hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小児糖尿病患者の生活指導プログラムと看護システムに関する研究

本研究は、糖尿病児と家族の長期的な経過の中で用いうる、具体的で有効な指導内容と方法を見出すことを目的として次のことを行った。(1)3年間にわたり千葉大学医学部附属病院小児糖尿病外来ならびに千葉県こども病院において、通院中の約60名の患児の療養行動と日常生活状況を継続的に把握し、特に、(1)進学・就職による生活の変化に伴い生じる問題点と指導のありかた、(2)学校生活における問題点と病院・家庭・学校の連絡のありかた、(3)発症直後から適応過程と直面する問題と指導のありかた、(4)幼児期の問題と指導のありかた、(5)きょうだいの問題と指導について、(6)受験期の問題と指導について、(7)周囲の人々への説明状況、についてまとめた。(2)千葉大学医学部附属病院小児糖尿病外来において、小児糖尿病教育用ビデオの使用を試み、有用性を検討した。(3)千葉大学医学部附属病院小児糖尿病外来において、小児糖尿病教育用CAI"ISLAND"の使用を試み、有用性を検討した。(4)この3年間を含む約10年間に、研究者らが糖尿病外来やサマーキャンプで得た知識に基づき、「糖尿病のこどもと家族の生活」と題する小児糖尿病教育用パンフレットを作成した。(5)小児糖尿病教育の一環として、患者会やキャンプなど院外教育のあり方を、医師や患者の家族とともに検討した。(6)小児糖尿病教育における看護婦の役割を明らかにするために、全国の病院における小児糖尿病看護の現状を調査した。以上により、小児糖尿病外来における指導の中で重視すべき問題、指導の方法、用具等を明らかにすることができた。今後はこれらを用いた指導が多くの病院で定着していくように、小児糖尿病看護婦の教育についても検討して行きたい。(1)小児期に発症した糖尿病患者とその家族が、発症時からその後の過程において、どの時期にどのような指導を必要としているか、また、どのような指導が有効かを明らかにするために、千葉大学医学部付属病院小児糖尿病外来を毎月一回受診している幼児20才の患者約50名にH1.47月に、質問紙「日常生活の自己管理について」に記入してもらい、その後は毎月できるだけ面接、観察し把握できたことを自由に記述した。その結果、血糖コントロ-ル良好で日常生活も安定している状態が続く期間は短く、悪化の誘因は様々であることがわかった。従って日常生活や療養活動の多面にわたる指導を反復する必要があり、そのための魅力的なガイドブックの作成を計画することに至った。(2)小児糖尿病外来における医師、栄養士、養護教諭との協力関係について、(1)の活動より看護婦は患者の療養生活の実際について詳細に把握し、患者および家族とともに改善方法を考えていくことに専門性を見出している。外来でのアプロ-チは待ち時間を利用した断片的なものになりやすいので、医師、栄養士等への連絡方法を検討していくことが必要である。養護教諭との連絡については、養教訪問を16例行い、親が中心となって連絡できるように外来で指導することの必要性を見出した。(3)外来待合室にビデオ装置を設置し、毎月1本の教材を選び糖尿病外来日の午前7時40分8時30分に放映している。外来での学習会としての用い方や個別指導としての用い方を更に検討していきたい。(4)小児糖尿病教育用CAI「アイランド」(森川,1988)にクイズ形式の学習プログラムと自己血糖測定値を評価するプログラムを追加し、改良版を作成した。外来での使用、評価は次年度に行う予定である。(5)幼児・低学年のプレキャンプ、高校生以上のミニキャンプに参加し各々の時期に必要な教育内容を検討している。

(1)前年度に引き続き、千葉大学医学部附属病院小児糖尿病外来を受診している幼児20歳位の糖尿病児について、療養生活の実際と血糖コントロ-ルを継続的に把握し、指導のポイントや指導方法を検討した。そして特に次の2点について調査し、報告した。(1)進学・就職による生活の変化と血糖コントロ-ルについて、(2)療養生活において、特に兄弟姉妹の理解と協力について(2)米国コロラド大学バ-バラ・デイヴィス小児糖尿病センタ-で作成されたビデオ“Low Blood Sugar Reaction"と“Ketoacidosis"を邦訳した。そして糖尿病外来において患児と家族に見せ、教育効果を検討している。(3)前年度に、研究協力者とともに検討し、完成した小児糖尿病患者教育用CAI“Island"をサマ-キャンプと、千葉大学の小児糖尿病外来において使用し、患児の反応と教育効果を検討中である。(4)2年前から実施している糖尿病の幼児および小学校低学年のプレキャンプ(1日)、高校2年生以上のヤングミニキャンプ(2日)、および小学校高校3年のサマ-キャンプ(8日)の企画、実施に参画し、各々における教育プログラムの検討並びに、看護婦の役割を検討している。(5)昭和59年度から今日までに得られた糖尿病児の日常生活に関する知見に基づき、糖尿病児と家族のためのガイドブック(主として追加教育用)の作成を企画し、執筆中である。内容は、疾患、治療、療養活動、合併症については一般的知識だけでなく、子どもが抱く疑問や当面しやすい問題点の記述、さらに自立過程、危機場面、学校生活、幼児期、思春期、きょうだいとの関係等、約20項目を取り上げている。外来等で看護婦が手軽に、しかも効果的に使用出来るように各項目2ペ-ジとし、さし絵等、子どもの興味と理解度に合うよう工夫している。(1)全国の191病院の172病棟、174外来の小児糖尿病看護の現状を調査した資料を分析し、病棟での看護は、内容をきめ工夫している私大病院が多いこと、外来では臨床心理士や保健婦はきわめて少なく、看護婦は大部分の外来で患児や家族と接しているが、工夫や意欲は病棟より低いこと等が明らかにされ、看護婦が更に効果的に関わる方法を明らかにしていく必要性が示唆された。(2)千葉大学医学部付属病院と千葉県こども病院において、10名のインスリン依存型糖尿病児の気質の特徴と、母親の育児や療養生活の受けとめ方を調査し、糖尿病の幼児と母親への指導に役立つ資料を得た。(3)初年度より、研究協力者により作成され、協同で改良を加えてきたCAI“ISLAND"について、更に質問数の増加、誤答への応答、シミュレ-ションの強化等最終版作成に協力した。外来ではシミュレ-ションを中心に、コントロ-ル不良児に使用をすすめ、効果を検討している。(4)昨年度に引き続き、発症直後から毎月1回外来受診時に状況把握と援助を行った14事例について、直面する問題と適応のプロセスを把握すると同時に、援助の適切さについて評価した。(5)前年度よりすすめてきた糖尿病児と家族のための教育用資料「糖尿病の子どもと家族の生活」の作成について、患児の描いた挿絵やまんがを含めて20項目48ペ-ジのものをまとめた。内容は、本研究の初年度から本年度までに得られた研究成果をできるだけ盛り込み、子どもや家族が抱く疑問や日常当面しやすい問題について記述を試みた。
虚血耐性による肝虚血再潅流障害抑制と肝再生誘導機構の解析

虚血耐性(Ischemic Preconditioning)(以下IP)は,1986年,Murryらによって初めて報告されたもので,それは心筋の短時間の虚血が,それに引き続く長時間の虚血によって生じる心筋梗塞巣を縮小させる効果があるというものであった。さらにこの効果は心筋以外にも,脳,肝臓などでも確かめられている。そしてその効果時間に関しては,動物,臓器,細胞によって異なり,また有効期間内につぎの虚血が行われなければこの効果は誘導されないことも判明している。しかしその発生機序や制御機構については未だ解明されていない部分が多い。本研究では前初期遺伝子群であるc-fos, c-junのmRNAおよびアポトーシスを検討し、IPの効果の誘導・制御機構を解析することを目的とし、平成13年度では40分間の虚血時間に対する10分間のIPの効果を検討した。【実験方法】Wistar系雄性ラットを用い、10分間のIPと10分間の再灌流を加えるIP群と非IP群に分け、両群のラットに対して、肝の左門脈および左肝動脈を血管クリップで40分間血流遮断した後、再灌流するモデルを作製した。そして両群の、ALT、組織壊死率、PCNA LI、湿性肝重量について比較検討した。【結果】再灌流6時間後のALTは、IP群で有意に低下していた(P<0.05)。再灌流24時間後の組織壊死率は、巣状壊死を認め、IP群で有意に低下していた(非IP群:21±9%,IP群:9±6%,P<0.05)。再灌流24時間後のPCNA LIは、IP群で有意な低下を認めた(非IP群:4.6±1.4%,IP群:1.4±0.4%,P<0.05)。再灌流3日後の虚血葉重量では差を認めなかった。
炭水化物・脂肪酸摂取と遺伝子多型の脂質異常症発症への影響

心・脳血管疾患のリスク因子である脂質異常症は、食事からの炭水化物や脂肪酸摂取と関連することが示唆されている。その機序のひとつに脂質合成調節への影響が考えられている。本研究では、日本多施設共同コーホート研究(J-MICC Study)の静岡・大幸地区の参加者を対象に脂質合成調節に関連する遺伝子多型のタイピングを行い、炭水化物や脂肪酸摂取と共に脂質異常症発症への影響を明らかにする。本年度は、炭水化物や脂肪酸摂取(飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸)と遺伝子多型の脂質異常症発症への影響を検討するため、脂質代謝調節への関連が示唆されている遺伝子多型のタイピングを開始した。本研究の対象者は、日本多施設共同コーホート研究(J-MICC研究)の静岡・大幸地区に参加した3569歳の男女約1万人である。両地区において、妥当性を検討済みの食物摂取頻度調査法より算出された摂取栄養素、主な生活習慣、健康状態、空腹時血清脂質のデータなどはすでに得られており、DNA試料の提供も受けている。はじめに、脂質代謝調節への関連が示唆されている遺伝子多型のタイピングを行うためにプライマーを設計し、予備試験を行った。遺伝子多型のタイピングはPCR-CTPP法で行った。予備試験によりタイピングが可能であると確認された対象候補遺伝子多型のうち、2多型についてタイピングを開始し、本年度末までに予定していた2多型のタイピングをすべて終了した。しかし、当初の計画よりプライマー設計や予備試験に時間を要しタイピングの開始が遅れたため、現在入力されたタイピングデータの確認を行っている。すべてのタイピングデータの確認が終了次第、調査データと合わせた解析用データセットを作成し、炭水化物や脂肪酸などの摂取栄養素と脂質代謝調節関連遺伝子多型の脂質異常症発症への影響について、これまでの知見から、予めモデルを決めた上で、分析を行う予定である。当初の計画通り対象候補遺伝子多型のうち2多型のタイピングを終了したが、入力されたタイピングデータの確認が終了していないため。2019年度中に検討を予定しているすべての遺伝子多型のタイピングを終了し、炭水化物や脂肪酸摂取と遺伝子多型の脂質異常症発症への影響について予め作成したモデルで分析を行う。
ユーラシアにおけるカリフラワーモザイクウイルスの集団遺伝構造

アブラナ科植物の起源は,南東ヨーロッパから西アジア地域と考えられているが,そのアブラナ科植物を宿主とする代表的なウイルスが,2本鎖の環状DNAウイルスであるカリフラワーモザイクウイルス(CaMV)である。本研究では,CaMV分離株をそれらの地方のトルコ,イラン,ギリシャさらに我が国より採集し,その後網羅的に全ゲノム構造(約8kb)を解析し,分子進化学的・集団遺伝学的に解明することを目的としている。最終的には,それらの国々や我が国の診断技術開発などの植部防疫への貢献,また将来の抵抗性植物の育種に関わる知見を得ることを最終目的としている。これまで我が国の本州のブロッコリー,ダイコンから新たな分離株を採集することに成功した。またトルコ,イラン,ギリシャからも多数分離株を採集することに成功した.その後それらのウイルス分離株を単病斑分離を行い,様々なアブラナ科植物を用いて生物学的な性状の調査を行った。さらにこれらウイルス50分離株以上の全ゲノム構造をポリメーラーゼ連鎖反応産物とクローニングすることにより塩基配列を決定した.その後報告されている全ゲノム構造が明らかとなっている海外の分離株と塩基配列を比較した。その結果,分子系統学的に世界のCaMVには最低3集団があることが明らかとなった.現在論文投稿に向け,分子進化や集団遺伝学に関連したバイオインフォマティクスにより,全ゲノム構造について分子進化学的・集団遺伝学的に多面的に解析している。本研究では,CaMV分離株をそれらの地方や我が国より採集し,その後網羅的にゲノム構造を解析し,分子進化学的・集団遺伝学的に解明する。最終的には,それらの国々や我が国の診断技術開発などの植部防疫への貢献,また将来の抵抗性植物の育種に関わる知見を得ることを目的としている。これまで採集したCaMV分離株及び最近採集してきた分離株について遺伝子診断を行い,CaMVが感染しているか否かについて判別した。その結果我が国の本州のブロッコリー,ダイコンから新たな分離株を採集することに成功した。現在これらの分離株について,現在単病斑分離を行い,様々なアブラナ科植物を用いて生物学的な性状の調査を行っている。また既に我が国のジーンバンク(農水省)から手に入れたCaMVゲノムの一部領域について,ゲノム構造解析を始めた。現在,途中ゲノム解析の途中経過であるが,本ウイルスのゲノム構造と既に報告されており全ゲノム構造が明らかとなっている海外の分離株と塩基配列を比較した。その結果,我が国の分離株はアメリカ分離株と相同性が高いことが明らかとなった。現在分子進化や集団遺伝学に関連したバイオインフォマティクスの習得を行っている最中である。今後さらに網羅的にゲノム構造を解析し,分子進化学的・集団遺伝学的に解明する予定である。
第三元素添加によるSn-Bi系低温実装対応鉛フリーはんだの共晶組織微細化効果

Sn-Bi共晶系はんだは、その融点が140°Cと低いため、低温実装用材料として期待されている。しかし、その延性が乏しいことが実用化の阻害要因となっており、その改善が求められている。研究者らはこれまで、Sn-Bi共晶はんだに1mass%以下のAgを添加することにより、共晶組織を微細化し、延性を改善することができることを報告した。またAg以外にはCu、Geなどの元素を添加することによっても同様な微細化効果があることが確認された更に添加元素としてSbを添加量を1mass%以下に制御することにより、比較的遅い冷却速度においてもSn/Biの共晶組織を著しく微細化することが明らかとなった。この材料は引張り試験による伸びが40%以上と、従来のSn-Pb共晶はんだよりも延性にすぐれ、かつ融点が140°C前後の新しい低融点はんだ材料として有望であることが確認された。Sb添加が有効である要因としては、元素添加により新たに形成する金属間化合物相が、他の添加元素では晶出によって形成されるため、ローカルには粗大化したものが形成されやすいのに対して、Sbを添加したときに形成するSnSb相は過飽和なSn固溶体から析出するため、微細にSnとBiの粒界に分散するためであることが、計算状態図による熱力学的考察により明らかとなったこの開発したSn-Bi-SbはんだBGAボールを用いて、Cu基板との接合を行ったところ、160°Cという従来のはんだ材料の場合よりも低温のリフローで接合が可能でバンププル引張り試験によっても高い引張り強度を示すなど、その接合性も良好であることが確認されたSn-Bi共晶系はんだは、その融点が140°Cと低いため、低温実装用材料として期待されている。研究者らはこれまで、Sn-Bi共晶はんだに、1mass%以下のAgを添加することにより、共晶組織を微細化し、延性を改善することができることを報告した。しかし、温度サイクルによる熱疲労程度の歪速度域では延性が改善されたものの、落下衝撃のようなより早い歪速度域での延性は十分でなく、新たな合金の開発が必要である。本研究では、低温対応のSn-58Bi共晶鉛フリーはんだに、Ag以外のCu, Zn, Geなど添加する元素および量を変化させたはんだを作製し、基本特性である、融点、および強度・疲労特性などの強度特性に及ぼす影響を調べ、最も良好な特性を示す合金組成を探索した。その結果、元素添加によっても溶融および凝固挙動はほとんど変化せず、かつ0.5mm/sおよび3mm/sの歪速度でも引張り試験において、従来のSn-Pb共晶はんだののびである40%以上伸びるはんだ材料を開発した。はんだ材料はSnとBiの共晶組織に加えてSnと添加元素との金属間化合物相が存在するが、添加量を1mass%以下に制御することにより、金属間化合物の粗大化を抑制することができた。延性が改善した要因としては、添加元素によるはんだの共晶組織の微細化に加えて、添加元素とSnとの金属間化合物が微細にSnとBiの粒界に分散するためであることが、確認された。

またAg以外にはCu、Geなどの元素を添加することによっても同様な微細化効果があることが確認された。更に添加元素としてSbを添加量を1mass%以下に制御することにより、比較的遅い冷却速度においてもSn/Biの共晶組織を著しく微細化することが明らかとなった。この材料は引張り試験による伸びが40%以上と、従来のSn-Pb共晶はんだよりも延性にすぐれ、かつ融点が140°C前後の新しい低融点はんだ材料として有望であることが確認された。Sb添加が有効である要因としては、元素添加により新たに形成する金属間化合物相が、他の添加元素では晶出によって形成されるため、ローカルには粗大化したものが形成されやすいのに対して、Sbを添加したときに形成するSnSb相は過飽和なSn固溶体から析出するため、微細にSnとBiの粒界に分散するためであることが、計算状態図による熱力学的考察により明らかとなった。この開発したとSn-Bi-SbはんだBGAボールを用いて、Cu基板との接合を行ったところ、160°Cという従来のはんだ材料の場合よりも低温のリフローで接合が可能でバンププル引張り試験によっても高い引張り強度を示すなど、その接合性も良好であることが確認された。
D-ニューロンを用いた脳機能評価法の開発に向けた基礎的研究

海馬歯状回分子層に球状沈着物を多く検出した法医剖検例で、ドパミン関連分子、レクチン、一本鎖DNAを組み合わせ蛍光二重染色で検討した。レクチンの染色性は、死後8日と7日で大きく変化した。レクチンを用いた診断法は、死後7日を目処に適用の可否を検討する必要があると考えられた。Braak Stageは、IV以上になると必ず何らかの臨床症状を示すが、stageIIIの場合、無症状から重症までの可能性があり、しかも症例数が多く、別の指標が待たれていた。StageIIIの中でもTAAR1染色性が低い例は、生前に認知症状を呈していた可能性が高く、TAAR1染色性は、死後の脳機能評価法として有用であると考えられた。本年度は、法医剖検脳の海馬切片に対しレクチン染色を行い、歯状回分子層に球状沈着物が多く検出されたものに対し、ドパ脱炭酸酵素(dopa decarboxylase, DDC)とレクチン(DBA,GS-1-B4)、ssDNA(single-stranded DNA)を組み合わせて免疫蛍光二重染色を施し、その構成成分を検討した。平成23、24年に徳島大学医学部で行われた法医剖検例のうち、臨床的に統合失調症と診断されていた症例、認知症性脳変性疾患の病理所見を示す症例、自殺症例、脳損傷の症例、65歳以上の非認知症の症例に該当する63例の脳の海馬をホルマリンで固定後、パラフィン包埋し、5ミクロンに薄切した。その切片に対しレクチン(DBA,GS-1-B4)で免疫組織化学を行い、歯状回分子層における球状沈着物の検出数によりその染色性を評価した。その評価により、特にレクチンの染色性の高かった10症例に対し、DDCおよびssDNAの各抗体で蛍光二重染色を施し、共焦点レーザー顕微鏡(Leica TCS NT)で観察した。ssDNAはアポトーシスによる核の断片化により生じる。これまでの研究で、レクチンとssDNAはニューロンの部分的に崩壊した核の一部で共染されることが示されており、球状沈着物はニューロンのアポトーシスにより形成されることが明らかになっている。DDCとレクチンの共染性が認められたことから、球状沈着物はDDCを構成成分として含むことが示唆された。また、複数の症例で、核周囲にDDCとssDNAの共染が見られた。以上のことから、球状沈着物はドパミン合成を行うニューロンの核の崩壊、つまりドパミン作動性ニューロン、セロトニン作動性ニューロン、D-ニューロンのアポトーシスの過程で生じ、さらにアポトーシスが進行し核が完全に崩壊した結果、球場に凝集するものと考えられた。本年度は、既得検体および新規検体の全症例で、Gallias-Braakの鍍銀染色によるBraak and Braakの評価基準に基づく、病変の病理学的進行度を6段階に評価は、行ったが、蛍光二重染色による抗体間の共染性の有無については、比較的新しく検査した症例について検討したため、検討できた症例数が充分と言えないと考える。本年度は、ドパミンやアンフェタミンなどの広いアゴニストスペクトラムを持ち、ドパミン輸送体あるいはドパミンの有効な作用を制御する受容体trace amine associated receptor 1 (TAAR1)に対する抗体を用いて、法医剖検脳の海馬切片に対し、免疫組織化学を行い、解析を行った。さらに、TAAR1とドパミン、アポトーシスとの関連を検討するためにそれぞれドパ脱炭酸酵素(DDC)、single strand DNA(ssDNA)を組み合わせて免疫蛍光二重染色を施した。結果、TAAR1減少と認知症状とに何らかの関連があると考えられた。特に認知症状の中でもせん妄に着目すると、認知症では記憶障害による二次的なせん妄が見られるのに対し、統合失調症の一次的なせん妄は、ドパミン輸送体によるドパミン放出増加・有効に作用するドパミンの増加に起因するという報告がなされており、認知症によるTAAR1減弱と好対照である。TAAR1の染色性はBaak Stage(BS)の進展とともに低下し、特にstageIからIIIまでの間に急激に低下する。BSは、IV以上になると必ず何らかの臨床症状を示すが、stageIIIの場合、無症状から重症までの可能性があり、しかも症例数が多く、別の指標が待たれていた。stageIIIの中でもTAAR1染色性が低い例は、生前に認知症状を呈していた可能性が高く、TAAR1染色性は、死後の脳機能評価法として有用であると考えられた。また、焼死症例ではTAAR1が低下していたことから、焼死の原因と認知症には何らかの関連があることが示唆された。DDCとssDNAとTAAR1との関係から、球状沈着物は、D-ニューロンのアポトーシスが関係していることが示唆された。昨年度は、思わしい進捗状況ではなかったが、今年度は、死後の脳機能評価へのTAAR1やD-ニューロンの活用の可能性を示すことが出来、予定通りの進捗状況となっていると考える。平成23年から27年に行われた法医剖検例のうち、ホルマリン固定・パラフィン包埋後、厚さ5μmに薄切し、病理組織診断に用いた脳113例の海馬を用いて、レクチンおよび蛍光抗体二重染色を施行し、鑑定症例への応用を検討した。死因別のレクチン染色では、DBAならびにGSI-B4を用いた。死因の違いによる染色性の有意差は、見られなかった。

特定の死因によって球状沈着物(SPD)が発現した可能性は低く、レクチンを用いた診断法は、死因の種類を問わず、使用することが可能と考えられた。死後経過時間別のレクチン染色性では、8日以降のものが7日以内のものに比べて、レクチン染色性が高くなることが明らかになった。このことから、レクチンを用いた診断法は、死後7日を目処に適用の可否を検討する必要があると考えられた。一本鎖DNA(ssDNA)とドーパ脱炭酸酵素(DDC)の二重染色では、SPD部にssDNAのみの反応が認められ、DDCとの共存は見られなかった。一方、TAAR1とDDCの二重染色では、SPDにおいて、一部に微量アミン関連受容体1型(TAAR1)とDDCの共染が認められた。また、アミロイド小体(CA)にもTAAR1単独での存在が認められ、全体が染まっているもの、辺縁が染まっているもの、まったく染まっていないものに分けられた。免疫電顕的に確認されているSPDとCAとの類似性やシグナルの分布パターンを支持する結果となった。この際、SPDで見られたDDCのシグナルが、CAでは見られなかったことから、SPDからCAへ変化する際にDDCが消失すると考えられた。さらに、アミロイド小体におけるTAAR1の染色態様の変化から、CAが形成されてから時間経過とともに中心部のシグナルが減少し、周辺のみに残存する状態を経て、消失していくと示唆された。今後は、さらに症例を増やして検討を重ねる必要があると考える。海馬歯状回分子層に球状沈着物を多く検出した法医剖検例で、ドパミン関連分子、レクチン、一本鎖DNAを組み合わせ蛍光二重染色で検討した。レクチンの染色性は、死後8日と7日で大きく変化した。レクチンを用いた診断法は、死後7日を目処に適用の可否を検討する必要があると考えられた。Braak Stageは、IV以上になると必ず何らかの臨床症状を示すが、stageIIIの場合、無症状から重症までの可能性があり、しかも症例数が多く、別の指標が待たれていた。StageIIIの中でもTAAR1染色性が低い例は、生前に認知症状を呈していた可能性が高く、TAAR1染色性は、死後の脳機能評価法として有用であると考えられた。平成28年度は、既得検体について、蛍光多重染色を施し、共焦点レーザー顕微鏡で観察することによって、レクチン陽性球状沈着物におけるABO式血液型から適当と考えられるレクチン(A型はGSI-B4、B型はDBA、AB型はUEA-I、O型はGSI-B4またはDBA)ならびに抗コンドロイチン硫酸抗体と各種抗体(EpoR、NOS、CS、ApoE、GFAP、N-Cad、5-LG、GFAP、HSP70、タウ、vimentin、EAAC1、S-100など)ならびに、D-neuronに関係の深いTAAR1との反応を調べることによって、本沈着物と認知症性変性疾患における変性所見との関係を明らかにしたい。これまでの研究で、統合失調症では、ニューロン由来が主であるが、認知症では、グリア由来のものも少なくないことが明らかとなっており、さらに検索する抗原を増やして検討することを計画している。一方、現実の鑑定では、常に良好な条件で検査を行えるとは限らないので、これまでの研究で一定の所見、成果の得られたレクチンや抗体について、死後経過時間の長さによって染色性がどれだけ低下するかを検討する。
過分極で活性化される陽イオンチャネルの電位センサーとcAMP感受性に関する研究

過分極で活性化される陽イオンチャネル(HCNチャネル)は、心臓や中枢神経をはじめ様々な場所に発現し、ペースメーカーチャネルとしての役割や細胞の興奮性の調節など生理学的に重要な役割をはたしていることが明らかとなってきた。HCNチャネルは過分極によりゆっくりと活性化し、cAMPによって活性化を受けるという特徴的な性質がある。本研究では、この特徴を引き起こす分子レベルでの構造的基盤を明らかにした。過分極で活性化される陽イオンチャネル(HCNチャネル)は、心臓におけるペースメーカー細胞で1980年に初めてその電流が記録されて以来、中枢神経系をはじめ生体内の様々な場所に発現し、ペースメーカーチャネルとしての役割や細胞の興奮性の調節など生理学的に重要な役割を果たしていることが明らかとなってきた。HCNチャネルは、電位依存性カリウムチャネル(Kvチャネル)と共通の6回膜貫通領域をもつが、特徴的な性質がある。過分極によりゆっくりと活性化する。cAMPによって電位依存性が調節を受ける。これらの特徴を引き起こす分子レベルでの構造的基盤を明らかにするために研究を行った。今年度は、まず電位センサーの動きを測定するために、HCNチャネルの電位センサーと考えられているS4領域にシステイン残基を導入し、蛍光物質を結合させる事で、電位による蛍光強度の変化を測定し、電位による電流応答を同時に測定し、両者の比較を行った。電位変化による蛍光強度の変化をとらえる事は最初は困難であったが、蛍光強度の増幅装置の工夫、最適な発現方法、HCNチャネルの蛍光強度測定に適したサブタイプを捜す事によって、HCNチャネルの発現を最適化しなところ、電流応答に先行して起こる、蛍光強度の変化を測定する事に成功し、哺乳類のHCNチャネルの電位センサーの動きを可視化する事に成功した事が示唆された。今後は、この成果を生かし、cAMPによる電位センサーと電流応答の変化を測定し、速度論的モデルを作り、cAMPによる電位センサーやゲート機構に作用するメカニズムを明らかにする予定である。今年度は、チャネルが開くのための電位センサーの役割を明らかにするために、4つのサブユニットをタンデムにつなぎ合わせたチャネルを作製した。そして、動くことができる電位センサーの数を4つから減少させたチャネルを作製し、その電流応答を測定することに成功した。動くことができる電位センサーの数を野生型の4つから、3つ、2つ、1つと減少させても電流応答は観察することができ、また、その電流応答の活性化速度は動くことができる電位センサーの数が減少するにつれ速くなることが観察された。今後はこれらのチャネルの活性化速度を詳細に解析し、活性化のモデルを構築し、電位センサーとチャネルゲートのカップリング機構を解明する。また、cAMPのチャネルに対する効果を測定しカップリング機構に対する修飾機構を明らかにする予定である。過分極で活性化される陽イオンチャネル(IICNチャネル)は、心臓におけるペースメーカー細胞で1980年に初めてその電流が記録されて以来、中枢神経をはじめ生体内の様々な場所に発現し、ペースメカーチャネルとしての役割や細胞の興奮性の調節など生理学的に重要な役割をはたしていることが明らかとなってきた。HCNチャネルは、電位依存性カリウムチャネル(Kvチャネル)と共通の6回膜貫通領域をもつが、過分極によりゆっくりと活性化するという特徴的な性質がある。この特徴を引き起こす分子レベルでの構造的基盤を明らかにするために研究を行った。HCNチャネルでは電位センサーと考えられている第4膜貫通領域(S4)とチャネルのゲートであると考えられている第6膜貫通領域(S6)のアミノ酸残基の間で相互作用があることが示されている。また、HICNチャネルは4量体であると考えられている。S4とS6との相互作用が一つの分子内の相互作用か、あるいは二つの分子内の相互作用かを明らかにするために研究を行った。二つのサブユニットをタンデムにつなぎ一つのサブユニットにはS4が動くことの出来なくなる変異を導入し、一つのサブユニットのS4の動きの伝わり方を、S4とS6との相互作用をしていると考えられているアミノ酸残基に変異を導入し、検討を行った。それらの結果から、S4とS6との相互作用はサブユニット間の相互作用が示唆されることが明らかとなった。
ペプチドおよびcDNA発現ライブラリーによるT細胞エピトープの同定と修飾法の開発

本研究は、疾患感受性が特定のHLAクラスII(HLA-II)対立遺伝子と強く相関する自己免疫疾患において、患者の病変局所あるいは末梢血中に検出される自己免疫の標的細胞あるいは抗原提示細胞に自己反応性を示すT細胞が認識する抗原ペプチドを、同定する方法を開発することを究極の目的とする。このために遺伝子工学の手法を駆使して、多様なペブチドを提示するHLA-IIを発現する抗原提示細胞のライブラリーを作製する。まずSRαプロモーター下に連結したヒトp33インバリアント(Ii)鎖遺伝子の、CLIP領域第89-104アミノ酸残基をコードするDNAを、任意のペプチドをコードする合成オリゴDNAと置換できるようなベクター(pCI)を作製した。pCIのCLIP部分を、M12型β溶連菌由来の非自己抗原ペプチド、あるいはヒトGAD65蛋白由来の自己抗原ペプチドに組み替えた変異Ii鎖遺伝子を作製し、HLA-DR遺伝子と共にマウスL細胞に導入して発現させた。トランスフェクタントは、抗原ペプチドの非存在下でもHLA-DRにより提示された抗原ペプチドに特異的なT細胞クローンに増殖応答を誘導した。さらにCHO細胞トランスフェクタントを用いて、96穴プレート中の3x10^4個のCHO細胞のうち100個がTCRリガンドを発現していれば、T細胞が培養上清中に分泌するIFN-γを定量することにより、その存在を検出できることがわかった。また変異Ii鎖遺伝子を導入後間もない遺伝子発現の程度が低いトランスフェクタントを用いた場合にも、T細胞の応答を検出できた。以上より、CLIP部分をランダム配列ペプチドに置換した変異Ii鎖遺伝子をCHO細胞に導入して、抗原提示細胞のライブラリーを作製できる見通しがついた。本年度は、特定のHLAクラスII分子により提示されたペプチドに特異的なヒトT細胞クローンと、抗原ペプチド上の各アミノ酸に酸残基1個を他のアミノ酸に置換したアナログペプチドのライブラリーを用いて、T細胞応答を修飾するアナログペプチドを同定した。HLA-DRB1*0406により提示された溶連菌M12蛋白由来の15個のアミノ酸からなるペプチドに関して、DR分子に結合するアンカー残基をposition-1(P1),P4およびP6に同定した。これらの残基を置換してもT細胞クローンにアゴニズムを示してT細胞増殖反応を誘導するペプチドが多く観察されたが、T細胞レセプター(TCR)にアンタゴニズムを示すものは稀であった。いっぽう、P2,P5,P7などのTCR認識部位を置換したアナログはアゴニズムを示すものは稀で、TCRアンタゴニズムを示すものが多数観察された。さらにその中には、T細胞の容積や特定の膜蛋白の発現を増強する部分的アゴニズムを示すものが存在した。またHLA-DQ6分子により提示されたダニアレルゲンDer fI由来のペプチドに特異的なTh_2様ヒトT細胞クローンを用いて、ペプチドのN末端側よりのTCR認識部位のアミノ酸残基を置換したアナログペプチドのライブラリーに対するT細胞応答を検討した。その結果、T細胞クローンにIL-4産生や増殖応答には大きな影響を与えることなく、IFN-γの産生のみを著明に増殖するアナログを同定した。このアナログは、抗原提示細胞によるIL-12の産生増強することにより、T細胞にIFN-γの産生を増強するユニークなものであった。つまり、TCRとの結合によりHLA・ペプチド複合体を介して抗原提示細胞にIL-12産生シグナルが入り、その産生量は2つの分子の結合親和性により影響されることが明らかとなった。本年度はインバリアント(Ii)鎖遺伝子を組み換えることにより、CD4^+T細胞クローンへ抗原ペプチドを効率良く抗原提示するシステムを確立することを目的として研究を行った。このためにCLIPペプチドをM12p54-68抗原ペプチドに置換したIi鎖遺伝子(CLIP置換型Ii鎖遺伝子)を発現するベクターを開発した。

また、すでに報告されているC末端部にカテプシンDの認識配列と抗原ペプチドを有するIi鎖を発現するベクター(C末端融合型Ii鎖遺伝子)も作製した。これらのベクターをHLA-DR分子を発現しているマウスL細胞に導入して2種類のダブルトランスフェクタントを樹立し、変異型Ii鎖の発現をフローサイトメトリーおよび免疫沈降法により確認した。CLIP置換型Ii鎖遺伝子あるいはC末端融合型Ii鎖遺伝子を発現する細胞は、抗原ペプチドの非存在下でもT細胞に増殖応答を誘導した。さらにT細胞応答は、トランスフェクタントにおけるIi鎖の発現量に比例して大きくなり、CLIP置換型Ii鎖遺伝子を発現させたもののほうがC末端融合型よりも強いT細胞活性能を示した。さらにCLIP置換型Ii鎖を大量に発現する細胞では、培養系にペプチドを添加してもT細胞の増殖応答がさらに増強することはなかった。今後、CLIP部分にランダムペプチドライブラリーをコードする塩基配列を組み換えることにより、多様なDR-ペプチド複合体を発現する抗原提示細胞のライブラリーを構築できるのではないかと期待している。これが実現できれば、抗原特異性が未知のT細胞クローンが認識するTCRリガンドのスクリーニングが可能となり、T細胞の免疫応答が一因となって発症する自己免疫疾患をはじめとする免疫疾患の病因、病態の解明に貢献するものと期待される。本研究は、疾患感受性が特定のHLAクラスII(HLA-II)対立遺伝子と強く相関する自己免疫疾患において、患者の病変局所あるいは末梢血中に検出される自己免疫の標的細胞あるいは抗原提示細胞に自己反応性を示すT細胞が認識する抗原ペプチドを、同定する方法を開発することを究極の目的とする。このために遺伝子工学の手法を駆使して、多様なペプチドを提示するHLA-IIを発現する抗原提示細胞のライブラリーを作製する。まずSRαプロモーター下に連結したヒトp33インバリアント(Ii)鎖遺伝子の、CLIP領域第89-104アミノ酸残基をコードするDNAを、任意のペプチドをコードする合成オリゴDNAと置換できるようなベクター(pCI)を作製した。pCIのCLIP部分を、M12型β溶連菌由来の非自己抗原ペプチド、あるいはヒトGAD65蛋白由来の自己抗原ペプチドに組み替えた変異Ii鎖遺伝子を作製し、HLA-DR遺伝子と共にマウスL細胞に導入して発現させた。トランスフェクタントは、抗原ペプチドの非存在下でもHLA-DRにより提示された抗原ペプチドに特異的なT細胞クローンに増殖応答を誘導した。さらにCHO細胞トランスフェクタントを用いて、96穴プレート中の3x10^4個のCHO細胞のうち100個がTCRリガンドを発現していれば、T細胞が培養上清中に分泌するIFN-γを定量することにより、その存在を検出できることがわかった。また変異Ii鎖遺伝子を導入後間もない遺伝子発現の程度が低いトランスフェクタントを用いた場合にも、T細胞の応答を検出できた。現在、CLIP部分をランダム配列ペプチドに置換した変異Ii鎖遺伝子を作製中であり、これをCHO細胞に導入して抗原提示細胞のライブラリーとして利用する予定である。
Max-plus代数上の線形計算アルゴリズムの開発とその応用

可積分系に基づく数値計算アルゴリズムは,可積分系が持つ良い性質に起因して,高速・高精度な優れたアルゴリズムである。Max-plus代数とは,実数にー∞を加えた集合に和と積をそれぞれmax演算と+で定義した代数である。Max-plus代数上の固有値問題や線形方程式などの求解は制御理論・最適化問題など様々な応用が知られている。本研究では,アルゴリズムの一連の手順に対して超離散化を施すことで,max-plus代数上の新たな可積分アルゴリズムの構築を目指す。
化合物半導体を用いた3次元2次非線形フォトニック結晶の開発

高次横モード波長変換光を得るために、周期空間反転GaAs/AlGaAs導波路を表面活性化接合することで、積層方向2次元2次非線形フォトニック結晶導波路の作製に成功した。3次元フォトニック結晶導波路作製上の基盤技術を確立した。また、電流注入した化合物半導体からの誘導放出を用いた光利得で伝搬損失を補償する方式を検討し、周期空間反転GaAs基板上にAlGaAs pinヘテロ接合ダイオードの作製に成功した。これは全く新しい高効率な電流注入型波長変換素子の基盤となるものである。本研究は、周期空間反転AlGaAsを積層方向に互いに空間反転するよう表面活性化接合を繰り返すことにより、AlGaAsを用いた3次元2次非線形フォトニック結晶を開発することを目標としている。本年度は同フォトニック結晶の作製技術を開発とその作製プロセスの高品質化を並行して取り組み、大きく分けて3つの成果を得た。GaAsコア/AlGaAsクラッド2次元2次非線形フォトニック結晶スラブ導波路の作製に成功し、3次元2次非線形フォトニック結晶の基盤技術を確立した。GaAs/AlGaAs周期的空間反転構造のGaAs表面を化学的機械研磨により段差1 nm以下まで平坦化することで、同構造のGaAs同士の接合に成功した。周期的空間反転基板上GaAsのMBE成長においてAs供給源としてAs2分子を用いることで拡散異方性に起因した表面段差を低減することに成功し、同フォトニック結晶の高品質化に向けて前進した。さらに、異方性を考慮した拡散方程式に基づき表面段差分布を計算し、As2分子供給下のMBE成長におけるGa原子の拡散長を正確に決定した。As2分子の供給により従来のAs4分子と比べて拡散異方性を低減できることを実証した。AlGaAs積層反転導波路の伝搬損失の主因が接合界面に形成される数nm程度の非晶質層であることを、断面透過顕微鏡観察と導波光実験により特定した。接合界面の非晶質層はアニールすることにより多結晶化可能であるため、伝搬損失の低減の可能性を示した。本年度は試作した2次元フォトニック結晶導波路の波長変換特性を含む光学特性の評価とその高品質化に取り組み、大きく分けて3つの成果を得た。GaAsコア/AlGaAsクラッド2次元2次非線形フォトニック結晶スラブ導波路の1.55 μm帯の伝搬損失をストリークカメラで測定した結果、およそ500 dB/cmと非常に大きい値を得た。これは接合界面に存在する3 nmの非晶質層による吸収に起因することを数値計算により明らかにした。およそ3 nm厚の非晶質層の解消を目指し、AlGaAs積層反転導波路を500°Cでアニールした後に接合界面を透過電子顕微鏡により観察した。その結果2.5 nmまで低減に成功した。この低減により伝搬損失の低減が可能であることを示した。これまで間接的に観察されてきた空間反転境界(逆位相境界)を直接観察するために、周期空間反転GaAs/AlGaAs導波路の逆位相境界を透過電子顕微鏡の暗視野像と2ビーム法により観察した。人工的な(011)面の逆位相境界は反転層と非反転層の境界であると特定した。この結果、周期空間反転GaAs/AlGaAs導波路は理想的に反転ドメインと非反転ドメインが周期的に配列していることを明らかにした。また反転ドメイン内Ge層上に意図しない逆位相ドメインを観察し、それが自己消滅することにより反転層のシングルドメインを形成することを観察した。作製したGaAsコア/AlGaAsクラッド2次元2次非線形フォトニック結晶スラブ導波路の伝搬損失の低減を目指し、作製プロセスの改良に時間を費やしているためである。伝搬損失の原因は3nmのGaAs非晶質層である。一般的にGaAs非晶質層解消のためにはアニールが用いられるものの、表面活性化接合の活性化ガスの変更による方法も検討され始めている。前者ではアニール温度やアニール雰囲気の最適化が不可欠であり、後者ではガス種の選択と接合条件の最適化が必要である。本研究ではこの伝搬損失の問題を必ず解決すべきであるため、両方の手法に挑戦し伝搬損失の低減条件を確立するために時間を要している。本研究は、周期空間反転AlGaAsを積層方向に互いに空間反転するよう表面活性化接合を繰り返すことにより、AlGaAsを用いた3次元2次非線形フォトニック結晶を開発することを目標としてきた。本年度は、接合界面のアモルファス層の解消をめざすのではなく、AlGaAsのバンド間発光の誘導放出による光増幅を用いてアモルファス層起因の光吸収を補償する基盤技術の確立に取り組み2つの成果を得た。周期空間反転GaAsテンプレート上にpnホモ接合ダイオードを作製し、周期空間反転GaAs pnホモ接合ダイオードの整流特性を初めて確認し、同ダイオードからの電流注入による自然放出光発光を初めて観察した。その発光強度は通常のGaAs pnホモ接合ダイオードからのそれと比べて1/5程度であった。さらに注入電流密度を大きくすることで周期空間反転GaAs構造で光増幅が可能であることを初めて示した。発光低下の原因は逆位相境界(反転層と非反転層の境界)が非発光性再結合中心として機能していることを明らかにした。

また導波路型デバイスでの応用をみすえ、キャリアと光を閉じ込めることができる周期空間反転GaAs/AlGaAspinダブルヘテロ接合ダイオードを作製し、ダイオードの成長基板温度を540°Cで作製することで同素子の整流特性と電流注入による発光を同様に確認した。これらの成果は、電流注入機構をもつ新しい波長変換素子の実現と大幅な変換効率の向上の可能性を示し、半導体レーザと化合物半導体波長変換素子のモノリシック集積を実現するための大きな一歩である。高次横モード波長変換光を得るために、周期空間反転GaAs/AlGaAs導波路を表面活性化接合することで、積層方向2次元2次非線形フォトニック結晶導波路の作製に成功した。3次元フォトニック結晶導波路作製上の基盤技術を確立した。また、電流注入した化合物半導体からの誘導放出を用いた光利得で伝搬損失を補償する方式を検討し、周期空間反転GaAs基板上にAlGaAs pinヘテロ接合ダイオードの作製に成功した。これは全く新しい高効率な電流注入型波長変換素子の基盤となるものである。GaAsコア/AlGaAsクラッド2次元2次非線形フォトニック結晶スラブ導波路の作製に成功し3次元2次非線形フォトニック結晶の基盤技術を確立できたためと、研究計画を前倒しにして作製プロセスの高品質化にとりくみ周期空間反転構造と積層反転構造の高品質化のめどがたったためである。今後は、継続して2次元非線形フォトニック結晶の高品質化とその波長変換特性の評価と並行して、計画通り3次元非線形フォトニック結晶による高次横モード波長変換素子の設計と試作を行う。高品質化のために接合界面の非晶質層の解消を目指す。その方法はアニール条件(温度と雰囲気)の最適化または表面活性化接合用のガス種の選択と接合条件の最適化を考えている。今のところ既報のアニールに注力している。高品質化後、2次元非線形フォトニック結晶導波路の波長変換特性の評価を行う。1.55μm帯ポンプ光からの光パラメトリック蛍光実験を予定している。また、接合界面の面内方向ではなく垂直方向からポンプ光を入射することで伝搬損失の問題を回避できる。垂直入射による波長変換特性の場所依存性を評価することにより2次元非線形フォトニック結晶の新しい評価手法の確立も検討している。さらに、バルク型3次元非線形フォトニック結晶の試作を目指す。これまで確立してきた手法を駆使し、ウッドパイル様の3次元非線形フォトニック結晶を作製する。垂直方向入射の光パラメトリック蛍光測定で伝搬損失の問題を回避し、当初の目標である3次元非線形フォトニック結晶からの初めての波長変換をめざす。上記の研究項目で当初の目標を達成できると考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。総合理工今後は研究計画通り、作製した2次元非線形フォトニック結晶の波長変換特性の評価、3次元2次非線形フォトニック結晶の作製とその高品質化に取り組む。波長変換特性の評価は波長1.55 μm帯ポンプ光からのパラメトリック蛍光実験を予定している。
モジュラー形式が満たす微分方程式

cubic theta関数の2次形式の問題への応用が見つかり、論文を出版した。具体的には、ある特定の型の整数係数正定値4元2次形式がすべての自然数を表す必要十分条件を、cubic theta関数を用いて示した。さらに、2次形式がすべての自然数を表すためには、どのような自然数を表示できればいいのかも求めた。古典的には、Jacobiのテータ関数を用いて、すべての自然数は4つの平方数で表せることが知られているが、今回の結果はその類似と考えられる。また、レベル3のモジュラー形式が満たす微分方程式が求められており、古典的なRamanujanの微分方程式に対して、微分体の拡大も得られている。その代数的トポロジーへの応用が見つかり、研究集会を開催した。レベル3及びレベル5のモジュラー形式が満たす微分方程式が求められ、古典的なRamanujanの方程式に対して、微分体の拡大も具体的に計算されている。レベルが素数のモジュラー形式を扱ってきたので、今後はレベルが4,6の場合を調べて、レベルが素数の場合との違いを検討していく。具体的には、微分体の拡大の仕方、あるいは、部分微分体の在り方において、レベルが素数の場合と素数でない場合の違いを調べていく。モジュラー形式が満たす微分方程式としては、線形方程式と非線形方程式がある。線型方程式としては古くからテータ定数とGaussの超幾何関数との関係が知られている。非線形方程式の古典的な例としてRamanujanの方程式とHalphenの方程式が知られている。Ramanujanの方程式はChazyの方程式と同値である。これらの方程式の解はレベル1あるいは2のモジュラー形式によって与えられる。Ramanujanの方程式とHalphenの方程式は相互に関連があり、Halphenの微分体はRamanujanの微分体のガロア拡大となっており、そのガロア群は3次の対称群と同型であることが知られている。ここからEisenstein級数をテータ定数で表す古典的な関係式が得られる。テータ関数からJacobiの4平方数定理などの数論的な応用がある。本研究では、非線形の方程式を扱う。特に古典的なRamanujanとHalphenの方程式のレベル3以上のモジュラー形式への類推を具体的に微分体の拡大として記述することを目指す。この分野の研究では、もともとRamanujanのテータ関数論を用いて、その微分方程式のレベル2のモジュラー形式への類推が盛んに研究されていた。それに対して、我々の研究ではFarkasとKraの有理指標のテータ関数論を積極的に用いる。微分体の拡大から、古典的なEisenstein級数を有理指標のテータ定数で表すことも目指す。さらに、自然数を2次形式の和で表す方法を数え上げる整数論の問題への応用も考察する。Ramanujanの理論に比べてFarkasとKraの理論には未開拓な部分が多くあり、大きな進展が期待される。レベル3のモジュラー形式の微分方程式を、整数論ではなじみのある、cubic theta関数を用いて構成できた。申請段階では、テータ微分をテータ定数で表す、Jacobiの微分公式の高レベル化が重要だと認識していたが,研究が進むにつれてテータ微分そのものが重要であることが分かってきた。残りの金額が小さいために使い道がなかった。
定量的リスク評価を指向した新しい産業災害統計分析論とその事故防止策立案への適用

本研究は、各種災害のリスク評価や安全管理の程度が直接導出できる新しい災害統計分析手法を提案し、災害リスクの特定・定量的評価と危険物施設などへの安全管理施策を実施する際の合理的な意思決定を支援するための有効な方法論を構築することを行ったものである。石油タンク等の危険物施設の現場における災害リスクの同定と定量的評価を可能とする定量的災害リスクの概念を定義し、それを導出できる新しい確率・統計的手法の基本部分を確立した。また、提案した分析手法に具体的な事故データを適用し、我が国の危険物災害の特性と現状を議論した。これらの成果をベースにして、得られた研究実績は以下の通りである。(1)災害事象の生起を複雑系(complex system)の確率的過程と考え、これを取扱うフラクタル理論によって災害生起特性のモデル化を行い、現場での災害リスクに適用できる定量的定義とその統計分析上の意味を検討し、これらを明確化した。(2)災害リスクの定義を明確化したのち、災害に関するリスク曲線の正確な構成法と、一元的な災害リスク評価パラメータを推定する手法を提案した。(3)産業現場で発生した災害事例を収集・蓄積し、多くの災害が発生している危険物施設(石油タンク)等での災害データを集積した。収集・整理されたデータを用いて、提案した分析手法に基づき、我が国の災害リスクの特性とその構造変化を分析、考察し、同時にその統計的分析手法の有効性を確認した。(4)効果的安全施策立案のための災害統計分析手法の総合検討と災害リスク評価システムの構築を行った。(5)収集・整理されたデータを用いて、提案した分析手法に基づき、我が国の災害リスクの特性とその構造変化を分析、考察し、同時にその統計分析手法の有効性を確認した。(6)災害発生統計モデルによるシミュレーションを行い、災害発生の統計的様相を明らかにして、安全施策決定の新しい画像・可視化システムを構築した。本研究は、分析結果から各種災害のリスク評価や安全管理の程度が直接導出できるような新しい災害統計分析手法を提案し、災害リスクの特定・定量的評価と危険物施設などへの安全管理施策を実施する際の合理的な意思決定を支援するための有効な方法論を構築することを行う。まず、災害リスクの概念を安全工学的立場から検討・定義し、危険物施設(石油タンク)等の現場での災害リスクを一元的な定量的指数として評価する具体的手法を提案した。本年度について得られた結果は以下の通りである。(1)災害事象の生起を複雑系(complex system)の確率的過程と考え、これを取扱うフラクタル理論によって災害生起特性のモデル化を行い、定量的解析への基礎づくりに成功した。(2)Kaplanらの一般的なリスク表現を敷衍して、現場での災害リスクに適用できる定量的定義とその統計分析上の意味を検討し、これらを明確化した。(3)災害のリスク曲線とは、被害の大きさとその大きさを超える災害の超過頻度を二次元的に図式化したものであるが、災害リスクの定義を明確化したのち、災害に関するリスク曲線の正確な構成法と、一元的な災害リスク評価パラメータを推定する手法を提案できた。(4)産業現場で発生した災害事例を収集・蓄積した。今年度については、分担研究者(山田實・消防研究所)のもとで、特に多くの災害が発生している危険物施設(石油タンク)等での災害データを集積した。

本研究は、分析結果から各種災害のリスク評価や安全管理の程度が直接導出できるような新しい災害統計分析手法を提案し、災害リスクの特定・定量的評価と危険物施設などへの安全管理施策を実施する際の合理的な意思決定を支援するための有効な方法論を構築することを行った。前年度までに、石油タンク等の危険物施設の現場における災害リスクの同定と定量的評価を可能とする定量的災害リスクの概念を定義し、それを導出できる新しい確率・統計的手法の基本部分を確立した。また、提案した分析手法を基に具体的な事故データを利用し、我が国の危険物災害の特性と現状を議論した。これらの成果をベースに、本年度について得られた研究実績は以下の通りである。(1)災害事例データの収集を他の危険物施設にも広げて行い、提案した手法を用い分析・評価することによって異種災害間でのリスク比較の可能性を考察・検討した。(2)災害対策効果の評価の考え方と手法の提案を行った。(3)効果的安全施策立案のための災害統計分析手法の総合検討と災害リスク評価システムの構築を行った。(4)収集・整理されたデータを用いて、提案した分析手法に基づき、我が国の災害リスクの特性とその構造変化を分析、考察し、同時にその統計分析手法の有効性を確認した。(5)災害発生統計モデルによるシミュレーションを行い、災害発生の統計的様相を明らかにして、安全施策決定の新しい画像・可視化システムを構築した。
歯周組織由来細胞凝集塊（スフェロイド）の自家移植材への応用

歯根膜細胞はヘテロな細胞集団であることが知られており、形態的には線維芽細胞である一方、蛋白質合成レベルにおいては骨系細胞の特徴を備えていることが知られている、また外傷や感染など非生理的条件において歯と歯槽骨との骨性癒着を起こすなど潜在的に石灰化能を有している可能性があると考えられている。しかしながらこれまで歯根膜がヘテロな細胞群であるにも関わらずHPLFのOC発現に関する報告は少なく、ビタミンD3等の刺激により増加するというものが主体である。それらの報告によれば活性型ビタミンD3はそのレセプターと複合体を形成しOC,ALP等の調節部位に作用するものと考えられている。今回の免疫組織化学的検索でヒト骨肉腫由来細胞MG63とHPLFを平面培養、スフェロイド形態培養を用い経時的に比較した結果はMG63では平面培養、スフェロイド形態培養ともに陽性なのに対し、HPLFにおいて平面細胞でOC、VDRの著明な陽性所見は観察されず、スフェロイド形成した後、著明なOC陽性所見が認められ、VDR陽性所見が観察された。このことから観察されたOC陽性所見は、HPLFの培養形態が立体構造を有するスフェロイドに変化したことより、歯根膜由来線維芽細胞の細胞機能が変化した結果発現した可能性が高いと考えられた。