hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生活習慣病の予防に働く神経回路シフトの解明と臨床応用に向けた分子基盤の構築

現代社会では肥満を背景にした生活習慣病患者が増加しており、その対策が喫緊の課題となっている。また、環境因子によるエピゲノム記憶と生活習慣病発症の関連も指摘されている。そこで本研究では、生活習慣病予防に働く神経回路の機能シフトにおけるエピゲノム機構を解明し、その臓器連関を介した作用に着目して、生活習慣病の新規治療薬・予防法の分子基盤を構築することを目的とする。
顎関節造影MRIと滑液・滑膜分析を用いた顎関節内障の病態解明に関する研究

そこで,造影MRIを施行した顎関節症患者のうち,顎関節内障および変形性顎関節症を対象に,顎関節構成体の造影効果と滑膜炎などの関節腔内の病変と密接に関係する関節円板の転位の程度との関連について検討した。その結果,下顎頭および円板後部組織に造影効果がみられた症例の多くに,復位を伴わない関節円板前方転位がみられることが判った。従って,MRIの造影効果は,顎関節症の臨床症状および臨床病期を反映することが示唆された。Wistar系ラットを用いて,過開口させメカニカルストレスによる実験的顎関節症モデルを作製した。潅流固定後,採取した滑膜組織を通法に従ってパラフィン包埋し,切片を作製して毛細血管の増生等の滑膜炎の程度を病理組織学的に診断した。しかし,再現性のある顎関節症モデルの作製は困難であり,病理組織学的に炎症性メディエーターの発現を評価するには至らなかった。そこで、造影MRIを施行した顎関節症患者のうち、顎関節内障および変形性顎関節症を対象に、顎関節構成体の造影効果と滑膜炎などの関節腔内の病変と密接に関係する関節円板の転移の程度との関連について検討した。その結果、下顎頭および円板後部組織に造影効果がみられた症例の多くに、復位を伴わない関節円板前方転位がみられることが判った。従って、ガドリニウム製剤によるMRIの造影効果は、顎関節症の臨床症状および臨床病期を反映することが示唆された。顎関節に疼痛を有する顎関節症患者10例,12関節を対象に,治療前後に造影剤を用いたMRI撮像を行った。造影効果の判定は,脂肪抑制造影T1強調画像を用い,治療効果判定は,当科の診断基準を用いた。治療は12関節すべてに奏効した。治療前に12関節中9関節にみられた造影効果は,治療後は3関節に減少し,造影効果が関節痛と関連することが判った。また,関節痛を有する顎関節症患者の上関節腔から採取した滑液の分析では,炎症性メディエーターの濃度が健常人に比べ高いことから,MRIにおける造影効果は,関節構成体の炎症性反応を示している可能性が考えられた。また,Wistar系ラットを用いて,過開口によるメカニカルストレスによる実験的顎関節症モデルを作製した。しかし,再現性のある顎関節症モデルの作製は困難であり,病理組織学的に各種炎症性メディエーターの発現を評価するには至らなかった。
場面遷移ネットを用いた大規模産業システムのモデル化・評価手法

本研究では、System of Systems(SoS)の概念の対象となるような複雑・大規模システムのサブシステムを多種多様な既存手法を用いて個々にモデル化し、離散・連続混合システムのモデリング・シミュレーションを可能とする「場面遷移ネット」によってこれらを統合することにより、相互作用関係の表現を実現する。また、SoSの動作確認および最適化を容易に可能とすることを目的とした、汎用的なシミュレーション・最適化ツールを開発することを目標としている。最終年度は、本研究の成果の一つである場面遷移ネットGUIシミュレータに組み込む、大規模システムの最適化アルゴリズムの開発を主として行った。ここでは、本研究で対象とする複雑・大規模システムをマルチエージェントシステムとしてとらえ、強化学習によって高効率かつ高確率での最適解の獲得を実現する学習アルゴリズムを提案した。具体的には、経験共有を導入したマルチエージェント強化学習システムにおいて,「探索に集中するエージェント」と「報酬獲得に集中するエージェント」の2種類のエージェントを設定し、そして個々のエージェントにそれぞれ異なる役割を分担させることにより、より効率的な探索および強化学習の高速化を実現した。さらに、その役割分担の設定指針や、システム全体の状況に応じてマルチエージェント強化学習の役割分担を変化させるプロセスを,「組織学習」の枠組みに従って実現する手法を提案し、より効率的な学習を可能とした。そして、場面遷移ネットの演算の高速化の実現、および前述の提案手法を応用した深層強化学習アルゴリズムを用いた最適化手法を導入するために、GPGPUを用いたシミュレーション・学習システムの基盤を構築し、動作確認を行った。今後は、開発した場面遷移ネットシミュレータと最適化システムを統合し、汎用的なシミュレーション・最適化ツールとして完成させる。本研究では,System of Systems(SoS)の概念の対象となるような複雑・大規模システムのサブシステムを多種多様な既存手法を用いて個々にモデル化し,離散・連続混合システムのモデリング・シミュレーションを可能とする場面遷移ネットによってこれらを統合することにより,相互作用関係の表現を実現する.また,SoSの動作確認および最適化を容易に可能とすることを目的とした,汎用的なツールを開発することを目標としている.初年度となる平成28年度は,まず申請者が開発中の「場面遷移ネットGUIシミュレータ」を,他の外部プログラム(サブモデルのシミュレータ)とデータの入出力の通信を可能とするために,外部プログラムと場面遷移ネットで時系列で変化するシステムの変数を共有可能となるように拡張を行った.また,場面遷移ネットの感覚的な操作を可能とすることを目的として,タッチパネルによる操作が可能となるように拡張を行った.また,計算機の計算負荷を分散させることを目的として,複数の計算機でネットワークを構築し,場面遷移ネットとクラウドを通じて計算機間のデータの送受信を可能とするシステムの基礎を構築し,動作確認を行った.加えて,大規模な場面遷移ネットの演算処理を高速実行することを目標として,GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units)を用いた計算機環境の基盤を構築した.また,複数工場間の搬送・生産スケジューリング,および工場の作業者の作業プロセスを例題としてモデリング・シミュレーションを行い,提案手法の動作確認を行った.初年度の目標であった,シミュレーションモデルの中心となる場面遷移ネットモデルと,他のシミュレータのモデルとの連携を可能とするシステムの基盤を構築することができた.目標とする大規模システムのシミュレーションを効率的に実行するためには,さらなる計算アルゴリズム等の研究と実装実験が必要となる.まず場面遷移ネットのモデル記述能力の向上を目的として,下記のような拡張を行った.大規模・複雑なシステム,特に人間のふるまいがシステムの挙動に影響するシステムでは,人間のふるまいのモデル化が重要となる.人間のふるまいは現場の状況,人間の嗜好や体調等,様々な要素の影響により不確定であるため予測が困難であり,不確定な確率的事象としてモデル化する必要が生じる場合が多い.しかし,それらの確率関数・確率分布は常に一定ではなく,「状況」によって変動する場合がある.このようなシステムは,隠れマルコフモデル(HMM)の概念を用いてモデル化が可能である.このようなモデルを場面遷移ネットモデルに組み込むことができれば,隠れ状態をもつシステムの挙動の検証が可能となる.そこで本研究では,HMMの構造を含むシステムモデルを構築可能とするように場面遷移ネットを拡張し,シミュレーションによってその挙動を観測可能とした.また,大規模システムの最適化を行う手法の一つとして,下記のような学習アルゴリズムを開発した.大規模環境における強化学習の高速化を実現する手法として,複数のエージェントで学習経験を共有する手法が有効であることが知られている.これらの手法の一つとして舘山らは,「探索に集中するエージェント」と「報酬獲得に集中するエージェント」の2種類のエージェントを設定し,効率的かつ高い確率で最適解の獲得を可能とする手法を提案している.しかし本手法を大規模問題に適用する場合,複数のエージェントの探索行動の重複が生じ,結果としてシステム全体の探索効率悪化の原因となる可能性がある.そこで本研究では,より大規模な環境において効率的な強化学習を可能とすることを目的として,個々のエージェントにそれぞれ異なる「優先的に探索すべき状態」をあらかじめ指定する手法を提案し,探索行動の重複を減少させることを可能とした.初年度終了時の目標であった仮想的な大規模施設のモデリング・シミュレーションを可能とするためには,場面遷移ネットの拡張が必要となり,平成29年度の序盤は拡張方法および実装方法の提案・検証に重点を置いた.また,システムの最適化アルゴリズムも,当初予定していた遺伝アルゴリズム等の既存手法に加え,強化学習等の様々な手法を適用する必要性が生じ,独自のマルチエージェント強化学習アルゴリズムの開発を行うこととした.次年度はこれらの成果を用い,大規模施設のモデリング・シミュレーションを行い,提案するシミュレーション手法の有効性を検証する.

本研究では、System of Systems(SoS)の概念の対象となるような複雑・大規模システムのサブシステムを多種多様な既存手法を用いて個々にモデル化し、離散・連続混合システムのモデリング・シミュレーションを可能とする「場面遷移ネット」によってこれらを統合することにより、相互作用関係の表現を実現する。また、SoSの動作確認および最適化を容易に可能とすることを目的とした、汎用的なシミュレーション・最適化ツールを開発することを目標としている。最終年度は、本研究の成果の一つである場面遷移ネットGUIシミュレータに組み込む、大規模システムの最適化アルゴリズムの開発を主として行った。ここでは、本研究で対象とする複雑・大規模システムをマルチエージェントシステムとしてとらえ、強化学習によって高効率かつ高確率での最適解の獲得を実現する学習アルゴリズムを提案した。具体的には、経験共有を導入したマルチエージェント強化学習システムにおいて,「探索に集中するエージェント」と「報酬獲得に集中するエージェント」の2種類のエージェントを設定し、そして個々のエージェントにそれぞれ異なる役割を分担させることにより、より効率的な探索および強化学習の高速化を実現した。さらに、その役割分担の設定指針や、システム全体の状況に応じてマルチエージェント強化学習の役割分担を変化させるプロセスを,「組織学習」の枠組みに従って実現する手法を提案し、より効率的な学習を可能とした。そして、場面遷移ネットの演算の高速化の実現、および前述の提案手法を応用した深層強化学習アルゴリズムを用いた最適化手法を導入するために、GPGPUを用いたシミュレーション・学習システムの基盤を構築し、動作確認を行った。今後は、開発した場面遷移ネットシミュレータと最適化システムを統合し、汎用的なシミュレーション・最適化ツールとして完成させる。次年度からは,まずシンプルなサブモデルを複数設定し,サブモデルの相互作用関係を場面遷移ネットによって表現する手法を開発する.また、実在の大型機械のメンテナンス現場をモデルとした仮想的な大規模施設を想定し,市販シミュレータ,自作のシステム最適化プログラムおよび場面遷移ネットを連携させ,大規模システムのモデル化,シミュレーションおよび最適化を目指す.
抗体の経口投与による腸管機能制御の試み

抗体を含む食品は,腸管内での病原性物質の捕捉と排出という作用を通して,能動免疫力の弱い高齢者,病人,乳児などの感染症予防に役立つものと考えられている。本研究では,このような消化管内感染防御以外に期待される,抗体の新規機能として,消化管内に存在する機能因子,例えば酵素,輸送担体等の調節の可能性について検討した。ここではモデル系として,小腸刷子縁膜に結合して存在する酵素であるスクラーゼを取り上げ,その活性を経口摂取した抗体によって制御できるかどうかを検討することにした。まず,酵素活性阻害能を有する鶏卵抗体の作製が一般に可能であることを確認するために,抗アミラーゼ鶏卵抗体を用いて実験した結果,抗体はアミラーゼ活性を顕著に阻害することが明かになった。そこで,ラットの小腸粘膜より単離したスクラーゼ-イソマルターゼ(S-I)複合体をニワトリに免疫し,特異抗体を得た。しかし,本抗体のスクラーゼ阻害活性は非常に弱く,酵素活性を阻害できる特異抗体のポピュレーションが極めて限られている可能性が示唆された。そこで次に,哺乳類スクラーゼの活性中心に相当する23残基部分に対する抗体を作製することにし,この23残基ペプチドが分枝状に4本結合したMAPペプチドを合成した。これを抗原としてニワトリに免疫し,血清や卵黄中の抗体価を測定した結果,抗体価は時間により上昇した。しかし,得られた抗体は,精製スクラーゼ,ラット小腸粘膜あるいはヒト腸管培養細胞Caco-2のスクラーゼのいずれの酵素活性をも全く阻害しなかった。スクロースのような低分子を基質とする酵素の活性を抗体で阻害するには,免疫に用いる抗原のデザインなどをさらに工夫する必要があると考えられる。
眼瞼脂腺癌の遺伝子異常解析

Rasは細胞増殖と細胞分化に機能しており、細胞の運命を決定する局面で機能している。眼瞼脂腺癌13症例を用いて、N, H, K-Rasのそれぞれのエクソン1, 2のホットスポットをシークエンスしたがいずれも遺伝子変異は検出されなかった。眼瞼脂腺癌の発生にRas遺伝子の関与は少ないのではないかと考えられる。眼瞼脂腺癌は眼科領域で最も予後不良な難治性の悪性腫瘍の一つである。本疾患の特徴は、外科治療以外に適切な治療法がないことであり、このことが本疾患の治療の困難さの大きな要因である。癌は遺伝子異常の蓄積によって発症、進展する遺伝子病であると考えられており、多くの癌では遺伝子異常の実態解明がおこなわれつつある。現在、これまで明らかにされた知見に基づき、各臓器癌における異常遺伝子を標的とする分子標的治療法の開発が急速に進められている。眼瞼脂腺癌においても新しい癌治療法を開発するためには、本疾患における異常遺伝子を同定し、その中から治療の分子標的となる遺伝子を特定することが必要である。私は、これまで眼瞼脂腺癌におけるゲノム異常の解明のために、癌抑制遺伝子であるp53遺伝子の遺伝子変異を解析し、15症例中10例(66.7%)にp53遺伝子変異を検出した。以上の解析の結果、私は眼瞼脂腺癌がすべての悪性腫瘍のなかで最もp53遺伝子の多い癌の一つであることを発見した。しかしながら、p53変異を認めない症例も33.3%で認めることから、眼瞼脂腺癌の発症メカニズムはp53遺伝子だけで説明できないこともある。そこで次に前癌遺伝子Rasに着目した。眼瞼脂腺癌13症例を用いて、N,H,K-Rasのそれぞれのエクソン1,2のホットスポットをシークエンスしたがいずれも遺伝子変異は検出されなかった。
矯正力が負荷された組織の分子リズムについて

本年度はまず、昨年検討を行った歯根膜細胞、滑膜細胞、軟骨細胞負荷する機械的伸張力の強さを検討するために、各細胞に対して現有するフレクサーセルストレインユニットを用いて、5、10、15kPaの伸張力を負荷した際のI型コラーゲン、II型コラーゲン、IL-1β、TNF-α遺伝子発現について検討を行った。その結果、5, 10kPaの伸張力負荷では歯根膜細胞、滑膜細胞のI型コラーゲン、軟骨細胞のII型コラーゲン遺伝子発現は、非負荷のコントロールに比較して顕著に増加したのに対し、15kPaの伸張力負荷では顕著に減少することが明らかになった。一方、炎症性サイトカインであるIL-1βおよびTNF-α遺伝子発現についてはすべての細胞で増加し、5, 10kPaに比較し、15kPaにおいて顕著に増加することが明らかになった。1kPaは10gf/cm^2であり、本研究で用いた5, 10, 15kPaの力はそれぞれ50, 100, 150gf/cm^2に相当することになる。矯正歯科治療では歯に対して50150gの力をかけることより、研究における515kPaの力の大きさは妥当なものと考えられた。顎関節下顎頭についても、咬合時に加わる圧力から換算してほぼ同様の負荷がかかっていると考えられた。本年度は滑膜細胞および軟骨細胞に機械的伸張力を負荷した際のPER1, 2、BMAL1遺伝子発現について検討を行ったところ、滑膜細胞については昨年度の歯根膜細胞と同様にPER1, 2, BMAL1遺伝子発現は増加し、BMAL1遺伝子の発現が比較的顕著であった。これに対し、軟骨細胞については、機械的伸張力によりPER1, 2, BMAL1遺伝子発現は増加するものの、歯根膜細胞や滑膜細胞などの線維芽細胞と比較してわずかであった。本研究は、矯正歯科治療中の組織変化を想定して、機械的負荷が歯根膜細胞や軟骨細胞および滑膜細胞などの時計遺伝子発現に及ぼす影響を検討し、矯正治療中の矯正力や顎整形力による組織変化のリズムを明らかにするとともに、機械的負荷と時計遺伝子の関係を解明することを目的とするものである。実験に用いたヒト歯根膜由来線維芽細胞は、矯正歯科治療の必要上抜歯と診断された健全な第一小臼歯から、Semermanらの方法に準じて単離した。また、軟骨細胞はウサギ膝関節より単離し、滑膜細胞についてはウサギ膝関節より採取した滑膜組織をoutgrowth法にて培養後、継代して得た。細胞増殖能はCellTiter 96 Aqueous Assay Kitを用いて、MTT assay法を行って評価した。歯根膜細胞および滑膜細胞については、実験には58回継代した細胞を用いた。培養開始後6日目から7日目に急速に増加し、9日目以降でほぼ一定となった。また、関節軟骨細胞については、継代を行うと脱分化することより初代培養細胞を用いた。培養開始4日目から活発な増殖を示し、7日目以降でほぼ一定となった。その結果、PER1,2、BMAL1遺伝子について、いずれも機械的負荷によりわずかに増加する傾向が認められた。また、各種遺伝子間ではPER1,2に比較してBMAL1の発現が高いことが認められたものの、まだ結果にばらつきがあるためさらなる検討が必要であると考えられる。
細胞内プロテアーゼ活性のin vivo, real time測定法

ウニ卵(タコノマクラ卵)にSuc-Phe-Leu-Arg-ACMSをマイクロインジェクションし、受精時におけるプロテアソーム活性を求めた。驚くべきことに、受精後3分で基質分解初速度(Vo)は、受精前の約10倍にも上昇していた。一方、pH感受性蛍光色素BCECFを用い測定したところ、受精によって、細胞内のpHは7.2から7.5に上昇することが明らかになった。そこでpH7.5のバッファをマイクロインジェクションして細胞内pHの上昇を引き起こしたところ、受精なしでプロテアソームの活性は上昇した。このときEGTAを同時にマイクロインジェクションして、細胞内のカルシウム上昇を抑えても、プロテアソームの活性化は起こった。したがって、受精時に引き起こされる細胞内pHの上昇によって、プロテアソームが活性化されるが、この活性化は細胞内遊離カルシウム濃度の上昇には依存しないことが明らかになった。大変興味深いことに、ヒトデ卵を用いて作成したcell free系においても、使用するバッファのpHを上昇させると、サイクリン分解が促進されることが明らかになった。このことは、一般にプロテアソーム活性が細胞内pHに依存して制御されている可能性を示唆する。
海難防止のための小型ＦＲＰ船のレーダ探知性能向上に関する研究

船舶用レーダから反射信号データを記録する装置を開発した。この装置を使用して、小型FRP船の信号強度と2次元分布の特性について、レーダリフレクタの搭載及び非搭載の状況、また、アスペクト角を90°と0°とする状況で比較し解析を行った。主要な結果は次の通り。(1)リフレクタ非搭載時、船首が向首する小型FRP船のRCSは正横時の半分程度となる。(2)レーダリフレクタを搭載することでRCSは2倍程度向上する。(3)小型FRP船のエコーペイント特性(映像の大きさと形状)はアスペクト角に依存しない。(4)レーダリフレクタを搭載する方が映像サイズ(方位方向及び距離方向)は大きく表示される。1実海域で取得したデータに基づく基礎解析小型船映像の表示特性を詳細に検討するために、レーダの使用条件(パルス幅やレーダレンジ)、小型船の船位する状況(船の向きであるアスペクト角)、レーダまでの距離等を変更し、実海域での観測実験を行い、系統的・基礎的なデータを取得し、小型船のレーダ反射信号強度の特性について検討した。また、当該基礎的なデータを基に、RCSの推定を行い、既往研究によるRCSの累積分布モデルと比較評価を実施した。2レーダ反射器による効果・影響の実態解明1で得た基礎的なデータとの比較論的な手法により、レーダ反射器の効果を定量的に計測し、評価した。また、この結果から、レーダ反射器以外の付加物(アルミ泊系の電磁波反射材やアルミ素材の布等、加工が容易で小型船運航者が利用する際に小さな負荷で実現可能なもの)の定量的な評価を行える基本的なデータを得た。小型船の動静把握には目視による探知では限界があることから、レーダによる小型船の探知性能(レーダによる電波的視認性またはレーダ視認性)の向上を図る必要がある。1年目は、レーダ反射信号(ビデオ信号)をA/D変換してディジタルデータとして取得する計測システム(レーダ映像観測装置)の開発を行った。当初、開発に遅れが生じたものの、不具合を解消し装置の試験運用を実施したことから、所定の成果を得た。2年目は、実海域における小型FRPボートのレーダ反射信号特性やレーダ反射器の定量的な効果等について、2つのアスペクト角(90°及び0°)及びレーダ反射器(2種類)の搭載・非搭載の状況でのレーダ映像データを収集し、信号強度とRCS(Radar Cross Section)を比較解析することで評価を行った。その結果、アスペクト角0°は、アスペクト角90°に比べてRCSが半分程度であること、レーダ反射器の搭載によりRCSは2倍以上に増加していること、RCSの分布特性が必ずしもSwerlingのモデルと一致していない場合があること等を明らにした。3年目は、本研究をまとめるために、追加のデータ収集を行うと共に、アルミ系素材をFRP船に付加した状況でのレーダ映像データを収集し、信号強度とRCS(Radar Cross Section)に関して検討した結果、市販のアルミ製素材を小型FRP船に付加することによって一定のRCSの向上効果があることが明らかになった。また、船舶運航者の視点に立ち、レーダ映像の判読で重要となる映像の2次元分布特性(エコー・ペイント)についても明らかにした。以上から、研究実施の意義・重要性は大きいと考える。なお、本研究の成果については、研究代表者が所属する学会の講演会及び国際学会で発表を行うなど、広く発信を行ったことから、当初の研究目的は達成できたものと考える。1レーダ映像観測装置の開発研究初年度の平成23年度においては、船舶用Xバンドレーダから小型FRP船のレーダ反射信号をA/D変換してディジタルデータとして取得する計測システム(ハードウェア及びソフトウェア)の仕様設計を行い、専門業者の協力のもと、計測システムの制作を実施した。レーダから出力されるビデオ信号、トリガ信号、船首基準信号及び方位信号を利用し、任意の方位から指定する角度範囲のレーダ映像を、100MHzの高速A/D変換器で変換し、ディジタルデータとして保存可能なシステムとした。アンテナ1回転分のデータ取得から、一定の角度範囲でのデータ取得、また、取得したデータを表示する処理ソフト等、種々の目的の観測に応用可能なシステムとなった。特に、一定の角度範囲でのデータ取得機能は、ストレージ部のメモリ効率を向上させ、かつ、連続したアンテナ回転ごとのデータを取得できる機能を備えた点に大きな特徴・利点がある。2実海域での試験データの取得とレーダ映像処理手法の検討1で開発したシステムを利用して、海上保安大学校前面海域において、全長約9メートルの小型FRP船を実験船とした試験データの取得実験を実施した。

アンテナから1,000メートル及び1,500メートルの海上に漂泊させた小型FRP船のレーダ映像について、アスペクト角を0度及び90度とした時の条件設定を行うと共に、市販されている一般的なレーダリフレクタ装着時と未装着時のデータ取得を行った。データの取得は問題なく行えたものの、本システムの運用に当たっては、システムの一部機能が想定した性能を下回ったことから(任意の角度設定が十分に機能しない不具合の発生)、原因究明を行い、現在、必要な調整を実施しているところである。また、取得したデータを解析すると共に、具体的なレーダ映像処理手法について、基礎的な検討を継続して実施している。平成23年度には、観測装置の開発遅延から、やや遅れ気味であったが、装置を改修し初期の目的とする機能が発揮できるようになった。このことから実海域での観測実験を実施し、平成24年度に基本的に予定していた研究計画を遂行できた。レーダ映像観測装置の開発が当初の予定より時間がかかった。これは、装置のノイズ処理や実レーダの信号形式に合わせるために機器を調整すること等が、当初の想定より複雑であったこと等による。しかしながら、一部の機能調整は継続して実施中であるものの、本装置を使用した実海域での試験データ取得を研究の初年度に実施できた意義は大きい。平成25年度は研究の最終年度であることから、レーダ視認性を向上させる手法の更なる検討とその評価・提案を行うために、平成24年度までの研究成果に加えて、実海域での実験を行い成果をとりまとめ、関係する学会等で成果の公表を行う。次年度は、実海域でのデータ取得を継続して実施し、データ処理方法の検討を更に進めると共に、当初の計画である小型FRP船の表示特性の検討及びレーダ反射器等の付加物による効果・影響の実態解明を実施する。物品購入が安価で執行できたこと等により僅かながら使用残が発生しているが、必要な機材(消耗品等を含む)の購入、情報収集や研究成果の公表等に有効に活用する予定である。観測装置の開発遅延により、予想外の必要経費の発生する恐れもあったことから、データ取得・処理用PC等の購入を控えざるを得なかった。このため、次年度使用額が発生している。予定の経費内で、装置の開発はほぼ完了したことから、次年度は必要な能力のPC等を購入し、データ処理を効率的に実施可能な環境を整えると共に、必要な情報収集や研究成果の取りまとめ、対外的な発表を実施する予定である。
ユーザ中心のプライバシー保護と個人情報セキュリティ確立に関する学際的国際比較研究

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
詩と造形芸術、2つのポイエーシスの対話

初年度、米仏の研究者を招聘し近代ヨーロッパでの詩と造形芸術の関わりを巡るシンポジウムを開催、日本の研究者との緊密な意見交換がなされた。発表は(1)ボードレールと18世紀の関係、(2)マネの絵画を読み解くバタイユとフーコー、(3)ブルトンの手書き文字の問題、(4)デュパンとボンヌフォワのデッサン論の考察、(5)ボードレールからヴァレリーやアルトーに至る系譜のまとめと再考察、(6)詩人デュパンとの質疑応答、に分かれ、各発表者が近代から現代を対象に、詩人と画家の、ひいては「見る」と「言う」の間の親和力または緊張関係の確認を行った。次年度は研究代表者が、研究対象のデュパンの絵画論の草稿研究、及びボンヌフォワの言及するフレスコ画の実地検証などを行い、次の論文の準備を進めた。2007年9月19日、[詩と造形芸術:二つのポイエーシスの対話」の題で、早稲田大学16号館にてシンポジウムを開催。参加者と発表内容を以下順に記載する。*吉田裕(早稲田大学教授):「マネの二つの読み方-バタイユとフーコー」*鈴木雅雄(早稲田大学教授):「大鳥かごの中のアンチ=ナルシス:アンドレ・ブルトンの手書き文字の実験」*丸川誠司(早稲田大学准教授):「素描、言説、疎通:デュパン、ポンヌフォワ」*Jacques Dupin(詩人):「ミロ、ジャコメティを巡る質問への答え」当初招聴予定だった詩人のデュパン氏は健康上の理由で来日をキャンセル。手紙による質疑応答の形で参加した。McGinnis氏が18-19世紀、吉田氏が19-20世紀、鈴木氏及び丸川(研究代表者)が20世紀前半から後半にかけての問題を、それぞれ代表的なケースを選んで研究し、問題点を分析した。詩人として実際にミロ、ジャコメティ等と親交があり、これらの芸術家に関する著作も多いデュパン氏には丸川が準備した一連の質問に答えて頂いた。Rey氏は講演の形で19世紀から20世紀にかけて急速に密になる問題系を総括した。全員が、ボードレールをきっかけに展開する詩と造形芸術の間の相互吸引力をそれぞれの観点から検討し、積極的な意見交換を行った。各参加者は発表をもとにした原稿を準備する。また研究代表者(丸川誠司)は12月にデュパン氏が昔勤務したマーグ財団の本拠を訪問し資料を閲覧した他、デュパン氏と生前のジャコメティが作ったドキュメンタリー映画に関する展覧会、及びリヨンで哲学者J.-L.ナンシーの主催するデッサン展を視察。その後もこの分野の研究を継続中。ヨーロッパの近・現代詩と造形芸術め関係を進める上で、前年度開催されたシンポジウムの成果を下敷きにし、2008年度は、とりわけ現代フランスを代表する詩人のイヴ・ボンヌフォワと、イタリア、ルネサンス期の画家の関係を探った。まずはボンヌフォワばかりか多くの現代詩人に影響を与えているピエロ・デラ・フランチェスカの軌跡を辿るべく、トスカーナを調査。そして教務でベニスに滞在したことより、ボンヌフォワが触れるG.ベリーニ(とビザンチン絵画の関係)、そしてA.マンテニャとの数々の作品に実地に接し、現地の図書館で、古い美術雑誌から重要な論文をコピーなどした。数学者でもあったピエロが完成させた遠近法がいかにルネサンス絵画で幾何学と想像世界の境界にあったか、これをA.シャステル、R.ロンギ、L.マラン、H.ダミッシュ、D.アラスなどの論文を通じて考察し、そしてその現象をボンヌフォワが詩人としてどう捉えているか、詩人としての発想が、美術史家の論考とどう違うかなどを考察。遠近法が「見る」と「言う」の橋渡しの役を担っている、というダミッシュの仮説が重要な手がかりとなる。ベリーニなどについては、当時の西欧にとって「東」の象徴であったビザンチン絵画が西の扉として機能したベニスの代表的画家ベリーニにいかに受容され、これをボンヌフォワが現代の文脈でいかに捉え直そうとしているかを考察した。これらの作業は、ボンヌフォワの絵画論を巡る最近の数多い論考を踏まえた上で行われた。また詩人の絵画論で、フロイト理論の「形象可能性」の果たしうる役割の検討も進められた。最終的には「詩は絵画のごとく」の伝統がルネサンス期の人文主義の中でどのように機能したか、それが近代、現代詩人がどのように受け継がれることになったか、どういう文脈で捉えなおせるかを検討した。
新素材によるトラクタのバイオニック・デザイン

本研究は,動力伝達軸,けん引棒,三点リンクヒッチなどトラクタの主要構成部材を対象として最適設計を行い,その解析結果に基づいて自然界の複合的な組織構造に範をとる,バイオニック・デザイン手法の実用化に向けた検討を行うことを目的としている。平成元年度には,有限要素解析ソフトウェアを用いて各種構成部材の強度解析を行い,変形状況と応力分布に関する定性的・定量的情報をえた。平成2年度には,複合材料に対してバイオニック・デザイン手法を適用し,最小重要設計及び最小費用設計についての解を設計規準とした新しい設計方式の現場適用性について吟味した。研究成果の概要は以下のとおりである。1.はつ土板プラウ曲面部,安全フレ-ム,三点リンクヒッチの上部リンク,けん引棒の変形状況と応力分布について調べた。計算値と実験値の良好な一致が確認できた。エンジニアリング・ワ-クステ-ションの高速演算性能により,タ-ンアラウンドタイムが一段と改善できた。2.構造物最適設計ソフトウェアNISAOPTの導入により,質量,強度などの最適化設計条件を考慮したバイオニック・デザインがある程度実現可能となった。3.複合材料の機械的特性に影響する因子のうちで,構成素材の特性(ヤング率,引張強さ,熱伝達率など),構成素材の形状(マイクロバル-ン,粒子,ウィスカ,短・長繊維),構成割合(各相の体積含有率),構成の仕方(一様あるいは一方向分布,ランダム分布)や界面の状態,ボイドなどが強度特性に及ぼす影響について,若干の数値解析を試みた。4.形状設計と機能設計の観点から追求した材料特性が,相互に調和して利用できるための方策を検討した。その結果,構造物からの要求に応じた材料特性の付与を可能にするバイオニック・デザイン手法の有用性が指摘できた。軽量化の具体的達成が切実なトラクタの設計分野において、広汎な構造強度の解析に有限要素法は極めて有力な武器となってきている。本研究では、エンジニアリング、ワ-クステ-ションに汎用有限要素解析パッケ-ジ、NISA IIを実装して、動力伝達軸、けん引かん、三点リンクなどの構成部材の最適設計を行うことを目的とした。この研究成果に基づいて、自然界の複合的な組織構造に範をとり、バイオニック・デザインを効果的に実行する手法を吟味する。平成元年度に得られた結果の骨子は以下のようである。1.まずNESA IIの解析結果の現場適応性について検討した。対象部材は安全フレ-ム、三点リンクヒッチの上部リンク、けん引かんの3種類とし、変形状況と応力分布について調べた。特に上部リンクは実験値との対比を行ったが、計算値と実験値の良好な一致が確認できた。2.応力集中の発生する部分では、部材モデルの応力を分布させる役目を強化繊維にもたせ、繊維束の一端を放射状靱帯と同じように広く分散させるように工夫してみた。この点の妥当性については、現在検討中である。3.最小重量設計及び最小費用設計解を設計規準とした複合材料によるバイオニック・デザインの有用性についても考察した。構造物最適設計ソフトNISAOPTの導入により、質量、強度などの最適化設計条件を考慮したバイオニック・デザインがる程度可能となった。4.複合材料の特性に影響する因子のうちで、構成素材の特性、構成素材の形状、構成割合、構成の仕方、界面の状態、ボイドの影響についても若干の検討を行った。この解析には、アプリケ-ション・ソフトとしてNISA II COMPOSITEを用いた。トラクタの形態設計では,材料の物理的特性値と外的条件から形状決定を行う現行の設計過程において大きな技術的あい路が立ちはだかっている。

平成2年度には,バイオニック・デザイン手法の現場適用性を一層高めるため,目的関数とした最小質量,最小費用,最大強度,最大剛性などの規範が,実用的な既出の設計解とどのような違いを有するのか,トラクタ本来の高度な作業機能を満足するものであるのか否かといった視点から,深い吟味を行った。得られた知見の概要は,以下のようである。1.複合材料の機械的特性に影響する因子のうちで,構成素材の特性(ヤング率,引張強さ,熱伝達率など),構成素材の形状(マイクロバル-ン,粒子,ウイスカ,短繊維,長繊維など),構成割合(各相の体積含有率),構成の仕方(一様あるいは一方向分布,ランダム分布など)や界面の状態,ボイドなどが強度特性に及ぼす影響について数値実験を行った。アプリケ-ション・ソフトウェアとしてNISAIIを用いた。2.上記1.項の検討結果に基づいて,形状設計と機能設計から求めた材料特性が,お互いに調和して利用できるための方策を検討した。その結果,構造物からの要求に応じた材料特性をもたせるバイオニック・デザイン手法の特色を具体化する方途が見出せた。このような研究成果から,バイオニック・デザイン手法が望ましい形態設計の効果的ツ-ルとして使用できることが分かった。また本手法は,エンジニアリング・ワ-クステ-ションのようなコンピュ-タ・ネットワ-クの進展につれて,より効率的に利用できるという優れた側面をもっていることも指摘した。
豊島の地域再生化（ストーリー）に関する研究

平成30年度においては、研究実績として、以下の5点を整理したことが挙げられる。1豊島が本来有している資源(モノ、コト)についての時系列分析、検証、2豊島住民とUターン者、Iターン者との関係性、3豊島住民による6次産業化への取り組み、課題、4豊島住民にとっての産業廃棄物事件の位置づけ、未来志向、5豊島住民と瀬戸内国際芸術祭との関わり。特に、1については、戦後から現在までを大きく3期(1期:戦後から高度経済成長、2期:産業廃棄物事件対応、3期:産業廃棄物事件に対する行政訴訟結審(1990年)後、2017年3月の原状回復、現在)に分け、政治、経済、文化の3つの視点を軸に、文化人類学的アプローチを用いて、先行研究レビューを実施。この1が今後の豊島再生化プロセスにおける「仕組み」部分を形成すると考えている。次に、2と3については、豊島は現在、高齢化比率が50%を超えており、過疎化が進行している。豊島連合自治会長へのヒアリングからも、豊島の未来を託せる3040代の住民、Iターン者、Uターン者が経済的希望を持てるよう、1の分析を踏まえ、6次産業化をどのように実行していくかが重要である。中でも、Uターン者においては、「安定した仕事」、Iターン者においては、「住居(空き家)」問題が大きな社会問題になっている。この社会的課題を解決すべく、自治会、行政(小豆島土庄町)、地域企業が一体化し、Iターン者、Uターン者を一人でも多く呼び、定住率を高められるかが、地域再生化の鍵を握る。4、5については、産廃という負の遺産をいかにして未来志向として捉え、適切に外部へ情報発信出来るか、また、瀬戸内国際芸術祭という強力な「触媒」を用い、豊島本来の地場力(仕組み)にうまく活かせられるかが、地域再生化の鍵を握る。上記先行研究レビューを踏まえ、2019年度は、地域再生化プロセスの構造化モデルの策定、検証に注力する。2018年度は、まず、豊島という島、住民を知り、豊島の本来持つ食を中心とした地場力を様々な角度から探索することが研究上の主目的であった。もう一つは、豊島と瀬戸内国際芸術祭との関わりを住民目線で知ることであった。上記2つの研究目的は、島民へのヒアリング、および、瀬戸内芸術祭の現場視察、及び参考資料の入手、読み込み等により、地域再生化における「食」と「アート」の関わりを十分理解できたと考えている。今年度の研究成果をベースに、2019年度は、地域再生化のための構造化モデルの構築、検証へと向かうことが出来るはずである。また、研究手法の新たな習得という面からは、2019年度夏に豊島で実施予定のワークショップにおいて利用予定の定性調査手法「ACOP」というアクションリサーチ手法を本研究メンバーが体得したことが成果として挙げられる。このACOPという現代アートを鑑賞する際の手法を本研究に参考に、豊島住民および観光客を対象とした「豊島本来の良さ、弱み」に関する純粋想起を抽出する、アクション・リサーチを用い、豊島の地域再生化、ブランド化を図る上でのベースとなるコア要因を導出したいと考えている。2019年度は、より豊島現地に入り込み、豊島連合3自治会(家浦、唐櫃、甲生)の幹部、及び住民の協力の下、定量調査(アンケート調査)、および、定性調査(ワークショップ、ACOP)を両立し、住民ファーストの豊島の再生化の姿を仮説検証していきたいと考えている。その際、豊島で行った再生化プロセスが、今後、他の地域における再生化プロセスに援用、一般化できるよう、構造化モデルの構築に注力したいと考えている。その際、鍵を握る5つの概念は、「価値共創」、「CSV」、「6次産業化」、「コミュニティ」、「触媒としてのアート」だと考えている。これら5つの概念と定量、定性調査の結果を踏まえ、論文化を進め、加えて、学会発表を秋に2回(日本商業学会関西部会:9月、日本商業学会全国研究報告会:12月)実施する予定である。

4、5については、産廃という負の遺産をいかにして未来志向として捉え、適切に外部へ情報発信出来るか、また、瀬戸内国際芸術祭という強力な「触媒」を用い、豊島本来の地場力(仕組み)にうまく活かせられるかが、地域再生化の鍵を握る。上記先行研究レビューを踏まえ、2019年度は、地域再生化プロセスの構造化モデルの策定、検証に注力する。2018年度は、まず、豊島という島、住民を知り、豊島の本来持つ食を中心とした地場力を様々な角度から探索することが研究上の主目的であった。もう一つは、豊島と瀬戸内国際芸術祭との関わりを住民目線で知ることであった。上記2つの研究目的は、島民へのヒアリング、および、瀬戸内芸術祭の現場視察、及び参考資料の入手、読み込み等により、地域再生化における「食」と「アート」の関わりを十分理解できたと考えている。今年度の研究成果をベースに、2019年度は、地域再生化のための構造化モデルの構築、検証へと向かうことが出来るはずである。また、研究手法の新たな習得という面からは、2019年度夏に豊島で実施予定のワークショップにおいて利用予定の定性調査手法「ACOP」というアクションリサーチ手法を本研究メンバーが体得したことが成果として挙げられる。このACOPという現代アートを鑑賞する際の手法を本研究に参考に、豊島住民および観光客を対象とした「豊島本来の良さ、弱み」に関する純粋想起を抽出する、アクション・リサーチを用い、豊島の地域再生化、ブランド化を図る上でのベースとなるコア要因を導出したいと考えている。2019年度は、より豊島現地に入り込み、豊島連合3自治会(家浦、唐櫃、甲生)の幹部、及び住民の協力の下、定量調査(アンケート調査)、および、定性調査(ワークショップ、ACOP)を両立し、住民ファーストの豊島の再生化の姿を仮説検証していきたいと考えている。その際、豊島で行った再生化プロセスが、今後、他の地域における再生化プロセスに援用、一般化できるよう、構造化モデルの構築に注力したいと考えている。その際、鍵を握る5つの概念は、「価値共創」、「CSV」、「6次産業化」、「コミュニティ」、「触媒としてのアート」だと考えている。これら5つの概念と定量、定性調査の結果を踏まえ、論文化を進め、加えて、学会発表を秋に2回(日本商業学会関西部会:9月、日本商業学会全国研究報告会:12月)実施する予定である。2018年度12月にACOP研修のため、京都造形芸術大学に、研究分担者の麗澤大学経済学部圓丸准教授が1泊2日で出張したため。
巨大ナノメンブレンの分離・輸送機能ナノ材料としての展開

ナノの厚みの自己支持性ナノ薄膜(巨大ナノ薄膜)について、分離・輸送材料としての検討を行った。初めに、機械的強度の優れたエポキシ-シリカの複合材料から巨大ナノ薄膜を作製し、そのガス透過性の検討を行った。しかしながら膜の緻密さ不足の問題により、各種の気体透過性に大きな違いが見られず、同様な透過係数の値を示した。さらに、緻密性に優れたシリコン系高分子やポリ塩化ビニリデンの薄膜化も検討したが、機械強度不足などにより大面積での自己支持性の発現には至らなかった。次に、巨大ナノ薄膜を多孔質基板などへの貼り付けを試みた。その結果、それらの表面特性を巨大ナノ薄膜のそれへと変化できることが確認された。加えて、その他の特性、例えば機械的強度は基板が支配的であったことから、本手法により分離・透過に大きく寄与する表面状態のみを変化させることが可能であることが実証され、スキン層としての利用が期待される。今年度は、ナノ薄膜の『ナノ厚のガス分離膜』としての利用性の検討を行った。はじめに約30nm程度のエポキシーシリカのナノ薄膜を作製し、それ単独での気体誘過性の検討を行った。具体的には、作製したナノ薄膜を多孔質アルミナ基板上に貼り付けたものをサンプルとし、それをガス透過用の上下2つのセルの間に挟み込み、一方を減圧とすることにより、その圧力変動の時間依存性を測定し、ガス透過性の検討を行った。各種ガス(窒素、アルゴン、酸素、空気)について実験を行ったが、気体分子の大きさの違いによる透過性の差異は誤差範囲内程度しか確認されず、またある程度フリーに透過している結果であった。これまでの液体透過の研究結果や、ナノの厚さの薄膜でありながら強度的に充分なエポキシーシリカのハイブリッド膜を使用していることを踏まえると、作製されたナノ薄膜にマクロなピンホールが存在するとは考えにくい。従って今回使用したナノ薄膜は、SEMやTEMレベルでは欠陥がないが、原子・分子レベルでの空隙を多く含んだポリマー材料であることが推察される。一般にポリマー薄膜の気体透過性は、ペロブスカイト系の無機膜のそれと比較して高いことはよく知られているが、ナノ厚であるたあに、その特性が顕著に表れた結果となった。ガスが自由に透過しているということは、その選択性において問題となる。従ってナノ厚の分離・透過腰を設計するためには、より分子・原子レベルで充分に密なポリマー薄膜を作る必要性が生じている。具体的には、ガスバリア膜としてすでに使用されているシリコン系の高分子やポリ塩化ビニリデンを薄膜化することにより対応していく必要がある。その中で、架橋型ジリコンポリマーは、薄膜状態において充分な強度を発揮するたあの架橋構造を有しているととかち、有用な材料と思われ、すでに薄膜化についてはある程度成功している。1次元のみがナノスケールであるナノ薄膜は、マクロな取り扱いができるナノ材料として注目を浴びている。その中でも分離・透過機能は、ナノ薄膜の特徴を最大限に生かした機能と言え、このような材料を創製することには、大きな意義がある。前年度は、機械的強度の優れるエポキシーシリカのハイブリッド膜を用いて、ナノ薄膜のガス透過性を検討したが、各種の気体透過性に大きな違いが見られなかった。これは薄膜の緻密さ不足に起因し、原子・分子レベルでの空隙を通って、気体の透過が自由に行われたためと考えられる。そこで今年度は、緻密性に優れたシリコン系の高分子やポリ塩化ビニリデンの薄膜化を、はじめに検討した。しかしながら得られた薄膜は、機械的強度に乏しく、大面積での自己支持性は発現できなかった。あるいは可撓性不足のために、圧力に対して容易に破損するといった結果であった。そこで次に、得られたナノ薄膜を別の多孔質基板へとトランスファーをし、機能分離型の透過膜の作製を試みた。具体的には、陽極酸化アルミナ基板へのトランスファーを試みたが、やはり機械的強度不足により、ナノ薄膜が簡単に破けていた。透過膜には、緻密でかつ空孔が制御された膜が求められるが、極めて薄いナノ薄膜単独で、機械的強度と緻密さの両立は難しいという結果であった。ナノ薄膜は他の基板に強固に貼り付く。この特性を生かし、ナノ薄膜を分離透過膜に貼り付けられれば、分離・透過に大きく寄与する表面状態のみを変化させることが可能である。

機械的強度の優れるナノ薄膜を、様々な基板に貼り付けたところ、その表面特性をナノ薄膜のそれへと変化できることが確認された。加えて、その他の特性、例えば機械的強度は基板が支配的であったことから、このコンセプトの有用性が伺えた。この特性を生かせば、分離・透過膜のスキン層としての利用が期待される。
サルコペニア予防に向けた運動とは？：異なる運動様式の相互作用の分子機序解明

本研究では、「一過性のレジスタンス運動と有酸素性運動の分子相互作用のメカニズムを解明し、その結果に基づいた適切なトレーニング様式の組み合わせが骨格筋量と筋機能に及ぼす影響を検討する」ために、動物モデルとヒトを対象とした臨床研究にて、有酸素性運動の実施がレジスタンス運動の前あるいはレジスタンス運動後に実施された際の影響を検討した。動物実験においてはレジスタンス運動後の有酸素性運動の実施が、レジスタンス運動実施に伴う筋たんぱく質合成の増加を妨げることが示唆されたが、若年者を対象としたトレーニング実験の結果においては運動実施順序の異なる群間で明確な筋肥大の差は確認されなかった。本研究の目的は高齢者を対象としたレジスタンス運動と有酸素性運動の組み合わせによる分子相互作用の機序解明と、その結果に基づいた適切なトレーニングプログラムの開発に繋げることである。平成25年度はまずヒト実験を用いて、レジスタンス運動による筋内シグナル因子および筋タンパク質代謝に関わる性ホルモンの変化について検討を行った。加齢に伴い筋内の性ステロイドホルモンの濃度が男性で低下するが、12週間のレジスタンストレーニングを実施することによる筋肥大に伴い、高齢男性の筋内性ステロイド濃度も改善することが明らかとなった(Sato et al. FASEB J, 2015)。この研究から、レジスタンス運動による骨格筋細胞内での適応に性ステロイドホルモンが関与していることが示唆された。また動物モデルを用いて、電気刺激による骨格筋のエキセントリック収縮時に増加する筋タンパク質合成に関わる筋内シグナル因子(mTORシグナル経路)の活性に関して調査を行った。その結果、レジスタンス運動の前に有酸素運動を行う群と比較して、レジスタンス運動後に有酸素運動を実施した群において有意なmTORシグナル因子の抑制が確認された。これは有酸素性運動に伴う筋細胞内のシグナル因子であるAMPKの活性が筋タンパク質合成に関わるmTORを抑制していたためと推測される(Ogasawara et al. AJP, 2015)。以上のことから、レジスタンス運動と有酸素性運動を同じトレーニングセッションで実施するコンカレントトレーニングを行う際には、その実施順序がレジスタンス運動による筋肥大に影響する可能性が考えられた。運動習慣のない若年者10名を対象に、レジスタンス運動(RE)と有酸素性運動(EE)を同じセッション内で組み合わせたコンカレントトレーニングにおいて、REとEEの実施順序が長期的なトレーニングに伴う骨格筋肥大に及ぼす影響の検討を目的とし、週3回の頻度で12週間の下肢コンカレントトレーニングを実施した。レジスタンス運動は片脚での膝伸展・屈曲運動の2種類を実施し、強度は最大挙上重量の70%とし、回数は10回×3セットとした。有酸素性運動は自転車エルゴメーターを用いた45分間のペダリングを最大酸素摂取量の70%の強度で実施した。トレーニング応答に関する個体差を考慮し、運動実施順序の影響を個人の両脚で比較できるプロトコルとした。まず、片脚でのREを実施した後、EEを実施し、その後最初にREを実施した脚とは逆側の脚でREを実施した。それぞれの運動の間に5分の休息をとった。筋横断面積(CSA)において、RE後にEEを実施する(RE⇒EE)脚は10.0±1.0%、EE後にREを実施する(EE⇒RE)脚は8.7±0.74%の有意な増加を示したが、両脚間で有意差は認められなかった。しかし、トレーニングの補助回数において、EE⇒RE脚がRE⇒EE脚よりも有意に高い値を示したことから、有酸素性運動後にレジスタンス運動を実施した場合、有酸素性運動による疲労が、レジスタンス運動のパフォーマンスを低下させ、骨格筋肥大に影響する可能性が示唆された。加齢に伴う筋量と筋機能の低下(サルコペニア)は転倒による骨折や代謝疾患のリスク増加し、高齢者の機能的自立を奪う深刻な問題である。レジスタンス運動と有酸素性運動は共に高齢者のタンパク質代謝を改善し、筋量の増加・維持に貢献する介入手段であるが、二つの運動形態の相互作用に関しては十分な情報がなく、サルコペニア予防の運動ガイドラインの策定には至っていない。本研究の目的は、高齢者を対象として、一過性のレジスタンス運動と有酸素性運動の相互作用の分子メカニズムを解明し、それに基づいた具体的なトレーニング・プログラムが骨格筋量と筋機能に及ぼす影響を長期的な運動介入を用いて検討することである。運動習慣のない健常な若年男性を対象として、レジスタンス運動を行ってから有酸素性運動を行う脚(RE→EE脚)、有酸素性運動を行ってからレジスタンス運動を行う脚(EE→RE脚)というように、同一セッションに個人の両脚で別々の運動実施順序で行うコンカレントトレーニングを週3回の頻度で12週間実施した。トレーニング介入の前後で、筋力、筋量および最大酸素摂取量の測定を行った。その結果、仮説に反して、運動実施順序に関わらず同様の筋肥大を示し、運動の実施順序による肥大抑制の影響は確認されなかった。したがって、同一被験者で運動実施順序の異なる2種の運動様式をコンカレントトレーニングとして実施しても、レジスタンス運動と有酸素性運動の実施順序は骨格筋肥大に影響しない可能性が示唆された。

動物実験においてはレジスタンス運動後の有酸素性運動の実施が、レジスタンス運動実施に伴う筋たんぱく質合成の増加を妨げることが示唆されたが、若年者を対象としたトレーニング実験の結果においては運動実施順序の異なる群間で明確な筋肥大の差は確認されなかった。有酸素性運動がレジスタンス運動に伴う筋タンパク質代謝に及ぼす影響については既に動物実験による基礎実験を完了している。ヒト実験も順調に進んでおり当初予定していた長期臨床実験も本年度実施予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。運動生理学平成27年度は昨年度に実施した若年者対象のトレーニング介入を見直し、再度有酸素性運動とレジスタンス運動の実施順序を考慮した実験を行う。適切な運動実施順序が明らかとなった時点で、健常な高齢者を対象とした臨床実験を実施する。本年度はレジスタンス運動に伴う骨格筋の合成シグナル因子の活性に対して有酸素運動が及ぼす影響を動物モデルを用いて検討した結果、有酸素性運動とレジスタンス運動の実施順序がレジスタンス運動後の筋タンパク質合成に影響を及ぼすことが明らかとなった。この実験結果より、平成26年度の実験プロトコルも確定できたため、現時点では研究はおおむね順調に伸展していると評価できる。予算は血液分析で用いる予定だったが、当初よりも筋組織の解析に時間がかかったため、血液分析用のキットの購入に至らなかった。平成26年度は健常な若年者を対象として、有酸素運動をレジスタンス運動の前に実施する群と、有酸素運動をレジスタンス運動後に実施する2群に分け、それぞれの群において骨格筋の肥大を検討することで、コンカレントトレーニングにおける運動の実施順が長期トレーニングに伴う筋肥大に及ぼす影響を検討する。また平成26年度の上半期から平成27年度にかけて、同様の実験を高齢者を対象として検討し、有酸素性運動によるインスリン感受性の改善だけでなく、筋肥大の観点から複合的な運動プログラムの検討と、その実施順が代謝応答・適応に及ぼす影響を検討する。既に血液解析に必要な準備は整っているので、キットを購入して目的としている血中因子の測定を迅速に行う。年度末までに解析を予定していた骨格筋サンプル用の抗体が予備実験の段階でうまく測定・評価できなかったため、本実験用の解析が遅れ未使用分が発生した。別の業者が販売する抗体を用いた予備実験では評価が可能であることが確認できたが年度末までに本実験に進むことができなかった。平成26年度の最初に未使用分の経費を執行して昨年度決定した目的とする抗体を購入し、未解析の骨格筋サンプルを解析する。