hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模ゲノム情報の高度な検索・比較に関する基礎技術開発とデータマイニングへの応用

ゲノム研究に関わるデータは巨大なものが多い.ゲノム自身が巨大な文字列データであることをはじめ,遺伝子やたんぱく質,生物種など,多くの項目を持つデータがある.また,マイクロアレイ技術の発達により,多くの実験を短時間で行えるようになったことも,実験結果のデータを巨大化させている.これら巨大なデータベースを解析し,全体的な特徴の観察や、類似する項目の発見・グループ分け(類似検索・クラスタリング),確からしいルール・特徴ある部分構造の発見(ルール/データマイニング)を行うことは,ゲノム研究において非常に重要な位置を占める.しかし,データが巨大であるため,従来の素朴な方法では計算に莫大な時間がかかる.しかし,この種の問題では,出力する解の数は全ての組合せよりはるかに小さいことが多い.類似する項目を例に挙げれば,一つの項目は他の高々数個の項目とのみ類似する場合が多い.そもそも,非常に多くの項目が類似するようなデータベースは,類似する項目を全て列挙すること自体に意味がない.全ての項目を総当りで比較するのではなく,効率良く類似する可能性のあるペアだけを絞り込むことができれば,極めて短時間で計算を終了することが可能である.本研究班では,ゲノム情報学に現れる基礎的なデータベース解析問題や最適化問題に対して,精度が高くかつ高速なアルゴリズムを開発することとその解析を目指して研究を行った.具体的には、トランザグションデータあるいは各項目が正負のみをとるデータが与えられたとき,その中から真である項目の多くに当てはまるが偽である項目にはほとんど当てはまらないようなパターンの列挙を考え,確率的解析を通して生成されたパターンの信頼性に対する指針を与えた.また,トランザクションデータベースから頻出集合を見つける問題や,文字列データの中から頻出する極大モチーフを全て発見する問題に対して効率良いアルゴリズムを開発した.ゲノム研究に関わるデータは巨大なものが多い.ゲノム自身が巨大な文字列データであることをはじめ,遺伝子やたんぱく質,生物種など,多くの項目を持つデータがある.また,マイクロアレイ技術の発達により,多くの実験を短時間で行えるようになったことも,実験結果のデータを巨大化させている.これら巨大なデータベースを解析し,全体的な特徴の観察や、類似する項目の発見・グループ分け(類似検索・クラスタリング),確からしいルール・特徴ある部分構造の発見(ルール/データマイニング)を行うことは,ゲノム研究において非常に重要な位置を占める.しかし,データが巨大であるため,従来の素朴な方法では計算に莫大な時間がかかる.しかし,この種の問題では,出力する解の数は全ての組合せよりはるかに小さいことが多い.類似する項目を例に挙げれば,一つの項目は他の高々数個の項目とのみ類似する場合が多い.そもそも,非常に多くの項目が類似するようなデータベースは,類似する項目を全て列挙すること自体に意味がない.全ての項目を総当りで比較するのではなく,効率良く類似する可能性のあるペアだけを絞り込むことができれば,極めて短時間で計算を終了することが可能である.本研究班では,ゲノム情報学に現れる基礎的なデータベース解析問題や最適化問題に対して,精度が高くかつ高速なアルゴリズムを開発することとその解析を目指して研究を行った.具体的には、トランザグションデータあるいは各項目が正負のみをとるデータが与えられたとき,その中から真である項目の多くに当てはまるが偽である項目にはほとんど当てはまらないようなパターンの列挙を考え,確率的解析を通して生成されたパターンの信頼性に対する指針を与えた.また,トランザクションデータベースから頻出集合を見つける問題や,文字列データの中から頻出する極大モチーフを全て発見する問題に対して効率良いアルゴリズムを開発した.
あけぼのPWS観測データを中心とした太陽・宇宙環境の長期変動

あけぼのPWS観測データを中心とした太陽・宇宙環境の長期変動に関する研究の3年次は、初年次、2年次に引き続き、各種波動イベントを識別するとともに、初年次、2年次で抽出した特徴が、太陽活動状況で、如何に変質するかを識別する事を、最大の目標とした。特に、放射線帯の長期変動における「新知見」を見出す事に注力する事とした。3年次の結果を、以下にまとめる。1.太陽活動の各フェーズにおいて発生する磁気圏擾乱は違いがあり、この違いによって、放射線電子増加に差異が認められた。具体的には、人工衛星に計測装置を搭載し、「放射線帯高エネルギー電子」の観測結果から、季節変動・長期変動を明らかにした。2.オーロラ活動に伴う地磁気擾乱と低周波プラズマ波動の発生が、放射線帯電子の消失(大気への降下)に大きく寄与している「新知見」が得られた。詳述すると、北米・北欧に独自に展開したユニークな低周波電波観測ネットワークを使用し、宇宙空間中の電磁場による散乱により、放射線帯の閉じ込めが破れて中層大気に降り注ぎ、大気を電離させている様子を明らかにした。また、統計的な処理から、太陽活動が活発な時期、磁気嵐の頻発時に、低周波プラズマ波動による消失の頻度が高い事実が認められた。3.太陽電波については、地上からの高分解電波観測に基づき、太陽嵐(フレア等)の発生に伴い出現する特徴的な電波現象を解析し、太陽嵐出現時には磁気流体波動と高エネルギー粒子が同時発生することを明らかにした。初年度は、プラズマ波動観測データ(PWSデータ・ISAS DRATS経由で公開)からデータベースを構築し、イベントを識別した。それらを用いて、i)太陽電波、ii)磁気嵐に固有のプラズマ波動現象、iii)オーロラ電波の発生状況を把握した。i)太陽フレアに伴って発生する電子ビームの有無(Type III型電波の解析による)、フレア発生後のフレアループからの特殊な電磁放射(Type IV型電波の解析による)、ii)内部磁気圏(プラズマ圏、ヴァン・アレン帯帯)に発生する静電波動の発生機構、ホイッスラーモード低周波プラズマ波動の出現特性、ヴァン・アレン帯MeV電子変動と波動の関係、プラズマ圏粒子の宇宙空間への流出、iii)オーロラに伴う電波の地上と衛星による同時観測、オーロラ電波の発生域の能動観測に関する研究を行い、学会で発表するとともに、論文として出版した。以上から、初年度は、イベントスタディーを多数例行ったという事に、総括される。観測データのデータベースの作成を行い、イベントを識別する事で、ケーススタディーを行った。結果をいくつかの論文にまとめた。2年次は、初年度に引き続き、プラズマ波動観測データ(PWSデータ・ISAS DRATS経由で公開)から各種波動イベントを識別し、i)太陽電波、ii)磁気嵐に固有のプラズマ波動現象、iii)オーロラ電波の発生状況を把握するとともに、東北大惑星プラズマ・大気研究センターが所有する、太陽電波望遠鏡の観測データについて、衛星観測データと対応を取る形で整理し、地上観測のデータベースとして構築した。また、理論計算を進めるべく、波動発生のシミュレーションコードを開発した。以上の取り組みから、以下のような具体的な成果を得た。i)太陽電波については、太陽電波の発生領域の同定、電波発生機構の検証を行ったが、太陽フレア発生後のフレアループからの特殊な電磁放射(Type IV型電波の解析による)の発生機構が明らかになった事が主たる成果である。特に、構造に由来する微細構造の研究は、新しい発見であった。ii)内部磁気圏(プラズマ圏、ヴァン・アレン帯帯)においては、放射線帯電子変動に焦点を当て、静電波動の発生機構、ホイッスラーモード低周波プラズマ波動の出現特性、ヴァン・アレン帯MeV電子変動と波動の関係、プラズマ圏粒子の宇宙空間への流出に関する研究を進めた。iii)オーロラ電波発生機構については、オーロラに伴う電波の地上と衛星による同時観測、オーロラ電波の発生域の能動観測を行い、それらの研究は新規人工衛星搭載機器開発に反映された。結果を学会では発表すると共に、学術論文として出版した。i)太陽電波、ii)磁気嵐に固有のプラズマ波動現象、iii)オーロラ電波のそれぞれについて、多数例の現象を解析し、新たな発見を含む形で研究を展開することが出来た。具体的には、太陽電波の発生領域の同定、電波発生機構の検証、放射線帯電子変動の詳細、オーロラ電波発生機構の確認を行ない、数編の論文を公表した。

また、統計的な処理から、太陽活動が活発な時期、磁気嵐の頻発時に、低周波プラズマ波動による消失の頻度が高い事実が認められた。3.太陽電波については、地上からの高分解電波観測に基づき、太陽嵐(フレア等)の発生に伴い出現する特徴的な電波現象を解析し、太陽嵐出現時には磁気流体波動と高エネルギー粒子が同時発生することを明らかにした。今後は、初期の計画通りに、イベント解析数を増やし、統計的な描像を抽出する。太陽活動の長期変動の視点から、太陽活動極大期・極小期における、太陽地球関係を明らかにする。統計的な描像にとどまらず、素過程における差異に迫る。物品費、旅費ともに、予定された金額よりも、支出が少なかった。研究代表者・分担者による論文印刷料を想定していたが、出版が、2018年4月以降にずれ込んだ。平成30年度には、複数編の論文が印刷される予定で、今回の繰り越し金を充当する。今年度の残金は、翌年度の消耗品、論文印刷費に、充当したい。
米糖から得られる抗腫瘍活性多糖の化学的研究

経口投与によってマウスの腫瘍を抑制する米糠由来の多糖はα(1-6)結合を主体とし, (1-3)枝分れ構造を有するグルカンであることは我々がすでに明らかにしていた.本年度は分子量100万以上といわれるこの多糖を部加水分解や超音波処理などで低分子量化することによって抗腫瘍活性ならびにマクロファージ活性化能などが分子量約1万の画分まで保持されていることを明らかにし,つづいてこれらの活性を担う化学構造を追求した.すなわち常法であるメチル化分析とともにエンド型,エキソ型酵素であるデキストラナーゼおよびグルユアミラーゼを組合わせて解析した結果,分枝の頻度が約5%であること含めて,基本的な構造は天然多糖としてよく知られているデキストランと酷似していることがわかった.全く抗腫瘍活性を示さないデキストランとの構造上の差異を調べるため,次に接触酸化によって非還元末端糖分残基をウロン酸に変換して標識したのち,上記の酵素分解を適用してさらに詳しく検討したところ,分枝部の平均残基数を算出して推定構造を求めることができた.それによるとデキストランに比して米糠からのものは分枝部がやや短いばかりでなく,その長さが比較的そろった多糖であることが明らかになった.さらにこの過程でウロン酸を含むオリゴ糖の液体クロマトグラフィー化による分析法を開発することにも成功した.さらに米糠多糖は強酸性イオン交換樹脂によって分子量約6万に低分子化することが明らかになった.これは本来6万程度の分子量のグルカンが何からの陽イオンの関与で会合していたことを示唆するものであり,デキストランにはこのような低分子量化の現象が全く見られないことから,この性質が上述の枝の長さの均一さと共に米糠多糖の独特の生物活性に与っている可能性が大きい.現在この会合現象の化学的解明を目ざして研究を継続している.経口投与によってマウスの腫瘍を抑制する米糠由来の多糖はα(1-6)結合を主体とし, (1-3)枝分れ構造を有するグルカンであることは我々がすでに明らかにしていた.本年度は分子量100万以上といわれるこの多糖を部加水分解や超音波処理などで低分子量化することによって抗腫瘍活性ならびにマクロファージ活性化能などが分子量約1万の画分まで保持されていることを明らかにし,つづいてこれらの活性を担う化学構造を追求した.すなわち常法であるメチル化分析とともにエンド型,エキソ型酵素であるデキストラナーゼおよびグルユアミラーゼを組合わせて解析した結果,分枝の頻度が約5%であること含めて,基本的な構造は天然多糖としてよく知られているデキストランと酷似していることがわかった.全く抗腫瘍活性を示さないデキストランとの構造上の差異を調べるため,次に接触酸化によって非還元末端糖分残基をウロン酸に変換して標識したのち,上記の酵素分解を適用してさらに詳しく検討したところ,分枝部の平均残基数を算出して推定構造を求めることができた.それによるとデキストランに比して米糠からのものは分枝部がやや短いばかりでなく,その長さが比較的そろった多糖であることが明らかになった.さらにこの過程でウロン酸を含むオリゴ糖の液体クロマトグラフィー化による分析法を開発することにも成功した.さらに米糠多糖は強酸性イオン交換樹脂によって分子量約6万に低分子化することが明らかになった.これは本来6万程度の分子量のグルカンが何からの陽イオンの関与で会合していたことを示唆するものであり,デキストランにはこのような低分子量化の現象が全く見られないことから,この性質が上述の枝の長さの均一さと共に米糠多糖の独特の生物活性に与っている可能性が大きい.現在この会合現象の化学的解明を目ざして研究を継続している.
本研究は,表情表出の理解の深化と拡張のためのロボットマスクの実現という目的に沿って,実証実験・臨床応用を通じて先進技術を社会実装するために大きく発展させる挑戦的研究を行っている.(1)表情表出の意志抽出技術ー生体電位信号に基づく装着型機器による表情表出の意志抽出:神経筋疾患者らの表情表出に関する計測実験のための基礎研究を行った.病院及び在宅環境における生体電位信号を計測するために,頑健性を高めた計測方法を確立している.これらの計測実験を音響や光のフィードバックを用いて本人の表情表出に関する意志を代替・補完する技術の基盤を構築した.特に,高速に変化する表情を捉える新たな手法を開発し,1秒以内の表情を検出することが可能になった他,作り笑顔に代表される意図的な表情表出を明らかにするための研究を実施した.(2)表情表出の形態的変位計測:顔面皮膚上を媒体として形態的な変位を取得これまでに開発したEIT基礎技術に基づき,電極を内蔵したフェイスマスクの設計を行うとともに,顔面神経麻痺リハビリテーション応用のためのインタフェース構築を進めた.また,カメラシステムを用いた形態的変異計測に関する研究を実施した.ここでは,表情変化から診断の基盤となる物理パラメータを抽出するため,医師に装着型カメラを装着することで診断中の患者表情の撮影を行い,データベース構築に務めた.(3)表情表出の物理的動作支援技術:ロボット技術を応用した装着型表情支援装置研究協力者らと連携し,引き続き臨床研究を実施した.前年度までに開発した開眼・閉眼支援装置を生活支援装置としての実証研究を引き続き行うとともに,随意的な表情筋活動を支援するためのロボットマスク支援リハビリテーションの実現に関する研究の策定を行った.課題(1)(2)については挑戦的な課題であるため適宜現場の課題に応じて修正を行いながら研究を実施している.また,課題(3)については当初以上の進展があったものといえるため,全体としてはおおむね順調に進展しているといえる.本研究では,「表情表出による社会性の機能再生支援」という新たな分野開拓を目指し,臨床医学・看護分野と連携しながらロボット工学・生体信号処理技術の高度化により笑顔を中心とした表情表出を支援するロボットマスクの実現に挑戦するものである.今後も引き続き,本研究は,(1)表情表出の意志抽出技術,(2)表情表出の形態的変位計測,(3)表情表出の物理的動作支援という明確なサブテーマを同時に推進して提案手法の基盤技術を深化させることを目指す.本研究は,表情表出の理解の深化と拡張のためのロボットマスクの実現という目的に沿って,(1)表情表出の意志抽出技術,(2)表情表出の形態的変位計測,(3)表情表出の物理的動作支援という明確なサブテーマを同時に推進して提案手法の基盤技術を深化させるとともに,実証実験・臨床応用を通じて先進技術を社会実装するために大きく発展させる挑戦的研究である.今年度は,(1)表情表出の意志抽出技術:生体電位信号に基づく装着型機器による表情表出の意志抽出において,基礎的な表情筋活動計測に関する成果が得られた.提案手法は,顔側より顔表面中に伝搬する生体信号(表面筋電位:distal EMG)を1.0 kHzで取得し,独立成分分析(ICA)と機械学習(ニューラルネットワーク)により表情を推定するため,規範となる学習データの取得が重要となる.さらに,(2)表情表出の形態的変位計測:誘電体である顔面皮膚上を媒体として形態的な変位を取得においては,まずは画像計測を用いた基礎的な成果が得られたとともに,フェイスマスクの開発に着手している.(3)表情表出の物理的動作支援技術:ロボット技術を応用した装着型表情支援装置においても成果が得られた.ここでは,開眼・閉眼動作を支援するメガネ型のインタフェース開発を行う.健常側の動作をトリガーとして,麻痺側の開眼・閉眼動作を支援するものであり,まぶたの開閉にあわせたゴム上の柔軟素材を動作させる機構を構成する.この開発に関する研究で一定の成果が得られている.3つのサブテーマを同時に推進して提案手法の基盤技術を深化させるとともに,実証実験・臨床応用のそれぞれで一定の成果を得ており,順調に進展していると言える.本研究は,表情表出の理解の深化と拡張のためのロボットマスクの実現という目的に沿って,実証実験・臨床応用を通じて先進技術を社会実装するために大きく発展させる挑戦的研究を行っている.(1)表情表出の意志抽出技術ー生体電位信号に基づく装着型機器による表情表出の意志抽出:神経筋疾患者らの表情表出に関する計測実験のための基礎研究を行った.病院及び在宅環境における生体電位信号を計測するために,頑健性を高めた計測方法を確立している.これらの計測実験を音響や光のフィードバックを用いて本人の表情表出に関する意志を代替・補完する技術の基盤を構築した.特に,高速に変化する表情を捉える新たな手法を開発し,1秒以内の表情を検出することが可能になった他,作り笑顔に代表される意図的な表情表出を明らかにするための研究を実施した.(2)表情表出の形態的変位計測:顔面皮膚上を媒体として形態的な変位を取得これまでに開発したEIT基礎技術に基づき,電極を内蔵したフェイスマスクの設計を行うとともに,顔面神経麻痺リハビリテーション応用のためのインタフェース構築を進めた.また,カメラシステムを用いた形態的変異計測に関する研究を実施した.ここでは,表情変化から診断の基盤となる物理パラメータを抽出するため,医師に装着型カメラを装着することで診断中の患者表情の撮影を行い,データベース構築に務めた.
(3)表情表出の物理的動作支援技術:ロボット技術を応用した装着型表情支援装置研究協力者らと連携し,引き続き臨床研究を実施した.前年度までに開発した開眼・閉眼支援装置を生活支援装置としての実証研究を引き続き行うとともに,随意的な表情筋活動を支援するためのロボットマスク支援リハビリテーションの実現に関する研究の策定を行った.課題(1)(2)については挑戦的な課題であるため適宜現場の課題に応じて修正を行いながら研究を実施している.また,課題(3)については当初以上の進展があったものといえるため,全体としてはおおむね順調に進展しているといえる.表情表出の理解の深化と拡張のためのロボットマスクの実現という目的に沿って,引き続き(1)表情表出の意志抽出技術,(2)表情表出の形態的変位計測,(3)表情表出の物理的動作支援のテーマについて研究を行っていく.協力機関である大阪警察病院に加え,本学附属病院とも連携して研究を推進する予定である.本研究では,「表情表出による社会性の機能再生支援」という新たな分野開拓を目指し,臨床医学・看護分野と連携しながらロボット工学・生体信号処理技術の高度化により笑顔を中心とした表情表出を支援するロボットマスクの実現に挑戦するものである.今後も引き続き,本研究は,(1)表情表出の意志抽出技術,(2)表情表出の形態的変位計測,(3)表情表出の物理的動作支援という明確なサブテーマを同時に推進して提案手法の基盤技術を深化させることを目指す.
アミノ酸エンドサイトーシスの分子機序と生理機能

mTORC1は栄養代謝を担う主要なシグナル複合体である。mTORC1は細胞外のアミノ酸によって活性化されることが知られていたが、近年、その機序の解明が急速に進んだ。すなわち、一連の研究報告により、「アミノ酸は細胞内小器官であるリソソームの内腔に到達した時に、mTORC1を活性化させる」ことが判明した。ただ、細胞外のアミノ酸がどのような経路でリソソーム内腔に到達するのかは不明な点が多かった。我々は最近の報告において「細胞外液取り込み機構エンドサイトーシスによりアミノ酸が細胞内に取り込まれ、mTORC1を活性化する」という機序を明らかにした。本研究においては、この発見をさらに発展させるため、アミノ酸エンドサイトーシスのより詳細な機序、および細胞機能におけるエンドサイトーシスの重要性を検証することを目的とする。ダイナミン依存性エンドサイトーシス阻害剤であるダイナソア、mTORC1阻害剤であるラパマイシン、mTORC1/2阻害剤であるTorin1、アミノ酸不含培地で293T細胞を処理し、ウエスタンブロット法により各種のmTORC1/2ターゲットリン酸化サイトを検証した。また、細胞数の測定、WSTアッセイによる細胞代謝活性の測定、フローサイトメトリーによる細胞周期分布の検証を行った。比較的弱いmTORC1阻害剤であるラパマイシンは、ラパマイシン感受性リン酸化サイトであるS6K (Thr389)の脱リン酸化を誘導し、代謝抑制効果を示した。一方、ダイナソア、Torin 1、アミノ酸飢餓は、S6K (Thr389)に加えて、ラパマイシン非感受性リン酸化サイトの4E-BP1 (Thr37/46)も脱リン酸化し、さらに、細胞代謝と細胞増殖を抑制した。フローサイトメトリーを用いて解析した結果、これらの薬剤・飢餓による細胞増殖抑制は、S期における停滞が原因であることが推測された。当初の計画どおり、エンドサイトーシス阻害剤が細胞増殖や代謝などの各種細胞機能に与える影響を確認することができた。また、mTORC1阻害剤であるラパマイシンと比べて、エンドサイトーシス阻害剤がより強いmTORC1抑制効果を発揮することが明らかとなった。今回調べた各種の細胞機能の指標(細胞増殖、代謝、細胞周期)や、mTORC1/2への影響に関して、エンドサイトーシス阻害剤はアミノ酸飢餓とほぼ同様の表現型を示した。これらの結果は「エンドサイトーシス阻害剤はアミノ酸のエンドサイトーシスによる細胞内取り込みを阻害し、細胞内アミノ酸の枯渇を引き起こすため、アミノ酸飢餓と同様の効果をもたらす」というモデルを支持する。また、エンドサイトーシス阻害剤がアミノ酸飢餓と同様に細胞周期をS期で停滞させることが明らかとなった。このことから、DNA複製が阻害されている可能性が推察される。DNA複製の阻害が細胞増殖抑制の原因となっている可能性が考えられるため、今後、さらに検証を進めたいと考えている。エンドサイトーシス阻害剤が細胞周期をS期で停滞させることからDNA複製が阻害されていることが推測され、DNA複製の阻害が細胞増殖抑制の原因となっている可能性が考えられた。今後、この可能性をさらに詳細に検討する。DNA複製阻害の結果として、DNAダメージチェックポイントの活性化など、様々なストレス応答が起こっている可能性が考えられる。また、それらのストレス応答が細胞増殖の抑制に寄与している可能性がある。今後、がん細胞由来株と正常細胞を比較しながら、エンドサイトーシス阻害剤ががんの増殖抑制を特異的に抑制する可能性についても検討したい。これまでのエンドサイトーシス阻害実験は、ダイナミン阻害剤であるダイナソアなどの阻害剤を主に用いて行ってきた。ドミナントネガティブ型ダイナミン2の強制発現によっても同様にmTORC1活性の抑制が起こることを確認済みではあるが、さらに特異的な方法としてはダイナミン1/2/3のトリプルノックアウト細胞(ダイナミンTKO細胞)の使用が考えられる。今後ダイナミンTKO実験を行うため、ダイナミンTKO細胞を入手した。ダイナミンは細胞の増殖に必要なため、ダイナミンTKO細胞はタモキシフェン投与によるノックアウト誘導を実験の度に行う必要がある。このため、実験の遂行には比較的時間がかかることが予想される。

比較的弱いmTORC1阻害剤であるラパマイシンは、ラパマイシン感受性リン酸化サイトであるS6K (Thr389)の脱リン酸化を誘導し、代謝抑制効果を示した。一方、ダイナソア、Torin 1、アミノ酸飢餓は、S6K (Thr389)に加えて、ラパマイシン非感受性リン酸化サイトの4E-BP1 (Thr37/46)も脱リン酸化し、さらに、細胞代謝と細胞増殖を抑制した。フローサイトメトリーを用いて解析した結果、これらの薬剤・飢餓による細胞増殖抑制は、S期における停滞が原因であることが推測された。当初の計画どおり、エンドサイトーシス阻害剤が細胞増殖や代謝などの各種細胞機能に与える影響を確認することができた。また、mTORC1阻害剤であるラパマイシンと比べて、エンドサイトーシス阻害剤がより強いmTORC1抑制効果を発揮することが明らかとなった。今回調べた各種の細胞機能の指標(細胞増殖、代謝、細胞周期)や、mTORC1/2への影響に関して、エンドサイトーシス阻害剤はアミノ酸飢餓とほぼ同様の表現型を示した。これらの結果は「エンドサイトーシス阻害剤はアミノ酸のエンドサイトーシスによる細胞内取り込みを阻害し、細胞内アミノ酸の枯渇を引き起こすため、アミノ酸飢餓と同様の効果をもたらす」というモデルを支持する。また、エンドサイトーシス阻害剤がアミノ酸飢餓と同様に細胞周期をS期で停滞させることが明らかとなった。このことから、DNA複製が阻害されている可能性が推察される。DNA複製の阻害が細胞増殖抑制の原因となっている可能性が考えられるため、今後、さらに検証を進めたいと考えている。エンドサイトーシス阻害剤が細胞周期をS期で停滞させることからDNA複製が阻害されていることが推測され、DNA複製の阻害が細胞増殖抑制の原因となっている可能性が考えられた。今後、この可能性をさらに詳細に検討する。DNA複製阻害の結果として、DNAダメージチェックポイントの活性化など、様々なストレス応答が起こっている可能性が考えられる。また、それらのストレス応答が細胞増殖の抑制に寄与している可能性がある。今後、がん細胞由来株と正常細胞を比較しながら、エンドサイトーシス阻害剤ががんの増殖抑制を特異的に抑制する可能性についても検討したい。これまでのエンドサイトーシス阻害実験は、ダイナミン阻害剤であるダイナソアなどの阻害剤を主に用いて行ってきた。ドミナントネガティブ型ダイナミン2の強制発現によっても同様にmTORC1活性の抑制が起こることを確認済みではあるが、さらに特異的な方法としてはダイナミン1/2/3のトリプルノックアウト細胞(ダイナミンTKO細胞)の使用が考えられる。今後ダイナミンTKO実験を行うため、ダイナミンTKO細胞を入手した。ダイナミンは細胞の増殖に必要なため、ダイナミンTKO細胞はタモキシフェン投与によるノックアウト誘導を実験の度に行う必要がある。このため、実験の遂行には比較的時間がかかることが予想される。今年度はエンドサイトーシス阻害剤の細胞機能への影響を検討するため、繰り返し実験を行うことに時間を費やしたが、当初の予定に比べて、試薬類など新規購入すべき消耗品の支出が少なかった。
高齢者「家族介護」の社会学的分析

本年度は、「家族会」(介護家族の自助グループ)での家族介護者同士の、および施設内での要介護者-介護者(施設職員、家族)間の相互行為分析において、大きな進展があった。また、研究成果のフィードバック活動においても新たな展開があった。第一に、家族介護者同士の相互行為分析に関して。筆者は、「認知症」という概念を学ぶことにより、介護家族の行動にどのような変容が起こるのかに注目し、この3年間、「家族会」での調査を重点的に継続してきた。本年度の調査には、関西地方の5団体から協力を得た。第二に、本年度は介護施設内での調査を発展させた。筆者は、西日本の介護施設2ヶ所での調査を本格的に開始、月に1回のペースで調査を行った。それぞれ、成年後見人及び(遠距離から通う)入居者家族の行動、また音楽療法場面と、いずれもこれまでの社会学的研究が注目してこなかった、新しい領域に注目している。以上の調査より筆者は、患者の意志や能力を尊重する、「新しい認知症ケア」時代独特の秩序問題が生じていることを指摘した。近年の医学的議論は、認知症患者本人の意思や相互行為能力の存在を強調し、患者をケアの体制の中心に据え、家族や多様な専門職がその意思や能力を尊重することを求める(パーソンセンタードケア)。しかしそれ故に、「介護者の内の誰が要介護者の本当の姿を理解できているのか?」というコンフリクトが、介護者間で浮上する。つまり、要介護者の意志や相互行為能力の存在を認めるからこそ、介護者間で判断の序列の問題が生じていることを明らかにした(『社会学評論』掲載論文)。第三に、研究成果のフィードバックとそれに関連した活動について。本年度は調査協力団体の内、4つの団体で調査報告会を実施した。また、社団法人「認知症の人と家族の会」大阪府支部のアドバイザーとしての活動も、昨年度より継続している。本年度、筆者は、家族会(介護家族の自助グループ)5か所での継続的調査や、在宅介護現場および介護施設での調査を通じ、家族介護に関するデータを幅広く収集し、社会学的観点(特に社会構築主義の立場)から分析してきた。そのために筆者は、家族会や介護施設での参与観察、介護者へのインタビュー調査、在宅介護場面のビデオエスノグラフィーなど、多様な調査手法を用いた。本年度の調査は主に、「認知症」という医学的な専門概念を学ぶことにより、介護家族の行動にどのような変容が起こるのかに注目して実施された。その中で筆者は、家族がケアプランを立てる際にどのような「認知症」患者像を参照しているか、また家族が高齢者の「認知症」発症に気付くプロセスはどのように進行するかなど、極めて社会学的かつ実践的な知見を得た。その成果は、関西社会学会第61回大会奨励賞という形で、学会内でも評価されている。また筆者は、それらの知見を調査協力者や医療関係者などに報告するアウトリーチ活動にも積極的に取り組んでいる。2011年2月17日には徳島県立中央病院地域医療連携事業平成22年度第11回講演会で、「認知症の発見はなぜ遅れるのか-介護家族への聞き取り調査から」と題した報告を行った(於徳島県立中央病院)。他にも調査に協力して下さった家族会のうち4か所で連続調査報告会を実施するなど(協力者情報秘匿のため詳細は明記しない)、介護家族および医療者との積極的な情報交換に努めている。このように筆者の研究は、継続的なフィールド調査、学会報告、論文執筆、アウトリーチ活動のすべてを効果的に組み合わせ、確実に成果を上げている。加えて、研究対象に関しては家族会から在宅介護および施設介護現場へ、調査方法についてはインタビューおよび参与観察からビデオエスノグラフィーへ、その範囲を拡大している。本年度の研究は、家族介護者同士の相互行為分析、および介護者と要介護者の相互行為分析の二つの側面で、大いに進展が見られた。特に、それらの成果をまとめた3本の論文が、それぞれ専門誌に受理されたことは、昨年度に比べて特に進展があった点だと考える。加えて、それらの成果を調査協力団体に還元するアウトリーチ活動においても、大きな進展が見られた。第一に、家族介護者同士の相互行為分析について。筆者は、「認知症」という医学的な専門概念を学ぶことにより、介護家族の行動にどのような変容が起こるのかに注目している。筆者は、大阪府下で活動する「家族会」(介護家族の自助グループ)5団体の活動で、集中的な参与観察を実施した。この調査で、本年度は二つの知見を得た。まず介護家族の間では、「認知症」という疾患を患った要介護者が「主な介護者にしか本当の姿を見せない」と理解されており、その結果「自分しか要介護者の本当の姿を知らない」と、大きな責任を背負いこんでいくメカニズムが存在することを明らかにした。次に、介護者が「認知症」という概念を学ぶことで、それを患った要介護者を悪意などのない「無垢化された存在」として扱い、それに基づいて介護方針を立てていることを明らかにした。第二に、介護者と要介護者の相互行為分析について。筆者は、認知症を患うKさん(女性・仮名)に対する、Iさん・Jさん姉妹(仮名)の在宅介護場面で、集中的な調査を行っている。この調査から本年度は、介護家族が高齢者の「認知症」発症に気づくプロセスを明らかにした。

第三に、これらの調査成果を協力団体に還元するアウトリーチ活動について。本年度は調査協力団体の内の2団体で調査報告会を実施した(2月15日、3月14日)。またこれまでの調査成果を認められ、社団法人「認知症の人と家族の会」大阪府支部より要請を受け、アドバイザーとして会の運営に協力している。本年度は、「家族会」(介護家族の自助グループ)での家族介護者同士の、および施設内での要介護者-介護者(施設職員、家族)間の相互行為分析において、大きな進展があった。また、研究成果のフィードバック活動においても新たな展開があった。第一に、家族介護者同士の相互行為分析に関して。筆者は、「認知症」という概念を学ぶことにより、介護家族の行動にどのような変容が起こるのかに注目し、この3年間、「家族会」での調査を重点的に継続してきた。本年度の調査には、関西地方の5団体から協力を得た。第二に、本年度は介護施設内での調査を発展させた。筆者は、西日本の介護施設2ヶ所での調査を本格的に開始、月に1回のペースで調査を行った。それぞれ、成年後見人及び(遠距離から通う)入居者家族の行動、また音楽療法場面と、いずれもこれまでの社会学的研究が注目してこなかった、新しい領域に注目している。以上の調査より筆者は、患者の意志や能力を尊重する、「新しい認知症ケア」時代独特の秩序問題が生じていることを指摘した。近年の医学的議論は、認知症患者本人の意思や相互行為能力の存在を強調し、患者をケアの体制の中心に据え、家族や多様な専門職がその意思や能力を尊重することを求める(パーソンセンタードケア)。しかしそれ故に、「介護者の内の誰が要介護者の本当の姿を理解できているのか?」というコンフリクトが、介護者間で浮上する。つまり、要介護者の意志や相互行為能力の存在を認めるからこそ、介護者間で判断の序列の問題が生じていることを明らかにした(『社会学評論』掲載論文)。第三に、研究成果のフィードバックとそれに関連した活動について。本年度は調査協力団体の内、4つの団体で調査報告会を実施した。また、社団法人「認知症の人と家族の会」大阪府支部のアドバイザーとしての活動も、昨年度より継続している。本年度の筆者の研究は、学会誌への論文掲載という形で学会において高く評価されただけでなく、アドバイザーとしての協力要請に象徴されるように、調査協力団体においても高く評価されている。これは、昨年度からの調査の積み重ねをベースに研究を発展させ、またアウトリーチ活動を継続的に行ってきた成果であると自負している。以上、本年度の筆者の研究は、研究者への社会的な要請に十分に応えるものであったと考える。今後は、高齢者介護施設での調査を本格的に開始する予定で、すでに二つの施設から許可を得ている。調査方法としては、これまで重視してきた参与観察やインタビュー調査はもちろん、施設内での文書資料(ケース記録など)の閲覧や、一部ビデオ撮影の許可も得ている。筆者はすでに、施設、高齢者の家族との打ち合わせも重ねており、専門社会調査士(第A-000170号)として、社会調査協会が定めた「社会調査倫理綱領」、及び日本社会学会が定めた「日本社会学会倫理綱領」に則って調査を進めていく。
アレルギー誘導性サイトカインIL-33を基軸とした歯周炎増悪メカニズムの解明

慢性歯周炎は、歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症である。上皮細胞は細菌やアレルゲンに対してinterleukin (IL)-33を放出することで慢性アレルギー炎症が誘導される。慢性歯周炎患者の歯周組織におけるIL-33発現について検討した結果、慢性歯周炎患者の歯肉上皮には著明にIL-33発現が発現することが明らかとなった。ヒト歯肉上皮細胞にP. gingivalisを感染させると、ジンジパイン依存的にprotease-activated receptor (PAR)-2を介してIL-33 mRNA発現が亢進することが明らかとなった。慢性歯周炎は、歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症であり、慢性炎症による歯周組織破壊が重症化する最大の要因である。粘膜組織において、上皮細胞は細菌やアレルゲンに対して物理的バリアとして機能するだけではなく、これらの刺激に応答してinterleukin (IL)-33, IL-25およびthymic stromal lymphopoietinなどの上皮性サイトカインを放出する。IL-33は炎症性サイトカイン産生を介して慢性炎症の誘導に関与する重要なサイトカインであることが示唆されている。本年度の実験結果から、ヒト歯肉上皮細胞をP. gingivalis全菌体で刺激すると、IL-33 mRNA発現が亢進され、同作用は本菌が分泌するプロテアーゼであるジンジパインにより担われることが明らかにされた。そこでIL-33発現誘導のシグナル伝達に関わる分子機構について検討した結果、P. gingivalisによるIL-33発現誘導の亢進はprotease-activated receptor-2 (PAR-2)を介することが明らかとなった。次にPAR-2下流のシグナル伝達機構について検討したところ、P. gingivalisによるIL-33発現誘導はphospholipase C (PLC)、MAP kinase p38ならびにNF-κBを介することを見出した。さらにP. gingivalisによるヒト歯肉上皮細胞におけるIL-33タンパク産生機序について検討した結果、同細胞をP. gingivalisで刺激すると、細胞質におけるIL-33タンパク発現が著明に増強された。これらの研究成果から、P. gingivalisにより歯肉上皮細胞からIL-33が産生されることで上皮細胞機能が制御される可能性が示唆された。慢性歯周炎は、歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症であり、歯周組織破壊の原因となる慢性炎症の病態解明は、歯周炎予防における喫緊の課題である。粘膜組織において、上皮細胞は細菌やアレルゲンに対して物理的バリアとして機能するだけではなく、これらの刺激に応答してinterleukin (IL)-33, IL-25およびthymic stromal lymphopoietin (TSLP)などの上皮性サイトカインを放出することで、慢性アレルギー炎症の誘導に関わることが示されている。前年度の研究成果より、ヒト歯肉上皮細胞をP. gingivalisで刺激すると、IL-33発現が亢進することが示されたことから、本年度はIL-33と同様にアレルギー性炎症の誘導に関わるIL-25ならびにTSLP発現誘導について検討した。その結果、P. gingivalisによるIL-25ならびにTSLP発現が亢進された。同活性は、同菌より産生されるプロテアーゼであるジンジパインにより担われることが明らかとなった。これらの研究成果から、IL-33は同菌に対する自然免疫応答を減弱させ慢性炎症を引き起こす可能性が示唆された。慢性歯周炎は、歯周病関連細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症であり、歯周組織破壊の原因となる慢性炎症の病態解明は、歯周炎予防における喫緊の課題である。前年度の研究成果より、ヒト歯肉上皮細胞をP. gingivalisで刺激すると、IL-33産生が亢進することが示されたことから、本年度は慢性歯周炎患者の歯周組織におけるIL-33発現について検討した。その結果、健常な歯周組織にはIL-33発現がほぼ認められないのに対して、慢性歯周炎患者の歯肉上皮には著明にIL-33発現が発現することが明らかとなった。これまでの研究実績から、P. gingivalisによる同細胞からのIL-33産生にはPAR-2が関わることが示唆されたことから、P. gingivalis-PAR-2の細胞内侵入の関与について各種阻害剤を用いて検討した結果、同菌の細胞内侵入がIL-33産生に必要であることが明らかとなった。加えて、P. gingivalisによる同細胞からのIL-33産生に関わるPAR-2下流のシグナル伝達経路について、PAR-2活性化に伴い細胞膜にリクルートされる分子であるbeta-arrestin-1について検討した。その結果、beta-arrestin-1ノックダウン細胞では、P. gingivalisによる同細胞からのIL-33産生が抑制されることを見出した。これらの研究成果から、慢性歯周炎の病態形成にIL-33が関与することが示唆された。

平成27年度の研究計画に基づき実験を実施した結果、次の研究成果を得た。1慢性歯周炎におけるIL-33発現:P. gingivalisにおけるヒト歯肉上皮細胞におけるIL-33誘導作用が、実際にヒトの慢性歯周炎で同様にみられる可能性について、慢性歯周炎患者の歯周組織におけるIL-33発現について検討した。その結果、健常な歯周組織にはほとんどIL-33発現が認められないのに対して、慢性歯周炎患者の歯肉上皮には著明にIL-33発現が発現することを明らかにした。2ヒト歯肉上皮細胞からのIL-33誘導作用におけるP. gingivalisの細胞内侵入:P. gingivalisによるヒト歯肉上皮細胞からのIL-33産生にはPAR-2が関わることから、P. gingivalis-PAR-2の細胞内侵入の関与について検討した。同細胞をmicrotubule阻害剤のnocodazoleならびにparticle internalization阻害剤のcytochalasin Dで前処理後、P. gingivalisを感染させた結果、同細胞からのIL-33産生が有意に抑制されるが明らかとなった。歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisは慢性歯周炎の主要な病原細菌であり、同細菌により誘導される慢性炎症は歯周組織破壊の主な要因となることから、慢性炎症に至る病態解明は歯周病の予防・治療法の開発に係る喫緊の課題である。前年度の研究成果より、P. gingivalis感染はヒト歯肉上皮細胞におけるinterleukin-33 (IL-33)産生を亢進させることが明らかとなった。口腔・歯肉上皮細胞で構成される口腔粘膜バリアは、物理的バリアを担うのみならず抗菌ペプチドの産生を介して免疫学的バリアを構築することにより感染防御を担っている。特に、歯肉上皮細胞は抗菌ペプチドのカテリシジンファミリーであるLL-37/CAP-18を産生し、LL-37/CAP-18発現低下を伴う全身疾患に罹患することにより、歯周病罹患性が亢進することが明らかにされている。本年度は、活性型ビタミンD3による歯肉上皮細胞からのLL-37/CAP-18産生の増強作用について、活性型ビタミンD3であるマキサカルシトール、同誘導体であるカルシトリオール(OCT)ならびに活性型ビタミンD2であるエルカルシトールに用いた検討を行った。その結果、ヒト歯肉/口腔上皮細胞をマキサカルシトール、OCTならびにエルカルシトールで刺激すると、同細胞からのLL/37/CAP-18発現が著明に増強された。さらに、LL-37によるP. gingivalis殺菌活性について、合成LL-37ペプチドを用いて検討した結果、LL-37の濃度依存的にP. gingivalisは速やかに殺菌されることを確認した。慢性歯周炎は、歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症である。上皮細胞は細菌やアレルゲンに対してinterleukin (IL)-33を放出することで慢性アレルギー炎症が誘導される。
光応答性遺伝子発現制御配列を標的部位とする新規mRNA分解酵素の同定と機能解析

光合成微生物である藍藻(Cyanobacteria)は、光応答性遺伝子発現調節機構を解析する為の優れたモデル生物である。研究代表者は、藍藻の光応答性遺伝子psbAの光応答性発現に着目し、核酸の分子構造[湾曲DNA/プロモーター/5'非翻訳領域シス配列(5'-UTR)]の転写・転写後調節に与える影響や転写装置RNAポリメラーゼのシグマ因子の機能解析を進めている(別紙発表論文)。その一環として本研究課題では、psbA遺伝子の5'-UTRに普遍的に存在するAU-box配列(UAAAUAAAモチーフ)を特異的に認識して切断する新規エンド型リボヌクレアーゼ(RNaseE)を藍藻Synechocys tis sp. strain PCC6803株から同定した。更に、切断特異性を精製RNase Eタンパク質を用いたin vitro実験系で明らかにした。RNase Eタンパク質は、暗黒条件下でAU-boxを切断し、psbA mRNAの安定性を低下させると予測されたので、これを細胞内(in vivo)で検証しようと、6803株RNase E遺伝子破棄株の取得を目指したが、生育に必須な遺伝子であるためか成功しなかった。そこで2年目(最終年度)にあたる平成15年度では、RNase E遺伝子を6803株内で高発現させることが可能なベクターを構築し、形質転換株取得を目指した。候補となる薬剤耐性株を得て、現在psbA遺伝子のAU-box配列に与える影響を解析中である。これら成果の一部は、スペイン・バルセロナで開かれた第7回国際植物分子生物学会(June 23-28,2003)で発表した(SO5-76,要旨集p89)。以上のデータとin vivoの成果を踏まえ、現在投稿論文作成準備中である。更に本研究課題で得られた成果も含め、これまでの研究業績に対して平成16年度日本農芸化学会奨励賞を受賞。受賞講演要旨集(p331-333)の中で「光合成微生物の光誘導性遺伝子発現調節機構:転写・後転写に関与するシス配列とトランス因子」として成果を公表した。藍藻(シアノバクテリア)は、光応答性遺伝子発現調節機構を解析する為の優れたモデル生物である。研究代表者は、藍藻の光応答性遺伝子psbAの発現に注目し、核酸の分子構造[湾曲DNA/プロモーター/5'非翻訳領域シス配列(5'-UTR)]の転写・転写後調節に与える影響や転写装置であるRNAポリメラーゼの機能解析を進めている(別紙発表論文)。その一環として本研究課題では、psbA遺伝子の5'-UTRに普遍的に存在するAU-box配列を特異的に認識して切断する新規エンド型リボヌクレアーゼ(RNase)を藍藻Synechocystis sp. strain PCC6803株から同定し、その切断特異性を検証した。初年度にあたる平成14年度では、既に全ゲノム配列が決定されている6803株のデータベースから、エンド型RNaseの候補としてRNase Eを選抜した。RNase E遺伝子を発現ベクターにクローン化後、大腸菌の中で大量発現させ、産物の精製に成功した。得られた精製RNase EとAU-box配列を含んだ短鎖のpsbA2 mRNAをin vitro系で混合し、高濃度ポリアクリルアミドゲル電気泳動法にて切断箇所を1nucleotideの解像度で解析した。その結果、予想通り、RNase Eはエンド型(mRNA鎖の内部から切断)のAU-box配列部位特異的切断活性を有していることを初めて明らかにした。また、AU-boxをGC-richな配列に置換したGC-box mRNAを設け、RNase Eによる切断が起こらない事を確認した。更にPCC6803株と近種のMicrocystisaeruginosa K-81株psbA2 AU-boxに対する6803RNase Eの切断機能を調べ、同様の切断活性を確認した。一方、in vivoにおけるRNase Eの機能を検証する為、6803株RNase E遺伝子破棄株を取得しようとしたが、生育に必須な遺伝子である為か、うまくいかなかった。そこでRNase Eを大量発現する6803株を現在構築中である。また申請書に基づき、次年度RNase E変異体実験に使用予定の菌体培養装置を購入設置し、培養条件なども検討中である。

候補となる薬剤耐性株を得て、現在psbA遺伝子のAU-box配列に与える影響を解析中である。これら成果の一部は、スペイン・バルセロナで開かれた第7回国際植物分子生物学会(June 23-28,2003)で発表した(SO5-76,要旨集p89)。以上のデータとin vivoの成果を踏まえ、現在投稿論文作成準備中である。更に本研究課題で得られた成果も含め、これまでの研究業績に対して平成16年度日本農芸化学会奨励賞を受賞。受賞講演要旨集(p331-333)の中で「光合成微生物の光誘導性遺伝子発現調節機構:転写・後転写に関与するシス配列とトランス因子」として成果を公表した。
ARDSの病態に迫る;肺胞マクロファージにおけるサイトカインとFasの発現

肺胞マクロファージの活性化とそれに引き続く多核白血球の肺内浸潤と活性化がARDSすなわち急性肺損傷の発症機転に密接に関与していると言われているが、その詳細については未だ不明の点も多い。我々はこれまでARDS患者の肺胞洗浄液を検討することによって、ARDS診断およびその病態生理解明ができるのではないかと考えて検討を行ってきた。:本研究においては臨床的に敗血症性のARDSと診断された患者をはじめ集中治療を必要とする患者を対象に肺胞洗浄を施行し、得られた洗浄液中の細胞および液性成分について検討を加えた。肺胞マクロファージおよび多核白血球を固定し炎症性サイトカイン(IL-1β,1L-6,IL-8)、iNOS、Fas等の発現を免疫組織学的に検討したところ、肺胞マクロファージにおいてARDS急性期の患者においてのみ上記各物質の強い発現を認めた。特に敗血症性のARDSの発症機転と密接な関係があると考えられているiNOSの発現をARDS患者の肺胞マクロファージにおいてはじめて証明した。さらにRT-PCRを用いてこれらの諸因子の遺伝子発現を検討しているが、いずれの因子においても臨床的にARDSと診断した時点では強く発現しており、急性肺障害におけるこれら因子の重要な役割が示唆された。現在、さらに臨床的に全身炎症症候群と診断される患者群について検討を加え、多臓器不全に移行する過程におけるこれら諸因子の推移について検討を重ねている。本研究においては臨床的に敗血症性のARDSと診断された患者をはじめ集中治療を必要とする患者を対象に肺胞洗浄を施行し、得られた洗浄液中の細胞および液性成分について検討を加えた。肺胞マクロファージおよび多核白血球を固定し炎症性サイトカイン(IL-1β,IL-6,IL8)、iNOS.Fas等の発現を免疫組織学的に検討したところ、肺胞マクロファージにおいてARDS急性期の患者においてのみ上記各物質の強い発現を認めた。肺胞マクロファージおよび多核白血球を固定し炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6、IL-8)、iNOS、Fas等の発現を免疫組織学的に検討したところ、肺胞マクロファージにおいてARDS急性期の患者においてのみ上記各物質の強い発現を認めた。さらにRT-PCRを用いてこれらの諸因子の遺伝子発現を検討し、いずれの因子においても臨床的にARDSと診断した時点では強く発現しており、急性肺障害におけるこられ因子の重要な役割が示唆された。

さらに臨床的に全身炎症症候群と診断される患者群について検討を加え、多臓器不全に移行する過程におけるこれら諸因子の推移について検討したところこれらの諸因子が多臓器不全を示唆するマーカとしても有用であることが示された。
衣服の快適性評価への新たな計測法の提案とその可能性

衣服と皮膚の間の微小空間では、人間の発熱と発汗により生地を通しての複雑な熱と物質移動現象が起こっている。この空間は衣服内気候と呼ばれ、衣服の快適性に大きな影響を与えている。それゆえ、衣服内気候と快適性の関係を把握するためには、この空間における温度と濃度分布を正確に把握し、衣服を通しての移動特性を評価することが不可欠となる。本研究は、そのための新しい計測法としてホログラフィ干渉法と赤外線吸収法を組み合わせた計測法を提案し、本計測法の有効性を検討した。その結果、本計測法は衣服内気候を計測できる可能性を有すことを確認できるとともに、さらに満足できる測定法とするための課題を見つけることができた。本研究は,衣服内気候と言われている皮膚と衣服の間の狭い空間における人体からの発熱と発汗による衣服を通しての熱と物質移動現象を計測するために,ホログラフィ干渉法(以後,HI)と赤外線吸収法(以後,IR)を組み合わせた新しい計測法を提案し,その可能性を検討した.平成24年度は,まず衣服内気候を再現する測定部を製作し,単波長によるシンプルなシステムで光学系をセッティングし,本研究で提案したHIとIRを組み合わせて,本計測法の可能性を検討した.その結果,精度には改善が望まれるものの本計測法は衣服内気候を計測できる可能性を有することを明らかにすることができた.平成25年度は,本計測法の精度向上のために,1測定部の長さを増加させHIの精度の向上,2単波長に代わって二波長ホログラフィ干渉法を導入し,温度・濃度計測値の信頼性の向上,3実際の衣服内気候の計測に向けて水蒸気の吸収特性に優れた近赤外線を用いた吸収法の試みを行った.その結果,1については測定長を長くした結果,テンションをかけて生地を張ることおよび測定部に外乱を与えずにアルミ板を開閉させることの難しさからより長い測定長を持つ試験部を作ることができなかった.2については,二波長の光学系のセッティングには成功したものの,1で予定した測定部が製作できなかったため,測定精度の向上を得るまでには至らなかった.3については,近赤外線光源としてハロゲン光源および一般のカメラから赤外線カットフィルターを除去したものを近赤外線カメラとして用いたが,イメージセンサーの感度およびハロゲン光の照射の不均一さのため,期待した近赤外線の効果を得られなかった.このように,平成25年度は精度向上のための様々な試みを行ったが,顕著な精度向上に繋がる結果を得るまでには至らなかった.しかし,今後の衣服内気候計測に向けて新たな計測法を考える上でのヒントを得ることができた.衣服と皮膚の間の微小空間では、人間の発熱と発汗により生地を通しての複雑な熱と物質移動現象が起こっている。本研究は,衣服内気候と言われている皮膚と衣服の間の狭い空間における人体から生じた発熱と発汗による衣服を通しての熱と物質移動現象を計測するために,ホログラフィ干渉法と赤外線吸収法を組み合わせた新しい計測手法を提案し,その可能性を検討することを目的としている.平成24年度は,そのための第1段階として,衣服内気候を再現する測定部を製作し,単波長を用いたシンプルなシステムで光学系をセッティングし,本研究で提案したホログラフィ干渉法と赤外線吸収法を組み合わせて,本計測法の可能性を検討した.その結果,得られた可視化画像および解析結果から,本計測法が衣服を通しての熱および物質移動の様子を的確に捉えていることを示すことができ,精度には改善が望まれるものの本計測法は衣服内気候を計測できる可能性を有していることを明らかにすることができた.現在は,本計測法の精度向上に向けて,空間的分解能および温度・濃度の測定感度をそれぞれ向上させるという観点から,当初の計画に沿って1単波長に代わって二波長ホログラフィ干渉法を導入し,濃度計測の信頼性を向上させるほか,2ホログラフィ干渉法の精度向上のために,スムーズな開閉が可能な範囲内での測定部の測定長を拡大させることの検討,3実際の衣服内気候の計測に向けて水蒸気の吸収特性に優れた近赤外線を用いた吸収法システムの導入のための準備を進めている.1についてはより慎重に精密なセッティングを行っている段階であり,2については,より広い範囲にわたってテンションをかけた状態で生地を一様に張ることおよび瞬時に均等に大きなアルミ板を開閉させることの難しさにぶつかっており,更なる工夫が必要な状況である.3については近赤外線用の光学系パーツの手配・納品は終了しており,今後この光学系を組み,実施する段階となっている..当初の実験計画では,二波長ホログラフィ干渉法と赤外線吸収法を組み合わせた計測法を平成24年度中で実施する予定であったが,光学系のセッティングに時間がとられ,この計測法の実施は平成25年度にずれ込んでしまった.しかし,平成24年度に実施した単波長ホログラフィ干渉法を用いた計測結果は,本計測法の有用性を実証しており,その点からは順調と言える.