hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TIMPs遺伝子発現複製型ウイルスによる悪性脳腫瘍に対する遺伝子治療の基礎的研究

本研究では、遺伝子組み換えにより多遺伝子機能を欠損させた複製型単純ヘルペスウイルス(HSV)G207による抗腫瘍効果に、浸潤に関与するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)の抑制因子であるTIMP-2を組み合わせ治療効率の向上を試みた。G207は、HSV-1のゲノムがらICP6とICP34.5を不活化させたもので、腫瘍細胞でのみ複製増殖し細胞を障害させることがすでに申請者らによって明らかにされている。G207はまた、抗ウイルス剤であるガンシクロビルに対する高感受性と、39度では複製しないという温度感受性を獲得しており、野性型への復帰も無視できる程度に低率のため臨床応用への安全性も高い。しかし、非常に速い速度で増殖中の腫瘍では、ウイルスの複製増殖が腫瘍の増殖に追い付かず、治療効果が十分に得られなかった。そこで本研究ではTIMP-2を同時に作用させ浸潤を抑制した場合の効果につき検討を行った。TIMP2製剤をウイルス感染と組み合わせると、ウイルスの殺細胞効果が増強されたため、より実用的で効率の良い方法にする目的でTIMP2を組み込んだアンプリコンプラスミドを作製後、TIMP-2発現defective HSV vectorの作製を行い、各種脳腫瘍細胞においてウイルスの殺腫瘍細胞効果とTIMP2の発現を解析し、reverse zymographを用いて発現させたTIMP2の機能解析を行った。複製可能HSVを感染させるとウイルスそのものにより細胞数が減少するためMMPの発現量は減少するが、TIMP2発現defective particleを同時に感染させることで、MMP活性の抑制が確認された。さらにtranswell chamberを用いて細胞の浸潤能、および細胞障害程度を定量化した結果、TIMP2発現defective HSV vectorを感染させた場合、両者の相加効果により、治療効果を最も高められることが確認された。本研究は、遺伝子組み換えにより多遺伝子機能を欠損させた複製型単純ヘルペスウイルス(HSV)G207による抗腫瘍効果に、浸潤に関与するマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMPs)の抑制因子であるTIMP-2を組み合わせ、治療効率の向上を試みるものである。G207は、HSV-1のゲノムがらICP6とICP34.5を不活化させたもので、リボヌクレオチド還元酵素を発現する腫瘍細胞でのみ複製増殖し、腫瘍細胞を障害させることがすでに申請者らによって明らかにされている。G207はまた、抗ウイルス剤であるガンシクロビルに対する高感受性と、39度では複製しないという温度感受性を獲得しており、野性型への復帰も無視できる程度に低率のため、臨床応用への安全性も高いことが証明されている。しかし、非常に速い速度で増殖中の腫瘍細胞や、すでにある程度の大きさに達した腫瘍では、ウイルスの複製増殖が腫瘍の増殖に追い付かず、治療効果が十分に得られなかった。そこで、ある種のグリオーマなど、MMPsを過剰発現している腫瘍細胞の浸潤能を抑えることが知られているTIMPs、とりわけ本研究ではTIMP-2を同時に作用させ浸潤を抑制した場合の効果につき検討を行った。本年度は、まずTIMP-2の製剤であるBB94を組み合わせた場合の効果につき、transwell chamberを用いたin vitroの系で検討を行った。Matrigelをコートした膜上層に、ヒト神経膠芽腫の細胞株であるU87-MG細胞を培養した場合(control)、それにG207の感染のみを行った場合、BB94のみを添加した場合、G207感染とBB94添加の両者を組み合わせた場合、の4種類につき、下層への移動細胞数を測定することで細胞の浸潤能、および細胞障害程度を定量化した。その結果、両者を組み合わせた場合が最も治療効果が高まることが確認された。

さらに、TIMP-2を発現するプラスミドベースのdefective HSV vectorの作製を行い、それを用いて解析中である。本研究では、遺伝子組み換えにより多遺伝子機能を欠損させた複製型単純ヘルペスウイルス(HSV)G207による抗腫瘍効果に、浸潤に関与するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)の抑制因子であるTIMP-2を組み合わせ治療効率の向上を試みる。G207は、HSV-1のゲノムがらICP6とICP34.5を不活化させたもので、腫瘍細胞でのみ複製増殖し細胞を障害させることがすでに申請者らによって明らかにされている。G207はまた、抗ウイルス剤であるガンシクロビルに対する高感受性と、39度では複製しないという温度感受性を獲得しており、野性型への復帰も無視できる程度に低率のため臨床応用への安全性も高い。しかし、非常に速い速度で増殖中の腫瘍では、ウイルスの複製増殖が腫瘍の増殖に追い付かず、治療効果が十分に得られなかった。そこで本研究ではTIMP-2を同時に作用させ浸潤を抑制した場合の効果につき検討を行った。本年度は、昨年度行ったTIMP-2の製剤であるBB94を組み合わせた場合に引き続き、TIMP-2を発現するプラスミドベースのdefective HSV vectorの作製を行い、それを用いてtranswell chamberを用いたin vitroの系で検討を行った。Matrigelをコートした膜上層に、ヒト神経膠芽腫の細胞株であるU87-MG細胞を培養した場合(control)、それにG207の感染のみを行った場合、BB94のみを添加した場合、TIMP-2発現defective HSV vectorを感染させた場合、の4種類につき、下層への移動細胞数を測定することで細胞の浸潤能、および細胞障害程度を定量化した。その結果、defective HSV vectorを感染させた場合が最も治療効果が高まることが確認された。
長寿遺伝子をターゲットとしたアンチエイジング食品の開発とその機能性の分子基盤

長寿遺伝子SIRT1の発現を増強する乳酸菌T2102株が示す結腸がん細胞の増殖抑制効果について、その分子基盤を明らかにするとともに、多面的解析及びin vivo解析を通じて、T2102株のがん抑制能を評価することを目的として研究を行った。分子基盤としては、SIRT1の下流因子であり、結腸がん細胞の増殖を促すβ-カテニン及びβ-カテニンの下流因子の一つで、テロメア伸長酵素であるテロメラーゼについてもヒトテロメラーゼ触媒サブユニット遺伝子(hTERT)を対象として調べ、T2102株が及ぼす大腸ガン由来細胞株の増殖抑制と細胞老化に関係性があることを明らかにした。また、多面的解析としては、DLD-1細胞の接触阻止能、軟寒天培地上でのコロニー形成能、及びヌードマウスに接種後の造腫瘍能について検証を行い、有意な効果があることを明らかににしている。本年度は、マウス試験におけるさらなる評価方法の構築ならびに抗老化関連遺伝子の発現変化やヌードマウスの再現性の確認を行った。まず、マウス試験であるが今後の指標として大腸ガンモデルマウスであるAPC-/-マウスを用い、その評価方法としてポリープ数の増減、腫瘍部位の切片組織を用いてβ-カテニンタンパク質の免疫染色法を行い、腫瘍形成能に対する効果について検証することとする。また、T2102株によるhTERT発現を抑制するps38 MAPKの発現量に対する効果について免疫染色法により検証を行った結果、T2102株によりp38の発現が増強する傾向が確認できた。さらに、ヌードマウスにおいて腫瘍抑制効果についての再現性の確認を行ったとともに、摘出した腫瘍部位からのタンパク質及びRNAの抽出について今後検討することとする。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、長寿遺伝子SIRT1の発現を増強する乳酸菌T2102株が示す結腸がん細胞の増殖抑制効果について、その分子基盤を明らかにするとともに、多面的解析及びin vivo解析を通じて、T2102株のがん抑制能を評価することを目的として研究を行った。分子基盤としては、T2102株はSIRT1の発現量を増強し、β-カテニンを脱アセチル化するとともに、β-カテニンを消失させ、その結果としてT2102株はDLD-1細胞の増殖を強く抑制することが明らかとなった。さらに、結腸がん細胞においてβ-カテニンにより制御されるヒトテロメラーゼ触媒サブユニット遺伝子hTERTの発現もT2102株が抑制することが明らかとなるとともに、その結果として細胞老化が誘導されることが明らかとなった。また、T2102株のDLD-1細胞に対する造腫瘍能抑制効果に対する効果について多面的解析を行った。まず、T2102株で処理をしたDLD-1細胞を長期培養した後、クリスタルバイオレットにて染色し、接触阻止能について検証した。次に、軟寒天培地上で長期培養時のコロニー形成能を検証した。さらに、ヌードマウスにDLD-1細胞及びT2102株を同時移植した後、接種後の造腫瘍能を検証した。その結果、軟寒天培地を用いた足場非依存性増殖の抑制、コロニー形成能の抑制、及びヌードマウスにおける造腫瘍能の抑制により明らかになった。以上の結果より、T2102株はDLD-1細胞において、SIRT1の活性化を通じたβ-カテニンの抑制とその結果としてのhTERTの抑制及び細胞老化誘導を引き起こすことが明らかになるとともに、がん抑制活性を示すことが明らかとなった。つまりT2102株は、SIRT1活性化を通じた結腸がんの抑制効果を有する食品としても機能しうるものと考えられた。T2102株による結腸がん抑制効果について検証を行った。分子基盤としては、SIRT1の下流因子であり、結腸がん細胞の増殖を促すβ-カテニン及びβ-カテニンの下流因子のhTERTを対象として調べ、T2102株が及ぼす増殖抑制と細胞老化との関係性を検証した。T2102株を添加したDLD-1細胞、SIRT1を強制発現したDLD-1細胞、不活性化型SIRT1を導入した後T2102株を添加したDLD-1細胞各々において、β-カテニンの活性をプロモーターアッセイ及びウェスタンブロット法によりした。また、テロメラーゼ及び細胞老化との関与についてT2102処理、SIRT1導入、不活性化型SIRT1導入した後T2102株を添加したDLD-1細胞及びテロメラーゼを強制発現したDLD-細胞、テロメラーゼ発現をノックダウンしたDLD-1細胞を用い、それぞれにおけるテロメラーゼ発現及び細胞老化表現型をプロモーターアッセイ及びSA-β-gal活性を測定することで検証した。その結果、T2102株はSIRT1を増強し、β-カテニンを脱アセチル化するとともに、β-カテニンを消失させ、その結果としてT2102株はDLD-1細胞の増殖を強く抑制することが明らかとなった。さらに、結腸がん細胞においてβ-カテニンにより制御されるhTERTの発現もT2102株が抑制することが明らかとなるとともに、その結果として細胞老化が誘導されることが明らかとなった。多面的解析としては、まずT2102株で処理をしたDLD-1細胞を長期培養した後、クリスタルバイオレットにて染色し、接触阻止能について検証した。

その結果、軟寒天培地を用いた足場非依存性増殖の抑制、コロニー形成能の抑制、及びヌードマウスにおける造腫瘍能が低下した。長寿遺伝子SIRT1の発現を増強する乳酸菌T2102株が示す結腸がん細胞の増殖抑制効果について、その分子基盤を明らかにするとともに、多面的解析及びin vivo解析を通じて、T2102株のがん抑制能を評価することを目的として研究を行った。分子基盤としては、SIRT1の下流因子であり、結腸がん細胞の増殖を促すβ-カテニン及びβ-カテニンの下流因子の一つで、テロメア伸長酵素であるテロメラーゼについてもヒトテロメラーゼ触媒サブユニット遺伝子(hTERT)を対象として調べ、T2102株が及ぼす大腸ガン由来細胞株の増殖抑制と細胞老化に関係性があることを明らかにした。また、多面的解析としては、DLD-1細胞の接触阻止能、軟寒天培地上でのコロニー形成能、及びヌードマウスに接種後の造腫瘍能について検証を行い、有意な効果があることを明らかににしている。本年度は、マウス試験におけるさらなる評価方法の構築ならびに抗老化関連遺伝子の発現変化やヌードマウスの再現性の確認を行った。まず、マウス試験であるが今後の指標として大腸ガンモデルマウスであるAPC-/-マウスを用い、その評価方法としてポリープ数の増減、腫瘍部位の切片組織を用いてβ-カテニンタンパク質の免疫染色法を行い、腫瘍形成能に対する効果について検証することとする。また、T2102株によるhTERT発現を抑制するps38 MAPKの発現量に対する効果について免疫染色法により検証を行った結果、T2102株によりp38の発現が増強する傾向が確認できた。さらに、ヌードマウスにおいて腫瘍抑制効果についての再現性の確認を行ったとともに、摘出した腫瘍部位からのタンパク質及びRNAの抽出について今後検討することとする。多面的解析により明らかとなったT2102株による造腫瘍能の抑制効果に対してさらなる検証を行う。再度、nヌードマウスにT2102株処理を施したDLD-1細胞を移植させ、前回と同期間飼育後腫瘍を取り出し、タンパク及びRNAを組織から抽出しβ-カテニン量及びSIRT1量などを定量RT-PCR、ウエスタンブロッティングを用いて解析する。また、β-カテニンの抑制因子であるAPC遺伝子に変異を有し、β-カテニン依存的なポリープ形成から結腸がんを発生するAPCmin/+マウスを用いて、T2102株を繰り返し投与後、大腸ポリープの数・サイズ、腫瘍組織におけるβ-カテニンの発現・活性、テロメラーゼの発現、細胞老化表現型を検証する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
鳥関連過敏性肺炎の診断のための標準的検査方法の確立

過敏性肺炎の一種である鳥関連過敏性肺炎は、ハトを含む鳥類のフンや羽毛の吸入により生じるが、血清中の鳥由来抗原に対する特異抗体の検出や、患者特異的な免疫応答を評価するための免疫学的検査は、これまでハトフンや血漿などの粗抗原を使用していたことから標準的な方法が存在しなかった。本研究は、申請者らが明らかにしたハトフン、血清に共通して含まれる原因抗原タンパクであるハトIGLL-1(Immunoglobulin lambda-like polypeptide-1)を標準化抗原とした、鳥関連過敏性肺炎の診断に寄与する検査方法の確立を目標としている。過敏性肺炎の診断に際し、抗原に対する特異抗体の検出がスクリーニングとして最も有用であることから、まずsandwich ELISA法による血清中のハトIGLL-1に対する特異抗体(IgG)量の測定系を確立すべく、哺乳動物細胞発現系を用いたハトIGLL-1のリコンビナントタンパク精製と抗ハトIGLL-1モノクローナル抗体の作製を進めている。精製したリコンビナントタンパクと抗体を用いて、患者、対象疾患患者、健常者で比較を行い、鳥関連過敏性肺炎診断の有用性について評価を行う。【2018年度実施】1)ハトIGLL-1のリコンビナントタンパク精製:ベクター構築カワラバト由来のIGLL-1遺伝子を合成、発現ベクターを構築した。2)哺乳動物細胞発現系を用いたタンパク発現作製した発現ベクターをヒト細胞へ導入してリコンビナントタンパクの精製を進めている。鳥関連過敏瀬肺炎の原因抗原タンパクであるハトIGLL-1のリコンビナントタンパクを精製するため、ワラバト由来のIGLL-1遺伝子を合成し、発現ベクターを構築した。哺乳動物細胞発現系で精製することとし、現在、作製した発現ベクターをヒト細胞へ導入し、まず少量でタンパク発現から精製までの工程をすすめている。2021年度が最終年度であるため、記入しない。2018年度に大腸菌発現系を用いて抗原候補タンパクのリコンビナントタンパクを作製したうえでモノクローナル抗体の作製やリコンビナントタンパクを添加抗原として使用した末梢血リンパ球の増殖定量試験を行う予定であったが、検討の結果、抗原をよりnativeかつ、効率的に大量発現できるよう哺乳動物細胞発現系でリコンビナントタンパクを作製する方針となり計画を変更、未使用額が生じた。
川崎病初期治療におけるシクロスポリンA作用メカニズムの新たな分子遺伝学的解明

我々は、重症川崎病(KD)を対象に初期治療としてIVIG単独療法とIVIG+シクロスポリンA(CsA)併用療法の有用性を比較する多施設共同医師主導治験を開始した。本研究は、重症KDにCsAを用いた初期治療前後における血液検体を用いて、IVIGやCsAの作用機序を解明することが目的である。当院で本治験に参加した患者数が13例となった。これらの患者の血液検体からRNA抽出と血清分離を行い、遺伝子発現量の測定の準備を行った。また、IVIG有効群、無効群、IVIG+CsA併用療法有効群、無効群、計11例29時点で、炎症性サイトカイン(sIL-2R,IL2,4,6,10,TNF等)の測定を行った。我々は、ガンマグロブリン静注療法(IVIG)不応の重症川崎病(KD)にシクロスポリンA(CsA)が有効であると報告(Pediatr Infect Dis J. 2011)し、このデータに基いて2014年5月から多施設共同で、重症KDを対象に初期治療としてIVIG単独療法とIVIG+CsA併用療法の有用性を比較する医師主導治験を開始した。一方、CsAの効果発現の詳細なメカニズムは、今なお不明である。本研究は、重症KDにCsAを用いた初期治療前後における、1細胞内シグナル伝達物質(STAT1,3,5, NFAT等)、2各種サイトカイン(sIL-2R, IL-2,4,6,10,TNF等)、3サイトカイン遺伝子発現レベルの変化をIVIG単独治療群と比較検討し、CsAの作用機序を解明することが目的である。KD血管炎の発症進展における細胞性免疫、液性免疫の関与する経路を解明し、IVIGやCsAの作用点をも明らかにし、重症KDの病態が解明できれば、治療法に新たな道が開け、重症KD治療のガイドライン作成にも多大な影響を及ぼし、CAL発症予防など、患者に多大の福音をもたらすと思われる。2015年度までに、当院にて本治験に参加した患者数が12例となった。6例がIVIG単独療法群で、6例がIVIG+CsA群であった。現在、これらの患者の血液サンプルから血漿分離を行い、また、RNA採取用試験管にて血液を凍結保存し、各種サイトカインの測定、遺伝子発現量の測定の準備を行っている。2015年度末までに、12例の症例の血液サンプル、臨床データの集積ができている状態である。当初の計画に沿って研究が進んでいる。KD血管炎の発症、進展における細胞性免疫、液性免疫の関与する経路を解明し、IVIGやCsAの作用点をも明らかにし、重症KDの病態が解明できれば、治療法に新たな道が開け、重症KD治療のガイドライン作成にも多大な影響を及ぼし、CAL発症予防など、患者に多大の福音をもたらすと思われる。2016年度までに、当院にて本治験に参加した患者数が13例となった。5例がIVIG単独療法群で、8例がIVIG+CsA群であった。本治験の患者登録期間は2016年9月に終了し、現在、これらの患者の血液サンプルから血清分離を行い、また、RNA採取用試験管にて血液を凍結保存している。現在、血清サンプルを用いて、各種サイトカイン(sIL-2R, IL-2,4,6,10,TNF等)の測定を行い、また、RNAの抽出、精製を行い、real time RT PCRによる細胞内シグナル伝達物質(STAT1,3,5, NFAT等)の遺伝子発現量の測定の準備を行っている。2016年度内に症例登録が終了し、血液サンプル、臨床データ獲得をすることができた。我々は、ガンマグロブリン静注療法(IVIG)不応の重症川崎病(KD)にシクロスポリA(CsA)が有効であると報告(Pediatr Infect Dis J.2011)し、このデータに基いて2014年5月から多施設共同で、重症KDを対象に初期治療としてIVIG単独療法とIVIG+CsA併用療法の有用性を比較する医師主導治験を開始した。本研究は、重症KDにCsAを用いた初期治療前後における、1細胞内シグナル伝達物質、2各種サイトカイン(sIL-2R, IL-2,4,6,10,TNF等)、3サイトカイン遺伝子発現レベルの変化をIVIG単独治療群と比較検討し、CsAの作用機序を解明することが目的である。

KD血管炎の発症、進展における細胞性免疫、液性免疫の関与する経路を解明し、IVIGやCsAの作用点をも明らかにし、重症KDの病態が解明できれば、治療法に新たな道が開け、重症KD治療のガイドライン作成にも多大な影響を及ぼし、CAL発症予防など、患者に多大の福音をもたらすと思われる。本年度までに、本治験への患者登録が終了し、当院にて本治験に参加した患者数が13例となった。5例がIVIG単独療法群で、8例がIVIG+CsA群であった。現在、これらの患者の血液サンプルから血清分離を行い、また、RNA採取用試験管にて血液を凍結保存している。RNAの抽出、精製を行い、real time RT PCRによる細胞内シグナル伝達物質(STAT1,3,5, NFAT等)の遺伝子発現量の測定の準備を行っている。また、現在、IVIG有効群、無効群、IVIG+CsA併用療法有効群、無効群、計11例29ポイントで、炎症性サイトカイン(sIL-2R, IL2, 4, 6, 10, TNF等)の測定をすでに行い、経時的変化について解析中である。我々は、重症川崎病(KD)を対象に初期治療としてIVIG単独療法とIVIG+シクロスポリンA(CsA)併用療法の有用性を比較する多施設共同医師主導治験を開始した。本研究は、重症KDにCsAを用いた初期治療前後における血液検体を用いて、IVIGやCsAの作用機序を解明することが目的である。当院で本治験に参加した患者数が13例となった。これらの患者の血液検体からRNA抽出と血清分離を行い、遺伝子発現量の測定の準備を行った。また、IVIG有効群、無効群、IVIG+CsA併用療法有効群、無効群、計11例29時点で、炎症性サイトカイン(sIL-2R,IL2,4,6,10,TNF等)の測定を行った。2016年度も症例数を増やし、血液サンプル、臨床データの集積を継続して行う。また、RNAの抽出やサイトカインの測定などを同時並行して行ってゆく予定である。2016年度内に、血液サンプル、臨床データの集積が終了したため、2017年度は、RNAの抽出、real time RT PCRの施行、血清からの炎症性サイトカイン定量、臨床データの解析を進めてゆく予定である。小児循環器当初購入を計画していたサーマルサイクラーが、他の研究費により購入を行い、使用が可能なため、本科研費からの支出をする必要がなくなり、剰余金が発生した。当初計画していた購入予定のサーマルサイクラーを他の研究資金で購入できたため、余剰金が生じた。臨床データの集積、血液サンプルの収集に本年度を費やしたため、試薬等の購入が予定よりも少なくなった。2016年度は、試薬の購入等に計画的に資金を充填する予定である。2017年度は炎症性サイトカインの測定、real time RT PCRによる遺伝子発現量の測定を行う予定であり、試薬の購入に資金を充てる予定である。
持久性トレーニングが動脈の筋原性・流量依存性血管調節機構に及ぼす影響

本研究の目的は、骨格筋へのfeed arteryの筋原性および流量依存性血管調節機構に及ぼす長期間の持久性トレーニングの影響をラット骨格筋feed arteryの摘出標本を用いて検討することである。初年度の1999年度においては、ラットの大腿薄筋のfeed arteryを用いて、筋原性および流量依存性の血管調節機構の相互作用について検討することを目的とした。実験には78週齢のWistar系雄ラットを用い、ペントバルビタール(5mg/100g)麻酔下のラットより大腿薄筋へのfeed artery摘出標本を作成した。摘出標本は、液温37°C、pH7.4に維持したクレブス重炭酸緩衝液中で径100μmのガラス微小管へ接続した。経壁庄変動に対する大腿薄筋第一分岐細動脈の血管径及び壁厚の変化を潅流圧・流量調節装置及び血管径・壁厚測定装置を用いて測定した。測定結果は、PowerLabを介してコンピュータへ取り込みデータを処理した。血管内圧は、20mmHgより160mmHgまで20mmHg刻みで上昇させた。本研究において血管内圧を変動させることによる血管系の変化(筋原性血管調節)が、大腿薄筋の第一分岐細動脈においても観察されることが確認された。血流速度の増大に伴う血管拡張(流量依存性血管拡張)については、先行研究において筋原性血管反応を減弱させると一部報告されているが、本研究では一致した結果をえられず、さらに検討が必要であると考えられる。実験計画の2年度目にあたる2000年度においては、筋原性血管応答と流量依存性血管拡張機構の相互作用およびこれらの血管調節機構に及ぼす持久性トレーニングの影響について検討する予定である。
虚血再潅流障害における消化管粘膜内NO合成酵素の分布と活性の変動について

虚血再潅流時における粘膜のNitric Oxide Synthase(NOS)の活性変化について研究を行なったが、現在までのところn数は少ない為、確定的なことは結論づいていないが、胃粘膜においては虚血再潅流直後にはconstitutive type NOS活性の軽度上昇を認め、再潅流後30分ではconstitutive type NOS活性の低下を認めることが判明している。また、inducible type NOS活性は再潅流直後には活性の著名な変化を認めていないが、再潅流後30分では軽度の上昇を認めている。小腸粘膜においても、NOS活性は胃粘膜とほぼ同様の活性変化を呈し、虚血再潅流直後にはconstitutive type NOS活性の軽度上昇と、再潅流後30分でのconstitutive typeの活性低下を認めている。inducible type活性は再潅流直後には活性の変化はないが、再潅流後30分では軽度の上昇を認めた。小腸におけるパイエル板部とそれ以外の粘膜のNOS活性変化は測定を行なっても、差は現在までのところ認めておらず、実験の操作上のpreparationの問題等があるものと思われ、今後も実験を継続してゆく方針である。虚血前の状態(control)ではNOS活性は胃・小腸のそれぞれの粘膜においてconstitutive type優位の活性と呈しており、これは諸文献の結果と一致している。また、今後の発表等のは、一部ではあるが、消化器病学会・腸管作動物質学会等にて平成6年度内又は継続してそれ以後に発表してゆく予定としている。
脳イメージングを取り入れたインタラクションデザインによるテキスタイルの創製

テキスタイルが誘発する質感や美しさなどのヒトの感情を動かす感性と素材特性の関係を表現できる一つの指標の開発を試みた。人が布から受ける感覚に関する基礎研究として、心地よい温感/冷感に関与する脳部位を特定した。また皮膚と布間の熱移動に関係が深い布構造を考慮した詳細な熱移動モデルを提案した。布をインターフェイスとして他の材料の特性を予測するデザイン設計を試みた。そしてタイの手織物を用いての印象評価と木の皮の質感の間に類似性が存在することを示した。高島ちぢみを用いて触感と視感によるデザインの嗜好と素材の関係を明らかにし、好まれる布の特性とその先に考えられる衣服のシルエットを予測した。テキスタイルの物性評価、官能評価と人が布を評価した時に発現する脳活動を関係づけながら一つの指標を構築するために、4つのアプローチを行った。1)触感:天然繊維の触感は水分率に影響されることが知られている。綿の高島ちぢみを用いて、布の評価システムであるKES-FBシステム,それに試験片周囲の環境湿度を変化させるアタッチメント式の湿度コントロールシステムを併用し、伸長特性の変化を詳細に調べた。その結果、相対湿度70%RH付近で伸び特性が急激に変化することが分かった。(論文発表済み)2)触った時の熱移動も重要であることから、熱伝導率の測定とテキスタイル内の熱移動をシミュレーションするための2次元モデルを構築した。布の構造は平織りとし、繊維の熱伝導率の高い高密度ポリエチレンフィラメント糸、綿糸、羊毛糸からなる布を想定した。実際、これらの糸から研究室で布試料を作成した。3)官能検査は、見る距離を変化させた時の綿織物の印象評価を素材、色など様々な布を用いた場合と、ベースの色を黒に統一した布について、球に布をかけた状態で行った。その一部を国際会議で発表した.また、官能検査を進める中で、触感も加えることにした。4)ヒトは、布の触覚的な質感を見るだけで感じ取ることができる。これには感覚モダリティーに依存しない質感の神経表象が関与していると考えられる。この仮説を検証するため脳イメージング実験を行った。布の硬さを触って判断しているときと、映像を見て判断しているときの脳活動を測定した。同じ硬さの布を触っているときと見ているときで、類似した脳活動パターンが左腹側頭頂間野で見られた。これらの活動は視覚・触覚共通の質感表象に関与していると考えられる。この成果をまとめ、北米神経科学学会にて発表した。綿の高島ちぢみを用いた実験が順調に進み、新しいテキスタイルの提案ができた。また、布の異方性を考慮したシミュレーションモデルも2次元でほぼシミュレーションができるところまできた。ただ、冷温感の官能評価実験に供する試料の選定に必要な官能検査が遅れたため、脳イメージング実験がやや遅れ気味であるが、研究初年度としては、おおむね順調に進んでいると思われる。「触感と熱移動特性」と「審美性や高級感」の指標化にむけたテキスタイルに絞り、目標にしている3つの視点(見え方,触感/視感、情動)について下記のアプローチを連携して研究を進めた。1)触感と熱移動特性:昨年、織物構造を考慮し、糸の軸方向、織物の厚み方向で熱移動特性を変えた状態をシミュレーションする2次元モデルを作った。このモデルを使って、布を5層まで重ねた時に、布の各層間の接触による抵抗や空気の位置を考えて、熱移動を予測することを試みた。その結果、熱伝導率の異なる3種類の織物について、実験とシミュレーションから、布の内部での熱の移動の異方性を予測することができた。(論文発表済)また、3次元モデルを新たに構築した。このような布が皮膚に接した時に感じる暖かい/冷たい感覚によってどのような脳活動が見られるのか、f-MRI実験に着手した。まず、実験に必要な環境を整えるため、数種類の布を使って、どのような刺激にするのか、環境温度、手順等、予備実験を続けながら、ほぼ実験条件を決めることができた。2)テキスタイルの嗜好や美しさの指標化:昨年は、綿の高嶋ちぢみを用いて、伝統織物に内在する機能性、特に湿度環境を変えた時の伸長特性を明確化した。今年度は、タイの農村において手織りで作製した布を収集し、これらの布の持つ不均一な糸が、デザインとして使用できるのか、人はその変化をどう認識するのかについて調べた。まず布の特徴を把握する目的で、KES-F布評価システムを用いて表面特性、力学特性を測定し今まで敷物として使われてきた布をアパレル用途にするために必要な物性の特徴を示した。(論文発表済)次に、タイの手紡ぎの糸をよこ糸に使った試料を収集し、視感のみで近似度、物性の関係について官能評価を行い、解析を進めた。3つの視点(見え方,触感/視感、情動)から最終的には、テキスタイルを用いた人をつなぐインターフェイス設計に向けた基礎研究にしたいと考えている。熱移動特性については、これまで順調に進んできている。ただ3次元モデルは、熱と力学特性を合わせて行う予定であったが、研究分担者の校務が多忙となり実施できなかった。したがって、次年度は内容の修正を行う。審美性や高級感の指標化については、昨年の遅れを取り戻した。8月にホールガーメント横編機が導入され、試編みを始めた。

しかし、当初考えていたよりも装置の使用が難しいため、今後は装置に詳しい方の助けを今以上に得ながら進めていくことにする。テキスタイルの「触感と熱移動特性」、「嗜好とそのテキスタイルデザインプロセス」の指標化にむけて研究を進めた。1.布の熱移動特性の数値化:布を指で押した時の接触冷温感と織物構造の関係を明確にするため、テキスタイル表面の熱移動をシミュレーションする3次元織物モデルを構築した。熱伝導率の異なる糸を用いた交織織物では、理論結果と実験結果の間に高い相関がみられ、予測は可能である。さらに、圧縮試験機の圧子に熱センサーを装着し指を模擬した装置で、フェイクファーや布を押し付けた時の圧力と指センサー内の温度変化の最大値を得た。その結果、ファーの毛の長さやパイルの座屈などが熱移動に及ぼす効果が定量化され、今後布を指で押した時の接触冷温感を予測する上で興味ある結果が得られた。2.「暖かい/冷たい」感覚と脳イメージングの関係:布の皮膚に対する接触冷温感刺激による脳の活性部位を調べた。その結果、冷感刺激が心地よいと感じられる場合には、前頭眼窩野の内側後部(報酬系に関わるとされる領域)において賦活が高まることがわかった。3.テキスタイルの視感/触感を中心とした嗜好の指標化とデザイン:これまで伝統織物に内在する機能性をみつける目的で、日本の盛夏の綿織物(高島ちぢみ)とタイの手織り布を対象に研究してきた。本年は触り心地や嗜好を中心に、高島ちぢみでは表面のシボと風合いの関係を調べ、細番手の糸を用いたファインピケ構造の布が好まれることがわかった。またタイの手織り布の印象評価と自然な木の皮の模様が与えるデザインの間に共通性を見出すことができた。これは布をインターフェースとして他の材料の特性を予測するデザイン設計にとって有益であると考える。平成28年度に導入した立体編成型横編機で、編み構造を変えた手袋を作成し、手を静止した状態の視感評価と評価者の指の動きを加味した視感/触感評価について研究を継続中である。テキスタイルが誘発する質感や美しさなどのヒトの感情を動かす感性と素材特性の関係を表現できる一つの指標の開発を試みた。人が布から受ける感覚に関する基礎研究として、心地よい温感/冷感に関与する脳部位を特定した。また皮膚と布間の熱移動に関係が深い布構造を考慮した詳細な熱移動モデルを提案した。布をインターフェイスとして他の材料の特性を予測するデザイン設計を試みた。そしてタイの手織物を用いての印象評価と木の皮の質感の間に類似性が存在することを示した。高島ちぢみを用いて触感と視感によるデザインの嗜好と素材の関係を明らかにし、好まれる布の特性とその先に考えられる衣服のシルエットを予測した。官能評価実験は視感評価を中心に行い、布を見る距離を変えた時の印象の違いや見え方の違いを行ってきた。しかし、その中で、やはり触感の要素も必要なことがわかった。触感に関する評価は、主に布の評価システムを使用した物理測定のみで予測する計画であったが、今後は人が触る動作も加味した官能検査や、熱移動測定の物性試験も視野に入れて研究を進める。テキスタイルの幸せインターフェイスの設計に向けて、8月にホールガーメント横編機が導入され、試編みを始めた。この編機で3次元の柔らかい形状の小物や手袋などを作製しながら、テキスタイルを介して人をつなぐ形状と柔らかさを持つ形がわかるように進めていく。
中空導波路型赤外光合分波器の開発原理

モード結合理論を漏れモード伝送路に拡張することによる放射波を介した中空導波路間光結合理論の構築と、それによって予想可能となる結合長と結合効率の構造依存性を理解し、充分に小さな挿入損失を有する赤外光合分波器を実現するための必要条件とその機構を明らかにすることを目的として、本年度は以下についての検討をおこなった。1.矩形中空導波路を用いた2分岐素子の設計と評価:矩形中空導波路を用いた2分岐素子を設計し,その製作および評価を行った.製作した矩形導波路の出射端に内径1mmの中空光ファイバを2本並べて配置し,その出射光パワーを測定した.導波路損を含めた分岐素子全体の挿入損は4 dB程度,分岐比は57:43となった.中空光ファイバから矩形導波路に光を入射することで,マルチモード干渉によりビームを2つに分岐でき,出射端にファイバを設置することでファイバ型分岐素子として機能することを確認した.2.テーパ型中空導波路型分岐素子の設計と評価:矩形中空導波路による分岐素子の小型化を目的として,テーパ状の導波路の導入について検討した.入射側から出射側に向けて大口径化するテーパ構造により、素子の短尺化が可能であることを、理論計算と実験により示した.さらに,短尺化により分岐素子の挿入損失が低減されることを確認した。3.テラヘルツ帯における中空導波路のモード解析:テラヘルツ帯において中空導波路の伝送モードの詳細な解析を行った。テラヘルツ時間領域分光法により、伝搬モードの位相情報から分散特性を算出し,誘電体高反射層の干渉効果による異常分散特性を観測した。コア径の変動係数が異なるマルチコアファイバの製作が難航したことで、当初予定していた研究計画が遅延したため。矩形中空導波路のマルチモード干渉を原理とした分岐素子の開発を並行して推進し、中空導波路間光結合による分岐素子の開発をサポートする。これらの比較実験により、挿入損失低減に資する指導原理を明らかにする。代表者の所属機関変更があり、初年度に計画していた実験の一部が実施困難となった。繰越した研究費と次年度使用予定の額を合わせて研究環境を整えるともに、実験試料をこれまでに製作したものに限定することにより製作費用を節約し、当初の実験計画に復帰する。
尾芽胚の曲がりを支える３Ｄ形態ロジック

脊索動物の多くの尾芽胚は腹側に湾曲している。尾芽胚の尾の伸長に関する研究報告は多くあるが湾曲に関する報告は数少ない。これまでに、ホヤ尾芽胚は卵殻を除去しても自律的に当初腹側に湾曲し、やがてその湾曲が反転した後に孵化すること明らかにした。しかし、腹側の湾曲の力がどのような分子がどのような場所で生み出しているのかは未解明である。本研究では脊索動物尾芽胚が曲がる物理的メカニズムのロジックを明らかにし、分子機構と結びつけることを目的とし、以下の実験、1カタユウレイボヤ尾芽胚形態形成時の尾の湾曲過程の形態定量、2カタユウレイボヤ胚形成過程におけるCa2+濃度上昇の解析、3ホヤ尾芽胚期に発現するグルタミン酸受容体AMPARの機能解析、を行った。1に関しては個体の形態情報を定量的に計測するためのプログラムを開発し、実際に野生型個体10尾芽胚期における形態形成過程をタイムラプス撮影したものから定量的情報を抽出することができた。また、各種阻害剤添加個体における定量情報も得ることが出来た。今後尾部の曲がりに関わるパラメータの成分を明らかにする予定である。2に関しては原腸胚期、神経胚期、尾芽胚期を通じたCa2+濃度上昇の長時間撮影(約68時間)に成功した。これまで報告されている神経・筋肉分化に伴うCa2+濃度上昇に加え、内胚葉や表皮などの、新規なCa2+濃度上昇を観察できた。この濃度上昇は尾部湾曲が緩和しはじめる時期に相当することが示され、この時期の尾の形態形成と何らかの関わりが示唆された。3に関してはAMPARをノックダウンすると尾芽胚期以降、尾部が伸長したまま、通常観察される退縮が起こらないことがわかり、AMPARの初期発生におけるメカニズムの1つを明らかにすることができた。当初の計画通り、ホヤ尾芽胚形態形成時の尾の湾曲過程の定量的な情報を得ることができただけでなく、ホヤ尾芽胚形態形成時にCa2+イオンの濃度上昇が表皮において頻繁にみられること、ホヤの尾芽胚形成後の尾部の退縮メカニズムに関する思いがけない新たな知見も得られたため。カタユウレイボヤ尾芽胚形態形成時の尾の湾曲過程の形態定量に加え、他の種のホヤにおいても尾の形態形成過程も同様に形態パラメータが変化するのか調べるとともに、これらの形態情報から得られた尾部の湾曲に関するパラメータがどのような阻害剤によって影響するのかを定量的に明らかにし、尾部の湾曲を制御する分子を同定する。またこの分子が実際に尾部の湾曲を制御することを立証するため、遺伝子ノックダウンを行い尾部の伸長ではなく湾曲が影響を被ることを示す。さらに、新規なCa2+濃度上昇が尾の湾曲と関わりがあるか調べるために相関関係や各種阻害剤を用いた実験を行う。
アルミニウム外方拡散フラックス増大による耐熱合金のアルミナ形成機能の発現

Ni-低Al合金上への金属コーティング(最大100nm厚)によるAl_2O_3スケール形成の臨界Al濃度の低減について検討し、Ptコーティングと熱処理との組み合わせにより、最小臨界Al濃度は14at%まで低減できた。一方、他の金属コーティングでは顕著な効果が得られなかった。Ptコーティング材では、熱処理後にAlのアップヒル拡散が確認され、これが低Al合金上へのAl_2O_3形成を促進したと考えられる。アルミナスケールが形成出来ない低濃度Al組成のNi基合金上へのPtコーティングによるアルミナスケール形成能付与について、そのメカニズムの解明を目的として検討を行った。本年度の実験では、Ni-16Al合金を用いて各種ナノメーター厚さにPtをコーティングした試料を作成し、その酸化挙動とPtの分布を検討し以下の結果を得ている。また、本年度に購入した特殊熱重量測定装置の調整および条件出しを実施した。1)アルミナスケール形成能に対するPt厚さの影響については、少なくとも50nm以上のPtコーティングを施すことにより、酸化初期よりアルミナスケールが形成し、特にPtコーティング厚さの酸化に対する依存性は小さい事が分かった。2)コーティングしたPtは、大部分がスケール表面にPt金属の状態で残存しているが、短時間の酸化後には母材合金表面に濃縮していることがGD-OESの分析結果から明らかになった。これより、Ptコーティングによる低Al合金のアルミナ形成能付与機構は、合金表面近傍のAl外方拡散フラックスの増大によるものである可能性が示唆された。3)一方、真空中加熱中におけるコーティングしたPtとその他元素の相互拡散挙動については、アルミナスケールの形成により本年度は得ることが出来なかった。特殊熱重量測定装置の設置が12月末と遅れたため、その調整が遅くなったが、Ni酸化物を形成するコーティング無し試料に関しての条件出しはほぼ完了しており、酸化速度の極めて遅いアルミナを形成する試料に対する条件出しを進めているところである。H22年度には、Ni-低Al合金上へのPtナノコーティングによるAl_2O_3スケール生成機能におよぼす種々の熱処理条件の影響に関する検討を進めたが、H22年度末に発生した震災の影響により研究成果の報告が出来なかった。そこでH22年度分を一部繰越すことにより、追加の熱処理実験を実施して、本手法のさらなる最適化を行った。また、これまでに得られた研究成果を国内学会にて発表した。1.Ptコーティングを施したNi-低Al合金を熱処理せず酸化させた場合には、Ptの効果が殆ど得られずAl_2O_3スケールの早期生成は生じないことが分かった。2.一方、極めて短時間の熱処理を実施した場合、Ni-低Al合金上にはAl_2O_3スケールが生成する。熱処理時間が長くなれば、Al_2O_3スケールの生成能は低下することが分かった。3.継続してPtの代替コーティングの探索を進めたが、低Al合金上へAl_2O_3スケールを形成する機能を有する他の合金元素は見つかっていない。4.同様の実験を他の合金系(Fe-Al合金)に適用し、Fe-Al合金上では、Ptの影響はあまり認められないことが分かった。一方、本研究の目的とは若干異なるが、一部のコーティング元素はAl_2O_3スケールの相変態挙動に影響を与えることがわかり、これはAl_2O_3スケール中にコーティングした元素がドープされたためであることが示唆された。5.得られた成果を、国内の学会にて報告した。平成23年度は、主にPtナノ厚コーティングを施した試料へのアルミナスケール早期形成におよぼす熱処理の影響について検討するとともに、前年度より引き続き、低Al合金上へのアルミナスケールの生成を可能とするPt以外の合金元素の調査を行った。Ptナノコーティング試料上へのアルミナスケールの生成は、熱処理時間を長くするほど低下し、コーティングの効果が低減する事がわかった。最適の熱処理条件は、真空中で1000°Cまで加熱後直ちに冷却した試料で得られ、これは、合金中からのAlのアップヒル拡散による合金表面へのAlの濃化が最大となる時間帯にほぼ該当した。長時間の熱処理では、コーティングしたPtが基材内部へと拡散侵入してしまうため、PtによるAlのアップヒル拡散に及ぼす効果が低下するためであることが分かった。また、Alのアップヒル拡散フラックスの、定性的な評価を行い、PtのコーティングによりAl外方拡散フラックスが増加している事を確認した。一方、本研究の目的とは直接は異なるが、種々の金属元素のコーティング試料上にアルミナスケールが生成した場合、長時間でのスケールの成長挙動が異なることが分かった。また、TEM等を用いた詳細な観察により、アルミナスケールを構成する結晶粒径が、コーティングした元素によって異なることが明らかとなった。これのアルミナスケールの組織の違いが、主に粒界拡散にて成長するアルミナスケールの成長動力学に影響を与えたことが分かった。
漢文典籍の国際交流に関する実証的研究

日本から海外に移行した漢文典籍として最大規模である楊守敬コレクションの全貌を伝える『隣蘇園蔵書目録』の全巻影印・録文の刊行を実現せしめ(中国2009年度優秀古籍図書奨受賞)、世界の学界に基本的工具書を提供した。又、同書に基く調査成果をデータベース化した。又、『湖北省博物館蔵日本巻子本経籍目録』改訂版を刊行せしめ、内外に配布した。広く漢文典籍の国際交流的視点から敦煌本と正倉院本との比較調査を行い、3回の国際ワークショップを開いた。日本から海外に移行した漢文典籍として最大規模である楊守敬コレクションの全貌を、中国湖北省博物館蔵楊守敬手沢「隣蘇園蔵書目録」に基づいて解明する為に、この基本資料を世界の学界共有の学的工具書とすべく所蔵者湖北省博物館に全面協力して同目録10冊の全文の影印版を刊行する企画を立て、中国上海辞書出版社による同目録全文の撮影及び版下制作を実施した。次年度に予定されている解説等の版下制作を加えて、同目録の全容の公刊に全面的に協力することにより、この基本資料を世界の学界共有の学的工具書とする目途が立った。この目録の記述や書込みと其の後中国・台湾・日本等の博物館・図書館・個人等に分散して所蔵されている現蔵との関係を原本調査に基づいて実証的に明かにすべく、今年度は中国国家図書館(台北)・高山寺・勧修寺・京都国立博物館・東洋文庫等に於て原本調査を実施し、上海に於て研究打合せを行った。これ等の成果をデータベース化することにより、漢文典籍の周際交流に関する一大手がかりが得られる。また漢文典籍のコレクションとして共に最大・最高の量・質である敦煌経と正倉院聖語蔵聖教とを、大きく典籍の国際的交流の視点からとらえ、具体的典籍の調査・比較を通して、それぞれのテキストとコレクションが形成されて行くダイナミズムを解明する手懸りを探ることに着手し、今年度は京都国立博物館に於て大英図書館中国部主任・フランス国立図書館中国部主任・正倉院事務所長等と共に原本調査及び研究打合せを実施した。関連して、フランス国立図書館・大英図書館に於て原本調査及び研究打合せを行った。又、漢文典籍の国際交流と関連深い漢字字体規範データベースに関して、大英図書館IDPのWWWで成果を公表した。日本から海外に移行した漢文典籍として最大規模である楊守敬コレクションの全貌を解明して世界的に学界共有の基礎資料とすべく、前年度に引続き、中国湖北省博物館蔵楊守敬手沢『隣蘇園蔵書目録』原文録文の版下制作を所蔵者湖北省博物館に全面協力して実施し、同目録10冊全文の影印・録文から成る『隣蘇園蔵書目録』(580頁)を中国上海辞書出版社から刊行することを実現せしめた。これにより、この基本資料を世界の学界共有の学工具書とすることを得た。この目録の記述や書込みと其の後中国・台湾・日本等の博物館・図書館・個人等に分散して所蔵されている現蔵との関係を原本調査に基づいて実証的かたすべく、今年度は中国国家図書館(台北)・高山寺・勧修寺・京都国立博物館等に於て原本調査を実施し、台北等に於て研究打合せを行った。これ等の成果をデータベース化するこより、漢文典籍の国際交流に関する一大手がかり得られる。また漢文典籍のコレクションとして共に最大・最高の量・質である敦煌経と正倉院聖語蔵聖教とを、大きく典籍の国際交流の視点からとらえ、具体的典籍の調査・比較を通して、それぞれのテキストとコレクションが形成されて行くダイナミズムを解明する手懸りを探ることに着手し、今年度は大英図書館・フランス国立図書館・京都国立博物館等に於て原本調査及び研究打合せを実施した。日本から海外に移行した漢文典籍として最大規模である楊守敬コレクションの全貌を解明して学界共有の基礎資料とすべく前年度に所蔵者湖北省博物館に全面協力して刊行せしめた楊守敬手沢『隣蘇園蔵書目録』(上海辞書出版社)に基いて、この目録の記述や書込みをデータベース化した。又、楊守敬が生前最後まで手許に留めていた日本写本65点の解題目録を、原本所蔵者である中国湖北省博物館に全面協力して刊行した『湖北省博物館蔵日本巻子本経籍目録』(2006)に詳細な書誌解題を加えた改訂版の版下を提供して刊行を実現した。又、今年度も上海図書館・高山寺・勧修寺・京都国立博物館等に於て原本調査を実施し、外国人を含む関係者と研究打合せを行った。

又、漢文典籍のコレクションとして共に最大・最高の量・質である敦煌経と正倉院聖語蔵聖教とを、大きく典籍の国際的交流の視点からとらえ、具体的典籍の調査・比較を通して、それぞれのテキストとコレクションが形成されて行くダイナミズムを解明する手懸りを探るワークショップを欧米からの招待者を交えて2回京都国立博物館に於て実施した。又、今年度も大英図書館・フランス国立図書館・京都国立博物館・奈良国立博物館等に於て原本調査及び研究打合せを実施した。又、漢文典籍の国際交流と関連深い漢字字体規範データベースに関して、大英図書館IDPのWWWで成果を公表した。
睡眠を促す効果的な看護ケアに関する基礎的研究

睡眠中無呼吸・低呼吸状態になると一過性に交感神経系が上昇し、心拍数も上昇することが明らかとなった。このため、また、スチームフットバスを行うと交感神経系が低下し、副交感神経系が優位になること、また末梢の血液循環もよくなることから睡眠導入に有効であると考えられた。また、高齢者では在床時間が長くなる半面、睡眠効率(睡眠時間/在床時間×100)が低下するため、熟眠感が得られにくいと考えられた。本研究の目的は入眠を促し、質の高い睡眠を提供するためにどのようなケアが効果的か科学的に検証することである。本年度は、睡眠・覚醒レベルをBIS(bispectral index)値を指標に、睡眠を評価する計画であった。しかし、種々の文献からBIS値はあくまで麻酔深度を評価するための測定機器であることから、睡眠の質を客観的に評価するには困難を要すると考えられた。そのため、客観的評価の1つとしてアクチグラフを使用することとし、測定条件の検討を行った。また、足浴は睡眠を促すケアの1つと考えられているが、近年では遠赤外線ヒーターとスチームで足先から全身を温める機器(フットスパ)が販売・使用されている。そこで本研究ではこのフットスパの身体に及ぼす効果を自律神経機能を指標に検討した。7名の健康な女性を対象に、心拍変動の周波数解析、スキンコンダクタンス、唾液アミラーゼ活性をフットスパ実施(10分間)前後で測定した。その結果、心拍数には大きな変化はみられず、スキンコンダクタンスならびにLF/HFは実施直後に上昇する傾向がみられた。しかし、10分間の終了後にはいずれも開始前よりも低い値となった。このことは実施中は熱刺激により交感神経系が活性化されるが、終了とともに交感神経系が低下しリラクゼーション効果が生じたと考えられた。また、ストレスの指標とされている唾液アミラーゼ活性も徐々に低下し、終了後は実施前の1/2以下になっていた。今後は、ケアの1つとしてこのフットスパを使用し睡眠への効果を検討することとした。本年度は、睡眠時に軽度の無・低呼吸症状のみられる成人女性を対象に、睡眠時無・低呼吸状態時の自律神経機能を調べた。自律神経機能の評価は心電図を記録することによって心拍数ならびに心拍変動の周波数解析を行い評価した。また、睡眠時の無・低呼吸状態についてはスリープレコーダーを用いて評価した。その結果、無・低呼吸時には-過性にR-R間隔が平均61.4±39.3msec減少していた。周波数解析では急激なHF成分の減少とLF/HFの増加が認めちれ、一時的に交感神経活動が優位になることが明らかとなった。これは無・低呼吸によるPaO2の低下とPaCO2の上昇によるものと考えられる。また、睡眠中R-R間隔は一時的な低下を何回か示しつつも漸次増加がみられたが、HF成分はそのような変化はみられなかった。したがっで、心拍数は漸次低下しても、必ずしも副交感神経系が優位な状態になっているとは言いがたいと考えられた。通常、睡眠時は副交感神経系が優位な状態となり、心拍数も睡眠経過とともに低下することが知られている。このような睡眠過程において、副交感神経系が優位にならないあるいはなってもその程度が小さいということは質の良い睡眠の妨げになると考えられる。また、一時的ではあるが交感神経系が優位になるということは覚醒時に近い状態になると考えられ、このような状態が睡眠中に複数回起こると、睡眠の質にも影響を及ぼすことが予想される。質の良い睡眠を得るためには睡眠前に芳香療法や音楽療法、足浴などのケアが有効である可能性があり、今後の検討課題である。また、アクチグラフによる活動状況も記録しているため、それらと睡眠との関係も現在解析中である。本年度は、睡眠の評価を新しく開発された「眠りSCAN」を用いて行った。50歳女性と75歳女性において2週間測定し比較した結果、在床時間ならびに寝つきまでの時間は75歳女性のほうが長かった。さらに睡眠中の活動量も13.9(50歳)に対して31.3(75歳)と高く、覚醒回数が多いことを示している。そのため熟眠率も75歳では90.9%(50歳96.1)と低い結果が得られた。睡眠研究で国際的に広く用いられているActigraphyは腕時計型のため、24時間装着していなくてはならず、そのこと自体が睡眠や日常生活に影響する可能性がある。しかし、この眠りSCANはマットレスの下に設置するタイプで、睡眠中気にならないことに加え、Actigraphyと高い一致率で睡眠と覚醒の判別が可能であることが検証されていることから、睡眠評価に十分使用できると考えられる。

身体に電極を装着するなど煩わしい手続きがなく、特に高齢者などには適していると考えられる。また、睡眠を促す方法として、芳香療法の自律神経機能に及ぼす影響を調べた。精油のベルガモットの香りを嗅ぐと心拍数の低下が観察された。このことは副交感神経系が優位になったことを示し、睡眠導入には適している香りであることが示唆された。