼らが新たな農業の担い手になった。夫もしくは若夫婦が出稼ぎに出たため、村には祖父・祖母と娘(妻)や孫の構成が増加した。そのため、村人のネットワークのあり方は、共働・共食関係からlieng luk lan(子と孫の世話をするの意)やlieng lan(孫の世話をするの意)の関係に変化した。また、祖父・祖母と若夫婦の関係(ネットワーク)は金銭的関係へと変質した。他方、都市におけるインフォーマルセクターでの就業・援助にも、彼らの村でのネットワーク、すなわち共働・共食関係が機能している。なお、日本の定性的分析と、日本とタイの数量的データの多変量解析が現在進行中であることを申し添える本研究は日本およびタイにかんする数量的分析と定性的(テキスト)分析からなるが、なかでも研究深化が最も遅れていたタイのネットワーク形成の質的分析を優先させた。なお、日本の定性的分析と、日本とタイの数量的データの多変量解析が現在進行中であることを申し添える
バニロイド1受容体ノックアウトマウスを用いた下部尿路の知覚神経系に関する研究

自然排尿状況を検討するために、マウス用代謝ケージ内で雌性バニロイド1受容体ノックアウトマウス(TRPV1 KO)およびワイルドタイプマウス(WT)を個別に飼育し、個々に尿を採取し、電子天秤で重量測定し、コンピューターを使って経時的に尿量を記録した。排尿回数、一回排尿量および23時間の総排尿量は両群で差を認めなかった。シクロホスファミド(CYP)の腹腔内投与が膀胱刺激を原因とする頻尿をマウスに引き起こすことが知られているが、TRPV1 KOでも同様な変化が認められるかを膀胱内圧測定により検討した。雄性TRPV1 KOおよびWTを用いた。あらかじめCYP(150mg/kg)あるいは溶媒(蒸留水)を腹腔内に投与した。投与後48時間後に膀胱内圧を覚醒下で測定した。溶媒腹腔内投与群の排尿間隔においてWTとTRPV 1 KOで差を認めなかった。WTにおいてCYP腹腔内投与群の排尿間隔は溶媒腹腔内投与群の排尿間隔より短縮した(p<0.01)。一方、TRPV 1 KOにおいてCYP腹腔内投与群の排尿間隔は溶媒腹腔内投与群の排尿間隔と有意差を認めなかった。最大排尿圧は両動物での各群間で有意な差を認めなかった。CYP(150mg/kg)あるいは溶媒腹腔内投与48時間後の膀胱の切片をHE染色し、病理組織学的に光顕微鏡下で評価したところ、溶媒腹腔内投与群ではWTにおいてもTRPV 1 KOにおいても炎症所見は認められなかった。CYP腹腔内投与群において炎症所見を認めたが、炎症の領域や範囲はWTとTRPV 1 KO間に明らかな差を認めなかった。膀胱内圧測定における排尿間隔においても代謝ケージから得られた一回排尿量においてもWTとTRPV 1 KOで差を認めなかったことはこれらのデータの信頼性を高めることができた。また、CYPで誘発された慢性膀胱炎による頻尿の発現機序にTRPV1が関与していることが示唆された。バニロイド1受容体(TRPV1)を遺伝子学的に欠損させた場合の排尿機能に関する検討(TRPV1ノックアウトマウスを用いた検討)を行う前に薬理学的にTRPV1をブロックした場合の排尿機能に関する検討(TRPV1 antagonistをノーマルマウスに用いた検討)を行った。雌性BALB/cマウスにhalothane麻酔下で膀胱内にカテーテルを留置した。麻酔より回復後、そのカテーテルより膀胱内に生理的食塩水を一定速度で持続注入することにより膀胱内圧を覚醒下で測定した。TRPV1 antagonistであるNGV-A(3mg/Kg)あるいはその溶媒であるポリエチレングリコールを皮下投与した30分後にカプサイシン(50μM)を膀胱内に持続注入した。TRPV1 antagonistだけあるいは溶媒だけの投与では膀胱内圧に有意な変化はもたらさなかった。TRPV1 antagonistを前投与されなかった群はカプサイシン(50μM)膀胱内注入によりの有意な排尿間隔の短縮(-46.0±4.2%)を認めたのに対して、TRPV1 antagonistを前投与された群はカプサイシン(50μM)の効果が認められなかった(+2.7±6.8%)。つまり、カプサイシンの効果をTRPV1 antagonistは拮抗したものと思われる。

薬理学的にTRPV1をブロックしたマウスもTRPV1ノックアウトマウスもカプサイシンの膀胱への効果が認められなくなるという部分は共通していた。TRPV1ノックアウトマウスはワイルドタイプマウスより高頻度にnon-voiding contractionを認めたのに対し、ノーマルマウスにTRPV1 antagonistを投与してもnon-voiding contractionの有意な増加は認められず、違いが存在することが明らかとなった。なお、今春よりTRPV1ノックアウトマウスの供給が予定されており、来年度にはTRPV1ノックアウトマウスを用いた各種検討の結果を報告できると思われる。マウス代謝ケージおよび膀胱内圧測定を用いてバニロイド1受容体ノックアウトマウス(TRPV1 KO)の排尿機能に関する検討と病理組織学的検討を行った。自然排尿状況を検討するために、マウス用代謝ケージ内で10週令の雌性TRPV1 KO(n=10)およびwild typemice(WT, n=5)を個別に飼育し、個々の動物からの尿を採取し、電子天秤で重量測定し、コンピューターを使って経時的に尿量を記録した。排尿回数、一回排尿量および24時間の総排尿量は両群で差を認めなかった。Cyclophosphamide(CYP)の腹腔内投与が膀胱刺激を原因とする頻尿をマウスに引き起こすことが知られているが、TRPV1 KOでも同様な変化が認められるかを膀胱内圧測定により検討した。10-11週令の雄性TRPV1 KO(n=12)およびWT(n=10)を用いた。あらかじめCYP(150mg/kg)あるいはvehicle(蒸留水)を腹腔内に投与した。投与後48時間後に膀胱内圧を覚醒下で測定した。WTにおいてvehicle投与群(337.6±27.5秒)と比較してCYP投与群(116.8±8.2秒)は有意に排尿間隔が短くなった。それに対してTRPV1 KOの排尿間隔はvehicle投与群(288.7±35.9秒)とCYP投与群(251.5±16.5秒)の間に有意な差が認められなかった。一方、最大排尿圧は両動物での各群間で有意な差を認めなかった。CYP(150mg/kg)あるいはvehicle腹腔内投与48時間後の膀胱の切片をHE染色し、病理組織学的に評価したところ、TRPV1 KO(n=6)とWT(n=7)のCYP投与群の両方に炎症所見が認められた。マウス代謝ケージの実験から求めた一回排尿量は覚醒下膀胱内圧測定の結果と矛盾しなかった。また、CYPで誘発された慢性膀胱炎による頻尿の発現機序にTRPV1が関与していることが示唆された。炎症情報を中枢へ伝達する求心路においてTRPV1が重要な役割を果たすと予想される。
過渡的粘度測定法の開発と高分子液晶系電気粘性流体の高性能化

平成7年度の研究により、2種類の粘度および電気的性質の異なる高分子を混合した系における著しい電気粘性効果の起源がほぼ明らかとなった。つまり、無電場下では粘度の低い高分子内にドロプレット状に分散した粘度の高い高分子が流動下で滑り合い、平均の粘性は低くなるのに対し、電場下ではドロプレットが電場方向に伸び、電極間にブリッジを形成するために平均の粘度が上がると思われる。平成8年度においてはステップ電場を印加した時の剪断応力の過渡応答と流体に光を照射した時の透過光強度の変化を同時測定した。その結果、ステップ電圧を印加した直後に剪断応力は急激に増大し(第1モード)、その後緩やかに増大する(第2モード)ことが観測された。また、透過光強度は第1モードにおいて増大し、第2モードに入ってから最初は増大するが、極大をとり減少することがわかった。これらの結果と高速ビデオカメラによる直接観察からこれら二つのモードにおける以下のような構造変化の様子が明らかとなった。第1モードは、ドロプレットの急激な伸び、合体、電極間に亘るブリッジの形成に、第2モードはブリッジが太くなる過程に対応している。さらに、シミュレーションをおこない、ドロプレット変形の機構を明らかにした。本研究により我々の開発した新しい高分子混合系電気粘性流体の基本的機構が明らかになった。今後これらの成果がこの流体の実用化に役立てられることが期待される。液晶系のER流体は、電場印加後もニュートン流体的であり、分散系のER流体とは異なる特性を示すので、ER効果発現の機構は分散系とは異なるものと考えられている。しかし、そのER効果発現の機構は解明されていない。本研究においては、ER流体のダイナミクスの研究を可能とする過渡的粘度測定法を確立して、高分子液晶系のER効果の発現機構の解明を目指して研究を行ってきた。当初高分子液晶における電気粘性効果の研究を低分子液晶との類推から行ってきた.しかし,本研究により我々が研究している系が分散系でも均質系でもない新しい範疇に入る系であることがわかった.我々の用いた系は液晶性シリコーンとジメチルシリコーンを混合させた系である.現在までの研究の結果,電場印加により10倍以上の粘性変化が見られ,液晶性シリコーンとジメチルシリコーンは相溶せず,二相分離の混合状態にあることがわかった.また,顕微鏡観察により,ジメチルシリコーン内に球状に分散していた液晶性シリコーンが電場下で電場方向に細長く伸び,繋がった構造ができることがわかっている.これらの結果から,我々は粘性が高い液晶性シリコーンが電場により繋がることがER効果発現の起源であるというモデルを提案している.なお,液晶性シリコーンを伸ばす駆動力は,液晶性シリコーンとジメチルシリコーンの誘電率または導電率の差に起因するマックスウェルの応力と思われる。平成7年度の研究により,2種類の粘度および電気的性質の異なる高分子を混合した系における著しい電気粘性効果の起源がほぼ明かとなった.つまり,無電場下では粘度の低い高分子内にドロプレット状に分散した粘度の高い高分子が流動市だで滑り合い,平均の粘性は低くなるのに対し,電場下ではドロプレットが電場方向に伸び、電極間にブリッジを形成するために平均の粘度が上がると思われる.平成8年度においてはステップ電場を印加した時の剪断応力の過度応答と流体に光を照射した時の透過光強度の変化を同時測定した.その結果,ステップ電圧を印加した直後に剪断応力は急激に増大し(第1モード),その後緩やかに増大する(第2モード)ことが観測された.また,透過光強度は第1モードにおいて増大し,第2モードに入ってから最初は増大するが,極大をとり減少することがわかった.これらの結果と高速ビデオカメラによる直接観察からこれら二つのモードにおける以下のような構造変化の様子が明らかとなった.第1モードは,ドロプレットの急激な伸び,合体,電極間に亘るブリッジの形成に,第2モードはブリッジが太くなる過程に対応している.

さらに,シミュレーションをおこない,ドロプレット変形の機構を明らかにした.本研究により我々の開発した新しい高分子混合系電気粘性流体の基本的機構が明らかになった.今後これらの成果がこの流体の実用化に役立てられることが期待される.
マルチメディア症例データベースの開発とそれによる仮想外来システムの構築

先天異常の診断については専門医が非常に少ないために、それに関する疾患概念、治療法、診断法についての情報を得ることが困難である。また、先天異常ではいくつかの症候群が重複している場合があり、専門医でもその診断が難しい場合がある。しかし、先天異常は近年の出産年齢の高齢化に伴い増加する傾向にある。また、先天異常を早期に発見することは症候群と固有の疾患との間に相関があることもあり疾患の早期発見にも役立つ。一般に、何らかの異常が認められた場合、患者の症候と成書に記載された症候を照らし合わせ診断の根拠とするが、未経験の先天異常の確定診断は行い難く、さらに経験者に問い合わせたり、文献上の写真を参考にしているのが現状である。我々はかかる現状を鑑み、先天異常診断支援システムCOBRAを構築した。また、このシステムをインターネット上で利用できるようにするべく、WWWへの移植を行なった。また、本システムを教育へ応用しシステムの評価を行なった。その結果、未経験者でも専門家とほぼ同等の診断を行なえることが示されシステムの有効性が明らかになった。本研究ではかかる状況を踏まえて、非専門家医や学生研修生に対して、先天異常の情報を与えることにより診断、学習の補助となるべく、画像により検索が可能なデータベースCOBRAを開発した。さらに、このCOBRAを世界に散在する専門家医の間に公開し、日々新たな症候群が報告されるこの分野の情報交換、診断の協調作業などを支援するデータベースシステムの構築を目指し、このシステムをWWW上に移植し、かかるデータベースのプロトタイプモデルの構築を行なった。
動脈スティッフネスの増加を抑制する低強度筋力トレーニング法の開発

2009年度本研究はセット間休息を短くした低強度筋力トレーニングが動脈スティフネスの及ぼす影響を検討した。26名の被験者はトレーニング群(13名)と対照群(13名)に分類された。トレーニングは30秒のセット間休息で5セット実施した。トレーニング後、トレーニング群の動脈スティフネスは低下した。これらの結果から、セット間休息を短くした低強度筋力トレーニングは動脈スティフネスを低下させることが明らかにされた。2010年度本研究は高強度筋力トレーニング前後の低強度筋力トレーニングが動脈スティフネスに及ぼす影響について検討した。30名の被験者は高強度筋力トレーニングの後に低強度筋力トレーニングを実施する群(BLRT群:10名)、高強度筋力トレーニングの前に低強度筋力トレーニングを実施する群(ALRT群:10名)および対照群(10名)に分類された。ALRT群およびBLRT群は最大挙上重量の80%と50%の負荷で筋力トレーニングを実施した。トレーニング後、ALRT群の動脈スティフネスは変化しなかった。一方、BLRT群の動脈スティフネスは有意に増加した。これらの結果から、高強度筋力トレーニングの前に低強度筋力トレーニングを実施することによって動脈スティフネスの増加が抑制されることが示唆された。本研究の目的は短いセット間休息をともなう低強度のレジスタンストレーニングが動脈スティッフネスに及ぼす影響について検討することである。26人の健康な男性および女性をトレーニング群13名および対照群13名に分類した。トレーニング群の被験者は週2回のレジスタンストレーニングを10週間行った。トレーニングは30秒間の休息を挟みながら10回5セット実施した。トレーニング種目はチェストプレス、アームカール、シーテドロウ、ラットプルダウン、レッグプレス、レッグエクステンションおよびレッグカールであった。動脈スティッフネスは頸動脈-大腿動脈(cf)脈波伝播速度(PWV)によりて測定した。また、上腕動脈径、血流速度および血流依存性血管拡張反応(FMD)をトレーニング前およびトレーニング後に測定した。トレーニング群におけるトレーニング後のcfPWVはトレーニング前と比較して有意に減少した(P<0.05)。さらに、トレーニング群におけるトレーニング後の血管内皮機能はトレーニング前と比較して有意に向上した(P<0.05)。また、トレーニング群におけるトレーニング後の最大挙上重量は全ての種目において有意に増加した。対照群はいずれの測定項目において変化しなかった。以上の結果から、短いセット間休息をともなう低強度のレジスタンストレーニングは動脈スティッフネスを低下させるとともにトレーニング効果が高いことが示唆された。筋力トレーニングは介護予防において重要な運動プログラムである。しかし、高強度の筋力トレーニングは動脈スティッフネス(硬化度)を増加させることが報告されている。本研究は動脈スティッフネスの増加を抑制する低強度筋力トレーニング法を開発する事を目的とした。平成21年度においては短いセット間休息をともなう低強度筋力トレーニングにおける動脈スティフネスの影響について検討した。その結果、短いセット間休息をともなう低強度筋力トレーニングは動脈スティフネスを低下させ、血管内皮機能を向上させることが明らかにされた。また、すべての筋力トレーニング種目において最大挙上重量が増加し、トレーニング効果が高いことが明らかにされた。平成22年度においては高強度筋力トレーニングの前後に低強度筋力トレーニングを実施するコンバインドトレーニングが動脈スティッフネスに及ぼす影響について検討した。その結果、高強度筋力トレーニング後に低強度筋力トレーニングを実施した群の動脈スティッフネスは変化しなかったものの、高強度筋力トレーニング前に低強度筋力トレーニングを実施した群の動脈スティッフネスは有意に増加した。したがって、低強度の筋力トレーニングは高強度の筋力トレーニング後に実施することが望ましく、高強度の筋力トレーニングに見られる動脈スティッフネスの増加を抑制することが示唆された。このように、低強度の筋力トレーニングは動脈スティッフネスの増加抑制に重要であることが明らかにされた。