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都市-農山村関係の社会ネットワークに関する地理学的研究

本研究は,近年,政策的に関心がもたれている都市と農山村の「協働」を目指した「都市-農山村交流」に着目して,その地域アクター間の関係性把握の方法を検討し,この関係を社会ネットワーク形成に結び付ける際の問題点を考察した。その結果,地理的特徴が異なる地域アクターに共通するミッションと,形成された社会ネットワークとしての関係を持続的に運用する体制とを,どのように構築するかが課題であることが示唆された。本年度は以下の5つの柱をおいて,都市-農山村関係の社会ネットワークに関する調査・研究を行った。1.社会ネットワークに関する基本文献を整備するとともに,地理学や社会学,建築学などで検討及び適応が行われてきている「社会ネットワーク論」の論点整理を行った。2.都市-農山村関連の事業に関する資料の収集を国土交通省や農林水産省,およびつくばや京都などの出先機関で資料収集を行った。3.具体的な対象とする社会ネットワークの事例の検討を行った。その結果,国土交通省が主導する「地域づくりインターン事業」や総務省が主導する「集落支援員」,農林水産省が主導する「田舎で働き隊」などを対象とし,次年度以降より詳細に調査・検討を行うこととした。4.上記3に関連して,岡山県高梁市など関係地域における第一次調査(予備調査)を実施した。主な内容は役場における都市-農山村交流とその後の展開に関する資料の収集であり, 2の資料には含まれないミクロレベルの資料を収集した。同時に事前に設計を行った調査票(次年度以降本格使用予定)のプレ調査も行った。5.また上記2および3とも関連するが,調査結果や事例検討の一部は図書および論文として報告をした(筒井一伸「農山村の地域づくり,所収藤井正ほか編『地域政策入門』ミネルヴァ書房/筒井一伸ほか「地域づくりインターン事業に関わる主体の特徴」地域学論集5(2), 85-96)。なお,当初予定をしていた,調査対象地域における地域統計や空間情報の整備については今年度は十分に行うことができなかったので次年度,優先的に行う予定である。本年度は以下の6つに関する,都市-農山村関係の社会ネットワークについての調査・研究を行った。1.社会ネットワークの基礎となる,地域アクター間のマッチングをみるためのツール(SWOTマトリックスを援用したツール)を用いて見える化の検討を行った。そのうえで,関連する研究者との意見交換を行い,双方の研究成果の統合を試みた。2.上記1との関連で,日本村落研究学会西日本地区研究会において「協働の段階にある都市-農山村交流の捉え方」のタイトルで関連研究者との連名発表(発表者は筒井)を行い,広く批評を得た。具体的には「地域づくりインターン事業」や「集落支援員」,「田舎で働き隊」などを対象とした。4.上記3に関連して,島根県津和野町,岡山県高梁市,大分県竹田市,宮崎県高千穂町,徳島県美波町など関係地域における第二次調査を実施した。事前に設計を行った調査票を用いて,地域アクターの関係性の解明を試みた。5.早稲田大学等において,都市-農山村交流などに関連する研究者へのインタビュー調査を行った。6.上記3との関連において,調査結果や事例検討の一部から,都市-農山村交流の一形態であるグリーン・ツーリズムの新しい潮流実態に関する報告を行った(筒井一伸・澤端智良「外国人観光客を対象としたグリーン・ツーリズムの可能性と課題-マーケティング分析の視点から-」E-journal GEO Vol.5, No.1に掲載決定済,平成21年度末刊行予定であったが平成22年度初頭刊行となった)。今年度は本研究課題の最終年度にあたるため,これまでの成果のとりまとめ(下記1,2,6)を行うと同時に未実施の調査など(下記3,4,5)を実施した。1.地域アクター間の関係をわかりやすく一般向けにあらわした図書『若者と地域をつくる-地域づくりインターンに学ぶ学生と農山村の協働-』を関連する研究者とともに出版した。特に本研究課題の成果の一部は本書の中心となる第4章で公表した。2.社会ネットワークの基礎となる,地域アクター間のマッチングをみるためのツール(SWOTマトリックスを援用したツール)を用いて見える化の検討を行った。そのうえで,関連する研究者との意見交換を行い,双方の研究成果の統合を試み,査読付き論文「都市農村交流における主体間関係の整理ツールの開発」として公表した。3.具体的な対象とする社会ネットワークの事例として,今年度は和歌山県高野町の「集落支援員」などを対象とした調査を実施し,地域アクターの関係性の解明を試みた。4.12月に早稲田大学において「社会ネットワークワークショップ」を開催し,地域づくりの実務者に参加をしてもらい,都市-農山村関係の社会ネットワークの具体的な事案について議論を深めた。5.また「社会ネットワークワークショップ」の参加者を対象とした「地域づくりの社会的ネットワークに関するアンケート調査」を実施,現在その調査結果の分析を継続して行っている。

6.上記3との関連において,調査結果や事例検討の一部から,都市-農山村交流の一形態であるグリーン・ツーリズムの新しい潮流実態に関する査読付き論文「外国人観光客を対象としたグリーン・ツーリズムの可能性と課題」および"The concept of Rural tourism in Vietnam"を公表した。
クライエントのニーズと選好を尊重した臨床心理援助実践のあり方に関する総合的研究

国内外の関連学会および関連研修会等への参加、国内外の専門家からの専門的知識の提供、文献研究等を通じて、主要な心理援助・心理療法・カウンセリング手法の基本的考え方、具体的介入援助手法等が、どんな領域の、どのような問題に、どのような手法が効果的とされているかという観点を踏まえて、体系的に捉えなおす研究作業により、広く国民一般のウエルビーイングに資する心理支援実践のあり方が検討されている。諸々の心理療法の目指す介入や解決像は、例えば、現実直面や自我による意識化を重視するものもあれば、逆に、気晴らしや気逸らし、あるいは、内的苦悩から焦点をずらすことの有効性を示すものもある。また、援助者や他者からの肯定的関心が支援の鍵と位置付けるものもあれば、逆に、他者からの肯定的関心を阻害要素ととらえる立場もある。したがって、被支援者の状態やニーズ、変化の段階等にもとづいて、その都度、アプローチや介入をアレンジする必要性がある。その観点から、臨床心理士等の専門家に対するインタビュー調査を行い、セラピストの志向性やウエルビーイングのイメージ、提供可能な事柄および介入援助方針と、クライエントのニーズや抱えている問題とのマッチングをどのように意識しているか、いないのか。その結果としての支援の有効性はいかなるものか等に関して考察を行った。結果として、各支援者の専門性やオリエンテーションにかかわらず、自らの支援の方向性を被支援者と共有し、協働的な関係を構築する姿勢が大切であること、および、そのためのセラピストとしての基本的態度の重要性等が再確認された。研究代表者、研究分担者共に、本務先大学の公認心理師カリキュラムの対応等にエフォートを割かざるを得ない状況にあったため、予定していた質問紙調査や、これまでの結果を踏まえての研究会開催や学会発表、論文執筆などの作業がやや遅れている。この点、研究代表者・研究分担者外の研究協力者の協力も得て、残りの期間で、随時、遅れを取り戻していく予定である。臨床心理士、公認心理師等、心理援助の専門家に対する質問紙調査を継続し、セラピストの抱くクライエントの「ウエルビーイング像」の把握や、支援の志向性・提供可能な事柄および援助介入方針と、クライエントのニーズや問題との整合性やズレに関して、セラピストがどのように意識し、治療援助効果に反映させているかを引き続き明らかにする。さらに、研究分担者、研究協力者らとともに具体的臨床事例を通じて、実際の援助実践において、セラピストの志向性や援助介入方針と、クライエントのニーズや選好とのマッチング状況や、その結果としての援助の有効性について検討する。また、研究会の開催、学会発表、論文・著書等の執筆により、それらの結果を踏まえた知見の公表を、専門家向けにも一般向けにも、精力的に行っていく。国内外の関連学会への参加、専門家からの専門的知識の提供、文献研究等を通じて、国内外の主要な心理援助、心理療法、カウンセリング手法の基本的考え方、具体的介入援助手法等が、どんな領域の、どのような問題に、どのような手法が効果的とされているかという観点から、体系的に捉えなおす研究作業が進行中であり、広く国民一般のウエルビーイングに資する心理臨床実践のあり方に関する方向性が見えてきている。具体的には、諸々の心理療法の目指す介入や解決像は、例えば、現実直面や自我による意識化を重視するものもあれば、逆に、気晴らしや気逸らし、あるいは、内的苦悩から焦点をずらすことの有効性を示すものもある。したがって、被援助者の状態やニーズ、変化の段階等にもとづいて、その都度、アプローチや介入をアレンジする必要性が示唆された。また、臨床心理士等、心理援助の専門家に対する質問紙調査により、セラピストの志向性や提供可能な事柄および援助介入方針と、クライエントのニーズや抱えている問題との整合性やズレに関して、セラピストがどのように意識し、治療援助効果に反映させているかの調査に着手した。結果として、セラピストのオリエンテーションや専門性が、必ずしもクライエントのニーズや期待、さらにはセラピストの抱く解決のイメージとも合致していないと思われる場合も少なくないことが示された。さらに、研究分担者、研究協力者らとともに具体的臨床事例を通じて、実際の援助実践において、セラピストの志向性や援助介入方針と、クライエントのニーズや選好とのマッチング状況や、その結果としての援助の有効性について検討している。文献研究や学会参加、専門家からの専門知識の提供等を通じて、必要な情報が蓄積されつつある。また、質問紙調査およびインタビュー調査に着手し、臨床実践における実践研究にも取り掛かっている。研究代表者・分担者らは、それぞれの立場、観点から関連研究を進め、それに基づいた教育訓練活動や、論文執筆にも着手している。

したがって、被支援者の状態やニーズ、変化の段階等にもとづいて、その都度、アプローチや介入をアレンジする必要性がある。その観点から、臨床心理士等の専門家に対するインタビュー調査を行い、セラピストの志向性やウエルビーイングのイメージ、提供可能な事柄および介入援助方針と、クライエントのニーズや抱えている問題とのマッチングをどのように意識しているか、いないのか。その結果としての支援の有効性はいかなるものか等に関して考察を行った。結果として、各支援者の専門性やオリエンテーションにかかわらず、自らの支援の方向性を被支援者と共有し、協働的な関係を構築する姿勢が大切であること、および、そのためのセラピストとしての基本的態度の重要性等が再確認された。研究代表者、研究分担者共に、本務先大学の公認心理師カリキュラムの対応等にエフォートを割かざるを得ない状況にあったため、予定していた質問紙調査や、これまでの結果を踏まえての研究会開催や学会発表、論文執筆などの作業がやや遅れている。この点、研究代表者・研究分担者外の研究協力者の協力も得て、残りの期間で、随時、遅れを取り戻していく予定である。研究初年度に引き続き、国内外の主要な心理援助、心理療法、カウンセリング手法の基本的考え方、具体的介入援助手法等を、どんな領域の、どのような問題に、どのような手法が効果的とされているかという観点から、体系的に捉えなおし、一般人が理解でき活用できるような資料として平易に記述、公表していくことで、広く国民のウエルビーイングに資することを目指す。また、臨床心理士等、心理援助の専門家に対する質問紙調査、インタビュー調査を継続し、セラピストの志向性や提供可能な事柄および援助介入方針と、クライエントのニーズや問題との整合性やズレに関して、セラピストがどのように意識し、治療援助効果に反映させているかを明らかにする。さらに、研究分担者、研究協力者らとともに具体的臨床事例を通じて、実際の援助実践において、セラピストの志向性や援助介入方針と、クライエントのニーズや選好とのマッチング状況や、その結果としての援助の有効性について検討する。臨床心理士、公認心理師等、心理援助の専門家に対する質問紙調査を継続し、セラピストの抱くクライエントの「ウエルビーイング像」の把握や、支援の志向性・提供可能な事柄および援助介入方針と、クライエントのニーズや問題との整合性やズレに関して、セラピストがどのように意識し、治療援助効果に反映させているかを引き続き明らかにする。また、研究会の開催、学会発表、論文・著書等の執筆により、それらの結果を踏まえた知見の公表を、専門家向けにも一般向けにも、精力的に行っていく。国内外学会等への参加回数や研究代表者・分担者間のミーティング等が、当初の計画よりも少なかったため次年度使用額が生じた。研究の進行や内容を踏まえて、引き続き次年度以降に国内外学会や関連行事・ワークショップ等へ参加を予定し、そのための費用とする。
超微粒子/水界面での液体分子構造による微粒子成長凝集挙動の変化

本研究では、申請者が確立した粒子径制御法により得られる各種粒子径および界面分子構造をもつシリカ微粒子を用いて、粒子表面近傍での液体分子構造および粒子と液体分子の協力現象を定量的に解析し、粒子径の変化による粒子表面近傍での複雑な液体構造の変化機構を解明した。また、個別粒子の界面液体構造から粒子間相互作用を推算し離散要素シミレーションを行い、個別粒子の構造と粒子の凝集現象など集団運動との関係を定量的に評価した。1,金属アルコキシドを用いた酸化物系ゾルおよびゲルの合成と評価超微粒子の合成は金属アルコキシドを用いて、加水分解縮重合反応条件により粒子径や粒度分布、固体および界面近傍の液体分子構造を制御し、凍結乾燥法により遊離水分を除去した上で加熱ステージ付拡散反射FT-IRにより粒子表面近傍での水分子の結合強度と結合量を評価し凝集特性やゲル体構造との間に相関があることを確認した。特に、強力な水分子の水素結合が存在する場合では、数nmの超微粒子ゲルがほぼ最密充填構造に配列することが確認された。2,固体/液体界面での水和斥力を考慮した凝集シミレーション手法の確立実験的手法により得られた粒子表面近傍での水分子の結合強度と結合量から、固体/液体界面での反発力を推定し、凝集挙動に及ぼす影響を定量化するシミュレーション法を開発した。その結果、水和斥力の効果が著しく凝集挙動の変化に著しく影響することをシミュレーション上でも確認した。また、水和斥力の定式化も行った。以上の結果から、水和物層の構造に及ぼす粒子/液体界面分子構造の影響がモデル的に考察できた。
筋委縮性側索硬化症[ALS]におけるCD44と病態進行の関連

生後6週・12週・18週(発症時)・24週(end stage)のALSモデルマウス(SOD1)と野生型マウス(WT)脊髄からタンパク抽出液を作製し,CD44の発現をWestern blottingで比較した。WTは,ごく少量のCD44発現があるのみで,週齢ごとに変化はなく一定であったが,SOD1では,発症前の時点からWTと比べCD44の増加を認め,その差は病期が進むほど顕著であった。さらに24週動物の脊髄からmRNAを抽出し,real-time PCRによりmRNAレベルでもCD44を比較したところ,SOD1で有意にCD44が増加していた。続いて生体内においてCD44を発現する細胞を特定するために,生後24週マウス脊髄切片を免疫組織染色。CD44発現はWTではほとんど認められなかったが,SOD1では顕著に増加していた。グリア系細胞マーカーとの二重染色結果から,CD44を発現している細胞は一部がmicroglia,大部分がastrocyteであると考えられた。生後1日目のWTの脳より混合グリア培養系を樹立。培養開始から3週間後に,microgliaおよびastrocyteを単離した。microgliaはLPS + IFN-γで72時間刺激することで活性化をおこない,astrocyteはIFN-γ+ TNF-α,bFGFを用いて72時間刺激し活性化をおこなった。刺激によるCD44の発現量を調べるため,いずれも細胞と培養上清を個別に回収し,CD44の発現量をWestern blottingで比較したところ,細胞については,controlではCD44の発現はほとんどなかったが,活性化によりCD44の顕著な増加がみられた。上清についてはcontrolも刺激群もshedding型CD44発現は見られなかったことから,発現上昇したCD44は膜貫通型であると考えられた。
物理刺激を化学シグナルに変換する酵母TRPY1チャネルの活性制御機構の研究

高浸透圧ストレスにさらされた出芽酵母は、液胞膜局在性陽イオンチャネルTRPY1を介して液胞内のCa2+を細胞質に放出してストレスに応答している。しかし、TRPY1チャネルへの高浸透圧ストレスのシグナル伝達機構の詳細は不明である。本研究では、1出芽酵母の巨大化法と細胞内小器官パッチクランプ法を併用して出芽酵母TRPY1の高浸透圧応答機構の解明をめざす。さらに、2酵母液胞膜を発現系としたオルガネラ膜局在性イオンチャネルの機能解析系を構築する。この成果は、真核生物に広く保存されている高浸透圧ストレス・物理的刺激をイオンチャネルによって化学シグナルに変換する環境適応機構の解明につながる。
氷海域に用いる高耐久性コンクリートの開発と評価

1.海水の作用を受けるコンクリートの凍害メカニズム海水浸漬供試体を示差走査熱量測定した結果、吸熱カーブは淡水浸漬の場合に比べてブロードになり、融解温度の分布は材齢とともに広くなった。また、海水浸漬供試体では、材齢とともに数十数千nmの空隙と総細孔容積が多くなり、凍結水量が増加した。このことから、海水の作用を受けるコンクリートの凍害メカニズムを明らかにした。2.信頼性理論によるコンクリートの劣化予測コンクリートの急速凍結融解試験、暴露試験及びモルタルの引張強度試験の結果から、水セメント比が低いときに信頼性が高くなり、コンクリート構造物の供用年数や補修計画は信頼性指標から推定できることを明らかにした。3.水中不分離性コンクリートの耐凍害性セルロース系の混和剤を用いた水中不分離性コンクリートの耐凍害性を改良するためにAE剤の代わりに中空微小球(EPM)を用いた結果、単位セメント量に対してEPMを1.0%と粉末度8,000g/cm^2の高炉スラグ微粉末を60%混合することにより、耐凍害性が改良されることを明らかにした。4.寒冷地海洋環境下で暴露した大型コンクリート供試体の劣化要因1個23tfの大型供試体を約50個北海道の海岸に10年間暴露した結果から、凍害は凍結融解作用を多く受ける飽水度の高い部位に発生しやすいことを確認した。1.海水がコンクリートの劣化促進に及ぼす影響に関する検討海水に浸したセメントペースト中の細孔構造をポロシメータで、凍結水量、凍結融解温度を示差走査熱分析計を用いて求め、海水による細孔構造の粗大化と凍結水量の増加、凍結融解挙動に及ぼす過冷却の影響など海水がコンクリートの劣化促進に及ぼすメカニズムについて検討した。2.劣化予測システムの構築統計解析システム(SAS)を用い劣化予測のための関数モデルを検討し、コンクリートの性能向上、安定性や低下を的確に表す指数関数モデルを開発し、長期強度特性等に影響を与える要因と経年ごとの信頼度を定量的に明らかにしコンクリート部材レベルでの劣化予測を行なった。3.氷海域海洋環境下に暴露したコンクリートの劣化状況調査北海道のオホーツク海沿岸に暴露しているコンクリートを太平洋沿岸に暴露しているコンクリートと対比し、海象・気象条件がコンクリートの劣化性状に及ぼす影響を考察するとともに、試験結果を各劣化指標で時系列化し高度な水準の解析が可能なデータベース化を図った。1.凍害劣化メカニズムの解明海水に浸したセメントペースト中の細孔構造をポロシメータで、凍結水量、凍結融解温度を示差走査熱量分析計を用いて求め、細孔構造の粗大化と凍結水量の増加の結果などから海水によるコンクリート表層部の多孔化とそれに続く緻密化現象がスケーリングに影響を及ぼしていることを明らかにした。2.劣化予測モデルの検討文献調査により劣化指標、劣化要因、劣化機構モデルの項目の抽出を行うとともに海水中、淡水中における急速凍結融解試験を行い、劣化指標を目的変数に各種要因をパラメータとした重回帰分析、非線形解析、信頼性解析から劣化機構を合理的に評価するモデルについて検討した。3.暴露コンクリート劣化性状調査同一材料・配合のコンクリート供試体をオホーツク海と内陸に10年間暴露した結果から、暴露環境、空気量、養生期間が主として圧縮強度に及ぼす影響について検討し、干満帯では海水の作用のため圧縮強度が低下するが、空気量を68%にすることにより圧縮強度の低下を抑制することができることを確認した。1.凍害劣化メカニズムの解明モルタル供試体の示差走査熱量測定(DSC)によれば、海水に浸漬した供試体の吸熱カーブは淡水のそれに比べブロードに現れ、かつ、材齢が進むにつれてよりブロードになった。このことからコンクリートが海水の作用を受けると融解温度の分布が広くなり、凍結融解の繰返し作用を多く受けやすい環境にあるといえる。2.劣化予測モデルの検討海水中及び淡水中における急速凍結融解試験の結果から、劣化指標、劣化要因、劣化機構モデルの項目の抽出を行い、劣化指標を目的変数に各種要因をパラメータとした重回帰分析、非線形解析、信頼性解析から劣化機構を合理的に評価するモデルについて検討した。

3.暴露コンクリートの劣化性状調査同一材料・配合のコンクリート供試体をオホーツク海と太平洋沿岸に10年間暴露した結果から、凍害劣化に及ぼす気象環境の影響に関して検討し、凍結融解回数及び年間降水量の多い地域ほど剥離面積が広がること、また、剥離深さは気象条件に関わらずほぼ一定であることを明らかにした。
食品の呈味,香気成分に対する感覚応答の電気生理学的解析

食品の機能において、味と匂いは最も重要な要素の1つである。本研究においては、食品中の味物質や香気成分の感覚刺激効果を定量的に測定し、その発現機構を考察した。1.我々が口にする食品の温度は、冷いものから熱いものまで非常に広範囲にわたっている。このように食品の温度が広範囲に変化したときに、味の強さがどのように変化するかは定量的に調べられていなかった。そこでラットを用いて各種味物質に対する味神経応答が温度によりどのように変化するかを測定した。一般に味応答は、29C付近で最大応答を示し、これよりも高温でも低温でも味応答は減少する。塩や酸味に対する応答は低温でも比較的大きいが、糖やアミノ酸に対する応答は著しく減少する。またグルタミン酸ソーダとグアニル酸の相乗作用は、低温では殆どみられないが、常温では非常に大きくなる。この様に、各種の味物質に対する応答は、味物質の種類により大きく異なることが分かった。2.匂い物質と臭細胞との相互作用を調べるためには、臭細胞を単離しこれと匂い物質との相互作用を調べるのが最も直接な方法である。今回我々は生理的機能を保持した臭細胞標品を、ブタの臭上皮から単離するのに成功した。この細胞標品は、各種の匂い物質により脱分極性の膜電位変化を示した。膜電位変化の起こる濃度領域では例外なく膜流動性が変化した。匂い物質は臭細胞膜に吸着し、受容ドメインの構造変化を引き起こし、これにより膜電位変化が起こると推定した。神経芽細胞腫(N-18細胞クローン)は、臭細胞とは無縁の細胞であるが、各種の匂い物質により臭細胞と同じように脱分極応答を示した神経芽細胞腫は臭細胞と無縁の細胞であるから、匂い物質に対する特異的な受容蛋白質を有する筈がない。臭細胞でも匂いの受容は、特異的蛋白質の関与なしに匂いの識別がなされているものと推定した。
火山活動への理解を深めてもらうアウトリーチのためのマグマ観察器具の改良研究

本研究は、七輪によって岩石を融解しマグマを作って溶岩流を展示する装置の改良を目的として実施し、以下の3点について結果が得られた。1.溶融資料の冷却損失による加熱時間の長さと到達温度の低さの改善については、本装置の原型となる七輪の色々な加工形状について、資料温度を放射温度計で計測しながら、より短い加熱時間とより高い到達温度を追求した。結果としては、上部七輪の内径を拡大研削し、その内部に落とし込むような形状が最も短時間で温度上昇し、従来の半分の時間で融解させることが出来、到達温度も100°C程度上まわることが分かった。また見学者からの観察性と資料加熱性の点からは、上部七輪の上端から3cm下に加熱容器の上面が位置するものが最もバランスが良い結果となった。2.加熱容器の保持方法の追求であるが、これは、上部七輪の外側から資料容器を保持する位置に向かって水平・垂直に穿孔した穴にM6M8で長さ70mm程度のボルトを貫通させ、そのボルトの先端で資料容器を保持する方法が現状で最も簡便で安価な方法である。3.最適な燃料の追求であるが、今回比較検討した、黒炭3種類、白炭(備長炭)2種類、コークス、オガ炭について、この展示に適するものは、オガ炭とコークスであった。黒炭は加熱実験中の火の粉の発生量が多いため不適であった。また、白炭は製炭後の時間経過による吸湿が起きた場合、加熱途中で爆釣するため大変危険であり展示には不適である。オガ炭とコークスは火の粉が少なく、爆釣も発生せず、当初の1.5倍の重量の資料を融解するのに十分な燃焼継続時間を得ることが出来た。これらの結果が得られたことにより、七輪マグマ展示の迫力が増し、見学者により大きな感動と印象を与えることができるようになった。
高温・強乱流場における噴霧燃焼機構の解明

平成4年度に製作した燃焼型空気加熱装置を持つ高温・高速風洞と,新たに設計製作した燃焼器を使用して,高温・強乱流場における灯油噴霧の燃焼特性の測定を行った。燃焼器は□70mmの矩形断面で,4つの面に燃料噴射用のスワールノズルを3本ずつ,合計12本まで取り付けられる構造になっており,ノズルから灯油を気流に対して垂直に噴射した。保炎のために,四角形状で燃焼器断面に対する面積比(ブロッケージ比)が0.25のブラフボディを,ノズルから気流の下流方向に任意の距離(混合距離)だけ離れた位置の燃焼器中心部に設置した。燃焼器の4つの面はガラスを装着可能な構造とし,燃焼器内の照明,観察が行えるようにした。本年度はノズルを各面1本ずつ4本使用し,その配置によって燃料噴霧の気流中での分散状態を変化させた。また気流温度,混合距離,気流の流量を変化させ,これらと燃焼特性との関係を調べた。その結果,以下のようなことがわかった。(1)希薄吹き消えの起こる灯油流量は,気流温度の上昇とともにいったん減少した後,増加するが,その変化はわずかである。(2)気流温度が高く灯油流量の大きい場合に,ノズルとブラフボディの間の混合距離内で自発火が発生する。自発火が発生する灯油流量は気流温度の上昇とともに小さくなり,希薄吹き消えと自着火の間の安定燃焼の範囲が狭くなる。(3)噴霧を燃焼器内に比較的均一に分散させるようにすると,希薄吹き消えおよび自着火の起こる灯油流量が両方とも大きくなるが,自着火の起こる灯油流量の増加の方が大きいため安定燃焼の範囲は広がる。(5)混合距離を増加させても希薄吹き消えの起こる灯油流量はほとんど変化しないが,自着火は小さな灯油流量で発生するようになる。ガスタービンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃焼室における高温・強乱流場を再現できる,燃焼型空気加熱装置を持つ高温・高速風洞およびこの風洞と接続して使用する燃焼器を設計,製作し,空気加熱装置の性能の確認と,燃焼器の基本的な燃焼特性の測定を行った。燃焼型空気加熱装置はプロパンに水素を質量割合で10%混合したガスを燃料として高速空気中で希薄燃焼させ,燃焼で消費された酸素は別に添加して,酸素の体積割合を21%とした燃焼ガスを燃焼器に供給するものである。この空気加熱装置は,最大流量160g/sの空気を1200Kまで加熱する能力のあることがわかった。次に燃焼器は燃焼、排気特性の測定のための金属ライナの物と、燃焼状態の観察のためのガラスライナの物の2種類を製作した。燃焼器の内径は70mmで,燃焼器壁面の上下左右に取り付けた4本のノズルから,灯油を気流に垂直に噴射した。ノズルには内径0.4mmの円管を使ったホールノズルと,スワールノズルを使用した。保炎のために,円板状のブラフボディをノズルから任意の距離(混合距離)だけ離れた燃焼器中心部に設置した。燃焼器の燃焼特性の測定は気流温度,ノズルからブラフボディまでの距離(混合距離)などを変化させて行った。(1)希薄吹き消えの起こる灯油流量は気流温度の上昇とともにわずかに減少する。(2)混合距離を長くすると希薄吹き消えの起こる灯油流量が減少する。しかし混合距離がある長さ以上になると,逆に増加する。(3)気流温度が高く灯油流量の大きい場合に,ブラフボディ上流で着火する逆火領域が現れる。その領域は気流温度の増加とともに灯油流量の小さい希薄側に広がる。(4)ホールノズルに比べ噴霧角が広く微粒化状態が良好と考えられるスワールノズルを使用すると,逆火領域が少なくなり、安定な不輝炎燃焼の範囲が広がる。

(3)噴霧を燃焼器内に比較的均一に分散させるようにすると,希薄吹き消えおよび自着火の起こる灯油流量が両方とも大きくなるが,自着火の起こる灯油流量の増加の方が大きいため安定燃焼の範囲は広がる。(5)混合距離を増加させても希薄吹き消えの起こる灯油流量はほとんど変化しないが,自着火は小さな灯油流量で発生するようになる。平成4年度に製作した燃焼型空気加熱装置を持つ高温・高速風洞と,新たに設計製作した燃焼器を使用して,高温・強乱流場における灯油噴霧の燃焼特性の測定を行った。燃焼器は□70mmの矩形断面で,4つの面に燃料噴射用のスワールノズルを3本ずつ,合計12本まで取り付けられる構造になっておりノズルから灯油を気流に対して垂直に噴射した。保炎のために,四角形状で燃焼器断面に対する面積比(ブロッケージ比)が0.25のブラフボディを,ノズルから気流の下流方向に任意の距離(混合距離)だけ離れた位置の燃焼器中心部に設置した。燃焼器の4つの面はガラスを装着可能な構造とし,燃焼器内の照明,観察が行えるようにした。本年度はノズルを各面1本ずつ4本使用し,その配置によって燃料噴霧の気流中での分散状態を変化させた。また気流温度,混合距離,気流の流量を変化させ,これらと燃焼特性との関係を調べた。その結果,以下のようなことがわかった。(1)希薄吹き消えの起こる灯油流量は,気流温度の上昇とともにいったん減少した後,増加するが,その変化はわずかである。(2)気流温度が高く灯油流量の大きい場合に,ノズルとブラフボディの間の混合距離内で自発火が発生する。自発火が発生する灯油流量は気流温度の上昇とともに小さくなり,希薄吹き消えと自着火の間の安定燃焼の範囲が狭くなる。
卵巣癌におけるCX3CL1-CX3CR1システムの分子病態生理学的役割の解明

卵巣癌はその半数以上が初回手術時に腹膜播種を伴う進行症例である.進行症例に対する治療の主役は腫瘍減量手術に引き続く化学療法であるが,長期予後の改善は見られないのが現状である.さらなる予後改善のためには新規治療戦略が求められている.近年,癌細胞の浸潤・転移にケモカインシステムが深く関与していることが明らかになってきている.今回,我々はケモカインの一つであるフラクタルカイン(CX3CL1)およびそのレセプター(CX3CR1)に着目し,卵巣癌における腹膜播種の分子病態を検討した.本研究では,CX3CL1(フラクタルカイン)-CX3CR1システムに着目し,卵巣癌微小環境におけるCX3CL1-CX3CR1の分子病態生理学的役割を解析している.In vivo実験では,マウス卵巣癌細胞株ID8におけるケモカイン,ケモカインレセプターのmRNAレベルでの発現をReal Time PCR法,タンパクレベルでの発現をウエスタンブロット法,免疫組織染色によって検討し,ID8細胞にリガンドであるCX3CL1およびレセプターであるCX3CR1が発言していることを確認した.また,CX3CL1添加による細胞増殖,細胞遊走実験を行った.続いて,in vivo実験をとして,ID8細胞を野生型(WT)マウスに腹腔移植,皮下移植,静脈注射することで,腹膜播種・皮下腫瘍・肺転移モデルの作成に成功した.宿主におけるフラクタルカインシステムの機能解析のため,遺伝子改変マウスCx3cr1-/-マウスと野生型(WT)マウスに卵巣癌細胞株ID8を腹腔内移植し,生存期間の検討を終了した.腫瘍進展の比較を,腹膜播種・皮下腫瘍・肺転移モデルで検討した.腹膜播種モデルのサンプルの解析を進めている.サンプル解析では,Real time RT-PCR法や免疫組織化学染色を行っている過程である.これらの検討により,いくつか候補分子を特定し,阻害剤による治療効果の予備的検討も開始した.本研究ではケモカインシステム,特にCX3CL1-CX3CR1を介した癌微小環境内での癌細胞と宿主細胞の相互作用についての検討を行っている.マウス卵巣癌細胞株ID8を用いて、まずin vitro実験として,ケモカイン,ケモカインレセプターのmRNAレベル,タンパク発現を評価した.またCX3CL1を添加し,増殖能,遊走能などのID8細胞の特性を検討した.次に,in vivo実験として,Cx3cr1-/-マウスと野生型マウスにID8細胞を腹腔内移植して腹膜播種モデルを作成し,CX3CR1の欠損が卵巣癌の進行に与える影響を検討した.さらに得られた組織や腹水細胞などを用いて,癌微小環境における宿主細胞と癌細胞の相互作用について分子病理学的検討を進めている.さらに, CX3CL1に対する中和抗体や阻害剤を用いて,治療効果を比較する.また,本学倫理委員会の承認も得ており、手術検体を用いた,ヒト卵巣癌におけるCX3CL1-CX3CR1システムと臨床的特徴(予後,病期など)との関与について検討を行っている.培養細胞のin vitro実験,マウスを用いたin vivo実験,分子病理学的検討も当初の計画通り順調に進んでいる.また,当該医療機関において実施された手術により得られた臨床検体を用いて,卵巣腫瘍におけるCX3CR1,CX3CL1の発現をRT-PCR法や免疫染色により検討を進め,検討を行っているところである.卵巣癌はその半数以上が初回手術時に腹膜播種を伴う進行症例である.進行症例に対する治療の主役は腫瘍減量手術に引き続く化学療法であるが,長期予後の改善は見られないのが現状である.さらなる予後改善のためには新規治療戦略が求められている.近年,癌細胞の浸潤・転移にケモカインシステムが深く関与していることが明らかになってきている.本研究では卵巣癌におけるケモカインシステム,特にCX3CL1-CX3CR1を介した癌微小環境内での癌細胞と宿主細胞の相互作用についての検討を行ってきた.マウス卵巣癌細胞株ID8細胞を用いたin vitro実験として,ケモカイン,ケモカインレセプターのmRNAレベル,タンパク発現,CX3CL1を添加した際の増殖能,遊走能などのID8細胞の特性を検討した.次に,in vivo実験として,Cx3cr1欠損マウスと野生型マウスにID8細胞を腹腔内移植し,腹膜播種モデルを作成し,CX3CR1の欠損が卵巣癌の進行に与える影響を検討した.生存期間は野生型マウスに比べてCx3cr1欠損マウスで有意に延長した.腹膜播種モデルでは,腫瘍重量や腹水量,腹膜播種数について,野生型マウスに比べてCx3cr1欠損マウスで有意に減少していた.得られた検体から癌微小環境における宿主細胞と癌細胞の相互作用について分子病理学的検討を進めた.さらに,本学倫理委員会の承認を得て手術検体を用いたヒト卵巣癌におけるCX3CL1-CX3CR1システムと臨床的特徴との関与について検討を行った.平成28年度はヒト卵巣癌についての分子病理学的検討をさらに進め,これまでの実験についての確認実験,追加検討を行い,論文発表準備を行った.卵巣癌はその半数以上が初回手術時に腹膜播種を伴う進行症例である.進行症例に対する治療の主役は腫瘍減量手術に引き続く化学療法であるが,長期予後の改善は見られないのが現状である.さらなる予後改善のためには新規治療戦略が求められている.近年,癌細胞の浸潤・転移にケモカインシステムが深く関与していることが明らかになってきている.

今回,我々はケモカインの一つであるフラクタルカイン(CX3CL1)およびそのレセプター(CX3CR1)に着目し,卵巣癌における腹膜播種の分子病態を検討した.培養細胞のin vivo実験はほぼ終了し,マウスを用いた実験も当初の実験計画通りに順調に進んでいる.ヒトの卵巣腫瘍のサンプル解析,臨床的特徴と分子病理学的特徴の傾向を検討し,マウス実験で得られた成果と比較していく.これまでの研究をまとめ、必要な追加実験を進めながら論文投稿準備を行っていく.卵巣癌平成26年の研究も鋭意継続しながら,サンプル解析を進め,中和抗体,阻害剤による治療効果の検討も継続する.また,すでに本学倫理委員会の承認を得たため,当初の実験計画に示す通り,当該医療機関において実施された手術により得られる臨床検体を用いて,卵巣癌におけるCX3CL1-CX3CR1システムの関与について,臨床的特徴と分子病理学的検討を行う予定である.1万円以下であり、次年度分と合わせて有効に利用するため。本年度,サンプル解析する際に使用するThermal Cycler Dice (R)Real Time Systemの機器を共同で購入したが、研究費が不足が予測されたため,前倒し請求を行った.このため,本年度の研究は順調に行うことができたが,余剰分は次年度の消耗品等にあてるのが適切と考えた.消耗品の購入などにあてる予定である。マウス卵巣癌モデルから得られた腫瘍組織およびヒト卵巣組織サンプルの分子病理学的検討を現在も進めているため,消耗品購入にあてる予定である.
膀胱癌におけるN-cadherin発現と癌浸潤および転移に関する検討

膀胱癌の培養細胞および手術標本を用いてE-,およびN-cadherinの発現を検索し、膀胱癌の進展および予後との関係について検討した。膀胱癌培養細胞はフローサイトメトリーおよびRT-PCRによりE-cadherin、N-cadherinおよびc-Metの発現を調べ、HGF添加することでE-cadherinからN-cadherinへの変化であるcadherin switchingについて検討した。4種類の膀胱癌培養細胞のcadherin発現はそれぞれ異なり2種類の細胞でN-cadherinの発現を認めたが、HGF添加によるcadherinの変化は明らかではなかった。手術標本を用いた検討では、腫瘍stageとの関係で腫瘍進展とE-cadherinの発現減弱およびN-cadherinの発現は有意な相関関係を認め、N-cadherinの発現パターンは、ほとんどの症例でdotted patternが多かった。そして腫瘍浸潤部位ではE-cadherinの発現は低下しN-cadherinが強く発現しており、共焦点レーザー顕微鏡を用いてその局在を明確に示すことができた。また、膀胱癌においてN-cadherinを発現している症例はN-cadherinの発現を認めない症例に比べて予後は有意に悪かった。以上から、膀胱癌細胞の浸潤にはN-cadherinの発現が関与し、N-cadherinの発現は膀胱癌症例の予後因子になる可能性が示唆された。膀胱癌細胞5637、575AとT24のcell linesにおけるN-caddherin, E-cadherinおよびc-MetについてPCR, Western blotおよび免疫組織染色法を用いてそれぞれの発現を調べた。5637および575Aは3種類すべてを発現していたが、T24はE-cadheriの発現はみられなかった。現在、HGF(hepatocyte growth factor)を細胞培養液に加えて、それぞれの細胞におけるN-cadherin, E-cadherinおよびc-Metの発現の変化について、HGF濃度を変えて、その程度を観察しているところである。膀胱全摘および経尿道的腫瘍切除術の手術凍結標本(大学倫理委員会で承諾を得た方法により、手術前に全患者から標本採取について承諾書を得ている)を用いて蛋白の発現をみるため免疫組織染色法でN-cadherinおよびE-cadherinの発現をみている。High Gradeな腫瘍は70%以上がE-cadherinの発現が現弱し、low gradeではほとんどみられなかったN-cadherinの発現が増強してきている。Confocal scanning laser microscopyを用いてFITCとTRITCによる二重染色を行いN-cadherinおよびE-cadherinの局在を明確にすとN-cadherinの発現は細胞膜より細胞質に強くみられるようになり、膀胱癌細胞が筋層など周囲組織に浸潤している部位で特に強く発現していた。膀胱癌細胞5637、575AとT24のcell linesにおけるN-cadherin, E-cadherinおよびc-MetについてPCR, Western blotおよび免疫組織染色法を用いてそれぞれの発現を調べた。5637および575Aは3種類すべてを発現していたが、T24はE-cadherinの発現はみられなかった。現在、免疫染色の良い条件設定が得られていないため工夫中でありHGF(hepatocyte growth factor)を細胞培養液に加えて、それぞれの細胞におけるN-cadherin, E-cadherinおよびc-Metの発現の変化について、HGF濃度を変えて、その程度を観察しているところである。現在、43例で評価を行いHigh Gradeな腫瘍は70%以上がE-cadherinの発現が現弱し、low gradeではほとんどみられなかったN-cadherinの発現が増強してきている。

Confocal scanning laser microscopyを用いてFITCとTRITCによる二重染色を行いN-cadherinおよびE-cadherinの局在を明確にすとN-cadherinの発現は細胞膜より細胞質に強くみられるようになり、膀胱癌細胞が筋層など周囲組織に浸潤している部位で特に強く発現していた。膀胱癌のpT stagでは浸潤癌は表在癌に比べて有意にN-cadherinの発現が増加していた。膀胱癌細胞5637、575AとT24のcell linesにおけるN-cadherinおよびE-cadherinについてPCR, Western blotおよび免疫組織染色法を用いてそれぞれの発現を調べた。5637および575Aは両者を発現していたが、T24はE-cadherinの発現はみられなかった。HGF(hepatocyte growth factor)を細胞培養液に加えて、それぞれの細胞におけるN-cadherinおよびE-cadherinの発現の変化について観察すると、フローサイトメトリーにてE-cadherinの発現に変化はなかったが、N-cadherinの発現はHGF濃度が高いと上昇した。膀胱全摘および経尿道的腫瘍切除術の手術凍結標本(大学倫理委員会で承諾を得た方法により、手術前に全患者から標本採取について承諾書を得ている)を用いて蛋白の発現をみるため免疫組織染色法でN-cadherinおよびE-cadherinの発現をみた。45例で評価を行いHigh Gradeな腫瘍は70%以上がE-cadherinの発現が現弱し、low gradeではほどんどみられなかったN-cadherinの発現が増強していた。Confocalscanning lasermicroscopyを用いてFITCとTRITCによる二重染色を行いN-cadherinおよびE-cadherinの局在を明確にするとN-cadherinの発現は細胞膜より細胞質に強くみられるようになり、膀胱癌細胞が筋層など周囲組織に浸潤している部位で特に強く発現していた。また、N-cadherinを発現している症例の予後は有意に不良であった。
非対称結合を有する反応拡散ネットワーク：ステレオ視差・運動検出の数理モデル

反応拡散ネットワークとは、生物の神経軸索における信号の伝播の様子を数理モデルとして記述した反応拡散方程式にヒントを得たものである。この反応拡散方程式は、外的刺激に対する反応を表す項が空間的に拡散で結合された時間発展型の偏微分方程式として表される。この方程式を数値的に計算するため、差分法を用いて離散化すると、反応を表す常微分方程式(ここでは「反応素子」と呼ぶ)が空間格子状に配置され、隣接する反応素子が相互に刺激し合うような結合系となる。この結合系の各素子に画像の情報を外的刺激として与えると、エッジ検出や領域分割などの画像処理やステレオ視差検出のような視覚情報処理が可能となることが既に明らかとなっている。我々は格子状に結合された系をネットワークと考え、「反応拡散ネットワーク」と呼んでいる。本研究課題は、ステレオ視差検出に関する反応拡散ネットワークを発展させることを目的としている。具体的には、隣接する反応素子の結合に非対称性を導入することで、これまで困難であった隠れ問題(3次元世界で物体が他の物体を隠すことによって、視差未定義の領域ができること)を解決することを目標としていた。その過程で目標から少しずれたが、今年度は、反応拡散ネットワークのエッジ検出問題に注力し、外的刺激の与え方を修正し、さらに他の研究者が提供している性能評価のためのデータセットを用いて評価することを行った。本研究成果は、国際研究集会(IADIS MCCSIS 2018)で発表したところ、Best Paper Awardを受賞した。また、平成30年7月には「デジタル動画像処理:理論と実践」研究会を山口市で開催し、反応拡散アルゴリズムに関する議論を行った。反応拡散ネットワークによるエッジ検出の評価を行うため、既存の画像データベースを用いたが、その利用方法とそのアルゴリズムのパラメータチューニングに時間を要した。これにより、本研究の中心的な課題である、非対称結合を導入した反応拡散ネットワークの研究に時間をかけることが難しく、遅れた原因となった。まずは過去に我々が開発している対称結合のステレオアルゴリズムを用いて再現実験を行う。その後、非対称結合を導入したアルゴリズムを実現し、性能評価のデータセットを用いてアルゴリズムの性能を確認し、他のアルゴリズムと比較することや、目標としていた隠れ領域での効果を確認することで、さらなるアルゴリズムの修正を動機付け、研究推進の好循環を確立したい。非対称結合を有する反応拡散ネットワークのための計算プログラムを実現した。反応拡散ネットワークとは、非線形反応を示す素子を2次元又は3次元の格子状に配置し、隣接素子を結合させたものをいう。ここでは、非線形反応素子として神経軸索における興奮・抑制の非線形応答の数理モデルであるFitzHugh-Nagumoモデルを考える。これは、反応拡散系を空間的に離散化・近似したものから着想を得ている。これまでの研究では、隣接素子の結合方法は対称としてきた。すなわち、隣接する格子点AとBを考えたとき、点Aの状態は点Bに影響を及ぼすとともに、同様に点Bの状態も点Aの状態に影響を及ぼす対称的な結合としてきた。方向性を持たない拡散現象から着想を得たためである。なお、対称結合を有する反応拡散ネットワークでは、興奮状態は一様にいずれの方向にも伝搬し、2次元ではある1点を興奮状態とすると円形状にその状態が伝搬する。以上の対称的な結合に対して、反応拡散ネットワークを画像処理・計算機視覚のアルゴリズムに適用するとき、非対称結合の必要性に気づいた。一つの例として、両眼立体視におけるステレオ視差検出の問題がある。左右の眼に映る濃淡パターンの対応付けに基づき、それらの位置の違い(視差)を検出するが、左右の眼の位置関係から、片方の眼にしか映らないパターンがありうる。この場合、対応付けが取れない視差不定の領域が生じ(隠れ領域)、これを穴埋めする必要があるが、埋める方向性を考慮する必要があると考えたためである。初年度は、最も単純な2次元の反応拡散ネットワークにおいて、非対称結合を導入し、興奮状態が伝搬する様子について、対称結合の場合と比較を行った。非対称結合を有する2次元の反応拡散ネットワークを実現したが、パラメータを変えたときの伝搬の様子について、基本的な性質の理解が不十分であった。なお、画像処理のエッジ検出において、既存の対称結合を有する2次元反応拡散ネットワークを用いたアルゴリズムに新たな発見があった。そのため、アルゴリズムの修正と、複数の試験用データセットに対する評価を行い、従来の代表的な手法と比較検討を行った。

その過程で目標から少しずれたが、今年度は、反応拡散ネットワークのエッジ検出問題に注力し、外的刺激の与え方を修正し、さらに他の研究者が提供している性能評価のためのデータセットを用いて評価することを行った。本研究成果は、国際研究集会(IADIS MCCSIS 2018)で発表したところ、Best Paper Awardを受賞した。また、平成30年7月には「デジタル動画像処理:理論と実践」研究会を山口市で開催し、反応拡散アルゴリズムに関する議論を行った。反応拡散ネットワークによるエッジ検出の評価を行うため、既存の画像データベースを用いたが、その利用方法とそのアルゴリズムのパラメータチューニングに時間を要した。これにより、本研究の中心的な課題である、非対称結合を導入した反応拡散ネットワークの研究に時間をかけることが難しく、遅れた原因となった。平成30年度においては、非対称結合を有する反応拡散ネットワークを用いたステレオ画像からの視差検出アルゴリズムの構築を行う。平成29年度の経験から、過去に構築した3次元の反応拡散ネットワークを修正すれば比較的容易にアルゴリズムの実現が可能と考えられる。そして、アルゴリズムの視差検出精度の定量的評価を行い、他の類似のアルゴリズムと比較することで、非対称結合を導入したことの有効性を確認する。まずは過去に我々が開発している対称結合のステレオアルゴリズムを用いて再現実験を行う。その後、非対称結合を導入したアルゴリズムを実現し、性能評価のデータセットを用いてアルゴリズムの性能を確認し、他のアルゴリズムと比較することや、目標としていた隠れ領域での効果を確認することで、さらなるアルゴリズムの修正を動機付け、研究推進の好循環を確立したい。
肢体不自由者に生じる内臓脂肪型肥満のメカニズムとその対策に関する研究

運動機能に制限を持つ障害者にとって活動量を維持して肥満を予防することは容易でない。本研究ではこうした四肢の活動性低下と全身の代謝障害との関連を炎症反応に着目して解析を行った。マウスを用いた検討では脊髄損傷によって糖代謝異常が生じることが示されるとともに、不動化された下肢筋肉内ではマクロファージによる炎症反応が生じることが明らかとなった。臨床例においても麻痺筋を動かす工夫をして体調管理を実施することが実用的である。マウスの脊髄損傷肥満モデルを作成するために、脊髄圧挫損傷モデルを作成し12週後までの観察を行った。しかし十分な肥満が得られず、条件検討が必要となった。通常のマウス肥満モデルの作成に準じて、高脂肪食モデルを検討しH27年度は健常マウスでの肥満作成のプロトコールを確認した。また、内臓脂肪・下肢筋解析のため組織採取、組織学的検討の条件設定を行った。次年度に使用を予定しているインターフェロンγノックアウトマウスの繁殖を開始している。また研究期間後半に予定しているヒトを対象とした研究について、調査の対象となる慢性期脊髄損傷患者への運動介入のフィールドを整備した。ベースラインの調査として末梢血を採取し、各種生化学指標のデータ収集を実施した。脊髄損傷肥満モデルの作成についての調整を要したが、高脂肪食を導入した高尾で、その目途はたっている。内臓脂肪、筋肉それぞれの解析系も確立しており、予定に沿った研究が進んでいる。ヒト研究においては予定に先んじて患者での調査が進んでいる。前年度に、マウスの脊髄損傷肥満モデルを作成するために、脊髄圧挫損傷モデルを作成し12週後まで高脂肪食負荷行ったが、通常食のコントロールと比較して十分な肥満が得られなかった。改めて損傷の重症度を調節し、マウスの脊髄損傷モデルで更なる肥満の誘導が可能かを検討したが、困難であった。ただし、体重増加は認められなかったが、脊髄損傷群では高脂肪食負荷したコントロール群に比べて顕著に耐糖能が悪化していた。このことはマウス脊髄損傷モデルにおいては麻痺による糖代謝異常が生じているものの、モデルが不全麻痺で下肢の動きが残存しているために活動量が維持され、体重増加に至らなかったためと考察した。そこで後肢を完全に不動化する神経損傷モデルとして、坐骨神経および大腿神経の両側切離モデルを作成し評価した。その結果、後肢の萎縮は脊髄損傷群に比べて顕著だったにもかかわらず、耐糖能の悪化は認められなかった。これらの結果は脊髄損傷による糖代謝異常が筋肉の麻痺によるだけでなく、脊髄の神経機能の直接の影響を受けている可能性も示唆している。今後、これらの基盤のなるメカニズムを解明していく予定である。一方、ヒト研究については予定通り脊髄損傷者の慢性期症例で肥満を呈するケースに対して、下肢の受動運動を実施する研究フィールドを確立することができた。症例の中には糖代謝異常を示す症例も多く、今後麻痺筋への受動運動による効果を観察しながら、その血液データの収集を進める。マウスでは内臓脂肪が増加している、肥満の脊髄損傷モデルを作成することは困難であったが、脊髄損傷により耐糖能がさらに悪化すること、下肢筋の萎縮は耐糖能には顕著に寄与しないことが明らかとなる等、本研究の方向性を再検討するための重要な知見が得られた。内臓脂肪、筋肉等それぞれの解析系も確立しており、今後の研究の加速が期待される。ヒトを用いた研究においては、患者での調査が進んでいる。前年度までの観察から、マウスモデルにおいて胸髄レベルの脊髄損傷では耐糖能の悪化が生じるが、下肢の末梢神経麻痺モデルではこれが生じないこと。またいずれのモデルでも顕著な肥満は観察されにくいことが確認されていた。これらの所見は脊髄の病変により神経因性の耐糖能異常が生じていることを示唆していた。最終年度は筋肉の不動状態そのものの影響を検討するために、ワイヤー固定を用いた後肢抑制モデルを作成し、筋の組織解析を行った。その結果、筋組織内でTNFαの発現が上昇するなど炎症反応の増加を示す所見が観察され、その成因はマクロファージによるものであることが示唆された。これら動物実験の結果から、脊髄損傷においては麻痺筋自体に生じる慢性炎症と、神経因性の耐糖能異常の双方が糖代謝異常に寄与していることが考えられた。マウスモデルで肥満が得られにくい要因として、麻痺があったとしても全身の活動性が維持されていることが原因と考えられた。同時に並行して実施した脊髄損傷患者での調査においては、肥満を呈する脊髄損傷者の一部に糖代謝異常を認め、また高感度CRP検査による異常値を検出した。運動療法介入による改善を試みたところ、全般的な体調の改善は得られるものの糖代謝の改善は3か月の介入期間では得られにくかった。体調の改善には不動に伴う慢性炎症の改善が影響している可能性も考えられた。したがって、慢性期脊髄損傷者の肥満に対する対処には耐糖能に対する改善の取り組みと同時に、慢性炎症の軽減を企図した運動療法介入が選択肢に考えられる。研究計画に沿って次年度以降も継続する予定である。

研究課題をより推進するために実験助手に活用、病院内での協力体制を強化するなどマンパワーの整備を行う予定である。当初の計画とは異なる知見を得たが、各組織の生化学的な解析方法は共通するものであり、確立した解析系を利用可能であることから、引き続き今後も解析を継続する予定である。更なる解析の加速のために、実験助手などのマンパワーをさらに有効に活用する。29年度が最終年度であるため、記入しない。リハビリテーション医学29年度が最終年度であるため、記入しない。