hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心臓におけるβ3交感神経受容体の発現解析および心筋線維化に関わる機序の解明

交感神経受容体(AR)にはαとβのサブタイプがあり、β-ARには3つのサブタイプ(β1, β2, β3)が存在している。この内、β3-ARは脂肪細胞や平滑筋に多く発現しているが、心血管系におけるβ3-ARの局在が明らかとなり心不全の病態との関連性が注目されている。しかし、1心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの局在は知られておらず、2β3-ARを介したコラーゲン産生の調節機序は未だ解明されていない。従って、心筋線維化のメカニズムは十分に解明されておらず、3心不全におけるβ3-ARの病態生理学的意義は未知のままである。本研究では、β3-ARを介した心筋線維化のメカニズムを解明し、新たな心不全治療薬の開発に向けた基礎的情報を発信することを目的としている。初年度以降には、ラット左心室におけるβ3-ARの発現量は極めて少ないが、心臓線維芽細胞にはβ3-ARが発現していることを確認した。さらに、β3-AR作動薬(BRL37344)に暴露した心臓線維芽細胞では濃度依存性にp44/42MAPK (pERK1/2)の発現量が増加し、本剤添加10分後にpERK1/2の最も強いシグナルが認められた。これらの結果はβ3-ARを介した細胞シグナルはERK1/2を介していることを示唆している。最終度にはさらなるシグナル伝達経路を解明するため、pCREBの発現量を精査した。BRL37344はpCREBの発現量を有意に増加させたが、β3-AR阻害薬(SR59230A)はpERK1/2ならびにpCREBを有意に抑制した。pCREBはpERK1/2の下流に存在するため、β3-ARを介した細胞シグナルはERK1/2ならびにCREBを介していることが示唆された。今後は、心臓線維芽細胞におけるβ3-ARとリモデリングに関する機能解析を行い、β3-ARの心臓線維化との関係を解明する必要がある。心不全動物では交感神経の賦活化によってカテコラミンの分泌が上昇しており、心血管系に多く分布している交感神経受容体(AR)が刺激される。ARにはαとβのサブタイプがあり、β-ARには3つのサブタイプ(β1, β2, β3-AR)が存在している。β-ARの慢性的な刺激は心筋線維化を誘起することから、β-ARは心不全の進展に深く関わっていると考えられている。β3-ARは1980年代後半にクローニングされた新しいβ-ARであり、脂肪細胞や平滑筋に多く発現しているため、当初は肥満や糖尿病の治療薬として注目されていた。しかし、近年では心血管系におけるβ3-ARの局在が明らかとなり、生理学的機能や心不全の病態との関連性が注目されている。しかし、心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの局在は知られておらず、β3-ARを介したコラーゲン産生の調節機序は未だ解明されていない。従って、心筋線維化のメカニズムは十分に解明されておらず、心不全におけるβ3-ARの病態生理学的意義は未知のままである。本研究では、β3-ARを介した心筋線維化のメカニズムを解明し、新たな心不全治療薬の開発に向けた基礎的情報を発信することを目的として研究申請した。平成27年度には、in vitroにおけるβ3-ARを介したコラーゲン産生の調節機序の解析を行うために、ラットの心臓ならびに心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの局所的な発現解析を行った。RT-PCR法を用いた解析では、ラット心臓(左心室)におけるβ3-ARのmRNA発現は極めて少なかったが、心臓線維芽細胞ではmRNA発現が確認された。同様に、心臓線維芽細胞においてのみβ3-ARの蛋白発現が確認された。これらの結果から、心臓線維芽細胞における局所的なβ3-ARの存在が明らかとなった。今後は、心臓線維芽細胞においてβ3-ARが担う細胞機能の解明が必要であると考えられる。本研究ではin vitro研究およびin vivo研究から、1心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの遺伝子・蛋白質の発現解析、2β3-ARを介したコラーゲン産生の調節メカニズム解析、3心不全モデルラットにおけるβ3-ARを介した心筋線維化ならびに心機能の調節機序の解析を行い、β3-ARを介した心筋線維化のメカニズムを明らかにすることで、心不全治療の発展に向けた新たな基礎的情報の解明を目標としている。平成2728年度ではin vitroにおけるβ3-ARを介したコラーゲン産生の調節機序の解析を行うために、1心臓線維芽細胞におけるβ3-ARのmRNAおよび蛋白質の発現を特定し、2β3-ARを介した細胞内シグナルおよびコラーゲン産生の調節機序を分子生物学的に評価することで、β3-ARとコラーゲン産生の調節に関わる各種因子の直接的関連性を解明する計画であった。平成27年度にはラットの心臓線維芽細胞の初代分離培養法を確立することができ、左心室ならびに心臓線維芽細胞を用いてβ3-ARのmRNA・蛋白質の発現解析を行った。β3-ARのmRNA・蛋白質は左心室からはほとんど確認されなかったが、心臓線維芽細胞では確認することが出来た。これらのことから当初計画にあったβ3-ARを介したコラーゲン産生の調節メカニズム解明に向けた平成27年度の目標はおおむね達成できたと判断している。

交感神経受容体(AR)にはαとβのサブタイプがあり、β-ARには3つのサブタイプ(β1, β2, β3-AR)が存在している。β-ARの慢性的な刺激は心肥大や心筋線維化を誘起することから、β-ARは心不全の進展に深く関わっている。この内、β3-ARは脂肪細胞や平滑筋に多く発現しているため、当初は肥満や糖尿病の治療薬として注目されていたが、近年では心血管系におけるβ3-ARの局在が明らかとなり、生理学的機能や心不全の病態との関連性が注目されている。しかし、1心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの局在は知られておらず、2β3-ARを介したコラーゲン産生の調節機序は未だ解明されていない。従って、心筋線維化のメカニズムは十分に解明されておらず、3心不全におけるβ3-ARの病態生理学的意義は未知のままである。本研究では、β3-ARを介した心筋線維化のメカニズムを解明し、新たな心不全治療薬の開発に向けた基礎的情報を発信することを目的としている。初年度には、ラットの心臓ならびに心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの発現解析を行い、ラットの左心室におけるβ3-ARのmRNA・蛋白発現は極めて少なく、心臓線維芽細胞では顕著に発現していることを明らかにした。この結果を踏まえ、平成28年度にはβ3-AR作動薬(BRL37344)を使用し、β3-ARを介した細胞内シグナルの伝達経路を探索すると共に、コラーゲン産生に対する影響を解析した。本剤に暴露した心臓線維芽細胞では濃度依存性にp44/42 MAPK (ERK1/2)のリン酸化が増加しており、10-4Mでは最も強いシグナルが確認された。また、継時的変化の解析では、本剤添加後10分でリン酸化ERK1/2の最も強いシグナルが認められた。これらの結果から、心臓線維芽細胞におけるβ3-AR刺激は同受容体を介して細胞内シグナルを調節していることが示唆された。本研究ではin vitro研究およびin vivo研究から、1心臓線維芽細胞におけるβ3-ARの遺伝子・蛋白質の発現解析、2β3-ARを介したコラーゲン産生の調節メカニズム解析、3心不全モデルラットにおけるβ3-ARを介した心筋線維化ならびに心機能の調節機序の解析を行い、β3-ARを介した心筋線維化のメカニズムを明らかにすることで、心不全治療の発展に向けた新たな基礎的情報の解明を目標としている。我々は昨年度までにラット心臓線維芽細胞においてβ3-ARが発現している事を明らかとしており、本年度ではβ3-AR作動薬(BRL37344)を用いて心臓線維芽細胞のβ3-ARを刺激することで、心臓線維化に関わる細胞内シグナル及びコラーゲン発現の変化を分子生物学的に評価した。本剤に暴露したラット心臓線維芽細胞では濃度依存性(10-610-4M)にp44/42 MAPKのリン酸化が増加しており、10-4Mでは最も強いシグナルが確認された。また、継時的変化(10-4M; 0、10、30、60、120 min)を解析したところ、本剤添加後10分ではリン酸化ERK1/2の最も強いシグナルが認められた。しかし、コラーゲンの発現量には有意な変化は認められなかった。このことは、細胞内でコラーゲンが産生されるまでには約24時間が必要であり、本研究のプロトコールではコラーゲンの発現変化を捉えることが出来なかったと推察される。これらのことから当初計画にあった平成28年度の目標はやや遅れていると判断している。
シシトウ由来カプシアノシド類によるタイトジャンクション調節活性の機講解析

1.シシトウ抽出物から各種クロマトグラフィーによりカプシアノシドA-Fを精製した。2.カプシアノシドFはヒト腸管由来培養細胞株であるCaco-2のタイトジャンクション(TJ)における透過性を上昇させるが、カプシアノシドCは有意な活性を示さない。そこで、両者の活性の違いを説明するために、Caco-2細胞層への各カプシアノシドの取り込みの違いを調べた。Caco-2細胞層を各カプシアノシドで処理し、細胞層をリンスした後、細胞層に取り込まれたカプシアノシドをメタノールにより抽出し、ODSカラムを用いた逆相HPLCにより定量した。その結果、高活性体であるカプシアノシドFは、カプシアノシドCの4倍以上細胞層に取り込まれていることが示された。従って、カプシアノシドは細胞層に取り込まれTJ透過性上昇活性を発現することが示唆された。3.表面張力計を用いてカプシアノシドA-Fの界面活性を測定し、TJ透過性上昇活性との相関を調べた。その結果、両者には相関が認められた。しかし、これまでの研究結果より、カプシアノシドの活性の機構はSDSなどによる透過性上昇活性とは異なるものと考えられるので、カプシアノシドの界面活性は、細胞への取り込み易さに影響を及ぼし、それに伴いTJ透過性上昇活性の増大が認められたものと考えられる。4.カプシアノシドが、培養細胞だけでなく、腸管においてもその活性を示すか検討した。ラット小腸粘膜層をユッシングチャンバーにセットし、電気生理学的手法によりTJの透過性を測定した。その結果、カプシアノシド処理によりTJ透過性は濃度依存的に上昇し、また、培地中からカプシアノシドを取り除くことにより速やかに回復した。更に、ラット大腸粘膜層を用いた実験においても同様の結果が得られた。従って、カプシアノシドは広く腸管上皮細胞の透過性を調節するものと期待された。(1)シシトウ抽出物から各種クロマトグラフィーによりジテルペングルコシドであるカプシアノシドC、及び、Fを精製した。また、カプシアノシドFを1NNaOH中、65°Cでインキュベートし、分取用カラムを用いたHPLCにより分画し、最終的に2種類の単量体を得た。(2)カプシアノシドC、F、およびその単量体がヒト大腸癌由来培養細胞株Caco-2のタイトジャンクション(TJ)の透過性に及ぼす影響を、透過性膜上に単層培養したCaco-2細胞層の経上皮電気抵抗の低下により調べた。その結果、より疎水的であると予想されるカプシアノシドFに強い透過性上昇活性が認められ、一方、カプシアノシドCには有意な活性は認められら無かった。また、カプシアノシドFは、単量体にする事によりその活性は消失した。(3)カプシアノシドC、Fの構造は、ラムノース残基とテルペングルコシドのエステル結合の様式が主に異なる。そこで、CS Chem Officeを用いた解析によりカプシアノシドCとFの立体構造を比較すると、カプシアノシドFはよりコンパクトな形を取っているものと推定された。また、透過性上昇活性が消失した単量体の立体構造はカプシアノシドCにおける構造に近いものと推定された。即ち、カプシアノシドはその立体構造の違いが活性の強さの違いを生み出しているものと考えられた。(4)Caco-2細胞層をカプシアノシド処理した際の蛋白質リン酸化の程度の変化を、抗ホスホチロシン抗体を用いたイムノブロット法により調べた結果、細胞内チロシンリン酸化タンパク質量の増加が認められた。(5)Caco-2細胞層をカプシアノシド処理した際の細胞内phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate(PIP_2結合蛋白質の変化をイムノブロット法により解析した結果、分子量34万の複数バンドの上昇が認められた。

その結果、カプシアノシド処理によりTJ透過性は濃度依存的に上昇し、また、培地中からカプシアノシドを取り除くことにより速やかに回復した。更に、ラット大腸粘膜層を用いた実験においても同様の結果が得られた。従って、カプシアノシドは広く腸管上皮細胞の透過性を調節するものと期待された。
肺癌の個別化治療を目指した遺伝子異常と分子標的治療薬の効果に関する検討

19年度は分子異常と薬剤感受性の関係を、in vitro.in vivoにおいても評価するため、主に以下の研究を行った。1.EGFR変異とウラシルテガフールによる肺癌術後補助化学療法の予後に関する研究:EGFR遺伝子変異がUFTによる肺腺癌術後補助療法の予後に及ぼす影響について検討した。EGFR変異を有する肺腺癌患者ではUFT投与群と非投与群間で有意差はなかったが、EGFR変異がない肺腺癌患者ではUFT投与群では非投与群と比較し有意に予後が良好であった。In vitroの検討では、UFTの主成分である5-Fluorouracilに対する感受性が、EGFR野生型の細胞株では、EGFR変異型の細胞株と比較し高く、実際の症例における結果をサポートするデータを得た。EGFR遺伝子変異が、肺腺癌に対するUFTも含めた術後補助化学療法剤の選択に際し、考慮されるべき因子であることを示した。2.肺癌における術前導入化学療法におけるERCC1発現と効果予測に関する研究術前導入療法におけるERCC1の意義を検討するため、縦隔鏡によりリンパ節転移が証明され、シスプラチンによる術前導入療法を行ったIII期肺癌の治療前転移リンパ節のERCCI蛋白発現を検討した。シスプラチン+CPT-11による術前化学療法の効果とERCC1蛋白発現低下が有意に相関しており、ERCC1発現の状態が術前化学療法薬剤選択の指標になる可能性を示した。18年度はEGFR遺伝子をはじめとするEGFR関連遺伝子を調べることでEGFRチロシンキナーゼ阻害剤であるゲフィチニブの効果を予測する因子の同定と、臨床検体において投与症例を選択するための検査法の確立を計画した。肺癌症例でEGFR、HER2、K-ras遺伝子の変異・遺伝子コピー数、遺伝子多型を解析しゲフィチニブの臨床効果との関係を調べた。EGFR変異症例でゲフィチニブの臨床効果との強い相関を認めたが、欧米と異なりEGFR遺伝子増幅例、HER2遺伝子増幅例ではゲフィチニブの臨床効果との関連は見出せなかった。またEGFR遺伝子のポリモルフィズムとの関係も強い関係はないと考えられた。対照的にK-ras遺伝子変異がある肺癌ではゲフィチニブに対し抵抗性であった。本邦ではEGFR遺伝子変異を指標としてゲフィチニブを治療に使用することが妥当と思われた。この結果をサポート、応用した成果として胸水中の遊離DNA中のEGFR遺伝子変異を解析することでゲフィチニブの効果予測が可能であることを報告した。ゲフィチニブに対する耐性の検討では耐性の原因変異であるT790M変異に対する高感度の検出系をMutant-enriched PCR法を用いて確立した。実際の肺癌検体でT790M変異の有無を調べたところ、マイナークローンとして存在するT790M変異は肺癌症例の約5%に存在し、T790M変異はマイナークローンとして存在した場合でもゲフィチニブに対する耐性の原因となりうることを報告した。この結果はゲフィチニブによる治療予定患者においてゲフィチニブに対する耐性出現が予測可能であることを示しており、T790M変異を事前に検出することが治療計画の一助となる可能性を示した。以上、平成18年度は分子標的治療薬による肺癌の個別化治療の確立にっながる研究成果を報告した。さらなる研究の方向性も見えてきたと思われる。
環境負荷低減を目指した電気推進システムの最適運航制御技術の開発

本研究では、電気推進船における電動機の効率やシステム構成等を調査し、電気推進システムの応答モデルを構築した。さらに、船舶の航海全体における負荷変動に基づいた最適制御アルゴリズムを開発した。本年度は、具体的に対象船型を内航船のセメント船に選定して性能評価を行った。設計変数は、航海時の負荷変動(推進抵抗変化、船内電力需要変化)に対して航路上の設定された区間毎の運転台数、各機関の負荷となる。昨年度より改良した非線形計画法と遺伝アルゴリズムを組み合わせた最適化手法を用いた。シミュレーションは、機関システム(発電用小型ディーゼル機関)の搭載台数をパラメータとし、2台、3台、4台のシステムにした場合で実施し、CO_2の排出量に関する環境影響評価指数(GHG Index(CO_2))を評価した。シミュレーション結果から、電気推進システムはエネルギー伝達ロスを考慮しても、既存船と比較して7%削減(搭載機関:4台のケース)できることが分った。本研究成果をもとに、蓄電装置と最適制御アルゴリズムを組み合わせた「舶用電気推進装置」という特許を出願した。電気推進システムでは、船速、潮流、風によって負荷が変化によって余剰電力が生じる場合があるが、従来その余剰電力を熱で逃がしていた。また、船の抵抗は船速の3乗に比例するために減速運航をすると省エネ効果が高いことが知られている。そこで、電気推進システムの負荷変動に強いメリットを生かし、運航スケジュールを保持しながら気象予測情報をもとに減速運航が実施できればCO_2排出量低減につながる。本特許では、航路上の気象予測情報に合わせ、最適制御アルゴリズムによる船速制御を用いて負荷(抵抗)を調整して効果的に余剰電力を蓄える。具体的には、船が減速時や潮流に乗った時に発生する余剰電力を蓄電し、スケジュール維持のために加速する場合に蓄電した電力を利用することによってシステム効率の向上が可能となる。本研究において、電気推進船における電動機の効率やシステム構成等を調査し、電気推進システムの応答モデルを構築した。本アルゴリズムにおいて、航路を複数の区間に分割し、それぞれの区間における主機関運転台数及び機関出力を設計変数とした。また、制約条件としては定時運航を考慮して目的港までの航海時間の上限を設定した。本問題は、連続変数(機関出力)と整数値(運転台数)が混在する混合整数計画問題になるために、かなりの計算コストを必要とすることが考えられる。そこで、本研究では実用的かつ容易に本問題の最適解を求める方法として、整数値を擬似的に連続変数とみなし非線形計画法を用いるアルゴリズムを採用した。対象船を内航セメント船とし、海運会社から提供された運航データをもとに、開発した最適制御アルゴリズムを用いた最適運航シミュレーションを実施した。機関システム(発電用小型ディーゼル機関)の搭載台数をパラメータとし、2台、3台、4台のシステムにした場合の燃料消費量削減効果を評価した。シミュレーション結果から、搭載機関4台の電気推進システムは船体抵抗(有効馬力)、自航要素を既存船と同様とし、電気推進のエネルギー伝達ロスを考慮しても、在来船(中低速大型ディーゼル機関一台)と比較して燃料消費量が同等にできることが分かった。これにより、電気推進システムに搭載される発電用小型ディーゼル機関は、一般的に中低速大型ディーゼル機関に比べて燃費性能が悪いが、運航時の負荷変動を考慮して機関の運転台数、出力を最適制御することにより燃費性能が向上できることを検証できた。また、同条件で環境影響評価を実施し、電気推進システムの採用による貨物容積増加効果によって環境影響評価指数(GHG Index (CO_2))は既存船と比較して5%削減(搭載機関:4台のケース)できる見込みが得られた。
角層pH調節機構の異常がアトピー性皮膚炎を誘発する

研究代表者らは、アトピー性皮膚炎(AD)の病態における角層pH恒常性機能の意義について研究を行った。その結果、AD様皮膚炎を自然発症するflakytailマウスには、角層pH恒常性機能の障害があり、そのことがAD様皮膚炎の発症、増悪に関与していることを見出した。さらにマウスのADモデルにおける皮膚炎に対して、PAR2阻害剤に角層pH酸性化を併用することによって、治療効果がより高まることを報告した。これらの研究成果は、ADの病態における角層pH恒常性機能および角層pH弱酸性維持の重要性を示唆するものと考えられた。皮膚の角層pHは通常弱酸性に保たれており、角層pH値が上昇することによって、皮膚バリア機能の低下や炎症の惹起など、様々な障害が発生することが知られている。我々は角層pH調節・維持の破綻が、アトピー性皮膚炎の発症に関与しているのではないかと仮説を立て、研究を行った。実験の結果、角層pH調節因子の一つとされるフィラグリンの遺伝子異常を有し、かつ、アトピー性皮膚炎様の皮膚炎を発症しやすいFlaky-tailマウス(FTM)では、角層pHの調節・維持機構に障害があり、そのことが皮膚炎の発症、増悪に関与していることを見いだした。具体的には、第一に、Wild-typeマウス(WT)とFTMの皮膚に角層pH上昇刺激を与え、その後の角層pH値の経時的変化を解析し、FTMでは角層pH上昇刺激後の角層pH回復能が、WTに比べ明らかに低下していることを明らかにした。第二に、FTMにおける角層pH調節能の障害に、角層pH調節因子の一つであるNa+/H+ antiporter 1が関与していることを示すことができた。第三に、連続した角層pHの上昇刺激によって、角層pH調節・回復能に障害のあるFTMにおいてのみ、アトピー性皮膚炎様の皮膚炎が誘発されることを確認した。これらの結果は、アトピー性皮膚炎の病態において、角層pH調節機構の異常という新しい概念を提示しており、かつ、角層pH調節機構の是正という考え方に基づく治療戦略の開発につながるものと考えられる。角層pH調節機能とアトピー性皮膚炎との関連性を解明すべく1ー3の研究を実施した。1、これまでの研究で、アトピー性皮膚炎様の皮膚炎を自然発症するFlaky-tailマウスでは、角層pH調節機能に障害があり、このことが皮膚炎発症・増悪に関与していることを示すことができた。さらに同マウスの自然発症皮膚炎は、部位特異性があることを新たに報告した。2、フィラグリンは、角層pHの弱酸性維持に重要な角層蛋白であり、アトピー性皮膚炎患者にフィラグリン遺伝子異常が多いことが、過去の研究で報告されている。当初、フィラグリンの遺伝子異常を有するFlaky-tailマウスを、フィラグリン遺伝子異常モデルマウスとして、研究を企画した。しかし、同マウスはフィラグリン以外にTmem79遺伝子異常を有するdouble-mutantマウスであり、近年の研究で、Flaky-tailマウスにおける皮膚炎の自然発症は、Tmem79遺伝子異常による影響がより強いことが示唆された。従って、1における成果は、アトピー性皮膚炎の主要な発症因子とされるフィラグリン遺伝子異常と角層pH調節異常との直接的な関連性については言及できない。そこで、フィラグリンノックアウトマウスを入手し、1のFlaky-tailマウス同様、角層pH上昇刺激を与え、pH調節機能を解析したが、明らかな異常は確認できなかった。3、siRNAを用いてフィラグリン遺伝子をノックダウンした、ヒト表皮角化細胞の三次元培養系を確立した。同培養細胞の角層pHや炎症性サイトカインの発現等を解析中である。平成25、26年度は、アトピー性皮膚炎(AD)様の皮膚炎を自然発症するマウス(flaky tail)を用いて、角層pHとADとの関連性を示してきた。平成27年度は、以下に示すADと角層pH、双方に関連のあるフィラグリン(FLG)をテーマとした研究、そして、角層pHの弱酸性維持をADの治療に応用する研究を実施した。1.培養表皮角化細胞において、AD発症および角層pHの恒常性に寄与するFLGをsiRNAでノックダウンし、表皮角化細胞が産生する炎症性サイトカインについて検証を行った。FLGをノックダウンした群では、IL-1α、IL-8、IL-18、GM-CSFの遺伝子発現量、産生量が、コントロール群に比べて増加しており、ADの病態にFLGの発現がどのように関与しているのか、その機序の一端を示すことができた。当初計画していた動物実験、細胞培養実験において、本研究テーマである、アトピー性皮膚炎と角層pHとの関連性を示すことができ、論文化されたものもあることから、おおむね順調と判断した。平成27年度までの研究では主に、flaky tailマウスを用いた実験でアトピー性皮膚炎(AD)の病態における角層pH恒常性機能の重要性を、ハプテンを用いたADモデルマウスを用いた実験で、角層pHの弱酸性維持の重要性について示すことができた。平成28年度は、ADの病態研究と関連し、ADの治療標的となりうるperoxisome proliferator-activated receptor (PPAR)αについての研究成果を報告した。PPARαは角層pHとも関連のある因子であり、そのagonistは、過去の研究でADの治療に有用であることが示されているが、その詳細な機序は分かっていなかった。

研究代表者らは、培養ヒト表皮角化細胞において、PPARαのagonistが、ADの炎症惹起に重要と考えられているthymus- and activation-regulated chemokine(TARC)とthymic stromal lymphopoietin(TSLP)の発現を下方制御することを見出した。本研究全体を通して、ADにおける角層pH恒常性機能、角層pH弱酸性維持の重要性を示唆する成果を、動物実験で確認、報告できた。さらに角層pHと関連のあるフィラグリン蛋白やPPARαの研究を、培養ヒト表皮角化細胞を用いた実験で成果をあげ、報告することができた。一方、当初目標としていたヒトでの臨床研究は、実験を一部開始したものの、まだ十分な結果が得られていない。今後は、基礎研究のみでなく、実際の臨床応用への発展を目指した計画立案を検討していく予定である。研究代表者らは、アトピー性皮膚炎(AD)の病態における角層pH恒常性機能の意義について研究を行った。その結果、AD様皮膚炎を自然発症するflakytailマウスには、角層pH恒常性機能の障害があり、そのことがAD様皮膚炎の発症、増悪に関与していることを見出した。さらにマウスのADモデルにおける皮膚炎に対して、PAR2阻害剤に角層pH酸性化を併用することによって、治療効果がより高まることを報告した。これらの研究成果は、ADの病態における角層pH恒常性機能および角層pH弱酸性維持の重要性を示唆するものと考えられた。Flaky-tailマウスを用いた実験で、本研究の主題である、角層pH調節機能障害とアトピー性皮膚炎発症との関連性を示唆することが出来た。また、その詳細なメカニズムを確認するための、遺伝子をノックダウンしたヒト表皮角化細胞の三次元培養系も完成している。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断した。角層pHとアトピー性皮膚炎(AD)との病態関連に、フィラグリン(FLG)が重要な役割を担っている、との仮説のもと、研究をすすめていく方針である。具体的には、FLGをノックダウンした三次元培養表皮に対して、外的に角層pHを変動させ、培養表皮の恒常性についてコントロール群と比較する、同様の実験をFLG-KOマウスで実施する、ことなどを検討している。アトピー性皮膚炎遺伝子をノックダウンしたヒト表皮角化細胞の三次元培養で、角層pH調節機能障害の詳細なメカニズムを調べていく。フィラグリンノックアウトマウスで、明らかな角層pH調節機能障害が確認できなかったことから、フィラグリンに限らず、角層pH調節に関連すると考えられる複数の遺伝子の関連を解析する予定である。さらに、ヒトにおける角層pH調節機能の解析にも着手する。計画通り使用したが、見積もり等で購入方法を考慮し、実際より安価で試薬等を購入できたため若干の差額が生じた。残額を平成28年度に計画している、前述のFLG-KOマウスを使用した実験、表皮角化細胞培養実験に使用したい。培養表皮モデルを用いて、角層pH調節とアトピー性皮膚炎との関連解析をすすめていく。
高速発光を有するハフニウム含有ハロゲン化物シンチレータの創製とその発光機構の解明

青色(400 nm付近)で発光するHf含有ハロゲン化物シンチレータ材料であるCs2HfCl6(CHC)を出発組成とし、元素添加や置換によって高発光量・高エネルギー分解能・高速蛍光寿命を有する新規シンチレータ材料を実現することが本研究の最終目標である。上記目標の達成のため、当該年度は以下の二項目について研究を行った。1.蛍光寿命高速化の試みCHCは蛍光寿命が長い(4μs程度)ため、許容遷移のCe3+の5d-4f電子遷移発光により蛍光寿命の高速化を試みたが、Ce3+を1 at%添加したCHC(Ce:CHC)ではCe3+発光は発現しなかった。そこでCe:CHCシンチレータにおいてCe3+発光が見られなかった原因の解明を目的に、他の希土類元素をCHCに添加した際の発光を調べ、CHC母材と各希土類の発光準位の位置関係を調査した。Gd:CHCにおいて、Gd3+の4f-4f電子遷移発光が発現したことから、Ce3+の5d-4f準位の位置を推定した結果、5d準位の底がCHCの伝導帯内に存在するためにCe3+発光が発現しなかったという知見を得た。2.発光量増大の試みCHCは高い発光量を有するが、バンドギャップエネルギーをより小さくすることで発光量が増加する期待があった。CHCの塩素をヨウ素で置換するとバンドギャップエネルギーが小さくなることがすでに報告されていたため、ヨウ化物のCs2HfI6(CHI)に着目し実際に結晶育成を行った。実際に結晶を育成し調査した結果、CHIはCHCの1.2倍程度高い発光量を有し、かつ発光波長が赤橙色(650 nm)へとシフトしたことから、CHIは赤色で発光するシンチレータの中で最高の発光量を有する有望な材料であることが分かった。当該年度は当初の計画通りに、現有の結晶育成セットアップの改良や、結晶育成用ルツボや原料粉末の購入を行った。まず、Ce3+以外の発光中心元素をCs2HfCl6(CHC)に添加した際の発光の挙動を実際に結晶育成して調査した。添加元素として、希土類元素(RE)であるPr、Nd、Eu、Gd、Tbを選択し、CHCのHfサイトに対して1 at%添加し、Cs2Hf0.99RE0.01Cl6(RE:CHC)からなる組成の結晶を得た。Pr3+、Nd3+およびEu2+はでは5d-4f発光は発現しなかったが、すべてのRE:CHCにおいて、添加した希土類元素固有の4f-4f発光が見られた。その中でGd3+の4f-4f発光の発現に注目し、Gd3+の4f基底準位がCHC母材の禁制帯内に存在することから、他の希土類元素3価イオンの4f基底準位の位置を見積もった。その結果、Ce3+の4f基底準位はCHCの伝導帯内部ないしはごく近傍に位置する可能性が高いことを見出した。以上の結果から、Ce3+の5d準位の底はCHCの伝導帯内部に存在するためにCe:CHCでは5d-4f発光が発現しなかったと考えられる。より高発光量なシンチレータ材料探索のため、CHCの塩素をヨウ素で置換したCs2HfI6(CHI)を育成し、その特性を評価した。バンドギャップエネルギーが小さくなったことで、発光量がCHCの1.2倍程度に増加し、発光波長が赤橙色(650 nm)へとシフトし、CHIは赤色発光シンチレータの中で最大の発光量を有することが分かった。CHIにもCe3+発光中心添加を試みたが、CHCと同様Ce3+の5d-4f発光は発現しなかった。Gd:CHCで得られた知見から、Ce3+の5d準位の底がCHIの伝導帯内に存在すると推論され、希土類元素添加よりも置換により母材そのものを変えるほうが、特性向上には有効であるという知見を得た。CHIよりも長波長で発光し、同程度に発光量が高く、かつシングルフォトンカウンティングで発光量が測定できる程度に蛍光寿命が短いシンチレータはこれまで実現されていないことから、今後はCHIを中心として材料設計を行うほうが、より高性能で魅力的なシンチレータ材料の実現が可能であると判断した。ここで、CHCと同様にCHIに添加したCe3+の5d-4f発光が発現しなかったことから、希土類元素をはじめとする発光中心添加はCHIの特性向上には不向きであり、むしろ母材構成元素の置換が効果的であると予想した。CHCに比べてバンドギャップエネルギーが小さいために、CHIでは発光量が増加し波長が長波長にシフトしたことを踏まえると、CHI構成カチオンのCsやHfを他元素で置換して、さらにバンドギャップエネルギーを小さくすることで、より高発光量・長波長発光の材料が実現できると期待できる。したがってまず本年度では、実際にカチオンを一部ないしは全部置換したCHIの結晶結晶育成を行い、その発光およびシンチレーション特性の評価を行い、さらなる高発光量・長波長発光シンチレータの材料探索を行う計画である。材料探索に加えて、赤色発光シンチレータの応用検討を進める。赤色は石英製光ファイバー中での伝送損失が青黄色より低いことから、赤色・高発光量シンチレータであるCHIは、長尺光ファイバーの先端にシンチレータを装着した放射線遠隔測定技術に応用可能である。

本技術は、光ファイバーを使用しないと放射線検出が困難な環境下、例えば放射線検出器を持ち込めないほどの超高線量空間などでの放射線検出に有利である。本年度は実際に光ファイバーを用いたシンチレーション光の読み出し試験を行い、本技術の実現可能性を検討する。青色(400 nm付近)で発光するHf含有ハロゲン化物シンチレータ材料であるCs2HfCl6(CHC)を出発組成とし、元素添加や置換によって高発光量・高エネルギー分解能・高速蛍光寿命を有する新規シンチレータ材料を実現することが本研究の最終目標である。上記目標の達成のため、当該年度は以下の二項目について研究を行った。1.蛍光寿命高速化の試みCHCは蛍光寿命が長い(4μs程度)ため、許容遷移のCe3+の5d-4f電子遷移発光により蛍光寿命の高速化を試みたが、Ce3+を1 at%添加したCHC(Ce:CHC)ではCe3+発光は発現しなかった。そこでCe:CHCシンチレータにおいてCe3+発光が見られなかった原因の解明を目的に、他の希土類元素をCHCに添加した際の発光を調べ、CHC母材と各希土類の発光準位の位置関係を調査した。Gd:CHCにおいて、Gd3+の4f-4f電子遷移発光が発現したことから、Ce3+の5d-4f準位の位置を推定した結果、5d準位の底がCHCの伝導帯内に存在するためにCe3+発光が発現しなかったという知見を得た。2.発光量増大の試みCHCは高い発光量を有するが、バンドギャップエネルギーをより小さくすることで発光量が増加する期待があった。CHCの塩素をヨウ素で置換するとバンドギャップエネルギーが小さくなることがすでに報告されていたため、ヨウ化物のCs2HfI6(CHI)に着目し実際に結晶育成を行った。実際に結晶を育成し調査した結果、CHIはCHCの1.2倍程度高い発光量を有し、かつ発光波長が赤橙色(650 nm)へとシフトしたことから、CHIは赤色で発光するシンチレータの中で最高の発光量を有する有望な材料であることが分かった。当該年度は当初の計画通りに、現有の結晶育成セットアップの改良や、結晶育成用ルツボや原料粉末の購入を行った。まず、Ce3+以外の発光中心元素をCs2HfCl6(CHC)に添加した際の発光の挙動を実際に結晶育成して調査した。添加元素として、希土類元素(RE)であるPr、Nd、Eu、Gd、Tbを選択し、CHCのHfサイトに対して1 at%添加し、Cs2Hf0.99RE0.01Cl6(RE:CHC)からなる組成の結晶を得た。Pr3+、Nd3+およびEu2+はでは5d-4f発光は発現しなかったが、すべてのRE:CHCにおいて、添加した希土類元素固有の4f-4f発光が見られた。その中でGd3+の4f-4f発光の発現に注目し、Gd3+の4f基底準位がCHC母材の禁制帯内に存在することから、他の希土類元素3価イオンの4f基底準位の位置を見積もった。その結果、Ce3+の4f基底準位はCHCの伝導帯内部ないしはごく近傍に位置する可能性が高いことを見出した。以上の結果から、Ce3+の5d準位の底はCHCの伝導帯内部に存在するためにCe:CHCでは5d-4f発光が発現しなかったと考えられる。より高発光量なシンチレータ材料探索のため、CHCの塩素をヨウ素で置換したCs2HfI6(CHI)を育成し、その特性を評価した。バンドギャップエネルギーが小さくなったことで、発光量がCHCの1.2倍程度に増加し、発光波長が赤橙色(650 nm)へとシフトし、CHIは赤色発光シンチレータの中で最大の発光量を有することが分かった。CHIにもCe3+発光中心添加を試みたが、CHCと同様Ce3+の5d-4f発光は発現しなかった。
臨床試験関連業種における統計的品質管理手法の導入に関する研究

本研究では、治験や臨床研究の効率化を行うために、治験関連業種における統計的品質管理手法の教育プログラム開発を目的とした。某製薬企業において、教育を実施した。統計的品質管理手法による業務改善効果を確認するために、最終患者観察終了からデータベース固定までのデータマネジメントプロセスの改善研究を実施した。その結果、これまで約40日かかっていたプロセスを約20日に短縮できる可能性が示唆された。本研究では、治験や臨床研究の効率化を行うために、他業種における統計的品質管理手法導入を参考に、治験や臨床研究の基盤となる業種における教育プログラム開発を目的としている。本年度は、研究体制の構築として、SMO事業部を有する調剤薬局企業と共同研究契約を組むことができた。当該企業と信頼関係を築くために、調剤業務の統計的品質管理プロジェクトを先行させ開始している。また、臨床研究業務に関する教育プログラムの開発を行うために、研究代表者が所属する北海道臨床開発機構のデータセンターを研究対象として加えることとした。本年度、「統計学を拓いた異才たち-経験則から科学へ進展した一世紀」の著作で有名な統計家であるDavid Salsburg氏を招聘し、教育講演および教育プログラムの開発に助言を得る予定であったが、先方の都合がつかなかったため、来年度以降に延期することとし、必要な資料の収集を優先させた。北海道臨床開発機構のデータセンター職員ならびに医学研究科の大学院生に対して、統計的品質管理手法が実行可能な統計ソフトウェアJMP(SAS Institute Inc.)の実習教育を行った。本年度の成果として、北海道臨床開発機構のデータセンターにおけるデータマネジメント業務における問題点を抽出し、統計数理研究所リスク解析戦略研究センターシンポジウムにて発表を行った。今後の研究の方向性としては、データマネジメント業務のプロセスを詳細に記述し、職員向け統計教育プログラムの開発に活かし、教育プログラムの効果を測定する実証研究に繋げていきたいと考えている。近年、治験や臨床研究の基盤となるCRCやモニター、データマネージャーなどの職種の重要性がますます認識されつつある。これらの職種における業務内容は自動化が難しい内容が多く、人海戦術的な作業によって、品質が維持されているのが現状である。特に治験では、必要以上の品質を確保しようという傾向があり、非常に高額な治験費用の一因となっている。製造業やサービス業などの他分野においては、Lean Six Sigmaなどの統計的品質管理手法が導入され、品質の向上と業務の効率化が図られている.が、製薬関連業においては外資系の企業において取り組みが始まったばかりである。本研究では、治験や臨床研究の効率化を行うために、他業種における統計的品質管理手法導入を参考に、治験や臨床研究の基盤となる業種における教育プログラム開発を目的とする。平成23年度は平成22年度に契約したパートナー企業における研究の継続が困難となったため、新たにパートナー企業の探索を行った。H23.11に某製薬企業と契約完了した。また、それにともなって、教育プログラムの一環である海外講師招聘を翌年度に延期せざるを得なかった。教育プログラムの開発にあたっては、パートナー企業の実務担当者と協力し、品質指標(メトリックス)の設定、教育内容など詰めを行った。教育プログラム中に、統計的品質管理手法が実行可能な統計ソフトウェアJMP(SAS Institute Inc.)の実習教育を盛り込み、実務者が自分で品質改善を行えるように配慮した。平成24年度は平成23年度に契約した某製薬企業において、開発した教育を実施した。また、統計的品質管理手法による業務改善効果を確認するために、最終患者観察終了からデータベース固定までのデータマネジメントプロセスの改善研究を実施した。本研究の結果は、日本臨床試験研究会第4回学術集会総会にて、「統計的品質管理手法を用いたデータマネジメントプロセス改善の検討」という演題で発表を行った。教育プログラムの開発にあたって予定していた海外講師の招聘は、講師の都合により困難となったため、研究代表者がパートナー企業と綿密に連絡を取り合うことによって補うこととした。教育プログラムの公表については、研究の遅れの影響で年度内に実施が困難であったが、来年度以降に順次公表していく予定である。理由としては、昨年度に契約したパートナー企業との研究の続行が困難になったことが最も大きい。これは、当初研究に前向きだった担当者が社内で異動になったことによるものである。24年度が最終年度であるため、記入しない。

新しく契約した企業と協力し、できる範囲で研究を進める。研究期間が短くなったので、教育介入の効果を実証する研究は困難かもしれないが、統計的手法による業務効率化の効果を検証する研究の遂行は行いたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
マグネシウムアミドの特性を生かしたハロゲンダンスおよびシクロアルキン発生法の開発

平成30年度は、前年度までに開発した、マグネシウムアミドを用いる短段階シクロアレン発生法を基盤として、シクロアレンへの官能基導入法について検討した。すなわち、チオールなどによる求核付加反応や、ニトロンやスチレンとの環化付加反応が円滑に進行することがわかった。シクロアレン前駆体は市販のエノンからワンポットで合成可能であり、従来多段階が必要であった前駆体合成を格段に短工程化した。シクロアルキンやシクロアレンの前駆体である、シリル化されたエノールトリフラートを合成するための手法として、シリルエノールエーテルの転位と生じたリチウムエノラートの異性化を鍵とする合成法を開発した。この方法は、グラムスケールで実施可能であり、再現性にも優れている。SEC-HPLCを用いる分離精製を必要としないプロトコルを確立することにも成功し、スケールアップに関する実用性をさらに向上させることができた。ハロゲンダンスについては、前年度にマグネシウムビスアミドを用いる短寿命炭素アニオンの反応制御を実現している。今年度は、非対称なブロモチオフェンやブロモフランのハロゲンダンスに、置換基がおよぼす影響をさらに検討した。その結果、従来、アルキル置換基やアリール置換基を有するブロモチオフェンを基質として用いると、ハロゲン原子が1,2-移動する一方で、エステルやアミド、オキサゾリンは配向基として作用し、ハロゲン原子が1,3-移動することがわかった。また、ブロモフランのハロゲンダンスについては、従来LDAなどのリチウムアミドとt-BuOKを組み合わせる条件が必要であったが、オキサゾリンを配向基として用いた場合は、LDAのみで1,3-型のハロゲンダンスが進行した。これらの知見をもとに、これまでに報告例がないブロモピロールもハロゲンダンスが円滑に進行することを明らかにした。平成28年度は、塩基としてマグネシウムビスアミドMg(TMP)2・2LiClを用いて、市販の環状ケトンから一段階で合成可能なエノールトリフラートを基質として、6-8員環シクロアルキンを発生させることに成功した。従来、基質の合成に多段階を必要とするシクロアルキンも円滑に発生させることができ、エステルなどの官能基も保持されることが分かった。求アルキン剤には検討の余地が残されているものの、イソベンゾフランとの[4+2]付加環化反応やアジドとの[3+2]付加環化反応が進行した。さらに、脱離基についても詳細に検討したところ、トリフラートが最良であることが分かった。本変換では、脱プロトンにより一時的に発生するアニオン種の反応性が低く、反応系中で発生したシクロアルキンに対する付加を抑えることが重要であると考えている。ブロモチオフェン類のハロゲンダンスにおいても、マグネシウムビスアミドMg(TMP)2・2LiClを用いると、室温下、円滑にハロゲンダンスを進行した。その他の塩基として、亜鉛ビスアミドなどを検討したが、基質を回収するのみであった。さらに、従来用いられていたLDAやLiTMPなどのリチウムアミドとほぼ同等の活性を示すことに加えて、リチウムアミドを用いた場合には不可能であったエステルを有するブロモチオフェンもハロゲンダンスと続く官能基化が可能であることを明らかにした。また、本反応では、エステルが配向基として作用し、従来とは異なる1,3型の転位様式でハロゲンダンスが進行した。平成28年度は、マグネシウムビスアミドを塩基として、シクロアルキン発生法を検討し、最適条件を確立するとともに員数や共存可能な官能基を調べた。ハロゲンダンスについては、LDAでは円滑に反応が進行しない基質に焦点を絞り、特に、ヘテロ芳香族化合物としてチオフェン誘導体を検討した。平成29年度は、前年度に確立したマグネシウムビスアミドを用いて発生させたシクロアルキンの環化付加反応を検討し、一般性に関する情報を得た。塩基として、その他の反応剤を検討し、アルミナート型塩基もまた、シクロアルキンを発生させることを明らかにした。また、基質一般性を調べる過程で、置換基の立体的な影響によりシクロアレンが発生することもわかった。そこで、同一の基質からシクロアレンが優先して発生する反応系を確立するため、アミド塩基の構造展開を行っている。また、発生させたシクロアルキンの合成的応用に先立ち、別法でシクロアルキンとシクロアレンを発生させる方法を確立し、すでに今年度に論文発表している。バッチ系のハロゲンダンスにおいて、マグネシウムビスアミドMg(TMP)2・2LiClが室温下、円滑にハロゲンダンスを進行させることも確認した。従来用いられていた、LiTMPなどのリチウムアミドとは異なり、反応条件を適切に選択することで、ハロゲンダンスを停止させることも可能であった。これにより、置換様式の異なる多置換チオフェン類の合成が可能になった。また、非対称なブロモチオフェンやブロモフランのハロゲンダンスに、置換基がおよぼす影響を検討した。その結果、エステルやアミドが配向基として作用し、従来とは異なる1,3型の転位様式でハロゲンダンスが進行することを確認した。さらに、オキサゾリンを配向基として利用することで、これまでに報告例がないブロモピロールにおいてもハロゲンダンスが円滑に進行することを明らかにした。当初、研究代表者が予想していた結果とは異なり、今年度得られた結果は、アミド塩基の構造展開により、同一の環状エノールトリフラートから、シクロアルキンとシクロアレンの発生を制御可能であることを示唆している。そこで、現在、金属種やアミドの構造展開を行っている。また、発生させたシクロアルキンの合成的応用に先立ち、別法でシクロアルキンとシクロアレンを発生させる方法をすでに確立し、論文発表している。

現在、シクロアレンを経由する新規触媒反応も見出しており、合成的な応用を検討している。ハロゲンダンスについては、配向基を用いる手法をさらに発展させ、これまでに報告例がないブロモピロールのハロゲンダンスを確立した。現在、アラインの発生が懸念されるベンゼンやピリジンなどを母核にもつ芳香族ハロゲン化物へ展開している。さらに、マイクロフローを用いて、ハロゲンダンスの進行を制御する条件も確立しつつあり、一般性を検討している。平成30年度は、前年度までに開発した、マグネシウムアミドを用いる短段階シクロアレン発生法を基盤として、シクロアレンへの官能基導入法について検討した。すなわち、チオールなどによる求核付加反応や、ニトロンやスチレンとの環化付加反応が円滑に進行することがわかった。シクロアレン前駆体は市販のエノンからワンポットで合成可能であり、従来多段階が必要であった前駆体合成を格段に短工程化した。シクロアルキンやシクロアレンの前駆体である、シリル化されたエノールトリフラートを合成するための手法として、シリルエノールエーテルの転位と生じたリチウムエノラートの異性化を鍵とする合成法を開発した。この方法は、グラムスケールで実施可能であり、再現性にも優れている。SEC-HPLCを用いる分離精製を必要としないプロトコルを確立することにも成功し、スケールアップに関する実用性をさらに向上させることができた。ハロゲンダンスについては、前年度にマグネシウムビスアミドを用いる短寿命炭素アニオンの反応制御を実現している。今年度は、非対称なブロモチオフェンやブロモフランのハロゲンダンスに、置換基がおよぼす影響をさらに検討した。その結果、従来、アルキル置換基やアリール置換基を有するブロモチオフェンを基質として用いると、ハロゲン原子が1,2-移動する一方で、エステルやアミド、オキサゾリンは配向基として作用し、ハロゲン原子が1,3-移動することがわかった。また、ブロモフランのハロゲンダンスについては、従来LDAなどのリチウムアミドとt-BuOKを組み合わせる条件が必要であったが、オキサゾリンを配向基として用いた場合は、LDAのみで1,3-型のハロゲンダンスが進行した。これらの知見をもとに、これまでに報告例がないブロモピロールもハロゲンダンスが円滑に進行することを明らかにした。今後は、発生させたシクロアルキンとの[4+2]、[2+2]、[3+2]型の環化付加反応を行う。具体的には、ジエンやジエナミン、ケテン(シリル)アセタール、ニトロンなどの、これまでシクロアルキンとの反応例が報告されているものを中心に環化付加体が得られるか検討する。さらに、エン反応や求核付加反応など、その他の反応も検討しながら、官能基共存性を明らかにし、合成的有用性を示す。多様な求アルキン剤を用いるために、さらなる塩基の検討を行う。また、アミド塩基の構造展開を鍵としてシクロアレンの発生も検討する。
盲学校児童生徒の白杖歩行スキルの習熟過程に関する縦断的研究

本研究のねらいは、盲学校児童生徒の白杖歩行スキルの発達を空間知覚と身体運動のコントロールという観点から検討することであった。そこで、空間知覚の課題として、点字の読みトレーニングと触知覚のストラテジーを、空間における身体運動の制御の課題として、白杖操作のトレーニングと直立時姿勢保持のフィードバック訓練を設定した。盲児の点字読速度は1年間にわたる点字読みのトレーニングを左右の示指と両手の3つの読み方に分けて、単位時間当たりの読字数を記録した。その結果、いずれの盲児も読速度は向上した。次に、全盲児が対象をハプティック知覚(触知覚)しているときにどのような触り方、つまりストラティジ-をとるのかを観察した。全盲児では指を左右に動かすLateral motionとよばれるストラティジ-の出現頻度が晴眼時よりも高かった。触知覚で対象を探索している時間を5つの相に分けてみると、全盲児は第1相から第5相にかけてLateral motionが増加していくのに対して、晴眼児では第1相から第3相にかけてLateral motionは減少し、第4相以降増加するという傾向が見られた。ところで、全盲児の空間知覚能力は白杖歩行を含む身体運動の場で発揮される。そこで、盲児が自己の身体を空間で制御する能力を見るために、直立姿勢を保持しているときに前後方向の動揺を音声でフィードバックしてみた。その結果、トレーニングを重ねるにつれて、直立姿勢保持の成績は向上することがわかった。次に、白杖歩行を日常行っていない盲児が白杖をコントロールできるかどうかをみるために、静止した状態で白杖を左右に振る訓練を実施した。これを10週間にわたって実施した結果、基本どおりに操作できるようになることがわかった。訓練中の指導によって、白杖を振る位置や高さをコントロールできるようになった。本研究では、視覚に障害をもつ児童生徒の静止立位時におけるタッチ・テクニックによる白杖操作を画像分析し、白杖操作スキルを横断的に比較した。被検者は、盲学校小学部に在籍する男子9名、女子6名、中学部と高等部に在籍する男子7名と女子3名、成人男女各1名とした。反射テープを被検者の正中線上の腹部と手関節背面、白杖の先端部に貼布した。静止立位でタッチテクニックを行なっている被検者を、前方5mの床面に固定したビデオカメラで撮影し、その画像をコンピュータで解析した。被検者の身長と白杖の長さの相関係数は、r=0.96(p<0.05)であった。その結果、年齢が高くなるにつれて、白杖を持つ手首の運動は小さくなること、白杖の運動が左右対称になること、白杖の周期も約1.2秒に近づくこと、白杖先端部も床から3cmの望ましい高さに近づくこと、手首の移動もも減少し、正中線に近づくことがわかった。また、年齢の増加にともなって、手首の中心と白杖の左右の運動の両端を結んで得られる三角形が、二等辺三角形に近づくことがわかった。これらの結果は、盲学校児童生徒は視覚情報を動作の制御に利用することができないが、非視覚的な感覚情報、例えば固有感覚情報や聴覚情報を用いて白杖操作スキルを発達的に獲得していることを示唆している。また、小学部低学年から白杖を導入し、その指導を始めることが可能であると考えられる。今年度の研究は、立位静止時の白杖操作のトレーニング継続して行い、その効果を分析する予定であった。しかし、平成5年度に実施した実験結果を検討した結果、一定時間のトレーニングによって盲学校児童生徒は白杖スキルを十分に獲得することが出来ると判断された。