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心筋梗塞地域連携クリニカルパスにおける2次予防戦略は心血管イベント抑制に有効か?

我々は"心筋梗塞地域連携クリニカルパス(以下「パス」)"運用の中で"心筋梗塞2次予防ガイドライン"に基づいた診療体制が心血管イベント再発抑制に寄与するかを検討した。疫学的調査では、冠動脈疾患患者(2次予防群)のうちLDLコレステロール(LDL-C)がガイドライン基準(<100mg/dL)を達成しているのは47%であった。経皮的カテーテル治療後のスタチン治療が予後(5年間の冠動脈イベント再発)に与える影響を検討すると、スタチン開始後3か月間のLDL-C低下率がイベント再発率と相関し、スタチン開始早期の脂質改善が将来の冠動脈イベント回避に重要であることが示された。低HDL-Cに対する介入研究では、低HDL-C血症(<40mg/dL)を呈する冠動脈疾患患者に対するピタバスタチン投与は脂質プロファイル改善(HDL-C増加、LDL-C/HDL-C比低下)とともに高感度トロポニンT(hsTnT)低下をもたらした。すなわち、スタチンの心血管イベント抑制効果は脂質改善とともに心筋傷害軽減が関与するものと考えられた。本研究にて冠動脈疾患2次予防に関し脂質(LDL-C、HDL-C)管理、とくにスタチン治療の重要性が明らかとなった。今後「パス」運用をさらに効率的にするため、我々は心筋梗塞診療を説明した啓蒙用DVDを作成し、最終年度にこれを地域のかかりつけ医に配布した。本研究は地域医療連携体制の中での回復期心筋梗塞患者の心血管イベント再発予防(2次予防)戦略の構築を目指すものである。とくに心筋ストレスマーカー(BNP),LDLコレステロール(LDL c),腎機能指標(血清クレアチニン)がフォローアップ期間中に各種ガイドライン基準をどの程度満たしているか,という遵守状況と発症1年後の心血管イベント発症との関連に注目することは研究実施計画に記した。このため平成22年度は,心筋梗塞に限らず当施設の冠動脈疾患患者全般の脂質プロフィールの管理状況(「動脈硬化ガイドライン2007」(以下ガイドライン)に準拠)を調査した。具体的には初回経皮的冠動脈インターベンション(PCI)後に冠動脈イベント再発の既往のある171名の患者で,PCI後3か月間のLDLc低下率と冠動脈イベント再発までの期間が関係するかを見たところ,両者の間にf=0.64の有意な正相関が認められた。さらに5年以内の再発の有無で分けると,再発あり群は再発なし群に比し初期3か月間のLDLc低下率は有意に小で,3か月時点でのLDL cガイドライン基準達成率は低率であった。多くの症例で脂質管理のためスタチンが用いられていたが,この調査からは初回冠動脈疾患ののち短期間(3か月)にいかに厳格にLDL cを低下せしむるかが長期的な心血管イベント再発予防に密接に関連することが示されたため,我々はこれを論文化した(J Pharm Pharmaceut Sci 2010;13:254-62)。平成23年度以降は上記知見をもとに,心筋梗塞パス患者の「医療者用パス表」(連携登録医より発症1年後に回収)に記載されたLDLc値にて解析を行う。またBNPなど他のバイオマーカーについても,経過中にみられる変動が心血管イベント(調査期間は1年間であるが)に及ぼす影響につき検討する予定である。心筋梗塞地域連携パスでは、日常の生活習慣管理(血圧・脂質・血糖コントロール、及び禁煙等)が地域のかかりつけ医にて厳格に管理されることを主眼とする。中でも血圧の管理は回復期心筋梗塞患者の心血管イベント再発予防(2次予防)戦略において最も重要な要素の一つである。そこで昨年度に引き続き本年度(23年度)は地域での循環器疾患患者の血圧管理の実態を24時間血圧計(ABPM)を用いて調査した。この調査では、当院ならびに地域のかかりつけ医に通院中の119例の症例、すなわちアンギオテンシン受容体拮抗薬(ARB)を用いた降圧療法にも関わらず血圧管理目標(例:高齢者にて140/90mmHg未満)

未達成の症例に対し、ARBに少量利尿薬を加えた配合薬に降圧薬を変更し、その降圧効果、とくに24時間の血圧変動に与える影響を検討した。ABPMデータは全て我々の施設に集積し解析を行なった。その結果、ARB+少量利尿薬配合薬は開始後3ヶ月で目中、夜間いずれも顕著な降圧効果を示した。夜間血圧は心血管イベントの発症と関連深いことは従来の疫学調査から指摘されているが、本研究では興味深いことにBody mass indexが3カ月間の夜間収縮期圧の変化と負相関(r=-0.43(P<0.05))を示した。このことは肥満者ないしメタボリック症候群患者は夜間高血圧が顕著であるというこれまでの報告と合致するものであり、これら患者においてARB+少量利尿薬配合薬が夜間降圧に有効ということは食塩感受性等の病態がその背景にあることを示唆している。我々はこの結果を第75回日本循環器学会総会(平成23年8月、横浜)にて発表し、さらに論文化を図っている。本研究は地域連携体制のもとでABPMを用いて患者の24時間血圧変動を把握したという点が重要であり、さらに良好な血圧コントロールのための有益な治療指針を実地診療に対して与えたものと考える。わが国では急性心筋梗塞(AMI)回復期の再発率は未だ高率である。こうした医療状況を踏まえ第五次医療法改正(2007年)にて地域連携パスが提唱された。我々はAMI再発予防(2次予防)に関して地域連携パスが医療施設を相互に結びつけるツールと考え臨床研究を行なった。その目的は1)本地域連携パスの普及・拡充、2)パス運用の中からAMI再発に寄与する因子を同定・分析することにあった。1):千葉県庁および医師会と協力し、「千葉県共用地域連携パス」を作成、さらに県内の各医療圏に普及させたことで当面の目的は達せられた。我々の医療圏でも現在57施設が連携パスに登録され、地域のかかりつけ医と専門診療の有機的な結びつきがなされた。なお、我々は本年度のプロダクトとして「心筋梗塞地域連携パスDVD」を作成し登録医療機関に配布、患者と医療スタッフに対しAMIの診療実態ならびに2次予防の重要性の理解を高めるために供している。2):血清脂質と心血管イベント発現を研究し論文化した。とくにLDLコレステロールはPCI後早期(3ヶ月)にこれを十分低下させることが長期間の冠動脈疾患再発予防に重要である(J Pharm Pharmaceut Sci 2010; 13: 254)。一方、いわゆる善玉コレステロールと言われるHDLコレステロール(HDL-C)に関しても、これが低値の症例はメタボリックシンドローム等を背景に動脈硬化進展のリスクが指摘されている。我々は低HDLーCを伴う脂質異常症患者にスタチンを投与することで脂質プロファイルが改善すると共に、心筋傷害のマーカーとして注目されている高感度トロポニンTが低下することを示した(J Clin Med Res 2012; 4: 385)。心筋梗塞地域連携パスは今後も運用が継続され、冠動脈疾患2次予防に寄与する要因の分析はさらに広く展開されるものと見込まれる。本研究の目的は、"心筋梗塞地域連携パス患者における生活習慣要因、とくに血圧・血清脂質の管理状況の実態調査"であり、具体的には各種ガイドラインの遵守状況の調査ならびにそれを向上させることにある。
実質為替レート決定メカニズムの理論と実証

われわれは,つぎの三つの研究を行った。(1)貿易財産業,非貿易財産業の生産性格差と実質為替レートに関する研究日米間の貿易財産業,非貿易財産業の生産性格差に着目し,実質為替レートの動きを分析した。(2)日本・韓国の金融政策と為替レート90年代に入って,日本と韓国のマネーサプライの伸び率の間に逆相関が見られることを明らかにし,そのメカニズムを解明した。すなわち,これはつぎのように考えられる。為替をドルにリンクさせてきた韓国にとって,日本が円高(円安)で輸出数量の伸びが落ちる(増える)とき,日本に競合する製品の輸出数量が増え(減り)景気が好転(悪化)する。90年代に入り資本移動の自由度が増した韓国にとって,マクロ経済の安定のためには金融引き締め(緩和)政策を行わなければならないためだと考えられる。(3)規制緩和の内外価格差へのマクロ的影響規制緩和が,どの程度日本と米国の内外価格差を縮小させるかについて分析を行った。機械類など狭義の貿易財に対する非貿易財の相対価格は,建設,不動産関係.運輸などの上昇度が高い反面,金融・保険などは逆に相対比が趨勢的に縮小してきている。そこで,日本の規制緩和が米国並みに進んだとしたときの内外価格差への影響を測るために,いくつかの仮定をおいて定量分析を試みた。分析結果から見ると,内外価格差への規制緩和のマクロ的効果は日米の内外価格差の説明要因としては,それほど大きくない。本研究では、実質為替レート決定の理論と実証について研究を行った。以下では、われわれが行った研究の概要を紹介する。1)「一般化された購買力平価説に基づく日米実質為替レートの研究」本研究では、一般化された購買力平価説を使って、日米の実質為替レートの動きを分析する。一般化された購買力平価説では、貿易財、非貿易財のデフレーターが必要になる。本研究では、産業別の名目GDP、実質GDPのデータからこれらのデフレーターを作成し、これを用いて日米の実質為替レートの分析を行った。2)「日米内外価格差のマクロ分析」1985年の急速な円高以降、いわゆる内外価格差が拡大した。こうしたなかで、公的規制や閉鎖的取引慣行の見直しの必要性が叫ばれた。本研究では、日米のデータを使って、内外価格差の要因を定量的に分析する。それにより、内外価格差と規制緩和との関係を検証した。3)「アジアの財政金融政策の変化と実質為替レート」97年7月のタイの通貨危機に端を発したアジア通貨危機をアジア各国のマクロ経済政策に絡めて議論する。すなわち、アジアの多くの国々は自国通貨を対米ドルレートにリンクさせてきたが、こうした政策を続けてきた結果、85年を基準としてみると、これらの国々の実質通貨価値は米ドルに対し一様に切り上がってきたことがわかる。従って、アジアのいくつかの国についてみてみると、今回の通貨危機はこれまで採用してきた財政金融政策の結果によることがわかる。ただし、いくつかの国の今回の通貨調整は実質為替レートで予想される以上に通貨の切り下げが生じており、従って、こうした分析だけでは十分に分析しきれないことも明らかとなった。われわれは、つぎの三つの研究を行った。(1)貿易財産業、非貿易貿易財産業の生産性格差と実質為替レートに関する研究日米間の貿易財産業、非貿易財産業の生産性格差に着目し、実質為替レートの動きを分析した。(2)日本・韓国の金融政策と為替レート90年代に入って、日本と韓国のマネーサプライの伸び率の間に逆相関が見られることを明らかにし、そのメカニズムを解明した。すなわち、これは次のように考えられる。為替をドルにリンクさせてきた韓国にとって、日本が円高(円安)で輸出総量の伸びが落ちる(増える)とき、日本に競合する製品の輸出量が増え(減り)景気が好転(悪化)する。

90年代に入り資本移動の自由度が増した韓国にとって、マクロ経済の安定のためには金融引き締め(緩和)政策を行わなければならないためだと考えられる。(3)規制緩和の内外価格差へのマクロ的影響規制緩和が、どの程度日本と米国の内外価格差を縮小させるかについて分析を行った。機械類など狭義の貿易財に対する非貿易財の相対価格は、建設、不動産関係、運輸等の上昇度が高い反面、金融・保険などは相対比が趨勢的に縮小してきている。そこで、日本の規制緩和が米国並みに進んだとしたときの内外価格差への影響を測るために、いくつかの仮定をおいて定量分析を試みた。分析結果から見ると、内外価格差への規制緩和のマクロ的効果は日米の内外価格差の説明要因としては、それほど大きくない。
油膜温度計測に基づく高圧下弾塑性体レオロジー特性の解明と油膜破断機構に対する提言

本研究では,弾性流体潤滑状態において,潤滑油にアルコールを使用した際に出現する特異油膜形状に代表されるような高圧・高せん断場でのレオロジー特性を明らかにすることを目的に,油膜厚さと温度の計測を行った.その結果,アルコールの鎖長によって特異油膜形状が異なることがわかった.また,温度測定の結果,接触面の温度は極めて小さいことがわかり,このことから潤滑膜は接触域で圧力の影響のため固化を起こし,特異油膜形状の発生に寄与していることを実験的に裏付けることができた.本研究では,弾性流体潤滑状態において,潤滑油にアルコールを使用した際に出現する特異油膜形状に代表されるような高圧・高せん断場でのレオロジー特性を明らかにすることを目的に,油膜厚さと温度の計測を行った.その結果,アルコールの鎖長によって特異油膜形状が異なることがわかった.また,温度測定の結果,接触面の温度は極めて小さいことがわかり,このことから潤滑膜は接触域で圧力の影響のため固化を起こし,特異油膜形状の発生に寄与していることを実験的に裏付けることができた.本年度においては,既存の実験装置の改良を行い,特異油膜形状発生時における油膜厚さ計測を行った.また,赤外放射温度計測機による温度計測システム構築の準備も行った.実験は既存のボールオンディスク型の実験装置により,点接触EHL状態を作り出して実験を行う予定であったが,既存の実験装置では,荷重及び速度の条件が異なるため,本研究計画における実験条件が要求する高荷重,高速条件に適合できるように改良を行い,油膜厚さ測定が開始できるようにした.また,チャンバーを用いて温度制御ができるようにした.さらに,赤外放射温度計測システムにおいては,赤外線検出器を購入し,次年度において行う温度計測の準備を行った.本年度の後半に行った実験については,発生メカニズムの議論を行う油膜厚さの情報もこれまでの研究においては不十分であるため,まずこれまで行ってきたlauric alcoholだけでなく, decanol, tetradecamolといった他のアルコール類も使用し,油膜厚さの測定を行った.パラメータとしては,荷重,引き込み速度,周囲温度,滑り率とし,特異油膜形状の挙動を詳細に観察した.その結果,(1)アルコールの融点が高いほど特異油膜形状が発生しやすくなること,(2)特異油膜形状はせん断率ではなく,速度条件によって変化すること,(3)周囲温度や荷重の油膜形状への依存性は小さいこと,が明らかとなった.また,特異油膜形状発生のメカニズムを議論するために必要となる赤外線検出器を用いた温度計測については,本年度において,予備実験準備を終えることができた。本年度においては,昨年度に改良した実験装置での油膜厚さ計測及び,スポット型赤外線検出器による温度計測システムを用いた実験を行った.実験装置には,ボールオンディスク型の実験装置を用い,任意の滑り転がり条件を設定可能にしたが,温度計測及び高荷重に対応できるように赤外透過材料であり,また,高弾性率を有するサファイアディスクを用いた実験を行った.そして,特異油膜形状の荷重依存性を昨年度より広い条件において調べた.また,アルコール類の潤滑油だけでなく,無極性であるアルカン類を用いた実験を検討するため,粘度測定を行った.その結果,アルコールを用いた実験においては,その鎖長,種類によって,同一荷重,速度条件であっても滑り条件における油膜形状に差が見られることが明らかとなった.アルカン類については,融点が上記アルコールと近いものについて測定を行ったが,その際の粘度が極めて低く,このため,同程度の油膜厚さを形成させるには速度条件をより高速にする必要があり,アルカン類を用いた実験は今回行わなかった.昨年度において購入したスポット型赤外線検出器を用いた温度計測については,温度測定の結果,特異油膜形状発生時の条件においては,極めて低い温度上昇であるのに対し,本温度計測システムでは分布計測のために検出器を移動させる必要があり,分布点の同時測定ができないため,直径400μm程度の微小領域における温度分布の高精度の測定は困難であった.しかし,本温度計測システムで得られた結果から,油膜内の状態は低温度上昇であることがわかり,推論でしかなかった油膜の固化現象を実験的に裏付けることができた.また,上記の問題があるものの,赤外線の検出感度は十分であることがわかったため,素子を複数個有する赤外線カメラを使用すれば,高精度温度分布の計測が可能となることが確認できた.
Nアセチルガラクトサミン4硫酸6硫酸転移酵素により合成される高硫酸化構造の機能

コンドロイチン硫酸E(CS-E)などの高硫酸化構造は、粘膜免疫系・神経系・血液凝固系など多彩な生理学的機能が示唆されている。N-アセチルガラクトサミン4-硫酸6-O-硫酸転移酵素(GalNAc4S-6ST)はこれらの高硫酸化構造の合成に関与している。高硫酸化構造の機能を明らかにするために下記の方法によりアプローチしている。2系統についてKOマウスが得られた。最初に得られた系統では、KOマウスの各組織におけるGAG合成を調べた結果、CS-E合成が著明に減少していることが明らかになった。もう一つの系統についても、KOマウスが正常に生まれ、現在、各組織におけるGAG合成、GalNAc4S-6ST遺伝子の発現を確認している。2.CSの非還元末端に存在する高硫酸化構造と種々のタンパク質との結合活性の検討3.粘膜系肥満細胞におけるCS-Eの役割粘膜系肥満細胞におけるCS-Eの役割を調べるために、KOマウスを用いて、骨髄細胞から分化した肥満細胞におけるCS-E合成活性、GalNAc4S-6ST遺伝子発現を調べている。KOマウスを作製するために、GalNAc4S-6STの機能ドメインを破壊するようにターゲティングベクターを作製し、ES細胞に遺伝子導入した。相同組換えを起こしたクローンをPCRにより選択し、サザン解析により相同組換えを確認した。現在、キメラマウスの作製を業者に委託している。2.コンドロイチン硫酸(CS)の非還元末端に存在する高硫酸化構造と種々のタンパク質との結合活性の検討CSの非還元末端に存在する構造と同じ、GalNAc(4SO_4)-GlcA(2^<35>SO_4)-GalNAc(6SO_4)、GalNAc(4,6-bisSO_4)-GlcA(2SO_4)-GalNAc(6SO_4)という2種類のオリゴ糖を調製するために、2OST遺伝子をクローニングし、リコンビナント酵素を調製した。現在、リコンビナント2OSTの基質特異性を調べている。3.粘膜系肥満細胞におけるCS-Eの役割粘膜系肥満細胞におけるCS-Eの役割を調べるために、はじめにIL-3により骨髄細胞から分化した肥満細胞(BMMC)を用いて、BMMCにおけるCS-E合成活性を確認し、GalNAc4S-6ST遺伝子の発現を調べた結果、BMMCではGalNAc4S-6ST遺伝子が分化依存的に発現し、CS-E合成に関与していることが明らかになった。今後、RNAi法による発現制御系を確立する予定である。得られたキメラマウスの交配を業者に委託し、アグーチマウスの遺伝子型をPCR・サザンブロット解析によって決定した。ヘテロマウス同士の交配(業者委託)により得られたマウスの遺伝子型を調べた結果、KOマウスが得られた。現在、得られたKOマウスの各組織におけるCS-E合成、GalNAc4S-6ST遺伝子の発現を確認している。2.コンドロイチン硫酸(CS)の非還元末端に存在する高硫酸化構造と種々のタンパク質との結合活性の検討3.粘膜系肥満細胞におけるCS-Eの役割粘膜系肥満細胞におけるCS-Eの役割を調べるために、現在、RNAi法によるBMMCでのGalNAc4S-6ST遺伝子の発現制御系の確立を検討している。
パノラマ撮影広域調査のための線量測定法の確立

歯科パノラマX線撮影の診断参考レベルを確立し、患者防護の最適化を推進するため、線量幅積(DWP)を広域調査する必用がある。CT用光刺激ルミネセンス線量計(以下OSL線量計)をパノラマ撮影のDWPを測定するために改良した。改良したOSL線量計を用いて、DWPを測定し、また同時にX線フイルムを用いてビームの高さHを測定した。面積線量DAPはDWPとHの積で計算した。これらのDWPとDAP値の正確さを校正された電離箱による測定値と比較して評価し、パノラマ撮影広域調査のための新線量測定法としての有用性を検証した。歯科パノラマX線撮影の診断参考レベル(DRL)を確立し、患者防護の最適化を推進するため、線量幅積(DWP)の広域調査を行う必要がある。光刺激ルミネセンスCT線量計(以下OSL CT線量計)は、CTの線量プロフィールを測定しCT線量指数による装置の品質管理に利用されている。パノラマ撮影のDWPを広域調査する手段としてこのOSL CT線量計を利用することを目的として、平成21年度はOSL CT線量計の基礎的特性を研究した。パノラマ装置の使用管電圧60-90kVの線質を模擬した一般撮影用X線装置でエネルギー特性、角度依存性、空間分解能を調べた。その結果、管電圧75kV(実効エネルギー35 keV)のビームに対して60-90kV(30-40keV)でOSL CT線量計の感度は±6%変化した。そこで75 kV(35 keV)のビームで較正すれば、±6%以内の正確さでDWP測定に利用することができる。またこの管電圧の範囲では、ビームの入射角が60度までは、応答感度に角度依存性は認められなかった。パノラマ装置は水平方向に対して上向きに6から10度のビーム角度で照射するよう設計されている。このためDWPを測定する2次スリット位置で、スリットに垂直に設置したOSL CT線量計に対してはビームが斜入することになる。しかし、パノラマ装置の6-10度の入射角度による応答の変化は無視できることが解った。さらに解像力テストチャートをOSLCT線量計に蜜着させて75 kVのビームで照射し、線量プロフィールを測定する時の空間分解能を調べたところ、4LP/mmまで解像できた。これはパノラマ装置の通常5mm程度のスリットビームの線量プロフィール測定からDWPを得るためには充分に高い空間分解能である。ゆえにOSLCT線量計はパノラマ撮影のDWP測定に適していると考えられた。パノラマX線装置4台について、X線フィルム、ペンシル型CT電離箱、光刺激ルミネセンス(OSL)線量計を用い線量幅積(DWP)測定におけるOSL線量計の有用性を検証した。DWPは2次スリット位置で、ビーム高さHの中央およびその5cm上下の3箇所で測定した。コーンビームCTが併用できるハイブリッド機については、面積線量(DAP)の測定も行った。さらに25台のパノラマX線装置に対する熱ルミネセンス線量計(TLD)を用いた2次スリット位置での線量プロフィールの測定とOSL線量計によるものとを比較して、後者の特長を検討した。パノラマ装置のビーム高さ位置によって異なる線量プロフィールが、OSL線量計ではTLDより高い空間分解能と優れた線量応答直線性によって正確に測定できた。V字形1次スリットを有する機種では、DAPをDWP値から算定するとき、DWPを測定する高さ位置が重要であった。これらの機種では、DWP値がビームの高さ位置に応じて概ね線形な増加を示したことから、高さの半分H/2で測定したDWP値を用いて、DWP・HでDAPは近似できた。どの装置でも3箇所で測定したDWPの平均が、ビーム高さの中央で得られるDWP値と±5%以内で一致したことから、H/2位置のDWPを利用するのが合理的と結論した。25台の線量プロフィールからピーク線量と半値幅(FWHM)の積を計算すると、平均、最小、最大、中央、第3四分位数の値は60.9,14.8,231,43.7,77.0mGy mm、DWPの対応する値は72.7,17.7,263,53.9,96.4mGy mmであった。積はDWPを8から21%過小評価したが、DWPとよく相関していた。プロフィールのピーク線量とFWHMはともにパノラマ撮影のDWPに寄与する重要な量であり、またDAPはハイブリッド機で容易に測定でき、撮影の最適化ツールとして有望である。

CT用の光刺激ルミネセンス(OSL)線量計は有効長150mm幅6mmの薄膜(30μm)短冊で、本来ファントム中のCT線量指数を測定するため遮光性ポリカーボネイト樹脂円筒容器(長さ175mm直径12mm)に入れて提供される。パノラマ撮影のビームに対する空中での水平方向の線量プロフィールK_airを測定するためには容器によるビームの擾乱が生じないよう工夫する必要がある。幾種かの材料を検討し、パノラマ撮影装置の測定に適した容器を試作してそのエネルギー特性、角度依存性、空間分解能等を一般撮影用X線装置で研究し校正法を確立した。本手法を用いパノラマ撮影装置4台についてビーム高さ位置hで線量プロフィールK_air,hを測定したところ、OSL線量計は熱ルミネセンス線量計より高い空間分解能と優れた線量応答直線1生によって高精度に測定ができた。また日本品質保証機構で校正されたペンシル型CT電離箱(Radcal10x5-3CT)を用いて同じ箇所の線量幅積DWP_hの測定値と比較した結果5%以内の正確さであった。さらにビーム射出口に面積線量計(PTW DiamentorM4)を設置してモニターし、空中で同時照射したOSL線量計とX線フイルム(Kodak X-Omat)によるビーム高さの測定値Hを用いて面積線量DAPを∫DWP_hdhのHまでの積分値と比較したところ両者は6%以内で一致した。面積線量計は患者撮影中のDAPをモニターでき最近市販されているパノラマ撮影と歯科用コーンビームCTが切り替えて撮影できるハイブリッド機種やセファロオプション付きの機種に対しても有用である。しかし今後パノラマ撮影ビームの著しく不均一な線量分布を詳細に研究し面積線量計を正確に校正するために、線量プロフィールの測定に加えてフイルムスキャナーやイメージングプレートを用いた線量分布の測定も必要と思われた。
細胞機能の自由なデザインを実現する革新的細胞の創出

本研究では、多細胞性シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120が形成する分化細胞の機能をゲノムレベルで改変する技術を開発し、自由にその働きをデザインし、コントロールすることができる細胞を創り出す。本研究で開発する細胞を利用することで、細胞内資源が競合しない物質生産ホストとして、これまでは少量しか生産できなかった物質、例えば医薬品として期待される二次代謝産物などの大量生産を実現することも期待できる。
状況に依存した行動命令を解釈するためのロボット用状況認識機構の構築

本年度は、前年度までの状況に依存した行動命令解釈機構を拡張した。前年度まで扱って来た解釈は、センサ情報とロボットの行動を元に行うものであった。本年度は、状況の概念をロボットの身体イメージにまで拡張し、身体イメージと行動命令に関する研究を行った。具体的には、人間の身体パーツを模した目と腕パーツ(ディスプレイロボット)を開発した。ディスプレイロボットは、家具や家電に直接貼付けることができ、貼付けられた物体が人間から擬人化されやすくなる効果を持つ。さらに、貼付ける物体や、貼付けるパーツの位置関係を変更することによって身体イメージを比較的容易に変えることができる。本年度は、ディスプレイロボットを用いて、身体イメージの変化と行動命令の関係について検証実験を行った。特に、ロボットの意図に関わる発話と身体イメージとの関係に関して検証を行った。つまり、物体が擬人化されることにより、人間が物体を能動的な主体であると解釈しやすくなる可能性を、ロボットの意図に関わる発話で探る。ここで扱う発話は、前年度までに研究を行って来た状況依存命令をロボットの主体性にまで拡張したものである。実験の結果、ディスプレイロボットが物体に付けられた場合には,人間は容易に、意図に関する発話を理解したのに対して、ディスプレイロボットを付けられていない場合には、意図性を感じさせる主体が周囲に存在しないため、人間は、物体からの発話を解釈することができなかった。本年度では、人間とのインタラクションに合わせて行動命令解釈に必要となるセンサ情報を集める状況認識機構SARを実現した。人間の自然言語では、指示語による方向指示や、副詞による量の表現が頻繁に用いられるので、コンピュータシステムで扱う上で定量的に表現できないといった問題があった。この問題は、自然言語を行動命令として用いる際に、ロボットの行動を厳密に指定できないことを意味しており、容易にロボットへ命令する際の障壁となっている。本研究では、ロボットに搭載されているセンサ情報を用いて状況認識機構SARを構築し、人間からの行動命令に用いられる指示語および量的表現の補完を試みる。具体的には、指示語「あっち」、「こっち」、「そっち」および副詞「もうすこし」と行動命令「向け」、「回れ」、「進め」の組み合わせを行動命令として扱った。また、ロボットとして人型ロボットRobovie(上半身人型、下半身車輪)を用いた。センサとしては、Robovieに搭載されているタッチセンサ、超音波距離センサ、エンコーダを用いた。行動命令の入力には、音声認識ソフトウェアを用いて、実際の人間の発話を取り込むのと同時に、適切なセンサ情報を選択した。今回作成したシステムは、人間からの行動命令は自然言語解析をされ、各フレームの形で命令を表現する。指示語や副詞は、格フレーム内の要素として一時的に格納される。一方、SARは、指示語や副詞とセンサ情報を結びつけるルールを持っている。また、ルールは、動詞情報に従って選択されるので、行動命令によって適応されるルールが異なる。SARは、ルールに従って指示語や副詞が格納された要素を、センサ情報によって具体的な量表現へと変換し、格フレームの要素を埋める。SARでは、行動命令として、指示語の指定にタッチセンサを用いて、人間が触れながら呼びかけた場合の方向の同定、および、ロボ.ットが前進し、停止後に与えられる命令「もうすこし進め」の距離の同定を実現した。本年度は、ロボットが実世界の状態を参照する際に必要となる情報を取得するために、センサネットワークを構築した。ロボットの状況取得は、ロボットに搭載されたセンサや、環境に配置されたセンサを利用することが殆どであった。しかし、ロボットが人間とコミュニケーションする際には、より細かく環境の情報を把握する必要がある。例えば、ロボットの周囲にどのような物が置かれており、それらの配置はどのようになっているのかといった、各物体に関する情報である。本研究では、物体にセンサを取り付け、取り付け関係に依存する形で世界の記述を生成する機構を開発した。物体に関する属性情報や推論規則を物体のクラス定義として用意することにより、センサネットワークに繋がれた物体間の関係を容易に論理表現に変換することを可能とした。さらに、物体にセンサが取り付けられると、クラス定義を基本としたデータ構造がインスタンスとして生成され、世界記述のベースとなる。具体的なデータ構造は、センサデータとメタデータで構成されており、世界の記述を記号処理によって容易に検索可能となっている。特に、記号処理と推論を用いたクエリインタフェースを用意し、実世界の状況検索をロボットから可能にした。本機構により、ロボットは、世界の状態の検索、監視をすることができ、人間とのインタラクションに必要となる情報をセンサネットワークより獲得可能となっている。また、事実を新規に追加可能なので、世界モデルを動的に更新することが可能となっている。

つまり、物体が擬人化されることにより、人間が物体を能動的な主体であると解釈しやすくなる可能性を、ロボットの意図に関わる発話で探る。ここで扱う発話は、前年度までに研究を行って来た状況依存命令をロボットの主体性にまで拡張したものである。実験の結果、ディスプレイロボットが物体に付けられた場合には,人間は容易に、意図に関する発話を理解したのに対して、ディスプレイロボットを付けられていない場合には、意図性を感じさせる主体が周囲に存在しないため、人間は、物体からの発話を解釈することができなかった。
排水の飲用再利用プロセスにおけるエンドトキシンの制御

28年度が最終年度であるため、記入しない。2014年度はLPS(リポサッカライド)エンドトキシンの凝集処理プロセスにおける挙動について検討した.本検討の目的は下水処理システムの処理水中に含まれるLPSエンドトキシン除去を行う最適条件を得ることにある.実験には札幌市内の下水処理施設(標準活性汚泥法)の処理水を採水して用いた.実験では凝集条件を変化させ,LPSエンドトキシン除去率の関係を検討した.実験より,次の結果を得た:1.処理水を凝集処理することにより,LPSエンドトキシンの除去率は最大71%に達する,2.凝集剤添加率を増加させると,LPSエンドトキシン除去率も増加するが,一定以上の添加率ではその増加効果が見られなくなく,3.凝集条件のうちpHについて検討した結果,pH=6.5が最適と判断された.また,下水処理水の利用(農業灌漑利用)に関する研究も開始した.この項目では,処理水中に含まれる窒素成分,塩分の土壌中における挙動のシミュレーションを目的とし, Hydrus 1D modelによるシミュレーションを可能となるように,パラメータのチューニング等を実施し,実験結果と計算値の比較により,その妥当性を検証した.2015年度は(1)再生水中LPSエンドトキシンの土壌処理の長期的運転結果の整理,(2)LPSエンドトキシンの凝集処理性の検討,(3)LPSエンドトキシンのelectro-adsorptive膜処理性の検討の3点について研究を実施した.(1)再生水中LPSエンドトキシンの土壌処理の長期的運転結果の整理:次の知見を得た:1再生中有機物の土壌カラムによる除去は最初,カラム上部に生じ,徐々にカラム下部へと除去域が移動していく,2エンドトキシン除去も有機物の除去と同様に,初期は上部,そして除去域が下部へと移動する傾向は同じであるが,除去域がより上部に限定される,3この理由として,「エンドトキシンとして毒性を発現する有機物は疎水性が強く,かつ分子量の大きな有機物であるため,土壌カラム上部により除去される」ことが推察された.(2)LPSエンドトキシンの凝集処理性の検討:再生水中のエンドトキシン活性を有する有機部物はリポーサッカライド様の構造をもった有機物であり,分子量が大きくかつ疎水性であることから,凝集処理により除去できる可能性がある.そこで,浄水処理に用いられているアルミ系の凝集剤を用い,凝集条件(pH,凝集剤濃度)とエンドトキシン活性除去性,有機物除去性の関係を実験的に検討した.その結果,従来から色度の除去で効果あると言われている,酸性側の凝集条件において,エンドトキシン活性除去率が高くなることが判明した.(3)LPSエンドトキシンのelectro-adsorptive膜処理性の検討:上述のようなエンドトキシン活性を示す有機物の特性を考慮し,electro-adsorptive膜によるエンドトキシン活性除去に関する予備的な検討を行い,除去の可能性があることが示された.2015年度に実施した3項目の検討のうち,最後のelectro-adsorptive膜を用いた除去に関する検討は当初の計画には無いものである.下水処理水からのLPSエンドトキシン除去について,順調に実験・検討が進んでいる.特に極めて短期間の間に実験装置を立ち上げ,下水処理水中のLPSエンドトキシンの凝集処理に関する最適な運転条件について知見を得ている.下水処理水の利用に関する項目では,2015年8月にベルギーで開催される国際会議で発表を予定している.水資源管理における排水再利用の重要性が認識され,飲用再利用に関する検討の必要性が増している背景を踏まえ,膜処理によるエンドトキシン活性除去に重点をおいて研究を進める.28年度が最終年度であるため、記入しない。下水処理水中LPSエンドトキシン除去について,凝集処理に関する実験を継続する.特に,最適な運転条件に関する検討では,統計的な手法を導入し,室内実験でカバーできる範囲のパラメータに加え,関連するパラメータの影響も考慮した解析を実施する計画である.また,下水処理水の利用に関する研究では,得られている実験結果を整理し,かつ,開発したシミュレーションモデルによる計算を行うことにより,土壌中での窒素・塩分挙動に関する論文を執筆する予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。
ナノ磁性材料の3次元磁気特性解析のためのX線強磁性共鳴顕微鏡の開発

本研究ではナノ磁性材料の3次元磁気特性を解析するためのX線強磁性共鳴顕微鏡を開発することを目的とした。本装置によってナノ磁性材料において重要な異方性磁界、飽和磁化、磁気ダンピング定数の3次元空間分布を定量評価することが可能になる。各要素技術の検討と研究開発を行った結果、機械学習を用いた計測効率化など、将来的なX線強磁性共鳴顕微鏡の実現に向けた一定の成果を得た。本研究の目的であるX線強磁性共鳴顕微鏡の実現のため、本年度はその第一段階として強磁性共鳴装置の開発を行った。強磁性共鳴は静磁場中に置かれた強磁性体に高周波磁場を印加した際の磁化の歳差運動を検出し、磁化のダイナミクスを調べる実験手法である。強磁性共鳴装置には導波管中に試料をおく方法とウェーブガイド上に試料を置く方法の2種類があるが、今後の放射光を用いたX線強磁性共鳴への適用を考慮し、本研究ではウェーブガイドを用いる方法を採用した。要素技術として以下の検討、研究開発を行った。(1)コプレーナ型ウェーブガイドを設計・製作し、ベクトルネットワークアナライザーを用いて040 GHzまでの周波数特性を計測した。(2)テスト計測用の試料としてMgO基板上に50 nmのFe薄膜、Ni薄膜、FePt薄膜を作成し、これらの磁気特性を確認した。(3)静磁場発生装置として小型の常伝導電磁石を用い、外部制御可能な直流電源と計測・制御システム用プラットホームであるLabVIEW (米国National Instruments社)を組み合わせた磁場自動掃引システムを構築した。(4)放射光実験へ向けて高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所・放射光科学研究施設(フォトンファクトリー: PF)において、スペクトラムアナライザーを用いて放射光の発生周期に同期した信号を取り出し、約500 MHzであることを確認した。さらにシグナルジェネレータにコムジェネレータを接続し500 MHz信号の高調波信号(1 GHz, 1.5 GHz等)を発生させることに成功した。当初の研究実施計画では平成27年度中に強磁性共鳴装置の開発を完了し、放射光を用いたX線強磁性共鳴装置のテスト測定までを行う予定であった。しかしながらコプレーナ型ウェーブガイドの製作・動作確認に予想以上に時間がかかり、当初の予定まで進捗しなかった。本研究ではナノ磁性材料の磁気特性を3次元的に解析する実験手法としてのX線強磁性共鳴顕微鏡の開発を目的とした。当初の研究実施計画では本年度は各要素技術の検討と開発を完了し、これらを組み合わせて計測システムを構築する予定であった。検討すべき要素技術が予想外に多く目的達成には至らなかったが、以下の研究開発により将来的なX線強磁性共鳴顕微鏡の実現に向けた進展があった。(1) X線強磁性共鳴顕微鏡では試料に数GHz程度の高周波磁場を印加して測定を行う。そこでその基礎技術として0.1 Hzから1 kHz程度の交流磁場を印加可能な電磁石システムを構築した。市販の電磁石と任意波形発生器を組み合わせることで簡易的な交流磁場印加システムを作製した。このシステムを磁気光学顕微鏡に組み込み、軟磁性材料の磁区構造の交流磁場下での挙動のリアルタイム観察に成功した。本研究開発で得られた知見はX線強磁性共鳴顕微鏡による高周波磁場かつnmスケールでの磁気特性計測に活用される。(2) X線強磁性共鳴顕微鏡で得られるシグナルは微弱でシグナル対ノイズ比が低いことが予想されるため、高感度かつ高効率な測定が必要である。そこで機械学習の手法を適用して測定を効率化するための検討を行なった。まずX線強磁性共鳴スペクトルではなく、静的なX線磁気円二色性スペクトルへの適用について検討した。ガウス過程モデルを用いたスペクトル形状の予測により、測定時間を大幅に短縮しつつ、従来型の測定と同程度の精度で磁気モーメントを定量評価可能であることがわかった。当初の研究実施計画よりも進捗状況にやや遅れが出ているものの、強磁性共鳴装置及びX線強磁性共鳴装置の開発に必要な要素技術の検討、開発はほぼ完了している。今年度はこれらの要素技術を有機的に組み合わせた計測システムを構築する。本研究の目的であるX線強磁性共鳴顕微鏡の実現のためには、走査型X線顕微鏡との融合が必要である。その際には試料空間の制約などから、静磁場印加環境の構築などにはさらなる検討が必要だと予想されるが、これらも並行して行う予定である。応用物理学当初計画ではX線強磁性共鳴装置を開発するための真空機器などを購入する予定であったが、進捗にやや遅れが出たため、本年度では一部の計測機器を購入するにとどまった。また予定していた論文発表、学会発表への支出がなかった。研究実施計画に基づき、研究開発状況からフィードバックをかけつつ、目的実現のための最適な計測システムを構築すべく予算執行する計画である。論文発表や学会発表の際の英文校閲料、旅費を支出する予定である。
実世界における表情表出の識別と情動表現の拡張

本研究では,表情を表出する過程で生じる表情筋活動の日常的・継続的な計測に基づき,表情表出を特定し表情の拡張を可能にする装着型インタフェースを実現し,被験者実験を通じて,その識別精度と頑健性に対する評価を行い,その有効性を明らかにした.ここで開発したインタフェースは,表情表出を阻害せずに識別が可能であるため,表情の定量的な計測のみならず,言語を用いずともロボットに継続的に教示を行うという新しいインタラクションの手法を提供するとともに,デバイスに備えたLEDの光提示による視覚刺激を利用し,表情表出に加えて相手の注意を引きつけるなど,表情の拡張という新たな応用への展開についても可能性を示した.本研究では,表情を表出する過程で生じる表情筋活動の日常的・継続的な計測に基づき,表情表出を特定し表情の拡張を可能にする装着型インタフェースを実現し,被験者実験を通じて,その識別精度と頑健性に対する評価を行い,その有効性を明らかにした.ここで開発したインタフェースは,表情表出を阻害せずに識別が可能であるため,表情の定量的な計測のみならず,言語を用いずともロボットに継続的に教示を行うという新しいインタラクションの手法を提供するとともに,デバイスに備えたLEDの光提示による視覚刺激を利用し,表情表出に加えて相手の注意を引きつけるなど,表情の拡張という新たな応用への展開についても可能性を示した.本研究は,顔側面からの生体電位信号に基づく実時間表情識別の基盤技術の確立,及び対人親和性の高い装着型表情推定装置の開発といった装置開発,画像計測では困難な状況・現場における表情計測を実証する実証実験,また情報環境への接続や対人コミュニケーションの解析実験といった応用展開に挑戦し,実環境における自然な表情表出の計測・記録・解析・提示を実現する.これにより,装着することにより実環境下で表情の取得及び実時間識別を可能とするまったく新しい技術の確立を目指す.これにより,表情表出に関する物理・生理・認知的特性の理解だけでなく,介護や医療の現場における応用と人々の生活の質の向上,また子供たち,青少年が笑顔により豊かな社会性を築く社会形成のために貢献する.本年度は,以下の通り4つのサブテーマ課題を同時並行で実施した.(1)実時間表情認識技術:信号処理技術の改良による笑顔の強度,また怒顔,中立顔,緊張顔,弛緩表情といった複数表情の認識率の向上のための基礎実験,(2)表情推定装置の改良:小型乾式電極の利用と精度検証,及び精度を保ちかつ小型の乾式電極の開発による対人親和性の高い装着型表情推定装置の開発,(3)表情計測実証実験:療法評価への応用として、発達障害児の表情計測へ応用し,療法前後の表情変化計測による療法効果計測支援に取組んだ.また,体育科学との連携により,運動中・前後の表情計測実験を実施し,笑顔表出とタイミングといった定量的な評価尺度導入の検討を行っている.(4)装着型表情計測応用:ロボットの動作教示へ応用し,ネットワークを通じた情報環境との接続に関する研究を実施した.本研究は,顔側面からの生体電位信号に基づく実時間表情識別の基盤技術の確立,及び対人親和性の高い装着型表情推定装置の開発といった装置開発,画像計測では困難な状況・現場における表情計測を実証する実証実験,また情報環境への接続や対人コミュニケーションの解析実験といった応用展開に挑戦し,実環境における自然な表情表出の計測・記録・解析・提示を実現する.これにより,装着することにより実環境下で表情の取得及び実時間識別を可能とするまったく新しい技術の確立を目指す.ここでは,表情表出に関する物理・生理・認知的特性の理解だけでなく,介護や医療の現場における応用と人々の生活の質の向上,また子供たち,青少年が笑顔により豊かな社会性を築く社会形成のために貢献する.最終年度は,以下の通り4つのサブテーマ課題を同時並行で実施した.(1)実時間表情認識技術:信号処理技術の改良と,キャリブレーションなしにより映像による指標に基づく表情認識率の向上のための基礎実験,(2)表情推定装置の改良:精度を保ちかつ小型の乾式電極を利用することによる対人親和性の高い新たな装着型表情計測インタフェースの開発を行い実証実験に応用した.(3)表情計測実証実験:発達障害児に対する療育活動評価の表情計測へ応用し,長期的な表情変化計測による効果計測支援に取組み,成果をあげた.(4)装着型表情計測応用:ロボットの動作教示へ応用し,ネットワークを通じた情報環境との接続に関する研究を実施し,提案手法は小児においても利用可能であることを示した.このほか,発達障害児のためのロボット介在活動を実施し,その評価に提案する表情計測法を応用する等,当初予定以上の成果を挙げることが出来た.本研究は,装着型表情推定技術の実現と高度化という目的に沿って(1)基礎研究(2)装置開発(3)実証実験(4)応用展開というサブテーマを明確に設定し同時に推進することで,提案手法の基盤技術をより深化させるとともに,実証実験を含めて大きく発展させるものである.平成24年度は,特に(1)実時間表情認識技術:顔表面からの電気生理信号に基づく実時間表情認識技術の確立に向けて、信号処理技術の改良による認識率の向上に成功した.(2)表情推定装置の改良:生理計測に基づく電極配置設計と生体信号処理の最適化を行った.(3)表情計測実証実験:対人コミュニケーションにおける表情認知支援への応用に着手し,実時間で表情表出を拡張するシステムの試作を行った.(4)装着型表情計測

応用:カメラ映像と併用し,実験セッションにおいて笑顔が表出された部分のみを抜き出す新たなシステムを構築し,共同研究を通じて行動評価用のインタフェースとしての有効性を検証し,成果を得た.4つのサブテーマは相互に関係しており、着実に成果を挙げている.特に、(1)(4)については短期的には計画以上に進展している.(3)は、引き続き実験を行うが、来年度はこれまでの実験結果に基づき、論文にまとめていきたい.25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究を効果的に進めるため,前述のサブテーマの主眼を,(1)基礎研究(2)装置開発(3)実証実験(4)応用展開と明確に設定して同時に推進しており,附属病院,共同研究先(発達障害研究所・民間企業等),体育や芸術学の協力者など,複数の研究協力者とともに研究の進捗状況を確認しながら慎重に研究を進めており,概ね順調に伸展していると言える.特に、(4)については新たな知見を元にロボットへの応用研究が始まる等,計画以上に進展している.発達障害児を対象とした表情表出の定量化実験を行なっているが,本実験に関連し,当初予定のロボットの動作教示から療育応用への有効性が見出されたことにより,新たに追加実験を行った.応用実験とともに、提案手法の有効性を検証するための基礎実験を行う.特に、被験者数を増やして精度検証実験を行っていきたい.25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,工学・生理学・認知科学との連携による「表情の物理・生理・認知特性の理解の深化」という学術的な意義だけでなく,これまで質的評価が行われて来た心理・認知科学分野の実験手法において,「表情の定量化」を通じた新たな評価手法を提供出来ること,情報環境を利用した笑顔の共有による情動表現の拡張といった新たなコミュニケーション手法の提案,画像計測では困難な場面での表情計測,リハビリテーションへの応用といった出口を見据えた応用研究も行っていく.さらに,生体電位信号を利用した表情識別の基盤技術をより深化させるという基礎研究とともに,実証実験を含めて大きく発展させていきたい.
ケイ素-ケイ素、ケイ素-炭素結合を繰り返し単位に有する新規立体規則性高分子の合成

含珪素高分子は古くからセラミックスの前駆体やシリコンオイルなどに用いられてきたが、近年、柔軟な主鎖骨格を有する液晶性高分子やσ電子共役系導電性高分子といった珪素の結合や電子状態を利用した新しいタイプの機能材料への応用にも展開が期待されつつある。しかしながら、これまでの含珪素高分子を用いた材料開発では、もっぱらその化学構造による分子設計が主であり、その立体規則性まで深く検討した報告例は全くなかった。本研究では、立体規則性あるいは光学活性含珪素高分子を合成することを目的とし、光学活性モノマーを合成し、それらの重合反応を検討した。この研究は、新しい材料開発という観点からだけでなく、光学活性モノマーを得る過程で、メンチルオキシシランなどの光学活性珪素化合物を出発原料とし、その光学純度を維持するような経路を珪素独自の反応性を利用して設計するという合成化学的見地からも興味深いものである。光学活性アリルシランを合成し、その重付加を検討した。得られたポリマーは、モノマーの光学純度を反映したアイソタクチシチーを示し、この重付加反応が立体選択的に進行することを明らかにした(Polym.J.,1998,30,1001.)。光学純度がほぼ100%の光学活性ビニルシロキサンの合成に成功し、その重付加反応により、アイソタクチックかつ光学活性なポリカルボシロキサンの合成に初めて成功した(Macromolecules,1998,31,5592.)。このとき副生する、光学活性な環状カルボシランの開環重合を行うと、アイソタクチックかつ光学活性で、高分子量なポリカルボシロキサンの合成に成功した(Macromolecules,1999,32,548.)。また、水分子という簡単な化合物とジシリルベンゼンからの脱水素カップリング反応により、結晶性の高いポリカルボシロキサンを得ることにも成功している(Macromolecules,in press.)。
アレルギー反応に及ぼす生体内脂質過酸化の影響

活性酸素によって生理的に生成すると考えられる過酸化脂質がアレルギー反応に及ぼす影響について培養細胞を用いて試験管内で調べた。アレルギー反応に関与する白血球の一種であるマスト細胞を培養し、人工的に刺激したときに培養上清中に放出されるヒスタミンなどの化学伝達物質を定量したところ、過酸化脂質分解物である4-ヒドロキシ-2-ノネナールはマスト細胞からのヒスタミン放出を促進した。生体内脂質過酸化がアレルギーを悪化させる可能性が示唆された。日本のアレルギー罹患率は近年増加傾向にあるが、アレルギー性疾患の症状を軽減する対策の一つとしてアレルギー抑制成分を含む食品の摂取が注目され、多くの研究が行われている。一方、アレルギー性疾患の症状を悪化させる物質についてはその存在が予見されているが、これまでのところその特定には至ってない。本研究の目的は、活性酸素による生体内脂質過酸化がアレルギー性疾患にどのような影響を及ぼすかを調べることである。1)アレルギー促進物質の評価法の確立我々は、マスト細胞によるアレルギー反応モデルとして、樹立細胞株RBL-2H3(ラット好塩基球由来)およびPB-3c(マウス骨髄由来)を用いてきた。アレルギー反応においてRBL-2H3およびPB-3cが放出するケミカルメディエーターは、主にヒスタミンおよびロイコトリエンB_4であるが、これまで高感度かつ再現性良くHPLCで定量する方法はなかった。そこで、細胞の刺激とケミカルメディエーター放出の条件を検討し、新たに逆相HPLCによる定量法を確立した。2)過酸化脂質がアレルギー反応に及ぼす影響1)で確立した評価法を用いて、リノール酸過酸化物およびその分解物(4-ヒドロキシ-2-ノネナール)が、アレルギー反応に及ぼす影響を調べたところ、細胞毒性を示さない濃度で有意な促進効果が認められた。また、リノール酸過酸化物を還元したものではアレルギー促進効果は認められなかった。これらの結果から、生体内脂質過酸化がアレルギー反応を増悪させる可能性が示唆された。1) IgE感作によるアレルギー促進物質の評価法の確立平成21年度は、樹立細胞株RBL-2H3(ラット好塩基球由来)およびPB-3c(マウス骨髄由来)をマスト細胞として用い、カルシウムイオノフォア刺激による評価方法を検討した。22年度は、RBL-2H3を用いてIgE感作刺激によって放出されるヒスタミンを測定することによる評価法を検討した。その結果、最適な抗原および抗体濃度が決定されるとともに、エタノール濃度が大きく影響することが明らかとなった。本法は、カルシウムイオノフォア刺激よりも生理的条件に近く、抑制メカニズムの解明に有用である。2) 4-ヒドロキシ-2-ノネナールがアレルギー反応に及ぼす影響21年度の結果から、炎症反応にも関与する4-ヒドロキシ-2-ノネナールのアレルギー促進作用が強いことが明らかになったため、22年度は1)で確立した方法を用いて評価を行った。その結果、カルシウムイオノフォア刺激の場合と同様に、4-ヒドロキシ-2-ノネナールはアレルギー反応を促進する傾向が認められ、過酸化脂質分解物がアレルギー反応を増悪させる可能性が示唆された。1)過酸化脂質がアレルギー反応に及ぼす影響21-22年度の結果から、13-ヒドロペルオキシリノール酸(13-HPODE)および4-ヒドロキシ-2-ノネナール(HNE)は、ヒスタミン放出促進作用を示すことが明らかになった。そこで23年度はもう一つのケミカルメディエーターであるロイコトリエン(LT)の放出に対する13-HPODEおよびHNEの影響をマウス骨髄由来マスト細胞を用いて調べた。その結果、13-HPODEおよびHNEともにLTB4放出に対して影響を及ぼさないことが明らかとなった。2)HNEがマスト細胞のヒスタミン放出におけるシグナル伝達に及ぼす影響22年度に認められたHNEのアレルギー促進作用のメカニズムを明らかにするため、シグナル伝達に及ぼす影響をウエスタン解析で調べた。マスト細胞としてラット好塩基球由来細胞を用い、IgE感作によって刺激することでヒスタミン放出を誘導した。その結果、比較的上流のシグナル伝達物質であるSykのリン酸化を促進している可能性が示唆された。