hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホップ代数構造に関連した結び目と3次元多様体の位相不変量についての研究

今年度は以下のプレプリントを完成させた。"On the Kontsevich integral for Brunnian links"(J.-B.Meilhanと共同,雑誌掲載済み)において、次数2nの有限型不変量のn+1成分のBrunnian絡み目への制限が、長さn+1のMilnor絡み目ホモトピー不変量の2次式として記述されることの証明を、Kontsevich不変量を用いて与えた。(この結果は、以前に別の方法で得られていたが、今回得られた別証明は、以前のものより単純になっている。)"Afunctorial LMO invariant for Lagrangian cobordisms"(D.Cheptea, G.Massuyeauと共同、未投稿)において、境界が円周でパラメトライズされる連結有向曲面を対象とし、それらの間のラグランジアンコボルディズムと呼ばれるものを射とする圏から、ある「ダイアグラムの圏」への関手として定義される、Le-Murakami-Ohtsukiタイプの不変量を構成した。この不変量はラグランジアンコボルディズムの有理数値有限型不変量たちの間で普遍的なものである。また、このダイアグラムの圏における射の合成は、これまでに知られている類似のLe-Murakami-Ohtsukiタイプの関手に現れるものよりも単純に定義されている。1.枠つきタングルの圏のある部分圏で、底タングルに作用するものたちからなるものBについて研究した。この圏Bには、ある意味で自然なホップ代数構造が作用している。また、連結な境界を持つ曲面のコボルディズムのなす圏Cと密接に関連している。任意のリボンホップ代数Hに対して、圏Bから、左H加群たちのなす圏へのbraided関手を構成した。さらに、Hennings不変量の圏論的な再構成をこの関手を用いて行った。(論文準備中)2.上記の圏Cのある部分圏B'から、sl_2の量子包絡環に付随した関手を定義した。(圏B'は、曲面のTorelli群やホモロジーシリンダーのなすモノイドを含む。)これは、以前に得られていた整係数ホモロジー球面のすべての1の巾根におけるsl_2Wittell-Reshetikhin-Turaev不変量を統一たものの一般化である。(論文準備中)3.3次元球面内の枠つき絡み目のKirby算法の種々の精密化を得た。特にCochran-Gerges-Orrによる手術同値関係の理論の中でのKirby算法を開発した。これは、以前に証明した整係数ホモロジー球面の場合の一般化である。系として、与えられた絡み行列に対しそれ,を安定化して得られる行列を絡み行列として持つような枠つき絡み目たちに対するKirby算法を得た。(論文準備中)4.計算機実験により、「1の原始8乗根における整係数ホモロジー球面のWitten-Reshetikhin-Turaev不変量の値が実数かまたは純虚数であろう」という予想を得た。(論文準備中)今年度は、以下のプレプリントを完成させた。(いずれも投稿中。これらには前年度以前に得た結果も含まれる。)"Bottom tanglesand universal invariants"においては、枠つきタングルの圏のある部分圏で、底タングルに作用するものたちからなるものBについて研究した。任意のリボンホップ代数Hに対して、圏Bから、左H加群たちのなす圏へのbraided関手Fを構成した。底タングル、圏B、関手Fは、種々の絡み目量子不変量を研究するための非常に便利な枠組みを提供する。"Brunnian links, claspers and Goussarov-Vassiliev finite type invariants"においては、n+1成分のブルニアン絡み目は、次数が2nより小さい絡み目有限型不変量によっては、自明な絡み目から区別することができないことを証明した。"Finite type invariants and Milnor invariants for Brunnian links"(J.-B.Meilhanとの共著)においては、次数2nの有限型不変量のn+1成分ブルニアン絡み目への制限が、長さn+1のミルナー絡み目ホモトピー不変量の2次式として記述されることを証明した。
放射線治療後に発生する骨粗鬆症および骨折の実験的解明と治療法の開発

近年、放射線治療の適応は徐々に拡大され、放射線治療単独で根治する腫瘍も明らかになってきた。放射線治療法の問題点の1つに晩期障害がある。最近は子宮頸癌等で骨盤部に放射線治療を行うと、治療後数ヶ月経過して腰痛や骨盤骨折も多く報告されている。腰痛症は高齢者では癌が治癒しても日常生活に著しい制限を与え、癌患者のquality of life上極めて重大な問題の一つである。本研究は子宮癌の骨盤部放射線治療前後にdual photon法により骨塩定量を行ない、放射線による骨粗鬆症と腰痛症の関係を、臨床的に客観的評価を行なうとともに、骨芽細胞由来の培養細胞と動物実験により骨塩減少の機序を検討し、放射線による腰痛症発生の予防法と治療法を開発することを目的とした。まず、臨床的に放射線照射前後における腰椎の骨塩が低下するか否かを検討した。子宮癌等骨盤領域に放射線治療を行う患者は、照射前、30Gy、50Gy照射時および照射3、6、9、12ケ月後にdual photonにより骨盤部と腰椎の骨塩定量の行なった。放射線治療前後の腰椎照射部位と非照射部位の比較で、照射部位の骨塩量の低下している患者と、ほとんど変化しない患者が混在した。骨塩量の変化と放射線の照射線量の間にも有意の関連は認めなかった。しかし、照射後骨塩量の低下する患者があることから、その機序の解明のため、マウスの骨組織より作成した骨芽培養細胞3種に放射線照射を行ない、照射線量と細胞の生存率の関係を求めた。さらに、培養細胞に50%、10%、1%の細胞生存率が得られる線量を照射し、照射直後、12、24、48、96時間後に、細胞中のATP活性を定量した。骨芽細胞由来の培養細胞は、通常の線維芽細胞と同様の放射線感受性を示した。これらの細胞の細胞中のATP活性を測定したが、放射線照射による変化は認められなかった。
色素-金属イオン複合化による多孔質電極への吸着促進と色素増感太陽電池の高効率化

酸化スズの多孔質電極の色素吸着の際に、色素溶液に酢酸亜鉛を添加するという簡便な方法で,酸化スズ/酸化亜鉛複合電極と類似の光電変換効率向上効果が得られることを明らかにし、この効果について以下の調査、検討を行った。1)酢酸亜鉛添加量の影響:調査した3種類の色素(EosinY,NKX-2677,N3)すべてにおいて、色素溶液に酢酸亜鉛を添加することで、短絡電流値が増加した。これは、酢酸亜鉛が色素吸着を促進したためである。一方、酢酸亜鉛の添加量が色素に対して過剰になると、短絡電流が減少する傾向が認められた。これは、酢酸亜鉛の過剰吸着による色素吸着量の減少および、励起色素から酸化スズ電極への電子注入速度が低下したためであると考えられる。開放電圧値については、酸化亜鉛添加量の増加とともに向上した。2)酢酸亜鉛処理方法の検討:酢酸亜鉛を色素溶液に添加するのではなく、酸化スズ電極を色素吸着工程の前後で酢酸亜鉛溶液に浸漬させることで、酸化スズ表面に酢酸亜鉛が吸着する効果を調べた。i)色素吸着工程の前に浸漬する前処理、ii)色素溶液に添加する同時処理、iii)色素吸着後に浸漬する後処理の3通りの方法で酢酸亜鉛処理を行った。その結果、未処理の酸化スズ電極に比べて、前処理と同時処理において、短絡電流値、開放電圧値ともに大幅に向上することがわかった。このことから、色素が酢酸亜鉛を介して酸化スズ電極表面に吸着することが、強く示唆される。また、前処理、同時処理、後処理のいずれの場合にも、開放電圧値が向上した。とくに、後処理の場合、酢酸亜鉛による色素吸着促進効果がないために色素吸着量が少ないために短絡電流値が低かったにもかかわらず、開放電圧が向上していることは注目される。これは、酸化スズ表面に吸着した酢酸亜鉛により、酸化スズ/色素/電解液界面における電荷再結合が抑制されたためではないかと考えられる。本研究では、ナノ多孔質SnO_2電極について、色素の吸着および太陽電池性能におよぼす効果について検討するとともに、酸化亜鉛(ZnO)短絡防止層の効果についても併せて調査した。1)SnO_2電極に対する酢酸亜鉛溶液による処理手順を変化させて、太陽電池性能を比較・検討した。その結果、未処理の電極に比べて、前処理と同時処理の電極は、色素吸着量の向上に伴いJsc(短絡電流)が増加した。この結果から、EosinY分子のSnO_2電極への吸着をZn(OAc)_2が促進していることは明らかである。また、Voc(開放電圧)については、未処理の電極に比べて、色素吸着量が向上した前処理、同時処理の電極の場合だけでなく、色素吸着量に変化がなかった後処理の電極の場合も増加した。この結果は、SnO_2表面にZn(OAc)_2が吸着することで、SnO_2から電解液への逆電子移動が抑制されたためだと考えられる。また、同時処理に比べ前処理の電極のVocは減少した。これは、SnO_2電極をZn(OAc)_2溶液に浸漬させた後にEosinY溶液に浸漬させる際、EosinY溶液にSnO_2表面に吸着していたZn(OAc)_2が溶け出した結果、逆電子移動を抑制する効果が減少したためだと考えられる。2)ナノ多孔質SnO_2電極を用いる色素増感太陽電池の性能は、ZnO短絡防止層を導入することにより、Voc,FF(形状因子)が向上し、全体として変換効率が改善する結果となった。

これに対して短絡防止層としてSnO_2やTiO_2を用いた場合は、ZnOの場合のような太陽電池性能の向上は認められなかった。この結果は、ZnO短絡防止層が適度な導電性を示すことに加えて、SnO_2やTiO_2に比べて軟らかい材料であることが影響していると思われる。すなわち、ZnO短絡防止層の上にナノ多孔質SnO_2電極を積層する際の塗布・焼成工程においてSnO_2粒子がZnO短絡防止層に部分的に侵入することで、ZnO短絡防止層が大きな抵抗となることなく、SnO_2表面における電荷再結合のみを抑制できたためであると考えられる。我々は酸化スズの多孔質電極の色素吸着の際に、色素溶液に酢酸亜鉛を添加するという簡便な方法で,酸化スズ/酸化亜鉛複合電極と類似の光電変換効率向上効果が得られることを見出し報告している。本研究では、この色素溶液への酢酸亜鉛添加効果および種々の方法による酸化スズ電極の酢酸亜鉛溶液処理効果について調査、検討した。まず、色素溶液への酢酸亜鉛添加量を変えて作製した色素増感太陽電池について調べた。その結果、調査した3種類の色素(EosinY,NKX-2677,N3)すべてにおいて、色素溶液に酢酸亜鉛を添加することで、短絡電流値が増加していることがわかった。これは、酢酸亜鉛が色素吸着を促進したためであり、事実酸化スズのみでは、ほとんど吸着しなかった色素でも、酢酸亜鉛を添加することで色素吸着量の大幅な増大が認められた。一方、酢酸亜鉛の添加量が色素に対して過剰になってくると、短絡電流が徐々に減少する傾向が見られた。これは、電極表面に酢酸亜鉛が過剰に吸着してしまい、色素吸着量が減少することおよび、色素が酢酸亜鉛層を介して酸化スズに吸着するために、励起色素から酸化スズ電極への電子注入速度が低下したためであると考えられる。開放電圧値については、酸化亜鉛添加量の増加とともに向上する傾向が認められた。以上、色素溶液に酢酸亜鉛を添加した効果は、酢酸亜鉛が酸化スズ電極表面に吸着することで生起すると考えられる。そこで、酢酸亜鉛を色素溶液に添加するのではなく、酸化スズ電極を色素吸着工程の前後で酢酸亜鉛溶液に浸漬させることで、酸化スズ表面に酢酸亜鉛が吸着する効果を調べた。1)色素吸着工程の前に浸漬する前処理、2)色素溶液に添加する同時処理、3)色素吸着後に浸漬する後処理の3通りの方法で酢酸亜鉛処理を行った。その結果、未処理の酸化スズ電極に比べて、前処理と同時処理において、短絡電流値、開放電圧値ともに大幅に向上することがわかった。このことから、色素が酢酸亜鉛を介して酸化スズ電極表面に吸着することが、強く示唆される。また、前処理、同時処理、後処理のいずれの場合にも、開放電圧値が向上した。とくに、後処理の場合、酢酸亜鉛による色素吸着促進効果がないために色素吸着量が少ないために短絡電流値が低かったにもかかわらず、開放電圧が向上していることは注目される。これは、酸化スズ表面に吸着した酢酸亜鉛により、酸化スズ/色素/電解液界面における電荷再結合が抑制されたためではないかと考えられる。
高度なデータ駆動型手法を用いた脳の予測メカニズムのモデリング

ヒトは過去の経験から未来に起こることを予測する.本研究では,そのような経験から予測する機能に関連する脳波成分を特定した.ヒトを実験対象とした脳波計測の結果,予測を行う脳内処理はP3aと呼ばれる脳波成分に反映されることが分かった.その一方,脳波成分の一つであるP3bは,予測と関連しない処理が反映されることが示された.この結果は経験を処理するために複数の脳内処理が存在することを示唆し,これはヒト学習機能の深い理解への手がかりになる.初年度は,脳波による脳の予測機能解明のために,観測脳波から予測に関連する成分を頑健に抽出する手法を開発した.具体的には,脳波から現在の刺激の推移発生確率を予測する問題を考え,予測精度によって抽出手法の評価を行った.開発した特徴抽出手法は以下である.まず,チャンネル×時間の行列として観測される脳波に対して,チャンネルの軸に対して空間的な構造(チャンネル電極間の距離情報など)を,時間の軸に対して時間的に相関構造を仮定した.これらの構造をグラフとして表現すると,あるチャンネル・ある時間に観測される脳波信号は,グラフ上の信号として表すことができる.このようなグラフ信号を処理するために,部分空間制約を用いた信号処理手法を提案した.部分空間制約は,抽出したい特徴成分や設計したいフィルタが,ある特定の空間内に存在することを制約する.ここで,ある特定の空間を,グラフから求めることで,グラフ構造を特徴抽出やフィルタ設計の過程に組み込むことが可能である.機械学習の分野で一般に用いられるノルム正規化と比べて,本研究で提案した部分空間制約は次の特徴を持つ:1)グラフで表される信号構造を処理に組み込むことができる,2)多次元配列に対して容易に適応可能である,3)正規化係数を決める必要がない.グラフとして脳の機能的接続性(脳活動の同期)を採用した.これにより予測精度を改善し,少ないサンプルでも頑健な特徴出が行えることを示した.初年度は,特徴抽出手法の構築が目標だったため,これは完了している.したがって,順調に進んでいると言える.平成28年度は,ヒトの予測を反映する事象関連電位と呼ばれる脳波成分(特にP300)の特性を調査した.2選択反応時間タスクと呼ばれるタスクを実験参加者に課して脳波計測を行った.実験参加者は,ある確率モデルにしたがって発生するイベントを観測し,イベントに合わせた応答を行う.ヒトが予測をうまく行えている場合,行動は最適化され,より早く,正確に応答できるようになる.本研究では,外部イベントの発生モデルとして,状態遷移を含むモデルを設定した.実験参加者の行動応答結果は,発生モデルによって説明可能であり,状態遷移を含むモデルに対して,ヒトは予測しながら行動を選択していることがわかった.さらに,発生モデルと脳波応答を,個人効果などを排除可能な一般化線形モデルによって解析した.その結果,P300におけるP3aとP3bと呼ばれる2つのサブコンポーネントが,異なるメカニズムを反映することを発見した.P3aは,脳内に予測モデルが構築される過程を反映していることが示唆された.また,P3bは,予測モデルが安定した後に,モデルによる予測と外部イベントに誤差が生じたときに発生する.これらの結果から,1.ヒトが状態遷移を含むモデルを脳内で構築する,2.発生モデルが時間によって変化しない場合,脳内モデル更新はある時点で収束する,3. P3bに反映される予測誤差は脳内モデルと直接は関係しない,ことを示唆した.また,脳波に対して,グラフフーリエ変換を用いたアーチファクト除去の開発を行った.提案方法は,主成分分析と独立成分分析を用いた方法と比べて,精度よくアーチファクトを除去できることがわかった.当初の計画の通り,信号処理手法の開発と脳波解析が進んでいる.前年度までの研究において,ヒトが外部事象を観測するさいに,脳内に内部モデルを構築すること,その構築の処理が脳波の事象関連電位の変化として観測されることを示した.これまでの解析では,事象の発生頻度をもとに内部モデルが構築されるという仮定のもと解析を行なったが,最終年度はこの過程を強化学習モデルによって説明することを試みた.実験では,参加者に要因推定と戦略学習の2つを同時に解くことが必要な課題を課した.そのときの行動選択が,要因に対する信用度を記述する信念と,報酬の期待値を記述する状態遷移関数が互いに協調して更新されるモデルによって,より良く説明できることを明らかにした.さらに,内部モデル更新のための予測誤差信号と事象関連電位との関連を,trial-by-trialな一般化線形モデルによって解析し,内部モデル更新に関する脳内処理を調査した.結果として,信念に関する誤差信号はフィードバック関連陰性電位(feedback-related negativity)に反映され,状態遷移関数に関する誤差信号はフィードバック関連陰性電位とP300に反映されることを分かった.行動と脳波の解析の結果は,2つの脳内処理が協調して内部モデルを構築することを示している.また,事象発生から300ms以内に発生するフィードバック陰性電位における信念予測誤差の効果は,内部モデルの更新が少なくとも300msで完了することを示唆している.これにより,時間解像度に優れた脳波を用いた計算論的解析によって,内部モデル更新の時間ダイナミクスの一部が明らかになった.ヒトは過去の経験から未来に起こることを予測する.本研究では,そのような経験から予測する機能に関連する脳波成分を特定した.ヒトを実験対象とした脳波計測の結果,予測を行う脳内処理はP3aと呼ばれる脳波成分に反映されることが分かった.

その一方,脳波成分の一つであるP3bは,予測と関連しない処理が反映されることが示された.この結果は経験を処理するために複数の脳内処理が存在することを示唆し,これはヒト学習機能の深い理解への手がかりになる.当初の計画通り,得られた特徴量と刺激系列に関する統計量の関係を明らかにする.具体的には,マルコフ連鎖を用いて刺激系列を発生させる.マルコフ連鎖において設定した推移確率と脳波特徴量の関係を明らかにする.平成28年度に行った研究をさらに発展させて,より複雑な状態遷移モデルを用いて脳波計測実験を行う.これによって,予測能力の精度,容量,速度を定量的に明らかにする.また,脳内の内部モデルに対して,ノンパラメトリックモデルを導入する.これにより,状態空間の大きさが分からない発生モデルに対して,内部モデルがどのように構築されるのかを明らかにする.認知科学H27年度に購入予定であった物品(脳波キャップ)の納品が遅れたため.平成28年度に購入予定でワークステーションの納期が遅れたため.また,今年度に参加予定であった国際会議参加を次年度に延期したため.H27年度に購入予定であった物品を納品されるため,今年度行う予定の研究計画と併せて実施する前年度に購入予定であった物品を購入し,今年度行う予定の研究計画と併せて実施する.また,前年度参加予定であった国際会議に参加する.
分極反転光変調技術を用いた高性能無線信号-光信号変換デバイスの開発

本研究では、"強誘電体の分極反転構造を利用した高速電気光学変調技術"を用いることにより、複数の無線信号を同時に受信し、かつ、到来方向ごとに分離して光信号に変換することのできる"高性能無線信号-光信号変換デバイス"を開発した。このデバイスは、・複数の無線信号を同時に受信して入射角度に応じて異なる光信号に分離可能・低誘導かつ低雑音、小型軽量で低消費電力・大容量空間多重無線通信システムへの適用が容易という優れた特長を持つものである。ミリ波40GHz帯で動作するデバイスの動作解析、設計、試作実験を行い、その基本動作確認実験に成功した。隣接する空間多重チャネル間の光信号としての分離比は13dBを、光信号をミリ波信号に再変換した後のC/ Nは25dBを得た。本研究は、"強誘電体の分極反転構造を利用した高速電気光学変調技術"を用いることにより、複数の無線信号を同時に受信し、かつ、それらの無線信号を到来方向ごとに分離して異なる光信号に変換することのできる"高性能無線信号一光信号変換デバイス"を開発することを目的とする。本年度は下記の成果を得た。・まず、プロトタイプデバイスとして、15GHz帯の無線信号を分離することができるデバイスの設計を行った。光波の動作波長は1.55μmとした。また、アンテナ電極として、マイクロストリップパッチアンテナとコプレーナー共振型電極を接続させた構成を用いることとした。・次に、設計に基づき、プロトタイプデバイスを作製した。基板にはタンタル酸リチウムを用いて、光導波路はアニールプロトン交換法を、アンテナ電極はAl蒸着とフォトリソグラフィーを用いて作製した。・試作したデバイスの基本動作実験を行い、15GHz帯無線信号を照射すると光波を直接変調できること、分極反転構造により無線信号-光信号変換の指向性を制御できることを実証した。・さらに、試作したデバイスに、空間多重された2つの15GHz帯無線信号を同時に照射したところ、それらの無線信号を到来方向別に分離して、異なる光信号に変換できることを確認した。・最後に、大容量通信が可能な60GHz帯無線通信システムのための無線信号-光信号変換デバイスの動作解析および設計を行った。高い信号分離比を得るための分極反転構造についての詳細な検討を行い、光波の走行時間による位相ずれの効果を考慮することで、到来角が10度ずつ異なる60GHz帯無線信号を分離比15dB以上で分離できる可能性を明らかにした。本研究は、"強誘電体の分極反転構造を利用した高速電気光学変調技術"を用いることにより、複数の無線信号を同時に受信し、かつ、それらの無線信号を到来方向ごとに分離して異なる光信号に変換することのできる"高性能無線信号-光信号変換デバイス"を開発することを目的とする。1.昨年度の研究成果をベースとして、40GHz帯の無線信号を分離することができるデバイスの動作解析と設計を行った。動作光波長は1.55μm帯とし、マイクロストリップ平行結合線路を用いた共振型電極とパッチアンテナとを直結したアンテナ電極構成を用いた。2.設計に基づき、プロトタイプデバイスを作製した。不要な共振モードの影響を避けるため、基板には0.25mm厚のタンタル酸リチウム結晶を用いた。光導波路の作製にはアニールプロトン交換法を、アンテナ電極の作製にはAl蒸着とフォトリソグラフィーを用いた。3.試作デバイスの基本動作実験を行った。試作デバイスの上方から40GHz帯無線信号を照射したところ、40GHz帯無線信号が光信号に変換されることを確認した。試作デバイスは設計どおりの周波数特性、距離依存性、偏波依存性を示した。また、分極反転構造を調節することで無線信号-光信号変換における指向性を制御できること、空間多重40GHz帯無線信号を到来方向別に分離して異なる光信号に変換できることを確認した。信号分離の際の消光比は13dBを得た。デバイス設計・作製条件の最適化により、さらなる消光比向上が期待できることも明らかにした。4.変換された光信号を光フィルターと光増幅器で処理した後、高速フォトダイオードで検波することで、無線信号に再変換できることを実証した。再変換された信号のC/N比は25dBを得た。(1)昨年度、一昨年度の研究成果をベースとして、60GHz帯の無線信号を分離することができるデバイスの動作解析と設計を行った。

動作光波長は1.55μm帯とし、マイクロストリップ平行結合線路を用いた共振型電極とパッチアンテナとを直結したアンテナ電極構成を用いた。(2)設計に基づき、デバイスを作製した。不要な共振モードの影響を避けるため、基板には0.25mm厚のニオブ酸リチウム結晶を用いた。光導波路の作製にはアニールプロトン交換法を、アンテナ電極の作製にはA1蒸着とフォトリソグラフィーを用いた。(3)試作デバイスの基本動作実験を行った。試作デバイスの上方から60GHz帯無線信号を照射したところ、60GHz帯無線信号が光信号に変換されることを確認した。試作デバイスは設計どおりの周波数特性、距離依存性、偏波依存性を示した。(4)無線信号-光信号変換における効率向上のために、2つのパッチアンテナを用いたダブルアンテナ電極構成デバイスを考案した。電磁界シミュレーションにより、変換効率が約4倍向上する可能性があることが分かった。さらに、アンテナ部分のみを低誘電率材料基板を用いた構成についても考察を行い、石英ガラス基板を用いた場合では、ニオブ酸リチウム基板の場合に比べて、アンテナ面積が約10倍になることを明らかにした。
分泌過程におけるRab27Aエフェクターのヒエラルキー解析

低分子量G蛋白質RabはGTPと結合している活性化型、GDPと結合している不活性化型の二つのフォームをとり、活性化型のGTP-Rabはエフェクターと呼ばれる下流の標的因子と結合することで機能を発揮する。近年、Rabエフェクターの同定が進み、幾つかのRabに関しては複数個のエフェクター分子が報告されるようになってきた。ところが、これらのエフェクター同士の機能的な相関(エフェクター同士が独立して機能するのか、連続して機能するのか、それとも協調して機能するのか)はこれまでほとんど解明されていない。本研究課題では、調節性分泌を制御すると考えられているRab27Aに焦点を当て、生化学・細胞生物学的手法及び全反射顕微鏡を用いた分子イメージング法によりPC12細胞からのホルモン分泌あるいは耳下腺からのアミラーゼ分泌における複数のRab27Aエフェクターのヒエラルキーを解明することを目指した。これまでの研究で、PC12細胞においては二種類のRab27Aエフェクターが内在性に発現していること、ラブフィリン(rabphilin)分子は細胞膜上のSNAP-25と結合することによりホルモン顆粒の細胞膜への繋ぎ止めとホルモン分泌を促進すること、Slp4-a/granuphilin-a分子はMunc18-1/syntaxin-1と複合体を形成することによりホルモン顆粒を細胞膜につなぎ止めるがホルモン分泌は抑制することを突き止めた。また、耳下腺からのアミラーゼ分泌においてはNoc2というRab27Aエフェクター分子が機能することも明らかにした。低分子量G蛋白質RabはGTPと結合している活性化型、GDPと結合している不活性化型の二つのフォームをとり、活性生化型のGTP-Rabはエフェクターと呼ばれる下流の標的因子と結合することで機能を発揮する。近年、Rabエフェクターの同定が進み、幾つかのRabに関しては複数個のエフェクター一分子が報告されるようになってきた。本研究課題では、調節性分泌を制御すると考えられているRab27Aに焦点を当て、生化学・細胞生物学的手法及び全反射顕微鏡を用いた分子イメージング法によりPC12細胞からのホルモン分泌あるいは耳下腺からのアミラーゼ分泌における複数のRab27Aエフェクターのヒエラルキー一・・を解明することを目的としている。本年度は、PC12細胞に内在性に発現しているRab3A/Rab27Aエフェクター・ラブフィリン(rabphilin)に焦点を当て解析を行った。その結果、ラブフィリンはC2Bドメイン内に存在するポリリジンの配列を介して細胞膜上に存在するSNAP-25分子と直接結合することによりホルモン顆粒を細胞膜に繋ぎ止め、ホルモン分泌を促進することが明らかとなった(J.Neurochem.(2007)100:770-779)。
音パターン認識機構の解明を目指した神経活動の同期性のモデルを用いた解析

本研究の目的は,動物実験により「神経細胞群が同期して発火することで,一時的な神経集合体を形成し,まとまった知覚を生み出す」という仮説をヒトの脳について検証することである.ここでは聴覚刺激を用いて,どのような刺激に対して,皮質のどの部位の間にどのような同期現象が生ずるか,ということを中心に研究を進めた.まず,正常な脳磁界で比較的同期現象が起きやすいことで知られるガンマ波(30-80Hz)帯域に着目した.このとき聴覚刺激としてチャープ音を頻度40回/sで与えると,よりガンマ波が刺激に位相同期することが知られている(聴性定常応答).この聴性定常応答の位相同期の定量的評価を目的として,聴性定常応答の位相変化に対して,微分方程式モデルを適用する.このモデルは,粘性流体中で熱擾乱を受ける微小荷電粒子の電界による回転運動などを記述する方程式と同一で力学系において引き込み現象の記述にも使われる.まずモデルの妥当性を検討するため,刺激の強度を変化させたときのモデルの刺激に関連するパラメータの変化を調べた.その結果,強度が増すに従って,そのパラメータも増加したことから,モデルの妥当性が伺える.次に言葉や音楽を聴くときには,音に対する注意を喚起することが必要であるが,このモデルのパラメータと注意の喚起の関連を検討し,注意によりモデルの刺激の強さに関連するパラメータが増加を示した.このことから,音に注意することにより音から受ける強さは変化することがわかった.現在は,このモデルを使用して脳の領域間の同期性に着目し検討している.本研究の目的は,動物実験により「神経細胞群が同期して発火することで,一時的な神経集合体を形成し,まとまった知覚を生み出す」という仮説をヒトの脳について検証することである.ここでは聴覚刺激を用いて,どのような刺激に対して,皮質のどの部位の間にどのような同期現象が生ずるか,ということを中心に研究を進めている.まず正常な脳磁界で比較的同期現象が起きやすいことで知られるガンマ波(30-80Hz)帯域に着目した.このとき聴覚刺激としてチャープ音を頻度40回/sで与えると,よりガンマ波が刺激に位相同期することが知られている(聴性定常応答).この聴性定常応答の位相同期の定量的評価を目的として,聴性定常応答の位相変化に対して,微分方程式モデルを適用する.このモデルは,粘性流体中で熱擾乱を受ける微小荷電粒子の電界による回転運動などを記述する方程式と同一で力学系において引き込み現象の記述にも使われる.まずモデルの妥当性を検討するため,刺激の強度を変化させたときの,モデルの刺激に関連するパラメータの変化を調べた.その結果,強度が増すに従って,そのパラメータも増加したことから,モデルの妥当性が伺える.次に言葉や音楽を聴くときには,音に対する注意を喚起することが必要であるが,このモデルのパラメータと注意の喚起の関連を検討した.その結果,注意によりモデルの刺激の強さに関連するパラメータが増加を示した.このことから,音に注意することにより音から受ける強さは変化することがわかった.現在は,このモデルを使用して脳の領域間の同期性に着目し検討している.本研究の目的は,動物実験により「神経細胞群が同期して発火することで,一時的な神経集合体を形成し,まとまった知覚を生み出す」という仮説をヒトの脳について検証することである.ここでは聴覚刺激を用いて,どのような刺激に対して,皮質のどの部位の間にどのような同期現象が生ずるか,ということを中心に研究を進めた.まず,正常な脳磁界で比較的同期現象が起きやすいことで知られるガンマ波(30-80Hz)帯域に着目した.このとき聴覚刺激としてチャープ音を頻度40回/sで与えると,よりガンマ波が刺激に位相同期することが知られている(聴性定常応答).この聴性定常応答の位相同期の定量的評価を目的として,聴性定常応答の位相変化に対して,微分方程式モデルを適用する.このモデルは,粘性流体中で熱擾乱を受ける微小荷電粒子の電界による回転運動などを記述する方程式と同一で力学系において引き込み現象の記述にも使われる.まずモデルの妥当性を検討するため,刺激の強度を変化させたときのモデルの刺激に関連するパラメータの変化を調べた.その結果,強度が増すに従って,そのパラメータも増加したことから,モデルの妥当性が伺える.次に言葉や音楽を聴くときには,音に対する注意を喚起することが必要であるが,このモデルのパラメータと注意の喚起の関連を検討し,注意によりモデルの刺激の強さに関連するパラメータが増加を示した.このことから,音に注意することにより音から受ける強さは変化することがわかった.現在は,このモデルを使用して脳の領域間の同期性に着目し検討している.
在宅認知症高齢者の状態像からみたサービス内容推定法に関する研究

今年度は、A県B市にあるC法人より、居宅介護サービス利用者に対する認知症の生活機能障害に係わるアセスメントツールであるDASCを2か月ごと4回と2年後の計5回収集したデータの分析を行った。分析にあたって、1回目調査から4回目調査すべてにデータの有った1,096件のデータを抽出し、4回分のデータを結合した分析ファイルを作成した。その後、2年度の状況を追跡したデータを追加した717件のデータを作成した。これらの基本属性を明らかにした後、各調査時におけるDASCのアセスメントおよびスコア、介護サービスの利用状況を分析した。2か月ごとのDASC SCOREの経年的な変化をみると、変化なしの割合が調査時間が経過するごとに上昇していたことから、介入早期の方が生活機能の変化が起こりやすいことが推察された。また、2か月の変化状況(改善・維持・悪化)ごとに2年後の生活機能を見てみると、改善群が最も機能の維持が見られた。一方で属性ごとのDASC SCOREの経年的な変化をみると、要介護度別の変化をみると、要介護1以上については有意にSCOREの上昇が見られるが、要支援2については、有意にSCOREの減少が見られている。これらの結果は比較的状態像が軽い高齢者については、居宅介護サービスを利用することで生活機能障害が改善されていると推察された。このことは、言い換えると、機能障害の改善を促すためには、認知症に係わる生活機能障害に関するアセスメントの実施による早期介入の仕組みがより重要であるということであり、介護サービス事業者においても今回の研究で用いたDASC等によって経時的に認知症に係わる生活機能障害に関するアセスメントを実施し、その変動をモニタリングしていくことが有効であるのではないかと考えられた。本研究では、認知症高齢者が自宅で生活できる条件を明らかにするために、認知症高齢者の状態像(BPSD症状の有無、心身及び生活機能レベル等)別に利用されているサービス受給の違いから状態像に応じたサービスパターンを導き、認知症高齢者の状態像やその症状のステージ等の特徴から提供すべきサービス内容を推定する方法を検討することを目的とした研究を行っている。平成28年度の研究においては、まず、X市における平成28年6月時点の全要介護認定者の要介護認定データおよび介護給付データを収集し、これらデータの関連性を分析する29893名分の分析データベースを作成した。このデータベースを用いて、以下のような分析を行った。1認知症の有無別に認定データを比較し、認知症高齢者の特徴に関する分析。2認知症有り群の給付データから、介護サービス受給パターンを分析。3認知症の有無別に2種類のデータに分け、双方の介護サービス受給パターンの違いを分析。4認知症の特徴と受給パターンの関係性を分析。この結果、在宅生活を送る要介護高齢者の認知症あり群は、認知症なし群と比較し、小規模多機能型居宅介護や短期入所生活介護といったサービスを多く利用していることが明らかになった。こうした要介護認定データと介護給付データの分析による分析の方法論の検討は、現在厚生労働省で推進される「科学的介護」の検討に資するものであり、その意義が大きいものと考えられる。研究計画に上げた通り、解析を進めているため。平成29年の研究においては、まずN県における平成21年4月から平成29年8月までの491,262件の認定データ、平成29年4月から8月まで701,214件の給付データを入手し、5カ月の給付分析期間の認定と給付の突合データを被保険者で名寄せし、給付情報と同じ要介護度の認定情報が突合されている280,060件のデータベースを作成した。このデータベースを用いて、今回認定、前回と今回認定、今月給付、前月と後月認定と給付の4種類のデータに対して分析を行った。また、認定の中間評価項目のグループ、給付のサービス集計区分の組合せに着目して分析した。さらに前回と今回がそろった211,756件のデータベースを作成し、中間評価項目グループの改善・悪化の遷移を分析した。グループの遷移の組合せは、理論的には約百万組合せ(1024×1024)であるが、実際に発生していたのは、37,520種類であった。また、その中の上位50グループで全体の上位20%を占めていることが明らかとなった。これら研究により、中間評価項目のグループの遷移は、認知症高齢者を含む要介護高齢者の状態の改善・悪化を捉える上で、有効であることが明らかになった。

2か月ごとのDASC SCOREの経年的な変化をみると、変化なしの割合が調査時間が経過するごとに上昇していたことから、介入早期の方が生活機能の変化が起こりやすいことが推察された。また、2か月の変化状況(改善・維持・悪化)ごとに2年後の生活機能を見てみると、改善群が最も機能の維持が見られた。一方で属性ごとのDASC SCOREの経年的な変化をみると、要介護度別の変化をみると、要介護1以上については有意にSCOREの上昇が見られるが、要支援2については、有意にSCOREの減少が見られている。これらの結果は比較的状態像が軽い高齢者については、居宅介護サービスを利用することで生活機能障害が改善されていると推察された。このことは、言い換えると、機能障害の改善を促すためには、認知症に係わる生活機能障害に関するアセスメントの実施による早期介入の仕組みがより重要であるということであり、介護サービス事業者においても今回の研究で用いたDASC等によって経時的に認知症に係わる生活機能障害に関するアセスメントを実施し、その変動をモニタリングしていくことが有効であるのではないかと考えられた。追加データを収集し、今年度の分析結果を基に、要介護高齢者の状態の変化と介護サービスの利用の関係性について分析を行うと共に、介護給付の分類より詳細な介護サービスの具体的な提供内容と認知症高齢者の状態像の関連について分析を実施していく予定である。今年度作成した各種データベースを基に、認知症高齢者の心身状態の変化について中間評価項目得点のグループの遷移に着目して更なる分析を行なうとともに、この変化に介護サービスの利用がどのような影響を与えているか、中間評価項目得点のグループの遷移とサービス集計区分の組合せの関連性を分析することで検討を進める予定である。今年度は、3,442円次年度に繰り越すことになったが、今年度作成したデータを用いた分析結果の公表に際しての論文投稿料や英文校閲費として、これまで執行が少ない「その他」費用として執行予定である。また、今年度も引き続き研究打ち合わせとして旅費、研究補助者として謝金を計上しており、計画通りに執行を予定している。
セリウム触媒によるDNAの位置特異的切断とそれを利用した遺伝子操作

我々は、これまでにCe(IV)/EDTAが二本鎖DNAに比べて一本鎖DNAを遥かに効率よく加水分解することを報告している。また、この気質特異性とPNAが二本鎖DNAに塩基配列特異的にインベーションすることを利用して、二本鎖DNAを望みの位置で特異的に切断することに成功している。この人工制限酵素(ARCUT)によるDNAの位置特異的切断を利用して、プラスミドDNAを遺伝子操作することによりキメラタンパクを構築することもできる。本研究では、プラスミドDNAよりもさらに巨大なバキュウロウイルスゲノム(130kb)を目的の位置で特異的に切断することを試みた。バキュウロウイルスゲノムは、pBR322プラスミドDNAの切断ターゲットとしていた配列を、Bac-to-Bac法によりバクミド内に組み込み、ターゲット配列を有するバキュウロウイルスゲノムを得た。ARCUTによる切断実験では、バキュウロウイルスゲノムにPNAを加え、50°Cで3hインキュベートした後、Ce(IV)/EDTAを加えて切断反応を行った(37°C、48h)。切断反応後、EDTPOにより切断反応を停止し、EcoRVにより酵素処理を行った。これにより、目的の位置でバキュウロウイルスゲノムが切断されている場合には1.3kbpのDNAバンドが確認できる。切断の評価は電気泳動後、サザンブロッドで行った。その結果、末端にリン酸基を有しないPNAを使用した場合には、目的位置での切断が確認できないのに対し、末端にリン酸基を有するPNAを使用すること、目的位置に特異的に切断することができた。以上より、バキュロウイルスゲノムのような巨大DNAであっても、本研究のARCUTは有効に働くことが示された。どんなに巨大なDNAであっても望みの位置で選択的に切断できる技術の開発は、今後のバイオテクノロジーの発展において必要不可欠である。我々はこれまでに、DNAの目的部位にギャップ構造を形成させることで、Ce(IV)/EDTAにより任意の位置を選択的に加水分解することに成功している。将来的なツールとして用いるには、巨大な遺伝子に対しても目的の位置で選択的に切断し、損傷することなく望みの外来DNAと結合できることが重要である。そこで本研究では、長鎖DNAを対象としたCe(IV)/EDTAによる切断を利用した遺伝子組換えを検討した。GFP(緑色蛍光タンパク)遺伝子をCe(IV)/EDTAにより特定の位置で切断し、外来DNA断片と結合することによりBFP(青色蛍光タンパク)遺伝子に組み換えることを試みた。GFPとBFPではアミノ酸配列が蛍光発色団を形成するアミノ酸を含む3ヵ所のみ異なっている。基質DNAはGFP遺伝子をコードするプラスミドより非対称PCRにより調製し、切断部位は発色団を形成するアミノ酸の遺伝子領域とした。異なる3つのアミノ酸はいずれも切断部位より3'側に含む。また外来DNAはBFP遺伝子より調製し、鋳型DNAを利用してリガーゼにより結合した。その後、シークエンサーによる塩基配列決定により目的の組換えDNAが得られたことが確認できた。また、組み換えDNAのタンパク発現実験を行った結果、BFPが正常に発現されることも確認した。このように、本系の人工制限酵素は長鎖DNAを望みの位置で切断し目的の組み換えDNAを得ることができる。また、得られた組み換えDNAは正常にタンパク質発現を行うことができることから、遺伝子操作中に塩基の欠失や変異といった予期しない副反応が生じないことがわかった。
日中現代社会における「伝統」の復興・創造の社会人類学的比較研究

共同研究「日中現代社会における『伝統』の復興・創造の社会人類学的比較研究」は、2001年11月から開始された。なかでもわれわれは、日中両国の社会組織に焦点を充てたが、その過程で関連する他の文化要素についても比較研究を行ってきた。日中両国の特徴的な社会組織といえば、日本本土の「同族」と沖縄の「門中」、中国の「宗族」だった。2002年3月には、長野県小諸市にて実態調査を行い、結果同族が今も支配的な関係になっており、起源は江戸期にも及ぶことが分かった。しかし230年前の墓地の共同化により、林立していた同族が新しい墓地を焦点に統合・強化されており、「伝統」の創造が顕著だった。2002年夏、われわれは比較のため沖縄中部金武町の「門中」と、中国広東省北部梅州客家人の「宗族」について共同調査した。両地域はそれぞれ太平洋戦争と文革による文化の断絶を経験しており、その後の「伝統」の復興が顕著だった。人びとはそれぞれ近代以前からの「伝統」の継続を意識しており、大戦や文革後の「伝統」の復興について語ったが、その実「門中」はここ十数年における「創造」になる集団が多数であり、「宗族」も改革開放政策以後に創られた集団があることがわかり、かつ民系さえ創造の過程を経ていることが判明した。さらに比較のため2003年には、地域関係を重視している千葉県富山町と、中国との歴史的関係の深い沖縄県久米島を補足調査をした。結果、富山町は過疎化により社会組織が崩壊状態にあり、また久米島は中国の影響を今日も保持し続ける祭祀が行われているなどの新たな状況が判明し、復興しない「伝統」や自文化を起源としない「伝統」など、いまだ唱えられていない「伝統」の実態が明らかになった。1.関連文献の収集と整理平成14年度の研究活動として、昨年度および今年度の調査に必要な日本(本土・沖縄)と中国の、主として社会組織に関する日本文献を収集し、データベース化を行った。2.調査活動平成14年3月1日14日、東北日本型と予想される同族の伝統調査のため、長野県小諸市山間部の農村を共同調査した。定説とは異なり、以前の土地分与に基づく本分家関係ではなく、火葬化に伴う墓造営ほかの宗教的な活動が同族を支えていることが判明した。今年度はまず、平成14年7月17日27日、沖縄本島金武町屋嘉を共同調査した。当地もまた定説とは異なり、大戦期を挟んで以前盛んでなかった門中化=関係の父系化が進行しており、新たな伝統が創造されていることを発見した。ついで、平成14年8月22日9月4日、中国広東省北部梅州客家(ハッカ)地区を共同調査した。漢民族の民系である客家人は中国北部からの移民だという伝統を伝えているが、大部分の客家人は土着民族の客家人化によって生じたことが判明した。最後に、日本西南型同族の伝統調査のため、千葉県富山町平群地区を共同調査した。当地は同族よりも地縁関係が強く、近年新たな地縁集団が生じて伝統を刷新していることが分かった。3.調査成果のまとめと発表上記各地域の調査成果は、パソコンやカードによりデータベース化を行い、文献により比較作業を行った。と同時に「沖縄タイムス」新聞を始め、数々の単行本・学会誌・市販の雑誌等に成果を公表した(研究発表の項参照)。さらに東京都立大学、東京大学、慶応大学、明治大学、東洋大学、中国中山大学などで口頭発表を行った。さらなる成果もまた、いまなお執筆中である。
NIRSを用いたマインド/ブレインーヒューマン・インターフェースの開発

言語性コミュニケーションが不可能で、かつ行動や表情からは感情をくみ取ることができない患者のQOL向上を目指して、NIRSを用いた脳活動計測から快・不快感情を理解することができる"マインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェース"の開発のための基礎研究を行い、快・不快感情の生成・制御に外側前頭前野が重要な役割をになうことを明らかにした。本研究は、言語性コミュニケーションが不可能で、かつ行動や表情からは感情をくみ取ることができない患者のQOL向上を目指して、脳活動計測から快・不快感情を理解することができる"マインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェース"の開発を目的とする。このシステムを開発するためには、感情の神経基盤を明確にする必要があり、感情の機能的神経解剖については、電気生理学的手法を用いた動物実験や病巣研究に加えて、最近はPETやfMRIなどによる神経機能イメージング研究によって明らかにされてきた。しかし、これらの神経機能イメージング法は、装置の特性から感情の神経機構解明に必ずしも最良の方法とは言えず、また、医療・介護の現場で手軽に用いることができない。一方、近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)は、ベッドサイドでリアルタイムの計測が可能な新しい脳機能イメージング法であり、"マインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェース"に適切な計測技術と思われる。NIRSは外側に面する大脳皮質しか計測することができないが、外側前頭前野は扁桃体や前帯状回など感情生成に重要な領域からの入力を受けており、近年、感情制御の場としても注目されている。また、前頭極は、自身の考えや感じを内省評価する時に活動するという説があり、申請者らは先行研究で、前頭極は感情生成の場ではないが、感情誘発に用いた情動画像を見ることによって生じた様々な思考プロセスに関与していることを見出した。今年度は外側前頭前野の感情制御機構における役割をNIRSで検討し、さらにfMRIを用いてその他の脳領域の活動状態も調べた。NIRS計測から腹側外側前頭前野は不快感情生成に関与しており、快感情は外側前頭前野の脳血流低下を伴うことを明らかにした。fMRI計測結果はNIRS計測結果を支持し、さらに扁桃体や前帯状回なども感情生成に関与することを明らかにした。近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)は、ベッドサイドでリアルタイムの計測が可能な新しい脳機能イメージング法であり、"マインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェース"に適切な計測技術と思われる。一方、視覚野の反応がきわめて強く、知覚刺激の種類と感情に密接な関係があることを示唆された。分担研究者の京都大学・精山はNIRSを用いた快情報に基づくリアルタイム・バイオフィードバック計測システムを構築し、平成22年7月9日8月22日まで京都国立近代美術館において鑑賞者参加型の研究展示を行い787名の一般参加者の協力を得て、「音」や「光」に対する「快」を作り出すための情動計測に成功した。(読売(2010年7月3日夕刊)と日本経済新聞(2010年8月4日夕刊))。なお、fMRIでは上記研究を行うための予備実験として星らの提唱する前頭葉の快・不快検出部位が正しいことを確かめた。また、前頭極は、自身の考えや感じを内省評価する時に活動するという説があり、申請者らはこれまでのNIRS研究から腹外側前頭前野が不快感情の生成制御に関与していることを見出した。

今年度は、fMRIを用いてその他の脳領域の活動状態も調べ、扁桃体・視覚野・外側前頭前野では、脳活動と感情価との間に負の相関が認められ、また、右側BA47がこれらの領域に対して不快感情表出の完全媒介領域であることを明らかにした。従って、腹外側前頭前野は不快感情の生成制御部位であると考えられた。一方、快感情については、NIRSでは左背側前頭前野で血流減少が認められたが、fMRIでは特異的な脳活動変化が検出されなかった。しかし、MEGを用いて直感的に生じる快感情に関与する脳領域の検出を試みたところ、眼窩前頭皮質が関与していることを突き止めた。分担研究者の陳グループは、NIRSを用いた別の先行研究での結果に基づいて、小児における感情研究としてまず行動指標の解析を行った。精山グループは、音や光に対する快を作り出すためのバイオフィードバックシステムを構築し、NIRSが画像認識における強い快・不快の情動検出だけではなく、音や光といった抽象的な刺激による情動変化の検出にも適用しうる可能性があることを見出した。
食事バランスガイドの普及を通じたアクティヴ・ライフの推進

本研究の目的は、食事バランスガイドの普及効果を明らかとし、食事バランスガイドによる健康増進の具体的な方策を提案することである。平成22年度は、食事バランスガイドを認知することが食行動の改善に効果があるかどうかを縦断的に検討した。本研究は縦断研究である。2007年と2009年に、社会調査会社の登録モニターを対象にインターネット調査を実施した。調査項目は、食事バランスガイドの認知の有無と、実践している食行動を調査し、2007年から2009年にかけてのそれぞれの経時変化を検討した。その結果、2007年ですでに食事バランスガイドを認知していた者は、認知していなかった者と比較して、健康的な食行動を多く実践していた。また、2007年から2009年の間に、新たに食事バランスガイドを認知した者の食行動は有意に改善されていた。一方、2007年と2009年の両時点において、食事バランスガイドを認知していなかった者の食行動は改善されておらず、食事バランスガイドを認知していた者と比較して、健康的な食行動の実践が少なかった。このことから、食事バランスガイドを認知することは、食行動を改善する効果があることが示唆された。よって、国民に食事バランスガイドを認知させることは健康的な食生活の促進につながると考えられる。しかし、健康的な食行動の実践が不十分な者には、食事バランスガイドが認知されていないことが示された。そのため、食行動の不十分な集団が食事バランスガイドを認知することができるような普及戦略を開発していくことが求められる。平成21年度は、食事バランスガイドの普及効果を解明するために、社会調査会社に登録されている成人モニターを対象にアンケート調査を実施し、食事バランスガイドの普及効果モデルの検討を行った。その結果、食事バランスガイドを認知することが、食行動の向上およびBMIと腹囲の減少に影響しているというモデルが検証された。このことから、食事バランスガイドは我が国の健康増進において有用な情報媒体であることが解明され、食事バランスガイドを普及し、その認知を高めることが重要であることが示された。しかしながら、食事バランスガイドの認知状況は十分に検討されておらず、肥満や運動不足といった健康増進にリスクを抱える対象者が食事バランスガイドを認知しているかどうかは明らかとされていない。そこで、食事バランスガイドの認知状況と人口統計学的変数(性別、年齢、学歴、職業の有無、BMI、腹囲など)および身体活動量を調査した。その結果、食事バランスガイドを認知していない特定の集団(男性、内臓脂肪蓄積者、高学歴、有職者)が潜在しており、男性であることと身体活動量が低いことが食事バランスガイドの認知に悪影響を及ぼしていることが示めされた。食事バランスガイドの普及による健康増進を推進していく上で、男性や身体活動量が低い対象集団をターゲットした普及強化が必要であることが明らかとなった。
高齢者介護施設におけるスピーチロック廃止に向けたチェックノートの開発

介護保険関連施設等で介護職員がスピーチロック(言葉による抑制)や不適切ケアをしていないか、自身で確認できるチェックノートを開発する。施設内でのスピーチロックに対する認識や教育体制などが施設によって異なり、職員は介護や業務に追われ、ケアへの適切な判断が困難な状況に陥っている現状がある。職員がスピーチロックを理解し、よりよい介護の実践を目指すために、スピーチロックに関する調査結果を基に施設での取り組み例やスピーチロックの実態などのアンケート調査を通し、スピーチロック廃止のためのチェックノート(起こりやすい事例及びチェックリスト)を作成する。また、研修会でチェックノートを使用し、効果を検証する。
好中球プログラム細胞死をターゲットにしたANCA関連腎炎の新規治療開発

ヒトMPOを異種の野生型WKYラットに免疫することで誘導するMPO-ANCA関連血管炎モデル(Little MA, et al. Am J Pathol. 2009)は,免疫14日後からMPO-ANCAの産生とともに30日以降に腎炎や肺出血を起こすとされ、既報に基づいて免疫操作を行い、一部の活性物質など改変して血管炎のモデルを樹立することができた。このモデルでは病理学的には腎炎や肺出血が見られ、臨床所見として血尿がみられた。また細胞死を示すTunel染色でも陽性細胞が同定され、血管炎病態に壊死が起こっていることが確認された。今後は、このモデルを用いてプログラムネクローシスに関連する分子をターゲットに治療を行う予定である。ANCA関連腎炎は壊死性半月体形成性糸球体腎炎や肺出血を呈する重篤な疾患であり、近年強力な免疫抑制治療により寛解導入率は向上してきたが、治療関連感染症死が60%と非常に多いため、依然として予後は不良であり,特異的な治療の開発が必要である。本疾患の病態は、病原性自己抗体であるANCAが,好中球を活性化し全身の微小血管を傷害することで多臓器不全を引き起こす病態が想定されているが、実際好中球がどのように活性化され、血管の炎症と障害がどのように起こるかは不明な点が多い。我々は先行研究において好中球プログラム細胞死の1つであるNeutrophil Extracellular Traps(NETs)の制御異常が本疾患の病態に密接に関与する事を報告した.壊死の中心はこのNETsが本体であると予想しており、NETs誘導分子と想定しているいくつかの分子を治療標的として検討し、またこの現象をex vivoでも検証する予定である。モデル動物の評価などに時間を要したため時間は経過しているが想定の範囲内で進行している。動物実験では、上記のモデルを用いてプログラムネクローシスに関連する分子をターゲットに治療を行い、ex vivoでは、好中球や培養細胞を用いてプログラムネクローシス関連分子の遺伝子的操作や阻害薬でANCAによる好中球細胞死の機序を検討する。