hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植生干渉と黒ボク土の発達とのかかわりにみる土壌資源の持続的活用に関する考察

黒ボク土の生成と焼畑耕作の関係については、森林経営と焼畑に関する文献調査を行い、わが国における焼畑耕作の履歴が強い地域と非アロフェン質黒ボク土の小縮尺での分布の対応関係を把握した。事例研究を行うための調査地域選定を進めた結果、東北地方南部(宮城県蔵王、岩手県胆沢周辺)に発達する非アロフェン質黒ボク土の土壌調査を実施した。現在、採取試料について炭化材を中心とする土壌成分の分析法の検討を進めている.本研究は、カヤ場(ススキ草地)の成立と黒ボク土の発達の関係を考察するために岩手県玉山村外山地区および神奈川県秦野市菩提地区において、詳細な土壌断面調査および土壌試料の採取を行った。玉山地区には、安山岩質テフラを母材とする黒ボク土が発達し、カヤ場や放牧のためのササ草地・牧草地として利用されるほかは、ミズナラ二次林が広くみられる。一方、菩提地区では、玄武岩質テフラを母材とする黒ボク土が発達し、現在森林組合によって維持されている小面積のカヤ場のほかは、スギ・ヒノキ林を主体とする植林事業が展開されている。両地区において、母材、地形条件を考慮してカヤ場と樹林地の模式断面を選定、調査し、断面から採取した土壌試料を用いて、三相分布・容積重、腐植含有率、腐植組成、pH(H_2O,KCl)、交換酸度、CEC塩基飽和度、交換性陽イオン、Al,Fe,Siの定量等の理化学性に関する分析を行った。一部の分析については現在作業を進めている。その結果、表土の腐植含量は樹林地の方が大きいが、腐植組成についてはカヤ場土壌の方が腐植化度の高いA型腐植酸が生成されており、土壌断面のA層の層厚もカヤ場履歴土壌の方が大きい。表層の潜酸性(pH;KCl)、交換酸度Y1、CEC、交換性陽イオンを比較すると、菩提地区ではカヤ場と樹林地では顕著な差がみられないのに対し、玉山地区ではカヤ場と樹林地ではこれらの理化学性に顕著な差がみられ、とくに樹林地の表層は、交換性アルミニウムの存在に由来する酸性が強く現れている。選択溶解によるAl,Fe,Siの定量を行った結果も、これを支持することが明らかとなった。したがって、理化学性でみられる2つの地区の違いは、おもに母材の岩質とテフラの供給年代の違いを反映しているものと考えられる。このことは、今後粘土含有量を調べることにより、確認することができる。以上のように本研究より、カヤ場のような植生干渉には土壌の酸性を弱め、地力の維持に対する働きかけが認められ、母材供給年代が古い土壌ほどその効果は促進されることが明らかとなった。これらの結果の一部は、1997年日本地理学会春季大会(3月)にて発表を行う予定である。本年度は、前年度の調査地域(岩手県玉山村外山、神奈川県秦野市菩提)に加えて熊本県阿蘇外輪山および島根県三瓶山において土壌調査を行い、カヤ場(ススキ草地)の成立と黒ボク土の土壌の発達の関係を土壌理化学特性分析をもとに明らかにした。土壌調査および土壌分析は各地域ともカヤ場との対照地として樹林地についても同様に行い、植生管理形態の違いによる土壌理化学性を比較検討し、さらに地域性を考察した。土壌分析の結果、持続的草地利用は難分解性のA型腐植酸の生成に伴い、土壌中の炭素含量が増加し、表層では塩基飽和度の増大がみられた。また、土壌酸性の強度(pH,KCl)および酸の容量(交換酸度y1)はいずれも草地と樹林地の表土で顕著な差がみられ、草地は酸性化の程度小さいことが示された。すなわち、草地利用下の黒ボク
プロテインAとその誘導体の溶液内構造と抗体との結合様式の解明

プロテインAの溶液内の構造を,主にX線溶液散乱法とMD計算の知識を統合して求めた。試料としては、野生型だけでなく、一部をより安定化するように改変したC5d、さらにやや慣性半径の小さくなるC5n1の3種を用い,酸性,中性におけるそれぞれの構造を調べた。結果は、MDで計算した結果と非常によく一致した。このことは,通常の球状たんぱく質とは異なり,5つあるドメインがそれぞれあまりストレスをかけないで,弱い結合で構造を保っていることを示唆している。次にプロテインAと免疫グロブリンIgGのFc端との相互作用を測定し,SVD法により複合体のみの散乱曲線を求めた。この構造の決定は今後の課題である。・プロテインAとその誘導体の溶液内構造をX線溶液散乱法で調べている。プロテインAは,中性と酸性でIgGを結合する能力が異なるが,それに伴ってgrossな構造が異なるのかどうかを調べるのが主な目的であった。2014年度は下記のような実験を行った。1)プロテインAとその誘導体をそれぞれpH 3.5とpH 7.4の緩衝液に溶かして,X線溶液散乱法で,構造を計測した。測定にあたっては,それぞれ蛋白質濃度を2mg/mlから5 mg/mlまでの何点かを取り,愛知シンクロトロンと高エネルギー研究機構放射光研究施設で,実験を行った。実験にあたっては,研究協力者の市村薫博士(長浜バイオ大学),新庄正路博士(関西医科大学助教)の協力を得た。また試料作成については,カネカ株式会社の協力を得た。2)実験の解析を,主に新庄博士の協力を得て行った。得られた結果は,(1) 4種類のどれも球状化した状態であることがわかった。(2)酸性状態のプロテインAだけは,他の3通りの実験と異なり,少し全体に分子が広がった形をしていると思われた。アミノ酸配列情報を加味した構造モデルについては,東京薬科大学・小島教授の協力を得て求めていく予定である。これについては,2015年度の課題である。プロテインAが,溶液内でどのような構造を取っているかを明らかにする目的で,X線溶液散乱法で研究を行うことを企画した。プロテインAは,3本のαヘリックスを折れ曲げてできたサブユニット5個が,短いジョイントで繋がれた構造をしており,かっちりとした立体構造を持っていないと思われる。我々は,野生のプロテインAに加えて,一つのサブユニットを修飾してアルカリ耐性を高めたサブユニットを作り,これを5個連ねた誘導体を構築し,野生株と比較検討した。実験は,高エネルギー加速度研究機構放射光研究施設およびあいちシンクロトロン光施設のX線溶液散乱測定ステーションを利用して行った。野生のプロテインAは,中性では,免疫抗体IgGと結合するが,酸性では解離する。これはプロテインAの構造が,酸性状態と中性では異なるためではないかと予想し,実験は,野生株,誘導体とも酸性,中性で行い,それらを比較検討した。どの条件でも,解析に耐えるデータを得ることができた。ab inioの計算結果では,それぞれの状態の間に差は認められたものの,顕著な構造の違いは観測されなかった。現在その結果に基づいて,コジマらの開発したSAX-MD法を用いてモデル構造の計算を続けている。一方,プロテインAが免疫抗体のとどのように結合するかは極めて興味深い研究対象である。我々は,当初IgGとプロテインAとの結合体の構造を測定しようとしたが,会合体を形成して,プロテインAとIgGだけの結合体の測定が困難であったが,IgGに代えてその一部であるFcフラグメントを用いて測定したところ,きれいな測定結果を得ることができ,おそらく両者が1:1で結合していることを示唆するデータが得られた。この結果についても若干の追加実験を行った後,発表したいと考えている。目的としていた実験はほぼ終了した。現在はモデルに基づいた構造計算をしている。年度内には成果を論文の形で発表できる予定である。ただ,実験の中で興味深い結果が得られてきたので,来年度には新たな課題で、科学研究費を申請したいと考えている。本研究の目的は、抗体精製に用いられるprotein Aと抗体との結合様式を明らかにすることであった。それはまず第一に一つのprotein Aに何個の抗体が結合するかを明らかにすることであったが、3本のαヘリックスが5つ繋がった形のprotein Aが溶液中でどのような決まった構造をとるのかを明らかにすることも大きな目的であった。本研究期間中には、昨年度まで2年間に行った実験・解析にもとづいて、平成28度は成果を発表するための解析に費やす予定であったが、実際には追加実験を行い、protein A (wild type),その誘導体(C5d, C5N1)について、X線溶液散乱実験を行った。結果は、主にC5dについて、構造のエネルギー最小化を行って得られた構造が、ほぼX線溶液散乱の結果を再現することが分かり、protein Aは、柔らかで、かつグロビュールな構造であることが確かめられた。これは、決まった構造を取りながら、ストレスのかからない構造を作っていることとなり、おそらくモルテングロビュール状の構造ではないかと思われ、興味深い。次のステップとして、protein Aとその抗体の一部であるFc fragmentとの複合体の構造を餅メル目的で、X線溶液散乱の実験を行った。実験結果は、protein AとFc fragment,それに両者の複合体の3種類の産卵曲線を分離して求めることができた。この解析については、まだ進行中である。

プロテインAの溶液内の構造を,主にX線溶液散乱法とMD計算の知識を統合して求めた。試料としては、野生型だけでなく、一部をより安定化するように改変したC5d、さらにやや慣性半径の小さくなるC5n1の3種を用い,酸性,中性におけるそれぞれの構造を調べた。結果は、MDで計算した結果と非常によく一致した。このことは,通常の球状たんぱく質とは異なり,5つあるドメインがそれぞれあまりストレスをかけないで,弱い結合で構造を保っていることを示唆している。次にプロテインAと免疫グロブリンIgGのFc端との相互作用を測定し,SVD法により複合体のみの散乱曲線を求めた。この構造の決定は今後の課題である。溶液散乱の結果が再現性が悪く,難渋していたが,ようやく再現性のあるデータが取れるようになった。今後は実験条件を変えながらの測定を行うと同時に,次のステップであるモデル解析に携われるようになった。本研究でめざしたプロテインAの溶液内構造の研究の課題はほぼ成功裡に終わりつつある。まず今まで得られた実験結果をまとめて、SAXSーMD法によるモデル構造の計算を完成させ、できれば年度内に論文として投稿するところまで進めていきたい。さらに、次のステップとして,プロテインAと免疫抗体がどのように結合するかのメカニズムに進みたい。この系については、既に予備的実験を行い、会合のない測定が可能であることを確かめることができた。今後新たな実験の計画するには、資金が必要であり,来年度の科研費に応募したいと考えている。X線溶液散乱1)プロテインA(野生株)については,ほぼ必要なデータが取れた。今後は,今まで試していない誘導体を用いた測定を行いたいと思っている。2)モデル解析については,2015年度から解析を始める。これには東京薬科大学の小島教授と従来種々の共同研究を行ってきたロシア蛋白質研究所のTimchenko上級研究員との共同研究が必要になる。
"教育としての身体の知"の教育を刷新するための課題

21世紀の大学像にふさわしい"教養としての身体の知"の教育の内容と方法を構想する上での課題を明らかにすることを目的とした.研究組織内の調査では,体育の新たな目的として「身体(運動)に関する正しい知識の習得,身体運動の効果や意義の理解,運動の実践法の理解,運動・スポーツ文化の理解や継承」など,各教官の専門性を背景とした長期的な視野での教育効果を意識した授業が取り組まれているが,そのような教育の意義に対する賛同を他教官から得ることが難しいこと,新たな教育の内容や方法を創造するために必要な人的,金銭的,空間的な資源が不十分であること,などが共通の問題として示された.全国の体育実技関連教官約1,000名から得られたアンケート調査の結果では,上記のような教育への「授業改善を考えたことがない」という教官は全体の約20%であり,「授業改善に取り組んだ」教官は全体の45%であった.一方,「授業改善を考えたが実践していない」という教官は全体の約35%程度であり,授業改善の際に想定している障害として,施設/設備,受講者数,授業用具予算などの"物理的課題"や,改善した授業の負担,受講者の態度,授業実践能力などの"人的課題"が大きいことかが明らかとなった.実際に授業改善に取り組んだ教官にとっては,上記の"物理的課題"が大きかったのは同様だが,"人的課題"はそれほど大きくはなかった.また,授業改善に積極的に取り組んだ若手教官の事例においては,他教官におけるスポーツ技術習得へのこだわりや,授業法の開発などが障害となったことが示された."教養としての身体の知"の捉え方や,授業改善に対する意識,考え方などが多様であり,"物理的課題"以前に,そのような"人的課題"が大きな障害となっていることが示唆された.21世紀の大学像にふさわしい"教養としての身体の知"の教育の内容と方法を構想する上での課題を明らかにすることを目的とした.研究組織内の調査では,体育の新たな目的として「身体(運動)に関する正しい知識の習得,身体運動の効果や意義の理解,運動の実践法の理解,運動・スポーツ文化の理解や継承」など,各教官の専門性を背景とした長期的な視野での教育効果を意識した授業が取り組まれているが,そのような教育の意義に対する賛同を他教官から得ることが難しいこと,新たな教育の内容や方法を創造するために必要な人的,金銭的,空間的な資源が不十分であること,などが共通の問題として示された.全国の体育実技関連教官約1,000名から得られたアンケート調査の結果では,上記のような教育への「授業改善を考えたことがない」という教官は全体の約20%であり,「授業改善に取り組んだ」教官は全体の45%であった.一方,「授業改善を考えたが実践していない」という教官は全体の約35%程度であり,授業改善の際に想定している障害として,施設/設備,受講者数,授業用具予算などの"物理的課題"や,改善した授業の負担,受講者の態度,授業実践能力などの"人的課題"が大きいことかが明らかとなった.実際に授業改善に取り組んだ教官にとっては,上記の"物理的課題"が大きかったのは同様だが,"人的課題"はそれほど大きくはなかった.また,授業改善に積極的に取り組んだ若手教官の事例においては,他教官におけるスポーツ技術習得へのこだわりや,授業法の開発などが障害となったことが示された."教養としての身体の知"の捉え方や,授業改善に対する意識,考え方などが多様であり,"物理的課題"以前に,そのような"人的課題"が大きな障害となっていることが示唆された.
RNAの構造変化に基づくポリアミンによる細胞増殖促進・生存率維持の機序解明

ポリアミンは、主としてRNAと相互作用し細胞増殖因子として働く。ポリアミンにより、翻訳レベルで合成促進をうける細胞増殖や生存率維持に必要な蛋白質をコードする遺伝子群は、ポリアミンモジュロンと命名されている。大腸菌では酸化ストレス下、真核細胞では細胞増殖に関わる蛋白質を同定し、ポリアミンの細胞増殖・生存率維持に果たす役割を明確にした。大腸菌における酸化ストレスの除去に関して、ポリアミンはSoxR、EmrR及びGshAを翻訳レベルで合成促進し、生存率維持に寄与することを明らかにした。真核細胞の翻訳伸長因子eEF1A遺伝子をポリアミンモジュロンと同定し、eEF1Aの合成促進機構を解明した。ポリアミンは、主にRNAと相互作用し細胞増殖因子として働く。ポリアミンにより翻訳レベルで合成促進をうける蛋白質をコードする遺伝子群をポリアミンモジュロンと命名し、これまでに大腸菌で17種、真核細胞で4種を同定した。本研究ではポリアミンモジュロンとして同定した翻訳伸長因子eEF1Aの蛋白質合成促進機構の解明を行った。マウス乳がん細胞FM3Aをオルニチン脱炭酸酵素阻害剤であるα-difluoromethyl ornithine有無で培養し、翻訳因子19種の発現量を比較した。eEF1Aの5'-非翻訳領域(5'-UTR)をEGFPに融合させ、マウス繊維芽細胞NIH3T3に遺伝子導入し、EGFPの発現量を比較することでeEF1Aの合成促進機構を検討した。翻訳因子19種のうち、ポリアミンにより翻訳レベルで合成促進されたeEF1Aをポリアミンモジュロンとして同定した。次にeEF1A mRNAの5'-UTRの二次構造をZukerの方法で構築したところ、開始コドンから上流26から45塩基のhairpin構造部分に18S rRNAに対する相補配列(complementary sequence to 18S rRNA: CR配列)が見出された。このCR配列を消失した変異体を作製したところ、ポリアミンによる促進効果が消失した。さらにCR配列を他の18種の翻訳因子mRNA 5'-UTRで探索したところ、上流17から32塩基に存在することを見出した。そこで、eEF1AのCR配列を上流17から32塩基に移動させた変異体を作製したところ、ポリアミンによる促進効果が消失し、ポリアミンの有無に関係なく蛋白質発現量が増加した。従って、真核細胞のmRNAにもSD配列が存在し、SD配列が開始コドンAUGより離れているとポリアミンによる促進が認められることが明らかとなった。ポリアミンは、核酸、中でもRNAと相互作用し、細胞増殖・生存率維持に重要な特定蛋白質の合成を翻訳レベルで促進する。ポリアミンにより翻訳レベルで合成促進をうける蛋白質をコードする遺伝子群をポリアミンモジュロンと命名し、大腸菌で17種を同定した。本研究では酸化ストレス条件下における新規ポリアミンモジュロンの同定及びその生理機能の解析を行った。大腸菌ポリアミン要求株MA261をポリアミン及び酸化ストレス誘発剤である亜テルル酸カリウム(K2TeO3)の有無で培養し、細胞増殖速度及び生存率を比較した。MA261の細胞増殖速度及び細胞生存率は、0.6 uM K2TeO3存在下において著しく低下したが、ポリアミン添加により、K2TeO3非存在下と同程度まで回復がみられた。そこで、スーパーオキシドジスムターゼの転写因子SoxR、システイン排泄蛋白質の負の転写因子EmrR及びグルタチオン生合成酵素GshAの発現量を調べたところ、酸化ストレス下、ポリアミンにより、翻訳レベルで合成促進をうけることが明らかとなった。また、soxR及びemrR mRNAは、SD配列と開始コドンとの距離が離れており、gshA mRNAは非効率的な開始コドンであるというこれまでのポリアミンモジュロンmRNAと同様に非効率的なmRNAであった。さらに、SoxR、EmrR又はGshAが過剰発現する株において、ポリアミン非存在下で細胞増殖及び生存率に回復が認められた。また、EmrR若しくはGshA過剰発現株において細胞内グルタチオン量が増加した。これらの結果より、ポリアミンはSoxR、EmrR及びGshAを翻訳レベルで合成促進し、酸化ストレス下において細胞増殖及び生存率維持に寄与することが明らかになった。大腸菌におけるポリアミンモジュロンの数は、20種となった。ポリアミンの生理機能解明に関し、真核細胞におけるポリアミンにより翻訳レベルで合成促進をうける遺伝子の同定を進めており、翻訳因子eEF1A1を見出した。eEF1A合成のポリアミンによる合成促進メカニズムはeEF1A mRNAの18S rRNAとの相補配列(CR配列)の位置が他のmRNAと異なっているためであることを見出しており、詳細にメカニズムの解明を進めている。

さらに、ポリアミンにより翻訳レベルで合成促進をうける遺伝子の同定が大腸菌で順調に進行し、現在酸化ストレスに対するポリアミンモジュロンの同定を進めている。医歯薬学大腸菌では、ポリアミンが結合して構造変化を起こすことにより、翻訳レベルで合成促進を起こすRNA構造が同定されてきた。この構造変化を分子レベルで更に明らかにするためCDやNMR等により構造解析を行う。また、真核細胞でも同様なメカニズムでポリアミンが翻訳を促進するかどうか、mRNAに特徴があり、細胞増殖・分化に重要な遺伝子をポリアミンモジュロンとして同定する。
Ｃ型肝炎患者の治療中のセルフマネジメントを促すグループ介入プログラムの効果の検証

本研究は、治療中のC型肝炎患者のセルフマネジメントを促すグループ介入プログラムの効果の検証を目的とした。対象は治療中にグループ介入を受けた適用群7名と通常のケアを受けた非適用群7名とした。両群の介入前後で睡眠、抑うつ、QOLの質問紙とアクティグラフを測定し、二元配置分散分析を行った。その結果、QOLの精神的健康(p=0.017)、アクティグラフの日常活動レベル(p=0.031)で交互作用が認められ、適用群は非適用群に比べて介入後に値が上昇した。また、プログラムに対して【同病者と体験が共有でき満足】【前向きな気持ちがわいてきた】等の肯定的意見がみられ、本プログラムの一部の効果と有用性が示された。【目的】PEG-IFN・RBV2剤併用療法あるいはPEG-IFN・RBV・テラプレビル3剤併用療法を受ける患者を対象に併用療法に特有の倦怠感、不眠、うつ、QOL、治療に関する困難等について主観的・客観的指標を用いて治療開始前、治療中、治療終了後の経時的変化を明らかにすること、またグループ介入プログラムの効果を検証するために治療中の患者にプログラムを適用し、介入群と対照群において比較分析することを目的とした。【方法】対象:2剤あるいは3剤併用療法を受けている20歳以上のC型肝炎患者で研究協力の同意が得られた者。データ収集方法:信頼性・妥当性の得られている倦怠感スケール、ピッツバーグ睡眠質問表、日本版BDI-IIの調査用紙と、アクティグラフを用いて測定する。これらのデータは、治療前、治療中(治療開始3ヵ月)、治療終了(治療開始6ヵ月または1年)後に測定する。また、治療に関する身体、心理・社会的困難についてヒアリングを実施する。分析方法:得られたデータを治療の時期毎に平均値や標準偏差等を算出し、治療前と治療中、治療後において分散分析を行い、倦怠感、不眠、うつ、睡眠・活動リズム、QOLに関して経時的変化を検討する。また、同意の得られた対象者に治療期間中グループ介入プログラムを実施し、倦怠感、不眠、うつ、睡眠・活動リズム、QOLに関してプログラム介入群と対照群で比較し、その効果を検討する。【結果】2剤あるいは3剤の併用療法を受ける患者6人から研究参加の同意が得られ、データ収集を開始した。しかし、1人は途中で脱落した。現時点で5人のデータ収集を行っており、治療前と治療開始3ヵ月、6ヵ月までのデータ収集が終了している。また、4回で構成したグループ介入プログラムを治療中の患者4人に実施し、本研究対象者5人のうち2人がこのプログラムに参加した。参加者のプログラムへの満足度は高かった。【目的】治療を受けているC型肝炎患者のセルフマネジメントを促すグループ介入プログラムの効果を検証することである。【方法】対象は、抗ウイルス薬を受ける20歳以上の患者で研究の同意が得られた10名。治療開始前にプログラム参加の希望を募り、5名の同意が得られた(介入群)。介入群には、治療開始後23ヵ月の間に看護師による情報提供と体験の分かち合いで構成したグループ介入プログラムを3回実施した。介入群と通常のケアを受けている対照群で、介入前と介入後で日本版BDI-IIとピッツバーグ睡眠質問表、健康関連QOL尺度、アクティグラフ(活動レベル、睡眠効率)を測定し、二元配置分散分析を行った。また、治療終了時には、両群ともに治療中の困難に関する面接と、介入群にはプログラムの有用性に関する面接も実施し、内容分析を行った。【結果】両群ともに5名で、年齢は介入群61.6歳(SD=5.5)、対照群48.2歳(SD=16.7)であった。両群で比較した結果、QOLの精神的健康(F=6.84,p=0.035)と活動レベル(F=7.2,p=0.031)で交互作用が認められ、介入群は対照群に比べて介入前よりも介入後に精神的健康と活動レベルの値が有意に上昇していた。また、QOLの心の健康(F=3.53,p=0.097)と睡眠効率(F=3.37,p=0.072)で交互作用の傾向がみられ、介入群は対照群に比べて介入前よりも介入後に値が上昇傾向であった。面接調査では、両群ともに治療中の困難に差は認められなかったが、介入群はプログラムに参加して「新しい知識・同じ病気・治療を受ける人の体験や意見が得られて満足であった」「安心感と前向きな気持ちがわいてきた」「過去の治療で体験したことの意味づけができた」等の有用性をあげていた。この結果から、本プログラムはQOLの精神的健康や活動レベルの改善に効果があることが示された。また、プログラムに対して【同病者と体験が共有でき満足】

【前向きな気持ちがわいてきた】等の肯定的意見がみられ、本プログラムの一部の効果と有用性が示された。【目的】PEG-IFN・RBV2剤併用療法およびPEG-IFN・RBV・テラプレビル3剤併用療法を受ける患者を対象に併用療法に特有の倦怠感、不眠、うつ、QOL、治療に関する困難等について主観的・客観的指標を用いて治療開始前、治療中、治療終了後の経時的変化を明らかにすることを目的とした。【方法】対象:2剤および3剤併用療法を受けている20歳以上のC型肝炎患者で研究協力の同意が得られた者10人15人である。データ収集方法:信頼性・妥当性の得られている倦怠感スケール、ピッツバーグ睡眠質問表、日本版BDI-II(Beck Depression Inventory Second Edition)の調査用紙と、不眠や倦怠感を客観的に評価するためにアクティグラフ(睡眠・活動リズム)を用いて測定する。これらのデータは、治療開始前、治療中(治療開始3ヵ月)、治療終了(治療開始6ヵ月あるいは1年)後に測定し、アクティグラフは各データ収集時期に3日間装着してもらい計測する。また、治療に関する身体、心理・社会的困難についてヒアリングを実施する。分析方法:対象者から得られたデータを治療の時期毎に平均値や標準偏差等を算出し、治療前をベースラインとして、ベースラインと治療中および治療後において分散分析を行い、倦怠感、不眠、うつ、睡眠・活動リズム、QOLに関して経時的変化を検討する。さらに、対象者の治療に関する困難について内容分析を行い、倦怠感、不眠、うつ、QOLのデータと比較検討する。【結果】現在、2剤および3剤併用療法を受ける患者を対象にデータ収集中である。研究目的に沿ってデータ収集を行っているが、研究分担者の交替により、データ収集の調整に時間を要し、目標よりも対象者の人数が少ない。研究目的に沿ってデータ収集を開始したが、2011年9月末にテラプレビルの製造販売が承認されたことにより、従来のペグインターフェロン・リバビリン(PEG-IFN・RBV)併用療法からPEG-IFN・RBV・テラプレビル3剤併用療法へと変わることが予測され、研究対象を変更する必要性が生じた。このため、データ収集の開始時期が予定より遅れている。今年度が最終年度にあたるため、研究目的に沿って目標人数をめざして、データ収集を継続し、同時にグループ介入プログラムを開催し介入群のデータ収集もあわせて行う予定である。C型肝炎の標準治療は、ペグインターフェロン・リバビリン併用療法であったが、2011年9月末にテラプレビルの製造販売が承認されたことにより治療法の変更が生じ、それに伴い研究対象の変更も生じている。しかし、研究目的や研究全体の計画に対しては大きな影響はなく、研究対象以外の変更は必要ないと考えている。今年度18,908円残ったが、次年度は対象者数を増やして、それに係る質問紙の印刷やデータ収集のための交通費に使用する。主にペグインターフェロン・リバビリン(PEG-IFN・RBV)併用療法およびPEG-IFN・RBV・テラプレビル3剤併用療法を受けているC型肝炎患者のデータ収集やプログラム実施に係る経費に使用する。
子宮・胎盤における非古典的プロゲステロン受容体の病態生理学的役割の解明

本年度は、引き続きヒト子宮内膜間質細胞(ESC)の脱落膜化におけるPGRMC1の発現制御とその機能について検討した。また、脱落膜化過程におけるプロゲステロン代謝能の変化、内膜腺上皮の成熟化や胎盤形成におけるPGRMC1の役割についても解析した。月経周期の増殖期と比較して分泌期においてPGRMC1発現が低下する機構としてマイクロRNAの関与を明らかにした。脱落膜化過程では、細胞老化が生じることが知られており、PGRMC1の機能抑制により老化関連βガラクトシダーゼ活性が上昇することを見出した。脱落膜化ではプロゲステロン代謝能が変化する知見も得られた。さらに、子宮内膜腺上皮細胞株では、PGRMC1の抑制により、着床関連因子の1つであるシクロオキシゲナーゼ2の発現が上昇すること、胎盤栄養膜由来絨毛癌細胞株を用いた検討では、PGRMC1の機能抑制が絨毛性ゴナドトロピン(HCG)を指標とした機能的分化を促進することを明らかとした。以上の結果から、子宮内膜におけるPGRMC1は、脱落膜化や着床関連因子の制御因子であり、分泌期に起こるマイクロRNAを介したPGRMC1発現の低下やそれに伴う細胞老化が胞胚受容能の獲得(着床に向けた内膜の変化)に積極的に関与することが示唆された。また、妊娠後においてもPGRMC1の発現制御が胎盤形成に重要な栄養膜細胞の分化に寄与することが推察された。本研究の目的は、子宮・胎盤におけるプロゲステロン(P4)の作用について典型的なP4受容体(PR)とは異なるPR膜構成因子1(PGRMC1)やmembrane PR(mPR)などの非古典的PRを介した作用について妊娠成立・維持に不可欠である子宮内膜間質細胞の脱落膜化、胎盤形成、さらに、分娩に着目してその役割を解明することである。本年度は、PGRMC1のラット妊娠初期子宮における時間・空間的発現様式と子宮内PGRMC1の着床と子宮間質細胞の脱落膜化との関連性について検討した。また、ヒト胎盤栄養膜細胞の分化に関わるシグナル伝達機構についても解析した。Wistar-今道系ラットの妊娠3、5、7、9日目(交配日を妊娠0日目とする)の子宮におけるPGRMC1の発現と局在を解析し、さらに着床遅延モデルと人為的脱落膜化誘導モデルを用いて、着床時並びに脱落膜形成時のPGRMC1発現の変化を調べた。着床前である妊娠3、5日目の妊娠子宮では、PGRMC1は、腺上皮細胞、管腔上皮細胞と間質細胞に発現がみられ、妊娠5日目では管腔上皮の直下に位置する間質細胞にも局在していた。着床後である妊娠7、9日目の子宮では、間質細胞が増殖・分化した脱落膜細胞、腺上皮細胞と管腔上皮細胞にPGRMC1の発現が観察された。着床遅延モデルを用いた検討により、着床を誘起した子宮では、着床胚を取り囲む脱落膜細胞でPGRMC1発現が亢進すること、偽妊娠子宮にオイルを投与して人為的に誘導した脱落膜においてもPGRMC1発現が亢進することを明らかとした。以上の結果から、ラット妊娠初期子宮におけるPGRMC1の発現は、時間・空間的に制御されており、腺上皮や管腔上皮における役割と間質細胞の脱落膜化への関与を明らかにした。ラット子宮におけるPGRMC1の発現解析などにより、着床と脱落膜化との関連性を示唆する知見が得られている。また、ヒト栄養膜細胞の分化機構に加え、子宮内膜間質・上皮細胞を用いたin vitro研究により、PGRMC1の新たな機能の解明にアプローチすることができているため。本年度は、着床や胎盤形成に不可欠なヒト子宮内膜間質細胞(ESC)の脱落膜化におけるPGRMC1の役割について解析した。ヒト子宮内膜における月経周期内でのPGRMC1発現変動を免疫組織染色により解析したところ、増殖期に比べ分泌期で減少することが明らかとなった。また、プロゲステロンとcAMP誘導体を培養ヒトESCに処置し、脱落膜化をin vitroで再現すると脱落膜化の進行とともにPGRMC1発現は減弱した。さらに、このPGRMC1発現の減弱に関与する因子についても明らかとした。分泌期における子宮内PGRMC1発現低下の生理的意義を解明するため、脱落膜化に対するPGRMC1ノックダウンとPGRMC1阻害薬の効果を検討した。siRNAの導入によるPGRMC1発現の抑制は、インスリン様成長因子結合タンパク質1やプロラクチンといった脱落膜化マーカーの発現を高進させた。さらに、PGRMC1阻害薬の処置によってもESCの脱落膜化が促進された。以上、ヒト子宮内膜間質細胞のPGRMC1は、脱落膜化の制御因子であり、分泌期に起こるPGRMC1発現の減少が着床に不可欠な胞胚受容能の獲得に寄与することが示唆された。ヒト子宮内膜間質細胞の脱落膜化におけるPGRMC1の発現変動とその発現調節機構、さらに阻害剤やノックダウン系による解析によりPGRMC1の脱落膜化における役割を示唆する新知見を得た。

月経周期の増殖期と比較して分泌期においてPGRMC1発現が低下する機構としてマイクロRNAの関与を明らかにした。脱落膜化過程では、細胞老化が生じることが知られており、PGRMC1の機能抑制により老化関連βガラクトシダーゼ活性が上昇することを見出した。脱落膜化ではプロゲステロン代謝能が変化する知見も得られた。さらに、子宮内膜腺上皮細胞株では、PGRMC1の抑制により、着床関連因子の1つであるシクロオキシゲナーゼ2の発現が上昇すること、胎盤栄養膜由来絨毛癌細胞株を用いた検討では、PGRMC1の機能抑制が絨毛性ゴナドトロピン(HCG)を指標とした機能的分化を促進することを明らかとした。以上の結果から、子宮内膜におけるPGRMC1は、脱落膜化や着床関連因子の制御因子であり、分泌期に起こるマイクロRNAを介したPGRMC1発現の低下やそれに伴う細胞老化が胞胚受容能の獲得(着床に向けた内膜の変化)に積極的に関与することが示唆された。また、妊娠後においてもPGRMC1の発現制御が胎盤形成に重要な栄養膜細胞の分化に寄与することが推察された。当初予定していた、CRISPR/Cas9システムを利用したPRとPGRMC1の子宮内膜・筋細胞並びに栄養膜細胞株の作製とそれらを用いた非古典的PRシグナル伝達因子の同定が滞っているため、これを遂行する。また、PGRMC1阻害薬などを用いて、上記細胞における役割を解析する。さらに、早産や子宮内膜症といった病態における非古典的PRの関与について動物モデルやヒト検体を用いて解析する。当初予定していた子宮内膜・筋細胞、栄養膜細胞株におけるPGRとPGRMC1ノックアウト細胞の作製、PGRMC1を中心とした非古典的PGRシグナル伝達因子の同定、早産や子宮内膜症の病態動物モデルを用いたPGRMC1と病態との関係について解析する。当初予定していた1ゲノム編集技術を利用したヒト子宮内膜細胞・筋細胞株、並びに胎盤栄養膜細胞におけるPGR、PGRMC1ノックダウン細胞の作製と2非古典的PRを介したシグナル伝達因子の同定に着手できなかったため一部予算の執行が滞った。予定していたPGRとPGRMC1の子宮内膜・筋細胞、栄養膜細胞株の作製、非古典的PGRシグナル伝達因子の同定、病態動物モデルの解析に着手できなかったため、一部予算の執行が滞った。上記計画を遂行する。上記の研究計画を予定通り行う。
ファジィ情報検索システムの開発

本研究では、ファジィ情報検索システムの開発を中心に、その方法論、アルゴリズム、検索システムの開発とインプリメント、ファジィデ-タベ-スの開発、画像デ-タベ-スや遺伝子デ-タベ-スへの応用などを行なった。以下は、これらについての要約である。(1)ファジィ検索の方法論の開発ファジィシソ-ラスのの自動生成、文献の事前選好度を与えるファジィ検索フィルタ-、ファジィ命題索引、文字列のファジィマッチング、ファジィ類似検索など様々な手法を開発し、それぞれについて高速化アルゴリズムを考察した。(2)検索システムの開発前項に示された諸機能を含むファジィ情報検索システムを開発し、大量のデ-タに対して実際に検索を行なえるシステムを作成した。このために、現実のシステムにおいてレスポンスタイムを良くするための工夫を行ない。また。検索言語の整備を行なった。また、システム利用マニュアルを作成した。(3)ファジィデ-タベ-スの開発実際に使用されている文献デ-タベ-スについてファジィシソ-ラスを作成するとともに、ファジィ集合関連文献についてファジィ索引、ファジィシソ-ラスを作成し、デ-タベ-ス化した。これらのデ-タベ-スは上の検索システムで検索できる。(4)応用ファジィ命題索引の方法による画像検索の方法を開発し、実験的なシステムを開発した。また、遺伝子核酸配列デ-タベ-スに対するファジィ類似検索の方法を開発し、実験的なシステムを開発した。また。本研究では、情報検索における本質的なあいまい性を数学的に定式化するファジィ理論を基礎とした情報検索の方法とシステムを開発する。以下では、本年度の研究成果を(1)方法論、(2)システムおよびデ-タベ-ス開発、(3)応用、の3つに分けて述べる。(1)方法論における成果ファジィ検索における文字列の部分マッチングの方法をファジィ集合モデルにもとづいて定式化した。また、ユ-ザの情報選好度をファジィ・フィルタ-により検索結果に反映させる方法を開発した。さらに、ファジィ集合モデルにもとづく検索結果評価のための測度を提案した。(2)システム開発における成果ファジィ検索システムの基本的機能をほぼ完成し、数万件の規模のデ-タベ-スに対し、ファジィ索引とファジィ・シソ-ラスを自動生成して、このファジィ検索システムによって使用できるようにした。また、ファジィ理論関連の文献についてファジィ索引をマニュアルで作成する作業をすすめている。さらに、前項で述べたマッチングとフィルタ-をこのシステムに試験的にインプリメントした。(3)応用遺伝子デ-タベ-スへのファジィ検索の応用について考察した結果、遺伝子シ-ケンスの部分マッチングの結果をメンバ-シップとして利用する、マッチングのためにファジィ集合モデルを用いる、など様々なファジィ検索の可能性があることがわかった。本年度は、ファジィ理論を基礎とした情報検索の方法とシステムを開発する当研究の2年目にあたる。以下では、本年度の研究成果を(1)方法論、(2)システムおよびデ-タベ-ス開発、(3)応用、の3つに分けて述ベる。(1)方法論における成果人工知能や認知科学における命題形式を検索に利用するため、ファジィ命題による索引付けの方法を提案し、この命題形式による類似検索や連想検索のため、マッチング関数を用いたファジィ検索の方法を新たに開発した。また、この検索を効率良く行なうアルゴリズムを開発した。また、ファジィ意思決定理論の検索への応用について検討した。(2)システム開発における成果ファジィ検索システムの基本的機能に加えて、ファジィプロファイル、フィルタ-などの付加的機能をほぼ完成し、数万件の規模のデ-タベ-スに対して、ファジィ索引しファジィシソ-ラスを利用できるシステムを開発した。また、ファジィ理論関連の文献についてファジィ索引とファジィシソ

-ラスを開発し、インプリメントする作業を継続中である。さらに、前項で述べた命題マッチングの方法を試験的にインプリメントし検索を行なった。また、システム利用マニュアルの作成をすすめている。(3)応用遺伝子デ-タベ-スへのファジィ検索の応用について考察し、前年に得られた成果であるマッチングのためのファジィ集合モデルの他、検索結果の自動評価のためのファジィ意思決定の方法を検討した。試験的な遺伝子デ-タベ-スについて検索システムを開発し、テストを行なった。本年度は、この研究の最終年度にあたり、まとめが中心となる。以下では、デ-タベ-ス開発に関する成果とシステム開発に関する成果、その他、の3項について述べる。(1)デ-タベ-ス開発における成果国内におけるファジィ集合論関連文献についてデ-タベ-ス化を行ない、ファジィ索引、ファジィシソ-ラス、を作成した。このデ-タベ-スはこの研究により開発したファジィ検索システムによって検索することができる。(2)システム開発における成果前年度から継続的にアルゴリズムの改善を進め、レスポンスタイムが短くなるようにした。ファジィ検索システムの開発の最終段階として、検索言語の見直しを行なった。ユ-ザに使いやすいように改良を行ない、補助コマンドを整備した。これらの補助機能は、フィルタ-、プロファイル、マッチング関数などの進んだ検索機能を含んでいる。また、システム利用マニュアルを作成した。(3)その他応用としての命題索引の方法を用いた検索システム、画像検索システム、核酸配列類似検索システムについては実験システムの開発を終了した。これらについては、なお、アルゴリズムの改良をさらに進める必要があり、上の検索システムとは独立した実験システムとなっていて、入出力の容易さのため、画像検索についてはパ-ソナルコンピュ-タとワ-クステ-ションでのみ利用できる。また、デ-タベ-スの利用可能性の理由により、核酸配列類似検索システムについては大型計算機のみで利用できる。
IL-5特異的遺伝子転写・産生抑制剤によるアトピー性疾患(好酸球性炎症)の治療

単球・マクロファージが産生するIL-12はINF-γの産生を促進することにより、Th2タイプの反応(IL-5により誘導される好酸球性炎症など)を抑制する。逆にIL-10は単球・マクロファージによるIL-12産生を抑制し、Th2システムの優位を誘導する。わが国を含め先進国において、アトピー性疾患が増加しているのは、予防接種や抗生物質の開発によりTh1システム優位を誘導するウイルス感染や細菌感染が減少しているせいかもしれない。実際、そのような報告もある。アトピー性疾患の病態の研究においてヒト(human : h)IL-10とDNA配列で84%の相同性の見られるEBVのBCRF1遺伝子産物の存在が発表され、viral IL-10(vIL-10)と名付けら、EBVはアトピー性疾患の発症において何らかの重要な役割を果たしている可能性がある。本研究において我々は、気管支喘息、アトピー性皮膚炎患者、無症候者、正常者の血液標本総計226例を採取し、総IgEレベル、ヤケヒョウヒダニ、コナキョウヒダニ、日本杉、卵白、牛乳、大豆、イヌ、ネコ等に対するIgE抗体価、総白血球数、好酸球パーセンテージなどアトピー性疾患のマーカーを測定し、同時にEB viral capsidantigen(VCA)に対するIgG, IgM抗体価およびEBV nuclear antigen(EBNA)に対する抗体価を検査してEBウイルス感染とアトピー性疾患発症の関連を検討した。その結果、幼小児期(0-10歳)における抗EBV抗体価の上昇がアトピー性疾患発症と密接に関連することが判明した(P<0.01)。これらの所見はアトピー性疾患の発症に遺伝的要因より環境的要因、特にEBV感染が重要であろうという我々の主張を裏付けるものである。今回われわれはアレルゲン特異的T細胞クローンを8-azaguanin抵抗性ヒト変異T細胞(CEM-8Az)と融合することにより、ヒトT細胞ハイブリドーマを作製することを試みた。IL-5産生T細胞クローンをCEM-8Azと融合することにより、活性化により、IL-5mRNAを発現するSA-1細胞を得ることができた。IL-5非産生T細胞クローンとCEM-8Azとの融合では、IL-5mRNAを発現できないT細胞ハイブリドーマ(SA-4)細胞のみが得られた。SA-1,SA-4、およびCEM-8Az細胞のIL-2,IL-4,IL-5遺伝子転写活性を比較したところ、pIL-2(-480)Luc,pIL-4(-270)LucあるいはpIL-5(-511)Lucを導入した各細胞ではPMA(20nM)およびIOM(1mM)の刺激に応じて、pIL-2(-480)LucとpIL-4(-270)Lucの活発な転写が認められた。興味あることに、pIL-5(-511)Lucを導入したSA-1細胞においては刺激により27倍に達するルシフェラーゼ活性の上昇が誘導されたのに対し、pIL-5(-511)Lucを導入したSA-4およびCEM-8Az細胞では、プロモーターを持たないpGL-2基本ベクターを導入した細胞と比較して、同程度のルシフェラーゼ活性が認められたにすぎない点である。すなわち515塩基対のヒトII-5プロモーター/エンハンサー断片により誘導される遺伝子転写は、IL-5遺伝子を発現しうるハイブリドーマにおいてのみ認められ、IL-5を発現し得ないハイブリドーマやCEM-8Azでは認められなかった。上記の結果は、ヒトIL-5遺伝子の約500塩基対のプロモーター/エンハンサー領域をポジティブに調節する転写因子(群)(NF-IL5)が存在することを強く示唆している。

単球・マクロファージが産生するIL-12はINF-γの産生を促進することにより、Th2タイプの反応(IL-5により誘導される好酸球性炎症など)を抑制する。逆にIL-10は単球、マクロファージによるIL-12産生を抑制し、Th2システムの優位を誘導する。わが国を含め先進国において、アトピー性疾患が増加しているのは、予防接種や抗生物質の開発によりTh1システム優位を誘導するウィルス感染や細菌感染が減少しているせいかもしれない。実際、そのような報告もある。アトピー性疾患の病態の研究においてヒト(human : h)IL-10とDNA配列で84%の相同性の見られるEBVのBCRF1遺伝子産物の存在が発表され、viral IL-10(vIL-10)と名付けら、EBVはアトピー性疾患の発症において何らかの重要な役割を果たしている可能性がある。本研究において我々は、気管支喘息、アトピー性皮膚炎患者、無症候者、正常者の血液標本総計226例を採取し、総IgEレベル、ヤケヒョウヒダニ、コナキョウヒダニ、日本杉、卵白、牛乳、大豆、イヌ、ネコ等に対するIgE抗体価、総白血球数、好酸球パーセンテージなどアトピー性疾患のマーカーを測定し、同時にEB viral capsidantigen(VCA)に対するIgG, IgM抗体価およびEBV nuclear antigen(EBNA)に対する抗体価を検査してEBウィルス感染とアトピー性疾患発症の関連を検討した。その結果、幼小児期(0-10歳)における抗EBV抗体価の上昇がアトピー性疾患発症と密接に関連することが判明した(P<0.01)。これらの所見はアトピー性疾患の発症に遺伝的要因より環境的要因、特にEBV感染が重要であろうという我々の主張を裏付けるものである。
単一分子分光を用いた一個の核スピンの量子状態の観測

固体中の一個の核スピンの量子状態を光を使って読み出そうという実験に向けて、初年度は液体ヘリウム用の共焦点顕微蛍光分光装置をつくった。集光効率を重視して作成したが微弱蛍光検出の感度が、系として考えているLaF_3中のPr^<3+>イオンを検出するには少なくともあと一桁足らないことが分かった。製作した低温用の顕微分光装置で集光効率にとって最も重要で、しかも通常の室温用の装置に比べて著しく劣っているのが対物レンズなので、市販の顕微鏡用対物レンズの集光率に近づけるべく、液体ヘリウム温度で使える明るい対物レンズの開発に取り組んだ。主な問題点は組みレンズが使えないので色収差を消せないこと、液体ヘリウム(屈折率1.025)を考慮していないため結像能が悪いことである。屈折系ではなく反射系を用いることを検討した結果、レンズ製造の工作精度で技術的に可能な反射型対物レンズの設計を完成させることができた。ここで系に要求される発光特性について一考しておく。一個のイオンから発せられる微弱な蛍光を利用する実験なのでもっと良く光る系を選ぶべきであるが、今回の実験では以下のような制約がある。即ち良く光るということは励起状態の寿命が短く、光を吸って励起状態へ移るとすぐに光子を放出して次の光を吸えるようになることなのだが、核スピンの状態による磁気的エネルギーの違いを共鳴光の周波数の差として区別できる程度には寿命が長くなければならない。実験の目的に完全に合致した理想的なパラメータを持つ系が現実には存在しないが、理論的上限を知ることは実験を進める上で重要である。Pr^<3+>イオンを例に取ると、基底状態と励起状態における核四極子分裂の差は10MHz程度、励起状態^3Poの寿命は47μsである。スペクトルの寿命幅Δν(半値全幅fwhm)と寿命τとの関係はπΔντ=1であるからPr^<3+>イオンの寿命幅はおよそ10kHzである。核スピン状態をスペクトルで分離するには線幅の10倍の分裂が必要とすると、理論的限界までには数十倍から百倍程度のゆとりがある。固体中の単一スピンの量子状態を光で読み出すために、まず単一スピンの担い手である単一のイオンの発光を検出しなければならない。我々が候補としているのはPr^<3+>イオンである。Pr^<3+>イオンの核スピンは極低温において緩和時間が長く、ある核スピン状態でレーザーに共鳴して発光していたイオンが、核スピン状態が変化すると共鳴から外れて光らなくなることで核スピン状態がわかる。しかし、核スピン状態が変わると光らなくなるということは、極低温での発光検出が難しいことを意味する。そこで我々はスピン緩和が十分に速い室温で単一イオンの発光検出を行い、徐々に温度を下げることにした。このために室温から液体ヘリウム温度までの温度で測定できる単一分子分光装置を立ち上げた。製作したのは、室温から4.2Kまでの温度で測定が可能な共焦点レーザー走査型蛍光顕微鏡である。クライオスタットにはOxford Instruments社製OptistatSXMを用いた。液体ヘリウム容量が4Lあり、直径が49mmのサンプルスペースをもつ。対物レンズはNA0.65の非球面単レンズでf=2.75mm、動作距離は1.56mmである。試料と対物レンズが液体ヘリウム(屈折率1.025)に浸かると焦点距離が約100μm長くなる。そのため、製作した試料ステージでは1μmの精度で焦点あわせができるようにした。試料の発光は同じ対物レンズで集められ、ビームスプリッターを通して検出器へ導かれる。検出器には単一光子検出アヴァランシェ・フォトダイオード、Perkin Elmer社製SPCM-AQR-16を用いた。検出効率は900nmで約30%、ダークカウントは約20counts/secである。組み上げた装置の空間分解能は800nm、発光の検出効率は約0.5%、検出限界はおよそ100photon/secであった。

実験の目的に完全に合致した理想的なパラメータを持つ系が現実には存在しないが、理論的上限を知ることは実験を進める上で重要である。Pr^<3+>イオンを例に取ると、基底状態と励起状態における核四極子分裂の差は10MHz程度、励起状態^3Poの寿命は47μsである。スペクトルの寿命幅Δν(半値全幅fwhm)と寿命τとの関係はπΔντ=1であるからPr^<3+>イオンの寿命幅はおよそ10kHzである。核スピン状態をスペクトルで分離するには線幅の10倍の分裂が必要とすると、理論的限界までには数十倍から百倍程度のゆとりがある。
痛みの測定システムーその開発と実用化ー

本システムの実用化に向けて、皮膚温センサとして採用した皿型センサの安定性評価というハ-ド的な検討を行うとともに、時間法による痛覚閾値測定法および反復輻射熱刺激法の評価というソフト的な検討を行った。さらに、実際に健常者に対する痛覚閾値の基礎デ-タ収集、各種疼痛患者に対する測定をはじめとする各種応用の検討がなされた。以下に、主な研究成果を示す。(1)本システムを用いた輻射熱刺激では被刺激部位の皮膚表面温度分布は釣り鐘型であるが、採用した2mmφの皿型センサ-では0.5mmの設定立置ずれに対しても最大0.3°C程度の測定誤差であることが示された。(2)心療内科領域における各種疼痛患者、痛みの無い心因性疾患者などにおける測定から、背景病態心理別に異なった痛反応時間パタ-ンを有することが示され、器質性の痛みと心因性の痛みの差異が示唆された。(3)異なる刺激強度で時間法による痛覚閾値測定を行った結果、最高到達温度に対する感覚および情動的ビジュアルアナログ得点にベキ関数が適合することが示唆された。(4)身体各部で痛覚閾値を測定し、部位差の影響を調べた結果、測定部位の反膚温度が閾値パラメ-タに影響を与える場合があることが示された。従って、測定結果の評価には測定部位の温度を考慮する必要がある。(5)各種血管拡張薬の末梢への投与による痛覚閾値の変化が測定された。(6)反復輻射熱刺激法による二次痛の測定の可能性が示された。(7)SMON患者において熱痛覚閾値の測定を行った結果、健常者に比較し痛覚閾値が有意に高い部位があることが認められた。また脊髄髄節域でみた場合、遠位部での閾値の上昇が顕著である例が示された。(8)全身麻酔下での痛覚閾値測定の応用が検討された。各研究メンバー担当領域において進められた研究に対して、メンバー全体で研究打ち合せ会議(仙台)を行った。そこでは、次のような討議を行い、最終年度に対する研究方向の確認をした。本システムの性能評価(山本他)、痛覚閾値測定方法の検討(熊澤他)、環境温度の影響(熊澤他)など本システムによる測定結果を評価する上で必要となる基本的な特性に関する議論がなされた。また、実際に本システムを使用して、健常者に対する閾値測定(相川、吉井他)、スモン患者のような痛みを有する被験者(木暮、山内他)に対する痛覚閾値測定の応用、麻酔科領域への使用(森他)に関する報告があり、実用上の成果も得られつつある。さらに、認知活動への応用(畑山他)も検討された。以下に、研究進行状況を示す。(1)センサー全体としての皮膚温度検出の精度は±1°C以内であり、個々では±0.6°C程度の計測が可能であり、現在行っている閾値時間、閾値温度の測定には支障がないことが示された。(2)スモン患者の痛みには心因性要素の影響が大きい可能性があることが示された。(3)環境温度の温度閾値に与える影響は小さいことが示された。他方、時間閾値に対しては、初期皮膚温度の制御により影響を少なくできる。(4)痛覚閾値レベルの設定状態が結果に影響を与えることが示された。汎用システム化のためには痛覚と温覚のグレードの統一が必要となる。(5)心身相関の強い脳血管障害後遺症患者の治療の経過に伴い、痛反応時間パターンの変化が観察された。(6)注意の転換が痛反応の遅延に影響を及ぼすことが示された。(7)輻射熱照射中の皮膚温度にモニターにより、新たな情報の取得が期待できる。

(6)反復輻射熱刺激法による二次痛の測定の可能性が示された。(7)SMON患者において熱痛覚閾値の測定を行った結果、健常者に比較し痛覚閾値が有意に高い部位があることが認められた。また脊髄髄節域でみた場合、遠位部での閾値の上昇が顕著である例が示された。(8)全身麻酔下での痛覚閾値測定の応用が検討された。
液滴内3次元過渡表面張力対流の発達に関する研究(曲率を有する液面でのベナード対流)

1.球状液滴内2次元非定常表面張力対流解析プログラムによる解析既開発の題記プログラムを用い、外部加熱・冷却条件と、表面張力対流の強さの関係を調べた。また、実用上問題となる液滴全体の平均温度の上昇に及ぼすマランゴニ数の影響について調べた。この結果、マランゴニ数の増加は液滴表面の周方向の温度差は増大させる効果はあるものの、入熱と出熱を共に増加させるため、液滴の平均温度の上昇にはあまり寄与しないことを明らかにした。2.球状液滴内3次元非定常表面張力対流解析プログラムの開発題記表面張力対流の解析のために、3次元球座標系において有限体積法を用いて基礎式の差分化を行い、SIMPLE法で解析を行うプログラムの開発を行った。このプログラムでは、球を半径方向に32、周方向に32、天頂角方向に64に等分割している。初期条件としては球状液滴全体の温度を均一とし、外部の雰囲気温度を時刻>0でステップ状に一様に降下させることで表面張力対流を生起させるものである。ここで、液滴は外部雰囲気との間で一定の対流熱伝達率で熱を奪われるとする。現状では、表面張力対流の開始位置を固定するため、表面上の一点の初期温度として他の部分より10%高い値を与えてある。以上の解析により、現在までに3次元球状液滴中の1個の表面張力対流渦の成長過程が計算された。これによると、従来の平らな液面における表面張力対流では、表面近傍に限定された平らな渦の生成が見られたが、球状液滴では、液滴表面の曲率のために、渦が液滴の内部に入り込み、液滴表面にその底面を置き、液滴の中心付近に頂点を置く円錐状の渦が生成することが示された。今後は、計算速度向上のため、プログラムのベクトル化、加速係数とタイムステップの最適化を行う予定である。また今年度はこのプログラムを用いて単一渦の成長を求めたが、来年度は複数渦の干渉、最終的な渦数、これに至るカオス的な渦の成長、合体過程についての解析を行っていく予定である。