hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
AEによる岩質材料内の破壊進行領域の解析と数値モデルの構成

上記のような載荷ほうし用いて3点曲げ試験を行い,各供試体(150(高さ)×94(厚さ)×550(幅)mmごとに,約600個のAE事象を解析し,最大骨材粒径15mmと5mmのコンクリート供試体内の破壊進行領域の長さの平均値は,それぞれ50.5mm及び61.3mm,また,各供試体で位置標定された全AE源数を100%として,AE源の相対頻度が1%の点で判定した最大骨材粒径15mmと5mmのコンクリート供試体内の破壊進行領域の幅は,それぞれ70.5mmと57.0mmであった。AE波形解析で観察された微視的クラック面の方向は,荷重軸と平行なものが最も多く,微視的クラック面と食い違い変位ベクトルの方向の成す角が90度に近いものほど多く観察された。また,仮想クラックモデルと連続損傷理論を組み合わせて,巨視的クラック面の結合力と破壊進行領域の広がりを考慮した新しいモデルを用いて,上記の無筋コンクリート梁の解析を行った。このモデルで計算された載荷点変位は実験データより小さいが,破壊進行領域内の損傷度の相対的分布に関しては,良い一致が得られた。本研究は,高精度の3次元AE(アコーステック・エミッション)位置標定と波形解析を応用し,岩質材料内の巨視的クラック近傍の破壊進行領域の形状,規模,微視的クラック密度や方向分布及び供試体内部の巨視的クラック面の形状の解析を行うと共に,これらの実験データを基礎として,破壊進行領域のモデルを構成して数値解析を行い,妥当性を検討することを目的としている。本年度も,昨年度に引き続きAE事象率を基礎として載荷速度を制御する方法(AE事象率載荷法)を応用し,AE波の計測と巨視的クラックに染料を浸透させながら,コンクリート及びモルタル供試体の3点曲げ試験を行い,これらの供試体内部の巨視的クラック先端近傍の破壊面の形状の観察や3次元位置標定を行った。この結果として,供試体内で完全に分離して巨視的クラックになった位置とAE発生源の先端との間の距離としての破壊進行領域は,コンクリート及びモルタル供試体で,それぞれ105mmと92mmであることが明らかになった。また,AE波形解析から求められた微視的破壊面の方向分布を基礎として,異方性を考慮した連続損傷理論を定式化し,この理論と有限要素法を用いて破壊進行領域の数値解明モデルを構成し,コンクリート供試体の3点曲げ試験の数値解析を行い,実験結果との比較を行った。破壊進行領域の広がりは,実験結果と良く対応しているが,荷重一変位関係は,数値計算結果の方がかなり小さな値であり,今後,改善が必要とされる。
中枢神経系に機能する神経栄養因子と老人痴呆症との相関に関する分子生物学的研究

本研究は脳神経系に機能する神経栄養因子を分離精製しつつこれらの生理生化学的機能を分子レベルで明らかにし得られた知見を総合して老人痴呆発症機構ひいては治療薬の開発を目的としたものである。その結果,(1)マウス,ヒトNGF,ヒトNT-3に対して極めて高感度(検出感度約0.2pg/チューブ)で特異性の高い簡便な酵素免疫測定法を確立できた,(2)本法を用いて老人痴呆症患者血中や脳内各部位,脳脊髄液中のNGF,NT-3量を測定したが健常人と比較し有意な差は認められなかった,(3)クサリヘビ,ガラガラヘビ毒より分離し構造決定したNGFは他のヘビ毒NGFや哺乳類NGFと異なり糖蛋白質でありマウスNGFと同等の強い神経突起伸展活性を示した,(4)末梢に投与したNGFの脳内への移行は血中プロテアーゼによる消化,脳血液関門(BBB)のため困難と考えられる。このため脳内でのNGF合成促進作用をもちBBBを通過する低分子化合物を探索しこれらの化合物を末梢に投与し脳内NGF合成促進作用を介してアセチルコリン合成酵素の活性を高めコリン作動性神経細胞の賦活を行なうことによる治療薬の開発を企画した。その結果酸化還元酵素の補酵素に強いNGF合成促進作用のあること,カテコール化合物より細胞毒性が極めて弱いことがわかった。(5)脳障害ラットに20日間経口投与したベンゾキノン誘導体により海馬のNGF量の亢進とともにアセチルコリン合成酵素(CAT)活性の上昇が観察された,(6)サイトカインの中,IL-2は広範囲の培養中枢神経細胞に対し顕著な生存維持作用を,IL-4,IL-5,TNF-2はアストロサイトのNGF合成を著しく亢進したが、IFN-β,γは逆に抑制的に作用すること,IL-5は培養海馬神経細胞のCAT活性を上昇させるなどサイトカインは脳内NGF合成を介して脳神経細胞に作用することが明らかとなったが,これらの結果はサイトカインが神経回路網の修復機能維持に働く可能性を示唆しているなど多くの新しい知見を得ることが出来た。本研究は申請者らがすでに得ているNGFの分離精製産生細胞の同定、生合成調節機構などの知見を基礎としてNGFの作用発現の分子機構、NGFの産生細胞やその生合成の制御機構、さらに脳神経系に存在するNTFの分離精製などの分子生物学的研究を行ないこれらの因子と老人痴呆症との相関や治療薬の探索を目的としたものである。その結果(1)マウス及びヒトNGFに対する極めて高感度な酵素免疫測定系(EIA)の確立(検出感度約0.2pg/tube)に成功した。(2)クサリヘビ、ガラガラヘビ毒よりNGFを均一に分離精製することができたが、これらのNGFは共に血清型糖鎖を含み他のヘビNGFがDRGからの神経線維の伸展活性が弱いのに比べほぼマウスβNGFと同等の生物活性を示すことがわかった。これらの相違がNGF分子中の糖鎖に依存するか否かについては現在その糖鎖構造と共に研究中である。(3)申請者らは末梢に投与した薬物が脳内に移行しNGF産生細胞の生合成を促進しひいてはコリンアセチルトランスフェラーゼ(CAT)活性を上昇させることにより脳内アセチルコリン量を増大させる方法でAlzheimer型老人

痴呆症の治療薬の開発を探索しているが最近ニコチンやチオクト酸などがinvitroではあるがアストログリア細胞のNGF生合成を著しく促進することを見出した。さらに2,3,5-トリメチル-6-ハイドロキシブチル-1,4-ベンゾキノンなどのキノン関連化合物が連続経口投与により脳内NGFおよびCAT活性を上昇することを明らかにすることに成功した。(4)申請者らの確立したNGFに対するEIA系はNGFファミリーのNT3やBDNFとは検討した測定範囲内ではほとんど交叉反応性を示さず特異的にNGFを測定し得る方法であることがわかった。現在本法を用いて正常人及びAlzheimer型老人痴呆症の血中や組織中NGFレベルの変動を検討中であるが数例の患者で極めて高レベルのNGFが検出されたことは興味深いものと考えている。現在さらに病態との関連を詳細に検討中である。高齢者社会を迎え、老人痴呆症の成因解明や治療法の開発は緊急を要する最重要課題の一つである。本研究は脳神経系に存在する神経栄養因子を分離しつつ、これらの生理・生化学的機能を分子レベルで明らかにし、得られる知見を総合してアルツハイマー病や神経疾患の発症機構、高次神経機能の分子機構の解明、引いては治療法の開発を目的としたものである。その結果、(1)マウス及びヒトNGFに対する極めて高感度な酵素免疫測定系(EIA)を確立(検出感度約0.5pg/ml)した。(2)NT-3の高感度EIA系を確立し、老年期症の患者血清中及び脳中のNGF,NT-3レベルを測定した結果、正常人との間の量的変化は見られなかった。(3)クサリヘビ、ガラガラヘビ毒よりNGFを分離精製した。これまで知られているヘビNGFはDRGからの神経線維の伸展活性が弱いが、精製したヘビNGFは血清型糖鎖を含み生物活性もマウスNGFとほぼ同等であった。(4)アルツハイマー病の治療薬として、末梢投与することで脳内NGF合成量を高め、コリンアセチルトランスフェラーゼ(CAT)活性ひいては脳内アセチルコリン量を増大させうる薬物を探索しているが、最近ニコチンやチオクト酸などが培養アストロサイトのNGF合成を著しく促進すること、さらに2,3,5-トリメチル-6-ハイドロキシブチル-1,4-ベンゾキノンなどのキノン関連化合物を学習障害ラットに経口投与することで脳内NGF量とCAT活性を高め、障害が回復可能であることを明らかにした。(5)サイトカインの中IL-4,-5,TNF-alphaは培養アストロサイトのNGF合成を促進的に、IFN-beta,-gammaは逆に抑制的に作用すること、IL-5は培養海馬神経細胞のCAT活性を上昇させるなど、サイトカインが脳内NGF合成を介して脳神経回路網の修復機能維持に働く可能性を示唆するなど多くの興味ある知見を得た。
動物プランクトンの音響生物学

1.動物プランクトンの発生する音響情報を測定する目的で音響計測システムを組み立てた。プラスチック容器に海水を満たし、ガラス細管の先端に速乾性接着剤で固定した活きの良い動物プランクトンを収容した。ガラス細管の基部はマイクロマニピュレ-タに固定し、試料位置の微調整を行った。高感度音圧計を試料近傍に固定し動物プランクトンの付属肢の動きによって発生した音響情報を実測した。音圧計で受容した音響信号は、前置増幅装置により増幅したのちオシロスコ-プにより可視化し、デ-タレコ-ダに収録した。動物プランクトンの運動は音響記録と同時に顕徴鏡・ビデオ録画装置を用いて記録した。以上の装置を用いた予備実験では交流妨害および環境音に由来するノイズが大きく、このノイズ除法のために多くの時間を費やした。この結果、(1)試料容器と音圧計を含むユニットを完全にシ-ルドシ-トで覆い、床との間に防振材を置く、(2)測定機器の接続に全てシ-ルド線を使う、(3)シ-ルドシ-トと測定機器を直接ア-スする等の操作によりノイズが充分に軽減されることが明らかになった。以上の条件のもとでアミ類とスジエビ類について測定を試みた結果、ノイズレベルより充分に大きい音響情報を直接計測することに成功した。これら供試生物の付属肢の作動時と非作動時の音響記録のスペクトルを比較することにより周波数・波形特性が明らかとなりつつある(現在解析中)。2.各種の音響刺激に対する動物プランクトンの反応を調べた。音響発信装置にスピ-カ-を接続し、スピ-カ-の発信盤中央にガラス管(発信子)を取り付けた。アクリル水槽に海水を満たし、発信子と供試生物を収容したのち音刺激を与え、異なる周波数(40Hzー750Hz)における走音性を観察した。走行性に勝る走音性を示す動物は観察されなかったが、カイアシ類2種でそれぞれ300ー500Hzと90ー200Hzでの活発な旋回運動が認められた。
ピーコックバスがタイの生態系に与える影響の解明と対応策

平成30年度は共同研究者プラチヤーを招へいし、9月18日、研究代表者、連携研究者を含め国際ワークショップ「タイにおけるピーコックバスを中心とした外来魚の現状と対策Part2」を開催した。前年度に得られた調査結果の発表と本年度の実施調査予定を協議した。昨年度の調査で調査地上流部の環境はタイで唯一の泥炭湿地で、中心部は国立ラヨーン植物園の管理する極めて貴重性・希少性の高い場所であることが分かり、ここの持続的維持・管理と利活用という視点から外来種問題を捉え直し、調査地をラヨーンのみにした。10月5日カセサート大学で外来魚を対象としたタイ初の国際セミナー"Problems of alien fish species in Thailand"を開催した。研究代表者岩田,共同研究者プラチヤー、研究補助院生友尻が発表した。特定外来魚指定を行う水産局職員が多数参加し、来年度に行政面に対して行う政策提言のネットワークが構築できた。雨季現地調査は10月20-25日、研究代表者岩田、連携研究者竹門・古澤、共同研究者プラチヤーが参加し標本をカセサート大で処理をした。乾季は1月30日ー2月5日、研究代表者岩田、連携研究者奥田、共同研究者プラチヤーが現地調査を行うことに加え次の取り組みをした。1)ラヨーン植物園がInternational Wetland Day 2019で行うイベントの一環として1月31日にこの機関と共催で講演会“持続的な湿地帯保全に関して社会と地域コミュニティーが理解を深めるために"を開催し、地元住民参加のもと共同研究者プラチヤーが外来種の説明と日本での外来魚駆除の概要を紹介したのに加え、アンケート調査を行った。2)2月2日、地元住民参加のもと駆除大会を開催し、共同研究者プラチヤーが同様の説明を行った後に駆除を行い、116尾の標本を得た。さらに同様のアンケート調査を行った。2017年度の調査で、当調査環境がタイ内陸部ではおそらく唯一の泥炭湿地で、その中心部は国立のラヨーン植物園の管理する極めて貴重性・希少性の高い場所であることが判明したため、2018年度は当初の目的を拡張し、この湿地の持続的維持・管理をするための利活用という視点から外来種問題を捉え直すという研究目的の高度化が図られた。当初予定された調査に加え、本研究に直結する国際セミナーや公開講演会、地域住民参加によるピーコックバス駆除大会、アンケート調査等が行われたほか、タイの特定外来魚指定を行う水産局職員とのネットワークを構築することができた。安定同位体分析のためのサンプルの前処理はすべて完了したが分析機器の故障により平成30年度内に結果を得ることはできなかったが、2019年度の初頭にはこの遅れを挽回できる予定であり、以上の事柄を総合的に判断すると、2018年度において本研究はおおむね順調に進展していると判断される。最終年度にあたり、これまでの研究結果(安定同位体分析結果とその解釈、食性,魚類相・ベントス相、アンケート結果等)に加え、当該調査湿地の持続的維持・管理をするための利活用という視点から外来種問題を捉え直すという研究目的の高度化が図られたことを加味して、最終的にタイ行政機関へ行う具体的提言の内容を論議するため、2019年7月にタイから共同研究者プラチヤーを招へいして国際ワークショップを開催する。ラヨーン植物園の管理する区域をコアゾーンとして雨季(2019年8月下旬)、乾季(2019年10月下旬)にフィールド調査を実施する。これらの結果を踏まえ、2020年2月にタイ水産局職員等の行政機関等参加のもと、国際ワークショップを開催し、当該調査湿地の持続的維持・管理をするための利活用という視点からピーコックバスを含めた外来種問題の具体的対策を提言する。それらの結果を論文等で公表する。本研究の目的は、近年、タイの淡水域で、侵略性の高い外来魚種`ピーコックバス'が定着し、在来水域生態系の生態系が崩れ、豊かであった生物多様性が失わる可能性が生じているため、従来の方法に併せて窒素・窒素安定同位体分析の手法を用いて、本種の摂餌・繁殖生態、定着の程度と在来水域生態系の構造の変化を調査・解明し、その侵略的強度を評価し、また、本種の定着が地域住民社会に与える影響を明らかにするため、その侵入来歴や、地域住民の淡水魚全般に対する意識・知識・利用方法等の変化に関する調査を行い、これらの情報を総合し、科学的知見に基づく具体的対応策を策定し研究成果を政策提言としてタイ政府の関係機関に提出することで、当該国・地域の在来水域生態系における生物多様性の保全と持続的利用に貢献することである。平成29年度は共同研究者のタイカセサート大学のプラチヤームシカシントーンを招へいし、2017年7月26日、研究代表者、連携研究者を含め、約10名の参加のもと、国際ワークショップ「タイにおけるピーコックバスを中心とした外来魚の現状と対策」を開催し、本研究の趣旨・実施体制の確認、実施調査の具体策等を協議した。現地調査は、アクセスの利便性と調査効率からラヨーンを選出した。第一回現地調査は2017年8月28ー9月2日まで、研究代表者岩田、連携研究者竹門・奥田、共同研究者プラチヤー、研究補助院生友尻が参加して、上記の目的に沿って調査を遂行し、得られた標本をカセサート大で安定同位体分析用に処理を行った。

第二回現地調査は2018年2月22ー26日まで、研究代表者岩田、連携研究者竹門・古澤、共同研究者プラチヤー、研究補助院生友尻・古元が参加して、前回と同様に上記の目的に沿って調査を遂行し、得られた標本をカセサート大で安定同位体分析用に処理を行った。岩田・竹門が第一回現地調査で得られた標本の胃内容物解析を行った。ラヨーンの調査地においては、上流部にピーコックバスが定着していない自然度が高い湿地、下流部にピーコックバスが定着している貯水池、さらに、その二箇所を連続して流れピーコックバスの確認例が僅かにある水路の、それぞれピーコックバスの存在条件の異なる環境が3ヶ所あることが分かり、ピーコックバスの定着の程度と在来水域生態系の構造の変化を解明するための条件が極めて良好な場所であることが分かった。第1回、第2回の現地調査では、ピーコックバスと当該水域生態系の栄養段階における最高位に位置するChanna (ライギョ類)複数種を含む在来魚を多数採集することができた。これにより、ピーコックバスと在来魚の食性、ピーコックバスの生殖腺の成熟度合いなどの生態的知見を解明するデータが得られる準備が可能になったと同時にベントスの採集も進み、窒素・窒素安定同位体分析の手法を用いて在来水域生態系の構造の変化を総合的に解明する標本が得られ、カセサート大学でこの分析のためのサンプル処理も順調に行われた。本種の定着が地域住民社会に与える影響を明らかにするための、侵入来歴や地域住民の淡水魚全般に対する意識・知識・利用方法等の変化を明らかにする聞き取り調査も行うことができ、研究補助院生古元の選考調査の内容と合わせて、これらに関する情報も蓄積することができた。以上の事柄を総合的に判断すると、初年度において、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。平成30年度は共同研究者プラチヤーを招へいし、9月18日、研究代表者、連携研究者を含め国際ワークショップ「タイにおけるピーコックバスを中心とした外来魚の現状と対策Part2」を開催した。前年度に得られた調査結果の発表と本年度の実施調査予定を協議した。昨年度の調査で調査地上流部の環境はタイで唯一の泥炭湿地で、中心部は国立ラヨーン植物園の管理する極めて貴重性・希少性の高い場所であることが分かり、ここの持続的維持・管理と利活用という視点から外来種問題を捉え直し、調査地をラヨーンのみにした。10月5日カセサート大学で外来魚を対象としたタイ初の国際セミナー"Problems of alien fish species in Thailand"を開催した。研究代表者岩田,共同研究者プラチヤー、研究補助院生友尻が発表した。特定外来魚指定を行う水産局職員が多数参加し、来年度に行政面に対して行う政策提言のネットワークが構築できた。雨季現地調査は10月20-25日、研究代表者岩田、連携研究者竹門・古澤、共同研究者プラチヤーが参加し標本をカセサート大で処理をした。乾季は1月30日ー2月5日、研究代表者岩田、連携研究者奥田、共同研究者プラチヤーが現地調査を行うことに加え次の取り組みをした。1)ラヨーン植物園がInternational Wetland Day 2019で行うイベントの一環として1月31日にこの機関と共催で講演会“持続的な湿地帯保全に関して社会と地域コミュニティーが理解を深めるために"を開催し、地元住民参加のもと共同研究者プラチヤーが外来種の説明と日本での外来魚駆除の概要を紹介したのに加え、アンケート調査を行った。
大腸がんの転移におけるFusobacteriumの役割解明を目指した萌芽的研究

Fusobacterium(FB)は口腔内常在菌であるが近年大腸がん患者のがん局所に多量に存在することで注目を集めている。我々は、大腸がんの3次元培養であるオルガノイド培養細胞にFBを添加したところ、驚いたことに培養液中でFBがオルガノイドに向かって猛烈な勢いで遊走し接着し、その後空洞形成をした球形のオルガノイドが桑実様にシュリンクすることを偶然見出した。この発見はFBの接着は大腸がんを基底膜による足場依存性の極性を持った増殖から浸潤・転移に導くEMTを惹起させているのではないかという仮説を立てるに至った。本仮説の証明をケモタクティスチャンバーやEMT関連分子生物学的検討にて行う。
歯の噛みしめに着目した嚥下機能の評価方法の検討

本研究では、下顎部咬筋隆起の動きと,喉頭隆起の上下動を曲率センサで計測する小型計測機器を開発した.また、健常者を対象に、様々な硬さの固形食塊の嚥下実験を行った.その結果,嚥下開始から気管閉鎖,下顎固定までの時間と咀嚼回数に反比例傾向を確認することができた.脳血管疾患の後遺症,加齢に伴う筋力や神経系の機能低下などの影響により,嚥下に伴う一連の流れが乱れることで,食塊が気管に流入するなどの誤嚥が生じることが示唆された.また努力嚥下によって固形の食塊を嚥下することができなかった.このため,固形の食塊の摂取は液体を摂取する場合に比べ,下顎の固定がより重要であることが明確になった.高齢者の死亡原因の4位である肺炎には誤嚥性肺炎が多いと考えられており、摂食・嚥下をモニタし誤嚥の可能性を警告できるシステムの開発が求められている.本研究では、1)柔軟ポリマー曲率センサの設定方法、2)携帯型噛みしめ/嚥下モニタシステムの開発、3)通常嚥下ならびに努力嚥下実験、4)噛みしめ/飲み込み行動の24時間連続計測を実施した.項目1、2)に関しては喉頭隆起上と咬筋上の2箇所に柔軟ポリマー曲率センサを貼付し、センサの出力電圧を差動増幅器ならびに非反転増幅回路から構成する計測回路を開発し、喉頭隆起の移動、咬筋活動をモニタすることができることを確認した.項目3)に関しては健常成人男子を対象に、安静座位の状態で、市販の弁当とお茶を飲食させた.その結果、摂食物の違いは喉頭蓋閉鎖に影響を与えない、嚥下しやすい量で嚥下しており、試行毎に差はない、固形物を嚥下する方が、下顎を強く固定する(噛みしめる)必要がある、ことなどが明らかとなり、センサを用いた摂食/嚥下機能の評価に関しては、咬筋の動きの判別が容易であるため、嚥下機能の評価に適していることが明らかとなった.引き続いては項目4)遂行のための日常生活の中で摂食行動がモニタ可能な“携帯型噛みしめ/嚥下モニタシステム“を開発した.本計測システムは2chの柔軟ポリマー曲率センサの出力電圧と押しボタンスイッチのグラフをPCに描画,また計測結果を計測システムに装着されたSDカード内保存することができる.今後は下顎が不安定な状態で嚥下することで誤嚥のひとつを再現し,正常の嚥下と比較し,嚥下における下顎の役割を明らかにする.また本計測システムは摂食動作に伴う下顎と喉頭隆起の動きの計側にも応用できると考えられる.更に、運動中の足部骨格構造の変形の計測に柔軟ポリマー曲率センサを応用し、微小な骨格構造の変化を計測出来ることを示すことができた.高齢者の死亡原因の4位である肺炎には、誤嚥性肺炎が多いと考えられており、摂食・嚥下をモニタし、誤嚥の可能性を警告できるシステムの開発が求められている.本研究では、1.柔軟ポリマー曲率センサの設定方法、2.携帯型噛みしめ/嚥下モニタシステムの開発、3.通常嚥下ならびに努力嚥下実験、4.噛みしめ/飲み込み行動の24時間連続計測、5.歯科臨床現場における水飲みテスト実験、6.患者の噛みしめ/飲み込み行動の24時間連続計測の研究項目を実施することで、誤嚥事故の防止方法を検討することを目的とした.研究最終年度には、項目5.、6.の臨床現場での使用に耐えうるシステムの開発と、嚥下機能の評価方法を明らかにするため、健常者を対象に様々な硬さの食物の嚥下実験を実施した.この内、嚥下計測システムの開発に関しては、協力メーカが柔軟ポリマー曲率センサの製造を中止したため、ひずみゲージを利用して、同等の曲率センサの開発を余儀なくされた.その結果、ひずみゲージを用いることでも、柔軟ポリマー曲率センサと同等の曲率検出能力を有するセンサの開発に成功した他、臨床現場で容易に計測状況をモニタできるLCDディスプレイ付きの携帯型嚥下機能モニタ装置の開発に成功した.また、後者の嚥下機能の評価方法に関しては、咀嚼回数が少ない程、嚥下開始から喉頭隆起が最上部まで移動する時間が長くなり、喉頭隆起が最上部まで移動から咬筋活動最大時までの時間も長くなることが示された.ヒトが嚥下しにくい食塊を嚥下する際には、反射的に下顎の固定を遅らせ,嚥下行動のメカニズムを調整していることが示唆され、上述の時間を計測することで、嚥下反射機能を定量評価できる可能性が示された.本研究では、下顎部咬筋隆起の動きと,喉頭隆起の上下動を曲率センサで計測する小型計測機器を開発した.また、健常者を対象に、様々な硬さの固形食塊の嚥下実験を行った.その結果,嚥下開始から気管閉鎖,下顎固定までの時間と咀嚼回数に反比例傾向を確認することができた.脳血管疾患の後遺症,加齢に伴う筋力や神経系の機能低下などの影響により,嚥下に伴う一連の流れが乱れることで,食塊が気管に流入するなどの誤嚥が生じることが示唆された.また努力嚥下によって固形の食塊を嚥下することができなかった.

このため,固形の食塊の摂取は液体を摂取する場合に比べ,下顎の固定がより重要であることが明確になった.研究初年度の研究課題は、1)柔軟ポリマー曲率センサの設定方法の検討、2)携帯型噛みしめ/嚥下モニタシステムの開発、3)通常嚥下ならびに努力嚥下実験、4)ヒトの噛みしめ/飲み込み行動の24時間連続計測、の4項目である.この内、課題1)3)については所定の成果をあげることができた.しかし、課題4)については、携帯型の噛みしめ/嚥下モニタシステムの開発を完了し、試行的な計測は出来たものの、十分な計測データを得ることは出来なかった.生体医工学研究最終年度には、実際に歯科クリニックに携帯型噛みしめ/嚥下モニタシステムを持ち込み、性別、年齢、歯列の残存状態、嚥下機能低下の患者など、様々な被験者を対象に改定水飲みテスト(MWST)中の噛みしめ、嚥下計測、ならびに食事習慣、摂食時のムセの経験などの聞き取り調査を実施する.被験者としては、特に摂食動作に問題のない男女50名のコントロール群と、摂食動作に問題のある男女20名を予定しており、両者の噛みしめ、嚥下動作の違いを比較する.これらの歯科クリニックにおける実験で、嚥下、噛みしめに問題のあると考えられる患者に対しては、日常生活における摂食行動の24時間計測を実施する.なお、誤嚥の警告の可能性については、誤嚥事故時あるいは直前の警告が必ずしも有効かどうかも明らかではないが、むしろ、噛みしめと嚥下のタイミングのズレ、噛みしめ力の不足などから誤嚥事故の可能性を指摘することが事故防止に重要であると考えている.嚥下事故の可能性の警告で、調理方法の変更、摂食姿勢の確保など、本人の注意喚起が可能となる.そのため、噛みしめに関しては、噛みしめ力の大きさ、噛みしめ持続時間と嚥下動作時間の位相関係を解析対象とする本24時間計測ならびに、前記のクリニック現場での短時間の水飲みテスト時の計測は、基本的に被験者への危険は少ないと考えられるが、大阪歯科大学研究倫理委員会、立命館大学研究倫理委員会での承認をとると共に、十分なインフォームドコンセント確保のため、患者への十分な説明をし、協力依頼を行う.日常生活における摂食/嚥下行動をモニタできる装置を開発し、その動作を確認することは出来たが、当初計画していた、複数被験者による複数日の連続モニタリングを実施できなかったため、モニタリングに必要な機器の台数を揃えるための物品費(電子回路部品費)の購入に至らなかったため.複数被験者を対象とした、複数日にわたるヒトの日常生活における摂食/嚥下行動のモニタリングに必要な台数の機器を製作することに使用する.
電子書籍を利用した多読による英語読解力向上プログラムの効果

本研究の目的は、習熟度に差のある大学生に電子書籍のグレイディド・リーダー(学習者用に語彙を段階別に制限した英語の読本)を多読してもらい、次の3点について分析する。(1)テストの点数で多読が読解力にもたらす効果が現れるトレーニング量、(2)学習者が読解力の向上を実感するトレーニング量、(3)その量がスタート時の習熟度によって影響を受けるかどうかである。トレーニング量は読み終わった本に含まれる単語数で測る。学生は自分の興味と習熟度にあった本を電子書籍のリストから選び、毎週1回の授業中に読書を行い、簡略な読書レポートを提出する。13年間継続的に学生の読書量と読解力の観察を行う。
細胞培養のための微小環境を有する細胞増殖試験マイクロチップの開発

細胞の接着、増殖、分化といった細胞動態は、培養環境に強く依存する。本研究課題では、マイクロチップ上で様々な細胞アッセイを実施するため、マイクロチャンバー内で異なる液性因子を含む培地と細胞外マトリクス(ECM)を組み合わせることで、マイクロチャンバー内に多様な培養環境を構築できる灌流培養マイクロチャンバーアレイチップを開発した。併せて、マイクロチップ上の任意の微小領域にのみECMを固定化するため、物理マスキングによるマイクロパターン化法を確立した。近年、我々は医薬品開発における細胞アッセイを効率化するため、灌流培養マイクロチャンバーアレイチップを開発した。他にも細胞アッセイを目的としたマイクロチップはいくつか報告されているが、まだ技術的な問題がある。たとえば、通常、患者から細胞を取り出してin vitroで培養するためには、適切な足場因子と液性因子で構築された培養環境が必須である。以上の背景を踏まえ、申請者はマイクロチャンバーアレイ内に微小細胞培養環境を構築するため、科学研究費若手B,195万円を受領して研究を開始した。平成21年度は、高分子マイクロパターン化技術と微細加工技術により、マイクロチップの素材であるポリジメチルシロキサン(PDMS)に足場因子である細胞外マトリクス(ECM)を固定化する方法を検討した。PDMS表面にアクリル酸をマイクロアレイ状にパターン重合し、生成したポリアクリル酸アレイ上のカルボキシル基とECMのアミノ基を脱水縮合させ、fibronectin,collagen,lamininの3種のECMアレイを1枚のPDMS平板上に形成した。ECMアレイの形成を蛍光染色により評価したところ、マイクロチャンバーに収まる直径約1.2mmの円形スポットで構成される2列x8段のアレイが、相互汚染なく作製できたことが示された。また、単なるPDMS表面には接着しないCHO-Kl細胞をECMマイクロアレイ上にて静置培養し、細胞形態の変化を観察した結果、CHO-Kl細胞はECMを固定化していない部分には接着しなかったが、各ECMアレイには接着した。加えて、ECMの種類によって細胞の形態は異なったことから、固定化したECMの性質が細胞接着・増殖に寄与したと考えられる。本ECM固定化法は細胞接着・進展・増殖が可能な足場を、PDMS上に簡便かつ安価に構築できるため、マイクロチャンバーアレイ内に微小培養環境を構築するのに有効な手法である。平成22年度はマイクロチップ上のマイクロチャンバー底部へ細胞接着性タンパク質(ECM)を組み込む手法を確立し、マイクロチャンバー内における微小培養環境を制御した"培養環境探索チップ"の設計、作製と動作実証を行った。個々に独立したマイクロチャンバーアレイおよびマイクロ流路で構成されるマイクロ流路層と、異なる4種類の足場因子(collagen, fibronectin, laminin, PDMS)で構成されるECMアレイ層を作製し、両層を接着してマイクロチップを作製した。このとき、マイクロ流路に細胞懸濁液を導入した時にマイクロチャンバー内に一定数の細胞が導入されるように、また培地を導入した時に培養に必要な栄養素、および酸素がマイクロチャンバー内の細胞に適切に供給されるように、マイクロ流路およびマイクロチャンバーアレイを設計した。また、ECMアレイ層として3種のECMアレイを並べたPDMS板を平成21年度に確立した方法で作製した。このとき、ECMアレイをマイクロ流路層上のマイクロチャンバーアレイにちょうど重なる配置、かつマイクロチャンバーアレイよりも少し小さい寸法で形成し、流路の並びとECMアレイの並びが直交するように両層を接着することで、異なる液性因子を含む培地と足場因子の組み合わせによる培養環境の違いを一度の実験で一斉評価できる培養環境探索チップを作製した。培養環境探索チップ上のマイクロチャンバーアレイでは4種の液性因子と4種の足場因子を組み合わせることが可能で、4×4=16通りの異なる培養環境を構築できた。これらの環境下でCHO細胞を灌流培養した結果、CHO細胞の培養に適切な環境が構築されたマイクロチャンバー内でのみ、CHO細胞が接着・増殖することが確認された。以上の結果から、異なる複数の培養環境の中から適切な培養環境をスクリーニングできる培養環境探索チップの試作品が完成した。細胞の接着、増殖、分化、アポトーシスといった動態は培養環境に強く依存するため、細胞チップの開発においては微細構造上に適切な環境を構築する必要があり、細胞の足場となる細胞外マトリクス(ECM)を微小領域に固定化する技術が望まれている。一方、細胞チップの多くはpolydimethylsiloxaneで作製されており、チップを組み立てる際に表面を酸素プラズマによって活性化し、流路をシールすることが多い。しかしECMは酸素プラズマによって容易に分解するため、保護工程が煩雑だった。そこで平成23年度はマイクロチップの作製を簡便化するため、新たなECMマイクロパターニング法を検討した。まず凹構造を有するマイクロチャンバーアレイとそれに接続する複数のマイクロ流路を有するマイクロチップの構成部品(マイクロ流路層)のマイクロチャンバーアレイ全面にECMの水溶液を接触させることでECMを修飾した。次にマイクロチャンバーと物理的に寸法と配置が適合する凸構造の物理マスクを押し当て、プラズマ照射して物理マスク外のECMを分解した。

この工程を経ることで物理マスク外ではECMが分解された後、表面が活性化される。この活性化表面に平滑なPDMS板を重ねてマイクロチャンバーおよび流路をシールした。作製したマイクロチップに20kPa程度の圧力印加によって培地を送液したところ一切のリークなく、十分な耐圧性を有していた。また作製されたマイクロチップ内では様々な株化細胞を培養することが可能で、本法適用後もECMの細胞接着活性が維持されていることが示された。本法によりマイクロチャンバー底部にのみECMを修飾し、同時にマイクロ流路をシールするために必要な接着面の活性化を一工程で達成できることを示した。本法はECMのマイクロパターニングと接着面の活性化を一工程で達成できるため、細胞チップの量産化技術としての応用が期待できる。
進化的方法によるソフトウェアの自動発展に関する研究

本研究では,発展・進化可能性を有するソフトウェアを,基本構成要素を回路網状あるいは木構造状に組み立てることによって記述・表現し,扱う問題に応じて学習・適応・発展・進化させる方法論を確立することを目的としている.本研究では,基本構成要素として,しきい素子,演算子,関数,プログラムなどを扱い,マルチレベルの研究を遂行している.それぞれの場合について本年度の研究実績の概略を示す.1.しきい素子:ユニット間の結合を近傍だけに限定した神経回路網であるACNNの進化的最適化法を確立し,時系列処理が必要な迷路探索問題に適用してその有効性を確認した.2.演算子(フィルタ):画像を入出力する多数のフィルタを木構造に組み立てた合成フィルタにより,与えられた原画像から目標画像までの未知の変換を,遺伝的プログラミングの改良手法に基づいて自動的に生成する画期的なソフトウェアを開発した.これにより,従来は対象と目標が限定され,手作業による試行錯誤によってのみ構築されていた画像処理を,事例を与えるだけで自動的に構築することを世界で初めて可能にし,大幅な省力化を実現するとともに画像処理の応用範囲を飛躍的に拡大した.3.関数(手続き):マルチエージェントと強化学習の考え方を用いて,将棋における戦略を,エージェント間の対戦結果の事例ベースから自動的に獲得する方法について検討して有効な成果を得た.4.プログラム:それぞれが別のプログラムに基づいて自律的に判断を行う自律エージェントの集団を用いて人工株式市場を形成し,その株価変動を実際の株価変動の予測に用いる方法論について検討し,有効な成果を得た.これらの研究成果の一部は,これまでに新聞報道,国際会議あるいは国内の学会などにおいて公表しており,いずれも世界的に注目されている.本研究では,発展・進化可能性を有するソフトウェアを,基本構成要素を回路網状あるいは木構造状に組み立てることによって記述・表現し,扱う問題に応じて学習・適応・発展・進化させる方法論を確立することを目的としている.本研究では,基本構成要素として,しきい素子,演算子,関数,プログラムなどを扱い,マルチレベルの研究を遂行している.それぞれの場合について本年度の研究実績の概略を示す.1.しきい素子:ユニット間の結合を近傍だけに限定した神経回路網であるACNNの進化的最適化法を確立し,時系列処理が必要な迷路探索問題に適用してその有効性を確認した.2.演算子(フィルタ):画像を入出力する多数のフィルタを木構造に組み立てた合成フィルタにより,与えられた原画像から目標画像までの未知の変換を,遺伝的プログラミングの改良手法に基づいて自動的に生成する画期的なソフトウェアを開発した.これにより,従来は対象と目標が限定され,手作業による試行錯誤によってのみ構築されていた画像処理を,事例を与えるだけで自動的に構築することを世界で初めて可能にし,大幅な省力化を実現するとともに画像処理の応用範囲を飛躍的に拡大した.3.関数(手続き):マルチエージェントと強化学習の考え方を用いて,将棋における戦略を,エージェント間の対戦結果の事例ベースから自動的に獲得する方法について検討して有効な成果を得た.4.プログラム:それぞれが別のプログラムに基づいて自律的に判断を行う自律エージェントの集団を用いて人工株式市場を形成し,その株価変動を実際の株価変動の予測に用いる方法論について検討し,有効な成果を得た.これらの研究成果の一部は,これまでに新聞報道,国際会議あるいは国内の学会などにおいて公表しており,いずれも世界的に注目されている.
子ども虐待発生予防・再発予防支援の看護ネットワークの構築および有効性の検証

本研究目的は、子ども虐待発生予防や再発予防支援のための看護ネットワークの構築及び有効性の検証である。まず、文献検索や実践報告などによる検討の結果、兵庫県で実施されている「養育支援ネット」が看護職ネットワークとして有効に活用されている実態が明らかとなった。そこで兵庫県養育支援ネットに携わったことのある兵庫県下病院看護職(助産師)3名と兵庫県下保健師11名に養育支援ネットの活用の現状、成果および課題について面接調査を実施した。面接内容を逐語録に起こし、内容分析を行った。結果、養育支援ネットの活用による成果として、1妊娠期から情報が入り、問題を持つ妊婦への対応ができた、2入院中からの情報が地域保健の保健師に入り、退院前より保護者との関係が作れた、3看護職同士の連携・協働により育児不安への対応や虐待防止につながるきめ細かい支援が実現できた、4養育支援ネットにより、病院看護職と地域保健の保健師との親密な関係ができ、いつでも相談できる関係作りができた、などであった。課題として.1大規模あるいは中規模の病院では、養育支援ネットの活用ができているが、小規模の病院や診療所では、産婦人科医の考えにより活用ができない場合がある、2養育支援ネットは活用しているが、病院内あるいは保健所、保健センター内での情報伝達が遅くなり、支援に必要なタイミング時に間に合わないことが起こっている、などが抽出され、兵庫県下で行われている看護職による養育支援ネットの成果および課題が明らかになった。その調査の成果及び課題について検討を加え、子ども虐待発生予防や再発予防支援のための看護ネットワーク試案を作成した。その試案に対する専門的意見を求めることや子ども虐待発生予防や再発予防支援のため実施している支援システムなどについて全国の保健所で母子保健を担当している保健師にデルファイ法調査及び実態調査を実施する準備を進めている。研究目的は、子ども虐待発生予防や再発予防支援のための看護ネットワーク構築および有効性の検証である。本年度は第1段階の計画である国内外の先行研究の文献検討および有効な子ども虐待発生予防や再発予防支援のためのネットワークに関する情報収集を実施した。まず、国内外の先行研究により、子ども虐待の実態(衛生統計による動向、子ども虐待への施策や地域ネットワークなど)、子ども虐待防止のための医療機関、保健機関および福祉機関との連携・協働やシステム、保健師の虐待支援に関する先行研究を検索し、文献検討をおこなった。まず、医学中央雑誌Web版を用いて、最新の5年間分(2012年から2017年)の原著論文を対象に検索した。キーワードは、「児童虐待」「予防」「連携」「保健師」で、抽出された文献14件のうち、目的に合致しないと判断した文献を除外し、7件の文献を分析対象とした。児童虐待支援として保健師や助産師が他職種・多機関と連携・協働した結果の検討や地域保健と医療機関との連携の在り方の検討や効果に関するものがあった。また国外文献で、特に「International approaches tochild protection: What can Australia learn?CFCA(Child Family Community Australia) PAPERNO.23 2014」によると欧米各国でのアローチの方向性が示されていた。オーストラリア,アメリカ,イギリス,カナダ,ニュージーランドでは児童保護重視であり、ヨーロッパ諸国(デンマーク,ベルギー,スウェーデンなど)では家族支援・サービス重視されていた。このように欧米各国によりアプローチの方向性は両極的に捉えられることも多い。次に、現在、有効である子ども虐待発生予防や再発予防支援のための看護ネットワークに関する情報収集を兵庫県下市町村の保健師よりおこなった。今後本格的な調査を実施するために研究計画を立案し、倫理委員会に申請する準備までおこなった。研究分担者との会議は5回も開催でき、研究の推進、充実に有効であった。また、研究における分担も明確であり、各自が行ってきた文献検討や有効な子ども虐待予防、再発防止支援の現状の情報収集について情報交換、討議ができ、第1段階の研究計画が概ね実施できた。1.研究の目的:未熟児などハイリスク児の虐待予防や養育支援に有効とされている養育支援ネットの活用の現状と成果と課題について病院看護職と保健師との双方がどのように捉えているかを明らかにする。2.研究方法:対象は,養育支援ネットを活用しているNICUの病院看護職などと地域保健の保健師との活用の現状と成果、課題を明らかにするため、半構成的質問紙を用いて養育支援ネットに携わったことのある兵庫県下病院看護職(ケースワーカー)5名と保健師5名にインタビュー調査を行い、質的に分析する。3.結果:地域保健の保健師として西宮市、神戸市、加東保健所、加古川保健所、洲本保健所、三木市、加東市、淡路市、稲美町でインタビューを10名に実施。病院の看護職として、兵庫県立こども病院助産師、加古川市立中央病院助産師に2名に実施した。インタビュー内容を逐語録に起こし、内容分析を行った。養育支援ネットの活用は多くの点で有効性が明らかになった。1妊娠期から情報が入り、問題を持つ妊婦への対応ができた、2入院中からの情報が地域保健の保健師に入り、退院前より保護者との関係が作れた、3看護職同士の連携・協働により育児不安や虐待防止につながるきめ細かい支援が実現できた、4養育支援ネットにより、病院看護職と地域保健の保健師との親密な関係ができ、いつでも連絡・相談できる関係作りができた、などである。

課題として、1大規模あるいは中規模の病院からは養育支援ネットの活用ができているが、小規模の病院や診療所からは産婦人科医の考えにより活用ができていない、2養育支援ネットは活用しているが、病院内あるいは保健所、保健センター内での情報の伝達が遅くなり、必要なタイミング時に間に合わないことが起こっている、などが抽出された。4.考察:兵庫県下で行われている養育支援ネットの有効性が明らかになった。今後課題に取り組み、充実させていく必要がある。予定していた看護ネットワーク構築のために現在実施されている兵庫県内での養育支援ネットが非常に効果的に活用されていることが分かり、兵庫県下の保健所及び市町村保健センター保健師と2つの医療機関の助産師からその成果についてインタビューし、有用性が明らかにされた。同時に課題もあり、今後課題の解決も含めて看護ネットワーク構築の枠組みとして検討を始めている。本研究目的は、子ども虐待発生予防や再発予防支援のための看護ネットワークの構築及び有効性の検証である。まず、文献検索や実践報告などによる検討の結果、兵庫県で実施されている「養育支援ネット」が看護職ネットワークとして有効に活用されている実態が明らかとなった。そこで兵庫県養育支援ネットに携わったことのある兵庫県下病院看護職(助産師)3名と兵庫県下保健師11名に養育支援ネットの活用の現状、成果および課題について面接調査を実施した。面接内容を逐語録に起こし、内容分析を行った。結果、養育支援ネットの活用による成果として、1妊娠期から情報が入り、問題を持つ妊婦への対応ができた、2入院中からの情報が地域保健の保健師に入り、退院前より保護者との関係が作れた、3看護職同士の連携・協働により育児不安への対応や虐待防止につながるきめ細かい支援が実現できた、4養育支援ネットにより、病院看護職と地域保健の保健師との親密な関係ができ、いつでも相談できる関係作りができた、などであった。課題として.1大規模あるいは中規模の病院では、養育支援ネットの活用ができているが、小規模の病院や診療所では、産婦人科医の考えにより活用ができない場合がある、2養育支援ネットは活用しているが、病院内あるいは保健所、保健センター内での情報伝達が遅くなり、支援に必要なタイミング時に間に合わないことが起こっている、などが抽出され、兵庫県下で行われている看護職による養育支援ネットの成果および課題が明らかになった。その調査の成果及び課題について検討を加え、子ども虐待発生予防や再発予防支援のための看護ネットワーク試案を作成した。その試案に対する専門的意見を求めることや子ども虐待発生予防や再発予防支援のため実施している支援システムなどについて全国の保健所で母子保健を担当している保健師にデルファイ法調査及び実態調査を実施する準備を進めている。第2段階および第3段階の実施である。第2段階:平成22年度24年度に取り組んだ科学研究補助金基盤研究C「ハイリスク児の虐待予防への保健師が行う関係機関との連携・調整の有効な方法の開発」では、事例検討会や合同会議の開催など医療機関と地域保健との「顔の見えるつながり」により有効な連携が行われていたので、その成果を活用する。
尿路性器感染症の成立・進展機序にかんする実験的,糖組織化学的研究

正常腎のネフロン各部のレクチン染色性,つまり複合糖質分布はラット,家兎またはヒトで異なり、種差があることが判明した。しかし同一動物種では、腎盂腎炎または尿管狭窄による水腎性変化が発症した場合にも、ネフロン各部の染色性は正常腎と同一所見を示した。家兎実験的腎盂腎炎におけるDBA,PNA染色所見から、慢性腎盂腎炎でみられる甲状腺様構造を構成する管腔は、主として髄貭外層部の集合管ならびにヘンレ上行脚であると結論づけられた。ヒト腎盂腎炎でもLTA,DBA等の染色所見から甲状腺様構造は遠位尿細管由来であり、近位尿細管由来でないことを明白にした。家兎では尿管結紮後3時間以降で正常腎ではPNA染色陰性であったヘンレ上行脚にPNA陽性所見がみとめられた。これはPNAに特異的なD-galactose β(1→3)N-acetyl-galactosamine[D-gal-β(1→3)GalNAC]がこの部位に出現しreceptorとなり得ることを示す。24時間後の腎盂腎炎家兎にもの変化はみられた。3,6時間管結紮後に菌液を注入しても腎盂腎炎は成立し、receptorの出現が腎盂腎炎成立に関与することを裏づけた。尿路感染症由来大腸菌153株の線毛を検索した結果、急性膀胱炎・前立腺炎由来株のP-fimbriaeの保有率は高かった。しかし赤血球凝集価,hemolysin産生能とは必ずしも相関しなかった。感染成立に必要な細菌の尿路上皮への接着性と病原性とは別に考えるべき問題であろう。家兎では精管結紮後に経精管性に接種した細菌により副睾丸(精巣上体)炎が発症した。精管を3,6,24時間結紮し、結紮を解除した状態でも感染は成立した。従って精管結紮に基因した副睾丸管の鞭毛障害ならびに副睾丸管・精管の戯動運動の障害が副睾丸炎成立の要因と考えられた。ラットでは精管・副睾丸管の内圧上昇ならびに尿による組織障害が要因と考えられたが、糖組織化学的変化はみられなかった。
マクロファージを介した腫瘍内微小環境形成の分子基盤解明と癌治療への応用

ヒトがん組織検体とマウス腫瘍モデルを用いて、腫瘍内微小環境形成においてマクロファージが重要な役割を果たしていることを明らかにした。グリオーマや肝内胆管癌、卵巣癌、腎癌、悪性リンパ腫では、CD204やCD163を発現したM2マクロファージが多い症例ほど、腫瘍の進行が早く予後が悪いことを明らかにした。動物実験で、マクロファージにおけるCD204が、マクロファージの活性化を制御していることを突き止め、腫瘍内微小環境におけるマクロファージの具体的な役割について新しい知見を得ることが出来た。また、CD204と同様マクロファージに特異的に発現している分子であるCD163が腫瘍内微小環境形成に深くかかわっているということを示唆する興味深いデータが得られた。CD163の役割に関しては今後の検討課題である。我々はガンの微小環境形成の主役である腫瘍関連マクロファージにスカベンジャー受容体であるCD204 (Class A scavenger receptor)が高発現しており、更に腫瘍内微小環境形成と腫瘍の発育に深く関わっていることを見出した(Komohara Y et al.J Pathol 2008, Kawamura K, Komohara Y et al. Pathol Int 2009)。CD204はマクロファージに特異的に発現する主要な受容体の一つであり、粥状動脈硬化におけるマクロラァージによる修飾LDLの取り込みを始めとして様々な異物の取り込みや細胞接着に深く関与している。しかしながら、腫瘍内浸潤マクロファージに発現されるCD204の役割については殆ど解析されていない。本研究では、腫瘍内微小環境におけるマクロラァージの活性化にCD204がどのようなメカニズムで関わっているのかを解析した。CD204欠損マウスでは、マウスリンパ腫細胞であるEL4の発育が有意に抑制されていた。腫瘍内に浸潤したCD68陽性マクロファージを解析したところ、iNOSの発現が野生型マウスよりも有意に高かった。また、IFN-betaやIFN-gammaの強い産生も認めた。これらのサイトカインはM1に強く発現することから、CD204欠損マウスにおける腫瘍関連マクロファージはM1の性質を有していることが示唆された(Komohara Y etal.CancerSci 2009)。現在、腫瘍関連マクロファージにおけるM1/M2分化とCD204の関連性について詳細な解析を行っている。我々は、前年度のマウスを使った研究で、CD204がマクロファージのM2への分化に深くかかわっていることを示した。本年度は、実際にヒトのがん組織において、CD204陽性のM2マクロファージが臨床予後や腫瘍の悪性度にどのように関わっているのかを検討した。産婦人科学教室との共同研究では、卵巣がんとマクロファージの関連性についての研究を行った。卵巣癌が進行するとがん細胞が腹腔に播種して徐々に腹水が貯留する。我々の研究で、腹水の中には多数のM2マクロファージが含まれており、これらのM2マクロファージはがん細胞を活性化させるIL-6やIL-10などのサイトカインを産生することで、がん細胞に増殖シグナルを送っていることが明らかになった。つまり、がん細胞が腹腔内に播種して増殖していく過程には、このがん細胞とM2マクロファージの細胞間相互作用が深く関わっていると考えられた。腹水中のマクロファージにはCD204が高発現しており、卵巣がんの進行過程におけるCD204の役割について現在研究を計画している。やはり、マウスを使った動物実験でも卵巣癌の進行にマクロファージが関わっていることが示されている。消化器外科との共同研究では、M2マクロファージが多い肝内胆管癌の症例は、再発しやすいという結果が得られた。また、M2マクロファージの数と制御性T細胞の数は統計学的に相関しており、がん患者での免疫抑制状態にM2マクロファージが深くかかわっていることが明らかになった。残念ながら、この検体は固定条件が悪くCD204の十分な検索が出来なかった。
モデルの不確定性を考慮した新世代のマルチデータ震源過程解析手法の開発

地震の破壊伝播過程である震源過程を明らかにすることは、地震という現象を理解する上での鍵となる。近年、地震観測網が整備されると共に、衛星測位技術の進歩により地震時の地殻変動が面的に得られるようにもなった。それら大量の良質なデータは震源過程の詳細な情報を含んでいる。分解能が高いデータほど、モデルの変化に敏感であるが故に、モデル誤差の取り扱いが重要になってくるが、それらはあまり議論されてこなかった。モデル誤差を考慮した新世代のマルチデータ解析手法を開発することを試みると同時に、モデル誤差の影響を受けにくい新しい方法を開発し、その手法の理論的な背景とインバージョン法との関係について議論を行った。近年、幅広い周波数領域をカバーする空間的にも密な地震観測網が整備されると共に、衛星測位技術の進歩により地震時の地殻変動が面的に得られるようにもなった。しかし、分解能が高いデータほど、モデルの変化に敏感であるが故に、モデル誤差の取り扱いが重要になってくるが、それらはあまり議論されてこなかった。本研究では、モデル誤差を考慮した新世代のマルチデータ解析手法を開発し、2011年東北地方太平洋沖地震を初めとする実際の観測データに適用してその有効性を実証することを目的に研究を行っている。本年度は、複数のデータを使用した解析では、各種データ間の重みをどのように決定するのかが問題となるが、その問題を解決した内容を国際誌にて発表した。また、異なる解析手法を用いた解がどのような関係にあるのかを理解するために、研究代表者が開発したHybrid Back-projection法を用いて、Back-projection法と逆解析の結果の関係を明らかにした論文を発表した。また、各種のデータには、異なる周波数帯域のフィルターが適用される場合がほとんどである。この点について理解を深める為に、データに適用するフィルターの意味について議論を行い論文として発表した。本研究では、モデル誤差を考慮した新世代のマルチデータ解析手法を開発し、実際の観測データに適用してその有効性を実証することを目的に研究を行っている。本年度は、地殻変動データと、近地強震動データを用いた解析の定式化を重点的に行った。強震動データを用いた解析の定式化については、プロトタイプのプログラムの作成を行い、実際の問題に適用した場合にどのような問題があるのか確認を行った。その結果、変位波形の解析を行う場合、グリーン関数の不確定性によるデータの共分散行列の逆行列がやや不安定になりやすいことを確認した。また、複数のデータを使用した解析では、各種データ間の重みをどのように決めるかが問題となるが、その問題を解いた論文を他の研究者と共同して、国際学術誌に投稿した。一方で、本手法と最近多くの研究者に使用されているBack-Projection法の関係や理論的な背景を整理し、新たな解析Hybrid Back-Projection法を開発し、実際のデータ解析に適用した。一般に、分解能が高いデータほど、モデルの変化に敏感であるが故に、モデル誤差の取り扱いが重要になってくるが、それらはあまり議論されてこなかった。本研究では、モデル誤差を考慮した新世代のマルチデータ解析手法を開発することを試みると同時に、モデル誤差の影響を受けにくい新しい方法を開発し、その手法の理論的な背景とインバージョン法との関係についても議論を行っている。最終年度では、主に非負の条件の検討と、モデルの仮定の影響を受けにくい手法の検討を行った。昨年度の研究より、近地強震動データを用いて解を求めるためには、解の領域を制限する必要があることが示唆されている。近年になって、準ニュートン法を用いて解の範囲を制限した上で最小2乗解を高速に求めるL-