hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頸部内頚動脈及び頭蓋内脳血管の狭窄性動脈硬化病変進展抑制に関する研究

頭頚部の狭窄性動脈硬化病変に対し、血管平滑筋細胞の脱分化や、酸化ストレスがもたらす病態解析した。頸部内頚動脈狭窄症患者の血栓内膜剥離術に伴い、術中の虚血、再潅流が術後の認知機能障害発生に関連し、再潅流後の過灌流が誘因であることを確認した。術中の頸静脈血を解析したところ、malondialdehyde-modefide low-density lipoproteinの生成が術後の過灌流及び認知機能障害に有意に相関していることを確認した。さらに解析を進め、血流遮断、再潅流に伴って生じる酸化ストレスすなわちフリーラジカルの生成が原因であることを突きとめた。これら傾向は、狭窄性病変が高度で側副血行が乏しい、すなわち脳循環予備能が低下している患者に顕著であり、酸化ストレスが術後の認知機能障害に重要に関連していることが確認できた。また、これら脳循環予備能の低下は今までおもにsingle-photoneumissionCTやSPECTで検討されていたが、薪たに我々は、MRIのperfusion-weightedimagingが、その予見に有用であることを見いだした。脈硬化性病変の組織学的検討では、病変部の新生内膜平滑筋細胞において、平滑筋細胞の分化マーカーであるカルポニン及びαsmooth muscle actinが有意にdown regulationを示していた。平:滑筋細胞自体が、より未分化な状態への変化、いわゆる脱分化型平滑筋細胞へ形質転換し、獲得された増殖能、分泌能が狭窄性病変の進行に重要に関連する可能性が示唆された。血管平滑筋細胞の形質転換に至る転写機構の解析では、Myocardinのdown regulationと細内局在変化を認めた。上記血管平滑筋細胞の形質転換は分化特異的転写調節の変化によりもたらされていることが示唆された。生活習慣と関連が高い狭窄性動脈硬化病変に対し、血管平滑筋細胞の脱分化や酸化ストレス機構との関連を中心に解析し、進展機構を解明と、積極的に進展抑制をもたらす新しい治療法の確立を目的としている。これまで、頸部内頚動脈狭窄症患者の血栓内膜剥離術に伴い、術中の虚血・再潅流が術後の認知機能障害発生に関連し、再潅流後の過灌流が誘因であることを確認した。術中の経静脈血を解析したところ、malondialdehyde-modefide low-density lipoproteinの生成が術後の過灌流及び認知機能障害に有意に相関していることを確認した。さらに解析を進め、血流遮断・再潅流に伴って生じる酸化ストレスすなわちフリーラジカルの生成が原因であることを突きとめた。上記手術症例を対象に、動脈硬化病変の発生及び進展に重要な患者因子について、遺伝的背景を一塩基多型を中心に解析中である。動脈硬化性病変の組織学的検討では、病変部の血管平滑筋細胞においてSM1及びSM2等の分化型平滑筋細胞特異的蛋白が発現低下を示し、SMembの発現上昇を認めている。動脈硬化進展には血管平滑筋細胞の脱分化・増殖が重要に関連していることが認められた。血管平滑筋細胞の分化維持に重要な機構について、転写調節を中心に解析中である。

頸部内頚動脈狭窄症患者の血栓内膜剥離術に伴い、術中の虚血・再潅流が術後の認知機能障害発生に関連し、再潅流後の過灌流が誘因であることを確認した、術中の頸静脈血を解析したところ、malondialdehyde-modefide low-densitylipoproteinの生成が術後の過灌流及び認知機能障害に有意に相関していることを確認した。さらに解析を進め、血流遮断・再潅流に伴って生じる酸化ストレスすなわちフリーラジカルの生成が原因であることを突きとめた。これら傾向は、狭窄性病変が高度で側副血行が乏しい、すなわち脳循環予備能が低下している患者に顕著であり、酸化ストレスが術後の認知機能障害に重要に関連していることが確認できた。また、これら脳循環予備能の低下は今までおもにsingle-photon emission CTやSPECTで検討されていたが、新たに我々は、MRIのperfusion-weighted imagingが、その予見に有用であることを見いだした。動脈硬化性病変の組織学的検討では、病変部の新生内膜平滑筋細胞において、平滑筋細胞の分化マーカーであるカルポニン及びαsmooth muscle actinが有意にdown regulationを示していた。平滑筋細胞自体が、より未分化な状態への変化、いわゆる脱分化型平滑筋細胞へ形質転換し、獲得された増殖能・分泌能が狭窄性病変の進行に重要に関連する可能性が示唆された。血管平滑筋細胞の形質転換に至る転写機構の解析では、Myocardinのdown regulationと細胞内局在変化を認めた。上記血管平滑筋細胞の形質転換は分化特異的転写調節の変化によりもたらされていることが示唆された。
視覚障害者対応の「情報補償コンテンツ」型e-learningシステムの研究

視覚障害者の英語学習では一般に、拡大文字・点字等のメディア変換教材と、音声やPC画面拡大等の情報補償=ICT環境が利用されている。しかし、これらの情報補償のみでは十分対応できない事例が多々見られる。先行研究では、上記の環境を利用して晴眼者用の問題を物理的に情報補償しただけでは対応できない例もある。一方、英語力は視覚障害者にとっても必要な素養である。本研究は、晴眼者用の自主学習用各種問題集を、物理的情報補償のみではなく視覚障害対応の内容となるよう、問題構成自体にも工夫をくわえた「情報補償型コンテンツ」とし、物理的情報補償の上に総合的なe-learningシステムを構築した一例である。視覚障害者の英語学習では一般に、墨字・拡大文字・点字等のメディア変換教材と、音声や拡大文字等の情報補償=ICT環境が利用されている。しかしこれらの「物理的情報補償」では十分対応できない事例が多々見られる。研究代表者の先行研究では、英語の各種問題において、上記の環境を利用し晴眼者用の問題を物理的に情報補償しただけでは、題意すら把握できない例もみられた。一方、英語力は視覚障害者にも近年強く要求され、TOEICの成績が就職内定条件とされる事例も出てきている。本研究はこの点に着目し、晴眼者用の英語各種資格試験対策問題・自主学習用問題等を、物理的情報補償のみではなく視覚障害対応の内容となるような「情報補償型コンテンツ」とし、物理的情報補償の上に総合的なe-learningシステムを構築することを目的としている。平成26年度は、この構想に基づき、英語の一般的教材を学ぶ際の困難箇所を、既存教材にて調査・分析し、それに基づいて「情報補償型コンテンツ」に開発し直し、Moodleにシステムを構築した。具体的には、英語資格試験対策のみならず英語力向上の一環として必須であり、未だ視覚障害者対応の自学自習システムの先行事例がない、単語力増強のための教材コンテンツを開発した。重要性の高い順にレベル14まで設定し、学習者は、単語の意味・品詞・例文を学習し、定着度を測るミニテストを受験する。ミニテストでは、視覚障害者には対応しにくい多肢選択式問題をプルダウンメニュー、ラジオボタン選択式にカスタマイズした。従前の研究は、障害対応のICT環境自体を「情報補償」としているが、これのみでは多様な形態の設問には対応できない。「コンテンツ自体に情報補償が必要」とする本研究での根幹とする考え方を、単語力増強のための自主学習支援に焦点を当てた研究は前例がなく、さらにその一般化を検討することに本研究の特色と意義がある。しかしこれらの「物理的情報補償」では十分に対応出来ない事例が多々見られる。先行研究では、英語の各種問題において、上記の環境を利用し晴眼者用の問題を物理的に情報補償しただけでは題意すら把握できない例も見られた。一方、英語力は視覚障害者にも近年強く要求され、TOEICのスコアが就職内定等の条件とされることも多くなってきている。本研究はこの点に着目し、晴眼者用の英語各種教材を、物理的情報補償のみならず視覚障害対応の仕様となるような「情報補償型コンテンツ」とし、物理的情報補償の上に総合的なe-learningシステムを構築することを目的としている。平成27年度は、この構想に基づき、英語教材を学ぶ際の困難箇所を、既存教材にて調査・分析し、それに基づいて「情報補償コンテンツ」に開発し直し、Moodleにシステムを再構築した。具体的には、英語力の基礎である文法力を確実にするため、高校英文法の解説と問題演習がセットになった教材の前半部を開発した。基本的文法事項を1レッスンずつ設定し、学習者は、1レッスンごとに問題演習を行う。解説部分については、図が使用されている箇所は文字ベースに分かりやすく変換し、問題演習部分については、視覚障害者には学習しにくい多肢選択問題をプルダウンメニュー、ラジオボタン選択式にカスタマイズするなどした。「コンテンツ自体に情報補償が必要」とする本研究での根幹とする考え方を、文法力増強のための自主学習支援に焦点を当てた研究は前例がなく、さらにその一般化を検討することに本研究の特色と意義がある。年度計画のうち、以下の2点は計画通りに達成できている。●視覚障害者が各種英語教材を学ぶ際の具体的困難箇所を、既存教材にて調査・分析する。一例として、語順問題がある。重度視覚障害学生は、順不同に並べられた全ての語をスクリーンリーダで一通り聞いた後、最初の語に戻り、全体の意味を想像しながら語間を左右に何度も移動しなければならない。この作業は、視線移動が多いため身体疲労を増し、全盲学生にとっては何度もカーソルを左右・右左に移動させる作業が必要となり非効率である。●上記分析に基づき、「情報補償型コンテンツ」を開発し直し、Moodle等にシステムを開発する。しかし、システム開発費に多額の費用がかかり、基本的文法事項を網羅した教材の前半部しか開発出来なかった。次年度は後半部を開発する。これらのことから、おおむね順調に進展していると判断した。高等教育段階の視覚障害者向け点字教材は墨字教材に比べ圧倒的に少ないうえ、拡大教材やデジタル教材は市販されていない。

そのため、重度視覚障害学生は、自主学習教材についても自ら点字化・テキストデータ化等を依頼する必要があり、教材完成まで長時間待たねばならず時宜を逸してしまうことがある。良質のe-learning教材を開発している語学教材出版社は数多く存在するが、画面遷移にFlashを使っていることなどから、画面拡大表示ソフトウェアで拡大することができず、スクリーンリーダーで音声読み上げができないことが多い。このように、現状では、視覚障害学生の英語自主学習環境は十分整備されていない。視覚障害者の英語学習では一般に、拡大文字・点字等のメディア変換教材と、音声やPC画面拡大等の情報補償=ICT環境が利用されている。しかし、これらの物理的な情報補償では十分対応できない事例が多々見られる。本研究では、平成2627年度に引き続き、このようないわゆる「物理的情報補償」のみではなく、視覚障害対応の内容となるよう、問題構成自体にも工夫をくわえた「情報補償型コンテンツ」とし、物理的情報補償の上に総合的なe-learningシステムを構築した。平成28年度は、資格試験対策や大学での英語学習の基本となる英文法を網羅し問題演習をくわえた『高校総合英語Forest 6th Edition』(桐原書店)を元データとし、教材を作成した。本教材では、解説部分に初めて図が利用されていたが、スクリーンリーダーで読み上げ可能な形に再構成し、研究当初の目的である、障害特性に配慮したコンテンツの作成・視覚障害学生の英語自習システムとして機能すること・弱視者用に文字サイズ/レイアウト/背景等を変更できる障害者対応システムであること・重度視覚障害者用に音声/点字出力も併用できること、を平成28年度においても達成できた。しかし、これらの情報補償のみでは十分対応できない事例が多々見られる。先行研究では、上記の環境を利用して晴眼者用の問題を物理的に情報補償しただけでは対応できない例もある。一方、英語力は視覚障害者にとっても必要な素養である。本研究は、晴眼者用の自主学習用各種問題集を、物理的情報補償のみではなく視覚障害対応の内容となるよう、問題構成自体にも工夫をくわえた「情報補償型コンテンツ」とし、物理的情報補償の上に総合的なe-learningシステムを構築した一例である。年度計画のうち、以下の2点は計画通りに達成でき、1つのコンテンツを完成させることが出来た。●英語資格試験対策教材や一般教材を学ぶ際の具体的困難箇所を、既存教材にて調査・分析する。一例として、空所補充問題を解く際の困難は、以下の通りである。文中の空所( )に4つの選択肢が並び、最適な選択肢を選ぶ問題。重度視覚障害学生は、スクリーンリーダーで全ての選択肢を聞いてから正答を選ぶことになるが、1度に4つの選択肢内容を記憶するのは難しいため、1番右にある最後の選択肢まで聞いてから再度、1番左にある最初の選択肢まで戻り、正答を検討しなければならない。この作業は、重度弱視学生にとっては視線移動が多いため身体疲労を増し、全盲学生にとっては何度もカーソルを左右・右左に移動させる作業が必要となり非効率的である。
染色体8q21上の放射線誘発DNA二重鎖切断からの修復遺伝子のクローニング

我々は候補領域について作製したYAC(人工酵母染色体)コンティグの細胞への移入により、最終的に候補領域を800-kb迄に狭めることが出来た。ショットガン法によるゲノムシークエンス、続いてエクソン検索用コンピュータプログラムGRAIL2とGENSCANにより遺伝子を探索した結果、セントロメア側に未知の2遺伝子の存在が確認された。この内の1つの遺伝子の変異をNBS細胞を用いてスクリーニングした結果、塩基657-661に5-bp欠失のフレームシフトを伴う塩基変異が認められた。この塩基変異は患者家系の発症と非常に良く一致していた。すなわち、患者では5-bp欠失が、正常兄弟では正常塩基が片方のアレルにのみ(ヘテロ)変異が認められた。5-bp欠失はNBS患者の80%以上にみられる創始者変異であった。この他に現在迄知られているNBS1遺伝子変異はエクソン6-10に変異が集中しているのが特徴的であった。NBS1遺伝子はゲノム50-kbにわたる16エクソンから構成され、ORF2.265-bpで754アミノ酸のタンパク質をコードしている。NBS1遺伝子は精巣で強く発現していることから減数分裂での機能が示唆される。実際、NBS1蛋白のN末側に、出芽酵母(S.Cerevisiae)の減数分裂に関与するXrs2p蛋白との弱い相同性(29%)が認められた。
ライプニッツ哲学における「合理性」概念の検討-その現代的可能性

本研究では、ライプニッツの認識論の、個体論、因果性そして確率論に渡る、多様な合理性の構造とその現代的意義とを明らかにすることができた。特に因果性に関する考察では、従来のライプニッツ研究では顧みられることのなかった面を浮き彫りにすることができた。また、確率や統計の問題に関しても、ライプニッツの合理主義の認識論的側面から、その解釈の見通しを与えた。今年度の研究は、「ライプニッツの物体論」に関して「物体の経験的認識の合理性の位置づけ」を行うことに向けられた。その成果の一部は、第8回国際ライプニッツ学会で口頭発表し、公刊された「ライプニッツの夢論証と物体の実在性」に現われている。この発表では、よく知られたデカルトの夢論証を念頭にしたライプニッツの夢と現実の区別の有無、識別基準に関する興味深い考察、つまり「カリブの夢」の逸話の考察が、物体の本質としての「延長」と「力」をめぐる自然学的および形而上学的考察と関連する点を示した。ライプニッツの物体の認識論に外在主義的とも呼べる側面があることを示すと同時に、日常経験と自然科学の対象となる「物体」の因果性と実存性をめぐる経験的認識の位置づけが課題であることも指摘した。その後、この因果性の問題をライプニッツがどう捉えていたかに取り組んだ。その成果は、慶應義塾大学のCOEプログラムに関連する「ライプニッツ研究会」で2007年3月末に、「自然法則の偶然性と「因果性」の分析-ライプニッツの知識論の一視角-」と題して発表する予定である。その成果も論文発表する。なお未公刊であるが、今年度は、その他、研究成果の欄に記述したようなライプニッツ研究に関する貢献を行った。『哲学の歴史』では最近の研究状況を踏まえ、新しいライプニッツ解釈を提示し、『ライプニッツを学ぶ人のために』では、普遍記号法の現代的意義を論じた。また、『リスクと合理性』の翻訳は一見ライプニッツとは無縁と思われるが、不確実性を踏まえた合理的意思決定の問題は、そこからライプニッツ哲学における合理性問題を再検討する多くの手掛かりがつかめるものと考えている。今年度の研究は、まず、ライプニッツのアカデミー版全集に収められた遺稿での因果性に関する定義の考察を中心に行った。その成果の一部は、昨年3月に慶應義塾大学のCOEプログラムに関連する「第1回ライプニッツ研究会」で登表した後に、ライプニッツがスピノザの『エチカ』に関して遺したメモの考察を加え、そこに比重をおく形で、第4回スペイン国際ライプニッツ学会で"Leibniz on Causation: From his definition of causeas 'coinferens'"と題して2007年11月に口頭登表した。この論文は2008年に論文集として6月に公刊される予定であるが、発表に際しては多くの質問が寄せられた。また、因果性について、特に自然法則と個体的な出来事の「偶然性」をめぐる考察の成果を「法則の偶然性と出来事の偶然性-因果性に関するライプニッツの定義から-」と題して論文発表している。ライプニッツが可能世界論の観点からこの世界における、自然法則の偶然性を述べただけなく、個体的出来事の偶然性も考察し、きわめて現代的な洞察をもっていたこと、それが重要な体系的意義をもつことを示した。さらに依頼に応じて執筆した論文「ライプニッツの「心の哲学」小論-スピノザ=ダマシオのテーゼ「人間精神は人間身体の観念である」から-」では、スピノザの「観念」に関するテーゼをライプニッツがどう受容し、評価したかを示し、ライプニッツの「感情」をめぐる議論の意義を示した。なお、これまでの研究成果を盛り込む形で、『哲学の歴史』第5巻(責任編集、小林道夫)では「ライプニッツ」の箇所の執筆を行ったことを申し添えておきたい。今年度の研究は主に三つある。(1)ライプニッツのスピノザに関するノートから見た両者の「個体」概念の比較考察。(2)ライプニッツの「合理性」概念に関する、最近のダスカルとシェッパースとの論争と研究をふまえた考察。特に、確率概念に関する理解に注目した。(3)デヴィット・ルイスの可能世界論と因果慨念の分析を念頭に、あらためてライプニッツの因果概念の分析の現代的意義について考察した。これまで3年間の研究も含め、ライプニッツの合理性概念の中に含まれる、論理学的-形而上学的構成要素と経験的-自然的要素との関連にかなり接近できたと考えている。

これらの成果の一部は、2008年3月の慶應義塾大学のCOEプログラムに関連する「第2回ライプニッツ研究会」で発表した後に書きあらためた「二つの個体概念--ライプニッツとスピノザ--」、7月の哲学若手研究者フォーラムのシンポジウム(上野修、山内史朗氏との)「スピノザとライプニッツ」での講演に手を加えた「ライプニッツ的『合理性』をめぐる論争から」として公刊ないしその予定である。また、2009年3月の「第3回ライプニッツ研究会」では、(飯田隆、稲岡大志氏と)「ライプニッツと現代」に関するシンポジウムを行い、「ライプニッツの原因概念の現代的意義-D.ルイスの分析を手がかりに」と題して発表したが、これについても改稿し、雑誌に投稿する予定である。その他、『ライプニッツを学ぶ人のために』では「普遍記号学」の箇所の執筆を担当した。なお、研究者は、環境リスク論関連の研究も行っているが、ライプニッツ的合理性の現代的意義を考える上で、確率や不確実性の問題を踏まえ、リスクに対処する意思決定の観点から、ライプニッツの一連の仕事を見直すことの重要性も一連の研究を通して、認識したことを申し添えておきたい。
BMP-2とRANKL結合ペプチド併用による口蓋裂骨欠損部新規骨形成法の開発

BMP-2とRANKL結合ペプチドを含浸させた担体を、頭蓋骨欠損モデルマウスに注入することで骨新生が促進されることがわかっている。今年度は昨年度に引き続き、京都大学と共同研究を行った。昨年度は京都大学で新規作成されたCHPナノゲルにBMP-2とRANKL結合ペプチドを併用した担体を作成し、その担体を頭蓋骨欠損モデルマウスに填入し、骨形成促進作用が得られることを確認した。また、安定した骨新生が得られる条件について検討を行うため、RANKL結合ペプチドを溶解させる溶媒の条件や担体そのものの性状を変え、検討を行った。今年度は昨年度に引き続き、担体や溶媒の条件を変え、頭蓋骨欠損モデルマウスに担体を填入し、安定した骨新生が得られる条件、骨形成促進作用に変化があるかについて検討を行った。担体の性状については、今年度も性状を変化させた担体をいくつか作成し、検討を重ねた。RANKL結合ペプチドを溶解する溶媒については、引き続き条件を変えた溶媒を作成し、担体に含浸させ、マウスの頭蓋骨欠損モデルに填入することで骨新生量の変化について検討した。本研究の目的は、BMP-2とRANKL結合ペプチドを併用した担体で、術者が手術時に新生される骨の形態が予想でき、なおかつ操作性に優れた担体を開発することである。現在は安定した骨新生量が得られるための条件検討を行っており、上記の条件が得られる担体の開発のためにはさらなる条件検討が重要であると考えている。今年度は担体を頭蓋骨欠損モデルマウスに填入した際に、安定した骨形成促進作用が得られる条件について検討を行った。昨年度使用した担体の性状を変化させた担体を新たに作成し、骨形成促進作用の変化を検討した。また、RANKL結合ペプチドを溶解する溶媒の条件を変え、骨新生量の変化について検討した。昨年度と同様、in vivo μCTとIVISを利用して担体の経時的変化を追うとともに、マウス安楽死後もμCTおよび軟X線を撮影し、非脱灰切片による骨形態計測学的解析も行い、X線学的解析と組織学的解析を行った。安定した新生骨を作成するために条件検討を継続しているが、骨新生を得ることはできるが、安定した新生骨量を得ることができず、進捗状況はやや遅れていると評価した。安定した新生骨量を得るための条件検討を継続しているが、安定した骨新生が得られておらず、今後も条件検討を継続していく計画である。具体的には今年度と同様、溶媒や溶解条件の変化などを検討しているが、その他、動物モデルや担体の性状の変更についても検討が必要と考える。BMP-2とRANKL結合ペプチドを含浸させた担体を、頭蓋骨欠損モデルマウスに注入することで骨新生が促進されることがすでにわかっている。口蓋裂部に応用する前に、臨床応用に生かすため、モルモット、ラットの2種の中型動物の上顎骨に同様の担体を注入し、骨が新生されるかどうかを検証した。マウスでの注入量をもとに、上顎骨の骨膜下に担体を注入し、蛍光色素によるラベリングを行い、安楽死後、μCT、pQCTなどによるX線学的解析と組織学的解析手法を習い、骨新生が得られることを確認した。モルモット4匹の上顎骨にBMP-2とRANKL結合ペプチドを併用した担体を注入し、μCTとpQCTなどによるX線学的解析と組織学的解析を行い、マウスと同様に骨新生が促進されることを検証した。しかし、口蓋裂部骨欠損部への応用など、臨床へ応用するためには、最終的にできる骨の大きさが予想できることが求められ、粘稠性がありながら、注入可能な程度の流動性がある担体の開発が必要であることが分かった。しかし、双方の特性を両立する担体の開発には粘稠性が高い液体を正確に計量し、かつ注入できる器具の開発も必要であり、非侵襲的な注入による新規骨形成法の開発には時間を要すると判断した。また当初、大型動物で検証する計画をたてていたが、人工的な骨欠損の回復が早く、立ち上げが困難であることがわかった。今年度は昨年度計画した通り、京都大学と共同研究を行い、京都大学で新たに開発されたCHPナノゲルを応用した担体を、頭蓋骨欠損モデルマウスに填入し、術者が手術時に新生される骨の形態が予想でき、なおかつ操作性に優れた担体を開発するために頭蓋骨欠損モデルマウスにBMP-2とRANKL結合ペプチドを併用した担体を填入し、検討した。填入した担体から骨形成促進作用を確認でき、新たに開発された担体でも以前と同様に新規骨形成が得られることを確認することができた。頭蓋骨欠損モデルマウスにBMP-2とRANKL結合ペプチドを含浸させた担体を填入し、in vivo μCTとIVISを利用して担体の経時的変化を追うとともに、マウス安楽死後も&micro;CTおよび軟X線を撮影し、非脱灰切片による骨形態計測学的解析も行い、X線学的解析と組織学的解析を行った。

以上の結果より、新たに開発された担体とBMP-2、RANKL結合ペプチドを用いて新規骨形成を示すことが確認できたが、溶媒の違いによって骨形成量に違いがでてしまい、安定した新規骨形成を示すことができなかった。BMP-2とRANKL結合ペプチドを含浸させた担体を、頭蓋骨欠損モデルマウスに注入することで骨新生が促進されることがわかっている。今年度は昨年度に引き続き、京都大学と共同研究を行った。昨年度は京都大学で新規作成されたCHPナノゲルにBMP-2とRANKL結合ペプチドを併用した担体を作成し、その担体を頭蓋骨欠損モデルマウスに填入し、骨形成促進作用が得られることを確認した。また、安定した骨新生が得られる条件について検討を行うため、RANKL結合ペプチドを溶解させる溶媒の条件や担体そのものの性状を変え、検討を行った。今年度は昨年度に引き続き、担体や溶媒の条件を変え、頭蓋骨欠損モデルマウスに担体を填入し、安定した骨新生が得られる条件、骨形成促進作用に変化があるかについて検討を行った。担体の性状については、今年度も性状を変化させた担体をいくつか作成し、検討を重ねた。RANKL結合ペプチドを溶解する溶媒については、引き続き条件を変えた溶媒を作成し、担体に含浸させ、マウスの頭蓋骨欠損モデルに填入することで骨新生量の変化について検討した。本研究の目的は、BMP-2とRANKL結合ペプチドを併用した担体で、術者が手術時に新生される骨の形態が予想でき、なおかつ操作性に優れた担体を開発することである。現在は安定した骨新生量が得られるための条件検討を行っており、上記の条件が得られる担体の開発のためにはさらなる条件検討が重要であると考えている。今年度は担体を頭蓋骨欠損モデルマウスに填入した際に、安定した骨形成促進作用が得られる条件について検討を行った。昨年度使用した担体の性状を変化させた担体を新たに作成し、骨形成促進作用の変化を検討した。また、RANKL結合ペプチドを溶解する溶媒の条件を変え、骨新生量の変化について検討した。昨年度と同様、in vivo μCTとIVISを利用して担体の経時的変化を追うとともに、マウス安楽死後もμCTおよび軟X線を撮影し、非脱灰切片による骨形態計測学的解析も行い、X線学的解析と組織学的解析を行った。安定した新生骨を作成するために条件検討を継続しているが、骨新生を得ることはできるが、安定した新生骨量を得ることができず、進捗状況はやや遅れていると評価した。京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻生体機能高分子教室秋吉一成教授との共同研究でCHPナノゲルを応用した担体を開発し、BMP-2とRANKL結合ペプチドを担体に応用し、理想的な骨造成ができることを検証する。術者が手術時に新生される骨の形態が予想でき、なおかつ操作性に優れた担体を開発するために、開発された担体を頭蓋骨欠損モデルマウスに填入し、理想的な骨造成ができるかを検証していく計画である。今年度の研究では新たに開発された担体に、BMP-2とRANKL結合ペプチドを含浸させ、それを頭蓋骨欠損モデルマウスに填入することで骨形成促進作用が得られることを確認できた。次年度以降では、安定した骨新生を獲得するために条件検討を行いながら、理想的な担体を開発し、臨床応用を目指していく。
新規機能性ナノスペースの開発と分子シミュレーション併用ナノカロリメトリー解析

ナノスペースでは吸着分子と固体表面との物理吸着による相互作用が強調され、強いポテンシャルルエネルギーを有している。このポテンシャルの深さを直接測定するには、吸着熱の測定をすることが有効である。しかし表面と吸着分子との直接の相互作用を測定するためにはサブモノレイヤーでの分子吸着測定が必要である。さらに、そのサブモノレイヤーでの吸着熱測定も必要であり、いずれも非常に高感度の分子吸着量測定、および吸着熱測定が必要である。本研究ではレーザー位置測定装置と高感度石英スプリングを組み合わせることによってサブモノレイヤーでの吸着量測定を可能とした。さらに、ナノカロリメーターと真空系を接続して、やはりサブノモレイヤーでの吸着熱測定を実現した。分子吸着に伴う熱発生が直接分子-固体表面間のポテンシャルを反映している。しかし吸着分子の吸着相における熱振動エネルギーを実験的に測定することは困難である。そこで本研究では分子シミュレーションを導入し、吸着分子の固体表面での運動エネルギーを考慮に入れて計算を行った。室温である303K付近において分子は表面のポテンシャルの底部より、単純に室温に相当するエネルギーの分だけ励起した順位にとどまるだけでなく、吸着分子の相互作用によって、より安定な位置を占めることが理解された。吸着熱測定の実験だけからは推定することのできない表面での振動エネルギーをシミュレーションによって見積もることにより、分子篩効果や特定の分子の貯蔵に関するナノスペースの設計に応用できることが理解された。高感度熱量計(東京理工製)に超高真空システムを接続し、固体試料への分子吸着に伴う熱の発生を精密測定できる系の開発を行った。今年度で実験装置の組み立てはほぼ終了し、現在は標準試料を用いて装置の詳細なセッティングを行っている。現在までに、分子篩性の炭素材料を用いて、常温での窒素吸着の測定を行った。ある分子篩炭素は窒素分子に対して、通常の物理吸着に加えて強い吸着サイトを有していることを見出した.これは従来の物理吸着だけでは説明のつかない特異な吸着現象であり、またこの特異な吸着サイトがナノスペースとしての新たなる機能性を有していることが予想される。分子シミュレーションを用いて、物理吸着現象を再現することは、ほぼ技術的に完成されている。一方、今回見出されたような特異な吸着サイトのポテンシャルを解明するためにはより詳細なナノカロリメトリー解析を行い、熱力学的データを分子レベルで解明していく必要がある。現在、分子シミュレーションによって、窒素分子を1中心球形近似した単純なモデルでのプログラムはほぼ完成した。さらに、固体表面での特異的ポテンシャルを想定したプログラムを開発し、ナノカロリメトリー解析の実験結果との比較が可能となりつつある。
細胞外マトリックスの機能モジュールを修飾した基板による間葉系幹細胞の分化制御

間葉系幹細胞(MSC)の培養基板による分化制御のために、骨/脂肪分化に関与するWnt、BMP、あるいは細胞外マトリックス(ECM)タンパク質をそれぞれ修飾した培養基板の作製を試みた。特に本研究では、Wntタンパク質の修飾を行ったところ、MSCの増殖を促進するとともに、Wntシグナル経路に関する分子の一つであるβ-カテニン量の増大および細胞核内への移行の促進を観察することができた。さらに本研究を発展させ、MSCの分化制御につなげたい。間葉系幹細胞の分化状態を制御する培養基板の開発は、再生医療において、非常に重要である。これまでに多くの培養基板が提唱されており、生理活性タンパク質を修飾した培養基板もその一つである。特に間葉系幹細胞は骨/脂肪細胞へと分化することが知られているが、その制御には、BMP、Wntタンパク質が重要な役割をはたしている。また、一方で、間葉系幹細胞は継代培養に伴い、その分化能が徐々に喪失する。この現象も細胞外マトリックスによるBMP、Wntシグナルの制御が重要な役割を担っていることが明らかになっている。そこで本研究では、培養基板にBMP、Wnt、BMPの生理的な阻害物質であるChordinを修飾し、間葉系幹細胞の分化状態の制御を試みる。さらに、培養基板へのタンパク質の吸着量を定量することにより、これらの生理活性タンパク質の役割を定量的に解析する。今年度は、間葉系幹細胞の骨、脂肪分化の制御について試みる予定であり、その予備検討として、通常の分化誘導培地により、間葉系幹細胞の分化を試みていた。しかしながら、明確な分化誘導が生じず、その原因の追究に手間取った。最終的に間葉系幹細胞のロットを変更することにより解決し、間葉系幹細胞の分化誘導系を確認することができた。間葉系幹細胞(MSC)の分化能維持、分化制御やその機構の解明は、再生医療の発展や疾患の新しい治療法の開発につながる。申請者はMSCの分化制御にWnt、BMPの活性が細胞外マトリックス(ECM)により制御されること、そしてECMにより活性化されるシグナルが重要であることを見出した。本研究では、特に骨、脂肪分化のバランス制御に重要であるWntシグナルを制御する分子(Wnt3a)を培養基板に固定し、Wntシグナルが固定化量に応じて、変化するか確認した。また、Wntは細胞増殖を促進することが知られている。そこで、固定したWntによっても細胞増殖が制御されるか確認した。このような、培養基板に固定化されたシグナル伝達分子は、当該シグナル伝達経路を定量的に解析するためツールとなるとともに、再生医療用の培養基板としての応用が期待される。Wnt3aを培養基板に固定した後、ヒトMSCを播種したところ、Wnt3aを固定した基板上では、Wnt3aが存在しない基板上と比較して細胞増殖が促進されていた。さらに、βカテニンの核移行量をイメージアナライザーで評価した結果、Wnt3aを修飾した基板上では、MSC内部でのβカテニンの核移行が促進された。以上の結果から、細胞機能を制御しながら、Wntシグナルの活性を制御できる培養基板を作製できたことを確認した。購入した間葉系幹細胞の分化誘導を再確認したところ、通常の分化誘導培地では明確な分化誘導が観察されなかった。ロットを変更することにより解決したが、その解決に時間がかかってしまった。生体材料学前年度の検討により分化誘導がかかる間葉系幹細胞を見出したが、計画にかなり遅れが出てしまった。計画では、骨分化、脂肪分化、幹細胞性の維持について検討を行う予定であったが、本研究の目的を絞り、骨分化によるBMP、Wntに着目し、注力することで、本研究のコンセプトを確認する。研究に遅れが出たため、予定の実験等ができなかったため。組換えタンパク質作製のための環境を整え、実際に作製するために使用する予定である。
臨床データとエピジェネティックスの統合に立脚した急性心不全の病態解明と治療応用

急性心不全のデータベースの解析を中心に研究を遂行した。左室駆出分画による分類や入院時血圧による分類からの解析で、心エコー指標の有用性の相違や予後増悪因子として知られている急性腎障害合併の危険因子の相違等の臨床的に意義ある結果が得られ、報告を重ねた。また、急性心不全の発生母地としての肥満・メタボリックシンドロームにおけるエピジェネティックスについて纏め、報告した。さらに、急性心不全の病態・予後を規定する心腎連関におけるエピジェネティックスについても纏め、報告した。平成26年度は急性心不全のデータベースから臨床データの解析を主に遂行した。研究計画に掲げていた心腎連関を中心とした解析を施行し、急性心不全患者の予後増悪因子として知られている急性腎障害の合併について詳細に検討した。急性心不全患者を左室駆出分画ejection fraction (EF)の保たれた群(EF ≧50%)と低下した群(EF < 50%)に分類し、それぞれの群における急性腎障害合併の危険因子を解析した。その結果、両群で高血圧が重要な危険因子であるものの高血圧の関わり方に差異があることを見出した。さらに、本研究課題の主要目的の一つである心不全治療薬の影響・効果について、この解析でも詳細に検討した。EFの保たれた急性心不全患者群とEFの低下した群では、特にカルシウム拮抗薬服用下において急性腎障害合併に差異が認められた。急性心腎症候群の今後の研究において意義ある研究成果と考えられ、平成27年6月に開催される欧州高血圧学会で発表予定である。その他、本研究課題の主要目的の一つである心不全治療薬の研究に関連して、新規利尿薬であるトルバプタンの効果についても検討している。同薬はこれまでの大規模臨床試験でEFの低下したうっ血性心不全患者の急性期治療としての有用性が報告されているが、EFの保たれた症例や長期投与についての効果は未だ不明である。本研究では同薬を投与した症例の経過も分析しており、そのうちの一例としてEFの保たれた急性心不全の症例に同薬を長期投与して有効であった経過を報告した(Kanaya M, Matsushita K, et al. Am J Ther. 2014Oct 23. [Epub ahead of print])。今後も同薬を含めた心不全治療薬について、未だ解明されていない影響・効果を研究継続予定である。平成27年度は引き続き急性心不全のデータベースの解析を中心に研究を遂行した。研究計画に掲げていた心エコー指標を中心とした解析を施行し、急性心不全の治療方針決定の要である肺動脈楔入圧推定におけるE/E'という指標に着目した。E/E'は心エコー検査で測定される左室流入血流速度(E)と僧帽弁輪速度(E')の比であり、非侵襲的に肺動脈楔入圧を推定できる可能性がこれまで報告されているものの、否定的な報告もあり、その有用性については不十分で未だ議論がある。そのため、急性心不全のタイプによる病態の違いがこれまでの報告の不一致に関与している可能性を考え、詳細に検討した。急性心不全患者を左室駆出分画ejection fraction (EF)の保たれた群(EF ≧50%)と低下した群(EF < 50%)に分類して解析した結果、E/E'はEFの保たれた急性心不全患者群では右心カテーテル検査により測定された肺動脈楔入圧と有意に相関するのに対し、EFの低下した群では相関を認めなかった。急性心不全の治療方針決定に意義ある研究成果であり、報告を行った(Matsushita K et al. Int J Cardiovasc Imaging, 2015)。その他、昨年度から継続してきた急性心不全患者の急性腎障害合併についての研究成果を纏めた。急性心不全患者をEFの保たれた群と低下した群に分類し、それぞれの群における急性腎障害合併の危険因子を解析したところ、両群で高血圧が重要な危険因子であるものの、EFの保たれた群では高血圧の既往歴が重要なのに対してEFが低下した群では既往よりも入院時の血圧高値が重要であるという興味深い結果が得られ、報告した(Yamagishi T, Matsushita K et al. Eur J Intern Med, 2015)。昨年度から継続してきた急性心不全患者の急性腎障害合併についての研究成果を纏めた。急性心不全患者を左室駆出分画ejection fraction (EF)の保たれた群(EF ≧50%)と低下した群(EF < 50%)に分類して、それぞれの群における急性腎障害合併の危険因子を解析した結果、両群で高血圧が重要な危険因子であるものの高血圧の関わり方に差異があることを報告した(Yamagishi T, Matsushita K et al. Eur J Intern Med, 2015)。未だ発症機序が明らかでない急性心不全時の急性腎障害合併について、EFの保たれた病態と低下した病態では機序が異なる可能性があると考えられ、研究を継続している。その他、研究計画に掲げていた心エコー指標を中心とした解析も進行しており、本年度は急性心不全の治療方針決定の要である肺動脈楔入圧推定に対する心エコー指標E/E'の有用性について研究成果を纏めた。急性心不全患者をEFの保たれた群と低下した群に分類して解析し、E/E'はEFの保たれた患者群では肺動脈楔入圧推定に有用であるのに対し、EFが低下した患者群では有用とはいえないという興味深い結果を報告した(Matsushita K et al. Int J Cardiovasc Imaging, 2015)。

本研究課題では心エコー指標の解析も重点項目の一つであり、引き続き最新の知見に基づいた研究を施行していく方針である。急性心不全の臨床研究を継続し、平成28年度は特に研究計画に掲げていた入院時血圧高値を呈する群の臨床特性、予後規定因子について検討した。急性心不全患者を入院時血圧高値群(収縮期血圧≧140mmHgかつあるいは拡張期血圧≧90mmHg )と非高値群(収縮期血圧< 140mmHgかつ拡張期血圧< 90mmHg)に分類してそれぞれの群における1年予後の危険因子を解析したところ、心エコー検査で測定される左室流入血流速度(E)と僧帽弁輪速度(E')の比であるE/E'が入院時血圧高値群において有意な危険因子であるのに対し、入院時血圧非高値群では有意な因子として同定されないという興味深い結果が得られた。E/E'は急性心不全の病態の中心に関わる左室拡張末期圧を反映する指標として注目されているが、その予後因子としての有用性については不十分で未だ議論がある。急性心不全のタイプによる病態の違いが同指標の有用性に関与している可能性が考えられ、本研究の結果から入院時血圧高値を呈する群における予後因子としての有用性が示唆された。急性心不全の患者層別化・リスク評価において意義ある研究成果であり、報告を行った(Matsushita K et al. Eur J Intern Med, 2017)。また、急性心不全の発生母地としての肥満・メタボリックシンドロームにおける間葉系幹細胞の関与・エピジェネティックスについて纏め、報告した(Matsushita K. Stem Cells Int, 2016; Matsushita K et al. Lab Invest, in press)。さらに、急性心不全の病態・予後を規定する心腎連関におけるエピジェネティックスについて纏め、報告した(Matsushita K. Curr Pharm Des. 2016)。急性心不全のデータベースの解析を中心に研究を遂行した。左室駆出分画による分類や入院時血圧による分類からの解析で、心エコー指標の有用性の相違や予後増悪因子として知られている急性腎障害合併の危険因子の相違等の臨床的に意義ある結果が得られ、報告を重ねた。また、急性心不全の発生母地としての肥満・メタボリックシンドロームにおけるエピジェネティックスについて纏め、報告した。さらに、急性心不全の病態・予後を規定する心腎連関におけるエピジェネティックスについても纏め、報告した。本年度は研究計画に掲げていた心腎連関を中心とした研究から施行した。急性心不全患者の予後増悪因子として知られている急性腎障害の合併に着目し、急性心不全患者を左室駆出分画ejection fraction (EF)の保たれた群(EF ≧50%)と低下した群(EF < 50%)に分類してそれぞれの群における急性腎障害合併の危険因子を解析した。その結果、両群で高血圧が重要な危険因子であるものの高血圧の関わり方に差異があることを見出した。さらに、本研究課題の主要目的の一つである心不全治療薬の影響・効果について、この解析でも詳細に検討した。EFの保たれた急性心不全患者群とEFの低下した群では、特にカルシウム拮抗薬服用下において急性腎障害合併に差異が認められた。
元素選択戦略とバンド構造制御指針に基づく新規高温超伝導体の設計と合成

一層系銅酸化物のファミリー内で超伝導転移温度Tcが大きく異なるという長年の物質依存性の謎を、通常の常識である銅酸化物は1バンド系であるという概念を脱し、銅のdx2-y2とdz2の二つの軌道間のエネルギー差が超伝導転移温度を支配しているという新たな知見で解決した。これに基づき、銅酸化物の転移温度に対する圧力効果の起源を明らかにした。ここで得られた描像は「軌道純化効果」であり、物理的な圧力のみならず、元素選択に基づく手法によりTcを上げる物質設計指針ともなる。さらに、単位胞に複数枚のCuO2面を有する多層銅酸化物高温超伝導体において、層間のペアー・トンネリングがTcを高めることを見出した。実験サイドからは、新規モット絶縁体Ba2IrO4の合成、Fe系超伝導体FeSeの圧力下物性の測定、擬AlB2型構造を有する新超伝導体Ba(TM,Si)2における超伝導の発見、Sbによる四面体配位構造を有する新超伝導体SrPt2Sb2の発見などの成果を得た。それらの物質において、理論計算による構造最適化や電子構造の観点からの解析を組み合わせることにより、超伝導特性の向上や物質開発への指針を得た。先ず、理論サイド(青木、黒木)では、一層系銅酸化物La_2CuO_4とHg_2BaCuO_4において超伝導転移温度が大きく異なることの起源を理解するために、第一原理バンド計算から構築した2軌道模型を導入した。La_2CuO_4などの転移温度の低い物質においては、dx^2-y^2とdz^2の二つの軌道間のエネルギー差が小さくなるためにフェルミ面の湾曲の度合いが減る一方において、フェルミ面におけるdz^2軌道混成が強くなることが超伝導を抑制することがわかった。これによって、従来理解が難しかったフェルミ面形状と超伝導転移温度の相関関係に対して微視的な立場からの理解を与えることに成功した。一方、実験サイド(村中)では、AlドープされたSiCの超伝導状態を比熱測定及び交流磁化率測定から評価し、Bcs型超伝導として記述できることを明らかにし、その超伝導状態が第一種超伝導と第二種超伝導の境界に位置することを明らかにした。また、多バンド系であるFe-Se四面体構造を有する超伝導体FeSe(Tc10K)の純良試料合成に成功し、その高圧力下での電気抵抗測定と構造パラメータから、Fe-(P,As,Se,Te)四面体内のアニオンの高さによって一連の鉄系超伝導体のTcが関連付けられることを明らかにした。さらに、軽元素(炭素)によるダイマー及びトライマー構造を有する化合物に着目し、新規超伝導物質探索を行った結果、Sc-Ge-C,Sc-B-CにおいてTc=7K、Lu-Sn-C系においてTc=5Kの新規超伝導相を発見した。先ず、理論サイド(青木、黒木)では、昨年度までに我々が構築してきた、高温超伝導銅酸化物に対するdx2-y2とdz2軌道を考慮する二軌道模型をもとに、銅酸化物における転移温度の物質依存性の起源をミクロな視点から調べた。その結果、転移温度は二つの軌道のエネルギー差によって強く支配されることがわかり、そのエネルギー差は、結晶構造のうち特に(a)CuO2平面から測った頂点酸素の高さと、(b)積層するCuO2面間の距離によって決まることがわかった。この視点により銅酸化物を分類することで、その転移温度の物質依存性を理解することに成功した。また、高温超伝導銅酸化物に圧力を加えたときの転移温度の変化が何から生じるか、という長年の未解決問題を、この2軌道模型の視点から調べた。その結果、圧力効果の起源は、上記のdx2-y2とdz2軌道のエネルギー差の圧力依存性のほかに、(c)dx2-y2軌道と銅の4s軌道のエネルギー差の圧力依存性、および(d)バンド幅の圧力依存性も重要であることがわかり、これらの総合的な効果で転移温度の圧力依存性が生じることがわかった。この解析から、銅酸化物の超伝導は多軌道性によって抑制されることがわかるが、この効果を考慮して未知の超伝導体を探索するために、銅酸化物と類似の結晶構造を持つNi化合物においても二軌道模型の解析を行い、超伝導発現の可能性を調べ始め、村中とも実験可能性について多くの議論を行った。

以上に加え、高温超伝導銅酸化物については、多層系を理論的に調べ、特に何故1層系から3層系に行くにつれてTcが上昇するのか、という長年の謎について、層間のペア・ホッピングが重要である示唆を新たに得た。これは多層系高温超伝導銅酸化物の理解への鍵となると思われる。一方、実験的(村中)には、新規モット絶縁体Ba21rO4において、圧力によって金属絶縁体転移が誘起されることを明らかにした。更に、金属的な振る舞いを示す圧力領域での反強磁性的な揺らぎに起因した非フェルミ液体的挙動や、金属絶縁体転移近傍での2次元モット絶縁体であることを反映した異常な振る舞いを観測し、Ba21rO4の電子状態がmarginal quantum critical point近傍に位置することを示唆する結果を得た。また、[100]配向Bドープ・ダイヤモンド薄膜を様々な手法により育成し、[100]配向膜としては最高レベルのTcに達する高品質薄膜の育成に成功した。更に、表面状態や電子状態と超伝導特性との相関を調べ、バンド計算による電子状態との対応を明らかにした。さらに、擬AIB2型構造を有する新規三元素系化合物Ba(TM,Si)2(TM=Cu,Ag,Au,Ni,Pd,Pt)の合成に成功し、これらが新規超伝導体であることを発見した。(青木)今年度は、多層銅酸化物高温超伝導体が、CuO2面の枚数nをn=1,2,3と増加させると実験的にTcが上昇し、n=3で現在最高の転移温度Tc=135Kを持つことを理論的に理解するため、第一原理計算およびそれに基づくダウンフォールディングから模型を構築し、自己エネルギーを考慮したFLEXによってEliashberg方程式を解き、1-3層系の超伝導性を調べた。本年度は特に、多層系においてCooperペアが層間をホップする過程を取り入れ、この過程がTcを増大させる、という重要な結果を得た。層間のペアー・トンネリングは、Anderson等により(Andersonの直交定理の発想から)一体の層間トンネリングの2次過程として考えられていたが、我々のアイディアは、電子間の多体相互作用の行列要素として存在するペア散乱を考え、また、d波超伝導を扱っているので、隣り合うサイトのペアの層間散乱を考た。(黒木)銅酸化物における超伝導転移温度の圧力効果の起源について研究を行った。銅酸化物は通常、dx2-y2軌道の単一軌道系としてとらえることが多いが、意外にも、dz2、4s軌道混成が重要な役割を果たしており、圧力下でこれらの成分が薄められる「軌道浄化効果」により、転移温度が上がることを示した。特に4s軌道の浄化効果は銅酸化物以上に高い転移温度を持つ物質の発見につながる可能性もあるため、物理的な圧力だけでなく、元素選択に基づく手法により、4s軌道浄化を実現する可能性について調べることにも着手した。(村中)実験サイドからは、d9系を実現する系としてNi層状窒素化合物に着目した新規超伝導物質探索を行った結果、Y-Ni-B-NにおいてTc12Kの新規超伝導相と思われるシグナルを発見した。更に、軽元素(炭素)を含有した層状化合物に着目し、Ln2SnC (Tc=5K)の新規超伝導相を発見した。理論面では、上記の2バンド系としての高温超伝導体の理解や、多層系高温超伝導銅酸化物におけるペア・ホッピングの解明を通して、より高いTcの予言ができたのみならず、圧力効果、という実際実験できる制御にまで予言を拡張できた。
圧電高分子フィルムを用いた疾患診断用足裏荷重測定具の開発

本研究では、障害者の歩行において、足裏荷重の変化を測定し診断できる機器の試作を行った。足裏荷重を検出するセンサとして、動的な力を加えると力の大きさと速度に比例して電圧が生じる圧電高分子フィルム、東京センサ製ピエゾフィルムFLDT1-028K(以下PVDFフィルム)を使用した。足裏荷重によってPVDFフィルムに良好な変形を生じるように、発泡ゴム製靴中敷きに接着し荷重の集中するつま先、かかとに重点的に配置、片足当り10箇所へ配置し、床面の凹凸の影響が少ない厚底の市販靴に挿入した。PVDFフィルムから出力された電圧は、バッテリー駆動が可能で両足20チャンネルの電圧出力を同時に記録出来るデータロガー(グラフテック株式会社midi LOGGER GL800)を用いて測定した。実験は体育館に設置した直線歩行レーン15mを歩行し、被験者背面に装着したデータロガーでフィルムからの電圧を記録、同時に歩行軌道・状態をビデオカメラで記録した。視覚情報から歩行状態を補正させないために、通常の歩行実験と併せて、アイマスク着用による無視界状態での歩行実験を行ない次のような結果を得た。1)歩行の基本的な動作の中で足裏各部の電圧(荷重)の大小の測定ができた。2)足裏各部の接地タイミングを測定できた。3)アイマスク着用によるデータ上の変化は見られなかったが、軌道の乱れをビデオカメラ記録した。これらの結果から、圧電高分子フィルム(PVDF)フィルムを利用して、自由に歩行しながらデータ採集の出来る足裏荷重測定具を試作し、試作装置を使いた各歩行実験において診断に必要な足裏の荷重の大小、時間的関係、歩行状態を測定・記録することが出来た。今後、本試作装置で測定した電圧を速度、加速度へ変換し歩行映像あわせた定量的評価が行える実用的な装置を目指す。