hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小液滴内のDNA演算反応を利用した動的構成可能なオンチップ分子解析技術

本研究では,処理手続きを動的に構成可能なオンチップ分子系解析について検討した.DNA情報を簡便に解析するためのDNA論理演算系を作製し,その基本動作を確認した.蛍光カラータグによる液体マイクロリアクタの識別法を構築した.また,液体マイクロリアクタの光学的操作による局所的・選択的なDNA反応制御法を開発し,この手法を用いて,液体マイクロリアクタ内で正しくDNA論理演算が行えることを実証した.本研究は,解析対象となる分子系の処理手続きを動的に構成可能なオンチップの分子解析技術の開発を目的とする.これを実現するため,分子反応空間としてのリポソームの並列光操作技術と,分子情報のその場取得や処理が可能なDNA計算技術を融合した方式を検討した.具体的には以下の成果が得られた.1.並列光マニピュレーションシステムの構築ホログラフィック光ピンセットに基づくリポソーム並列操作システムを構築した.本システムでは,必要な光パターンをリアルタイムに設計・生成し,インタラクティブな操作が可能である.少なくとも16個のリポソームに対して自動整列や個別操作が行えることを実証した.また,電気刺激によるリポソーム融合法と組み合わせることにより,特定のリポソームのみを選択的に融合し,それらの内容物をほぼ流出なく混合できることを示した.これにより,対象分子に対する処理手続きの動的構成が可能となった.2.カラーコードによるリポソーム識別手法の構築複数種類のリポソームを用いて動的に反応場を構築するためには,それらの識別が必要である.そこで,異なる蛍光波長をもつ3種類の蛍光分子の混合比を調整し,カラー情報によりリポソームを識別する方法を開発した.色相値を中心値に対してプラスマイナス6度許容することで,リポソームを識別できることを示した.これは30種類を識別する能力をもつことを示唆している.3.リポソーム内DNA論理演算の実証オンチップの分子解析を想定し,1の手法を用いてリポソーム内でのDNA情報処理を行った.論理演算用DNAを含むリポソームと入力DNAを含むリポソームを融合することにより,局所選択的に入力DNAに対するAND演算やOR演算が実行できることを実証した.本研究では,処理手続きを動的に構成可能なオンチップ分子系解析について検討した.DNA情報を簡便に解析するためのDNA論理演算系を作製し,その基本動作を確認した.蛍光カラータグによる液体マイクロリアクタの識別法を構築した.また,液体マイクロリアクタの光学的操作による局所的・選択的なDNA反応制御法を開発し,この手法を用いて,液体マイクロリアクタ内で正しくDNA論理演算が行えることを実証した.本年度は,分子系の処理手続きを動的に構成可能なオンチップの分子解析を実現するための基盤技術として,光プログラムが可能なDNA演算系の作製,および,ホログラフィック光ピンセットに基づく液体マイクロリアクタ並列操作システムの構築を行った.具体的には以下の成果が得られた.1.光プログラム可能なDNA演算系の設計と作製DNAを入出力とした二入力一出力のDNA論理ゲートを設計,作製した.設計したゲートは,演算指定用DNAの駆動を光で制御することにより,外部光信号による演算内容のプログラムを実現する.複数の演算指定DNAが並列に動作することを確認した.また,光により指定した演算が実行されることを実証した.2.リポソームの並列マニピュレーションシステムの作製分子解析システムの機能性や処理スループットを向上するため,インタラクティブなマイクロリアクタの並列操作システムを構築した.マイクロリアクタとしては直径数10μmのリポソームを用いる.GPUを用いることで操作に必要な光パターンをリアルタイムに設計・生成することが可能となった.少なくとも16個のリポソームに対して自動整列や個別操作が行えることを実証した.3.リポソームの選択的融合手法の開発提案手法では,リポソームを融合することにより,それらが内包する対象分子や論理ゲートを混合し演算を実行することをめざしている.並列マニピュレーション法と電気刺激によるリポソーム融合法を組み合わせ,選択的に内包物を混合できることを示した.この成果は対象分子に対する処理手続きの動的構成に有効である.本研究は,解析対象となる分子系の処理手続きを動的に構成可能なオンチップの分子解析技術の開発を目的とする.これを実現するため,分子情報のその場取得や処理が可能なDNA計算技術と,分子反応空間としての液体マイクロリアクタの並列光操作技術を融合した方式について検討する.最終的には,分子情報解析システムの試作・検証を通じて本方式の潜在能力を示し,性能と実用化への課題を明らかにすることをめざしている.これまでに分子情報を扱う手法として,光とDNAを融合した新しい演算方式を考案した.この方式は光信号によって実行演算の切り換えが可能であり,本研究でめざす分子情報処理手続きの動的構成に有望である.複数の波長を使ったDNA反応系の実装などの課題は残っているが,反応系の基本動作や光による演算指定の原理についてはすでに確認している.一方,液体マイクロリアクタの並列操作についても,インタラクティブかつリアルタイムな操作を提供するシステムをすでに構築し,その操作能力を確認している.ハイブリッド光学系による液滴の広範囲操作や,リポソームの選択的融合などに成功している.リポソームの内容物を見分ける方法が必要なため,多数のリポソームの操作に基づくオンチップ並列演算の実証には至っていないが,蛍光カラー符号により見分けられる手応えを得ており,大きな問題はないと思われる.以上のように,オンチップの分子解析に必要な基盤技術を整備することができており,おおむね順調に進展している.当初の予定どおり,次年度は分子情報解析システムの試作と評価を行えると考えている.

これまでに開発した光プログラム可能なDNA演算技術と液体マイクロリアクタの並列操作技術を洗練して技術としての完成度を高めつつ,分子解析システムの試作と評価を行い本手法の有用性を示す.処理手続きを動的に構成可能であるという本手法の特徴を活かすためには,液体マイクロリアクタ内の分子の状態を適切に検出する必要がある.そこで特定の分子状態を判定するための演算機能を有し,蛍光信号として外部への情報伝達が可能な補助DNA演算系を実現する.液体マイクロリアクタに含まれる分子は少なく高感度な検出を要求されるため,DNA触媒反応を応用したマイクロリアクタ内での分子増幅機構などを用いて十分な検出精度を確保する.次に,光マニピュレーションシステムをベースに,光プログラムDNA演算系を制御する光学系を導入した実験システムを試作し,提案手法の評価を進める.解析対象の分子系としては遺伝子診断を想定する.液体マイクロリアクタの操作と光プログラムDNA演算に基づいて段階的に処理を進めることで特定の発現状態にある検体を見出す実験を行う.性能評価を通して本手法の特性を明らかにするとともに,生体分子解析の実用化にむけた課題を明らかにする.当初予定通りの計画を進めて行く.物品費としては主に,レーザー光源,試薬薬品(カスタムDNAを含む),光学素子の追加・更新に使用する.また,国内学会で2回,国際会議で1回程度の成果発表を予定している.論文は2本程度を想定しており,別刷りや英文校正の費用としても使用する.
遺伝子発現プロファイルにおけるクラスタの有意性指標の開発

遺伝子発現パターンベクトルのクラスタ分析で得られたクラスタの有意性指標の開発が本研究の主目的である。しかし16年度の研究により、カーネル密度推定にもとつく当初のアイディアでは超球面上への射影を考えたとしても高次元における推定分散が大き過ぎて実用にならないことが分かった。そこで、17年度では高次元超球面上クラスタリングのためにvon Mises-Fisher(vMF)分布の混合モデルを使用し、これにもとづいてクラスタ有意性指標を求める研究に着手した。クラスタ個数に関する近似ベイズ推定に困難は無かったが、クラスタ個々の有意性を見積る指標は今後の課題として残された。特徴抽出、多値分類ラベルを積極的に使用する方法も考慮に入れたが、上記主目的に繋げてゆくところは今後の課題となった。今年度の副次的成果として、以下が挙げられる。vMF分布は分散パラメタ最尤推定の厳密解が存在しないため、不動点法による近似アルゴリズムを開発し、これが既知の上限下限として知られている近似解よりも良いことを示した(論文改訂中)。クラスタリング手法の如何によらず多スケール間階層関係を表示するノンパラメトリック可視化手法を開発した。クラスタ有意性について適切な指標が得られた後に、それを同時に表示するさいにも有用と考えられる。(特許出願中、国際会議発表、論文投稿準備中)遺伝子発現パターンの多クラス分類問題を、複数の二値分類問題に分解して解く方法の開発を行った。(国内会議、国際会議で発表、論文2報をrevise中)脳腫瘍患者の癌部細胞の遺伝子発現パターンから抽出された低次元特徴と、生存期間その他臨床情報とを併わせた解析を行い、抽出された特徴が既存のどのような診断マーカよりも性能の高い診断指標となることを示した。(加藤菊也氏、白畑充章氏(大阪府立成人病センター)との共同研究。国内会議で発表、論文投稿準備中)なお前年度研究の副次成果である生存時間解析法に関する特許は、特許性、市場性、社会公共性を科学技術振興機構知的財産委員会に評価され支援を受け国際出願された。遺伝子発現パターンベクトルのクラスタ分析を行ったうえで、得られたクラスタの有意性を見積ることが本研究プロジェクトの目的であり、そのためには、(ア)遺伝子発現量パターンのクラスタが生じる現象の確率的生成モデル(現象モデル)(イ)背景ノイズの確率的生成モデル(背景モデル)の二つを確立しておく必要があった。とくに(ア)現象モデルの側からは、とくに時系列に沿って測定したデータに対して、線形ダイナミカルシステムモデルに基づくパラメトリックな確率モデルを提案し、変分法的ベイズ推定の手法によってパラメータの事後分布とクラスタの個数とを推定した。この成果は情報処理学会論文集「数理モデル化と問題解決」に採録が決まり出版予定である。また、より一般的な遺伝子発現データに対して、データベクトルの方向成分のみに着目し、球面上の確率分布を考え、球面上のクラスタリングを行う手法の研究を行った。この成果に関しては国内学会での研究発表を複数行った。ただし、これらの成果に基づく現象モデルと、適切な背景モデルとの間の比較プロセスをクラスタ有意性指標に繋げる研究は途上である。とくにカーネル密度推定によるデータ空間での密度分布クラスタを、クラスタの現象モデルとして扱うという当初のアイディアには、データ空間上での密度推定の推定分散が大きくなりがちであるという大きな問題があることが分かってきた。これに対処するためには、データ空間そのものにおいてではなく、適切な低次元特徴部分空間を考えることが本質的であろうと思われる。すなわち、クラスタを評価するための特徴部分空間とくに独立成分分析の考え方を、ここに入れ込んでいくことが有望なアイディアであると考えている。これらが来年度の研究の主要なトピックとなるであろう。また副次的な成果としての位置付けになるが、特定時刻における生存・死亡イベントをラベルとし、発現プロファイルを特徴量として生存時間とその確率を推定する手法を開発し、特許出願を行った。またこれに加えて、Leave One Out解析を二重に使用する工夫にもとづいて分類器の分類能力を評価する手法を開発し、神経芽腫の予後推定と推定能力評価に応用した。この成果はCancer Cell誌に採録が決まり、出版予定である。(特許出願中、国際会議発表、論文投稿準備中)

遺伝子発現パターンの多クラス分類問題を、複数の二値分類問題に分解して解く方法の開発を行った。(国内会議、国際会議で発表、論文2報をrevise中)脳腫瘍患者の癌部細胞の遺伝子発現パターンから抽出された低次元特徴と、生存期間その他臨床情報とを併わせた解析を行い、抽出された特徴が既存のどのような診断マーカよりも性能の高い診断指標となることを示した。(加藤菊也氏、白畑充章氏(大阪府立成人病センター)との共同研究。国内会議で発表、論文投稿準備中)なお前年度研究の副次成果である生存時間解析法に関する特許は、特許性、市場性、社会公共性を科学技術振興機構知的財産委員会に評価され支援を受け国際出願された。
燃料電池燃料極のための金超微粒子を用いた新規ナノ制御超活性触媒に関する研究

Pt-Ru/Cの場合と同様に耐CO被毒性が高いと言われている白金-スズ合金触媒(Pt-Sn/C)を担体として用い、気相グラフティング法で金超微粒子を担持した触媒を作製し、そのメタノール酸化活性を調べた。その結果、金超微粒子を担持することで低い電位領域においてメタノール酸化に伴う電流が増加し、耐CO被毒性の向上が認められた。また、Pt/Cに金超微粒子を担持した触媒を同様に試験したところ、活性の向上が見られなかったことから、金超微粒子の触媒活性発現には酸素種を供給しうる第二元素の存在が必要であることが示唆された。上述の気相グラフティング法には粒子サイズや担持量の制御が難しいという問題点があった。そこで、前駆体溶液に静電圧を印可しながら加熱炉内に噴霧し、レイリー分裂を利用しながらナノサイズの微粒を作製する噴霧熱分解法を用いた金超微粒子の作製を試みた。その結果、噴霧溶液の濃度をコントロールすることで微粒子のサイズを制御することができ、触媒活性の粒径依存性を確認することが出来た。また、原子レベルで平滑な高配向性熱分解黒鉛(HOPG)上に規則的に担持したモデル電極の作製を、レーザーアブレーション法を用いて進めている。走査プローブ顕微鏡による表面状態の観察やX線光電子分光法による担持量の制御などを中心に行い、これらキャラクタリゼーションと平行して電気化学的触媒活性を調べている。現在のところ、レーザーアブレーション法を用いて粒子径10nm以下の金、ルテニウム、白金のナノ粒子が作製できることが明らかとなった。今後、担持粒子のHOPG表面上での挙動などに注目しながら、電気化学的活性について詳細に調べていく予定である。
核磁気共鳴スペクトルによる唾液腺損傷の定量的評価

ラット耳下腺の炎症程度を動物実験用磁気共鳴画像(MRI)上で定量的に把握するに先立ち、実験的耳下腺炎誘発方法の精度について検討した。ラットステンセン管を脳外科用クリップで結紮し、一定期間置く際に、クリップ先端に挟むアルミ箔の厚みを変化させることで、3段階のを設定した。それぞれの結紮圧に対し、1週間の2通りの結紮期間を設定し、計6グループの実験群を設定した。各実験群において、クリップ除去直後、3日後、7日後、14日後、28日後、84日後に、微小唾液腺造影と組織標本の作成を行い、耳下腺の回復過程を観察した。各ステージにおける耳下腺の回復状態が結紮圧と結紮期間に依存していたことより、この耳下腺炎誘発方法では、惹起させる炎症の程度を段階的にコントロールすることが可能であることが示唆された。次いで、動物実験用磁気共鳴画像(MRI)装置を用いて、ラット耳下腺のプロトン顕微MRI(MRマイクロイメージング)の方法を確立した。すなわち、磁場強度4.7テスラMRI装置(Varian社製UNITY plus-SIS 200/330)を用いて、Wister系ラット雄(16週齢)の耳下腺MRマイクロイメージングの方法について検討した。使用したコイルは、プロトン用表面コイル並びにクアドラチャコイルであり、撮像シーケンスはスピンエコー法並びにグラディエントエコー法とした。撮像パラメータを変化させながら、得られるMRマイクロイメージングの画像を比較した。その結果、良好な信号/ノイズ比を保ちながら空間分解能を向上させるためには、加算回数を可能な限り多くするだけでなく、バンド幅の狭いシーケンスの選択が有効であることが示唆された。
低温溶融・接合が可能な金属鉄ナノ粒子ペースト材料の合成

鉄のナノ材料化の問題点(耐酸化性および安価な手法が必須)は、既に我々の技術で解決できた。後は、低温溶融により生成した鉄原子を如何にバルク鉄材料へ拡散させ、強固な接合を形成させるのか、という問題を解決すれば、低温溶接可能な鉄ナノ材料化を世界に先駆けて作り上げることができる。そこで本研究では、原料水溶液中において鉄錯体の状態を計算科学を通して制御し、析出した瞬間に表面の還元状態を錯形成で維持することで、粒子径制御された表面酸化物層の無い金属鉄ナノ粒子の水溶液中合成法の開発に挑戦する。更に、融点より十分低い温度で表面清浄化と相互拡散をさせ、構造材として応用すること、を試みる。
上腕動脈血管機能計測による動脈硬化症早期診断のための生理的機能診断システム構築

背景:新規開発した血管機能計測装置の有用性を検討するため、血管弾性率、血管断面積の計測を行い、上腕動脈超音波検査法と比較した。方法:血管弾性率、断面積は血管壁追従機能を備えた血管容積・圧検出装置にてオシロメトリック法で計測した。血管弾性率は以下の式にて算出した[Ve=ΔPressure/(100Xvolume/volume)mmHg/%]。結果:安静時の血管断面積は超音波検査による血管径と有意な相関関係を示した。慢性腎臓病患者血管弾性率Veは%FMD(r=-0.43, P=0.02).と負の相関を認めた。結論:新規開発したオシロメトリック法の臨床的な有用性示唆される。背景:今年度の目的は昨年までに検査精度および検査法の開発を行った、新規開発した血管機能計測装置の有用性を動脈硬化リスクのある慢性腎臓病患者で検討することである。そのため安静時及びニトログリセリン(NTG)負荷時の血管弾性率、血管断面積の計測を行い、上腕動脈超音波検査法および腎機能と比較を行った。結果:安静時の血管断面性および血管径は2群間で有意差を認めなかった(血管断面積14.4±5.9 vs. 12.2±3.3 mm2, P=0.27、血管径4.67±0.80 vs. 3.97±0.51 mm, P=0.18).ニトログリセリンに対する血管内皮非依存性血管拡張反応も2群間に有意差を認めなかった(11.7±7.0 vs. 16.1±5.1 %, P=0.06)。一方、慢性腎臓病患者では血管内皮依存性血管拡張反応の低下を認め(4.46±3.06 vs. 7.88±4.04 %, P=0.018)、血管容積弾性率の異常を認めた(1.09±0.25 vs. 0.80±0.16 mmHg/%, P=0.002)。血管容積弾性率の異常は腎機能の低下および超音波による血管内皮依存性血管拡張能と負の相関を認めた[eGFR (r=-0.51, P=0.005), %FMD (r=-0.38, P=0.04)]。結論:新規開発したオシロメトリック法での自動血管容積弾性率計測は慢性腎臓病患者における血管内皮機能障害を超音波検査と同様にかつ自動的に計測することが可能と示唆される。背景:本研究の目的は新規開発した血管機能計測装置の有用性を検討するため、安静時及びニトログリセリン(NTG)負荷時の血管弾性率、血管断面積の計測を行い、上腕動脈超音波検査法と比較することである。若年健常者8名(35歳未満、22.7±0.8歳)と高齢健常者6名(35歳以上、50.8±8.4歳)に対し安静時及びNTG負荷時に自動計測と上腕動脈超音波検査を施行し比較を行った。結果:安静時の血管断面積は全被験者で超音波検査による血管径と有意な相関関係を示した(r=0.90; P<0.001)。NTG投与にて血管断面積が両群とも増加を認めた(若年群10.8±2.1 vs 14.1±2.4 mm2,P<0.001、高齢群14.3±3.3 vs 18.9±5.4 mm2,P=0.014)。高齢者では若年者に比して安静時血管断面積が増加し(14.3±3.3 vs. 10.8±2.1 mm2, P=0.038)、また血管弾性率も有意に低下していた結論:新規開発したオシロメトリック法での自動血管容積・圧検出計測は加齢による血管径の増加及び血管弾性率の低下を超音波計測と同様に精確に検出しえた。背景:血管機能計測として血管径及び血管コンプライアンスは動脈硬化リスク評価に用いられる。超音波検査はデータ収集や解析が験者に依存し、コンプライアンスは血圧に依存する。Stiffness指標である容積弾性率(Volume elastic modulus: Ve)は血圧に依存しないため信頼できる血管機能評価の指標となりうる。本研究の目的は新規開発した血管機能計測装置の有用性を検討するため、安静時及びニトログリセリ(NTG)負荷時の血管弾性率、血管断面積の計測を行い、上腕動脈超音波検査法と比較することである。

方法:血管弾性率、断面積は血管壁追従機能を備えた血管容積・圧検出装置にてオシロメトリック法で計測した。血管弾性率は以下の式にて算出した[Ve=ΔPressure/(100Xvolum/volume)mmHg/%]。健常者16名(35.2±13.1歳)に対し午前中絶食下に安静時及びNTG負荷時に血管機能計測装置による自動計測と上腕動脈超音波検査を施行し比較を行った。結果:安静時の血管断面積は全被験者で超音波検査による血管径と有意な相関関係を示した(r=0.77;P<0.001)。血管断面積と血管弾性率(VE)は良好な再現性を示した(ICC=0.88, VE:ICC=0.78)。結論:新規開発したオシロメトリック法での自動血管容積・圧検出計測は超音波計測と血管径が相関していた。また、今回開発した自動的計測装置は再現性が良好で精確な計測法と示唆される。新規開発したオシロメトリック法での自動血管容積・圧検出計測は動脈硬化リスクの定量評価法として有用性が示唆される。放射線医学血管進展性計測プログラムの開発と検証は前年度までに達成することが出来た。現在、これらの成果を論文として投稿する準備を進めている。本年度は開発した計測法を動脈硬化リスクの高い慢性腎臓病患者へ応用し初期の成果を得ている。今後も患者での計測を継続して行き、また動脈硬化の血液生化学マーカーとの対比を行い、測定指標の病態生理学的な位置付けを目指していく予定である。一方、女性例での検討は対象者のリクルートが進んでいないため、次年度に実施する予定としている。血管進展性計測プログラムの開発については若年健常者および高齢健常者に加え一部高血圧患者など幅広い検査対象例でのデータ収集を行い、容積変化を求める最適なポイントの決定を行うことが出来た。このプログラム条件の決定により、安定した計測数値が新規開発した装置から得られることが出来るようになった。また、プログラムの開発により高齢者にて血管進展性が低下することを明らかにすることが出来た。血管径は動脈硬化による血管リモデリングにより拡張していくため、動脈硬化の指標の一つである。オシロメトリック法による血管断面積の計測法は超音波で計測した上腕動脈径と有意に増加していることが示せた。前年度までに健常者にて開発を進めてきた血管進展性計測の臨床応用を図ることを継続していく。慢性腎臓病患者における心血管合併症が予後規定因子として重要視されている。慢性腎臓病患者および糖尿病患者では造影剤を使用せずに侵襲性の低い検査で精密な血管機能検査の応用が急務である。そこで今年度は慢性腎臓病患者での血管進展性計測の臨床的有用性について症例を重ねかつ動脈硬化の生化学マーカーと対比をすることで病態生理学的な意義付けにつき検討を行う。また前年度の課題であった女性例への応用については研究参加者の募集が進められる体制を構築できたので、今年度は女性例での血管進展性計測についても検討を進めて行く。前年度に健常者にて開発を進めてきた血管進展性計測の臨床応用を図ることを目的とする。慢性腎臓病患者および糖尿病患者では腎機能低下のため造影剤を使用した従来からの冠動脈造影、冠動脈CT検査が困難であり、造影剤を使用せずに侵襲性の低い検査で精密な血管機能検査の応用が急務である。そこで今年度は慢性腎臓病患者での血管進展性計測の臨床的有用性について検討を行う。
カンボジアおよびタイのクメール建造物の石材並びに石材劣化に関する研究

本研究では、カンボジア、タイおよびラオスにまたがって広く分布し、9世紀から13世紀にかけて建造されたクメール遺跡の石材および石材劣化に関する研究を行なった。クメール遺跡の建築材料は砂岩、ラテライトおよび煉瓦であるが、本研究では、主として砂岩に焦点を置き、研究を行なった。カンボジアのクメール遺跡(一般的にはアンコール遺跡と呼ばれる)に関しては、砂岩材およびラテライト材の帯磁率、形、層理面方向等の特徴の時代変化を明らかにすることにより、建造物における建造順序の推定が可能となった。特に、建造年代に関して不明であったプラサート・スープラの建築年代をこれら石材の特徴およびスタッコやラテライト材充填物中の木炭片に対する放射性炭素年代測定からアンコール・ワット期の建造であることを明らかにすることができた。クメール遺跡における石材劣化の原因のなかで最も重要なのは塩類風化であり、建物内部に見られ硫酸塩およびリン酸塩を伴う塩類風化と、主として堂山型基壇の表面に見られる炭酸カルシウムを伴う塩類風化とが見られる。これら塩類風化における塩類の起源を調べるためにイオウおよびストロンチウムの安定同位体分析を行なった。その結果、前者ではコウモリの排泄物が、後者では岩石および雨水が塩類の供給源であることが明らかとなった。タイおよびラオスのクメール遺跡に関しては、使用石材の岩石学的記載を行なうとともに遺跡周辺の地質調査を行ない、石材の供給源を明らかにすることができた。カンボジア、タイおよびラオスの石材供給地に関する研究結果から、遺跡に使用されている石材は周辺地質によって支配されていることが明らかになった。今年度は、カンボジアのアンコール遺跡(クメール遺跡)において赤外線カメラおよび含水率計を用いた石材劣化に関する調査を行うとともにタイのクメール遺跡において石材調査並びに石切り場調査を行った。石材の劣化程度およびその範囲を特定することは遺跡修復の実作業において不可欠である。その手法の一つとして赤外線カメラによる調査が挙げられる。平成14年度の科研費において最も大きな部分を占めているのがこの赤外線カメラの購入費である。今現在、日本国政府アンコール遺跡救済チームが修復を手掛けているアンコール・ワットの北経蔵においてこの赤外線カメラによる劣化調査を行った。その結果、石材(砂岩)剥離の検出においてこの赤外線カメラが極めて有効であることが示された。しかしながら、赤外線カメラによる方法では、レリーフの彫られている起伏に富んだ場所では温度分布が複雑になり、必ずしも剥離が明瞭に検出されるわけではなく、検討の余地があることもわかった。また、この赤外線カメラを用いて北経蔵と同様な造りを持つ南経蔵の東西南北面において朝から夕方までの1時間毎の温度分布変化を測定した。その結果、屋根部分が40°C近くの最も大きな日変化を示し、石材の膨張収縮が屋根材劣化の一原因となることがわかった。タイでは、東北部にある主要なクメール遺跡の調査をおこなった。調査した遺跡の数は17で、これに加え2つの砂岩石切り場の調査も行った。タイ東北部のクメール遺跡では、カンボジアのアンコール遺跡と同様に砂岩、ラテライトおよびレンガが主要な建築材料となっている。しかしながら、その砂岩はアンコール遺跡のものとは異なることが明らかとなった。また、砂岩は大きく3つに分けられ、大まかには地域の地質を反映していることが明らかとなった。カンボジアのアンコール遺跡では、小型地中レーダを用いて、石材中の亀裂の非破壊検出実験を行うとともに既存の修復で使用されたコンクリート材中の配筋状態の調査を行ない、上記調査における地中レーダの有効性が明らかとなった。また、石材劣化の中で大きな部分を占めるコウモリの排泄物に起因する劣化試料に対して、SrおよびS同位体組成分析および水による溶出実験を行ない,コウモリの排泄物がCa、PおよびSの供給源となっていることを明らかにした。

タイではコラート高原にて地質調査を行ない,コラート高原に多く存在するクメール遺跡に使用されている砂岩材の供給源の推定を行なった.その結果,コラート高原の上部層を構成するMaha Sarakham層とPhu Phan層がその多くの供給源であることが明確となり,カンボジアのクメール遺跡(アンコール遺跡)を含め、地形が石材供給において大きな制約となっていることが明らかとなった.本年度では新たにコラート高原上でかつカンボジアに位置するカオ・プラ・ヴィハーン遺跡及びロッブリー及びスコータイにあるクメール遺跡の調査を行なった.また、クメール遺跡との比較のために、7世紀に建造されたカンボジアのサンボール・プレイ・クック遺跡および13世記以降の建造であるタイのスコータイ遺跡およびアユタヤ遺跡の石材調査を行ない,石材や劣化要因の比較・検討を行なった.2004年度では、以下の3項目に関して調査・研究を行った。(1)アンコール遺跡プラサート・スープラの建造年代を推定するためにアンコール遺跡における石材特徴の時代変化を調査するとともにプラサート・スープラの内壁のスタッコおよび石材の目地から採取された木炭に対する放射性炭素年代測定を行った。その結果、プラサート・スープラは従来のアンコール時代末期のバイヨン期ではなくアンコール・ワット期の建造であることが明らかとなった。(2)アンコール遺跡ではリン酸塩・硫酸塩を伴う塩類風化と方解石を伴う塩類風化の2種類の塩類風化が観察される。この塩類物質の起源を探るべく、硫黄およびストロンチウム同位体比の測定を行った。その結果、硫黄およびストロンチウムともに主としてコウモリの排泄物に由来していることが判明した。ただし、これに加え、硫黄に関しては雨水からの若干の寄与が、また、ストロンチウムに関しては砂岩材からの若干の寄与が考えられる。(3)ラオスのワット・プー遺跡およびシダ遺跡の調査を行うとともにカオ・プラ・ビヘア、パノム・ルン、ムアンタム、ピマーイ、パノム・ワン遺跡等タイの主要なクメール遺跡の砂岩材の再調査を行った。これらの遺跡の砂岩材と遺跡周辺に分布するコラート層群の調査を行い、クメール遺跡の砂岩材の供給地の推定を行った。その結果、タイおよびラオスのクメール遺跡の砂岩材は、3つのグループに分けられ、Khok Kruat Formation、Phu Phan Formation/Sao Khua Formation /Phra Wihan Formation、Phu Kradung Formationがそれぞれの起源となっていることが解明され、遺跡の砂岩材が周辺地質に規制されていることが明らかとなった。
免疫複合体による組織障害に対する、ケモカインのin vivoにおける役割について

免疫複合体の沈着は組織障害を来す急性の炎症反応を引き起こす。血管炎症候群、全身性エリテマトーデス、関節リウマチなどさまざまな疾患で、この免疫複合体による炎症が関与している。免疫複合体による組織障害は炎症細胞浸潤によって誘導され、その炎症細胞浸潤は多数のケモカインによって高度に制御された生体プロセスである。ケモカイン受容体であるCCR1とCCR5、およびこれらのリガンドであるCCL3がこの免疫複合体による組織障害にどの程度関与しているかを検討するために、CCR1、CCR5、CCL3の発現を欠くマウスにおいて、皮膚と腹腔内で逆受け身アルサス反応を誘導した。皮膚アルサス反応による浮腫は野生型マウスと比較して、CCR1ノックアウトマウスとCCL3ノックアウトマウスで有意に抑制されたが、CCR5ノックアウトマウスでは抑制されなかった。浸潤してきた好中球と肥満細胞数は、野生型マウスと比較してCCL3ノックアウトマウスおよびCCR1ノックアウトマウスで減少していた。これとは対照的に腹腔内アルサス反応はこれら変異マウスで抑制されなかった。CCR1とCCR5は共に腹腔内の好中球および肥満細胞上に発現していた。皮膚アルサス反応による、CCR1とCCR5の別のリガンドであるCCL5 mRNAの発現は野生型マウスと比較して、CCR5ノックアウトマウスおよびCCL3ノックアウトマウスで増加していた。一方、皮膚のCCL3 mRNAの発現はCCR1ノックアウトマウスとCCR5ノックアウトマウスで増加していた。これらの結果はCCR1、CCR5、CCL3は協調して皮膚アルサス反応を誘導しており、CCL3とCCL5の発現増強はCCR1、CCR5、CCL3が欠損した状態を補正しうることが示された。皮膚における免疫複合体によるアルサス反応は、ニワトリ卵白アルブミンに対するウサギIgG型抗体および陰性コントロールとして精製ウサギIgGをマウスの皮内に注射し、その直後に抗原であるニワトリ卵白アルブミンをマウス尾静脈から静注し、皮内で免疫複合体を形成させることによって惹起した。免疫複合体形成4時間後の皮膚の浮腫はCCR5ノックアウトマウスでは正常であったが、CCR1ノックアウトマウス(34%減少、p<0.001)およびCCL3(MIP-1α)ノックアウトマウスでは野生型マウス(20%減少、P<0.02)と比較して有意に減少していた。このように、CCR1あるいはCCL3発現の欠損は、浮腫によって特徴づけられる早期の炎症反応を減少させたが、CCR5発現欠損は浮腫反応に影響を与えなかった。これとは対照的に、8時間後の皮膚の紫斑形成は、それぞれのノックアウトマウスと野生型マウスの間で有意な差を認めなかった。さらに、皮膚へ浸潤してくる好中球数および肥満細胞数を検討したところ、CCL3ノックアウトマウスにおける血管外の好中球数は免疫複合体形成4時間および8時間後で、野生型マウスと比較して減少していたが、一方CCR1ノックアウトマウス、CCR5ノックアウトマウスでは野生型マウスと差を認めなかった。肥満細胞浸潤に関しては、CCR1ノックアウトマウスで野生型マウスと比較して免疫複合体形成4時間後に減少が認められた。しかし、CCL3ノックアウトマウス、CCR5ノックアウトマウスでは野生型マウスと差を認めなかった。このように、CCL3は皮膚アルサス反応において好中球の浸潤を誘導するために必要であるが、一方CCR1は、特に早期の肥満細胞浸潤に対して必要であることが明らかとなった。前年度は、皮膚における逆受け身アルサス反応におけるケモカイン、ケモカイン受容体の役割を検討したが、今年度は腹腔内における逆受け身アルサス反応における役割を検討した。

腹腔内における免疫複合体によるアルサス反応は、ニワトリ卵白アルブミンに対するウサギIgG型抗体および陰性コントロールとして精製ウサギIgGをマウスの腹腔内に注射し、その直後に抗原であるニワトリ卵白アルブミンをマウス尾静脈から静注し、腹腔内で免疫複合体を形成させることによって惹起した。腹腔内アルサス反応において、CCR1ノックアウトマウス、CCR5ノックアウトマウス、CCL3ノックアウトマウスにおける好中球と肥満細胞数は、野生型マウスと有意な差は認められなかった。次に、腹水中のCCL5およびCCL3レベルを測定した。ニワトリ卵白アルブミンの静注と共に、ウサギ抗ニワトリ卵白アルブミン抗体を腹腔内に注射後4時間では、野生型マウスにおいてCCL5とCCL3レベルは著しく増加した。CCR1ノックアウトマウス、CCR5ノックアウトマウス、CCL3ノックアウトマウスにおけるCCL5レベルは野生型マウスと有意な差を認めなかった。対照的に、CCL3レベルはCCR1ノックアウトマウスにおいて、野生型マウスと比較してICチャレンジ4時間後増加していたが、そのような増加はCCR5ノックアウトマウスでは認められなかった。このように、CCR1の欠損はCCL3産生を増加させたが、一方でCCR5欠損はCCL3産生に影響を与えなかった。さらに、CCR1、CCR5、あるいはCCL3の欠損は腹腔内においてCCL5産生を増強させなかった。
品質工学における直流モータの瞬時電力の評価方法の検討

1.研究目的品質工学は実験計画法から発展した評価技術である。実験計画法では,調べたい因子の効果を少数サンプルで統計的に評価し,平均値の変化の解析を行う実験手法であり,品質工学は実験計画法をベースに,ばらつきや劣化をSN比で評価する実験手法である。品質工学では,評価を行う際に入力エネルギーを計測し,そのばらつきの大きさで評価を行っている例が多く,交流モータを動力源とした機器の消費電力値を計測し,その瞬時電力値のばらつきを評価して機器の設計や製造過程の最適化を行っている。しかし,直流モータを動力源とした機器の実施例がないため,品質工学における直流モータを動力源とした機器の瞬時電力による評価方法の検討を目的とした。2.実験方法および結果往復摺動摩耗試験機を用いて,固体潤滑剤の摩擦劣化に対する潤滑性の変化を摩擦係数で評価を行った。その後,同時に計測した駆動用直流モータの瞬時電力波形で評価を行ったが,スパイク状の電力変化部分の影響が大きく,固体潤滑剤の違いを評価に反映できなかった。そこで,スパイク状の電力変化部分は,固体潤滑剤の劣化に無関係であると考え,電力データから省いて評価を行った。しかし,モータ出力に対して負荷が小さく,摩擦劣化による瞬時電力の変化を評価できなかった。さらに,直流モータの違いによる瞬時電力波形を比べることにし,小型直流モータを駆動源とした簡易な負荷装置を製作して,瞬時電力の違いについて調べた。スパイク状の電力変化部分は,直流モータの違いによって異なる形状であり,同機種であっても個体差があった。3.まとめ品質工学において,直流モータを動力源とした機器の瞬時電力で評価を行う場合は,劣化等の誤差によるによる違いが大きく出るように,負荷に応じた出力のモータを選定する必要がある。直流モータの瞬時電力には,ブラシと整流子によると考えられるスパイク状の電力変化があるため,無負荷時の電力波形を評価方法に加味することが必要である。
アレルギー喘息の発症における肺粘膜免疫系の役割に関する研究-肺粘膜免疫組織の形成気候とアレルギー喘息におけるケモカインSLCの同定とその機能解析-

1.私達はリンパ球ホーミングに着目し、免疫組織染色法および中和抗体による短時間ホーミング実験を用いて肺粘膜免疫組織(BALT)の組織形成機構を検討した。その結果、腸管粘膜免疫組織とは異なり、BALTのHEVにはPNAdと高レベルーVCAM-1の発現が認められた。また、PNAd,VCAM-1,α4 integrin,LFA-1,L-selectinを阻害することにより、BALTへのリンパ球ホーミングが有意に阻害したことがわかった。これらの結果は、PNAd/L-selectin,VCAM-1/α4β1 integrinとLFA-1からなる細胞接着機構がBALTへのリンパ球ホーミングを介在することを示唆している。2.私達は免疫染色法とLCM-RT-PCR法でを用いてBALTにおけるケモカインSLCとMIP-3bの発現を明らかにした。また、SLCまたはMIP-3bで処理したリンパ球および両ケモカイン同時欠損マウスでは、BALTへのリンパ球ホーミングが有意に阻害された。これらの結果はケモカインSLCとMIP-3bがBALTへのリンパ球ホーミングに深く関わっていることを示唆している。3.NF-κB遺伝子突然変異による二次リンパ組織欠損マウス(aly/aly)を用い、アレルギーの発症について野生型マウスと比較検討した。その結果、aly/alyマウスでは気管支肺洗浄液には炎症細胞特に好酸球とリンパ球が有意に減少した。また、気管支肺洗浄液のリンパ球サブセットとその細胞接着分子をFACSで解析した結果、aly/alyマウスでは気管支肺洗浄液中のCD4陽性細胞とくにα4β1インテグリン陽性細胞が有意に減少した。またリンパ球の接着分子発現と一致し、肺血管にα4β1インテグリン陽性細胞の遊走に欠かせない血管接着分子VCAM-1の発現がaly/alyマウスで弱かった。さらに、aly/alyマウスは野生型マウスより血清総IgEが有意に減少した。これらの結果、二次リンパ組織の形成に重要なNF-κB遺伝子は炎症細胞の遊走とIgE産生を通じ、アレルギー喘息の発症に寄与することがわかった。4.CCR7リガンド(SLCとMIP-3β)欠損マウスとその野生型において、アレルゲンOVAを用いて、気管支、粘膜リンパ組織(BALT)の誘導を検討した。自然形成と同様に、抗原の気道内投与は野生型マウスでは気管支の分岐部に典型的なBALTが誘導できたのに対し、欠損マウスでは気管支に沿った拡散型BALTが大いに誘導できた。この結果より、我々はCCR7リガンドがBALTの組織型を決定する上に重要であると考える。平成13年度では、BALTにおけるSLC発現の同定、BALTの組織形成におけるSLCの機能解析、アレルギー喘息の発症におけるSLCの役割について検討し、以下の成果が得られた。

1.ケモカインSLCの発現に関して、BALTを含む種々の二次リンパ組織(末梢リンパ節、パイエル板と腸粘膜リンパ節)を比較検討した。その結果、末梢リンパ節等の他の二次リンパ組織と同様に、SLCがBALTのHEVのみならず、stromal cellsにも発現することが認められた。2.BALTの組織形成特にリンパ球ホーミングにおけるSLCの役割に関して、短時間リンパ球ホーミング試験を用いて、検討を行った。まず、ケモカインシグナル阻害剤であるPTXで処理したリンパ球では、未処理リンパ球に比べ、BALTへのホーミングが殆ど阻害されたことが分かった。この結果はBALTへのリンパ球ホーミングがケモカインに依存することを明らかにした。つぎに、リンパ球を過量のSLCで処理しCCR7レセプターを飽和したリンパ球では、BALTへのホーミングが未処理のリンパ球に比べ有意に低下したことが認められた。さらに、ケモカインSLC欠損マウスでは、BALTへのリンパ球ホーミングは正常マウスに比べ有意に低下したことが分かった。これらの結果はケモカインSLCがBALTへのリンパ球ホーミングに必須であることを明らかにした。3.アレルギー喘息におけるSLCの機能を解明するため、喘息の発症をSLC欠損マウスと正常のマウス間で比較検討した。SLC欠損マウスでは、肺における炎症細胞浸潤が正常マウスに比べ増悪したことがわかた。また、欠損マウスの肺気管支洗浄液に炎症細胞数特にリンパ球と好酸球が正常マウスより有意に多かった。また、洗浄液中のT細胞のサブセットに関しては、両群間ではCD8細胞数に差がなかったが、欠損マウスではCD4細胞数が有意に増加した。さらに、CD4細胞における炎症細胞ホーミング関連接着分子の発現をFACSで解析したところ、SLC欠損喘息マウスの洗浄液では、L-selectin陰性、alpha4integrin陽性、beta7integrin陽性とalpha4beta7integrin陽性の割合が正常マウスの喘息肺洗浄液より高かったことが認められた。これらの結果はSLCがアレルギー喘息の発症にマイナス的に制御することを明らかにした。平成14年度では、アレルギー喘息の発症と気道粘膜免疫組織の誘導について検討を行い、以下の成果が得られた。1.NF-κB遺伝子突然変異による二次リンパ組織欠損マウス(aly/aly)を用い、アレルギーの発症について野生型マウスと比較検討した。その結果、aly/alyマウスでは気管支肺洗浄液には炎症細胞特に好酸球とリンパ球が有意に減少した。また、気管支肺洗浄液のリンパ球サブセットとその細胞接着分子をFACSで解析した結果、aly/alyマウスでは気管支肺洗浄液中のCD4陽性細胞とくにα4β1インテグリン陽性細胞が有意に減少した。またリンパ球の接着分子発現と一致し、肺血管にα4β1インテグリン陽性細胞の遊走に欠かせない血管接着分子VCAM-1の発現がaly/alyマウスで弱かった。さらに、aly/alyマウスは野生型マウスより血清総IgEが有意に減少した。これらの結果、二次リンパ組織の形成に重要なNF-κB遺伝子は炎症細胞の遊走とIgE産生を通じ、アレルギー喘息の発症に寄与することがわかった。2.CCR7リガンド(SLCとMIP-3β)
光ファイバーを用いた医用放射線計測の新手法

本研究は、放射線計測用素材として種々の優れた特性を有する光ファイバーに着目し、これを医学分野の放射線計測に応用して、治療用X線や電子線による人体内部での局所線量、並びに、X線CTによる臓器・組織吸収線量を精密に測定・評価する技術の確立を目的としており、以下の3項目について研究開発を実施した。1.生体等価なシンチレーター入りプラスチック光ファイバー(シンチレーションファイバー)を検出器とし、ファイバー両端からの光信号を演算処理することによって、1m程度の広い範囲にわたって一様な感度を有する長尺の線量計を開発した。この線量計により、X線CT検査による人体ファントムの体軸方向に沿った広範囲の被曝線量(線積分線量飽和値)を測定した結果、従来のCT用電離箱による測定では、被曝線量を30%程度過小評価していることが明らかになった。2.ラジオサージェリなどで使われる小照射野における、高エネルギーX線の人体ファントム中の吸収線量測定用として、光ファイバーの先端に微小シンチレータを付加した検出器、並びに、安定で再現性の良い線量測定を行うため、光電変換部にフォトダイオードを使用した小型の線量計を開発し、さらに、従来の電流積分法ではなく、パルス波高解析により吸収線量を求める新しい線量評価法を開発した。3.感度がX線入射方向に依存せず、小型で高感度な線量計として、光ファイバーの先端に微小シンチレータを付加したものを検出器とした線量計を開発し、X線CT検査による人体ファントムの体軸方向に沿った被曝線量分布、並びに、最近のヘリカルX線CTスキャンによる人体等価胸部ファントム中の各部の被曝線量を精密に測定して、CT検査による臓器・組織吸収線量評価のための基礎的データを得た。本研究は、放射線計測用素材として種々の優れた特性を有する光ファイバーに着目し、これを特に医学分野の放射線計測に応用して、最近の診断、並びに治療用X線、電子線による吸収線量を精密に測定、評価するための技術的方法を開発することを目的としている。本年度は、次の2点について研究開発を実施した。1,最近の螺旋軌道X線CTによる体軸方向に沿った広範囲の被曝線量を高精度で測定するため、人体ファントム中の体軸方向に1m程度の範囲にわたって一様な検出感度を有する、シンチレーションファイバー型線積分線量測定器(検出器および付属エレクトロニクス)を試作した。すなわち、長さ2mのシンチレーションファイバーの両端に光電子増倍管を取り付け、両端から信号が得られるようにした検出器、並びに、シンチレーションファイバーの発光位置によらず一定の検出感度を得るため、ファイバーの両端から得られる電流信号を電圧信号に変換した後、それぞれの信号強度をアナログ乗算器を通して掛け合わせ、その平方根を求める信号処理回路を設計、製作した。検出器を人体ファントム中に置き、螺旋軌道X線CTからのX線ビームを検出器に照射してこの方法の有効性を確かめた。2,最近のラジオサージェリで使われる電子線加速器からの高エネルギーX線の人体(ファントム)中局所領域の吸収線量測定用として、光ファイバーの先端に微小シンチレーションファイバーチップを付加した、ポイント線量測定器を試作した。安定で再現性の良い線量測定を行うため、光電変換部にフォトダイオードを使用し、パルス信号処理方式を考案して、そのための処理回路を設計、製作した。ラジオサージェリーと同様のX線照射条件で人体ファントム中の線量分布測定を実施し、この方法の有効性を確かめた。本研究は,放射線計測用素材として種々の優れた特性を有する光ファイバーに着目し,これを特に医学分野の放射線計測に応用して,治療用X線や電子線による人体内部での局所線量,並びに,診断X線の中で測定が難しいX線CTによる臓器や皮膚の被曝線量を精密に測定,評価するための技術的方法を開発することを目的としている。

本年度は,次の2点について研究開発を実施した。1.ラジオサージェリで必要な,小照射野内での高エネルギーX線による吸収線量を正確に測定するため,直径1mm,長さ2.5mのプラスチック光ファイバーの先端に同一直径で長さ4mmのシンチレーションファイバーチップを結合した線量計検出部を作製し,治療用電子線加速器からのパルスX線による検出部の発光をフォトダイオードで光電変換し,パルス信号処理することによって,安定で再現性の良い線量測定が可能な線量計を開発した。線量計感度はX線入射方向や線量率に依存しないなど優れた性能を持つことを実験的に確認し,また,一辺が1.5cm程度の矩形小照射野まで正確に線量を測定できることを確認して,この線量計の開発を完成させた。2. X線CTによる臓器ならびに皮膚の被曝線量測定に必要な,線量計感度がX線入射方向に依存せず,非常に小型で高感度な線量計として,前項と同一構造の,光ファイバーと先端のシンチレーションファイバーチップから成る線量計検出部を作製し,X線による検出部の発光を光電子増倍管で光電変換し,線量率に比例した電流をX線照射時間中積分して被曝線量を求める方式の線量計を開発した。この線量計を使用し,従来型CTによる人体ファントムの体軸上線量分布,並びに,最近のヘリカルCTによる臓器被曝線量を精密に測定し,線量計の有効性を確認した。本年度は、X線CT検査による被験者の被曝線量を測定するための、微小シンチレーター光ファイバー線量計(以下、シンチレーション・ポイント線量計)の開発とその応用研究を実施した。昨年度試作したシンチレーション・ポイント線量計は、材質が人体組織等価で、且つ、感度がX線入射方向について均一であるなど優れた特性を有しているものの、診断領域(数10keV150keV)のX線に対して感度がX線エネルギーとともに多少変化(増加)する欠点があることが分かった。そこで、感度のX線エネルギー依存性がCT被曝線量測定精度に及ぼす影響を評価するため、シンチレーション・ポイント線量計と正反対のエネルギー応答特性を有するシリコンフォトダイオード線量計を開発し、ファントム中でこれら2種類の線量計によりCT被曝線量を測定して、得られた値を比較した。その結果、シンチレーション・ポイント線量計感度のX線エネルギー依存性に基づく線量測定誤差は、最大でも5%以下で十分小さいことが明らかになった。シンチレーションポイント線量計およびシリコンフォトダイオード線量計により、これまで被曝線量測定データの無かった螺旋軌道型CTスキャンについて、本研究で作製した人体等価胸部ファントムを用い、その中心部および表面の吸収線量を種々の検査モードで測定した。被曝線量に及ぼすX線管電流、スライス厚、ピッチなどの検査条件、さらに、CTスキャンの機種の違いによる影響を調べ、胸部CT検査における臓器、組織吸収線量の基礎的データを得た。
在宅障害老人を抱える介護者の対拠(コーピング)行動に関する研究

平成3年度に実施した大量調査について、本研究課題の独立変数に関わる未集計部分の集計を行った。一方、国内外の関連文献の収集およびレビューを行い、仮説的な分析枠組みを設定した。このモデルに従って、在宅障害老人の家族介護者が諸困難に取り組む態度や行動と定義された対処(コーピング)スタイルが、ストレス因果モデルのなかでどの様な因子の影響を受け、また及ぼしているのかを、パス解析を用いて分析した。また、対処スタイルがバーンアウトに与える効果につて、(1)媒介モデル、(2)ストレス緩衝モデル、(3)主効果モデル、の3つのモデルへの適合性を検証した。その結果、家族介護者のとる対処スタイルは、負担感を経由して引き起こされていることが示された。また、痴呆と介護の程度が増す程、「回避・情動型」対処スタイルが強まり、介護期間が長い程、「問題解決型」及び「接近・認知型」対処スタイルが促進することが判明した。さらに、「接近・認知型」対処スタイルはバーンアウトを抑制し、逆に「回避・情動型」対処スタイルはこれを増大させる方向に作用していた。対処スタイルがバーンアウトに与える効果は、痴呆をストレッサーとした場合の「接近・認知型」にストレス緩衝効果がみられ、一方、「回避・情動型」について、老人の心身の障害と介護程度をストレッサーとした場合に媒介効果が、介護期間をストレッサーとした場合に主効果がそれぞれ認められた。さらに、大量調査では把握困難な個別的、質的因子の影響をモデルに採り入れ、これを総合的に分析することを目的として、在宅重度障害老人20ケースについて、事例調査を現在実施中である。
東シベリア、中央ヤクーチアにおける植生変遷とアラスの形成

本研究では、東シベリアの中央ヤクーチアに分布するアラスで採取した堆積物の分析を行っている。この地域では、近年大規模な森林火災が発生しており、森林生態系に多大な影響を与えている。また、強度の森林火災は凍土の融解を引き起こし、アラスを形成させるという説がある。長期的な森林火災史の理解は、植生と火災の関係や凍土融解の引きがねを明らかにする上で重要である。そこで、サハ共和国ヤクーツク市近郊のSugun湖、Chai-kuアラス、Maralayアラスにおいて、植生を復元するための花粉分析と、森林火災史を復元するための炭化片分析を行った。湖周辺の植生は、カラマツ、ヨーロッパアカマツ、シラカンバを中心に構成されている。花粉分析の結果、中央ヤクーチアのアラスの形成が活発であったと考えられる完新世初期の植生は、カラマツとシラカンバの森林にイネ科やヨモギ属多く含むものであった。この時期以降、イネ科やヨモギ属などの草本は次第に減少した。6000cal yr BPにヨーロッパアカマツが急激にレナ川沿いに拡大し、現在と同様の森林植生が定着した。これまでの炭化片の分析の結果、12500-7000cal yr BPにしばしば大きなピークが見られた。これらのピークは、サーモカルストの発達期に周辺から流入してきたものと解釈出来る。7000cal yr BP以降、大きなピークは見られず、現在と同様の地表火中心の森林火災が発生してきたと考えられる。また、森林植生がカラマツからヨーロッパアカマツに変わる6000cal yr BP前後で、炭化片量の大きな変動は見られず、植生のタイプが森林火災の増減を決定している可能性は低い。そこで、サハ共和国ヤクーツク市近郊のSugun湖およびChai-kuアラスにおいて、植生を復元するための花粉分析と、森林火災史を復元するための炭化片分析を行った。花粉分析の結果、中央ヤクーチアのアラスの形成が活発であったと考えられる9000cal yr BPの植生は、カラマツとシラカンバの森林にイネ科やヨモギ属多く含むものであった。これまでの炭化片の分析の結果、12500-7000cal yr BPにしばしば大きなピークが見られ大きな森林火災が発生していたと示唆される。今後、9000cal yr BP前後のアラス形成時期の炭化片量を明らかにするためには、多くの深度での年代値が必要である。