hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
塩水を用いた水中リラクゼーションが自律神経の変化に及ぼす影響

水の物理的特性と性別および年齢等の身体特性が塩水水中リラクゼーションに及ぼす影響について生理学的観点から明らかにすることを目的とした.若年者を対象として塩水を用いた水中リラクゼーションが心拍数,血圧および心臓自律神経活動に及ぼす影響について検討した.塩水および水中リラクゼーションでは心拍数が低下し,心臓迷走神経活動が亢進することが明らかとなった.若年男性を対象として異なる水温下での水中リラクゼーションが心拍数,血圧及び心臓自律神経系活動に及ぼす影響について検討した.水温25では,心拍数が低下し,41°Cでは増加すること,水温35,41°Cにおける血圧は低下すること,水温35°Cでは,心臓迷走神経活動は亢進し,交感神経活動は抑制され,水温41°Cでは,逆の反応を示すことが明らかとなった.若年女性を対象として水温30°C下での水中リラクゼーションが心拍数,血圧および心臓自律神経系活動に及ぼす影響について検討した.月経周期に伴いホルモンや自律神経系などに周期的変化がみられるので,実験は,月経開始4日目から10日目までの卵胞期に実施した.血圧は低下し,心臓迷走神経活動は亢進することが明かになった.中高年者を対象として水温30,35°C下での水中リラクゼーションが心拍数,血圧および心臓自律神経系活動に及ぼす影響につて検討した.水温30°Cでは心拍数が低下,血圧の増加傾向,心臓迷走神経活動が亢進し,水温35°Cでは心臓迷走神経活動が亢進することが明らかになった.以上のことから水中リラクゼーションは,静水圧,水温,浮力等の水の物理的特性が作用し,若年者から中高年者までの幅広い年齢層に,あるいは男女を問わずリラクゼーション効果が得られることが明らかになった.今後休養を核にした健康づくりに幅広く活用できると考えられた.水の物理的特性と性別および年齢等の身体特性が塩水水中リラクゼーションに及ぼす影響について生理学的観点から明らかにすることを目的とした.若年者を対象として塩水を用いた水中リラクゼーションが心拍数,血圧および心臓自律神経活動に及ぼす影響について検討した.塩水および水中リラクゼーションでは心拍数が低下し,心臓迷走神経活動が亢進することが明らかとなった.若年男性を対象として異なる水温下での水中リラクゼーションが心拍数,血圧及び心臓自律神経系活動に及ぼす影響について検討した.水温25では,心拍数が低下し,41°Cでは増加すること,水温35,41°Cにおける血圧は低下すること,水温35°Cでは,心臓迷走神経活動は亢進し,交感神経活動は抑制され,水温41°Cでは,逆の反応を示すことが明らかとなった.若年女性を対象として水温30°C下での水中リラクゼーションが心拍数,血圧および心臓自律神経系活動に及ぼす影響について検討した.月経周期に伴いホルモンや自律神経系などに周期的変化がみられるので,実験は,月経開始4日目から10日目までの卵胞期に実施した.血圧は低下し,心臓迷走神経活動は亢進することが明かになった.中高年者を対象として水温30,35°C下での水中リラクゼーションが心拍数,血圧および心臓自律神経系活動に及ぼす影響につて検討した.水温30°Cでは心拍数が低下,血圧の増加傾向,心臓迷走神経活動が亢進し,水温35°Cでは心臓迷走神経活動が亢進することが明らかになった.以上のことから水中リラクゼーションは,静水圧,水温,浮力等の水の物理的特性が作用し,若年者から中高年者までの幅広い年齢層に,あるいは男女を問わずリラクゼーション効果が得られることが明らかになった.今後休養を核にした健康づくりに幅広く活用できると考えられた.水中リラクゼーションは、浮力の影響を受け、無重力に近い環境で行うことができ、かつ水の物理的な影響を受けてより深いリラクゼーション効果が期待できる。そこで塩水における水中リラクゼーション時の心拍数、血圧及び酸素摂取量の変化を明らかにし、自律神経系の動態から塩水のリラクゼーション効果について検討した。対象は、健康成人男性2名、女性4名とした。年齢:25.3±8.3歳(mean±SD)、身長:165.6±8.4cm、体重:65.4±9.9kg、体脂肪率:25.6±4.7%であった。全被験者に研究の目的及び意義について説明し、同意を得た.塩水は,6%Na2SO4水溶液、比重1.05を用いた.水中リラクゼーション(塩水条件)は、浮き具を用いずに仰臥位になり水中心電図のデータから心拍変動パワースペクトル解析を行った。HFを心臓副交感神経系活動、LF/HFを心臓交感神経系活動の指標として用いた。1)心拍数は、塩水条件及び水中条件時においてわずかに陸上条件より低い値を示したが3条件間に有意な差は認められなかった。2)血圧は、塩水条件及び水中条件時においてわずかに陸上条件より低い値を示したが3条件間に有意な差は認められなかった。3)酸素摂取量は、塩水条件及び水中条件時においてわずかに陸上条件より高い値を示したが3条件間に有意な差は認められなかった。4)HF成分のnuは、陸上条件時と比較して塩水条件、水中条件時に有意に高い値を示した(p<0.05)。5)LF/HFは、陸上条件時と比較して塩水条件、水中条件時に有意に低い値を示した(p<0.05)。

塩水を用いた水中リラクゼーションは、筋弛緩の効果、無重力に近い環境や静水圧などの水の持つ物理的特性と副交感神経系の働きにより、高いリラクゼーション効果を得ることが期待できると考えられる。浸水時には、若年者の心臓迷走神経活動が亢進することから上位中枢が浸水の影響を受けている可能性が高いと考えられる.そこで覚醒周波数帯域における浸水時の影響を仰臥位で検討した.対象者は,健常成人男性4名及び健常成人女性2名であった.年齢は,25.5±2.7歳,体重は63.6±6.6Kg,体脂肪率は22.2±5.5%であった.対象者に研究の趣旨,結果の成果について説明し実験への参加の同意を得た.実験中は,閉眼消灯とした.ベッドに仰臥位で5分間の安静を保ち,その後水槽に移動し,浮き具を用いて仰臥位フローティングを10分間行った(浸水条件).一方対照条件として,異なる日の同時刻に浸水無し条件(陸上条件)を行った.着衣は水着のみとした.室温は30°Cとし,水温は35°Cとした.脳波の日内変動を考慮し,測定は午後1時から午後5時とした.脳波は,前頭部(CZ),から単極誘導し,オフラインで高速フーリエ変換(FFT)し,パワースペクトル(分解能0.1Hz)を求めた.スムージング処理としてハニングウインドウ処理を施してから5区間を単純加算平均した.心拍数は,胸部双曲誘導から導出した.心拍数は陸上条件と浸水条件に有意な差はみられなかった.浸水条件における覚醒脳波周波数帯域α1(8-11Hz)の増加率は,陸上条件よりも5.5%高く,逆にα2(11-13Hz)の増加率は8.6%低い値を示した.α1は,精神活動の水準が低い状態,α2は活発な精神活動状態と関連が深いことが報告されていることから,精神活動水準が低下した可能性が考えられた.この知見は,αの帯域の高い周波数成分と低い周波数成分が拮抗関係にあるとする先行研究と一致した.同時に浸水時は,感覚遮断が生じた可能性も考えられた。今回得られた知見は,浸水が覚醒水準に影響を及ぼす可能性が高いことを示唆するものであると考えられた.
活動的ライフスタイル形成のための動機づけ段階別行動変容プログラムの開発

本研究の目的は、健康増進を目指した身体活動・運動の採択,維持を目的とした、参加者の動機づけ段階に応じた行動変容プログラムを開発することである。初年度の平成18年度は、関連文献の収集と整理、簡易版身体活動動機づけ評価尺度の作成、保健行政関係者へのヒヤリングを行った。最終年度の平成19年度は、作成した簡易版身体活動動機づけ評価尺度を用いて、自律の程度を示す動機づけの方向性を構成要素に含む自己決定理論と行動変化のステージを構成要素に含むステージ理論を統合し、プログラム参加者の動機づけ段階に応じた運動行動変容プログラムの開発を行った。運動行動変容プログラムは、適用可能性を高めるための健康関連職従事者に対するヒヤリング、および参加者に対するフォーマティブ・リサーチをふまえて開発された。開発したプログラムは、中高年女性を対象に、医師によるメディカルチェックを行った後、1カ月間の介入プログラムを実施した。動機づけ段階に応じた運動行動変容プログラムを実行するため、参加者は、尺度の評価にしたがって、4つのセグメント(運動定着型、運動再開型、逆戻りリスク型、および運動非定着型)に分類された。介入の効果は、ライフコーダによって測定された身体活動量、DEXAによる体組成および骨密度、運動に関する意思決定バランス、運動セルフ・エフィカシー、参加者に対する個別インタビューなどで評価された。その結果、プログラム参加者による身体活動介入の評価は、おおむね良好であることが分かった。また、プログラム参加前後の比較によって、身体活動量の増加が認められた。今後、幅広い対象者で開発したプログラムを実施し、エビデンスを蓄積することによって、効果的な身体活動促進プログラムの展開が可能になると思われる。近年、高血圧症や糖尿病などの生活習慣病の有病者および予備群が増加していることから、わが国の生活習慣病対策を推進していく上で、国民一人ひとりが身体的に活動的なライフスタイルを採択、継続していくことは重点課題のひとつといえる。本研究の目的は、健康増進を目指した身体活動・運動の採択,維持を目的とした,参加者の動機づけ段階に応じた行動変容プログラムを開発することである。初年度の平成18年度は、関連文献の収集と整理、簡易版身体活動動機づけ評価尺度の作成、保健行政関係者へのヒアリングを行った。現場での適用を考えた場合、簡便に対象者の動機づけ段階を判別できる簡易版身体活動動機づけ評価尺度を作成する必要があった。まず、先行研究をふまえて、専門家によって質問項目を精選した。次に、尺度の妥当性を検討した。妥当性の検討には、主観的データとして、運動セルフ・エフィカシー尺度、運動に関する意思決定のバランス尺度、および身体不活動意図尺度を、客観的データとして、加速度計測装置付歩数計(スズケン社製ライフコーダEX)によって測定された一日の平均歩数を用いた。大学生79名を対象に、簡易版身体活動動機づけ評価尺度と主観的データとの関連を検討した結果、運動セルフ・エフィカシーおよび意思決定バランスの恩恵因子と有意な正の相関が、意思決定バランスの負担因子および身体不活動意図と有意な負の相関が認められた。簡易版身体活動動機づけ評価尺度と客観的データとの関連は、大学生42名を対象に一日の平均歩数との関連を検討した結果、有意な正の相関が認められた。これらの結果から、簡易版身体活動動機づけ評価尺度における一定水準以上の妥当性を確認した。しかしながら、作成した尺度の回答に対する若干の偏りが見られたことから、より高い精度を確保するため、質問項目への回答方法を再検討する必要性が示唆された。
幼少期における学習の臨界期終了を制御する新規遺伝子の発見

本研究は、ニワトリ雛の刷込み行動を学習モデルとして用い、幼若期の学習における高い神経可塑性のメカニズム解明を目指して行われた。網羅的な遺伝子発現解析から、特定の利尿ペプチドファミリーが刷込み学習に重要な脳領域において刷込みの成立ができる時期(臨界期)に高発現しており、学習に伴って発現量が変化することが分かった。ペプチドの脳への注入によって、刷込み学習の効率の上昇や、臨界期の延長が観察された。また、特定されたペプチドをその受容体の結合能解析を、鳥類において初めて行った。幼少期における学習の代表であり、成立可能な時期(臨界期)が限定されている鳥類の刷り込み行動を学習モデルとして用い、臨界期の終了を制御している遺伝子の特定・その制御メカニズムを解明し、さらには臨界期を調節可能な個体の作成を目指すことが、本研究の目的である。当該年度においては、DNAマイクロアレイの解析から、刷り込み行動の臨界期終了に伴い脳内で発現量が増加している遺伝子をピックアップし、また、刷り込み学習を行った個体と行っていない個体を比較して、刷り込み学習によって遺伝子の発現量が増加する遺伝子の探索を行った。2種類のマイクロアレイデータをもとに、発育に伴い発現量が増加し、かつ、刷込み学習によって発現量が変化する遺伝子、約100種を選別した。これらの遺伝子の中に、臨界期終了を直接的に制御している候補が含まれると考えられる。選別した遺伝子のニワトリ雛の脳における発現局在を調べるために、in situ hybridization法を用いて網羅的に発現部位の解析を行った。その結果、約20種の遺伝子が終脳において発現が観察され、さらに約10種の遺伝子は、HDCo(the core region of the hyperpallium densocellulare)と呼ばれる、哺乳類皮質視覚野に相当し、刷り込み学習に重要であることが知られている領域に高い発現が見られた。これらの遺伝子についてHDCo領域から抽出したtotal RNAをもとに合成したcDNAを用いて、リアルタイムPCR法によって発現量の定量的解析を行った結果、数種の遺伝子は、発育に伴い発現量が大きく増加しており、これらの遺伝子が臨界期の終了に関与していることが示唆された。当該年度における、当初の実験計画は、DNAマイクロアレイの解析から臨界期終了に関与している遺伝子群の同定を行い、同定した遺伝子の発現細胞の分布や発現量の詳細な解析を行う予定であった。当該年度における研究において、DNAマイクロアレイのデータから選別された約100種類の遺伝子群の中から、in situ hybridization法やリアルタイムPCR法を用い、臨界期終了を制御している遺伝子の候補を数種類に絞ることに、すでに成功している。また、これらの遺伝子の発現している細胞の種類を解析し、今回選別された遺伝子が、刷込みの成立に重要な働きを持つ、視覚野の神経細胞に発現していることも分かった。これらの遺伝子は、刷込みを含む学習や臨界期の制御において、どのような働きを持つのかの知見はほとんどないため、臨界期におけるこれらの遺伝子の役割が解明されれば、重要な発見になる。これらのことから、本研究課題の進捗状況は、当初の予定以上に進展していると考えられる。幼少期における学習の代表であり、成立可能な時期(臨界期)が限定されている鳥類の刷込み行動を学習モデルとして用い、臨界期の終了を制御している遺伝子の特定やその制御メカニズムを解明し、さらには臨界期の制御が可能な動物モデルの作成を目指すことが、本研究の目的である。当該年度においては、DNAマイクロアレイなどの結果から選別された、あるペプチドファミリー(ペプチドX1,X3およびY)とその受容体(受容体2および3)の遺伝子発現解析・機能解析を行った。これらのペプチドや受容体は、いずれも刷込みに重要な脳領域に強い発現が観察され、またペプチドX1とYは臨界期中よりも臨界期終了後に発現が高く、ペプチドX3は臨界期中に発現が高いことが分かった。また、これらのペプチドは刷込み学習によっても発現量が変動することも明らかになった。さらに、合成したペプチドXを刷込みの成立に重要な脳領域に注入した場合、刷込みの学習効率の向上や、臨界期の延長が起こった。これらの結果から、刷込みの成立や記憶の維持、また臨界期の制御機構には、このペプチドファミリーの働きが重要であることが分かってきた。刷込みの成立にはNR2Bを持つNMDA受容体(グルタミン酸受容体の1種)の活動が必要であることが分かっている。NMDA受容体の活動によってArcという最初期遺伝子の発現が一時的に高まることを利用して、刷込み記憶の痕跡を調べる解析を細胞レベルで行った。刷込みによって、脳内の特定の神経細胞が活性化し、その細胞が刷込み記憶の想起にも使われていることが分かった。また、刷込み学習の成立に伴い、刺激によって誘導される脳内の神経活動領域が減少し、特定の神経回路のみが強化されることも分かった。これらの結果をまとめ、論文として報告した。当該年度までの当初の実験計画では、DNAマイクロアレイの解析から臨界期の終了に関与している遺伝子群の同定を行い、さらに遺伝子発現解析や機能解析に基づき、刷込みの臨界期終了を制御している遺伝子の特定を行うことであった。当該年度における研究において、刷込みの成立や獲得した記憶の維持、さらには臨界期の開始・終了の制御に関わる一群のペプチドファミリーおよびその受容体を特定した。

これらのペプチドは刷込みの成立に重要な脳神経細胞で発現が見られるが、どの神経細胞が刷込みの成立や記憶の想起の過程で活動しているのかを最初期遺伝子のArcの発現解析によって細胞レベルで詳細に調べ、学術論文として発表を行った。これらのことから、本研究課題の進捗状況は、当初の予定以上に進展していると考えられる。本研究課題は、ニワトリ雛の視覚的刷込み行動をモデルとして使用し、幼少期学習における神経細胞の可塑的な変化起こりやすい時期(臨界期または感受性期)を制御している新規遺伝子の発見及び、その遺伝子の神経可塑性における役割を解明することを目的として行われた。本年度は特に、刷込み学習にとって重要な脳部位であるvisualWulst(VW;哺乳類の視覚野に相当)におけるナトリウム利尿ペプチドファミリー(NPs)の働きについて重点的に調べた。刷込み学習を行ってからの時間経過によるNPsのVWにおける発現量の変化を調べたところ、学習後36時間後において、CNP3およびOSTN(NPsのサブタイプ)の発現上昇が観察された。これらの遺伝子は、刷込み成立が可能な臨界期(孵化14日後)と臨界期後(孵化5日後以降)ではVWにおける発現量が大きく異なることや、発現細胞がVWに集中していることが分かっている。このことから、CNP3およびOSTNが、刷込み成立やその臨界期の調節機構に重要な働きを持っていることが考えられた。また、NPsの受容体としては3種類(NPR1,NPR2,NPR3)知られているが、鳥類におけるNPsと受容体の結合能についての詳細はこれまで知られていなかった。そこで、培養細胞にそれぞれの受容体を単独で発現させ、それぞれのNPsとの結合能を調べた。その結果、NPR1にはCNP3が、NPR2にはCNP1が最も結合能を持つことが分かった。また、NPR3にはOSTNが結合すると考えられた。受容体の発現は終脳内に広く分布していた。これらの結果から、CNP3がNPR1を介して、またOSTNがNPR3を介して特定の細胞に働くことが、刷込みの成立や維持に重要であると考えられた。本研究は、ニワトリ雛の刷込み行動を学習モデルとして用い、幼若期の学習における高い神経可塑性のメカニズム解明を目指して行われた。網羅的な遺伝子発現解析から、特定の利尿ペプチドファミリーが刷込み学習に重要な脳領域において刷込みの成立ができる時期(臨界期)に高発現しており、学習に伴って発現量が変化することが分かった。ペプチドの脳への注入によって、刷込み学習の効率の上昇や、臨界期の延長が観察された。また、特定されたペプチドをその受容体の結合能解析を、鳥類において初めて行った。今後は、当該年度に選別された数種の遺伝子の機能を解析するために、遺伝子の発現量を変化させた固体や、遺伝子のコードしているタンパク質を脳内に注入した個体を用いて、行動実験などを行う。また、タンパク質の機能を阻害した個体においても同様の検証を行う。その際、RNAiを用いたノックダウン個体及び、強制発現ベクターを用いた過剰発現個体を、in ovo electroporation法あるいはin vivo electroporation法により作製する。時期特異的な遺伝子発現の調節を行う場合は、テトラサイクリン誘導発現系(Tet-Onシステム)を用いる。
担子菌より得られる生体内特異反応物質の構造解析、合成と機能発現

1.ドクササコよりアクロメリン酸生合成中間体と考えられるアミノ酸の単離:ドクササコにはアクロメリン酸以下にも、まだ強力な神経興奮作用物質が含まれていると考えられるため検索を続け、1__-、2__-、3__-、3個の新アミノ酸を単離した。構造はスペクトルより推定されたが、それぞれ合成して確かめた。1__-、2__-はスチゾロビニン酸、スチゾロビン酸からアンモニアによってピロンをピリドンとして夫々誘導した。3__-は2-ピリジルエタノールのトリフレートとビニルオキサゾリドンを縮合させて合成した。縮合で得た、ピリジルエチルオキサゾリドンを加水分解してオキサゾリン環を開き、生じた2級アミンを保護してからビニル基をオゾンで切断し、アルデヒドとした。これをメトキシカルボニルメチルイリドによってαβ-不飽和エステルとしたのち、塩化ニッケル存在下水素化ホウ素ナトリウム二重結合を飽和させた。オキサゾリドン環を作っていた一級アルコールを酸化して酸とし、保護基を外して3__-を得た。アクロメリン酸の生合成はスチゾロビニン酸類のピロン環がアンモニアでピリドン環に変り、これにグルタミン酸が縮合して生ずると考えられており、1__-,2__-,3__-は生合成中間体と考えられる。特に3__-はグルタミン酸が縮合してからピリドン環が最後に生成する経路を示唆し、ドーモイ酸の生合成中間体として得られているものと同類である。2.オオワライタケの毒性分ジムノピリン:ジムノピリンはオリゴイソプレノイドのヒドロキシメチルグルタル酸(HMGA)エステルであるが、これを加水分解してHMGA部分を除いたジムノプレノールには脱分極作用が見られない。HMGAエステルであることが必須と思われる。そこでジムノプレノールのHMGA化を検討し、HMGAのβ-ラクトンが良い試薬となることを見出した。
水道水の水質特性から読み解く日本の水環境の特徴

地下水や表流水を水源とする水道水の水質には、水の履歴やその土地の環境情報がインプットされている。本研究では、普段身近に接する「水道水」に着目し、日本各地の水道水について多項目にわたる物質の定量分析を行い、高感度かつ網羅的な水質調査により、濃度分布や水質特性から日本の水環境の特徴を読み解くことを目的としている。現在における日本の水道水質および潜在的な日本の水環境情報の「可視化」を目指す。本研究により得られる基礎的知見は、水道水に対する不満足の要因を減らせるばかりでなく、日本の水資源の保全・活用にも大きく貢献できるものと考える。
過少グラフトを用いた生体部分肝移植への挑戦と克服

ラット過少グラフト移植モデルにおいて,保存液に活性型プロテインCを添加すると肝細胞保護作用があり移植後の肝虚血再潅流障害を軽減することが明らかにされた.さらに脾摘は過小グラフト肝の肝障害を軽減させ,その機序として脾臓からの炎症細胞のmigrationの抑制が示唆された.臨床的には過小グラフトを克服するには門脈圧のコントロールが重要で,術前に脾臓容積とグラフト重量を計測することで脾摘の効果が予測できることが判明した.ラット過少グラフト移植モデルにおいて,保存液に活性型プロテインCを添加すると肝細胞保護作用があり移植後の肝虚血再潅流障害を軽減することが明らかにされた.さらに脾摘は過小グラフト肝の肝障害を軽減させ,その機序として脾臓からの炎症細胞のmigrationの抑制が示唆された.臨床的には過小グラフトを克服するには門脈圧のコントロールが重要で,術前に脾臓容積とグラフト重量を計測することで脾摘の効果が予測できることが判明した.本研究は通常では適応外となる過少グラフト移植後の虚血再潅流障害や類洞内皮障害などの基礎的な問題を解決し,いかにしてこれらの障害を軽減するかを目的としている.平成21年度は、肝虚血再潅流(IRI)の発生機序における脾臓の新しい役割を明らかにするためにラット70%肝虚血再潅流モデルを用いた動物実験を行った。結果:IRI前に脾摘(SPN)を施行したSPN+IRI群では脾摘を行わないIRI alone群に比し肝機能や組織所見において有意に改善されていた.障害肝へ浸潤細胞は免疫染色でマクロファージのみが優位に抑制されていた(6h:2.2±1.6/HPF vs.8.0±2.4/HPF,p<0.001 24h:2.16±1.48/HPF vs.24.8±16.8/HPF,p<0.05).さらにSPN+IRI群の肝組織においてTh-2系抗炎症性サイトカインマーカーであるIL-10のmRNAがIRI alone群に比し著増しており、また門脈中のIL-10濃度も上昇していた(6h:157±173pg/ml vs.37.1±22.2pg/ml,p<0.05).一方IRI alone群では、Th1系サイトカインでマクロファージ活性因子であるIL-2の門脈中濃度が著増し、脾臓でIL-2のmRNAの発現が亢進していた.結語:肝臓が虚血され再度灌流されると脾臓がTh1優位の免疫応答し、肝臓におけるマクロファージを活性化し臓器障害を引き起こしていた。一方、虚血前に摘脾術を行うことによりこのTh1誘導免疫応答が脾臓で引き起こされず結果として肝臓内はTh2優位となりマクロファージの活性化が抑制され,臓器障害が軽減されると考えられた。生体肝移植では、ドナーの安全を最優先することが最も重要であり、成人間の移植では右葉グラフトより左葉グラフトが選択されることが最近では増えている。当科でも2006年以前は右葉グラフトの占める割合は70%に及んでいたが、2008年以降は30-40%に減少し、左葉グラフトが主流となっている。これにより、グラフト重量が少なくなり、グラフト重量/レシピエント体重比(GRWR)が0.8%以下の過少グラフト症例が増加し、その対策が急務となっている。過少グラフト克服のために臨床的には脾臓摘出による門脈圧コントロールの重要性が指摘されているが、最近、脾臓には門脈圧コントロール以外に全身の炎症反応を制御する作用があることが指摘されている。そこで、ラットの20%部分肝移植グラフト(過少グラフト)肝移植モデルを用いて、脾摘の有無による肝障害を比較し、脾摘の肝細胞保護効果について検討した。その結果、脾摘群ではコントロール群(脾摘を施行せず)に比べて、7日生存率が50%から100%に有意に改善され、トランスアミナーゼの低下と組織学的肝虚血再還流障害の軽減が認められた。さらに脾摘群では、肝臓での好中球、単球・マクロファージの細胞浸潤が軽減され、TNF-α、IL-6の発現も低下した。また、肝移植直後の門脈圧の低下と肝微小循環の改善が脾摘により得られた。肝細胞の増殖率も脾摘により有意に増強された。以上より、脾摘は肝細胞の増殖を抑制する炎症性サイトカインの産生を抑制するとともに、門脈圧コントロールによる肝類洞内皮障害予防作用により、過少グラフトの肝障害を軽減し良好な肝再生をもたらすものと考えられた。生体肝移植では、ドナーの安全を最優先することが最重要であり,当科では2008年以降は左葉グラフトが増加し,現在では左葉グラフトが主流である.これにより,グラフト重量が少なくなり,グラフト重量/レシピエント体重比(GRWR)が0.8%以下の過少グラフト症例が増加し、その対策が急務である.

過少グラフト克服のために臨床的には脾臓摘出による門脈圧コントロールの重要性が指摘されているが,最近,脾臓には門脈圧コントロール以外に全身の炎症反応を制御する作用があることが示唆されている.昨年度は,ラットの過少グラフト肝移植モデルを用いて脾摘の有無による肝障害を比較し,脾摘の肝細胞保護効果について検討した結果,脾摘は肝細胞の増殖を抑制する炎症性サイトカインの産生を抑制するとともに,門脈圧コントロールによる肝類洞内皮障害予防作用により,過少グラフトの肝障害を軽減し良好な肝再生をもたらすことを明らかにした.そこで,本年度は臨床例で70例の成人間生体肝移植症例を対象に術前の脾臓容積とグラフト再潅流後の門脈圧との関係を,A群:過小グラフト(GRWR0.8未満)16例と,B群:非過小グラフト群(GRWR0.8以上)54例に分けて検討した.なお,脾摘は再潅流後の門脈圧が20mmHg以上で行った.20mmHg以上の高門脈はA群43.7%,B群20.4%にみられ,脾摘により両群とも門脈圧は20mmHg以下に低下した.その結果,過小グラフト症候群の発生頻度はA群12.5%,B群9.6%と差はなかった.再潅流後の門脈圧は,脾臓容積と有意の正の相関を示し,グラフト重量とは有意の負の相関を示した.門脈圧が20mmHg以上となるカットオフは脾臓容積500cm3,グラフト重量575gで,特にグラフト重量/脾容積比1.6以下が門脈圧上昇に寄与することが判明した.過小グラフト症候群を克服するには門脈圧のコントロールが重要であるが,術前に脾臓容積とグラフト重量を把握し,その比を求めることにより,脾摘の効果が予測できることが判明した.
仏教系の育児事業等における里親制度の成立に関する総合的な歴史研究

近年里親制度の必要性と重要性が注目され、特に、厚生労働省の「新しい社会的養育ビジョン」(2017年)では、今後は里親あるいは小規模施設での家庭的な養護を推進するという画期的な政策が具体化しつつある。里親による家庭養護が、戦前期までの日本でも実施されていたことはほとんど認識されておらず、その実態も未解明の部分が多く残っている。本研究では、先行研究や研究代表者及び分担研究者の研究蓄積を踏まえつつ、日本での里親制度における養護実践のルーツと内容を解明し、その特質や固有性を分析する。
アンジオテンシン受容体遮断薬による肝再生促進機序に関する研究

レニン・アンジオテンシン系と、それにリンクするカリクレイン・キニン系が肝再生機構にどのように関与するかを明らかにする目的で、薬理学的手法を中心に、ラットならびにマウスの部分肝切除後の肝再生につき研究を行った。その結果、(1)アンジオテンシン受容体遮断薬(ARB)ならびにアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬は、ラット・マウスのいずれにおいても、部分肝切除後の肝再生を促進する。(2)同様の肝再生の促進は、AT1受容体を欠損したマウスにおいても認められる。(3)アンジオテンシンIIの持続投与は、部分肝切除後の肝再生を抑制する。(4)ACE阻害薬による、ラットの部分肝切除後の肝再生促進作用の一部はブラジキニンB2受容体の活性化に依存している。(5)ARBの肝再生促進作用にAT2受容体は関与しない。(6)これら薬物やAT1受容体欠損による肝再生促進、そしてアンジオテンシンII投与による肝再生抑制は、残余肝組織でのHGFmRNAならびにTGF-βmRNA発現レベル、および、これらサイトカインの血漿蛋白レベルの変動と一致する。(7)よって、アンジオテンシンIIはAT1受容体を介して肝再生に抑制的に関与し、その関与にHGFあるいはTGF-βのような細胞増殖促進ならびに抑制因子が介在する可能性が考えられる。(8)ラット肝再生において、ブラジキニンは促進的に働いている可能性が考えられるが、マウスの肝再生へのブラジキニンの関与は証明できない。ARBあるいはACE阻害薬は肝炎における肝線維化を抑制することが臨床的にも明らかにされている。本研究で明らかになったように、これら薬物は同時に肝再生を促進する作用を持つことを認めたことから、今後の肝炎治療薬開発に一つの方向を与えるものと期待される。【目的】血圧調節や体液保持において重要な因子として知られるレニン・アンジオテンシン系が肝再生にも関与していることが示唆された。我々はACE阻害薬、およびAT1受容体遮断薬投与により、(1)マウス肝再生が促進されること、(2)肝細胞増殖因子であるHGF遺伝子の発現がさらに亢進することを確かめた。今回、AT1受容体欠損マウスを用いてアンジオテンシンIIがマウス肝再生に与える影響についてさらなる検討を加えた。【方法】AT1受容体欠損マウスおよびワイルドタイプマウスの肝臓を70%切除し、肝臓摘出1時間前にプロモデオキシウリジン(BrdU)を投与した。摘出した肝臓で組織切片を作成後、抗BrdU抗体を用いた酵素抗体法によりBrdU陽性核数をカウントした。また、HGF遺伝子の発現はRT-PCR Southernblot法により検討した。【結果・考察】AT1受容体欠損マウスおよびワイルドタイプマウスに部分肝切除術を施すと、術後48時間目をピークとしたBrdU陽性核数の増加が認められた。次に、術後48時間目におけるこれらマウス間のBrdU陽性核数を比べると、BrdU陽性核数はワイルドタイプマウスに比べAT1受容体欠損マウスの方が著しく増加していた。さらに、術後48時間目におけるHGF遺伝子発現を検討した結果、ワイルドタイプマウスに比べAT1受容体欠損マウスの方が有意に増加していた。以上の結果より、アンジオテンシンIIはHGF遺伝子の発現を抑制することにより肝細胞増殖を抑制させる方向に働いているものと考えられた。

我々は、アンジオテンシンII(Ang II)受容体遮断薬が、肝再生に対して促進的に働いていることを明らかにしてきた。この結果より、Ang IIは肝再生に対して抑制的に作用していることが考えられたため、Ang IIは肝細胞増殖因子hepatocytegrowthfactor(HGF)の産生を抑制することにより肝再生に抑制的に働いているとの仮説を立て検討を行った。肝再生モデルマウスに、Ang IIタイプ1(AT1)受容体遮断薬であるカンデサルタンを投与すると、部分肝切除後のS期移行細胞数の出現に明らかな増加が認められた。一方、Ang IIタイプ2(AT2)受容体遮断薬であるPD123319(1mg/kg/day,腹腔内)を同様に投与しても、S期移行細胞数の出現に影響は認められなかった。このことより、Ang IIはAT1受容体を介して肝再生を抑制する方向へ働いている可能性が考えられた。さらに、肝再生モデルマウスに浸透圧ポンプを用いてAng IIを持続注入し、血中Ang II濃度を上昇させたところ、部分肝切除によるS期移行細胞数の出現が抑制された。一方、AT1受容体ノックアウトマウスを用いて部分肝切除を行ったところ、野生型マウスで認められたS期移行細胞数の出現に比較して、有意なS期移行細胞数の増加を認めた。次に、これらマウスにおける部分肝切除後の血漿HGF濃度について検討を行ったところ、血漿HGF濃度は、部分肝切除後24-48時間をピークとした血漿濃度の上昇を認めた。また血漿HGF濃度の上昇は、AT1受容体遮断薬の投与により有意に増強された。以上の結果より、Ang IIはAT1受容体を介し、肝細胞増殖を刺激するHGFの産生を抑制することによって、肝臓の再生機構を抑制する方向に働いているものと考えられた。我々は、アンジオテンシンII(Ang II)受容体遮断薬やアンジオテンシン変換酵素阻害薬が、肝再生に対して促進的に働いていることを明らかにしてきた。この結果より、Ang IIは肝再生に対して抑制的に、また、ブラジキニン(BK)は促進的に作用していることが考えられた。そこで、Ang IIやBKは肝細胞増殖因子hepatocytegrowthfactor(HGF)の産生を調節することにより肝再生を調節しいるとの仮説を立て検討を行った。一方、Ang IIタイプ2(AT2)受容体遮断薬であるPD123319(1mg/kg/day,腹腔内)やBK受容体遮断薬イカチバント(1mg/kg/day,腹腔内)を同様に投与しても、S期移行細胞数の出現に影響は認められなかった。
ウイルス受容体同定法の新展開

これまでウイルス受容体を効率良く同定する方法の確立と改良を行なってきた。レトロあるいはレンチウイルスのシュードタイプが出来ないウイルスには応用できないという短所の克服に取り組んだ。大切なことは細胞に傷害を与えないウイルスを用いることである。VSVやJEVをベースに実験を開始したが効率の良い実験系を構築できなかった。そこで低い細胞傷害性で知られるSFTSウイルスを用いたところ、膜蛋白質fCD2遺伝子をSFTSウイルスのMセグメントから発現させることが出来た。SFTSウイルスのリバースジェネティクス法は確立されているので、レポーターを安定して発現させるウイルスの作製が今後は必要である。新たな展開のために必要となるウイルスの条件は、レトロウイルスベクターのように感染細胞に傷害を与えずにレポーター遺伝子を長期にわたり発現させることが出来ることである。日本脳炎ウイルスがこの条件に当てはまると考えられたため、受容体同定のための遺伝子操作を行った。ゲノム複製には不要である構造蛋白質(C-prM-E)の遺伝子の大半を除き、代わりにレポーターとして黄色蛍光蛋白質Venusの遺伝子を挿入したウイルスゲノムcDNAをSP6プロモーター下に挿入したプラスミドを作製した。RNAをin vitro合成し細胞に導入したが、レポーターの発現を確認できなかった。2013年に日本国内にもウイルスが存在することが判明した重症熱性血小板減少症候群ウイルス(SFTSウイルス)もこの条件に当てはまるものであったため、遺伝子操作を開始した。3分節のうちのM分節を用い、本来のコード遺伝子GP部分に緑色蛍光蛋白質GFPの遺伝子を挿入したM分節ゲノムをPolIプロモーター下に挿入したプラスミドを作製した。このプラスミドをRdRp発現用およびNP発現用プラスミドとともに細胞に導入したところ、レポーターの発現を確認できた。SFTSウイルスの方で見込みがあるため、受容体同定に向け今後研究を進めていく。これまでウイルス受容体を効率よく同定する方法の確立と改良を行ってきたが、レトロあるいはレンチウイルスのシュードタイプができないウイルス(例えばブニヤウイルスやフラビウイルス)には応用できないという短所があった。しかし、効率が良いというその長所を更に生かすため、他のウイルスでシュードタイプができないか研究を行った。当初水疱性口内炎ウイルスVSVによるシュードタイプウイルス・ライブラリーの発現を考えていた(昆虫細胞系)が、ライブラリーの質に求められる高い力価が得にくいことが判明し断念した。次にフラビウイルスである日本脳炎ウイルスをベースにしたシュードタイプウイルスの作出を試みたが、レポーターを発現するウイルスを作ることができなかった(原因不明)。そこで、近年見出されたブニヤウイルスの1つ重症熱性血小板減少症候群(SFTS)ウイルスに着目した。このウイルスは感染しても細胞変性効果がかなり低いことが知られている。SFTSウイルスのMセグメントのGP遺伝子を除き代わりにGFP遺伝子を組み込んだものはGFP蛋白質を発現させることができた。しかしウイルスを遺伝子操作系で作り出すリバースジェネティクスが機能せず、完全なシュードタイプウイルス(GFPを発現するがGP遺伝子を持たない増殖しないウイルス)を得られなかった。そこで不完全なものではあるが、MセグメントからGFP蛋白質を発現させ、この細胞にSFTSウイルスを感染させることにより、GFPを発現させながら増殖するSFTSウイルスを作ることができた。このウイルスは増殖に伴いレポーターの発現が低下することが予想されるので、ウイルス受容体同定にむけては継代手法や継代回数の検討が求められる。ウイルス学レトロウイルスではないウイルスをベクターとしたレポーターの発現がSFTSウイルスを使った場合には確認できている。後は同様の方法でL分節およびS分節のウイルスゲノムを発現するプラスミドを作製すれば、ウイルスの受容体を同定する新実験法が構築できるはずである。L分節およびS分節のウイルスゲノムを発現するプラスミドを作製し、他のプラスミドと組み合わせて細胞に導入することで、細胞に感染しレポーターとともにゲノム複製が起こるが感染性ウイルスは産生しない「感染性レプリコン」ができるはずである。SFTSウイルスの性状から、この感染性レプリコンは細胞傷害を引き起こさないと考えられ、ウイルス受容体同定の新展開となる。力価の高い感染性レプリコンが得られるか否か、cDNAライブラリーのスクリーニングを行って実際にSFTSウイルスの受容体を同定できるかが今後の課題である。本研究とは関係はない出張が急に入り、その時に試薬を購入しても未使用なまま有効期限が切れてしまうと考えられ、購入をしないこととしたため。前年度購入中止した試薬を購入し、本研究を再開させる。研究の遂行が妨げられないようほかの業務との調整をより一層心がける。
初代培養神経細胞への遺伝子導入によるニューロトロフィン遺伝子の転写調節機構の解明

1.BDNF遺伝子プロモーターの転写制御領域に結合する転写制御因子の同定4つ存在するBDNF遺伝子プロモーターのうち、プロモーターI,IIは、電位依存性カルシウムチャネル(L-VDCC)経由のカルシウムシグナルに強く応答し、プロモーターIIIは、L-VDCCとグルタミン酸レセプターのNMDAレセプター、双方からのカルシウムシグナルに応答しうることを明らかにした。またプロモーターIは、異なる2つの領域に応答性エレメントが存在しており、下流領域内のcAMP responsive element(CRE)が応答性エレメントの一つであることがゲルシフト法、スーパーシフト法により明らかとなった。2.BDNFとNT-3遺伝子プロモーター活性に関与するシグナル伝達分子の解析BDNF遺伝子活性化には、mitogen activated protein kinase(MAPK)カスケードが関与していることが明らかとなった。NT-3遺伝子については現段階ではエレメントが特定できておらす、シグナル伝達分子についても不明である。3.PACAP遺伝子構造と機能に関する成果PACAP遺伝子が神経活動で活性化し、生成したPACAPが神経細胞に存在するPACAPレセプターに作用すること、そして神経細胞の生存を維持していることを明らかにした。また、異なるスプライシングによって新規のバリアントが神経細胞に存在していることが明らかとなった。本研究は、神経細胞の生存維持や機能に関わるニューロトロフィンである脳由来神経栄養因子(BDNF)とニューロトロフィン-3(NT-3)の遺伝子発現制御機構の解明、特に神経活動(脱分極)による制御に着目して解析している。本年度の研究実績は次の通りである。1.BDNF遺伝子プロモーターの脱分極刺激に対する応答性の解析まず、BDNF遺伝子の4つのプロモーターをクローニングし、ホタルルシフェラーゼ遺伝子へ連結したレポータープラスミドを構築した。そして、初代培養大脳皮質神経細胞に遺伝子導入を行い、脱分極刺激に対する応答性を検討したところ、プロモーターI,II,IIIが応答することが明らかになった。また、薬理学的解析により、脱分極によるBDNF遺伝子発現誘導には、電位依存性L型カルシウムチャネル(L-VDCC)とNMDAレセプター双方の活性化が関与することが明らかとなった。特にプロモーターの種類によって応答性に違いが認められ、プロモーターI,IIはL-VDCC活性化のみに応答し、プロモーターIIIはどちらの活性化によっても応答できることが明らかとなった。2.BDNF遺伝子プロモーターの脱分極(カルシウム)応答性転写調節領域の同定1.によって作製したプロモーターIレポータープラスミドの5-欠失変異体、内部欠失変異体を作製した。これらを1.と同様に解析したところ、2つの異なる領域にカルシウム応答性に関わる塩基配列が存在していることが明らかとなった。3.NT-3遺伝子プロモーターの脱分極(カルシウム)応答性転写調節領域の同定1.,2.と同様の方法で解析を行った結果、脱分極刺激によりNT-3プロモーター活性が抑制されることが明らかとなった。また、強い抑制エレメントの存在を示唆する結果を得た。
脳の脂質恒常性に関与するATP依存トランスポーターの分子基盤

本研究では、脳内のコレステロール恒常性維持メカニズムをトランスポーターの観点から明らかにすることを目的に、脳内で発現しているABCA1とABCG1によるコレステロール輸送を主に検討した。(1)ABCA1の基質認識機構の解明ヒトABCA1を精製し、活性を生化学的に明らかにすることに世界ではじめて成功した。精製ABCA1を人工リポソームに再構成した結果、ABCA1はホスファチジルコリンを多く含んだリポソームに再構成すると最も強くATP加水分解活性が誘導されることが明らかになった。(2)ABCA1によるHDL形成のスフィンゴミエリンによる調節スフィンゴミエリン合成の変異株を用いて、細胞膜中のスフィンゴミエリンの濃度変化がABCA1によるコレステロール排出にどのような影響があるかを検討した。その結果、ABCA1によるコレステロール排出はスフィンゴミエリン合成変異株において有意に高いことがわかった。また、スフィンゴミエリンを培地に添加し細胞膜中のスフィンゴミエリン含量を増加させるとHDL産生量は減少した。以上の結果から、ABCA1を介したapoA-Iへのリン脂質とコレステロールの排出量と細胞膜中のスフィンゴミエリン量は反比例することが明らかになった。(3)ABCG1の機能解析ABCG1に2種類のタグを融合しHEK293細胞に発現させることによって、ABCG1がホモ2量体として細胞膜に発現することが明らかにした。安定発現細胞株を樹立しABCG1による脂質輸送活性を検討した結果、ABCG1は培地中にapoA-Iを加えた時でなく、HDLを加えた時にリン脂質とコレステロールを効率よく排出することが明らかになった。質量分析によって、ABCA1がホスファチジルコリンを主に輸送するのに対して、ABCG1がスフィンゴミエリンを輸送することを明らかにした。本年度は、脳内のコレステロール恒常性維持メカニズムをトランスポーターの観点から明らかにすることを目的に、ABC蛋白質の生理機能および分子メカニズムを中心に研究を行い、以下のことを明らかにした。(1)ABCA7の脳内での発現部位を明らかにするため、特異的抗体を作成した。(2)脳内で発現しているABCタンパク質であるABCA7がアポタンパク質依存的にリン脂質とコレステロールを輸送することを明らかにした。(3)脳内で発現しているABCタンパク質であるヒトABCG1とABCG4のcDNAを単離し、安定発現細胞を樹立した。これらのABCタンパク質の生理的役割を明らかにする準備が整った。(4)PDZタンパク質であるα1-syntrophinとLin-7が、ABCA1と相互作用することを見出した。マウス脳を用い、抗α1-syntrophin抗体を用いた免疫沈降実験によりα1-syntrophinとABCA1が脳内で相互作用していることを明らかにした。培養細胞を用いた実験から、α1-syntrophinはABCA1のC末端の数アミノ酸と強固に結合すること、共発現はABCA1の分解を抑制し、ABCA1の半減期を約5倍長くすることを明らかにした。Lin-7にはこのような効果は見られなかったことから、α1-syntrophinは特異的にABCA1の分解を抑制していると考えられる。(5)ABC蛋白質のATPase活性を高感度で測定するためのマイクロアッセイ系の確立した。ATP加水分解反応によって生じたADPをTiOカラムによって分離、定量することによって、従来の方法の約20倍の感度を達成した。本研究では、脳内のコレステロール恒常性維持メカニズムをトランスポーターの観点から明らかにすることを目的に、ABC蛋白質の生理機能および分子メカニズムを中心に研究を行った。

ABCA1のC末端にThrombin切断部位とヒスチジンタグを融合したタンパク質をバキュロウイルスベクターに組み込み、Sf9細胞に感染させた。発現量は、感染開始後48時間から72時間で最大となり、全膜タンパク質の約1%程度であった。膜画分を0.8%(w/v)のドデシルマルトシドによって可溶化し、可溶性画分からNi-NTAアガロースによってABCA1を精製した。精製純度は約50%であった。さらに限外濾過法を用いて濃縮後に陰イオン交換クロマトグラフィーあるいはレクチンカラムを用いてさらに精製を行った結果、最終的にABCA1を約90%の純度で精製できた。次に、精製ABCA1のATP加水分解活性を測定した。その結果、ABCA1は、可溶化状態でATP加水分解活性を示し、大豆脂質の添加によって約2倍に増加した。脂質排出活性が損なわれるATP結合ドメイン変異体(K939M)ではATP加水分解活性を示さず、また脂質による誘導も見られなかった。さらに、合成脂質だけで構築したリポソームに再構成した結果、ABCA1はホスファチジルコリンを多く含んだリポソームに再構成すると最も強くATP加水分解活性が誘導されることが明らかになった。ホスファチジルセリンやホスファチジルエタノールアミンを含むリポソームで再構成すると活性が減少した。また、ABCA1と最もアミノ酸配列相同性が高いABCA7がABCA1と同様のリン脂質排出活性を持つにもかかわらず、弱いコレステロール排出活性しかもたないことを明らかにした。また、新たに作成したヒトABCA7に対する抗体を用いた組織染色の結果、自己免疫疾患であるシェーグレン症候群の唾液腺内に陽性細胞が認められた。シェーグレン症候の患者18名中10名の唾液腺にABCA7陽性形質細胞が浸潤しており、ドライマウス、ドライアイなどの症状に関与している可能性があり興味深い。本研究では、脳内のコレステロール恒常性維持メカニズムをトランスポーターの観点から明らかにすることを目的に、ABC蛋白質の生理機能および分子メカニズムを中心に研究を行った。精製ABCA1を人工リポソームに再構成した結果、ABCA1はホスファチジルコリンを多く含んだリポソームに再構成すると最も強くATP加水分解活性が誘導されることが明らかになった。ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルグリセロールを含むリポソームで再構成すると、それらの含量が増えるにしたがって活性が減少した。また、脂肪酸鎖ではオレイン酸とパルミチン酸をもつホスファチジルコリンを含むリポソームに再構成したときに最も高い活性を示した。これは、ABCA1によって細胞外へ排出される脂質を質量分析によって分析した時に、一番高濃度に検出される脂質であった。以上の結果は、ABCA1がオレイン酸とパルミチン酸をもつホスファチジルコリンを最適な基質として認識し輸送していることを示唆している。ABCG1はABCA1と協調してHDL形成に関わっていることが示唆されているが、その機能は不明であった。ABCG
IT強震計を用いた草の根型地震防災情報システムに関する研究

本研究では、大地震による災害を軽減する為に,利用者自身が身近な場所の実際の揺れを調べることのできる「IT強震計による草の根型地震防災情報システム」を提唱し、それを実現する為の安価なIT強震計の試作を行った。本研究の成果は、以下の通りである。(1)ネットワークに接続することにより、観測点周辺との比較、防災情報の提供などが可能な、新しいタイプの防災情報端末である「IT強震計」のコンセプトを発案した。(2)IT強震計などの防災情報端末と常時接続のブロードバンド回線を用いた次世代防災情報ネットワークとして、地域の防災情報ネットワークを相互接続した「草の根型地震防災情報ネットワーク」が最も適していることを示した。(3)IT強震計の小型機を試作し、利用者自らが設置可能な、安価なIT強震計が実現できることを示した。(4)IT強震計の装置の標準化を検討し、防災情報ネットワークを構成するプロトコルならびに、サーバシステムのソフトウェアの試作を進めた。また、IT強震計を試作を通じて以下の発明を行い特許申請を行った。(a)NTPなどの簡便な方法で校正された内部時計を使って、正確に100サンプル/秒のデータを取得する技術。(b)震度相当値を10秒毎ではなく、毎秒の最大加速度と最大速度から求める「簡易秒震度」の計算法。(c)情報提供サーバ機能を有し、観測点の観測データだけでなく、センター局からの各種地震情報を受信して情報提供するネットワーク接続型地震観測装置。本年度は、IT強震計を用いた草の根型地震防災情報システムの実現を目指して,IT強震計のプロトタイプの試作に着手し以下を実施した。(1)市販の比較的安価な加速度計の調査メンテナンスフリーで安価な加速度センサの調査を実施した。(2)市販の比較的安価なADモジュールの調査市販の比較的安価なADモジュールの中から、(1)の加速度計を接続可能で、AD変換データをRS232C出力するものを調査した。さらに、東京ガスがSIセンサーとして採用している新SIセンサーについて,実際に購入し、性能ならびに機能を調査した。(3)マイクロサーバの調査メンテナンスフリーで安価なサーバ(マイクロサーバ)を調査し,実際に購入して,その利用可能性を調査した。(4)IT強震計プロトタイプのソフトウエアの開発波形データの連続収集機能、トリガー検出機能,周波数分析機能などのIT強震計に備えるべきソフトウェアの開発をはじめた。また、マイクロサーバにWebインターフェースを実現するhttpdサーバの実装を試みた。なお、今回のプロトタイプ開発では、ある程度のソフトウエア開発が可能なマイクロサーバを選定している。以上により、プロトタイプ開発の目処がついたことから、次年度には,センターサーバ機能について研究を進める。本年度は,IT強震計を用いた草の根型地震防災情報システムの実現を目指して,前年度から引き続きIT強震計の小型プロトタイプの試作とデータ転送方式の設計と試作を実施した。(1)IT強震計の小型プロトタイプの試作前年度の成果を元に、小型で安価なIT強震計のプロトタイプを試作した。これは、加速度センサー,24bitのAD, Linux搭載のマイクロサーバなどの安価なパーツを組み合わせた新たなハードウェアを設計し試作したものである。サイズは縦横30cm程度、高さ10cm程度である。試作品であるため1台の費用はまだ高いが、それでも同等の性能を有する地震計に比べて安価に製作できた。従来の地震計は単なるAD出力であるが、IT強震計はコンピュータを内蔵しデータを保存できるシステムとなっているため、搭載するソフトウェアによって,波形データのみならず、計測震度相当値や、SI値など様々な出力が取り出せる。さらにIT強震計は、Webサーバ機能を有するため、利用者のPCからアクセスすることで、リアルタイムの波形表示、震度表示、センターサーバからの情報の表示などを可能にすることができる。これらの機能は、従来の強震計、地震計にはないもので、"IT"という冠をつけたゆえんである。今回の試作により、将来のより安価な普及型IT強震計を実現する見通しがついた。

(2)データ転送方式の設計と試作ハードウェアの試作と平行して、データ転送方式についての設計と試作に着手した。IT地震計からのデータ収集方式としては、WIN/UDP方式のほかに、httpとJavaで構築したエージェント/クライアント通信方式を開発した。これはIT強震計がエージェントとなって必要な情報を収集し、利用者のクライアントPCへ情報提供するしくみである。これを用いて、クライアントPCからIT強震計のWEBサーバにhttpで接続しリアルタイムで波形データを受信して表示するソフトウェアを試作した。今後この仕組みを発展して,エージェント間通信プロトコル、エージェントとセンターシステムのプロトコルなどにも応用を広げる予定である。平成15年度、平成14年度と、IT強震計のプロトタイプの作成、データ収集システムの設計を進めてきたので、最終年度の本年度は、サーバシステムにおけるデータ処理・解析プログラムの開発、IT強震計を用いた草の根型地震防災情報システムの標準仕様の作成を進めた。また、前年度開発した小型IT強震計のプロトタイプを学会等に発表して高い評価を得ることができた。(1)サーバシステム上でのデータ処理・解析プログラムの開発サーバシステムが、ネットワークから収集した大量のデータから利用者へ還元する情報について検討し、サーバシステムのデータ処理・解析プログラムの概要を設計した。(2)IT強震計を用いた草の根型地震防災情報システムの標準仕様の作成これまでの研究を総括して、IT強震計の標準仕様と、それを用いた草の根型地震防災情報システムの標準仕様について検討した。(3)小型IT強震計の概念と試作品の公表2004年の地震学会にて、「IT強震計-その概念と試作-」を発表し、ポスター会場で小型IT強震計を設置してデモンストレーションを行った。この学会発表については、朝日新聞、毎日新聞、東京新聞、中日新聞などに取り上げられた。特に朝日新聞は、学会発表当日の夕刊の1面に掲載され、大きな反響を呼んだ。これにより、IT強震計が草の根地震防災に役立つという考えを広めることができたのは収穫であった。この発表を機に、記念シンポジウム「日本の強震観測50周年」にて紹介する場を与えられ、小型IT強震計を展示しデモンストレーションを行った。以上