hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消費者のバラエティ・シーキング行動に関する分析枠組みの構築とその経験的研究

今年度の研究目的は平成13年度に構築された理論モデルの経験的妥当性を確かめることにあった。バラエティ・シーキング(以下:VS)という行動を手がかりに構築されたこの理論モデルは、低関与状況下にある消費者の行動が経時的にいかなる変化を遂げていくのか、これらを行動科学的な視点から捉えようとするものである。この理論モデルは、内発的動機づけと外発的動機づけという2タイプの「動機づけ」(土橋2000;2001)、2タイプの「情報処理パターン」(土橋2003)、購買・使用経験からの「学習」、消費者の情報処理能力を示す「製品判断力」という4要因から構成されており、これらが特定の因果関係を保ちながら経時的に変化することが仮定されている。理論モデルを構成している4つの仮説は、先行研究の経験的研究との関連においてその検証が試みられた。方法論的にいえば、既に実施されている経験的研究において、そこで導き出された肯定的結果を累積的なものとして扱うという意味で「論理経験主義」に類似している(cf.池尾1991;中西1983)。消費者の継起的購買行動をその前提としている関係上、時系列的な購買行動の変化だけでなく、心理プロセスの変化および学習の進展度といった側面をも捉えていかなければならず、その検証には必然的に膨大な時間が必要となってくるというのが、こうした立場を採用した理由である。引用された経験的研究は、消費者行動研究における様々な研究分野に渡るものであった。仮説1については相対的な関与水準と情報処理の程度や依拠される情報源に関する研究が、仮説2については消費者の情報処理様式と事前信念との関係に関する研究が、仮説3では情報処理様式、反対仮説への抵抗、認知的学習に関する研究が、そして仮説4では認知構造、選好の安定度、エクスパティーズに関連した研究が引用されている。これらは、諸変数を本研究と全く同じに定義しているわけではない。また各変数間の関連性を直接的に扱っている研究もあれば、間接的にしか扱っていない研究も存在する。こうした制約条件のもとではあるが、これら一連の分析を通じて本研究の理論モデルは高い確率で妥当であるとの結論が導かれている。先行研究の経験的研究の結果だけでなく、実験などを実施することによって、この理論モデルの妥当性を更に高めていくことが今後の課題といえるだろう。本研究の目的は、バラエティ・シーキング(以下:VS)という低関与状態における継起的購買行動の理論的枠組みを構築することにあった。この背景には、従来の消費者行動研究が、自律的な消費者を基礎として研究を進めてきた結果、研究の焦点が消費者行動それ自体に向き、本来、相互依存的な関係として捉えるべき消費者行動とマーケティングの関係を一方向的に捉えてきたことへの反省が含まれている。これへの対処として、従来の消費者行動研究では比較的見過ごされてきた、マーケティングに影響を受ける消費者に焦点をあてつつ、VSという行動をその手がかりに、理論的枠組みの構築が目指されたのである。VSに関する広範な研究レビュー、本研究が立脚した研究アプローチの内在的課題の分析、以上の予備的考察を通じて構築された理論的枠組みは、4つの要因から構成されている。そこでは、2つのタイプの動機づけが、情報処理パターンを規定し、これによって購買・使用経験からの学習形態が規定されること、学習形態の差異が製品判断力の水準を規定し、これによって活性化される動機づけのタイプが規定されるといった因果関係を保ちつつ、継時的に変化を遂げることが仮定されている。本研究の貢献は、第1に、従来、低関与型購買行動は、限定的な情報探索と評価活動という特徴によって一括りに扱われてきたものの、そこには性質の異なる2つの行動パターンが内包されている点を示唆したこと、第2に、この種の行動は、静態的に扱われてきたが、その性質からして、ヨリ動態的視点から捉えるべき必要性を示唆し、それを説明する理論的枠組みを提示したこと、第3に、マーケティングの影響が及ぶ範囲を規定し、従来、それらが及ばないとされてきた部分をも、間接的にコントロールしうるプロセスを明らかにしている点である。

消費者の継起的購買行動をその前提としている関係上、時系列的な購買行動の変化だけでなく、心理プロセスの変化および学習の進展度といった側面をも捉えていかなければならず、その検証には必然的に膨大な時間が必要となってくるというのが、こうした立場を採用した理由である。引用された経験的研究は、消費者行動研究における様々な研究分野に渡るものであった。仮説1については相対的な関与水準と情報処理の程度や依拠される情報源に関する研究が、仮説2については消費者の情報処理様式と事前信念との関係に関する研究が、仮説3では情報処理様式、反対仮説への抵抗、認知的学習に関する研究が、そして仮説4では認知構造、選好の安定度、エクスパティーズに関連した研究が引用されている。これらは、諸変数を本研究と全く同じに定義しているわけではない。また各変数間の関連性を直接的に扱っている研究もあれば、間接的にしか扱っていない研究も存在する。こうした制約条件のもとではあるが、これら一連の分析を通じて本研究の理論モデルは高い確率で妥当であるとの結論が導かれている。先行研究の経験的研究の結果だけでなく、実験などを実施することによって、この理論モデルの妥当性を更に高めていくことが今後の課題といえるだろう。
動学的因子モデルを用いた経済政策の効果・リスク分析に対するアプローチ

課題B「構造変化分析への応用」は、論文「Testing for Speculative Bubbles in Large-Dimensional Financial Panel Data Sets」の改訂作業を進捗させた。平成31年2月には国際学術誌から2度目の改訂要求を受け取り、構造変化点の推定につき精査している。このような指摘にみられるように動学的因子モデルにおける構造変化問題はまだ緒に就いたばかりであり、科研期間終了後も分析を継続したい。平成28年度は、次のような実績を挙げた。課題A「動学的因子モデルにおけるジャンプなど外れ値の分析への応用」については、動学的因子モデルを用いるにあたり如何に外れ値を修正するかを分析した英語論文1点を一橋大学経済学研究科ディスカッションペーパーとして公表した他、第25回南台湾統計学会、第33回カナダ計量経済学会において口頭発表を行った結果、参加者より大変有益な助言を得た。現在は、国際学術誌に投稿中である。課題B「構造変化分析への応用」は、大規模な金融資産価格パネル・データを用いてバブルの有無を検定する理論分析の結果を米国における地域別住宅価格に当て嵌めた実証分析に応用したところ、既存の研究結果と大きな違いが出ることが判明した。以上の結果は一橋大学経済学研究科ディスカッションペーパーとして公表し、Japan-Korea Allied Conference in Econometricsで口頭発表し、参加者から大変有益なコメントを得た。課題C「因子の動学プロセスの解明」は日本における地域別データを用いた外的ショックの効果につき、日本語論文1点を書籍の1章として出版した。また、動学的因子モデルを用いた構造的VARモデルの統計的推論についての英語論文1点を一橋大学社会科学高等研究院のワーキングペーパーとして公表、一橋大学社会科学高等研究院サマーインスティテュートおよびスペインのセビリア大学で行われた国際学会で発表し、参加者より大変有益な助言を得た。課題Aは約80%進捗した。具体的には、理論分析およびシミュレーション分析がほぼ完成し、その結果を用いて多国間の為替レートのデータを用いた実証分析を行ったところ、当初予想通りの結果を得た。課題Bは約40%進捗した。具体的には、動学的因子の発散過程についての理論分析とモンテカルロ実験を並行して進めた。また、ここまでの結果を米国における地域別住宅価格に当て嵌めた実証分析に応用したところ、既存の研究結果と大きな違いが出ることが判明した。課題Cは約40%進捗した。まず、日本における地域別データを用いた分析を行い、書籍の1章として出版した。また、より詳細な分析につき、年度初めに計画の具体化を進めたところ、金融政策の効果計測のための動学的因子ベクトル自己回帰モデルの区間推定法が必要であることが判明した。そのための理論分析として、データの次元に大きな偏りがない場合についてブートストラップ法が一致性を満たすことを証明し、モンテカルロ実験によりその手法の性質を調べた。平成29年度は、4回の国際学会・セミナーおよび1回の国内学会でこれまでの成果を発表したほか、国際学術誌に投稿している論文に改訂依頼があり、研究を大きく改善することができた。いずれの学術誌も要求水準が高く、学会発表やセミナー報告では得られないような親身になったコメントを貰うことができた。ワーキングペーパーで、外れ値の補正方法の提案とクロスセクションにおける共通のジャンプを検定する手法を提案することができている。また、その成果を通算で9回の学会・セミナーで発表し、そのコメントを反映させている。現在は、国際学術誌の査読者からのより精緻なコメントに丁寧に対応している最中であり、平成29年度中には一旦改訂作業を終え、順調にいけば平成30年度前半にはそれに対する査読結果が返される予定である。課題Bは約50%進捗した。平成29年度は、過年度に公表したワーキングペーパーにつき、国際学術誌の査読者からの要請に多くの時間を使って丁寧に対応した。とりわけ、理論的に非局所漸近論を時系列とクロスセクションの次元が同時に無限大になる枠組みで組み立てたことは大きな貢献である。現在はワーキングペーパーを学術誌に出版する作業を鋭意進めている。課題Cは当初計画の約80%が進捗したことに加え、研究成果の対外発表については当初予定以上の進捗があった。具体的には、国際学会での発表に対して好意的な反応を得た他、ワーキングペーパーの引用数も伸びた。とりわけHandbook of Macroeconomicsの章など、国際的なエクスポージャーの高い書籍で引用された他、日本銀行調査統計局の計量経済学セミナーでも実務者向けの解説を行った。いずれのプロジェクトも、国際学術誌への出版の問題が残っており、研究者にはコントロールできない部分も大きいが、最終年度に向けておおむね順調に進展しているといえる。課題Aは、当初計画の80%は進捗したと考えるものの、国際学術誌での査読中であるため、その結果に応じて今後の進捗を考える。課題Bは、ここまでの研究結果を広く国際学会等で発表し、既存研究との違いにつき、理論的なアプローチを中心に関連研究者からの助言を仰ぐ予定である。

課題Cは、データの次元に偏りのある場合の理論分析、実際のデータを用いた実証分析を中心に研究を進捗させる必要がある。それらが完了したところで、広く国際学会等で発表し、関連研究者からの助言を仰ぎたい。また、日本銀行などでの実務経験のある研究者からも意見を汲み取ることでより実用的な研究結果を導くことも課題としたい。研究代表者は、平成30年度は国際共同研究加速基金の支援を得て米国ボストン大学に滞在することとなった。滞在先でも本科研で予定しているエフォートは達成できる予定であるが、生活のセットアップに時間が掛かったり、海外への移動に伴い過年度に用いていた研究用の機器の一部にアクセスできないという問題が生じる。かかる問題については米国で新規に調達する等の対応を迅速に行うものの、米国における研究機器の購入については、所属先での事務処理が煩雑となるため、支出項目を形式的に旅費を中心にするという変更が生じる予定である。研究課題が達成困難である場合には、国際的に活躍する関連研究者に比較的アクセスしやすい状況にあることを最大限に利用する。具体的には、国際共同研究加速基金での受入先である米国ボストン大学だけでなく、平成30年5月にはアルバータ州立大学(カナダ)、10月にはマギル大学(カナダ)への短期の研究滞在を予定している。このように、平成30年度は国際共同科研での課題との相乗効果を図りつつ、日本では直接議論することが難しい専門家の知見を仰ぐことで、本科研課題のより効率的な遂行を図る予定である。課題Aは、査読プロセスにおいて技術的な問題が全てクリアされたと判断されるか否かを見極め、注意深く学術誌の編集者および査読者の示唆に対応していく方針である。課題Bも、査読プロセスに対して十分な時間と労力を掛けることで研究成果を向上させたい。なお、本課題は実用化に向けた長い道のりの一歩であるため、多くを一度に追うことなく着実に進めていくことも肝要であると考える。課題Cは、査読プロセスに注意深く対応することに加え、非常に時宜を得たトピックであり新たな関連研究も生まれてきているため、それらをフォローする作業も行っていく方針である。本研究課題で遂行した論文が入手できます。なお、学術誌に掲載され、著作権を委譲した論文はリンクが張ってあります。効率的に準備を進めた結果、予定より安価な航空券を入手できたこと、また既存の設備で対応可能な範囲で研究を進めたことで、ラップトップPCの購入を来年度に見合わせたことによる。平成30年度に在外研究を行うこととなり、本課題で必要な機器やソフトウエアを購入する必要があり、支出予定を後ろ倒しにしたため、滞在先の米国で本課題のエフォートを達成することになり、現在進行中の国際学術誌のやり取りを遂行するためにシミュレーションの追加作業や査読者向けのレポートの作成などが予想される。
分子ネックレスのスライディング挙動と環境材料の動的力学物性の解明

ポリロタキサンの架橋体である環動ゲルの力学物性について実験・理論の両面から研究を進めた。架橋密度の異なる環動ゲルの一軸伸長試験を行った結果、弾性率が架橋密度に対して線形に増加したあと、高架橋密度領域では弾性率が減少することが分かった。この弾性率の架橋密度依存性は通常の古典ゴム弾性理論では説明ができない。そこで、高分子鎖の形態エントロピーに加えて軸高分子上をスライドする環状分子の配置エントロピーを考慮した分子論モデルを考案した。その結果、低架橋密度領域では高分子鎖のエントロピー弾性によって弾性率は架橋密度に対してほぼ線形に増加するが、高架橋密度領域では環状分子由来のエントロピー弾性が支配的となるため、架橋密度の増加に伴って弾性率が減少することが分かった。以上の結果は、環状分子のエントロピーが環動ゲルの力学物性に影響を及ぼすことを明らかにした初めての研究成果である。さらに、環状分子のエントロピー弾性を取り入れた分子論モデルを用いて、非線形領域における応力伸長曲線を計算した。その結果、架橋点間の軸高分子を覆う未架橋環状分子の被覆率に応じて応力伸長曲線が大きく変化することが分かった。つまり、架橋点間の環状分子被覆率が高い場合は、高分子鎖が架橋点をスライドすることができず、通常の固定架橋点ゲルと同様のS字型の応力伸長曲線となる。一方、環状分子の被覆率が低いときは、軸高分子が架橋点を自由にスライドできるため、高分子鎖の伸び切り効果が緩和されJ字型の応力伸長曲線を示す。大変形領域における力学物性を理解するうえでも、環状分子の配列エントロピーが重要でることが明らかとなった。ポリロタキサンは、線状高分子が複数の環状分子を貫いたネックレス状の超分子複合体である。ポリロタキサンの環状分子間を化学架橋すると、8の字型の架橋点によって線状高分子鎖がつながった高分子ネットワーク(環動ゲル)ができる。筆者は、ポリロタキサンにおける環状分子および線状高分子のスライディング挙動と、その分子レベルでの運動性が生み出す環動ゲルのマクロな力学物性との相関を調べることを目的に研究を行っている。平成21年度は主に、ポリロタキサンの分子レベルでの静的・動的物性をコントラスト変調中性子散乱法によって調べた。コントラスト変調法を適用することでポリロタキサン中の環状分子および線状高分子の構造情報を分離して得ることができる。コントラスト変調小角中性子散乱実験の結果、ポリロタキサン中の線状高分子は環状分子の包接によってより剛直な形態をとっており、また環状分子は線状高分子上にランダムに分散していることが分かった。また、ポリロタキサン溶液のコントラスト変調中性子スピンエコー実験によって、線状高分子が環状分子をすり抜けるスライド運動はnsの時間スケールよりは遅く、μsあるいはmsのオーダーであることが分かった。以上の研究は、超分子複合体の分子レベルでの物性をコントラスト変調中性子散乱法により明らかにする初めての試みであり、その結果ポリロタキサンを用いたナノ材料を設計する上で有意義な情報を得ることができた。線状高分子が複数の環状分子を貫いた分子複合体であるポリロタキサンの分子レベルにおける構造とダイナミクスを明らかにし、さらにその実験的な知見を元にポリロタキサンの架橋体である環動ゲルの力学物性を理解する分子論的描像を構築した。小角中性子散乱法を用いることで、ポリロタキサン中の環状分子は線状高分子上においてランダムに分散していることが分かった。このことから、環動ゲルにおいては、高分子の形態エントロピーに加えて、環状分子の軸分子上における配置エントロピーも力学物性に影響を及ぼすと考えられる。また、中性子スピンエコー法によって環状分子のスライド運動は軸高分子のセグメント運動よりも十分遅いことが明らかとなった。したがって、環動ゲルの場合、環状分子のスライド運動に対応する周波数域においてガラス転移とは異なる力学緩和を示すと予想される。筆者は、環状分子の軸分子上における配置エントロピーに由来するエントロピー弾性を理論モデルによって定式化し、線形粘弾性試験の結果との対応を議論した。さらに、環動ゲルの非線形領域における一軸伸長試験の結果から、環動ゲルの場合、伸長方向の鎖が伸びきることによる急激な応力の立ち上がりが緩和され、大変形時における応力が通常の化学ゲルに比べて極めて小さいことが明らかとなった。このことは、環動ゲルを大変形させた際に、軸高分子が可動架橋点をすり抜けて、伸長方向と垂直な方向の鎖から伸長方向の鎖ヘセグメントが供給されていることを示唆している。

つまり、架橋点間の環状分子被覆率が高い場合は、高分子鎖が架橋点をスライドすることができず、通常の固定架橋点ゲルと同様のS字型の応力伸長曲線となる。一方、環状分子の被覆率が低いときは、軸高分子が架橋点を自由にスライドできるため、高分子鎖の伸び切り効果が緩和されJ字型の応力伸長曲線を示す。大変形領域における力学物性を理解するうえでも、環状分子の配列エントロピーが重要でることが明らかとなった。
床振動反復負荷時の姿勢と手指運動の並行制御能の発達

健康な大学生(男女各15名)と56歳の幼児(男子20名、女子11名)を対象に、床振動時の姿勢制御の自動化に伴う手指運動の並行制御能の変化を検討した。床振動台に搭載した床反力計上で立位姿勢を保持させ、ゴーグル型ディスプレイを装着した。床振動は、振幅2.5cm、周波数0.5Hzでのsin波状の前後移動とした。ディスプレイ上に標的光源を提示し、周波数0.3Hzでsin波状に水平に移動させた。手指運動は、直線型ポテンシオメータの左右方向の操作とし、その出力でディスプレイ上の追従光源を移動させた。標的光源の視角は20度(左右各10度)とし、これに対応する手指の移動距離は大学生では15cm、幼児では7cmとした。手指運動の練習の後、床反力計上で立位での測定を行った。手指運動のみの測定を1回行い(コントロール)、その後床振動を6回負荷した。第1と第6試行では手指運動を並行させた。第25試行は閉眼で行った。1試行は1分とした。足圧中心動揺の平均速度、標的光源と追従光源の位置の相互相関係数を算出し、次の結果を得た。足圧中心動揺の平均速度は、大学生と幼児ともに、第3試行まで大きく減少し、第4と第5試行では殆ど変化がなかった。第6試行の平均速度は、第5試行に比べて、大学生では男女ともに有意に増加した。幼児では、男子のみが有意に増加した。標的光源と追従光源の位置の相互相関係数は、大学生では男女とも第1試行がコントロールと第6試行に比べて有意に低かった。コントロールと第6試行では有意差がなかった。幼児の相互相関係数は、コントロール>第6試行>第1試行の順に高く、全ての試行間に有意差が認められた、これらの結果は、成人と幼児において、動的姿勢制御の自動化に伴い手指運動の並行制御能が向上すること、幼児におけるその向上は、成人に比べて低く、かつその様相は男子で顕著であることを示すものと考えられた。1試行は1分とした。床振動を負荷された経験のない健常大学生(男女各15名)を対象に、床振動時の姿勢制御の自動化に伴う手指運動の並行制御能の変化を検討した。手指運動は、標的光源の追従動作とした。被験者には、床振動台に搭載した床反力計上で立位姿勢を保持させ、ゴーグル型ディスプレイを装着した。手指運動では、直線型ポテンシオメータを左右方向に水平に操作させ、その出力で追従光源を移動させた。標的光源は、光源表示装置を用いて周波数0.3Hzでsin波状に水平に移動させた。両光源は、ビデオカメラを介しゴーグル型ディスプレイに提示した。標的光源の視角は20度(左右各10度)とし、これに対応する手指の移動距離は15cmとした。1試行は1分とした。

足圧中心動揺の平均速度、標的光源と追従光源の位置の相互相関係数を算出し、次の結果を得た。足圧中心動揺の平均速度は、男女とも第3試行まで大きく減少し、第3試行から第5試行では殆ど変化がなかった。第6試行では第5試行に比べて増加する傾向を示し、女子では有意差が認められた。ただし、第1試行に比べると、男女共に、有意に減少していた。標的光源と追従光源の位置の相互相関係数は、男女とも第1試行がコントロールと第6試行に比べて低く、相互相関係数のz-スコアに有意差が認められた。コントロールと第6試行の間には有意差が認められなかった。これらの結果は、男女共に、姿勢制御の自動化に伴い手指運動の並行制御能が向上すること、5回の床振動による姿勢制御の自動化では手指運動による姿勢制御への干渉があることを示すものと考えられた。床振動を負荷された経験のない健康な56歳の幼児(男子20名、女子11名)を対象に、床振動時の姿勢制御の自動化に伴う手指運動の並行制御能の変化を検討した。被験者には、床振動台に搭載した床反力計上で立位姿勢を保持させ、ゴーグル型ディスプレイを装着した。床振動は、振幅2.5cm、周波数0.5Hzでのsin波状の前後移動とした。ディスプレイには標的光源と追従光源を提示し、手指運動によって標的光源を追従光源で追従させた。追従光源の移動は、直線型ポテンシオメータの左右方向への操作で行った。標的光源は、周波数0.3Hzでsin波状に、20度(左右各10度)の視角で水平に移動させた。これに対応する手指の移動距離は8cmとした。手指運動の練習の後、手指運動のみの測定を1回行い(コントロール)、その後床振動を6回負荷した。第1と第6試行では手指運動を並行させた。第25試行は閉眼で行った。1試行は1分とした。足圧中心動揺の平均速度、標的光源と追従光源の位置の相互相関係数を算出した。男女の年齢には有意差が認められなかった。第6試行では、第5試行に比べて増加し、男子のみで有意差が認められた。標的光源と追従光源の位置の相互相関係数は、第1試行がコントロールと第6試行に比べて低く、相互相関係数のz-スコアに有意差が認められた。さらに、第6試行ではコントロールに比べて有意に低かった。有意な性差は認められなかった。本研究の結果は、56歳の幼児において、姿勢制御の自動化に伴い手指運動の並行制御能が向上すること、5回の床振動による姿勢制御の自動化では手指運動による姿勢制御への干渉があり、その様相は男子で顕著であることを示すものと考えられた。
エネルギー物質の非理想爆ごうモデルの確立と爆発リスク解析システムへの展開

火薬類に代表されるエネルギー物質への衝撃エネルギーの付与による反応開始から,反応進行,定常爆轟に至る超高速のプロセスを,高分解能圧力素子を利用した計測システムにより実時間計測を行い,計測結果の現象解析と超高速度カメラおよび高速度ビデオ撮影による凍結画像により確認した。それらを基に極限反応の機構に関する分子論的解釈と爆ごうモデルの確立を試み,その上で爆発リスクアセスメントシステムへの導入について検討を行った。本研究においては,エネルギー物質への衝撃エネルギーの付与による反応開始から,反応進行,定常爆轟に至る超高速のプロセスを,高分解能ピエゾ抵抗圧力素子を利用した計測システムにより実時間計測を行い,計測結果の現象解析と超高速度カメラおよび高速度ビデオ撮影による凍結画像により確認し、それらを基に極限反応の機構に関する分子論的解釈とモデルの確立を試みる。その上でリスクアセスメントシステムへの導入を図り,その検証を行う。初年度にあたる平成18年度は,以下の項目について実施した。(1)衝撃起爆過程の追跡典型的な非理想爆轟挙動を呈する産業爆薬として,硝安油剤爆薬(ANFO)および近い将来機能性爆発性混合組成物としての期待が高まる硝安/燃料混合物を試料とし,起爆薬による点起爆と衝撃波レンズを用いた平面衝撃起爆を行い,エネルギー入射から起爆に至るまでの試料内圧力履歴および,衝撃波通過時間の実時間計測システムの開発を行った。(2)定常爆轟波中の圧力履歴の計測ナノ秒オーダーでの計測が可能なマンガニンおよびPVDF圧力センサーにより,定常爆轟伝播中の爆轟波面の圧力履歴を計測し,同時に実施する超高速度カメラによる爆轟波面の曲率に関する情報から,爆轟パラメータと反応率との相関について考察した。一方,爆発威力に関しては,爆轟パラメータである爆轟速度,ピーク圧力の直接的計測から,爆轟の非理想性を表現する「γ値」を決定し,1次元爆轟を仮定した理想爆轟計算結果との比較により,反応率を算出することを試みる。理想爆轟計算には,KHTコードおよびCHEETAHコードを用い,爆轟生成ガスの状態方程式の相違についても検討した。さらに,推定された爆轟波面での反応率を基に爆轟パラメータを算出して実験値との比較を行うことにより,その妥当性について検討を行った。その上でリスクアセスメントシステムへの導入を図り,その検証を行うものである。2年目にあたる平成19年度は,以下の項目について実施した。(1)非理想爆轟挙動の計測典型的な非理想爆轟挙動を呈する産業爆薬として,硝安油剤爆薬(ANFO)および硝安/燃料混合物を試料とし,硝安の物性が爆轟パラメータに及ぼす影響,ならびに爆轟挙動のスケール効果についての実験データから,非理想爆轟挙動の確認と解析を行った。(2)爆轟の非理想性の解析爆轟パラメータである爆轟速度,ピーク圧力の直接的計測から,爆轟の非理想性を表現する「γ値」を決定し,1次元爆轟を仮定した理想爆轟計算結果との比較により,反応率を算出することを試みた。理想爆轟計算には,KHTコードおよびCHEETAHコードを用い,爆轟生成ガスの状態方程式の相違,ならびに爆轟波面での反応率の決定方法について検討した。さらに,超高速度カメラによる爆轟波面の曲率に関する情報から,爆轟パラメータと反応率との相関について考察し,モデル化について検討した。本研究においては,エネルギー物質への衝撃エネルギーの付与による反応開始から,反応進行,定常爆轟に至る超高速のプロセスを,高分解能ピエゾ抵抗圧力素子を利用した計測システムにより実時間計測を行い,計測結果の現象解析と超高速度カメラおよび高速度ビデオ撮影による凍結画像により確認し、それらを基に極限反応の機構に関する分子論的解釈とモデルの確立を試み,その上でリスクアセスメントシステムへの導入を図り,その検証を行うものである。最終年度にあたる平成20年度は,以下の項目について実施した。(1)非理想性爆轟現象の解析爆轟パラメータである爆轟速度,ピーク圧力の直接的計測から,爆轟の非理想性を表現する「γ値」を決定し,1次元爆轟を仮定した理想爆轟計算結果との比較により,反応率を算出することを試みた。さらに,超高速度カメラによる爆轟波面の曲率に関する情報から,爆轟パラメータと反応率との相関について考察し,非理想爆轟現象のモデル化を行った。(2)非理想爆轟挙動の数値解析上記のモデル化に基づき,硝酸アンモニウム系爆薬の非理想爆轟挙動に関する数値シミュレーションを実行し,実験結果との比較によりその妥当性について検証した。
致死的疾患に罹患した高齢者に対する適切なインフォームドコンセントの阻害要因の検討

後方視的調査の結果、平成23年4月から平成24年3月までに名古屋市立大学病院精神科に依頼になった433名の患者のうち治療同意能力に問題点がみられた12名の患者に対して、後述する改訂版判断能力評価用構造化面接(Structured Interview for Competency and Incompetency Assessment Testing and Ranking Inventory-Revised: SICIATRI-R)を施行していた。12名の患者はすべて60歳以上であり、最も頻度の高かった施行理由は、抗がん治療に対しての理解度の評価であり(8名)、それに治療拒否(2名)が続いていた。精神医学的な診断はせん妄が6名と最も多く、その他は、うつ病(2名)、精神発達遅滞(2名)、認知症(1名)、アルコール依存(1名)であり、全体で7名に意思決定能力障害があると判断された。12名ともにSICIATRI-Rの施行に際して大きな問題はなかったが、わが国の高齢がん患者に実施する際には、回復願望や診断病名の記憶などに際して若干の修正が望まれると考えられた。SICIATRI-R:北村らによりわが国で開発された同意能力評価のための半構造化面接である。本面接では、同意権限の理解、同意不同意の選択の明示、判断の他者への委譲がないこと、期待できる利益に関する理解、予測できる危険に関する理解、代替手段に関する理解、無治療から予測できる危険に関する理解、無治療の場合に期待できる利益に関する理解、回復願望、病的決定要因の有無、病識・洞察に関して評価を行い、同意能力のレベルを5段階に分類するものである。20分程度で施行可能である。本研究では、来るべき超高齢化社会に向けて、重篤な致死的疾患、中でもわが国の死因の第一位であるがんに罹患した患者、家族が、医療に際して自律的な意思決定を行い、納得のいく治療を受けることが可能となるようなインフォームドコンセントを推進するために、手術や抗がん剤治療等の重大な医療行為の説明に際しての患者の同意能力を適切に評価する方法の標準化を行うとともに、同意能力障害の実態を把握し、またこれら同意能力障害の背景に存在する臨床的要因を明らかにすることを目的とした。平成25年度は、名古屋市立大学病院血液内科に入院となった65歳以上のがん患者(悪性リンパ腫と多発性骨髄者の入院患者でがん告知を受けた者)29名を対象に、前年度までに修正したStructured Interview for Competency and Incompetency Assessment Testing and Ranking Inventory-Revised(SICIATRI-R)を化学療法施行前に施行し、同意能力に関して検討した。あわせて、患者の精神症状として、Frontal Assessment Battery at Bedside(FAB)を用いて認知機能障害の程度を評価するとともに、PHQ-9を用いてうつ病の有無の評価を行った。なお研究の実施に際しては、研究内容に関して文書を用いて説明し、文書による同意を得た。本説明の際に同意能力障害が疑われた対象者に対しては、家族をはじめとした代諾者からも同意を得ることとした。本研究の結果、軽度のものも含めると高齢血液がん患者の17%に同意能力障害が存在することが示され、短い教育経験、認知機能の低下、抑うつ状態といった異なる領域の要因が同意能力障害に関連することが示唆された。本年度は本研究に関してのプロトコールを作成し、名古屋市立大学倫理委員会に提出し、承認を得た。名古屋市立大学病院では平成22年度より、精神科あるいは緩和ケアチームに依頼になった患者のうち治療同意能力に問題点がみられた患者に対して、後述する改訂版判断能力評価用構造化面接(Structured Interview for Competency and Incompetency Assessment Testing and Ranking Inventory-Revised: SICIATRI-R)を施行している。現在、患者データベースをもとに、SICIATRI-Rを施行した患者の同定をすすめている。Structured Interview for Competency and Incompetency Assessment Testing and Ranking Inventory-Revised:(SICIATRI-R):北村らによりわが国で開発された同意能力評価のための半構造化面接である。20分程度で施行可能とされる。本面接評価は主として精神疾患に罹患した患者を念頭においた面接であり、高齢のがん患者を対象とする場合には、面接の方法などを改編する必要がある可能性があるため、現在、修正の必要性を検討している。やや遅れていたが、血液がん患者を対象とした研究は順調に進捗しており、最終的には予定していた計画を達成できる見込みである。研究プロトコールの作成および当該研究機関における倫理委員会による承認については予定通り、平成23年度の前四半期の内に終えることができた。一方、初年度はカルテを元にした後方視的研究を実施予定であったが、精神科および緩和ケアチームに紹介となった患者が予想以上に多く(概算で700名以上存在)、SICIATRI-Rの実施症例の同定に予想以上の時間がかかっている。現在、診療データベースをもとに、依頼されたがん患者の診療記録を抽出中である。予定通り、名古屋市立大学病院血液内科に入院となった65歳以上のがん患者(悪性リンパ腫と多発性骨髄者の入院患者でがん告知を受けた者)を対象に本研究を継続する。

具体的には、対象者に本研究に関しての説明を行い、同意が取得できた場合には、原則として依頼から1週間以内に主治医に対して改訂版告知内容調査票(Disclosure Content Check List-Revised :DCCL-R)を用いて説明内容についての聴き取り調査を行い、説明内容が十分か否かを評価する。本調査内容を参考にしながら、患者に対して、修正されたSICIATRI-Rを施行し、同意能力に関して検討する。あわせて、患者の精神症状として、Mini Mental Examination (MMSE)を用いて認知機能障害の程度を評価するとともに、PHQ-9を用いてうつ病の有無の評価を行う。サンプリングは連続的に行い、最終的な目標症例数は50名とする。主治医が、患者に説明した医療行為の内容を記載するための調査票である。主治医の説明した内容として、決定権の保有、決定の依頼、治療の推薦、治療から予想できる危険の説明、治療から期待できる利益の説明、代替手段の説明、無治療から予測できる危険の説明、無治療の場合に期待できる利益の説明、病名告知の状況について調査する。予定通り、予備的検討としてSICIATRI-Rを施行した患者を後方視的に検討しSICIATRI-Rを高齢がん患者に使用するうえでの問題点の有無を検討する。次いで、名古屋市立大学病院血液内科に入院となった65歳以上のがん患者(悪性リンパ腫と多発性骨髄者の入院患者でがん告知を受けた者)を対象に本研究に関しての説明を行い、同意を取得する。同意が取得できた場合には、原則として依頼から1週間以内に主治医に対して改訂版告知内容調査票(Disclosure Content Check List-Revised :DCCL-R)を用いて説明内容についての聴き取り調査を行い、説明内容が十分か否かを評価する。サンプリングは連続的に行い、本年度の目標症例数は、10名とする。Disclosure Content Check List-Revised :DCCL-R主治医が、患者に説明した医療行為の内容を記載するための調査票である。
ストップト・フロー熱測定によるエネルギー変換ATPaseの動力学・熱力学的研究

ATPase反応中間過程の熱力学的特徴と反応機構との相関をつけるために,筋肉熱産生測定用の小型熱電堆を用いたストップトフロー熱量計による解析を行っているが,今年度は,次のような性能改善をはかり,ミオシンによるATP加水分解反応におけるATPの結合から加水分解, PiおよびADPの解離に至る主要な中間過程が熱測定的に分離できた.すなわち,すでに開発していた装置の観測室・混合装置をアルミニュウムブロック2枚構成のハウジングに収め,空気恒温槽内に静置した水槽に沈めた,このように,測定系の恒温環境を入れ篭構造にしたことによって, 1mkの微小温度変化が,ばらつき5%以下で測定できるようになった.0°C, PH8.0におけるミオシンサブフラグメント(SF-1)とATPの相互作用では,装置の不感時間内(10ms)に完了する速い発熱に続いて,速い吸熱が見られる.今回の改良によって,種々の異なる温度での測定も可能となったので, 25°Cおよび15°Cでの測定を行った.25°C, PH8.0では, ATPの加水分解が速い(>200s^<-1>)ために, ATPの結合と加水分解は不感時間内に完了してしまう,したがって,反応初期には,速い発熱のみが見られる.温度を15°Cに下げると,反応開始直後の速い発熱の後に,溶液の流れ停止(flow stop)前ではあるが,吸熱相が認められるようになる. PHを8.0から7.0に下げると, flow-stop後,およそ40msぐらい持続する吸熱相がみられる.このような吸熱相の温度・PH依存性は, ATP加水分解過程の動力学的特性と良く対応する.すなわち,温度や, PHが低下した場合, ATP加水分解速度は, 25s^<-1>(PH8.0, 5°C)-55s^<-1>(PH7.0, 15°C)程度まで遅くなる.したがって, 15°C以下のストップフロー熱測定で見られる吸熱相は, ATPの加水分解過程に対応し,先行する速い大きな発熱は, SF-1へのATPの結合にともなう熱変化に対応すると結論される.ATPase反応中間過程の熱力学的特徴と反応機構との相関をつけるために,筋肉熱産生測定用の小型熱電堆を用いたストップトフロー熱量計による解析を行っているが,今年度は,次のような性能改善をはかり,ミオシンによるATP加水分解反応におけるATPの結合から加水分解, PiおよびADPの解離に至る主要な中間過程が熱測定的に分離できた.すなわち,すでに開発していた装置の観測室・混合装置をアルミニュウムブロック2枚構成のハウジングに収め,空気恒温槽内に静置した水槽に沈めた,このように,測定系の恒温環境を入れ篭構造にしたことによって, 1mkの微小温度変化が,ばらつき5%以下で測定できるようになった.0°C, PH8.0におけるミオシンサブフラグメント(SF-1)とATPの相互作用では,装置の不感時間内(10ms)に完了する速い発熱に続いて,速い吸熱が見られる.今回の改良によって,種々の異なる温度での測定も可能となったので, 25°Cおよび15°Cでの測定を行った.25°C, PH8.0では, ATPの加水分解が速い(>200s^<-1>)ために, ATPの結合と加水分解は不感時間内に完了してしまう,したがって,反応初期には,速い発熱のみが見られる.温度を15°Cに下げると,反応開始直後の速い発熱の後に,溶液の流れ停止(flow stop)前ではあるが,吸熱相が認められるようになる. PHを8.0から7.0に下げると, flow-stop後,およそ40msぐらい持続する吸熱相がみられる.このような吸熱相の温度・PH依存性は, ATP加水分解過程の動力学的特性と良く対応する.すなわち,温度や, PHが低下した場合, ATP加水分解速度は, 25s^<-1>(PH8.0, 5°C)-55s^<-1>(PH7.0, 15°C)程度まで遅くなる.したがって, 15°C以下のストップフロー熱測定で見られる吸熱相は, ATPの加水分解過程に対応し,先行する速い大きな発熱は, SF-1へのATPの結合にともなう熱変化に対応すると結論される.
自己組織的3次元ナノポーラス構造の創製と高性能伝熱面への応用

本研究では、合金化・脱合金化によって形成されるナノメートルからマイクロメートルスケールの共連続型ポーラスの自己組織化3次元構造に着目し、高性能伝熱面に応用することで、超撥水面形成や超撥水面と超親水面のパターニングによる濡れ性勾配を設け、凝縮液滴生成密度や液滴自発跳躍現象、動的な液滴供給・排除を制御することで、伝熱面姿勢によらない凝縮熱伝達特性の飛躍的な向上を試みる。
硝酸還元菌による放射性核種の新規移行遅延効果の解明

生物性Mn酸化物へのCo及びアクチノイド(Th(IV), Np(V), U(VI))の吸着挙動について研究を行った。人工的に合成したMn酸化物(δ-MnO2)と比較すると、生物性Mn酸化物は特異的な吸着挙動を示した。このような吸着挙動の違いは、生物性と人工合成Mn酸化物の構造の違いや微生物が排出する有機配位子と重元素の錯生成が影響していると考えられる。放射性廃棄物の地層処分では環境中への放射性核種の漏えいとその移行挙動が懸案事項となっている。Mn酸化物は重元素を強く収着及び酸化することから、環境中での放射性核種の移行遅延効果があると期待される。特に、環境中に産出するMn酸化物はその多くが微生物起源であると考えられていることから、微生物が形成するMn酸化物への放射性核種の吸着挙動を調べる必要があった。本研究ではMn(II)酸化細菌であるPseudomonassp.NGY-1株及びMn(II)酸化真菌Acremonium sp. KR21-2株を用いて研究を進めた。その結果、微生物に形成させたMn酸化物は人工的に合成したものとは異なる構造を持つことが明らかとなった。また、希土類元素やCoの生物性Mn酸化物への収着挙動を調べた結果、人工合成Mn酸化物への収着挙動とは異なる結果が得られた。これは、i)Mn酸化物の構造の違いによるもの、及びii)微生物から排出された有機配位子の影響によるものの二つのファクターが関与しているものと考えられる。特にCeはMn酸化物上で酸化された後、微生物由来の有機配位子と強く結合することが明らかとなった。本研究の成果からこれまであまり指摘されてこなかった生物性Mn酸化物と人工合成Mn酸化物の違いの重要性が明らかとなった。来年度は生物性Mn酸化物へのアクチノイド(Th, Np, U, Pu)の収着実験を行い、生物性Mn酸化物への放射性核種の収着に関する包括的なデータの取得を目指す。放射性廃棄物の地層処分では環境中への放射性核種の漏えいした場合のそれらり移行挙動予測が懸案事項となっている。Mn酸化物は重元素を強く吸着及び酸化することから、環境中での放射性核種の移行遅延効果があると期待される。本研究ではMn(II)酸化細菌であるPseudomonassp.NGY-1株及びMn(II)酸化真菌Acremonium sp.KR21-2株を用いて研究を進めた。今年度はこれらMn酸化菌により形成させたMn酸化物へのアクチノイド(Th(IV),Np(V),U(VI))吸着実験を行った。その結果、微生物に形成させたMn酸化物は人工的に合成したものとは異なるアクチノイド吸着挙動を示した。人工合成Mn酸化物を用いた実験では、すべてのアクチノイドが強く吸着し水溶液中から除去されるのに対して、Np(V)は生物性Mn酸化物へ殆ど吸着しないことが明らかとなった。さらに、Th(IV)は生物性Mn酸化物に一旦吸着するものの時間とともに次第に脱着してくこともわかった。これは、i)人工合成と生物性Mn酸化物の構造の違いによるもの、及びii)微生物から排出された有機配位子の影響によるものの二つのファクターが関与しているものと考えられる。特に、Th(IV)はMn酸化物上に一旦吸着した後、微生物由来の有機配位子と強く結合することにより溶液中で安定化し次第に脱着していくものと解釈できる。本研究の成果からこれまであまり指摘されてこなかった生物性と人工合成Mn酸化物の吸着挙動の違いの重要性が明らかとなった。
中新世トロピカル・スパイクの微古生物学的検証

本研究は、熱帯性浮遊性有孔虫化石群集が中新世の時代に、日本列島北部へと2度進入した事件を「トロピカル・スパイク事件」と位置づけ、化石群集の東北日本における分布を明らかにすることによって、北西太平洋地域の中新世の古環境変化を包括的に復元することを目指したものである。最初の「トロピカル・スパイク事件」は、16Ma前後に起こり、北海道南部まで亜熱帯の環境が出現したことが分かっており、今回の研究では、2度目の、6Ma前後に出現した事件を勢力的に検討した。この6Ma前後の事件は、太平洋岸では、仙台付近に分布する青麻・七北層のN17帯を示す浮遊性有孔虫群集によって代表され、12属62種によって特徴づけられる。同時代の群集は、脊稜山脈を越えて、山形県新庄盆地の古口層上部に出現し、その北方延長は、秋田県北部米内沢地域の藤琴川層中(7属27種)に認められた。太平洋岸地方における暖流群集の北方延長は、青森県三戸地方の舌崎層まで追跡され、6属23種から構成されている。このように、熱帯性浮遊性有孔虫化石群集の多様度は、仙台付近から北方の緯度にして2°付近の範囲内で、急速に減少し、北海道石狩地方の同時代の厚田層からは、サハリンのOkobykaiskii層に含まれる群集と共通な種を含む冷温型の化石群が産出する。したがって、6Ma前後の事件は、16Ma前後の事件よりも熱帯性群集の北方への進入はより弱く、東日本北部でその勢力が衰微したと結論される。
π-アリルパラジウム中間体の分子内アレンへの挿入-カルボニル化による環化反応

Pd(0)触媒によるπ-アリルパラジウム中間体への分子内アルケン部分の挿入-環化反応を発展させ,分子内1,2-ジエン部位の挿入-環化とカルボニル化を連続させる触媒反応,およびこの環化において位置あるいは立体化学が高度に制御されることを見出すことができた.すなわち,酢酸アリル型エステルの基質とPd(0)触媒から生ずるπ-アリルパラジウム中間体へのアレン基挿入を契機とする環化反応を一酸化炭素雰囲気下で行えば,他の手段では実現し得ない複数の炭素-炭素結合形成が位置および立体選択的に起こることを示し,官能基化された5員縮合環のユニークな合成法となることを明らかにした.とくに最新の成果では,一酸化炭素雰囲気下で,パラジウム(0)触媒による5-アルケニル-1,6,7-オクタトリエニル系エステル類,5-(3-butenyl)-5-methyl-1,6,7-octatrien-3-yl acetateおよび5,8-dimethyl-5-(1,2-propadienyl)-2,8-nonadienyl acetate,の連続的な(Domino型)環化-カルボニル化を実現し,いずれの場合も5員環形成だけを伴う4環性化合物を満足すべき収率で得ることができた.触媒反応の1回の操作で6組の炭素-炭素結合形成を実現している点で意義深い成果である.Domino型環化-カルボニル化によって環角メチル基を含む4級炭素結合形成を主要目標にしてCapnellene関連物質の短段階合成を検討してきたが,現在完成には至っていない.Pd(0)触媒によるπ-アリルパラジウム中間体への分子内アルケン部分の挿入-環化反応を発展させ,分子内1,2-ジエン部位の挿入-環化とカルボニル化を連続させる触媒反応,およびこの環化において位置あるいは立体化学が高度に制御されることを見出すことができた.すなわち,酢酸アリル型エステルの基質とPd(0)触媒から生ずるπ-アリルパラジウム中間体へのアレン基挿入を契機とする環化反応を一酸化炭素雰囲気下で行えば,他の手段では実現し得ない複数の炭素-炭素結合形成が位置および立体選択的に起こることを示し,官能基化された5員縮合環のユニークな合成法となることを明らかにした.とくに最新の成果では,一酸化炭素雰囲気下で,パラジウム(0)触媒による5-アルケニル-1,6,7-オクタトリエニル系エステル類,5-(3-butenyl)-5-methyl-1,6,7-octatrien-3-yl acetateおよび5,8-dimethyl-5-(1,2-propadienyl)-2,8-nonadienyl acetate,の連続的な(Domino型)環化-カルボニル化を実現し,いずれの場合も5員環形成だけを伴う4環性化合物を満足すべき収率で得ることができた.触媒反応の1回の操作で6組の炭素-炭素結合形成を実現している点で意義深い成果である.Domino型環化-カルボニル化によって環角メチル基を含む4級炭素結合形成を主要目標にしてCapnellene関連物質の短段階合成を検討してきたが,現在完成には至っていない.パラジウム触媒によるπ-アリルパラジウム中間体への分子内アルケン部分の挿入-環化反応を背景に,分子内の1,2-ジエン部位の挿入-環化とカルボニル化を伴う触媒反応の可能性およびこの環化における位置あるいは立体化学制御を見出すことができた.すなわち,酢酸アリル型エステルの基質とパラジウム(0)触媒から生ずるπ-アリルパラジウム中間体へのアレン挿入を契機とする環化反応を一酸化炭素雰囲気下で行えば,他の手段では起こり得ない複数の炭素-炭素結合形成が位置および立体選択的に起こることを明らかにし,官能基化された5員縮合環のユニークな合成法となることを明らかにした.最新の成果では,一酸化炭素雰囲気下で,パラジウム触媒による5-アルケニル-1,6,7-オクタトリエニル系エステル類,5-(3-butenyl)-5-methyl-1,6,7-octatrien-3-yl acetateおよび5,8-dimethy1-5-(1,2-propadienyl)-2,8-nonadienyl acetate,の連続的な(Domino型)環化-カルボニル化を実現し,いずれの場合も5員環形成だけを伴う4環性化合物を満足すべき収率で得た.これは炭素.炭素結合形成を4回,カルボニル挿入を2回の反応が玉突き的に起こったことを示し,かつ,後者の場合各段階の収率が94%を越えている結果といえる.触媒反応操作1回で6ヶの炭素-炭素結合形成を実現している点で意義深い成果である.これらの事実に基づいて,capenellene系誘導体の合成にむけて研究を続ける.Pd(0)触媒によるπ-アリルパラジウム中間体への分子内アルケン部分の挿入-

環化反応を発展させ,分子内1,2-ジエン部位の挿入-環化とカルボニル化を連続させる触媒反応およびこの環化における高度な位置,立体化学制御を見出すことができた.すなわち,酢酸アリル型エステルの基質とPd(0)触媒から生ずるπ-アリルパラジウム中間体へのアレン基挿入を契機とする環化反応をCO雰囲気下で行えば,他の手段では実現し得ない複数の炭素-炭素結合形成が位置および立体選択的に起こることを示し,官能基化された5員縮合環のユニークな合成法となることを明らかにした.最新の成果では,CO雰囲気下で,Pd(0)触媒による5-アルケニル-1,6,7-オクタトリエニル系エステル類,5-(3-butenyl)-5-methyl-1,6,7-octatrien-3-yl acetateおよび5,8-dimethyl-5-(1,2-propadienyl)-2,8-nonadienyl acetate,の連続的な(Domino型)環化-カルボニル化を実現し,いずれの場合も5員環形成だけを伴う4環性化合物を満足すべき収率で得た.触媒反応操作1回で6組の炭素-炭素結合形成を実現している点で意義深い成果である.Domino型環化-カルボニル化によって環角メチル基を含む4級炭素結合形成を主要目標にしてCapnellene関連物質の短段階合成を検討したが,現在完成には至っていない.
電子キャリアを用いたミトコンドリア代謝是正による腎不全患者の身体能力改善法の開発

5/6腎摘マウスに対するグレリン投与により骨格筋ミトコンドリア機能は改善し、筋量も増加、身体能力も改善した。グレリン投与によりエピゲノム修飾を介してミトコンドリア生合成が促進され、筋量とミトコンドリア量の双方を増やすことで、CKDに伴うサルコペニアを効率よく改善すると示唆された。また、アミノレブリン酸(ALA)投与により骨格筋ミトコンドリア機能は改善し、筋量、身体能力共に改善した。ALA投与によりミトコンドリア生合成は増加していた。メタボロームを用いた検討で、ALA投与により骨格筋内の分枝鎖アミノ酸が増加していた。ALA投与による骨格筋内の代謝変容が骨格筋量増加に関与していることが示唆された。サルコペニアは身体能力低下を伴う筋肉量の減少と定義され、運動不足や加齢に伴いサルコペニアが進行すると、肥満・糖尿病などの生活習慣病ならびに心血管病の発症・進展につながるため、サルコペニアの予防ならびにその改善の重要性が、内科領域において注目されてきた。申請者のグループでは昨年度までの検討で、慢性腎不全(CKD)に伴うサルコペニアの発症機構を解析し、CKDに伴うサルコペニアにおいては、筋肉量の減少が明らかとなるよりも早期の段階から、骨格筋のミトコンドリア量が減少すること(マイトペニア)を見出した。そこで腎不全患者の身体能力改善には、ミトコンドリア活性化が有用であると着想し、本年度の検討では、骨格筋における酸素利用促進作用が最近報告された消化管ホルモンであるグレリンを、CKDモデルマウスである5/6腎摘マウスに投与して、サルコペニアの改善を検討した。サルコペニア治療における有用性が示された代表的なホルモンである、Insulin like growthfactor-1 (IGF-1)の投与によるサルコペニアの改善も、同時に検討した。1か月間のグレリン投与(0.1nmol/gBWを週3回腹腔内投与)により、5/6腎摘マウスのミトコンドリア量と筋肉量が増加し、筋力と持久力が有意に改善した。骨格筋におけるミトコンドリア生合成促進分子であるPGC-1αの発現は、5/6腎摘にてプロモーター領域のメチル化亢進を介して低下したが、グレリン投与によりそのメチル化レベルが低下し、PGC-1αの発現が回復した。一方、IGF-1の投与では、筋肉量は増加したものの、PGC-1αの遺伝子発現とミトコンドリア量は回復せず、持久力の改善も不十分であった。これらの結果よりグレリンは、筋肉量とミトコンドリア量の双方を増やすことで、CKDに伴うサルコペニアを効率よく改善すると示唆された。本研究課題に沿った検討で、CKDにおけるサルコペニアに対するグレリン投与の有用性を明らかにした。サルコペニアは身体能力低下を伴う筋肉量の減少と定義され、運動不足や加齢に伴いサルコペニアが進行すると、肥満・糖尿病などの生活習慣病ならびに心血管病の発症・進展につながるため、サルコペニアの予防ならびにその改善の重要性が内科領域において注目されてきた。申請者のグループでは昨年度までの検討で、サルコペニア発症機構を解析し、CKDに伴うサルコペニアにおいては筋肉量の減少が明らかになるよりも早期の段階から、骨格筋ミトコンドリア量が減少すること(マイトペニア)を見出した。加えて、CKDモデルマウスである5/6腎摘マウスに消化管ホルモンであるグレリンを投与することでミトコンドリア量と筋肉量が増加し、筋力と持久力が有意に改善したこと、その機序にミトコンドリア生合成のマスターレギュレーターであるPGC1αのエピゲノム修飾が関与していることを報告した。また、ミトコンドリア機能改善が筋肉量や身体能力の改善につながる可能性をさらに検討するため、100週齢マウスおよび腎不全モデルマウスに電子伝達系のヘムやシトクロムCの前駆物質であるアミノレブリン酸(ALA)の投与を行った。ALAの投与により、骨格筋ミトコンドリア機能は改善し、筋力及び運動耐容能が改善した。ALA投与マウスの骨格筋でメタボローム解析を行ったところ、ロイシンやイソロイシンなどの分枝鎖アミノ酸(BCAA)の増加が認められ、BCAAの分解酵素であるbranched-chain aminoacid aminotransferase (BCAT)の発現低下を認めた。以上よりALA投与によるミトコンドリア機能亢進に伴う代謝変容がBCAT遺伝子の発現制御に関与し、BCATの発現低下によるBCAAの増加がtarget of rapamycin complex 1(TORC1)の活性化を介して骨格筋量増加をもたらした可能性を見出した。今回の検討により、CKDにおけるサルコペニアの治療に、骨格筋ミトコンドリアを活性化する薬剤が有用と示唆された。