hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
最適制御の逆問題を応用したPID型分散制御に基づく真の分散制御実現を目指した研究

1)モデル化誤差やモデルに不十分なところがある場合でも,これまで提案した分散制御手法を用いて,どこまで安定化可能であるか検討する.2)分散型PI制御器と並列フィードフォワード補償器を用いる分散制御手法について,さらなる適用範囲の拡張が可能かどうか検討する.3)ロボットアームにこれまで提案してきた分散制御手法を適用することで,有効性を確認する.以下の進捗状況から,研究はおおむね順調に進展していると考えている.1)これまで分散型PID制御系の最適性については,十分条件のみが与えられていたが,必要十分条件を与えることができた.2)これまで相対次数2以下の制御対象のみ適用可能だった分散型PID制御を拡張し,相対次数に制約のない分散制御手法を提案した.特に,安定な制御対象だけでなく,不安定な制御対象にも適用可能な並列フィードフォワード補償器を提案しており,平成26年度実施予定分を一部先取りした結果となっている.3)パラメータの不確かさを有する制御対象に対しても分散型PID制御によってロバスト安定化できる手法を提案した.まだ十分な成果とは言えないが,これも平成26年度実施予定分を一部先取りした結果となっている.4)物理的な意味の解明については必ずしも進展していないところがあり,これについては平成26年度以降の課題である.年度当初は申請時に計上していなかった人件費または謝金を見込んでいたが,先方の都合がつかなくなり中止となったため.平成26年度では,以下の研究を中心に推進していく予定である.1)平成25年度でも一部考察しているが,現実的にはモデル化誤差が存在することが普通であるため,パラメータに不確かさがある場合に対するロバスト性についてさらに考察し,ロバスト安定性を実現できるようなより良い手法を提案する.2)平成25年度において提案した並列フィードフォワード補償器を用いる分散制御手法について,安定性だけでなく性能を追求する手法の開発を進める.その上で,LQ最適性が成り立つかどうかについても検討する.3)任意の制御器構造を持つ分散制御系について,安定性,最適性,ロバスト性等のさらなる検討を進める.シミュレーションおよび実験をサポートするソフトウェアの購入を見込んでいる.また,実際の助成額は申請時から減額されているため,その減額分にも充てる予定である.当初予定していたロボットアームから小型のロボットアームへ購入を変更したため.ロボットアームの実験補助として,申請時に計上していなかった人件費または謝金を見込むとともに,実験を補助するソフトウェアの購入も見込んでいる.また,実際の助成額は申請時から減額されているため,その減額分にも充てる予定である.
原子間力顕微鏡による生体分子構造観察法の開発と応用

大気圧仕様の走査プローブ型顕微鏡JSTM-4200A型機を導入し、磁性体表面を標準試料として、大気中、常温における、無蒸着標本の高分解能での観察が可能となった。生物試料観察のためにプローブ顕微鏡の操作性の向上、特にプローブのアプローチの条件設定を適切に行うため、オシロスコープの設定などに改良を加えた。また、制御ソフトウェアの改良が行われた。工学系の均質な材料では原子レベルの分解能の観察も報告されているが、生物材料では現在のところそこまでは至らない。AFM観察において試料、装置の条件として、できるだけ観察対象物の周囲が平坦であることが望ましく、この条件にあった生物試料作成法を検討し、また、各種生物試料観察のための条件設定を行った。1.生体高分子の観察として、マイカ劈開面上に展開したプラスミドDNAを観察した。数種の緩衝液を試したが、適切な濃度のプラスミド溶液を作成し、至適時間の静置をすることにより、超純水に浮遊したDNA分子を雲母劈開面上に付着したものが、不純物の混入も少なく、最も解析に適した標本を作製することができると判断された。2.生物の組織、細胞表面の観察は、試料の軟らかさによる変形を避けるため、化学固定、凍結乾燥などを試みた。比較的平面性の保たれている角膜上皮細胞、赤血球、膀胱上皮細胞、舌上皮細胞について、細胞表面に発現されているmicrovilli、microplicae等を観察した。走査型電子顕微鏡像と比較検討した結果、無蒸着試料の大気中における高倍率の観察の可能性が確認され、各種の機能状態に応じた膜表面構造の変化を追跡する研究が可能になった。生物試料のAFM観察は高倍率での観察に大きい成果が得られたが、組織、細胞表面は一般に凹凸が大きく、そのままではAFM観察に困難を伴うことが多いため、あらかじめ観察に適した試料部位の特定を可能とする技術の開発が望まれる。・初年度の研究計画にもとずき、大気圧使用の走査プローブ型顕微鏡JSTM-4200A型機を購入し、これを基本として種々の改良をくわえるため、まず凍結用試料台の基本設計と試作をおこなった。この試作モデル機についての検討結果から、氷結防止のために真空排気機能の付加装置が望ましく、さらに凍結試料台と真空排気系を同時に装置することが可能な新たなモデル機改造の設計計画をたて試験的な条件設定などを行っている。・生物試料のモデル系として、膀胱表面膜の蛋白粒子の規則配列膜資料作成とギャップ結合離膜の標品作成は技法が確立しつつあり、すでにレプリカ膜、ディープエッチ像などの透過型電子顕微鏡による観察結果が得られている。・AFM観察の際試料装置の条件としてできるだけ観察対象物の周囲が平坦であることが望ましいようである。このため高分子物質に対するマイカへき開面への噴霧法や凍結レプリカ膜など、平滑面での観察法を試行している。・凍結ステージの装着技法の開発と、試料台の開発設計および生物試料の接着方法は、一応の設計試作を終えて、試用中である。現在までの結果では、大気圧下での凍結ステージによる生物試料観察は、低温の試料表面に大気中の水分等の付着が顕著で、原子間力走査モードにおいても安定した観察結果を得ることが困難であると判明したので、これを防止する確実な方法を開発中である。

・生物試料に対してAFMのprobe走査を行う場合は、一般に試料が軟らかく変形しやすいために、試料表面を安定硬化させる前処置法を開発する必要があり、凍結乾燥や適当な硬化剤の試用を種々検討中である。・当初目的である生きたままの材料については、変形をいかに防止するかの対策と液体中観察に用いうる溶媒など至適な使用条件の設定・確立が今後の検討課題として残っている。・本研究初年度に導入した大気圧仕様の走査プローブ型顕微鏡JSTM-4200A型機をもちいて、単離した生体高分子から組織中の細胞表面まで、各種の生体試料について観察を試みた。また、走査プローブ装置の制御ソフトウエアの改良も行われた。・単離したタンパク質、核酸などについて生体高分子の観察を行った。数種の方法でマイカ板劈開表面にこれらの分子を付着させた状態で自然乾燥しAFM観察を行った結果、対象分子浮遊液の溶媒として超純水をもちい、至適濃度および付着時間を決定することにより、特に、プラスミドDNAについて解析可能な像を得ることができた。しかし、その太さは本来のものとは考えられない。また、プラスミドDNAは超純水に浮遊した直後には、輪状構造をとるが、時間と共に、約2倍の太さを示す直線状の構造が増加した。超純水においてスーパーコイル状の変性が進んだものと考えられた。また、対象分子およびマイカ板表面の電荷の影響で試料が付着しないという報告もあり、数種の緩衝液を試みたが、超純水により不純物の混入が少なく、濃度、時間の適切な設定で観察に耐える試料を作成することができた。・生物の組織、細胞表面の観察は、試料の軟らかさによる変形を避けるため、化学固定、凍結乾燥等を試みた。比較的平面性の保たれている、角膜上皮、赤血球、膀胱上皮、舌上皮について、細胞表面のmicrovilli、microplicae等を観察した。走査型電子顕微鏡像と比較検討した結果、無蒸着試料の大気中での高倍率観察が可能であることが確認され、今後の各種の機能状態における膜表面構造変化の追跡等の研究が期待される。・生物試料のAFM観察は高倍率での観察に大きい成果が得られたが、組織、細胞表面は一般に凹凸が大きくAFM観察に困難を伴うことが多いため、あらかじめ観察に適した試料部位の走査、選択を可能とする技術開発が望まれる。
糖尿病合併症・糖尿病薬剤感受性遺伝子の同定と新たな治療戦略への展開

本研究の目的は、糖尿病合併症の感受性遺伝子ならびに糖尿病治療薬に対する薬剤感受性遺伝子の同定をおこない、合併症の発症・進展予防の新たな治療戦略を探ることである。本研究の特色は、長期前向き経過観察研究による合併症感受性遺伝子・薬剤感受性遺伝子の同定を試みること、合併症に関する家系図の構築と構成員のDNA採取を行うことにより合併症家系図に基づく候補遺伝子解析を行うこと、DNAマイクロアレイ法やプロテインチップ法を用いた網羅的な探索により新たな感受性候補遺伝子の同定を行う点である。本年度の成果としては、(1)1996年より開始している滋賀医科大学経過外来を受診され、本研究に同意・登録されている対象患者(総数1096名)の経年的臨床データの蓄積と正確な病期分類に基づいた合併症診断、DNAの採取・保存を本年度も実施した(2)両親ならびに同胞への糖尿病調査・DNA採取に関する協力を快諾いただいた108家系のアンケート調査を実施し家系図を構築した。そのうち49家系の家族より研究協力の承諾を得、現在までに72名の家族の方々の糖尿病(75gOGTT)ならびに合併症に関する諸検査・DNA採取を終了した。(3)1996年から2002年までに3年以上経過観察された糖尿病患者を対象とした前向き経過観察研究において、PKC-β遺伝子(PRKCB1)のプロモーター領域に存在するC-1504T多型のT対立遺伝子保有者では、非保有者に比して腎症の発症率が約3倍であることを見出した。(4)糖尿病モデル動物(db/dbマウス)とそのコントロール動物の腎臓を用い、腎症の進展にともない増減する遺伝子のプロファイルを作成した。(5)糖尿病治療薬に対するレスポンダー・ノンレスポンダーならびに副作用発現に関する患者抽出を行い、臨床データの収集、DNA採取を行った。
全国規模エージェントシミュレーションの為の街区毎の特徴を保持する個人属性の合成

本研究では,町丁目より細かい粒度で,住所の番地に該当する街区の特徴を反映した人工社会の合成に取り組む.そのために,街区レベルの統計表と整合する日本全国の人工社会の合成と,街区の境界を推定し,合成した世帯を街区内の建築物へ割り当てる.従来手法における,居住地属性の合成では,町丁目レベルの統計表までしか考慮されていない.そのため,一軒家と思われる建築物に10世帯以上居住する人工社会が合成されている.本研究成果を他の研究者へ提供することで,他の研究者に負担をかけることなく,地理的要素を含むシミュレーションを従来手法より高い精度で実施できる.本研究では,町丁目より細かい粒度で,住所の番地に該当する街区の特徴を反映した人工社会の合成に取り組む.そのために,街区レベルの統計表と整合する日本全国の人工社会の合成と,街区の境界を推定し,合成した世帯を街区内の建築物へ割り当てる.従来手法における,居住地属性の合成では,町丁目レベルの統計表までしか考慮されていない.そのため,一軒家と思われる建築物に10世帯以上居住する人工社会が合成されている.本研究成果を他の研究者へ提供することで,他の研究者に負担をかけることなく,地理的要素を含むシミュレーションを従来手法より高い精度で実施できる.
顎口腔機能異常の発症因子としてのブラキシズムに関する共同研究

顎口腔機能異常の発症因子としてのブラキシズムに関する共同研究において平成3年度は,1.研究環境の整備,2.ブラキシズム患者の4chポ-タブル測定器を用いた生体情報の計測,3.ブラキシズムの定量的評価法の開発,4.定電流刺激によるブラキシズム治療法の開発を行った.1.研究環境の整備徳島大学においてDEC社製VAX3800を中心とし,記録デ-タおよび解析結果を格納するためのソニ-デ-タレコ-ダ"PCー108M"ならびに大容量光磁気ディスクを含めたブラキシズムデ-タ解析システムのハ-ドウェアを完成させた.また共同研究施設であるカリフォルニア大学ロサンゼルス校歯学部歯科研究所において記録されたデ-タを,徳島大学の解析システムへ移植することに成功し,相互の研究施設におけるデ-タや解析ソフトウェアの互換性を計る見通しがついた.2.共同研究者の近藤はポ-タブル測定装置を用いてブラキシズム患者10名について,咬筋筋電図,呼吸,心電図の5夜連続測定を行った.(1)RMS処理した咬筋筋活動について解析を行った結果,最大咬みしめ時の3%以上筋活動をしめすブラキシズム持続時間は14.3±13.9秒,振幅は最大咬みしめ時の19.2±31.2%であった.また,ブラキシズム発生時の心拍数は72.8±12.5pulse/分であり,ブラキシズム発現5秒前の心拍数より18.0±9.2%増加していた.3.解析結果をもとに咬筋筋活動と心電図の変化にもとずいたブラキシムの定量的評価法について検討し,共同研究者のUCLAクラ-ク教授とともにIADR学会において報告した.4.口腔外に設定したスイッチによりブラキシズムの発生と同時に約1mA,10Hz程度の定電流刺激を口唇に与え,ブラキシズムをコントロ-ルすることを計画した.各被験者について連続5夜にわたる夜間睡眠中の口唇への定電流刺激により以下の結果を得た.(1)5名の被験者のうち3名についてブラキシズムの発現回数の減少および咬筋筋活動の持続時間の減少を認めた.(2)咬筋筋電図をRMS処理し定電流刺激を与えた時刻で平均加算を行った結果5名中において筋活動の抑制が認められた.(3)口唇への定電流刺激を与えても心拍数および呼吸数に変化がないことや,被験者も睡眠中に刺激を感じることはほとんどないことから,定電流刺激が睡眠を妨害することは極めて少ないと思われる.(4)共同研究者の西川,近藤およびUCLAクラ-ク教授が研究の成果をAADR学会において報告した.今後研究を継続していくにあたり以下の事柄を計画している.1.現在デ-タ記録用に使用している4chポ-タブル測定器にかえ,8チャンネルの同時無線計測が可能なマルチテレメ-タシステムを利用し,無拘束に近い条件でより多くの生体情報を記録する.2.共同研究者のUCLAヒュ-レット講師は咬合面の3次元計測を専門に行っており,咬耗状態の計測ならびに客観的評価を行うためのスコア化を進める.なお研究打ち合わせのため平成4年度に徳島大学への招へいを予定している.3.新たなデ-タの蓄積と詳細な解析を行い,より信頼性の高いブラキシズムの定量的評価法を確立する.4.定電流刺激を与える部位や刺激条件について検討を行い,ブラキシズムをコントロ-ルするための最適刺激条件を求める.顎口腔機能異常の発症因子としてのブラキシズムに関する共同研究において平成3年度は,1.研究環境の整備,2.ブラキシズム患者の4chポ-タブル測定器を用いた生体情報の計測,3.ブラキシズムの定量的評価法の開発,4.定電流刺激によるブラキシズム治療法の開発を行った.1.研究環境の整備徳島大学においてDEC社製VAX3800を中心とし,記録デ-タおよび解析結果を格納するためのソニ-デ-タレコ-ダ"PCー108M"ならびに大容量光磁気ディスクを含めたブラキシズムデ-タ解析システムのハ-ドウェアを完成させた.また共同研究施設であるカリフォルニア大学ロサンゼルス校歯学部歯科研究所において記録されたデ-タを,徳島大学の解析システムへ移植することに成功し,相互の研究施設におけるデ-タや解析ソフトウェアの互換性を計る見通しがついた.2.共同研究者の近藤はポ-タブル測定装置を用いてブラキシズム患者10名について,咬筋筋電図,呼吸,心電図の5夜連続測定を行った.(1)RMS処理した咬筋筋活動について解析を行った結果,最大咬みしめ時の3%以上筋活動をしめすブラキシズム持続時間は14.3±13.9秒,振幅は最大咬みしめ時の19.2±31.2%であった.また,ブラキシズム発生時の心拍数は72.8±12.5pulse/分であり,ブラキシズム発現5秒前の心拍数より18.0±9.2%増加していた.3.解析結果をもとに咬筋筋活動と心電図の変化にもとずいたブラキシムの定量的評価法について検討し,共同研究者のUCLAクラ-ク教授とともにIADR学会において報告した.

4.口腔外に設定したスイッチによりブラキシズムの発生と同時に約1mA,10Hz程度の定電流刺激を口唇に与え,ブラキシズムをコントロ-ルすることを計画した.各被験者について連続5夜にわたる夜間睡眠中の口唇への定電流刺激により以下の結果を得た.(1)5名の被験者のうち3名についてブラキシズムの発現回数の減少および咬筋筋活動の持続時間の減少を認めた.(2)咬筋筋電図をRMS処理し定電流刺激を与えた時刻で平均加算を行った結果5名中において筋活動の抑制が認められた.(3)口唇への定電流刺激を与えても心拍数および呼吸数に変化がないことや,被験者も睡眠中に刺激を感じることはほとんどないことから,定電流刺激が睡眠を妨害することは極めて少ないと思われる.(4)共同研究者の西川,近藤およびUCLAクラ-ク教授が研究の成果をAADR学会において報告した.今後研究を継続していくにあたり以下の事柄を計画している.1.現在デ-タ記録用に使用している4chポ-タブル測定器にかえ,8チャンネルの同時無線計測が可能なマルチテレメ-タシステムを利用し,無拘束に近い条件でより多くの生体情報を記録する.2.共同研究者のUCLAヒュ-レット講師は咬合面の3次元計測を専門に行っており,咬耗状態の計測ならびに客観的評価を行うためのスコア化を進める.なお研究打ち合わせのため平成4年度に徳島大学への招へいを予定している.3.新たなデ-タの蓄積と詳細な解析を行い,より信頼性の高いブラキシズムの定量的評価法を確立する.4.定電流刺激を与える部位や刺激条件について検討を行い,ブラキシズムをコントロ-ルするための最適刺激条件を求める.
膀胱癌に対する分子標的光線力学療法の開発

我々は、以前新規光感受性物質であるフラーレンを併用した、膀胱癌に対する長波長紫外線による光線力学療法について基礎研究を行い、有効性を認めた。今回の研究では光感受性物質を使用せず、長波長紫外線単独照射の有効性について研究を行った。膀胱癌細胞株3種類に長波長紫外線を照射すると、腫瘍特異的に細胞死およびアポトーシスを誘導することを認めた。in vitroの実験では高い治療効果を認めたことから、ヌードマウス皮下移植モデルを用い研究を行った。in vivoにても長波長紫外線の治療効果はみとめたが、この実験系では移植効率が低いため、さらなるin vivo実験系での研究が必要である。筋層非浸潤性膀胱癌の治療では、BCG膀胱内注入療法が高い効果を挙げている。しかし、治療に伴う副作用も多い。BCG膀胱内注入療法にかわる新たな治療法を開発すべく、私たちはこれまでの研究で、膀胱癌細胞に対し新規光感受性物質と長波長紫外線の併用により、高い殺細胞効果があることを証明した。しかし、光感受性物質の人体への安全性は確立していない。この研究課程で私たちは長波長紫外線単独でも癌細胞に治療効果を得ることができる可能性について結果を得ることができた。本研究では、長波長紫外線単独照射による殺細胞効果について異型度のことなる3種類の膀胱癌細胞株を用いWST-1 assayを行った。長波長紫外線の単独照射についてもコントロールと比較し、有意な殺細胞効果を認めた。また長波長紫外線による細胞死がアポトーシスであることについて研究を行った。膀胱癌細胞株に長波長紫外線を照射し、フローサイトメトリーおよび免疫染色を行った。膀胱癌細胞3種類ともにフローサイトメトリーおよび免疫染色においてもアポトーシスが誘導されていることが確認できた。次に長波長紫外線照射後の膀胱癌細胞の増殖能について検討した。照射後1,2,4,7日にdish上の細胞数をセルカウンター使用し計測した。対数関数を使用して増殖曲線を作成した。結果はコントロールと比較し、3種類すべての細胞において増殖能の低下を認めた。長波長紫外線による膀胱癌に対する治療効果は、培養細胞レベルでは確認できた。私たちはこれまでの研究で、膀胱癌細胞に対し新規光感受性物質と紫外線の併用により、高い殺細胞効果があることを証明した。しかし、薬剤投与に関しては臨床応用に向けクリアすべき課題も多い。私たちは、紫外線(特にUVA-1 )は膀胱癌細胞に対しアポトーシスを誘導することを見出した。しかし、その作用機序は不明である。本研究で私たちは、UVA-1照射によるアポトーシス誘導機序を解明することで、中心となる分子を同定し、分子標的による新しい膀胱内光線力学療法の開発を目的にする。またUVA-1は正常細胞と比べ、悪性細胞に対し感受性がが高いとの報告がある。UVA-1は日焼けサロンで使用される紫外線であり、人体への安全性も十分確立されている。これらのことから私たちは、膀胱癌に対するUVA-1によるPDTは安全で腫瘍特異性の高い治療法になると考え研究を行った。UVA-1を膀胱癌細胞に照射するとlow gradeな腫瘍では10J程度の低い線量でも30%程度アポトーシスを誘導できることが確認できた。本研究による治療法は筋層非浸潤性膀胱癌の再発予防が中心となっているため、低悪性度な癌細胞に対し低い線量で効果を認めるという発見は非常に優れた結果であった。ただしT24などのhigh gradeな腫瘍については、UVA-1の照射線量として120Jは必要との結果であった。high gradeな腫瘍に対しては、既存の抗がん剤と併用することで相乗効果が期待できるのではと考えている。これまでの研究で膀胱癌細胞株(RT4、5637、T24)に長波長紫外線UVA-1を照射するとアポトーシスを誘導することがFACSの結果より明らかになった。また長波長紫外線照射後のアポトーシス誘導機構について、1)Phospho-Ser1981 ATM2)、以下すべてCell signaling 2) Chk2, 3) Phospho-Chk2 (Thr68), 4)Chk1, 5) Phospho-Chk1 (Ser345), 6) Phospho-Chk1 (Ser317),7)ATRの抗体を用いウエスタンブロットに解析したところ、UVCにおけるDNA1本鎖切断とは異なる経路でのアポトーシス誘導が示唆された。詳細なシグナル伝達機構に関しては、本研究期間で完全に解明するにはいたらなかった。さらに今年度は、in vitroで効果があきらかであった長波長紫外線の膀胱癌に対する治療効果について、膀胱癌皮下移植モデルを用い実験をおこなった。しかし、過去の論文にある方法ではヌードマウスに膀胱癌細胞を効率よく移植することは不可能であった。よって紫外線照射により腫瘍の縮小の可能性はあるものの、皮下移植した膀胱癌細胞がきちんと生着していない可能性もあるため、正当な評価が困難であった。in vivoの実験系にうつるため、今後は皮下移植モデル以外の方法をとり、長波長紫外線の効果について研究をすすめる。

in vivoにても長波長紫外線の治療効果はみとめたが、この実験系では移植効率が低いため、さらなるin vivo実験系での研究が必要である。膀胱癌細胞に対し、長波長紫外線の殺細胞効果を確認した。膀胱癌in vitroでのUVA-1の膀胱癌細胞に対する効果は確認できたので、in vivoでの効果を動物モデルを作成し研究を行う。長波長紫外線の治療効果についてin vitroで確認できた。紫外線照射の方法およびin vivoでの実験について適宜研究を遂行する。またアポトーシス誘導メカニズムの詳細についても研究を計画・遂行する。膀胱癌細胞への紫外線の殺細胞効果は確認できた。今後は培養細胞を用いて最適な紫外線照射条件を検討し、またinvitroでの細胞内シグナル伝達機構の解析を要するため。・UVA-1照射後の細胞内シグナル伝達機構の解析:1紫外線照射後の細胞周期関連タンパクについてウエスタンブロットによる、チェックポイント機構についての検討2紫外線照射後のチェックポイント機構に関して、免疫染色による検討する。・紫外線最適波長の検討:膀胱がん細胞株3種類につき、それぞれに対し280-400nmの間で適宜紫外線波長を変更し、平成21年度実験1と同様のプロトコールに従い、フローサイトメトリーによるアポトーシス誘導能を測定し、各細胞での最適紫外線波長の測定を行う。
デスモヨ-キンの角化細胞間接着における機能の解析と皮膚疾患への関与の検討

今年度はデスモヨ-キンの細胞膜および核内への移行に関する分子内部位の機能を明らかにする目的で、特徴的な配列を示すデスモヨ-キンのN末端・中心部のcDNAを有核細胞発現系ベクターに組み込んだ。すなわち、ヒトAHNAK遺伝子クローンをテンプレートとしてそれぞれの部位のcDNAをPCR法にて増幅しpcDNAl/Ampに組み込んだ。その際、その部分蛋白分子の細胞内での分布を蛍光抗体的に検索するためにそれぞれのインサートの3'末端に7回tandemに繰り返すc-myc配列を組み込みんだ。そして、そのコンストラクトをトランジエント・トランスフェクションの系を用いて各種有核細胞に発現させた。まず、そのクローンの特異性を確認する目的で、トランスフェクション効率の高いCOS7細胞を用い、その特異性をc-myc配列に対するモノクローナル抗体を用いた蛍光抗体間接法により確認した。さらに、免疫ブロット法を用いて、正しい大きさの蛋白が発現していることを確認した。その後、種々の培養角化細胞として、ヒト扁平上皮癌由来のKU8およびDJM1細胞、また、MDCK細胞にトランスフェクトし、それぞれの蛋白の細胞内での分布を蛍光抗体法により検出した。その結果、何れの細胞においても、N末端・中央部の部分蛋白とも、細胞質内、核内に分布し、細胞膜内への移行は見られなかった。この分布は共焦点レーザー顕微鏡を用いた詳細な検討においても確認された。コントロールのデスモプラキンの染色パターンは中間径線維に結合して細繊維状に見られたのに対し、デスモヨ-キンの染色パターンはびまん性に見られたためデスモヨ-キンは中間径線維に結合していないと考えられた。これらの事実より、デスモヨ-キンのN末端・中央部の部分はこの蛋白の細胞膜への移行には関与していないことが示唆された。今後、残りの、C末端部についても同様に検討する必要がある。
超解像の近接場光学顕微法の理論的基礎と局所計測・極微物質操作技術の確立

分担者を次の四班にわけて有機的な協力のもとに研究を遂行した。初年度は理論、実験の準備を行うとともに、活発な討論を繰り返した。これらを元に、次の成果を得ることができた。(1)理論・基礎班:安久は分散性媒質中のエバネッセント波のモード直交関係を解析した。北野はマイクロ波を用いて近接場の強度分布を測定し、また円錐型プローブの効果を測定評価した。堀はドプラーフリー分光を用いてエバネッセント場のもつ大きな運動量を検証した。吉田は理論の検証のための近接場光学顕微鏡を組み立て、基礎データを得ることができた。(2)プローブ班:大津は化学エッチングにより先端直径3nm以内、開口径30nm以内のプローブを作成し、これを用いた装置のシステム関数を評価した。佐々木(豊)は熱的方法によりプローブを作成する際の先鋭化の素過程について解析し、設計の指針を与えた。(3)システム班:ウマは生体試料の測定を行い、特に水中での測定を可能にするために全光学的手法によりプローブ・位置間隔を制御する方法を考案した。片岡は誘電体球表面上の微小突起を用いたプローブを考案し、その特性を評価した。河田はプローブと試料との間の電磁相互作用を考慮した解析を行い、その近似度と計算時間について検討した。佐々木(彰)はプローブ走査の再現性、繰り返し性、線形性を向上させるために変位補正機能付きの顕微鏡装置を開発した。(4)応用班:入江はフォトンモードの超高密度光記録を提案し、特にそのための高感度フォトクロミック材料の開発を行った。梅田は原子間力、トンネル電流などを併用した、制御性のよい顕微鏡の開発を行った。岡崎および藤平はそれぞれ構造化学および生命化学の観点から蛍光測定および分光可能な顕微鏡装置を開発した。柳田は平面表面上のエバネセント光により生体中の色素分子を励起し、その蛍光測定により一分子イメージング・ナノ操作を実現した。フォトンSTM用のファイバプローブを作成し、その作成素過程に関し、考察を加えた(大津、佐々木(豊))。高い分解能を得るためにプローブとして散乱型の形状のものを考案し、大直径ファイバによる作成を試みた(片岡)。近接場を用いて溶液中の微粒子の操作法を提案した(河田)。近接場においてエバネッセント光のみでなくウィーナー縞を用いる顕微鏡を考案し、合成波長法による位置決めなどを行い、ホッピング式顕微鏡を組み立てて細線像を得た。(梅田)。生体試料とし代表的なニューロン像、特に軸索中に含まれる毛細管を非接触・非破壊で測定し、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡による像と同等の直径(25ナノメータ)を得た(ウママヘスワリ)。フォトクロミック薄膜を用いて近接場による光メモリ記録のための材料の考察をし、また、そのための合成を試みた(入江)。化学への応用の立場からタッピング方式のプローブ位置制御法を考案した(藤平)。このほか、生物試料の運動制御への近接場の応用が検討され(柳田)、光化学(岡崎)、計測システム(佐々木(彰))の局面での研究が進んだ。また、同時に理論的な検討がすすみ、仮想光子モデルと波動光学、量子光学との関連が議論された(堀、吉田、安久)。これらの理論との比較のためにマイクロ波を用いたシミュレーション実験がなされた(北野)。以上のように、本研究グループのメンバー間の有機的な協力で初年度の研究成果は予期していた以上に優れたものが得られた。

分担者を次の四班にわけて有機的な協力のもとに研究を遂行した。(1)理論・基礎班:安久は分散性媒質中のエバネッセント波のモード直交関係を解析した。北野は理論との比較のためのシミュレーション実験としてマイクロ波を用いて近接場の強度分布を測定し、また円錐型プローブの効果を測定評価した。堀はドプラーフリー分光を用いて近接場と原子との相互作用の実験を行った。エバネッセント場のもつ大きな運動量を検証することができた。吉田は理論の検証のための近接場光学顕微鏡を組み立て、基礎データを得ることができた。(2)プローブ班:大津は化学エッチングにより先端直径3nm以内、開口径30nm以内のプローブを作成し、これを用いた画像計測により装置のシステム関数を評価することができた。佐々木(豊)は熱的方法によりプローブを作成する際の先鋭化の素過程について解析し、設計の指針を与えた。(3)システム班:ウマは生体試料の測定を行い、特に水中での測定を可能にするために全光学的手法によりプローブ・位置間隔を制御する方法を考案した。片岡は誘電体球表面上の微小突起を用いたプローブを考案し、その特性を評価した。河田はプローブと試料との間の電磁相互作用を考慮した解析を行い、その近似度と計算時間について検討した。佐々木(彰)はプローブ走査の再現性、繰り返し性、線形性を向上させるために変位補正機能付きの顕微鏡装置を開発した。(4)応用班:入江はフォトンモードの超高密度光記録を提案し、特にそのための高感度フォトクロミック材料の開発を行った。梅田は原子間力、トンネル電流などを併用した、制御性のよい顕微鏡の開発を行った。岡崎および藤平はそれぞれ構造化学および生命化学の観点から蛍光測定および分光可能な顕微鏡装置を開発した。柳田は平面表面上のエバネセント光により生体中の色素分子を励起し、その蛍光測定により一分子イメージング・ナノ操作を実現した。以上のように、各研究分担者の活発な研究および相互の有機的な協力と情報交換により、当初の目的を達成することができた。
太陽電池効率向上のための高品質狭バンドギャップ非晶質半導体の成膜法

ECRプラズマCVDによるエネルギー・バンド・ギャップ約1.1 eVの非晶質半導体a-Ge:Hの高品質成膜法について平成34年度に亘って行った研究成果の概要はつぎの通りでる。1.a-Ge:HのECRプラズマCVDにおいて成長表面に水素ラジカルを照射すると膜質が改善される。少ないゲルマン・ガス流量で、適度なイオン衝撃が成膜表面にあるとき、a-Ge:Hの膜質(とくに光電特性)に対して最適な水素ラジカル照射量が存在する。以上は水素ラジカルによる水素エッチング効果で説明できた。しかし、水素ラジカル照射量をただ増加するのみではエッチングに伴うアモルファス-微結晶の相転移は見られなかった。2.a-Ge:HのECRプラズマCVDにおいて、成長表面へのイオン照射量を一定に保ち、電子照射量を増加させると、ある臨界点でアモルファス-微結晶の相転移が生じることが見出だされ、電子により誘起された水素エッチング効果で説明できた。過度な微結晶化では膜質低下するが、微結晶化前のアモルファス相で、光電特性が最適なa-Ge:H膜が得られた。3.a-Si:HのプラズマCVDにおける高水素希釈、高電力、正バイアスによる微結晶化はECRプラズマCVDによるa-Ge:H膜でも生じ、2)の電子照射による効果で説明できた。4.a-Ge:HのECRプラズマCVDにおけるイオン衝撃の効果は、イオン照射量やエネルギー分布だけに因らず、エネルギー・スペクトルの幅FWHMにもよることが判った。マイクロ波源のスペクトラムのFWHMを約1/30にすることによって、光電感度は2倍以上良くなり、フォトルミネセンスの強度、スペクトルともに改善された。5.a-Ge:HについてCPM測定が可能になり、欠陥密度は10^<16>cm^<-3>オーダないしそれ以下のデバイス・クオリティのa-Si:Hに近い、高品質膜が得られるようになった。6.高品質a-Ge:H膜における光劣化効果の有無については、さらに詳細な検討の必要がある。太陽電池の効率向上のため、長波長帯に光電感度のある非晶質半導体aーGe:Hの高品質成膜法を研究した。(1)水素ラジカル発生のためにエバソン形マイクロ波共振器を用いて水素プラズマ励起装置を構成した。そして石英管を介して、現在のヘリカル・アンテナ励起ECRプラズマCVD装置内に水素ラジカルを導き、圧力差により基板表面に水素ラジカルを照射するようにした。一方、ゲルマン・ガスはECRプラズマで分解した。(2)基板表面に到来するいオン量及びイオン・エネルギ-分布と電子温度をElectrostatic Analyzerで測定しところ、水素プラズマ励起装置に加えるマイクロ波電力に対してそれらは変化せず、ECRプラズマCVD装置内のプラズマと水素プラズマ励起装置のそれは完全に分離されていることが分かった。基板付近の水素発光種(Hα)をOES(発光分光)で計測したが、水素プラズマ励起装置に加えるマイクロ波電力に対して変化は見られず、石英管により導入される水素はイオンや発光種になっていないことが分かった(3)水素プラズマ励起装置のマイクロ波電力0200Wに対して、光電感度、フォトルミネッセンスを測定した結果、最適条件(100W)が存在し、光電感度AMI100で約20倍、77KのフォトルミネッセンスはcーGeの1.6倍であった。

120KではAMI100より弱い10^<16>photon/cm^2・SのHeNeレ-ザ-に対し5桁以上という良好な光電感度を得た。(4)長波長帯のCPMデ-タをガウス分布形欠陥とextended states間の遷移による光吸収と仮定し、局在準位密度を求めたところ、3.2×10^<15>/cm^3という高品質aーSi:Hに近い良好な結果を得た。(5)最終条件下では活性化エネルギ-は光学的バンドギャップ1.14eVに対し0.48eVの最大を示した。(6)FTIRによるGeH_2結合や成膜速度が上記最適条件で最低であることより、水素ラジカルによる水素エッチングが高品質化に寄与していると結論した。前年度に引き続き、太陽電池の効率向上のため、長波長帯に光電感度のある非晶質半導体a-Ge:Hの高品質成膜法を、我々が独自に開発したヘリカル・アンテナ励起ECRプラズマCVD装置により研究した。1.基板温度;マイクロ波電力8.5W、圧力5mTorr、総流量40SCCM、ゲルマンガスの水素希釈度1.27%において基板温度T_Sを65310°Cまで変化させると175°Cで膜の光電特性は最高になった。310°Cで微結晶相が現れた。2.水素希釈度;1.の条件でT_S=155°Cに保ち、希釈度変化に対し1%以上で微結晶化し、最高の光電特性を得た。3.マイクロ波電力;以上の条件でマイクロ波電力を変化させると、13W以上で微結晶相が現れた。4.基板バイアス;同条件で基板に正負のDCバイアスを加えると、負バイアスでは非晶質、+6V以上の正バイアスで、微結晶相が現れた。2.3.とも共通するが、微結晶が現れる上限で、光電特性が最高の膜が得られた。以上はシランガスRFPCVDのa-Si:Hで報告されているが、基板表面に到来するイオン・電子についてイオン照射量及びイオン・エネルギー及び電子照射量を静電Analyzerで測定しところ、2.と3.では希釈度・電力を上げるとそれら3量は共に増加し、OES(プラズマ発光分析)のHa線から推定されるHラジカル量も増加し、非晶質から微結晶へ変化が見られた。しかし4.のDCバイアスに対しては、イオンと電子の振舞いは相反し、電子照射が大きい正バイアスで微結晶、イオン照射が大きい負バイアスで非晶質化した。反応炉内に設けたグリッドと基板の両方にバイアスを加えてイオン照射量を一定にし、電子照射量を変えることにより、電子照射による微結晶化を明らかにし、イオンの除去が微結晶化に寄与するのではないことが判った。1.の高温成膜による微結晶化を除き、電子が関与する非晶質-微結晶の転移付近でa-Ge:の光電特性、移動度などの最適化されることが判明した。
眼球運動測定とNIRSの同時計測による新たな転倒予防介入に関する基礎的研究

本研究では,歩行時に環境状況の把握に必要な視覚情報と高齢者が早期から低下する前頭葉機能との関連を調査し,高齢者および老年期に発症しやすい疾病(脳卒中・転倒による大腿骨近位部骨折など)を抱えた患者の転倒リスクにおけるメカニズムの解明と転倒予防に向けた介入プログラムの構築を目的としている.地域在住の健常高齢女性を対象に,昨年度は疑似歩行である「足踏み」と「計算」の2つの課題を用いてデータ収集したが,今年度は実際の「歩行」と「計算」の2つの課題を用いてデータ収集した.結果,眼球の動きは,二重課題歩行(計算しながらの歩行)時が単一課題歩行(歩行のみ)時および強制注視させての歩行(意識的に前方を見るよう指示しながらの歩行)時と比較して大きかった.歩行速度は,二重課題歩行時が単一課題歩行時と比較して遅く,歩幅は,二重課題歩行時が単一課題歩行時と比較して狭かった.実歩行においても足踏みと同様な結果であることを確認した.脳出血後に左側の半側空間無視(USN)をきたし,机上検査上のUSN症状は消失したものの日常生活場面において見守りが外せない患者の視線の動きをデータ収集した.結果,Peripersonal spaceでは水平線分の中点を見るよう指示すると左側に視線を向ける探索を認めたが,Extrapersonal spaceでは水平線分の中点を見るよう指示しても中央線を越えた左側への探索を認めなかった.Extrapersonal spaceにおいて水平線分の左端を注視するよう促すことで視線の右方偏位が減少した.歩行はExtrapersonal spaceで行われる動作であり,USN患者では左側に視線が向けられず,転倒の危険性が高いことが確認され,左側に注意を向けさせる手段のひとつとして,前方視界の左端を注視するよう口頭指示で促すといった言語性方略が有用であることが示唆された.健常高齢女性を対象とした実際の「歩行」と「計算」の2つの課題を用いた二重課題歩行時のデータ収集・分析によって,高齢者の“ながら歩行"時における転倒リスクのメカニズムを解明することができ,平成29年度の研究は進展した.また,今年度に計画していた老年期に発症しやすい疾病をもつ患者の二次的転倒リスクにおけるメカニズムの解明については,複数データを収集することはできなかったが,脳卒中による高次脳機能障害をきたした症例について検討することができた.引き続き,老年期に受傷・発症しやすい疾患(脳卒中,転倒による大腿骨近位部骨折,認知症)を有する患者のデータ収集・分析を行う.尚,疾患別データは対象患者が限定されるため,多施設間でのデータ収集を計画しているが,症例数が少ない場合は一症例ごとに検討する.本研究は,歩行時に環境状況の把握に必要な視覚情報と高齢者が早期から低下する前頭葉機能との関連を調査し,高齢者の転倒予防におけるメカニズムの解明と介入プログラムの構築を目的としている.今年度は,健常若年女性を対象に基礎データの収集を行い、3つの結果を得た.1,二重課題歩行(計算課題しながらのその場足踏み歩行)時の眼球の動きは,単一課題歩行(その場足踏み歩行)時および強制注視させての歩行(意識的に前方を見るよう指示した際のその場足踏み歩行)時と比較して大きかった.2,二重課題歩行時の前頭葉の血流量は,単一課題歩行時と比較して少なかった.但し,対象者の中には単一課題歩行時と二重課題歩行時での眼球の動きに違いを認めなかった者が存在し,その者らの前頭葉の血流量は低下していなかった. 3,二重課題歩行時の足踏み回数と足踏み周期のバラツキは,単一課題歩行時および強制注視させての歩行時と比較して違いはなかった.我々は,普段の歩行中に,物事を考えたり,会話をしたりすることが多い.これらは,歩行と同時に別のことをする,いわゆる「二重課題歩行」である.上記の結果を踏まえると,二重課題歩行では,眼球運動は増大するにも関わらず,視覚情報を認知するための中央制御系として機能する前頭葉活動は低下した状態となり,「眼球は動いているものの,実は見ているようで見ていない」という現象を生じ,事前に危険を察知することが疎かになるのではないかと考えられる.今後,高齢者を対象にデータを収集し,検証していく.健常若年女性を対象とした平成28年度の研究は,研究計画の通りに進展した.研究実績の概要で記載した結果は,平成29年度以降の研究の基盤をなすものである.今年度の研究を通して,測定方法の妥当性が確認でき,実験プロトコルを確立することができた.但し,NIRSによる前頭葉機能については,個人差があり,さらに分析方法の検討が必要である.高齢化が進む中,高齢者の転倒は後を絶たない.本研究では,歩行時に環境状況の把握に必要な視覚情報と高齢者が早期から低下する前頭葉機能との関連を調査し,高齢者の転倒予防におけるメカニズムの解明と介入プログラムの構築を目的としている.昨年度の健常若年女性を対象としたデータ収集に続き,今年度は,地域在住の健常高齢女性を対象にデータ収集を行い,3つの結果を得た.1,二重課題歩行(計算課題しながらのその場足踏み歩行)時の眼球の動きは,単一課題歩行(その場足踏み歩行)時および強制注視させての歩行(意識的に前方を見るよう指示した際のその場足踏み歩行)時と比較して大きかった.2,二重課題歩行時の前頭葉の血流量は,単一課題歩行時と比較して多かった.3,二重課題

歩行時の足踏みの高さは,単一課題歩行時と比較して小さかった(足踏み回数,足踏み速度,足踏み周期のバラツキについてはいずれも違いはなかった).普段,我々は,物事を考えながら歩いたり,会話をしながら歩いたりすることが多い.これらは,歩きながら別のことをする「ながら歩き(二重課題歩行)」である.上記の結果を踏まえると,高齢者の「ながら歩き」は,1眼球の動きが大きくなるものの視覚探索をしているわけではなく、事前に情報を把握することが疎かとなる,2足踏みが小さく“つまずく"危険性が高くなる,3同時に2つの課題を遂行できず、考えることに集中してしまうことで,転倒の危険性が高まるといった転倒発生機序が考えられる.健常高齢女性を対象とした平成29年度の研究は,研究計画の通りに進展した.但し,今回は,“その場での足踏み"を歩行としており,今後,研究方法を検討して実際の歩行でのデータ収集を実施し,比較する必要がある.本研究では,歩行時に環境状況の把握に必要な視覚情報と高齢者が早期から低下する前頭葉機能との関連を調査し,高齢者および老年期に発症しやすい疾病(脳卒中・転倒による大腿骨近位部骨折など)を抱えた患者の転倒リスクにおけるメカニズムの解明と転倒予防に向けた介入プログラムの構築を目的としている.地域在住の健常高齢女性を対象に,昨年度は疑似歩行である「足踏み」と「計算」の2つの課題を用いてデータ収集したが,今年度は実際の「歩行」と「計算」の2つの課題を用いてデータ収集した.結果,眼球の動きは,二重課題歩行(計算しながらの歩行)時が単一課題歩行(歩行のみ)時および強制注視させての歩行(意識的に前方を見るよう指示しながらの歩行)時と比較して大きかった.歩行速度は,二重課題歩行時が単一課題歩行時と比較して遅く,歩幅は,二重課題歩行時が単一課題歩行時と比較して狭かった.実歩行においても足踏みと同様な結果であることを確認した.脳出血後に左側の半側空間無視(USN)をきたし,机上検査上のUSN症状は消失したものの日常生活場面において見守りが外せない患者の視線の動きをデータ収集した.結果,Peripersonal spaceでは水平線分の中点を見るよう指示すると左側に視線を向ける探索を認めたが,Extrapersonal spaceでは水平線分の中点を見るよう指示しても中央線を越えた左側への探索を認めなかった.Extrapersonal spaceにおいて水平線分の左端を注視するよう促すことで視線の右方偏位が減少した.歩行はExtrapersonal spaceで行われる動作であり,USN患者では左側に視線が向けられず,転倒の危険性が高いことが確認され,左側に注意を向けさせる手段のひとつとして,前方視界の左端を注視するよう口頭指示で促すといった言語性方略が有用であることが示唆された.健常高齢女性を対象とした実際の「歩行」と「計算」の2つの課題を用いた二重課題歩行時のデータ収集・分析によって,高齢者の“ながら歩行"時における転倒リスクのメカニズムを解明することができ,平成29年度の研究は進展した.また,今年度に計画していた老年期に発症しやすい疾病をもつ患者の二次的転倒リスクにおけるメカニズムの解明については,複数データを収集することはできなかったが,脳卒中による高次脳機能障害をきたした症例について検討することができた.健常若年女性で確立した実験プロトコルを用いて,健常高齢女性を対象にデータ収集を行う計画である.高齢者の年間転倒発生率は1020%で,そのうちの約10%は骨折に至るとされている.骨折を合併しない高齢者でも転倒経験を有する者は多数存在することが考えられる.
股関節疾患の中殿筋機能不全に起因する姿勢制御障害に対するトレーニング方法の開発

【目的】人工股関節置換術(THA)において,術前の痛みがなくなった患者が,次に期待することは「きれいに歩くこと」や「杖なしで歩くこと」である.しかし,THA術後の3次元歩行解析を行った報告では,中殿筋機能不全などの股関節機能低下に起因する姿勢制御や歩行障害が指摘されており,術後早期から歩行障害に対する有用なトレーニング方法の開発が急務となっている.本研究の目的は,臨床で実施されることの多い荷重位でのトレーニングの筋電図学的分析を行い,運動機能の向上のためにより有効なトレーニング方法を検討することである.【方法】対象はTHAを施行され術後4週が経過した16名とした.測定課題は,術側を支持脚とした前方への昇段動作,側方への昇段動作,片脚立位,および快適速度での歩行の4条件とした.測定筋は術側の大腿直筋(RF),中殿筋(Gm)とし,測定には表面筋電図計を使用した.各動作課題の筋活動を二乗平均平方根により平滑化し,最大収縮時の筋活動を100%として正規化した.統計には,Friedmanの検定後に多重比較法を用いた.【結果と考察】RFの筋活動は,前方への昇段動作46.8±25.1%,側方への昇段動作59.4±34.3%,片脚立位25.0±15.8%,歩行30.7±20.5%であり,多重比較の結果から,側方への昇段動作において他の3つの動作に比べ有意に高い値を示し,前方への昇段動作では片脚立位,歩行に比べ有意に高い値を示した.また,各動作のGmの筋活動は,前方への昇段動作40.6±17.6%,側方への昇段動作55.1±24.6%,片脚立位60.7±28.2%,歩行48.5±23.9%であり,多重比較の結果から,側方への昇段動作において前方への昇段動作に比べ有意に高い値を示し,片脚立位において前方への昇段動作と歩行に比べ有意に高い値を示した.以上から,THA術後早期における荷重位での筋力トレーニングとして,側方への昇段動作は運動機能の向上のために最も有効なトレーニング方法であることが示唆された.【目的】人工股関節置換術(THA)において,術前の痛みがなくなった患者が,次に期待することは「きれいに歩くこと」や「杖なしで歩くこと」である.しかし,THA術後の3次元歩行解析を行った報告では,中殿筋機能不全などの股関節機能低下に起因する姿勢制御や歩行障害が指摘されており,術後早期から歩行障害に対する有用なトレーニング方法の開発が急務となっている.本研究の目的は,臨床で実施されることの多い荷重位でのトレーニングの筋電図学的分析を行い,運動機能の向上のためにより有効なトレーニング方法を検討することである.【方法】対象はTHAを施行され術後4週が経過した16名とした.測定課題は,術側を支持脚とした前方への昇段動作,側方への昇段動作,片脚立位,および快適速度での歩行の4条件とした.測定筋は術側の大腿直筋(RF),中殿筋(Gm)とし,測定には表面筋電図計を使用した.各動作課題の筋活動を二乗平均平方根により平滑化し,最大収縮時の筋活動を100%として正規化した.統計には,Friedmanの検定後に多重比較法を用いた.【結果と考察】RFの筋活動は,前方への昇段動作46.8±25.1%,側方への昇段動作59.4±34.3%,片脚立位25.0±15.8%,歩行30.7±20.5%であり,多重比較の結果から,側方への昇段動作において他の3つの動作に比べ有意に高い値を示し,前方への昇段動作では片脚立位,歩行に比べ有意に高い値を示した.また,各動作のGmの筋活動は,前方への昇段動作40.6±17.6%,側方への昇段動作55.1±24.6%,片脚立位60.7±28.2%,歩行48.5±23.9%であり,多重比較の結果から,側方への昇段動作において前方への昇段動作に比べ有意に高い値を示し,片脚立位において前方への昇段動作と歩行に比べ有意に高い値を示した.以上から,THA術後早期における荷重位での筋力トレーニングとして,側方への昇段動作は運動機能の向上のために最も有効なトレーニング方法であることが示唆された.
ヒト上科霊長類のY染色体DNAの進化

生物にとり次世代を残すということは、基本的に重要な営みであり、このため動物は多種多様な繁殖行動を進化させている。われわれヒトを含む霊長類の中では、ヒトに最も近いヒト上科霊長類の多様な繁殖構造が特徴的である。これらの霊長類では、対体重あたりの睾丸重量や造精能力に大きな差違がある。さてこれらのオスの形質のすべてがY染色体に依存するとはいわないまでも、そのトリガーとなっていることは確かであろう。ヒト上科霊長類からヒトへの進化をY染色体DNAから明らかにすることを目的とした。現在までY染色体上の各部位について、ヒトの配列によるPCRプライマーを合成し、ヒト上科霊長類で増幅の有無からその進化を探ったところ、ヒトからニホンザルまで増幅されるよく保存された領域や、ヒトのみが増幅される領域とさまざまであり、Y染色体上のそれぞれの領域が様々な速度で進化していることが推測された。ついでヒト上科霊長類で、TSPY(精巣特異タンパク質)遺伝子について塩基配列を決定比較したところ、予想されたことではあったが人に最も近いのがチンパンジー、、ついでゴリラ、オランウータンの順となる様な系統樹が描けた。ついでこの遺伝子について、FISH法により分析したところ、テナガザルのごく近縁種間で重複状態に大きな差違があることがわかった。今年度はニホンザル精巣からmRNAを調整cDNAとした後、TSPYのmRNA部分をPCR増幅し、クローニングを行いその全塩基配列を決定した。cDNAは976塩基対、246アミノ酸をコードする741塩基対からなる翻訳領域を持つ。このタンパク質中には27残基中11の塩基アミノ酸を持つ領域があり、ヒトの配列との比較その他からこのタンパク質は転写の制御に関わるDNA結合タンパク質であるとの仮説を提起した。
カマン・カレホユック遺跡前３千年紀崩壊層の調査

本調査は、近年の中近東の情勢を鑑みてその政治的、地政学的に不安定な状況における緊急性と共に、この現況こそ歴史の転換点と捉え、それを如何に把握し、乗越えていくかを検証するため、重要かつ最優先させるべき調査と考え実施した。本調査により、カマン・カレホユック遺跡の崩壊層(前3千年紀第4四半期)中から使用痕の残る鉄球が出土したが、製鉄の起源を明らかにする大きな手掛かりとなるものと考えられる。この発見は、鉄の起源と都市の崩壊、時代の転換を、従来の文化編年の枠組みを超えて捉え直す可能性を生み出した。本研究は、近年の中近東の情勢を鑑みて、その政治的、地政学的に不安定な状況における緊急性と共に、この現況を歴史の転換点と捉え、それを如何に把握し、乗越えていくかを検証するため、重要かつ最優先させるべき調査である。この「カマン・カレホユック遺跡(以後カレホユックと略す)の前3千年紀第3四半期から第4四半期にかけて検出した崩壊層」に焦点を置く調査では、歴史転換の背景を考古学的、自然科学的分析を用いて解明することを試みた。この崩壊層は、コーカサス、カスピ海周辺からヒッタイト民族を含む印欧語族が南下、侵攻した際に生じたものであるとする仮説があるが、同様の崩壊層は同時期のアナトリア各地、さらにはインド、パキスタン、イラン、ギリシアでも確認されている。カレホユックではこの崩壊層は2014年に初めて検出され、2016年の緊急調査によりその約70%が確認された。アナトリアに侵攻した印欧語族の中心は「鉄と軽戦車」を駆使して古代中近東世界をエジプトと二分したとされるヒッタイト民族であった。製鉄技術はヒッタイト民族により発見されたといわれるが、何時、何処でという根本的な問題は未解決のままである。カレホユックでは、鉄関連遺物はヒッタイト帝国の層位からはもちろん、それに先駆ける前2千年紀第1四半期のアッシリア商業植民地時代の層位でも検出されている。さらに、20142015年の調査では、前3千年紀第4四半期の層位からも鉄関連資料が出土し、その一部に製鉄時に排出される鉄滓が確認されていることから、カレホユックで製鉄が行われていた蓋然性が高まった。そして2016年の調査では、崩壊層中から使用痕の残る鉄錘を想起させる鉄球が出土したことが、製鉄の起源を明らかにする大きな手掛かりとなるものと考えられる。鉄の起源と都市の崩壊、時代の転換を、従来の文化編年の枠組みを超えて捉え直す可能性を生み出した。28年度が最終年度であるため、記入しない。考古学28年度が最終年度であるため、記入しない。