hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心身障害児とその母親の母子相互作用を促進する看護援助方法に関する研究

心身障害児とその母親の母子相互作用を促進する看護援助として、対象母子の食事場面をビデオテープの分析・援助への活用を試み、その結果母親が自分の行動や子どもの反応を客観的に捉える機会となり、子どもの発達段階を見据えて関わるようになるなど有効であるという示唆を得たが、実験的な試みであり、今回は臨床で応用するための検討を目的とした。母子相互作用の初期アセスメントとして用いるNursing Child Assessment Satellite Training Feeding Scale及びTeaching Scale(以下、NCASTとする)に関して、平成12年度に使用の許可を受けた。一方で、ビデオの編集技術を洗練するためにビデオ編集システムを購入し、指導用ビデオの編集は容易となった。平成13年度は、肢体不自由児施設において対象に対する看護援助を開始した。まず、臨床の看護スタッフと共に対象となる事例の選択を行い、日常の食事場面のビデオ撮影を依頼した。この際、撮影時のカメラの設置方法や撮影方法のオリエンテーション不足により、予定していたコーディング方法を採用できないものがあった。また、1回の母子入園(8週間)で数組の母子を対象とするのは業務の中では困難であり、期間中に予定していたデータ数を得ることができなかった。対象となった2事例のいずれも、援助開始前と比較してNCASTスコアおよび母親の言動より、母子相互作用が促進されたことが示された。また、研究者の行った初期アセスメントを臨床の看護スタッフと共有することにより、アセスメント結果をケアプランに組み込むことができ、他職種ともケースカンファレンスなどで共有することができるなど、臨床において母子相互作用を促進する看護援助方法・技術を検討していく上で、多くの示唆を得ることができた。今後例数を重ねて検討をしていく予定である。心身障害児とその母親の母子相互作用を促進する看護援助として,対象母子の食事場面をビデオテープの分析・援助への活用を試み,その結果母親が自分の行動や子どもの反応を客観的に捉える機会となり,子どもの発達段階を見据えて関わるようになるなど有効であるという示唆を得た.しかし,編集技術が未熟であったことなど,臨床で応用するための課題があった.そこで,本研究の目的を,心身障害児とその母親の母子相互作用を促進する看護援助方法における援助技術の洗練,検討とした.まず,母子相互作用の初期アセスメントとして,University of WashingtonのBarnard,K.らが開発したNursing Child Assessment Satellite Training Feeding Scale及びTeaching Scale(以下,NCASTとする)の使用の許可を受ける必要があり,今年度はこのトレーニングを受け,使用の許可を受けることが内容の一つであった.2001年3月にハワイにてトレーニングを受け,Reliability Testにおいて90%以上の一致率をもって,University of WashingtonのNCASTofficeより使用の許可を得ることができた.しかし,トレーニングクラス開講の時期が遅れたため,データ収集に取り掛かることができなかった.一方で,ビデオの編集技術を洗練するためにビデオ編集システム(SYSTEM5社製,カサブランカ)を購入し,3040分程度の食事場面から指導用ビデオを編集する場合の場面の切り取り,並べ替えなどは容易となった.2年目である次年度は,肢体不自由児施設において,対象に対して看護援助を行う.心身障害児とその母親の母子相互作用を促進する看護援助として、対象母子の食事場面をビデオテープの分析・援助への活用を試み、その結果母親が自分の行動や子どもの反応を客観的に捉える機会となり、子どもの発達段階を見据えて関わるようになるなど有効であるという示唆を得たが、実験的な試みであり、今回は臨床で応用するための検討を目的とした。
サイコサポニン生合成機構の解明および酵母による生産

ミシマサイコの主要薬用成分であるサイコサポニンは、2,3-オキシドスクアレンから合成されたβ-アミリンがシトクロムP450により酸化され、糖転移酵素による配糖体化が起こることで生合成されると考えられる。しかし、その生合成の分子機構の詳細は明らかになっていないため、サイコサポニン生合成に関わる酵素群の遺伝子、特にβ-アミリンからサイコゲニンを生合成する際に関わるシトクロムP450の単離及び機能解析を試みた。サイコサポニンの生合成にはβ-アミリンの16位、23位、28位の3カ所が水酸化される必要があり、これまでに当研究室において16α位、16β位、23位および28位の水酸化を触媒するシトクロムP450遺伝子を同定してきた。次に13位と28位間のエーテル結合形成に関与する酵素遺伝子が同定出来れば、ミシマサイコの主要なサポニンであるサイコサポニンAおよびDのアグリコン、サイコゲニンFおよびGの生合成に関わる全ての酸化酵素遺伝子が明らかとなる。そこでこれまでに同定できた酵素遺伝子のミシマサイコの根、茎、葉での遺伝子発現を解析したところ、その発現パターンの類似性が非常に高いことに気づいた。そこでK-means法を用いた遺伝子発現解析を行い、同様の発現パターンを示すシトクロムP450の候補遺伝子を選定した。分子系統樹や発現量の比較により、これらの候補のなかからCL4443を第一候補とし、cDNAを単離し、酵母を用いた機能解析を行なった。28位水酸化β-アミリンを基質とした解析から、CL4443は13位と28位間のエーテル結合形成を触媒するシトクロムP450であることが明らかとなった。これで主要なサイコサポニン生合成に関与するシトクロムP450は全て明らかとなり、今後は糖転移酵素の同定が必要となった。小ミシマサイコの主要薬用成分であるサイコサポニンは、2,3-オキシドスクアレンから合成されたβ-アミリンがシトクロムP450により酸化され、糖転移酵素による配糖体化が起こることで生合成されると考えられる。β-アミリンのC-23位の水産化に関わると考えられるシトクロムP450を同定するために、次世代シークエンサーを用いて作成したミシマサイコの根、茎、葉のESTデータベースを検索した。オレアノール酸のC-23位を水酸化するタルウマゴヤシのMtCYP72A68v2と類似しているアミノ酸配列を持つ12種類のシトクロムP450候補が存在していたため、これらcDNAの単離を行った。今回これらのシトクロムP450のうち、ミシマサイコからR34510、R40275、R32577、R81567、R144574、R204224の6つの全長cDNAの単離に成功した。R81567は1557塩基、R32577は1533塩基、R144574は1617塩基、R204224は1557塩基のコード領域を持つことが確認できた。また次世代シークエンサーのデータを用いて、今回単離したシトクロムP450遺伝子のミシマサイコの各部位での発現を予想したところ、いずれも葉より根での発現が高いことが示唆された。これらcDNAを酵母で発現させ機能解析を行ったところ、R144574を発現させた酵母でβ-アミリンの水酸化体の生産が示唆された。現在、β-アミリンの水酸化体と思われる化合物の単離、構造決定を行っている。サイコサポニン生合成に関与すると考えられるβ-アミリンのC-23位を水酸化すると示唆されるシトクロムP450のcDNAの単離に成功した。今後、この遺伝子を発現させた酵母が生産する化合物を単離し、構造決定を行うことで機能を明らかにしなければならない。また、ミシマサイコのESTデータベースを検索した結果、β-アミリンのC-16β位の水酸化に関与するシトクロムP450の候補配列をいくつか得ることができたが、平成28年度中に計画していた16β位炭素の水酸化に関与するシトクロムP450の単離、機能解析には未だ成功していない。しかしながら糖転移酵素の候補遺伝子の単離に成功し、また、酵母での複数遺伝子の同時発現による植物由来成分の生産に成功していることから、おおむね順調に進展していると言える。ミシマサイコの主要薬用成分であるサイコサポニンは、2,3-オキシドスクアレンの環化により生成したβ-アミリンがシトクロムP450により酸化され、糖転移酵素による配糖体化が起こることで生合成されると考えられる。β-アミリンのC-23位の水酸化に関わると考えられるシトクロムP450を同定するために、次世代シークエンサーを用いて作成したミシマサイコの根、茎、葉のESTデータベースを検索した。

オレアノール酸のC-23位を水酸化するタルウマゴヤシのMtCYP72A68v2と類似しているアミノ酸配列を持つ12種類のシトクロムP450を候補遺伝子とし、これらのcDNAの単離を試みた。これら12種類のシトクロムP450のうち、R34510、R40275、R81567、R144574、R138977、R205422、R204224、R32577の8つの全長cDNAの単離に成功した。次世代シークエンサーのデータを用いて、今回単離したシトクロムP450遺伝子のミシマサイコの各部位での発現を予想したところ、R34510、R40275を除く6つの遺伝子では、葉より根での発現が高いことが示唆された。これらcDNAを酵母で発現させ機能解析を行ったところ、R144574を発現させた酵母でβ-アミリンの水酸化体の生産が示唆された。そこで、この酵母を大量培養し、新たな代謝物を抽出、精製後、NMRにて構造を決定した。その結果、R144574はβ-アミリンおよびβ-アミリン28位水酸化体(erythrodiol)のC-23位を水酸化する活性をもつシトクロムP450であることが明らかになった。サイコサポニン生合成に関与すると考えられるβ-アミリンのC-23位を水酸化するシトクロムP450のcDNAの単離に成功した。このシトクロムP450, R144574は、これまでに他の植物で報告のあったオレアノール酸のC-23位水酸化ではなくβ-アミリンのC-23位を水酸化する新規性の高い酵素である。また、ミシマサイコのESTデータベースを検索することにより、β-アミリンのC-16β位の水酸化に関与するシトクロムP450の候補cDNA, 2種類の単離に成功した。機能解析までには至っていないが、今後機能解析をおこなっていく。また、糖転移酵素の候補遺伝子の単離に成功し、また、酵母での複数遺伝子の同時発現による植物由来成分の生産に成功していることから、おおむね順調に進展していると言える。ミシマサイコの主要薬用成分であるサイコサポニンは、2,3-オキシドスクアレンから合成されたβ-アミリンがシトクロムP450により酸化され、糖転移酵素による配糖体化が起こることで生合成されると考えられる。しかし、その生合成の分子機構の詳細は明らかになっていないため、サイコサポニン生合成に関わる酵素群の遺伝子、特にβ-アミリンからサイコゲニンを生合成する際に関わるシトクロムP450の単離及び機能解析を試みた。サイコサポニンの生合成にはβ-アミリンの16位、23位、28位の3カ所が水酸化される必要があり、これまでに当研究室において16α位、16β位、23位および28位の水酸化を触媒するシトクロムP450遺伝子を同定してきた。次に13位と28位間のエーテル結合形成に関与する酵素遺伝子が同定出来れば、ミシマサイコの主要なサポニンであるサイコサポニンAおよびDのアグリコン、サイコゲニンFおよびGの生合成に関わる全ての酸化酵素遺伝子が明らかとなる。そこでこれまでに同定できた酵素遺伝子のミシマサイコの根、茎、葉での遺伝子発現を解析したところ、その発現パターンの類似性が非常に高いことに気づいた。そこでK-means法を用いた遺伝子発現解析を行い、同様の発現パターンを示すシトクロムP450の候補遺伝子を選定した。分子系統樹や発現量の比較により、これらの候補のなかからCL4443を第一候補とし、cDNAを単離し、酵母を用いた機能解析を行なった。28位水酸化β-アミリンを基質とした解析から、CL4443は13位と28位間のエーテル結合形成を触媒するシトクロムP450であることが明らかとなった。これで主要なサイコサポニン生合成に関与するシトクロムP450は全て明らかとなり、今後は糖転移酵素の同定が必要となった。
呼吸性末梢受容体(頸動脈小体)における酸素感知機構の解明

【目的】本研究は、最終的には頚動脈小体における酸素感知機構の解明を目的とする。初期研究として「オピオイドやベンゾジアゼピンなどの麻酔関連薬物の頚動脈小体酸素感知機構への影響を調べ、酸素感知機構に関わる薬理学的受容体を検索し、酸素感知受容体の薬理学的特性を調べること」を目的とし、「通常状態あるいは低酸素状態に暴露された頚動脈小体がベンゾジアゼピンの影響を受け、延髄呼吸中枢への恒常状態維持のためのシグナル発射頻度が減少する」という仮説を立てた。【方法】New Zealand White Rabbitを対象とした。頚動脈小体、頚動脈洞神経を総頚動脈と共に一塊として摘出し、これを灌流槽内におき、総頚動脈内への直接灌流と標本全体への表面灌流を行った。灌流液はmodified Tyrode's mediumを用い、酸素分圧は適宜変更し、pHとPCO_2が常に一定範囲内にあるように調整し、定圧で灌流した。評価は頚動脈洞神経から得られる神経活動電位で行なった。高酸素状態あるいは低酸素状態に標本を暴露し、良好な反応を確認した後にミダゾラムを濃度を変えて投与し、高酸素状態と低酸素状態それぞれに対する影響を調べた。【結果】標本に暴露するミダゾラムの濃度を1mg/L、10mg/L、100mg/Lと上げていくと用量依存的に神経活動電位の発射頻度が減少した。この現象は高酸素状態ならびに低酸素状態で認められた。【考察】今回の実験モデルからは、ミダゾラムの作用が頚動脈小体の酸素感知機構そのものへの影響によるものなのか、頚動脈小体から頚動脈洞神経への情報伝達への影響によるものなのかを明らかにすることが出来ないが、一般に中枢神経への作用によるものとされているベンゾジアゼピンの呼吸抑制作用は末梢受容体への作用による可能性のあることがわかった。GABA受容体作用物質であるベンゾジアゼピンのひとつであるミダゾラムの頚動脈小体に対する薬理学特性を調べた。具体的には高酸素状態および低酸素状態に暴露されたNew Zealand White Rabbitの頚動脈小体の活動電位に対するミダゾラムの影響を調べた。実験系は既に確立されているin vitro系で、総頚動脈と一塊にして取り出した頚動脈小体をmodified Tyrode's solutionで灌流するものである。灌流液の酸素分圧とミダゾラム濃度を変えることにより、頚動脈小体の生理学的、薬理学的特性を二つの異なるパラメーターによって調べることが可能である。本研究によりミダゾラムが頚動脈小体の機能に影響を与えることが示唆された。すなわち、ミダゾラムが頚動脈小体の低酸素換気応答を抑制する可能性と、高酸素状態における基礎的活動電位を抑制する可能性である。今までに得られた知見の注目すべき点は、ベンゾジアゼピンが末梢性受容体を介して呼吸抑制作用を持つ可能性を示したことである。特に低酸素換気応答を末梢性受容体レベルで抑制する可能性を示したことは新しい知見と言える。ミダゾラムの作用は用量依存的に強くなったが、果たしてこれがGABA受容体による対するものなのか、あるいは異なる機序によるものなのかは今後の検討課題である。また、ミダゾラムが頚動脈小体と頚動脈洞神経との神経伝達に影響を及ぼしたのか、頚動脈小体の酸素感知機構に直接影響を及ぼしたのかも今後に検討すべき課題である。以上を解明していくことで頚動脈小体の酸素感知機構を知る手がかりを得ることが出来る。

昨年度に引き続き、GABA受容体作用物質であるベンゾジアゼピンのひとつのミダゾラムの頚動脈小体に対する薬理学特性を調べた。今までに得られたデータを詳細に解析した結果、ミダゾラムは1)頚動脈小体の高酸素状態における基礎的活動電位を用量依存的に有意に抑制する、2)低酸素換気応答を有意ではないが用量依存的に抑制する、ことが明らかとなった。注目すべき点は、ベンゾジアゼピンが中枢神経ではなく、末梢性受容体を介して呼吸抑制作用を持つことを見出した点である。特に低酸素喚起応答に無関係に抑制した点は我々の予測と異なり、従来の知見を覆す可能性がある。同様にベンゾジアゼピンが低酸素換気応答を末梢性受容体レベルで抑制する可能性を示したことは新しい知見と言える。以上のミダゾラムの作用がGABA受容体による対するものなのか、あるいは異なる機序によるものなのかは今後の検討課題である。また、ミダゾラムが頚動脈小体と頚動脈洞神経との神経伝達に影響を及ぼしたのか、頚動脈小体の酸素感知機構に直接影響を及ぼしたのかは今後に検討すべき重要な課題である。一方、14年度以前から、海外共同研究者であるLars E.Eriksson教授と共に頚動脈小体に対する筋弛緩剤の影響を調べてきたが、その結果、筋弛緩剤であるアトラクリウムとベクロニウムが、ニコチンにより誘発される頚動脈小体の活性化を抑制することが明らかとなった。GABA受容体とニコチンの受容体であるアセチルコリン受容体の相同性が指摘されているので、筋弛緩剤とベンゾジアゼピンが頚動脈小体の酸素感知機構に共通の機序を持って影響を及ぼす可能性が示唆される。これらの薬理学的機序を今後も引き続き研究していくことで頚動脈小体の酸素感知機構、神経伝達機構の解明を図っていく。今年度はGABA受容体作用物質であるミダゾラムの頚動脈小体に対する薬理学特性を最終的に結論付けるために海外共同研究者と共に解析を進めた。海外共同研究者のチームは麻酔薬であるプロポフォールで同様の検討を行なったので、その成果を参考に得られたデータを再検討した。その結果、ミダゾラムは頚動脈小体の1)高酸素状態下における基礎的活動電位、2)低酸素暴露に対する活動電位の反応性の増加を用量依存的に抑制することが明らかとなった。これは前年度までに得られた知見であるが、特に今年度に明らかとなったのは後者の反応が統計学的な有意差をもって抑制されたことである。前年度まではむしろ前者の方が有意に抑制されると考えていたが、頚動脈小体の低酸素換気応答がミダゾラムにより有意に抑制されることがわかった。本研究で注目すべき点は、1)ミダゾラムが中枢神経ではなく、呼吸性末梢受容体を介して呼吸抑制作用を持つことを見出したこと、2)その抑制作用が高酸素状態における基礎的活動電位のみならず、3)低酸素換気応答も有意に抑制したことである。特にミダゾラムが低酸素換気応答を末梢受容体レベルで抑制するということは新しく臨床上も重要な知見である。ただし、頚動脈小体にはGABA_B受容体の存在は示唆されているがGABA_A受容体の存在は認められていないので、GABA_A受容体作動性であるミダゾラムがどのような機序により以上の作用をもたらしたのかは今後の検討課題である。さらに、その作用部位が頚動脈小体と頚動脈洞神経との神経伝達なのか、頚動脈小体の酸素感知機構に直接影響を及ぼしたのかも検討すべき重要な課題である。
ナノアセブリシステムによる局所環境計測・制御用バイオナノツールの創製

近年,生命システムの最小機能単位である細胞における環境の解析や制御について研究が活発である.環境を制御することで細胞との相互作用を能動的に引き起こし,その動的な変化を追うことで,新しい発見がなされてきた.しかしながら,電気化学的勾配やイオン濃度勾配などの環境情報を高精度に計測し,またナノメートル精度で空間的に制御することにより,その相互作用を局所的かつ能動的に計測することは未だに不可能である.また,細胞の物理化学特性を低・非侵襲に計測する技術も十分とはいえない.そこで本研究では,材料科学,計測・制御,加工技術を統合して,新規ナノバイオ環境システム技術を確立するために,ナノマニピュレーションに基づいた局所環境計測・制御用バイオナノツールの創製を行った.すなはち,ナノメートルオーダのバイオナノツールを構築し,マイクロメートルオーダの細胞に対して応用することにより,これまで不可能であった局所的な環境情報を計測し,制御する技術を構築した.近年,生命システムの最小機能単位である細胞における環境の解析や制御について研究が活発である.環境を制御することで細胞との相互作用を能動的に引き起こし,その動的な変化を追うことで,新しい発見がなされてきた.しかしながら,電気化学的勾配やイオン濃度勾配などの環境情報を高精度に計測し,またナノメートル精度で空間的に制御することにより,その相互作用を局所的かつ能動的に計測することは未だに不可能である.また,細胞の物理化学特性を低・非侵襲に計測する技術も十分とはいえない.そこで本研究では,材料科学,計測・制御,加工技術を統合して,新規ナノバイオ環境システム技術を確立するために,ナノマニピュレーションに基づいた局所環境計測・制御用バイオナノツールの創製を行った.すなはち,ナノメートルオーダのバイオナノツールを構築し,マイクロメートルオーダの細胞に対して応用することにより,これまで不可能であった局所的な環境情報を計測し,制御する技術を構築した.本研究では,新規ナノバイオ環境システム技術を確立するために,ナノマニピュレーションに基づいた局所環境計測・制御用バイオナノツールの創製を行うことを目的としている.具体的には、カーボンナノチューブに基づいたナノピペット,ナノケルビンスキャナ及びマスフローセンサなどのナノツールを創製し,細胞における局所環境の解析や制御を行う.そして,これらを用いたナノケルビンスキャナにより細胞における局所温度計測やナノマスフローセンサによる超微量対流の検出及びナノピペットによるフェムトリットル(fl,10^<-15>l)の液体をサンプリングや注入による解析及び制御などを実現することを目標とする.また,その他新規ナノデバイスの作製に関連した画期的な技術の創出が期待できる.これらを実現するために,サブナノの分解能が有する走査型電子顕微鏡(SEM)・透過型電子顕微鏡(TEM)におけるハイブリッドナノロボットマニピュレーションシステムと環境制御型電子顕微鏡下でのナノマニピュレーションシステムを融合化した新規ナノマニピュレーションシステムを構築する.本年度の研究により,まず,購入した環境制御型電子顕微鏡のステージに6自由度のマニピュレータを構築した.これにより,生きたままの状態での細胞の固さ計測,ナノインジェクタによる試薬注入実験,超微小局所温度場の解析など様々な実験の可能性が期待される.また,ナノケルビンスキャナを作成するための手段としてFIBアシストのカーボンナノチューブCVD法による局所成長実験に成功した.さらに、カーボンナノチューブの巨大構造体を見出し,これは、光学顕微鏡下でカーボンナノチューブ繊維を扱うことを可能にし,各種センサだけでなく,繊維工学等全く新しいカーボンナノチューブの応用の可能性を開拓した.これらにより,細胞における局所環境の解析や制御に関して研究をさらに行う.昨年度に引き続き,環境制御型電子顕微鏡における精度・操作牲を考慮した多自由度多プローブナノマニピュレーションにおける各種バイオツールの創製について検討を行った.環境制御型電子顕微鏡は,水溶液・生物試料を扱うことが可能な特殊な電子顕微鏡であり,これにより一般的な電子顕微鏡では不可能なバイオナノ材料を扱うことができ,ナノデバイスのバイオ応用には非常に有用かつ必要不可欠なシステムである.これまで,それぞれ3自由度を有した2つのユニット型マニピュレータを構築し,冷却機構を有するステージを含めた3ユニット,計6自由度から構成されるナノアセンブリシステムを構築した.バイオツールとしては,CNTを用いた極微小な温度センサを作製するために,CNTを局所的に成長させる技術として,触媒層の上に堆積されたバリア層を,集束イオンビーム加工(FIB)法により選択的にバリア層を除去した後,化学気相堆積法(CVD)させるといった,半導体で用いられている微細加工手法によらず,CNTを選択的に成長させる手法を提案した.これにより,微小なプローブの先端などの三次元形状の微小構造物上の任意位置に選択的にカーボンナノチューブを成長できることを実験的に示した.本手法で提案する手法により,高い生産性で任意位置に選択的にカーボンナノチューブを配置させることができ,将来求められるカーボンナノチューブナノデバイス応用に重要であると期待され,また,今後は,細胞における超微小局所温度場を計測するためにCNTの抵抗値が環境温度により変化することを利用した,CNTがナノメートルオーダの配線材であるため極小領域の温度を計測について検討を行う必要がある.また構築したナノアセンブリシステムにより,CNTの局所加工技術として,酸素ガスアシスト型の切断手法についても検討を行った.(769字)本研究では,新規ナノバイオ環境システム技術を確立するために,ナノマニピュレーションに基づいた局所環境計測・制御用バイオナノツールの創製し,これまで不可能であった局所的な環境情報の計測・制御技術,さらには低侵襲な細胞計測技術を確立することを目的としている.

昨年度に引き続き,環境制御型電子顕微鏡における高精度・高作業性を有した多自由度多プローブナノマニピュレーションシステムを用いた各種バイオナノツールの創製・単一細胞計測実験環境を整備している.本年度は,バイオナノツールとして,集束イオンビーム加工に基づいたタングステンナノプローブ型温度センサを作製し,パリレン絶縁層をコーティングすることにより,液中環境での温度計測を行った.恒温槽による空気中での温度計測と共に,環境制御型電子顕微鏡用ナノマニピュレータにより操作し,加熱・冷却ステージにより一定温度に保った溶液中での温度計測に成功した.また,抵抗加熱を利用したナノヒーター周辺での局所的な温度分布を,ナノマニピュレータにより走査させることで,ナノヒーター周辺の局所的な温度分布の計測に成功した.以上により,ナノプローブ型センサの液中環境下を含めた局所温度計測の可能性について基礎的な特性を評価した.また,新規バイオナノツールとして,強度が高いマイクロピペットにナノメートルサイズの噴出口を有したピペットとして,有機ナノチューブ(Organic Nanotube: ONT)を用いた有機ナノチューブナノピペット(ONT Nanopipette)を作製した.マニピュレータにより単一のONTをピックアップし,マイクロピペット先端に紫外線硬化性樹脂により固定した.さらに電気泳動・電気浸透現象を利用することで,印加電圧に応じて蛍光溶液を噴出させることに成功した.以上により,ナノピペットを用いた単一細胞の局所領域の溶液噴出制御の有効性について示した. (796字)本研究では,新規ナノバイオ環境システム技術を確立するために,ナノマニピュレーションに基づいた局所環境計測・制御用バイオナノツールの創製し,これまで不可能であった局所的な環境情報の計測・制御技術,さらには低侵襲な細胞計測技術を確立することを目的としている.昨年度に引き続き,環境制御型電子顕微鏡における高精度・高作業性を有した多自由度多プローブナノマニピュレーションシステムを用いた各種バイオナノツールの創製・単一細胞計測実験環境を整備・応用している.本年度は,バイオナノツールとして,ナノプローブを用いて,単一のイースト菌の局所的な硬さ計測を行うために,ナノプローブの座屈変形に基づいた微小力計測手法を提案した,実際に,単一のイースト菌に対して局所硬さ計測実験を行い,成長段階や観察条件に基づいた新たな知見を得た.また,マイクロ流路内に任意形状のマイクロ構造物を紫外線硬化樹脂により作製する手法を提案し,本手法により作製したマイクロ構造物をレーザーマニピュレーションによりその場操作することにより,より複雑な回転体などのマイクロ機械構造物としてアセンブリを実現し,また駆動実験を行うことで,特性を評価した.また,チップ内でエレクトロ・フォーメーション法により,リポソームを作製し,マイクロ・ナノピペットにより電気浸透現象を利用することで,単一の任意のリポソーム内に生体試料を局所的に注入する技術を提案した.
構造ゆらぎを促進する分子シミュレーション手法の開発と自由エネルギー計算

研究期間中に構造ゆらぎを促進するとともに精度の高い自由エネルギー計算を可能にする拡張アンサンブル法を幾つか開発したが、特に、多次元・多変数の拡張アンサンブル法の一般定式化に成功した。拡張アンサンブルシミュレーションによって、水中のvillin headpieceを完全に伸びた初期構造から自然の構造に折り畳むことに成功した。また、5組のリガンドとタンパク質においてドッキングシミュレーションを実行し、実験で得られた結合構造と全て一致することを示した。これは新しい創薬手法を提案するものである。更に、水中のubiquitinの圧力に関する拡張アンサンブルシミュレーションを実行し、70番目の残基の化学シフトが圧力とともに大きく変化するという、北原・赤坂の高圧NMRの実験結果を再現することに成功した。これらの結果は、拡張アンサンブル法が原子・分子の詳細を取りいれたシミュレーションにおいて、定量的な予測能力を持つことを実証するものであり、将来的に大きな発展が期待される。生体系のような多自由度複雑系では、系にエネルギー極小状態が無数に存在するために、従来の分子シミュレーションでは、初期状態の近傍に留まってしまい、系の本来の熱的なゆらぎを再現するのは至難の業である。拡張アンサンブル法はこのような従来の手法の困難を克服するシミュレーション手法である。よって、大きな構造ゆらぎを実現することができるばかりでなく、幅広い温度領域において、精度の高い熱力学量の計算が可能である。本研究においては、以下のような計画で研究を推進する。(1)現在、生体系の分子シミュレーションの分野で最も広く使われている拡張アンサンブル法である、マルチカノニカル法、焼き戻し法、レプリカ交換法とそれらの多次元への拡張版を更に発展させた手法の開発を目指す。また、これらの手法を実際の実験系に適用した共同研究を進める。(2)本申請では、精度の高い自由エネルギー計算が重要であるが、以前、申請者らが開発した、レプリカ交換アンブレラサンプリング法という拡張アンサンブル法が自由エネルギー計算に有効なので、この手法を駆使する。これにより、大きな構造ゆらぎばかりでなく、ある反応座標に沿ったランダムウォークを実現することができ、反応座標の関数である自由エネルギー(平均力ポテンシャル)の正確な計算ができることになる。これらの強力な拡張アンサンブル法や新規に開発する手法、そして、より基本的なレプリカ交換法やマルチカノニカル法などを適用して、様々な自由エネルギー計算を実行して、実際の実験結果の再現を目指した共同研究を推進していく。生体系の分子シミュレーションの分野で最も広く使われている拡張アンサンブル法である、マルチカノニカル法、焼き戻し法、レプリカ交換法とそれらの多次元への拡張版を更に発展させた手法の開発に成功した(A. Mitsutake and Y. Okamoto, Phys. Rev. E (2009), in press ; J. Chem. Phys.(2009), in press)。特に、温度以外のパラメターに関する焼き戻し法の開発は初めてのことである。系が複雑な場合、レプリカ交換法では多くレプリカが必要になるが、これらの多次元マルチカノニカル法や多次元焼き戻し法では、1個のレプリカでシミュレーションが行われるために、計算時間の大さな節約が可能となる。これらの手法によって、複雑な系でも有効な、大きな揺らぎを引き起こすシミュレーション法が開発できたと言える。更に、これらの手法は精度の良い自由エネルギー計算を可能にするものであり、本研究課題に適した手法と言える。また、我々はアミノ酸数36個の小タンパク質villin head pieceの水中における折り畳みに成功した(T. Yoda, Y. Sugita, and Y. Okamoto, in preparation)。これには、拡張アンサンブル法の一つである、マルチカノニカルレプリカ交換法が使われた。8個のレプリカのシミュレーションで、複数のレプリカにおいて、自然の立体構造への折り畳みが観測された。現在、水分子をあらわに取り入れる計算では、世界的にみても、本系が折り畳みに成功した最大の系である。特に、自然に存在する3つのαヘリックス構造のうち、C末端に一番近いαヘリックスが最初に形成されることを示した。今年度、我々は、拡張アンサンブル法の多変数への拡張を行い、一般的な定式化に成功した。ここでは、特に、多変数焼き戻し法(multidimensional simulated tempering)を開発した。すなわち、従来の焼き戻し法は(simulated tempering)温度をダイナミカルな変数として、シミュレーションの途中で変えていく訳であるが、我々は、温度を任意のポテンシャルエネルギーを指定するパラメターへと拡張した訳である。例として、モデル溶媒中のヘリカルペプチド系を用いたシミュレーションを行なった。この手法は特に大規模な生体分子系のシミュレーションに適している。

また、我々は、二次構造形成の傾向に深く関与する力場パラメータとして,主鎖の二面角であるφとψに注目し,OPLS-UA力場の最適化を試みた。これは様々な折りたたみ構造をもつ複数のタンパク質に対し,実験で得られた構造のときにエネルギーがより安定になるように最適化する方法である。用意するタンパク質の立体構造はSCOPデータベースより分類されたallα,allβ,α/β,α+βなどのフォールドごとに登録された構造数の割合に従って得たPDBからの100個の構造とした。本研究ではこのデータセットに対し2種類の評価関数を用いた。一つは,PDBから得られたタンパク質の立体構造を構成するすべての原子について各々の原子にかかる力の大きさの和を評価関数としたものであり,これを力場パラメータ空間上で最小化することで最適化した。もう一つは複数のPDBから得られた構造とこれを初期構造としてエネルギー極小化をして得られた立体構造間のRMSDの和を評価関数としたもので,これについても力場パラメータ空間上で最小化することで最適化をおこなった。タンパク質系のポテンシャルエネルギー(力場)のパラメータの改良をさらに行った。特に、OPLS/UAの力場の改良に成功した。また、2000年に我々が開発した、多変数レプリカ交換法の一つの例として、温度の代わりに、タンパク質分子内の原子のファンデルワールス半径のスケール値を交換する、新しい拡張アンサンブル法(ファンデルワールスレプリカ交換法)を開発した。これは、水中のタンパク質のレプリカ交換シミュレーションで膨大な数のレプリカが必要になるという困難を克服するものである。水中のアラニン・ジペプチドの系でその有効性を示した。更に、昨年定式化した、多次元拡張アンサンブル法の一般論の一例として、定圧・定温アンサンブルにおける拡張アンサンブル法を議論し、特に、新たにこのアンサンブルにおいて温度と圧力のランダムウォークを引き起こす、焼き戻し法(simulated tempering)版を開発した。これらの手法を水中のアラニン・ジペプチドに適用し、1回のシミュレーションの結果から任意の温度と圧力における熱力学量を計算することができることを示した。また、タンパク質系の構造予測のための新しいエネルギー最適化法として、徐冷分子動力法と遺伝的アルゴリズムを合体させた新しい手法を開発した。更には、創薬のための準備として、薬剤候補の小分子の水中での構造とタンパク質に合体した構造を自由エネルギー地形を計算して比較した。その準備として、小分子の部分電荷の計算に2つの手法を適用し、その有効性を調べた。
免疫細胞の低酸素応答システムを標的とした新たな抗炎症療法の開発

生体内外の環境の酸素濃度には大きなグラジエントが存在する。リンパ球などの免疫細胞は、生体内を広く移動し、極端な酸素環境の変動に曝される。かかる細胞にとって、環境酸素濃度の変化に適応することは、細胞機能を維持するうえで重要である。低酸素により活性化される転写因子Hypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)は、細胞の低酸素適応に重要な多くの遺伝子の発現を転写レベルで制御する。申請者らは、低酸素下のT細胞においてHIF-1αがT細胞受容体などを介した細胞活性化刺激依存性に発現し、炎症巣局所でのT細胞の寿命の制御に関わっていることを明らかにした。すなわち、HIF-1αによる細胞内シグナルが、活性型リンパ球の細胞機能、局所の免疫応答の制御に重要な役割を果している可能性を示した。本研究は、リンパ球におけるHIF-1α発現制御の分子機構を明確にすると共に、リンパ球機能制御、免疫応答制御におけるHIF-1αおよび低酸素シグナルの役割を明らかにし、低酸素シグナル伝達システムを標的とする新たな免疫制御法開発をめざすものである。18年度研究計画に沿って以下の様に研究が展開された。リンパ球におけるHIF-1αシステムの人為的調節と疾患治療の試み-疾患モデル動物の解析(1)各種炎症疾患モデルマウスにおけるHIF-1α発現の修飾:抗HIF-1分子IPASトランスジェニックマウスにおいて、炎症、血管新生モデルとして創傷治癒モデルを作成し、HIF-1機能抑制により創傷治癒が遅延することを見い出した。(3)HIF-1αSiRNA発現アデノウイルスを作成した。関節内感染の予備検討が終了した。17年度研究計画に沿って以下の様に研究が展開された。リンパ球におけるHIF-1α発現の解析。HIF-1α蛋白の安定化の制御機構を解析する為の蛍光蛋白標識システムを開発した。かかるシステムを用いて免疫細胞の各種刺激によるHIF-1α蛋白安定化の時間経過を解析する方法を樹立した。リンパ球におけるHIF-1α発現の意義の究明。HIF-1α機能を抑制する分子の発現制御系を用いて低酸素応答性遺伝子発現を制御する方法を樹立した。T細胞寿命の制御にかかわるアドレノメジュリン遺伝子が制御を受け易い遺伝子であることが判明した。リンパ球におけるHIF-1αシステムの人為的調節と疾患治療の試み。

低酸素により活性化される転写因子Hypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)は、細胞の低酸素適応に重要な多くの遺伝子の発現を転写レベルで制御する。申請者らは、低酸素下のT細胞においてHIF-1αがT細胞受容体などを介した細胞活性化刺激依存性に発現し、炎症巣局所でのT細胞の寿命の制御に関わっていることを明らかにした。すなわち、HIF-1αによる細胞内シグナルが、活性型リンパ球の細胞機能、局所の免疫応答の制御に重要な役割を果している可能性を示した。本研究は、リンパ球におけるHIF-1α発現制御の分子機構を明確にすると共に、リンパ球機能制御、免疫応答制御におけるHIF-1αおよび低酸素シグナルの役割を明らかにし、低酸素シグナル伝達システムを標的とする新たな免疫制御法開発をめざすものである。18年度研究計画に沿って以下の様に研究が展開された。リンパ球におげるHIF-αシステムの人為的調節と疾患治療の試み-疾患モデル動物の解析(1)各種炎症疾患モデルマウスにおけるHIF-1α発現の修飾:抗HIF-1分子IPASトランスジェニックマウスにおいて、炎症、血管新生モデルとして創傷治癒モデルを作成し、HIF-1機能抑制により創傷治癒が遅延することを見い出した。(3)HIF-1αSiRNA発現アデノウイルスを作成した。関節内感染の予備検討が終了した。
図会と絵本読本の生成・出版、及びその近世中後期上方文学界の動態との相関の研究

本研究は、文運東漸後の上方の文学の意義を、図会と絵本読本の領域を中心とする作品形成の解明や、作者の意識・文学界の動向の検証によって捉え直すことを目的としている。本年度は、まず、秋里籬島による「図会もの」の読本作品群について、総体的な解明を試みた。対象としたのは、『源平盛衰記図会』『保元平治闘図会』『前太平記図会』と、その周辺作の『絵本朝鮮軍記』『絵本年代記』である。これらについて、原拠との相違、著作間の相関、文学活動との連動を中心に特質の検討を行った。その結果として、源家を描く主意や作中の人物描写に籬島の伝記・文学的嗜好からの影響が考えられ、また、漢籍の故事・章句を用いた表現方法が彼の俳諧活動の素養と発想に由来している実態を明らかにした。そして、籬島が歴史を叙述することとその態度は、名所図会の執筆と通底する、事実の実証性に立脚しようとするものであることを捉え、このことは、作者の文芸環境の周辺における歴史研究の志向と連鎖する可能性があるのではないかと考えた。この研究成果は、従来、創作性の欠如を言われてきたこれらの作品群の、形成における意匠や方向性を捉えたものであり、読本領域における同時代の文芸・学問の潮流との関係、制作の基盤となる知識体系の一端を見出した意義があると言える。以上の「図会もの」読本の研究のほかに、図会を読本領域で展開していく作者籬島の小説形成の技法に関して、彼の奇談的読本『赤ぼしさうし』を対象に検討を行った。素材源と趣向の解明を試み、著作間の連関、名所図会・「図会もの」読本・奇談集における素材(文化史・歴史・文芸)の描出技法の差異や選択、作者の知識体系について考証している。秋里籬島の「図会もの」読本・絵本読本を総体的に捉えることに至っており、表現方法や叙述内容・態度の特質とその要因、時代環境・他ジャンルとの通有性を見出す成果を得た。これらを基盤として、この先、文壇の動態との相関の検討を進めることができると考えている。今後は、図会もの読本と絵本読本についての個別の作品研究を順次加えながら、本年度までの結果と統合して体系的に整理していく。平行して、上方作者・文壇における書物制作の動態についての検討も進め、図会もの読本・絵本読本の位置や意味についての総括的な考証に進む。本研究は、従来十分には解明されてこなかった文運東漸後の上方の文学の意義を、図会と絵本読本の領域から捉え直していくことを目的としている。本年度は主として、図会の主要な作者である秋里籬島の作品生成の技法について調査研究を行った。具体的には、籬島による中国の名所・名物を題材とする短編集であり、その著述の展開において小説、俳諧書、名所図会の初期作といった諸ジャンルの書物制作の試みの後、図会を派生させ読本領域にも乗り出していく前という重要な時期にある天明7年の著作『虚空解紐』の検討から趣向・創作技法の傾向を明らかにし、作者籬島の根底にある著述態度を追跡した。その結果として、選択・摂取する素材に関して、時事や文芸の流行に着目した当代性の意識、世俗性と滑稽性の試み、自身の文化的基盤(教養)の影響、兵書・兵法への関心を捉えるに至った。また、ストーリーの構想に関して、中国の史話をはじめとする歴史的事象・逸話から書き起こすことを定型とし、その原話の持つ主題や筋、枠組みを下敷きにして反復する手法を多用する傾向を捉えた。加えて、素材の内容自体に独自の特徴付けを施す創作よりも、素材に対する着想の在り方とこれらを取り混ぜて一話に仕立てていく技巧に重きを置いた姿勢を明らかにした。この研究成果には、創作的内容の独自性を基準に評価が行われてきた読本領域の図会について、作者の著述態度(意図)の解明からも本質を捉える必要があることを見出した意義がある。以上のほかに読本領域の図会の作品研究も遂行している。

この研究成果は、従来、創作性の欠如を言われてきたこれらの作品群の、形成における意匠や方向性を捉えたものであり、読本領域における同時代の文芸・学問の潮流との関係、制作の基盤となる知識体系の一端を見出した意義があると言える。以上の「図会もの」読本の研究のほかに、図会を読本領域で展開していく作者籬島の小説形成の技法に関して、彼の奇談的読本『赤ぼしさうし』を対象に検討を行った。素材源と趣向の解明を試み、著作間の連関、名所図会・「図会もの」読本・奇談集における素材(文化史・歴史・文芸)の描出技法の差異や選択、作者の知識体系について考証している。秋里籬島の「図会もの」読本・絵本読本を総体的に捉えることに至っており、表現方法や叙述内容・態度の特質とその要因、時代環境・他ジャンルとの通有性を見出す成果を得た。これらを基盤として、この先、文壇の動態との相関の検討を進めることができると考えている。今後は、図会もの読本と絵本読本に関する個別の作品研究を順次遂行するとともに、作者秋里籬島に関して歴史叙述の意識とその背景を中心に大局的な検討を行う。これらを踏まえて、素材・構想の観点からの体系的解明と、上方文壇の制作環境に関する検討に進む。今後は、図会もの読本と絵本読本についての個別の作品研究を順次加えながら、本年度までの結果と統合して体系的に整理していく。平行して、上方作者・文壇における書物制作の動態についての検討も進め、図会もの読本・絵本読本の位置や意味についての総括的な考証に進む。次年度に繰り延べた調査の実施に係る経費について、本年度未使用額が生じている。これは次年度に当該の調査を遂行するために使用する。これとあわせて、当初計画の次年度の研究内容を遂行する目的で、次年度交付の研究費を使用する計画である。次年度に繰り延べた調査研究のための経費について、本年度未使用額が生じた。これは次年度に当該の調査研究を遂行するために使用する。これとあわせて、当初の次年度の計画内容を実施する目的で、次年度交付の研究費を使用する計画である。
旧「満州」における企業活動の総合的研究

「満州」関係書籍のうち、企業データが網羅的に記載されているものを抽出する作業をおこなった。この作業により、南満州鉄道編『満鉄沿線商工要録』1917年、大連商工会議所編『満州銀行会社年鑑』1936年、満州中央銀行編『満州国会社名簿』1943年などの、網羅的に企業を調査した書籍をコピーで収集することができた。これの書籍を使って、企業データをコンピュータに入力した。そして1916年1945年に「満州」に所在した企業のデータベースを作成した。データの内容は、会社名、設立年月日、資本金額、代表者名、所在地、主な事業、主な出資者・出資額などである。しかも1936年5月31日現在と1942年における関東州・「満州国」のすべての企業、1943年3月31日現在における「満州国」のすべての企業を収録した。このデータベースを活用して、各分担者が鉱業、工業、金融、電力、通信、貿易などの産業の動向や財政金融政策などを分析した。これにより、南満州鉄道と満州重工業開発株式会社だけでなく、それ以外の様々な企業も含めて、「満州」における企業の活動を包括的に捉えることができた。1、日本に所蔵されている満州企業関係書籍のうち、企業データが収録されているもの、および収録されていそうなものを抽出する作業をおこなった。このうち、各人がコピーで入手できる分についてはそれぞれがコピーして持ち寄ったが、小田原市立図書館所蔵分については、4名が小田原市立図書館へ出張して、山崎元幹(満鉄総裁)旧蔵の満州企業関係の資料(南満州鉄道重役会議録)や書籍をマイクロフィルムで蒐集した。収録コマ数は約7000である。2、各人分担の満州企業に関する研究について検討をおこない、それをもとに2名が米国へ出張してヨシヒサ・マツサカ氏ら満州研究者から研究レビュウを受けた。これにより今後の研究の進め方について有益な示唆をえた。とくに企業データベースの構築が重要であることを再確認させられた。また、彼らから米国に所蔵されている満州関係資料・書籍について説明をうけた。特に米国議会図書館所蔵分については、同図書館において実際に資料・図書を閲覧のうえ詳細な説明をうけた。3、満州関係企業データの収録されている書籍(満州鉱工年鑑、満州銀行会社年鑑など)を利用して、企業別データの作成を開始した。その際、データが膨大であるため、各自が分担してデータをパソコンに入力するとともに、アルバイトを使って入力した。次年度もデータを大量に入力する予定である。1.日本で所蔵されている満州企業関係書籍のうち、企業データが収録されているものを抽出する作業を、前年度から引き続きおこなった。なかでも当該書籍がかなり収蔵されている大阪府立中之島図書館の蔵書に関しては、鈴木が出張して確認作業をおこなった。また、前年度にマイクロフィルムで収集した山崎元幹(満鉄総裁)旧蔵の資料については、フィルムからプリントして利用しやすい形にした。2.各人が分担して、満州企業に関する研究報告をおこなった。それをもとに鈴木が中国東北地区(旧満州)に出張し、解学詩(吉林省社会科学院満鉄資料館館長)ら満州関係の研究者から研究レビューを受けた。これにより今後の研究の研究の進め方について有益な示唆をえた。また、吉林省社会科学院満鉄資料館、遼寧省档案館において、実際に資料・図書を閲覧のうえ、かれらから詳細な説明をうけた。3.満州関係企業データの収録されている書籍(満州銀行会社年鑑、満州国会社名簿など)を利用して、企業別データの作成(パソコン入力)を前年度から引き続きおこなった。データが大量のため、次年度も引き続きこの作業をおこなう予定である。1.日本で所蔵されている「満州」企業関係書籍のうち、企業データが収録されているものを抽出する作業を、前年度から引き続きおこなった。なかでも当該書籍がかなり所蔵されている大阪市立中之島図書館の蔵書に関しては鈴木が出張して、確認作業をおこなった。2.これらの作業により、第1次大戦期から1944年3月までの時期に関しては、かなり包括的な企業データを集めることができた。3.各人が分担して、満州企業に関する研究報告をおこなった。それらをもとに鈴木が中国東北地区(旧「満州」)に出張し、中国側研究者から研究レビューを受け、今後の研究の進め方について有益な示唆をえた。

また、大連市図書館の蔵書を調査し、日本では所蔵が確認されていない貴重な企業関係資料を確認した。4.「満州」関係企業データの収録されている書籍(満州銀行会社年鑑、満州国会社名簿など)を利用して、企業別データの作成(パソコン入力)を前年度から引き続きおこなった。
精神科リハビリテーションにおける体力・運動能力回復のための運動プログラムの検討

精神科デイケア通所の患者6名(39.8±10.8歳,病歴17.7±8.0年)を対象とし,第1期(47月),第2期(912月)にダンス系プログラムによる運動介入実験をそれぞれ週1回120分×11回実施した。第1期の前半には有酸素能力向上をねらいとするエアロビックダンス中心の運動プログラムを,第2期の前半には筋力向上をねらいとするヒップホップダンス中心の運動プログラムを実施し,各期の後半は前半で習得した動きを基本とした作品練習・発表を行い、運動の効果を比較した。運動強度及び運動量は、1期前半のエアロビクスは1回平均3.7MET×25.3分=1.56METs時であり,2期前半のヒップホップダンスは1.92MET×41.1分=1.32METs時であった。また後半の作品練習は,1期が1回平均4.25METs×34.1分=2.42METs時,2期が2.50METs×27.7分=1.15METs時であった。各回前後の心理テストでは,1期,2期のいずれにおいても快感情やリラックス感が有意に向上するとともに不安感が有意に低減し,気分改善効果が認められた。期間前後の体力測定では,1期では上体起こしが有意に向上したほか,垂直跳びや反復横跳びがやや向上したが有意差はなかった。反対に6分間歩行や椅子立ち上がり,ステッピングテストではやや低下傾向が見られた。2期はステッピングテストで有意な向上傾向が認められ,6分間歩行や椅子立ち上がり,垂直跳び等の脚筋力関連の項目で向上傾向が見られた。今回の介入実験のヒップホップダンスでは大きな上下動を実施しきれない患者が多く,また,動きがきついので継続実施が難しかったことから,想定していた運動強度を得ることができなかった。しかしながら,体力測定の結果が向上したことから,患者の脚筋力向上,歩行動作の向上により有効に作用する可能性があると考えられた。当初の計画ではダンス系運動プログラムとして、1持久力トレーニング、2筋力トレーニング、3調整力トレーニングの3種類の運動効果を比較する計画であった。1持久力トレーニングとしてエアロビックダンスを、2筋力トレーニングとしてヒップホップダンスを取り入れたプログラムの実施と効果測定は実施できているが、患者の運動能力や運動を楽しみたいニーズとの兼ね合いで、3調整力トレーニングを中心としたダンスプログラムの実施に至っていない。2019年度は、前年度までに実施できていない調整力トレーニングを含むダンス系運動プログラムによる介入実験を実施し、これまでの持久力トレーニング系プログラムや筋力トレーニング系プログラムの成果と比較検討し、患者の体力・運動能力回復に適した運動プログラムの検討資料を得る予定である。精神科の患者は症状に伴う倦怠感や投薬の副作用、長期にわたる療養期間などの影響により運動不足となり、一般成人と比較して体力・運動能力が有意に低い。本研究課題は、特に歩行動作を中心とした運動器機能改善に焦点を当てながら、患者の体力・運動能力回復に有効で、かつ気分改善効果の高い運動プログラムを検討することを目的とする。初年度の平成28年度は、精神科デイケア通所の患者7名を対象とし、第1期(47月)、第2期(912月)にダンス系プログラムによる運動介入実験をそれぞれ週1回120分×12回実施した。第1期前半には持久力トレーニング系のエアロビックダンス中心の運動プログラムを、第2期前半には筋力トレーニング系のヒップホップダンスのダウンステップ(スクワット様の上下動)中心の運動プログラムを実施し、後半は前半で習得した動きを基本とした作品練習・発表を行った。各回活動中の運動強度・運動量計測、活動前後の心理テスト、期間前後の体力測定を実施し、運動プログラムの効果を検討した。結果的に患者が実施した1期エアロビクスは1回平均3.0METs×26.0分=1.28METs時、2期ダウンステップは平均2.12METs×42.5分=1.50METs時であった。また後半の作品練習は1期が1回平均3.35METs×47.7分=2.45METs時,2期が3.00METs×59.2分=2.94METs時であった。心理テストの結果はどちらも快感情の向上とともに不安感が低減し、気分改善効果が認められた。期間前後の体力測定の結果では、1期はどの項目も変化がなかったが、2期は6分間歩行や椅子立ち上がりテスト等で向上傾向が見られた。以上から、ヒップホップダンスはエアロビクスと比べて運動強度は低めであるが、患者の脚筋力向上、歩行動作改善により有効に作用する可能性があると考察された。運動介入は半期前倒しして計画より早く実施したが、デイケアの自由選択プログラムとして実施したため、十分な被験者数を確保できなかった。また、患者の特性上、プログラムを毎回休まずに継続実施できていない者もあり、充分な比較条件が整わなかった。また、それぞれ中強度以上の運動強度での運動介入を計画していたが、患者は一般成人より動きが小さく、活動中の運動強度が予定より25%ほど低かった。その結果、有意な体力向上に至らなかったと推測された。体力測定項目として、当初はモーションキャプチャー体幹2点歩行動揺計による歩様分析を予定していたが、機器の装着は患者の負担が大きいため見合わせ、代わりにステッピングテスト測定器を購入した。