hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発酵乳用乳酸菌の免疫賦活化作用と有効成分の解析

発酵乳用乳酸菌のもつ免疫賦活化能を調べる目的で実験を行った。まず、乳酸菌細胞壁の特徴を明らかにするため、L.bulgaricusとL.acidophilusの細胞壁成分を酵素的に可溶化させ、分画し、構成成分を調べることにより、両菌株の細胞壁の特徴を明らかにしました。次に、L.acidophilusグループ乳酸菌は、腸内で生育し、種々の生理的効果を示すことが知られているので、その生理的効果を追求する目的で、L.acidophilusとL.gasseriについて、マクロファージの腫瘍細胞障害活性に対する高揚効果およびインターフェロン誘起能について調べた。L.acidophilus9菌株の全菌体で刺激した場合、細胞障害活性は2菌株において高い値を示し、さらに4菌株に有意の活性がみられた。インターフェロン誘起能は、細胞障害活性の高かった2菌株を含む4菌株で高い値を示した。一方、L.gasseri13菌株のインターフェロン誘起能を調べたところ、5菌株が比較的高い値を示した。L.acidophilus9菌株については、有効成分を明らかにする目的で、菌体および細胞壁成分の免疫賦活化能を、マウス脾臓リンパ球に対する幼若化作用を指標として調べた。菌体全体を用いた場合は、有効性のみられたのは1菌株のみであったが、細胞壁成分では6菌株に有効性が認められた。そこで、特に活性の高かった1菌株の細胞壁成分をイオン交換クロマトグラフィーで分画し、各成分のリンパ球幼若化活性と組成の特性を調べた。有効成分はグルコース、N-アセチルグルコサミン、グリセロール、リンおよびムラミン酸を含んでおり、グルコースに対するN-アセチルグルコサミンの割合の高い画分の活性が高かった。これらの結果、L.acidophilusグループ乳酸菌の中には、腸内において免疫賦活やインターフェロン誘起などの生理活性を示すもののあることが示唆された。発酵乳製造に使用される乳酸菌のうち、L.acidophilusは、腸内定着性のあることから、特に整腸作用などの望ましい作用を示すことが知られている。この菌種の菌体の持つ生理活性作用を知る目的で、マクロファ-ジの腫瘍細胞障害活性およびインタ-フェロン誘起能に対する菌体の効果について調べた。L.acidophilusの菌株としは、菌株保存機関より入手した9株を用いて、MRS培地中で37°C、24時間培養したのち集菌した。マクロファ-ジは、チオグリコレ-トを注入した8週齢のマウス腹腔内より採取したものを使用した。マクロファ-ジは乳酸菌体と共に24時間培養したのち、これに腫瘍細胞(Saーrcoma180)を混合してさらに培養し、腫瘍細胞の^3Hーチミジン取り込み量を測定して、腫瘍細胞障害活性を求めた。また、マクロファ-ジと乳酸菌体の混合培養後の上澄中のインタ-フェロンの力価を、マウスLー929細胞に対する口内炎ウイルスによるプラ-ク形成率より求めた。乳酸菌体を取り込むことによって刺激されたマクロファ-ジの細胞障害活性は、2菌においてかなり高い値が得られ、さらに4菌体において有意に高い活性が認められた。一方インタ-フェロンの活性は、細胞障害活性のかなり高かった2菌を含む4菌株で1OI.U.を超える値を示した。これらのインタ-フェロンのタイプを調べる目的で、抗α+βーおよび抗γーインタ-フェロン血清による中和試験を行なったところ、α+βタイプであることが認められた。

これらのことから、L.acidophilusの中には腸内で増殖した場合、弱いながらもマクロファ-ジを活性化させる効果を発揮するもののあることが明らかとなった。発酵乳に用いられる乳酸菌のうち、L.acidophilusグループの中で特にヒトの腸管に優勢であると考えられているL.gasseri13菌株について、マクロファージ刺激によるインターフェロン誘起能について調べた。インターフェロン力価は、マクロファージと乳酸菌の混合培養上澄液の、マウス細胞に対する口内炎ウイルスによるプラーク形成率より求めた。いくつかの菌株によりインターフェロンの誘起が認められ、そのタイプはα/β型であることが知られた。この結果、L.gasseriの中には、腸内において生理的効果を発揮する作用のあることが示唆された。L.acidophilusグループの乳酸菌体が、腸内において生物活性を示す有効成分を明らかにする目的で、9菌株について菌体および細胞壁成分の免疫賦活化作用を、マウス脾臓リンパ球に対する幼若化作用を調べることにより測定した。菌体全体を用いた場合の作用では、1菌株にのみ有意な効果が認められたのみであったが、細胞壁成分を分離し、酵素分解によって可溶化させた成分では、6菌株において有効性が認められた。そこで、特に活性の高かった1菌株の細胞壁成分の有効成分を検索する目的で、可溶化した細胞壁をイオン交換クロマトグラフィーで分画し、各分画成分のリンパ球幼若化活性を調べた。有効成分はカラム吸着画分に高く、糖組成を中心に構成成分を調べたところ、グルコース、N-アセチルグルコサミン、グリセロール、リンおよびムラミン酸を含んでおり、グルコースに対するN-アセチルグルコサミンの割合の高い画分の活性が高かった。また、B細胞に対して特に作用することが認められた。これらの結果、乳酸菌細胞壁に免疫賦活化作用のあることが明らかとなった。
閉曲面配置・マイクロホン群出力の信号処理による音声認識用・騒音遮断法の研究

すでに昨年度の報告において、基本原理を紹介し、球面を正多面体で分割してその中央に受音素子対を置き境界面情報を取った場合について、シミュレ-ションによって検討した結果を述べた。得られた雑音遮断性能は著しく、他の方法では原理的に到底実現できない数+dBほどが容易に期待できる程度のものである。ついでこれを実用可能な形態とするために、球面に在る受音素子対の一個の感度を零として超接話マイクロホンとする案を採用し、同様にシミュレ-ションによって吟味した。本年度は以上の成果を受け継ぎ、実施計画通り、先ず構成を簡単化する可能性を探るために、極限減衰を与える平面波入射について、境界面三物理量の相対的重要度を検討した。三物理量の相互効果をめざましく、充分な遮断特性を実現するためにはいずれも省略するのは困難であるとの結論を得た。また、最も望ましい接話特性を実現する境界面受音素子対の感度分布をシミュレ-ションによって検討し、広い帯域で耐雑音特性をもつ感度分布と信号処理法を得た。一方では、受音素子対の取り付け位置の誤差、感度のバラツキのシステム全体に及ぼす影響を解析した。通常の実現精度を前提として、感度のばらつきが重要な因子であるきとが判明した。また、使い勝手の良い将来のマイクロホンは必ずしも球形を基礎とするものばかりではなく、変形を許す必要があり、偏平回転楕円体を近似した解析を行い、長短径比2.0以下では球とほぼ変わり無い結果が得られるとの結果を得た。ハ-ドウエアに関しては、受音素子対20個球面形、およびアナログ信号処理回路を簡単に試作した。無響室における実験で1KHz:25dB、2KHz:17dBの相対利得(空間減衰を表す尺度)が得られた。これは在来の方法では期待できない程度の高い値であるが、理論とシミュレ-ションの示す値に未だ達していない。これを解決するために次年度以降も研究を続行して、信号処理部をデジタル化し、かねて受音素子の感度を自動的に揃える方法を開発する予定である。
強磁場下の生体高分子の動的挙動の研究

生体への磁場効果は古くから研究されているにもかかわらず明快な報告は少なく、特に物理的に理解できる現象は数限られている。我々は明確な磁場効果を観測することにより複雑な生体ー磁場の関係を探るという目的で、物理的にクリアに理解できる非熱現象として生体物質の磁場配向について実験的研究を進めてきた。生体組織のほとんどは反磁性物質であり、分子レベルでの帯磁率異方性は一般に10^<ー29>emu/molecule程度で非常に小さい。理論的に磁場配向を解析してみると、生体組織によく見られるように多数の異方的反磁性分子がその軸を同一方向に揃えて結合すると大きな帯磁率異方性が得られ1T程度の磁場でも十分に全配向が期待できることが分かった。このことから血漿蛋白の1つであるフィブリノ-ゲンの重合反応で作られるフィブリンファイバ-(フィブリンモノマ-が10^7個程繊維状に結合したもの)の磁気的な異方性は大きいと期待される。この重合反応を強静磁場中(08T)で行わせ、条件を変えながら出来上がったゲルを光学的に、あるいは走査型電子顕微鏡で観測した。その結果次のようなことを明らかにした。1.8Tの磁場中では磁場方向に完全配向したファイバ-のゲルが得られた。2.1Tの磁場でも部分的に全配向したゲルが得られ、磁場の影響の及ぶことが確認された。3.重合初期の510分間が配向にとっては重要でその後の配向度に大きく影響する。4.3.の初期過程でファイバ-の長さ、太さ共に急速に成長する。5.磁場中重合ファイバ-の強度には異方性があり、繊維に垂直方向の力には非常に弱い。更に血液中の代表的組織として赤血球の磁場配向効果を調べたところ、4Tの静磁場でその面を磁場に平行にして全配向することが確認された。生体への磁場効果は古くから研究されている割には不明確な報告が多く、物理的に理解できる現象は数少ないように見える。我々は明確な磁場効果を観測することにより複雑な生体ー磁場の関係を探るという目的で、物理的に理解できる現象として生体物質の磁場配向について実験的研究を進めてきた。生体組織のほとんどは反磁性物質であり、その帯磁率は10^<-6>emu/ccと小さくまた分子レベルでの帯磁率異方性も一般に10^<-29>emu/molecule程度で非常に小さい。このような分子レベルでの研究には配向度が磁場強度の2乗に比例するため強磁場を用いるのが有利である。また理論的に磁場配向を解析してみると、生体組織のように多数の異方的反磁性分子がその軸を同一方向に揃えて結合すると大きな帯磁率異方性が得られ1T程度の磁場でも十分に全配向が期待できることが分かった。そこで血漿蛋白の1つであるフィブリノ-ゲンの重合反応で作られるフィブリンファイバ-はフィブリンモノマ-が10^7個程繊維状に結合したものでその磁気的な異方性は大きいと期待されることから、この重合反応を静磁場中(08T)で行わせ、条件を変えながら出来上がったゲルを光学的に、あるいは電子顕微鏡で観測した。その結果次のようなことが明らかになった。1.8Tの磁場中では完全配向したファイバ-ゲルが得られた。3.重合時間約40分のうち初期の510分間が配向にとっては重要でその後の配向度に大きく影響する。

4.3.の初期過程でファイバ-は急速に成長する。5.磁場中重合したファイバ-の強度には異方性があり、繊維に垂直方向には非常に弱い。生体への磁場効果は古くから研究されているにもかかわらず明快な報告は少なく、特に物理的に理解できる現象は数限られている。我々は明確な磁場効果を観測することにより複雑な生体ー磁場の関係を探るという目的で、物理的にクリアに理解できる非熱現象として生体物質の磁場配向について実験的研究を進めてきた。生体組織のほとんどは反磁性物質から成りり分子レベルでの帯磁率異方性は一般に10^<-29>emu/molecule程度で非常に小さい。前年度の理論的解析とそれに基ずいた予備実験から、生体組織によく見られるように多数の異方的反磁性分子がその軸を同一方向に揃えて結合すると大きな帯磁率異方性が得られ1T程度の磁場でも十分に全配向が期待できることが分かった。今年度は特にフィブリノ-ゲンの重合反応の間にどのように磁場配向が進むか、また重合分子数がどのように増大するかを8Tまでの定常磁場と40Tまでのパルス強磁場を用いて光透過率、磁気複屈折等の光学的手段を用いて観測した。1.重合初期の510分間が配向にとっては重要でその後の配向度に大きく影響し、この期間を経過したあとは磁場をゼロにしても配向が進むことが確認された。またこの期間内に磁場をゼロにすると配向はランダマイズしていくことも観測された。2.1.の初期過程でファイバ-の長さ、太さ共に急速に成長する。3.以上のことからファイバ-が未だ小さくその運動、特に回転運動が自由にできる間に磁場配向が進み、周りのフィブリン分子が配向したファイバ-に次々と結合し成長していくものと考えられる。4.またパルス磁場の測定からファイバ-があまりに小さいと反磁性の帯磁率異方性が小さ過ぎて磁場配向が難しく、1.の時間帯が重要であることが確認された。更に血液中の代表的組織として赤血球の磁場配向効果を調べたところ、4Tの静磁場でその面を磁場に平行して全配向することが確認された。
コードの理解と教育におけるGitHubのプルリクエスト情報の有効性の検証

現在のソフトウェア開発の主流プラットフォームであるGitHubでは,プルリクエストという,コードの変更に関する情報を一元的に管理する機能を利用した開発が活発に行われている.本研究ではプルリクエストを利活用した2つの新たなシステムの構築を通し,プルリクエストがコード開発や教育に対してどのように有効であるかを客観的な指標を用いて実証する.具体的には,プルリクエストを用いたコードの理解を支援するシステムとプルリクエストの情報から実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムを構築し,プルリクエストの有用性を検証する.現在までに,以下の研究成果を挙げている.プルリクエストを用いたコードの理解を支援するシステムととして,ユーザが選択したコード断片に関連する過去のプルリクエストを抽出し,ユーザに提供するCodeGlassを開発した.CodeGlassでは,プルリクエストの説明文を解析し,実装内容や開発背景に関する文章をインターフェース上で強調して表示することが可能となっている.CodeGlassのアルゴリズムにより,選択されたコード断片が過去のバージョンにおいて分裂していた場合にも,関連する過去のプルリクエストをユーザに提供することができる.我々が行ったCodeGlassの定量的および定性的評価の結果,コード断片の理解や専門的用途におけるCodeGlassの有用性が確認された.実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムとして,プルリクエストに存在するイシューとコード変更を用いることで,プログラミング課題を自動で生成するRealCodeというシステムを構築している.現在までにプログラミング課題に適するプルリクエストを抽出する機械学習モデルを構築した.現時点まででプルリクエストを用いたコードの理解を支援するシステムの構築とユーザ評価を終えており,また国内の査読付き会議において発表済みである.また,プルリクエストの情報から実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムにおいても,必要なプルリクエストを抽出する機械学習モデルを構築できており,順調な進捗が生まれている.今後は,プルリクエストの情報から実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムの構築と評価を重点的に進める.特にプルリクエストから生成されたプログラミング課題が,どの程度課題として妥当であるか,また教科書等では提供されていない問題であるかを検証し,プログラミング教育においてどのような教材が提供できているかを検証する.現在のソフトウェア開発の主流プラットフォームであるGitHubでは,プルリクエストという,コードの変更に関する情報を一元的に管理する機能を利用した開発が活発に行われている.本研究ではプルリクエストを利活用した2つの新たなシステムの構築を通し,プルリクエストがコード開発や教育に対してどのように有効であるかを客観的な指標を用いて実証する.具体的には,プルリクエストを用いたコードの理解を支援するシステムとプルリクエストの情報から実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムを構築し,プルリクエストの有用性を検証する.現在までに,以下の研究成果を挙げている.プルリクエストを用いたコードの理解を支援するシステムととして,ユーザが選択したコード断片に関連する過去のプルリクエストを抽出し,ユーザに提供するCodeGlassを開発した.CodeGlassでは,プルリクエストの説明文を解析し,実装内容や開発背景に関する文章をインターフェース上で強調して表示することが可能となっている.CodeGlassのアルゴリズムにより,選択されたコード断片が過去のバージョンにおいて分裂していた場合にも,関連する過去のプルリクエストをユーザに提供することができる.我々が行ったCodeGlassの定量的および定性的評価の結果,コード断片の理解や専門的用途におけるCodeGlassの有用性が確認された.実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムとして,プルリクエストに存在するイシューとコード変更を用いることで,プログラミング課題を自動で生成するRealCodeというシステムを構築している.現在までにプログラミング課題に適するプルリクエストを抽出する機械学習モデルを構築した.現時点まででプルリクエストを用いたコードの理解を支援するシステムの構築とユーザ評価を終えており,また国内の査読付き会議において発表済みである.また,プルリクエストの情報から実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムにおいても,必要なプルリクエストを抽出する機械学習モデルを構築できており,順調な進捗が生まれている.今後は,プルリクエストの情報から実世界のコード例を用いたプログラミング教育システムの構築と評価を重点的に進める.特にプルリクエストから生成されたプログラミング課題が,どの程度課題として妥当であるか,また教科書等では提供されていない問題であるかを検証し,プログラミング教育においてどのような教材が提供できているかを検証する.国際会議での調査,及び発表を次年度に繰り越したため,旅費を昨年度使用しないこととした.本年度はCodeGlassの発表等を国際会議で行う他,RealCodeの実装・評価に予算を割り当てる予定である.
関節リモデリングにおけるmicroRNAとADAM12の発現調節機構の解明

これまでの研究で、ヒト変形性関節症の骨棘サンプルを用いた研究では, ADAM12が内軟骨性骨化の過程で軟骨細胞分化における肥大化に関与していることが明らかとなった。また, X型コラーゲン発現との関わりについてはATDC5細胞を用いたin vitroの研究でX型コラーゲン遺伝子の発現の前後でADAM12遺伝子が動いていることが示唆された。さらにCRISPR/Cas9systemを用いて樹立したADAM12-KO ATDC5細胞において,野生型ATDC5細胞と比較してX型コラーゲン発現が亢進することから, ADAM12はX型コラーゲン発現に対して抑制的な働きをしていることが判った。また、wild typeでTGF-β刺激によりIgf-1の亢進やRUNX2の抑制が誘導されたが、ADAM12-KO ATDC5細胞では、これらが阻害された。さらにATDC5細胞においてADAM12を過剰発現することにより、Igf-1の発現は亢進する一方でRUNX2の発現は抑制された。これらの結果は軟骨細胞において、ADAM12がTGF-β依存性シグナルに関与し、肥大化に関連するRUNX2およびX型コラーゲン発現を抑制することで軟骨細胞分化を調節していることを示唆している。今後はADAM12をどのように人為的に制御するかを検討するため、計画どおりmiR-29bを過剰発現させることによりADAM12-L発現がどのように影響されるかを検討する。また、軟骨細胞に対し、周期的伸張刺激というメカニカルストレスを加えることで、miR-29bおよびADAM12-Lの発現がどのように変化するかを検討する。さらに、最近、我々のグループは近畿大学、京都大学の共同研究でADAM12ノックアウトマウスの樹立に成功した。本マウスの表現型の観察、実験的変形性関節症の誘導とその組織学的解析を追加していくことで、変形性関節症に対する新規治療法の確立につながるかどうかを検討していく。患者サンプルを用いた研究では, ADAM12が内軟骨性骨化の過程で軟骨細胞分化における肥大化に関与していることが明らかとなった。本年度はCRISPR/Cas9systemを用いた遺伝子ノックアウトに成功した。野生型ATDC5細胞との比較により, ADAM12-KOにおいて, X型コラーゲン発現は亢進することから, ADAM12のX型コラーゲン発現に対する抑制的な働きが示唆された。当初の研究計画では, ADAM12はX型コラーゲン発現を促進するとの仮説のもとに研究を開始したため,これを否定する結果の検証に時間を要したが,全体としては概ね順調であると考えている。文房具など安価な消耗品は不足しておらず、次年度に繰り越して1000円以上の消耗品費に充てることとした。比較的小額であったことと、本金額で購入可能な文房具・コピー用紙などの消耗品が現時点で必要でなかったため。翌年分とあわせて、実験遂行のための消耗品、旅費等の一部にあてる予定です。
構造制御型畜電池材料の創製と微細構造解析

化学溶液法により構造制御したLiイオン電池用正極配向薄膜の作製法を開発した.合成した正極膜の原子構造像を走査透過型電子顕微鏡の環状明視野法により観察した結果,軽元素の酸素,リチウムを含むすべての構成原子サイトを特定化できた.さらに,配向正極膜の充放電前後の膜内部および表面の原子レベルでの構造解析により,充放電による構造劣化メカニズムを明確化した.本研究では、化学溶液法を用いて構造制御した蓄電池材料の作製法を検討し、その結晶構造と微細構造について明らかにする。また、電極材料の成膜化を試み、基板とのエピタキシー性および結晶性に着目して電子顕微鏡法、X線回折法により、界面構造解析を進め、膜-基板材料、界面構造の安定性、配向性等の構造解析を行う。本年度は、化学的に調製して得られた蓄電池材料の前駆体である複合錯体の熱分解挙動、結晶化挙動について検討した。また、前駆体溶液を基板上に製膜、焼成することにより得られた電極膜のエピタキシー性について透過型電子顕微鏡を用いて界面構造を解析した。近年、Liイオン二次電池は、高いエネルギー密度、出力密度が得られることから、蓄電池材料として開発研究が進められている。代表的なLiイオン電池用正極材料としては、Liと遷移金属酸化物との複合体として、MO6八面体とPO4四面体のネットワーク構造内をLiイオンが一次元に脱挿入するオリビン化合物(LiFePO4、LiCoPO4)、CoO6八面体ネットワークの層間をLiイオンが二次元に脱挿入するLiCoO2化合物などがある。また、スピネル構造を有するLiMn2O4では、Liイオンは三次元的に構造内を脱挿入するという特徴がある。これらの電池材料の複合化、積層化を進める上で、電極の微細構造、正極材料の界面や粒界等、ナノレベルでの微細構造解析が必要となる。本研究では、化学溶液法を用いて構造制御したLiイオン二次電池材料の作製条件を検討し、合成条件と結晶化挙動、結晶構造、微細構造との相関性について明らかにしてきた。特にLiイオン二次電池用正極材料について、モデル基板への成膜化を進め、基板への正極膜の形成条件として、溶液調製、熱処理条件等のプロセスと構造との相関性について詳細に検討した。また、各試料の微細構造、元素分布、膜形成における基板との整合性について明らかにした。基板直上において正極膜の格子歪が導入されることでミスフィットが緩和され、配向膜が形成されたことなどを、電子顕微鏡による原子レベルの構造解析を行うことで明らかにした。化学溶液法による蓄電池材料の粉末合成、膜形成、および、合成材料の構造解析について、本年度の研究目的をおおむね達成している。Liイオン二次電池においては、遷移金属酸化物の結晶内のナノ空間をLiイオンが脱挿入することでイオン伝導が発現する。したがって、Liイオンが拡散する方位を制御したモデル正極膜を作成することで、リチウムイオンの充放電挙動と構造相関性を解析することが可能となる。オリビン構造を有するLiCoPO4正極材料では、CoO6八面体とPO4四面体のネットワーク構造内をLiイオンが[010]方向に一次元に脱挿入するため、電極膜の設計においては、[010]が膜面に対して垂直あるいは、傾斜した構造となることが必要となる。本研究では、化学溶液法によりAu(111)/Al2O3(0001)上にLiCoPO4前駆体溶液を用いて成膜、焼成することで(210)優先配向したLiCoPO4膜の作製に成功した。LiCoPO4膜断面の原子構造像を走査透過型電子顕微鏡(STEM)の環状明視野(Annular Bright-Field :ABF)法により観察した結果、[010]方位にLiイオンが規則的に配列し、リチウムイオンの脱挿入方向は、膜面より約40度傾斜して配向していることが判明した。また、このような構造制御した配向膜を用いて充放電試験を行うことに成功した。膜試料において充放電による容量劣化が観測されたため、充放電サイクル試験後の膜試料について、高角度環状暗視野(High Angle Annular Dark Field: HAADF)ーSTEM法により解析を行い、充放電による構造変化を解析した。その結果、膜表面におけるアンチサイト欠陥形成および、PO4四面体構造歪みによる構造劣化が充放電容量の抑制につながったことを明らかにした。さらに、全固体化リチウムイオン二次電池に用いられるペロブスカイト系固体電解質の構造解析を進めた。化学溶液法により構造制御したLiイオン電池用正極配向薄膜の作製法を開発した.合成した正極膜の原子構造像を走査透過型電子顕微鏡の環状明視野法により観察した結果,軽元素の酸素,リチウムを含むすべての構成原子サイトを特定化できた.さらに,配向正極膜の充放電前後の膜内部および表面の原子レベルでの構造解析により,充放電による構造劣化メカニズムを明確化した.化学溶液法による蓄電池材料の作製法、構造解析法について、初年度の研究目的をおおむね達成している。当初の計画通りに研究を推進する。化学合成手法を検討することで、構造を制御した電極材料、電極膜を作製する。作製した試料の結晶構造、原子レベルでの微細構造解析を進め、電極構造に与える添加元素の影響等の検討を進める。材料工学合成試料について、結晶化挙動について詳細に検討し、微構造解析を進めることで、プロセシングと結晶化、構造形成との相関性を検討する。平成27年度に導入予定であった電気化学測定解析装置を平成28年度に導入するよう変更した。
包括的ユニバーサル燃焼反応モデルの基盤構築

多種の化合物からなるガソリンなどの既存燃料と、これらとは異なる化合物を含む新規バイオ燃料の燃焼反応の理解は、自動車エンジン燃焼からの二酸化炭素や汚染物質の放出抑制に不可欠な技術基盤である。本研究は様々な化合物の燃焼反応を包括的にモデリングすることのできる反応機構とその自動生成技術の構築を目的とし、量子化学計算により反応の素過程を明らかにするとともに、燃焼実験を行い反応機構の妥当性を検討した。代表的な既存燃料成分であるアルカンの反応機構をベースにアルケン、アルコールおよびエーテルの反応機構を構築し、さらに基本的な構造を持つ芳香族炭化水素の反応機構を大きく改善することができた。23年度は、すべての実用炭化水素燃料反応機構のベースとなるアルカンの燃焼反応機構の完成を目標とした。このために、反応速度定数・反応機構の速度則を量子化学計算により推定し、速度則を構築した。また、反応速度定数の分子サイズに依存した圧力依存性をモデルに記述した。この過程で、圧力依存性に関する興味深い知見が得られている。すなわち、速度定数は決して高圧極限にはないが、一定の条件を満たせば、反応の分岐は高圧極限を仮定することができる、というものである。これらにより得られた、反応機構と速度定数は反応機構の自動生成ソフトウェアであるKUCRSに実装された。また、RCM実験結果とオクタン価を利用した検証を行った。さらに、アルコール・アルケンと芳香族燃焼反応機構の量子化学計算による検討に着手し、衝撃波管実験、エンジン着火実験装置を立ち上げた。最終年度である平成25年度は、23年度に構築したアルカンの詳細反応モデルをベースに、24年度から着手したアルケンおよびアルコールのモデルのための速度則の構築を完了し、反応機構自動生成プログラムへの実装を行った。また類似の速度則の適用が可能と考えられるエーテル類についてもその反応機構の自動生成のために必要な速度則の検討を行った。代表的な例である、ジエチルエーテルの反応機構を量子化学計算により詳細に検討し、アルカンおよびアルコールの反応機構の違いを明確にした。さらに芳香族炭化水素の詳細反応機構の速度則を検討するために、アルキルベンゼンの酸化反応に関する詳細な量子化学計算を行った。また、フェニルアルコールの反応機構における新たな反応機構に関する検討を行い、多環芳香族炭化水素への展開のために、二環の芳香族炭化水素である1-メチルナフタレンの反応機構の検討を行った。これらと並行して、急速圧縮機装置を用いて、低温酸化反応領域においてアルカンにベンゼンおよびアルキルベンゼン(トルエン・キシレンの3種の異性体・エチルベンゼン・クメン)を混合した燃料の、着火遅れ時間への影響を実測した。これらの実験結果は、概ね構築された反応機構によって説明できることが示されたが、いくつかの課題も明らかにされた。これらの反応機構の構築と並行して、詳細反応モデルを用いて、予混合圧縮着火機関の燃焼変動を抑止するための新たな燃焼コンセプトの提案や、噴霧燃焼における着火の問題の解析などを行った。本研究の成果である詳細反応機構を用いて、今後、さらなる発展的研究が期待される。平成24年度は、23年度に構築したアルカンの詳細反応モデルをベースに、アルケンおよびアルコールモデルの構築を行った。アルコールおよびアルケン燃焼に特有の、ヒドロキシ基を含むアルキルラジカル、アルキルペルオキシラジカル、ヒドロペルオキシアルキルペルオキシラジカルの反応過程に関する量子化学計算を系統的に行い、これに基づいて速度則を構築した。また、芳香族炭化水素の燃焼反応機構の構築に必要な、反応過程の量子化学計算、RCMによるアルカンと芳香族炭化水素の混合燃料の着火遅れ時間の計測を行った。この計測結果は、次年度以降の芳香族炭化水素の反応機構の構築に用いられるものである。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定していた、量子化学計算を完了し、アルコール特有の速度則の構築を行った。次年度以降にさらにこの改善を予定している。23年度の成果を受け、予定通り、アルカンの速度則の検証を行い、アルコール・アルケンの速度則の構築を行う。本年度までの成果を受けて、アルコールとアルケンの反応機構をKUCRSに実装する。また本年度までの計測結果を受けて、芳香族炭化水素の燃焼反応機構の構築を行う予定である。
第二言語習得におけるやり抜く力と自己コントロール力に関する実証研究

過去の第二言語動機づけ研究では、学習者の学習意欲を高める要因の探索とその実践方法についての研究が行われてきたものの、学習活動を継続するメカニズムが明らかになっていなかった。そのため、本研究ではその心理的メカニズムを調査するための尺度開発とそれを用いた実証研究を行うことを研究課題とした。具体的には、退屈な課題や困難な状況にあっても、目標に向けて努力する力である「やり抜く力(Grit)」と、一時的に魅力的な誘惑や娯楽があっても、目標に向かって自分の衝動的感情や行動をコントロールする力である「自己コントロール力(Self-control)」といった二つの要因に焦点を絞って研究を行うことを目的とした。昨年度は量的研究調査の結果に基づき対象学習者に対して質的インタビュー調査を行ったものの、長期にわたる調査のためインタビュー対象者の脱落などがあったりしたため、分析に用いられる対象者数が少なくなった。そのため、本研究のテーマであるやり抜く力や自己コントロールについての学習者の行動心理パターンがあまり明確にならなかった。そこで今年度は、昨年度の研究の補足をする形で追加のインタビューを行うこととした。今年度ではまた、本研究のテーマについて過去に収集したデータのさらなる分析を行い、その研究成果の公表としてやり抜く力と自己コントロールそれぞれのテーマに関する学術論文を執筆し、また教員免許講習等で研究結果の一部の紹介を行った。当初は3年で研究完了を予定していたものの、データ収集の遅れやデータ分析の不十分があったため。これまで収集したデータの分析を行い、さらなる研究結果の公表を行い、教員免許更新講習等で紹介する予定である。初年度は、英語学習に特化した上記二つの要因を測定するための尺度開発を行うことを目標とした。この目標のために、やり抜く力と自己コントロール力に関する先行文献研究を行い、次年度以降で使用する尺度を開発するために、質的及び量的データを150人ほどの大学生から得た。研究の結果、やり抜く力については、先行研究から影響を与える要因がおおよそ想定はされているものの、まだ不明な点もあるため、現段階では既存の英語学習に特化していない一般的な尺度を翌年度の研究で利用することにした。一方で、自己コントロール力については、先行研究に基づき、また実際のデータから、第二言語学習に特化した、おおよそ有効な尺度の開発が出来た。自己コントロール力についてのおおよその尺度は出来上がったが、やり抜く力についてのさらなる尺度開発が不十分であったため。今年度は、初年度の研究に基づいて作成された自己コントロール力の尺度を用いて、実証研究を行うことが主目的であった。最初に前年度に作成した尺度を含む質問紙を用いて、総計150人ほどの日本人大学生を対象に量的調査を実施した。回収した質問紙で測定した自己コントロール力の回答に基づき、スコアの上位群と下位群のそれぞれから各数人ずつを抽出し、質的調査としてインタビューを行った。インタビューは半年から1年にわたり複数回実施した。一点、前年から持ち越しとなっていたやり抜く力の尺度作成については、先行研究を精査した結果も踏まえ、領域に特化した尺度として考えなくてもよいという結論に至ったことから、既存の尺度を採用することとした。インタビュー対象者が少なかったことと、また長期にわたるインタビュー途中で脱落がいたことにより、学習者の行動心理的パターンがあまり明確にならなかった点があったため。

昨年度は量的研究調査の結果に基づき対象学習者に対して質的インタビュー調査を行ったものの、長期にわたる調査のためインタビュー対象者の脱落などがあったりしたため、分析に用いられる対象者数が少なくなった。そのため、本研究のテーマであるやり抜く力や自己コントロールについての学習者の行動心理パターンがあまり明確にならなかった。そこで今年度は、昨年度の研究の補足をする形で追加のインタビューを行うこととした。今年度ではまた、本研究のテーマについて過去に収集したデータのさらなる分析を行い、その研究成果の公表としてやり抜く力と自己コントロールそれぞれのテーマに関する学術論文を執筆し、また教員免許講習等で研究結果の一部の紹介を行った。当初は3年で研究完了を予定していたものの、データ収集の遅れやデータ分析の不十分があったため。自己コントロール力の尺度開発は完成に近づいている一方で、やり抜く力の尺度開発は持ち越しとなった。ただし、今後の実証研究を行う過程で後者の尺度作成は随時行っていけるため、当初の研究計画を行うこととした。前年度の補充として、再度、少人数を対象にインタビューを行う予定であり、また今まで収集したデータの分析を行う予定である。そして、研究成果の一部を教員免許更新講習等で紹介する予定である。これまで収集したデータの分析を行い、さらなる研究結果の公表を行い、教員免許更新講習等で紹介する予定である。予定していた学会に参加することができなかったため。(理由)予定していた学会参加ができなかったため。(使用予定)前年度、予定していた学会に参加し、その旅費に使用することと、前年度に不十分であったデータ収集の補充に使用する予定である。予定していた国際学会での発表ができなかったため。そのため、次年度では国際学会での発表のための旅費等に使用する予定である。前年度、予定した学会に参加し、その旅費に使用する予定。
尿路性器の求心性神経伝達におけるバニロイドとカンナビノイドの作用機序の解明-排尿障害、性機能障害に対する全く新しい治療薬開発の可能性-

背景:過活動膀胱(OAB : Overactive bladder syndrome)は、2002年に国際尿禁制学会によって新しく定義された症状症候群であり、尿意切迫感を必須症状とする蓄尿障害である。この尿意切迫感を引き起こすメカニズムは不明であり、尿意を伝達する求心性伝達機構の異常であることが想定されている。尿意を伝達する機械的受容体の本体は不明であるが、脊髄損傷などの病的状態においてはバニロイド受容体(VR1,VRL1)を多くぐ発現する無髄C繊維の役割が重要視されていた。最近、尿路上皮がATPなどの伝達物質を産生し、膀胱知覚の伝達に影響することが判明した(Fry, C.H.:Urology,2004)。われわれは、知覚の伝達に関係する候補物質のひとつである上皮型ナトリウムチャネル(ENaC : Epithelial sodium channel)に注目した。対象および方法:1)ヒトにおける検討:非閉塞状態のヒト膀胱上皮とOAB症状を呈するヒト前立腺肥大症患者の膀胱上皮を用いた。ENaCのサブユニットに対する抗体を用いた免疫組織学的検討によるタンパク質発現と、定量的RT/PCR法によるmRNA発現を調べた。2)ラットにおける検討(in vitro):非閉塞状態の雌ラット膀胱上皮と下部尿路不完全閉塞を作成した雌ラット膀胱上皮を用いた。3)ラットにおける検討(in vivo):膀胱内圧測定による排尿筋収縮力と排尿間隔について調べた。ENaCの阻害薬であるAmilorideの効果についても調べた。結果:1)ヒトにおける検討:ヒト膀胱におけるENaCのサブユニット(α、β、γ)のたんぱく質の発現を認めた。閉塞膀胱では非閉塞状態のヒト膀胱上皮と比較して、ENaCのサブユニットのmRNAの発現が著明に亢進していた(Urology,64:1255-1260,2004)。2)ラットにおける検討(in vitro):ラット膀胱におけるENaCのサブユニット(α、β、γ)のたんばく質の発現を認めたが、閉塞膀胱と非閉塞状態のラット膀胱上皮とでは、ENaCのサブユニットのmRNAの発現に差がなかった。3)ラットにおける検討(in vivo):閉塞膀胱とは非閉塞状態の両者において、ENaCの阻害薬であるAmilorideは排尿筋収縮力には影響しなかったが、排尿間隔を著明に延長した。結論および考察:ヒトとラットとで、下部尿路閉塞状態でのENaCのサブユニット(α、β、γ)のmRNAの発現の程度に差はあるものの、ENaCは過活動膀胱の発症に関与している可能性が示唆された。目的;

本研究では、下部尿路組織(膀胱,尿道)および性器(前立腺、陰茎)の求心性伝達におけるバニロイドとカンナビノイドの作用機序を解明し、新たな排尿障害治療薬,性機能障害治療薬の開発のてがかりを作ることにある。具体的には、(1)ヒト下部尿路組織、ヒト性器におけるバニロイド受容体とカンナビノイド受容体の発現と局在、(2)ヒト下部尿路組織、ヒト性器のin vitroでのカンナビノイド類投与によるバニロイド受容体の変化、(3)ラット下部尿路組織、性器に対するin vivoでのカンナビノイド類投与後の後根神経節のシナプス電流の変化、を調べることであった。結果:平成14年度の研究結果としては、ヒト下部尿路組織、ヒト性器におけるバニロイド受容体とカンナビノイド受容体の発現と局在について、検討することができた。ヒト前立腺組織(正常、前立腺肥大症、前立腺癌)、3種類の正常培養前立腺細胞(上皮、間質、平滑筋,および3種類の培養前立腺癌細胞株(PC3、DU145、LNCaP)において、免疫組織化学、Reverse transcription/polymerase chain reaction(RT/PCR)法定量的RT/PCR法によって、バニロイド受容体(VR1)とカンナビノイド受容体(CB1)の発現を調べた。免疫組織化学およびRT/PCR法では、VR1とCB1の発現は良性疾患組織の上皮では強く、悪性疾患組織の上皮では弱く発現していた。6種類の培養細胞株では、DU145以外ではCB1の発現は悪性細胞で弱く、一方VRIの発現はすべてにほぼ同様であった。DU145を用いてバニロイドおよびカンナビノイドによる細胞死のメカニズムについて検討した結果、VR1とCB1を介した別の機序による細胞死が引き起こされていることが分かった。結果1.目的:下部尿路組織(膀胱,尿道)および性器(前立腺、陰茎)の求心性伝達において重要な作用を有すると考えられているバニロイドとカンナビノイドの受容体であるVR1とCB1の発現と局在について、検討した。結果:まずヒト前立腺組織(正常、前立腺肥大症、前立腺癌)、において、免疫組織化学、Reverse transcription/polymerase chain reaction (RT/PCR)法を用いてVR1とCB1の発現を調べた。その結果、VR1とCB1の発現は良性疾患組織の上皮では強く、悪性疾患組織の上皮では弱く発現していた。次に3種類の正常培養前立腺細胞(上皮、間質、平滑筋)および3種類の培養前立腺癌細胞株(PC3、DU145、LNCaP)におけるVR1とCB1の発現を定量的RT/PCR法によって調べた。DU145以外ではCB1の発現は悪性細胞で弱く、一方VRIの発現はすべてにほぼ同様であった。結果2.目的:膀胱の求心性神経伝達における上皮型ナトリウムチャネル(ENaC)の意義について検討した。結果:ヒト膀胱粘膜上皮におけるENaCの発現を蛋白レベルおよびmRNAレベルで検討し、その発現を証明した。さらに、正常膀胱に較べて、前立腺肥大症を有する閉塞膀胱の粘膜上皮においてENaC蛋白およびmRNAの発現は有意に増加していた。これらの結果から、膀胱粘膜におけるENaC
能動免荷・筋力補助と多種刺激を併用した促通機能付き麻痺上肢複合運動訓練装置の開発

手前・前方・顔の手誘導目標を設定した片麻痺肩・肘・腕の複合運動機能回復訓練方法と装置を提案した。訓練補助用の電気刺激と振動刺激を加え、まず上肢自重能動免荷装置について、提案の機構で何処でも自重免荷を実現し、筋電位測定により効果を確認した。次に前腕自動運動誘発・補助装置について、提案の急加速回転手法から伸張反射を誘発し、高感度な力覚センシングから回転筋力補助を実現し、筋電位測定により各機能を確認した。また手指位置推定機構について、複数のエンコーダから実現し、訓練の評価と顔目標の設定を可能にし、LEDやディスプレイ、音と共に運動目標誘導機能を実現した。実証実験で上肢の複合運動訓練の実現を確認した。(1)肩上下と屈伸、肘屈伸と前腕回内・回外に関して作動筋群を特定し、振動刺激の特定筋の刺激位置、時間、周波数と振幅;電気刺激の特定筋モータポイント位置、筋収縮の閾値レベル、持続時間、周波数と振幅からの各運動促通効果を確定した。神経学的本質と実質の運動学・力学的効用を探り、筋作動時の機能的振動刺激方法と筋収縮閾値以下の易収縮的電気刺激方法を確立した。第15回計測自動制御学会SI部門講演会「片麻痺指への促通反復療法における効果的伸張反射を促す易収縮的電気刺激と特性解析」を題として一部の成果を発表し、また「麻療機能回復訓練装置及び麻療機能回復訓練方法」の発明で2014年12月に出願した。(2)人の上肢運動する意図を、個人差や服装の環境の違いでも人に感じない微小な力覚センシングで高感度かつ瞬間的に取得する手法と,その情報に基づいて上肢の筋力や随意運動を能動的に補助する知的制御方法を理論的に検討し、その制御手法を確立した。(3)上肢の運動学解析を行い、筋力や随意運動の能動補助と促通訓練を実現できる装置の駆動機構のメカニズムを確立した。また力学解析を行い、人の動きによる力変化を高感度検知できる力覚センシング機構のメカニズムを確立した。(4)確立された駆動機構と力覚センシング機構のメカニズムに基づき、上肢の上下・水平運動用のワイヤ駆動機構と回内・回外用の軽量で前腕装着する駆動機構を設計した。ここでは、駆動機構の運動と力覚センサのセンシングが互いに干渉にならないように設計に工夫した。成果を「無水平負荷式上肢自重免荷訓練装置」の発明で2014年12月に出願した。(5)確立された上肢複合運動訓練装置機構とセンサ機構の設計に基づいて装置を試作し、その運動学・力学特性を動作確認した。回転運動と水平面内並進運動の慣性を低減するために、非金属材料などを利用して前腕に装着する回内・回外アシスト機構部品の軽量化(低慣性化)に工夫した。(1)前年度に確立された上肢複合運動訓練装置機構とセンサ機構の設計に基づいて製作した装置を改良し、その上訓練装置の運動学・力学特性をテストした。また、回転運動と水平面内並進運動の慣性を低減するために、前腕に装着する回内・回外アシスト機構部品の軽量化(低慣性化)にさらに工夫した。第33回日本ロボット学会学術講演会において、「上肢自重免荷機能と前腕回転筋力補助機能を有する片麻痺上肢複合運動機能回復訓練装置の研究」を題として、一部の成果を発表した。(2)手先リーチングの上前方目標・頭部目標・初期位置目標を製作・確定し、機構の幾つかの相対運動部位に運動覚センサを装着して、上肢と手先の位置・姿勢と各目標接触の確認が可能にした。また、上前方へ、頭部へ、初期位置への各リーチングにおける運動タイミング(音声)刺激を可能にした。一部の関連成果を「麻痺機能回復訓練装置及び麻痺機能回復訓練方法」の国際特許で2015年6月12日に出願した。平成27年度には、前年度に確立された上肢複合運動訓練装置機構とセンサ機構の設計に基づいて製作した装置を改良し、機構部品の軽量化(低慣性化)にさらに工夫した。次に、手先リーチングの上前方目標・頭部目標・初期位置目標を製作・確定し、機構の幾つかの相対運動部位に運動覚センサを装着して、上肢と手先の位置・姿勢と各目標接触の確認と、各リーチングにおける運動タイミング(音声)刺激を可能にした。また、装置の運動覚センサと力覚センサを用いて、特定筋への各種刺激による運動の促通効果と、装置によるその筋力と随意運動への能動補助効果について、訓練装置の運動学・力学に関する定量評価ソフトを開発した。研究は計画の通りに順調に進んでいる。平成28年度には、まず手指位置姿勢測定機構を考案・確立し、製作した訓練装置の実証を行いその成績を確認して、訓練装置の運動学・力学特性を評価し、さらに装置の改善点を検討し、上肢複合運動訓練装置の完成度を高めた。(1)上肢複合運動機能回復訓練装置における手指位置測定機構の確立:片麻痺肩・肘・腕の複合運動の訓練を行う際,手指位置位置姿勢が訓練の目標位置へ移動したか判定して、さらに肩・肘・腕の各部位の麻痺の程度の確認や回復訓練を評価するために、製作してきた装置に用いていたエンコーダと新しく取り付けたエンコーダを用いることによって位置姿勢センシング機能を考案・装着した。

それで、装置に固定した前腕と手指の位置姿勢を三次元座標的に測定できる手指位置測定機構を確立して、検証試験により手指位置姿勢測定機能を実証し、訓練の評価を可能にした。(2)上肢複合運動機能回復訓練装置の実証試験による性能評価:開発した訓練装置の臨床応用を行いその成績を確認して、振動刺激と電気刺激による随意運動への促進効果や、能動的に筋力と随意運動を補助する他動介助効果などの機能回復を促進する有効性をハードとソフトの両面で評価検証し、上肢複合運動機能回復訓練の実施可能性について評価実証した。(3)機能回復訓練システムの改良:評価実証に明らかになった訓練装置の改善点を検討し、制御性能などの改善を実施して、さらに具体的な訓練手法を確立し、訓練装置の完成度を高めた。手前・前方・顔の手誘導目標を設定した片麻痺肩・肘・腕の複合運動機能回復訓練方法と装置を提案した。訓練補助用の電気刺激と振動刺激を加え、まず上肢自重能動免荷装置について、提案の機構で何処でも自重免荷を実現し、筋電位測定により効果を確認した。次に前腕自動運動誘発・補助装置について、提案の急加速回転手法から伸張反射を誘発し、高感度な力覚センシングから回転筋力補助を実現し、筋電位測定により各機能を確認した。また手指位置推定機構について、複数のエンコーダから実現し、訓練の評価と顔目標の設定を可能にし、LEDやディスプレイ、音と共に運動目標誘導機能を実現した。実証実験で上肢の複合運動訓練の実現を確認した。平成26年度には、振動刺激装置を試作し、特定筋への振動刺激と電気刺激の促通効果から各自の適切パラメータを確定し、装置の運動機構、運動による微小力変化を高感度検知できる力覚センサ構造、筋力や運動を能動的に補助する制御手法を理論的に検討し、軽量化した装着便利な装置を設計する、と計画していたが、設計までの進度は予定より早くなったので、上肢複合運動訓練装置を試作して動作確認した。平成28年度は、開発した訓練装置の臨床応用を行いその成績を確認して、振動刺激と電気刺激による随意運動への促進効果や、能動的に筋力と随意運動を補助する他動介助効果などの機能回復を促進する有効性をハードとソフトの両面で評価検証し、上肢複合運動機能回復訓練の実施可能性について実証する。次に、評価実証に明らかになった訓練装置の改善点を検討し、改善を実施し、訓練装置の完成度を高める。さらに可能であれば、提案した上肢複合運動機能回復訓練装置の新規性と有用性が確認でき次第、早い段階で訓練手法に関する新規特許を出願する予定である。知能ロボティクス平成27年度には、設計により装置機構とリーチング目標到達時の音声刺激機構の製作を行う。そして、訓練装置により筋力・随意運動を補助する促通手技の運動学・力学的な定量評価ソフト、訓練課題と検査・評価課題に関するソフト、訓練中の複合運動機能回復の定量的な評価ソフトも開発する。購入した物品の費用や加工費用の変化により、502円の未使用額が生じたが、これを平成27年度の物品費として使う予定としている。(1)リーチング訓練を実現するために、接触センサ、圧力センサと音声ユニットを用いて、手先が接触すると音声知らせを出す上前方目標、頭部目標と初期位置目標を製作して、上前方へ、頭部へ、初期位置への各リーチングにおける運動タイミング(音声)刺激装置を完成する。そのため、現有設備の以外に、[消耗品費]訓練装置製作・材料費、センサ用アンプ、入出力ボード、などを使用予定としている。(2)装置の運動覚センサと力覚センサを用いて、特定筋への各種刺激による運動の促通効果と、装置によるその筋力と随意運動への能動補助効果について、訓練装置の運動学・力学に関する定量評価ソフトを開発する。
カルバペネム耐性腸内細菌感染症の効果的感染対策の確立及び新規治療標的の解析

国内におけるCRE感染症の疫学、細菌学的特徴、耐性機構の解明を行った。腸内細菌科細菌27,956株の内、大腸菌の0.21%、クレブシエラ属の5.0%、セラチア属の7.0%、エンテロバクター属の10.8%がCREの定義を満たし、これまでの国内の報告と比し高率であった。また検出部位は尿、呼吸器系検体が多く、水平伝播防止のために標準予防策の遵守に加え、接触予防策が必要と考えられた。また今回検出されたCREの内、新型のカルバペネマーゼ候補が6株認められ、69番・238番のシステイン変異が重要であることが示唆され、新たな治療標的候補と考えられた。カルバペネム系抗菌薬はグラム陰性桿菌による感染症治療の「最後の切り札」として、臨床上重要な抗菌薬である。2012年の米国疾病センターの報告によると、過去10年間でカルバペネム耐性腸内細菌(Carbapenem-resistant Enerobacteriaceae: CRE)は1.2%から4.2%に増加し、特にクレブシエラ属では1.6%から10.4%と急増している。CREは血液中に侵入するとエンドトキシンを産生し、ショックや多臓器不全を引き起こす。CREの国内における疫学は、輸入例を中心として散見され、分離頻度は欧米と比較し低いと考えられていたが詳細は明らかではない。本年度は国内のCREの疫学及び耐性遺伝子保有状況を明らかにすることを目的とした。2004年4月1日から2013年3月31日までの期間に検出された腸内細菌(27,956株)の内、大腸菌の0.21%、クレブシエラ属の1.4%、シトロバクター属の5.0%、セラチア属の7.0%、セラチア属の7.7%、エンテロバクター属の10.8%、がCREの定義を満たし、これまでの国内の報告と比べ高率であることが判明した。また検出部位は尿32%、呼吸器系30%、腹腔内16%、創部15%、血液3%、血管内カテーテル2%、生殖器系2%であり、欧米の報告と比較すると尿、呼吸器系検体での検出が多い傾向が認められた。現在国内においてもCREの病院内でのアウトブレイクの報告が相次いでいる。上記の検体の取り扱い時には厳重な接触感染対策を行うことが必要と考えられた。また、これらのCREの中で既知の耐性遺伝子(IMP, VIM, KPC, NMCA, OXA, IMI, NDM)保有株を遺伝子解析により除外したところ、Class A型のKPCやD型のOXA型とシークエンス上の相同性が比較的高い新型のカルバペネマーゼ産生株が6株認められた。今後これらの新型カルバペネマーゼ及び新規治療ターゲットの解析を行っていく。研究初年度に予定していたCREの疫学、最適な感染対策、新型カルバペネマーゼの検出まで予定通り進展した。2012年の米国疾病センターの報告によると、過去10年間でカルバペネム耐性腸内細菌(Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: CRE)は1.2から4.2%に増加し、特にクレブシエラ属では1.6から10.4%と急増している。本邦においても、われわれの検討で2004年4月1日から2013年3月31日までに検出された腸内細菌(27,956株)の内、大腸菌の0.21%、クレブシエラ属の1.4%、シトロバクター属の5.0%、セラチア属の7.7%、エンテロバクター属の10.8%がCREの定義を満たし、これまでの報告と比べ高率であることが判明した。本年度は新型カルバペネマーゼの遺伝子学的な性質を明らかにすることを目的とした。昨年度の解析により既知の耐性遺伝子(IMP-1, VIM-2, KPC, OXA-48, IMI)を保有しない新型カルバペネマーゼ候補6株が認められた。本年度はこれらの6株に関してT7ベクターpET-26を用い、大量発現系及び精製系を確立した。また、これら6株とClass A及びDのカルバペネマーゼ配列情報を比較したところ、69番、238番のシステインが重要であること、またジスルフィド結合が関与している可能性が示唆され、標的部位と考えられた。当初の計画通り新型カルバペネマーゼの解析が進行しているため。2012年の米国疾病センターの報告によると、過去10年間でカルバペネム耐性腸内細菌(Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: CRE)は1.2%から4.2%に増加し、特にクレブシエラ属では1.6%から10.4%と急増している。本研究ではCREの病院内疫学、リスク因子を明らかにし、新型カルバペネマーゼの薬理学的解析並びに新規治療標的を明らかにすることを目的とした。