hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子宮内膜症幹細胞の探索と分子標的治療に向けた基礎的研究

子宮内膜症の元となる幹細胞を同定するために、卵巣子宮内膜症の手術検体から上皮細胞、間質細胞を純化し、培養を行った。これらの細胞にTERT, cyclinD1, CDK4の発現ベクターを導入して不死化細胞株を樹立し、これらに対して組織幹細胞マーカー、癌幹細胞マーカーとして知られる各種分子抗原を指標としたフローサイトメトリー解析を行い、各々のマーカーを発現する細胞を単離し、細胞のcharacterizationを行った。その結果、CD44陽性細胞は有意に浸潤能が亢進し、高率にsphere形成能を認めた。これらのことからCD44陽性細胞が幹細胞性格を有する細胞集団を含んでいる可能性が示唆された。我々が樹立した子宮内膜症上皮不死化細胞において、様々なマーカーにより幹細胞性質を有する細胞集団をFACS-sortingにて回収し、幹細胞性質の確認を行いつつある。幹細胞性質の確認は、clonogenic assayあるいはsoft agarでのコロニー形成などを試行している。さらには上皮、間葉系への分化能を各々の分化マーカーを用いて解析中である。一方、樹立した子宮内膜症上皮不死化細胞では、これに様々な癌遺伝子の導入、または癌抑制遺伝子の不活化操作を加え、癌形質を有する細胞集団を分離した。これらの細胞を免疫不全マウスに接種したところ、腫瘍形成を確認した。現在その組織型等の病理学的事項を確認中である。子宮内膜症上皮、間質細胞の手術材料からの安定培養系を確立し、これらにTERT, cyclinD1, CDK4の発現ウイルスベクターを導入して不死化細胞株を得た。これらを材料として特定の細胞表面抗原マーカーから幹細胞性格を有するsubpopulationを分離し、幹細胞アッセイ系に呈して解析を進めている。幹細胞アッセイ系として現在sphere形成能を評価しているが、予測されるように上皮、間質で幹細胞マーカーおよびその性格も異なっていた。現在高度免疫不全マウスへの移植実験のための予備実験を試みている。子宮内膜症上皮、間質細胞の手術材料からの不死化細胞株を得て、特定の細胞表面抗原マーカーから幹細胞性格を有するsubpopulationを分離し、幹細胞アッセイ系に呈して解析を進めるところまでは達成している。文書で同意を得た上で、卵巣子宮内膜症(チョコレート嚢胞)の手術摘出検体から上皮細胞、間質細胞を純化し、初代培養を行った。これらにTERT, cyclinD1, CDK4の発現ウイルスベクターを導入して不死化細胞株を樹立し、安定培養系を確立した。これらの安定培養細胞株に対して、組織幹細胞マーカーや癌幹細胞マーカーとして知られているCD44, CD133などの分子の発現を指標としたFACSにて各々のマーカーを発現する細胞を分離、純化し、細胞のcharacterizationを行った。上皮不死化細胞のCD44陽性細胞はinvasion assayで有意に浸潤能の亢進を呈した。またspere assayにおいてもsphere形成能の亢進を認めた。これらのことからCD44陽性細胞が幹細胞性格を有する細胞集団を含んでいる可能性が高いと考えられた。また上皮不死化細胞に様々な遺伝子変異操作を導入することで癌化形質が誘導されるかどうかの検証実験も試みた。結果として、p53遺伝子変異、KRAS遺伝子変異、c-mycの過剰発現あるいはAKT過剰発現でマウス造腫瘍能を持つ悪性形質転換細胞を樹立し得た。これらは子宮内膜症上皮(チョコレート嚢胞)からの癌化のモデル細胞になると考える。おそらくは不死化細胞の中の幹細胞性格を有する細胞へのヒットが癌化につながったものと推定している。そこで現在、CD44陽性細胞にて同様の発癌実験を行い、癌化高率の向上が観察されるかどうかを観察中である。様々な分化マーカーよりfacs-sortingにて細胞を回収するmainのスキームは概ね良好に稼動している。幹細胞性格を有することが判明した特異的マーカー発現細胞については、様々な分生物学的種法によりその阻害を試みる。特にmicroRNAアレイを用いた標的遺伝子のスクリーニング法をも併せて行う。婦人科腫瘍学上記のin vitro carcinogenesis modelにおいて、mass populationでの解析の他、上述した方法で回収した特定のマーカーを有する幹細胞候補細胞に同様の遺伝子操作を加え、腫瘍形成能を有する細胞集団が効率的に作成できるか否かを確認する。これらは内膜症幹細胞が癌化の起源となるのかどうかを明らかにするcriticalな実験であると考える。当該年度に必要な実験が一部次年度に持ち越されたため。前年度に予定していた実験を持ち越して今年度に完了させる。
前立腺癌に対する小線源治療併用強度変調放射線治療における適切な臓器線量制約の確立

本研究では、中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療(IMRT)併用療法における適切な臓器線量制約を明らかにすることを目的として、同治療を施行した症例について各臓器の照射線量と有害事象出現について検討した。小線源治療およびIMRTの各々において、尿道・直腸・膀胱・小腸といった危険臓器の評価指標が一定の基準以内であれば、急性及び晩期の有害事象発現頻度は低く、重篤な障害を生じることなく安全に治療可能であることを示した。中高リスク前立腺癌に対しては小線源治療・強度変調放射線治療併用療法の有用性が期待されているが、その際の適切な重要臓器線量制約は十分検討されていない。本研究は、小線源治療併用の強度変調放射線治療における重要臓器の適切な線量制約を明らかにすることである。前年度に引き続き、当該年度において中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療併用療法を行った各症例に対して、小線源治療・強度変調放射線治療各々の治療計画装置上で重要臓器の線量体積ヒストグラムを作成し、それぞれの指標となる値(例えば標的の90%に投与される照射線量や、処方線量の100%以上が照射される直腸体積など)を記録した。また各症例において、TNM分類・血中PSA値・グリソンスコアーを記録するとともに、治療開始前に国際前立腺スコアー(IPSS)に基づく排尿症状や合併症に関する問診を行った。加えて治療期間中は排尿・排便に関する有害事象の有無を評価し、治療終了後も定期的に排尿・排便に関する有害事象やIPSSに関して評価を継続した。本研究は重要臓器の線量評価と有害事象出現頻度との関連を調べることで、安全に施行可能な重要臓器線量を決定することを目的としている。前年度から継続して当該年度に行った研究はこの基礎資料となるものである。今後、さらに症例を積み重ねるとともに、小線源治療と強度変調放射線治療の線量合算を行い詳細に検討することで、本研究目的の達成が期待できる。当該年度において中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療(IMRT)併用療法を行った各症例に対して、小線源治療・IMRT各々の治療計画装置上で重要臓器の線量体積ヒストグラムを作成し、それぞれの指標となる値(例えば標的の90%に投与される照射線量や、処方線量の100%以上が照射される直腸体積など)を記録した。当該年度に行った研究はこの基礎資料となるものであり、詳細な検討はさらに症例を積み重ねた上で行う必要があるが、現在まで重篤な有害事象は認めておらず、これまでの研究を継続することで本研究目的の達成が期待できる。前年度に引き続き、当該年度において中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療併用療法を行った各症例に対して、小線源治療・強度変調放射線治療各々の治療計画装置上で重要臓器の線量体積ヒストグラムを作成し、それぞれの指標となる値(例えば標的の90%に投与される照射線量や、処方線量の100以上が照射される直腸体積など)を記録した。加えて、小線源治療と強度変調放射線治療の線量合算を開始し、問題なく実施可能であることを確認した。研究開始時から継続して当該年度に行った研究はこの基礎資料となるものである。今後は小線源治療と強度変調放射線治療の線量合算による評価をさらに進めていき、その結果を詳細に検討することで、本研究目的の達成が期待できる。本研究は、中高リスク前立腺癌に対して有用性が期待されている小線源治療・強度変調放射線治療併用療法において、重要臓器の適切な線量制約を明らかにすることを目的としている。当該年度においては、本治療を行った各症例に対して、小線源治療・強度変調放射線治療各々の治療計画装置上で重要臓器の線量体積ヒストグラムを作成し、それぞれの指標となる値の記録を継続し、それらをまとめた。

また各症例において、治療前のTNM分類・血中PSA値・グリソンスコアーの記録や国際前立腺スコアー(IPSS)に基づく排尿症状や合併症に関する問診を継続するとともに、治療期間中および治療終了後、定期的に排尿・排便に関する有害事象の有無やIPSSに関しても評価を継続し、その結果をまとめた。これらの結果から、小線源治療および強度変調放射線治療の各々において、尿道・直腸・膀胱・小腸といった危険臓器線量の評価指標が一定の基準以内であれば、急性及び晩期の有害事象発現頻度は低く、重篤な障害を生じることなく安全に治療可能であることを示した。その際、小線源治療においては高線量率および低線量率の両者に関して、別個に強度変調放射線治療時の適切な線量制約について検討し、その妥当性を明らかにした。さらに、強度変調放射線治療における治療範囲を前立腺局所の場合と骨盤リンパ節領域まで含めた場合との両者で検討を行い、それぞれの場合における適切な危険臓器に対する線量制約を明らかにした。本研究では、中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療(IMRT)併用療法における適切な臓器線量制約を明らかにすることを目的として、同治療を施行した症例について各臓器の照射線量と有害事象出現について検討した。小線源治療およびIMRTの各々において、尿道・直腸・膀胱・小腸といった危険臓器の評価指標が一定の基準以内であれば、急性及び晩期の有害事象発現頻度は低く、重篤な障害を生じることなく安全に治療可能であることを示した。中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療併用療法を予定通り実施できており、小線源治療・強度変調放射線治療各々の治療計画装置上における重要臓器の線量評価、および患者の排尿・排便に関する有害事象の評価も多くの症例で問題なく施行できており、それぞれの結果の詳細な検討も開始できている。放射線治療小線源治療・強度変調放射線治療各々における治療計画の線量評価および線量合算による評価をさらに詳細に検討するとともに、それらと患者の排尿・排便に関する有害事象との関連をまとめ、報告する予定である。中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療併用療法を予定通り実施できており、小線源治療・強度変調放射線治療各々の治療計画装置上における重要臓器の線量評価、および患者の排尿・排便に関する有害事象の評価も多くの症例で問題なく施行できている。中高リスク前立腺癌に対する小線源治療・強度変調放射線治療(IMRT)併用療法を予定通り実施できており、小線源治療・IMRT各々の治療計画装置上における重要臓器の線量評価、および患者の排尿・排便に関する有害事象評価も多くの症例で問題なく施行できている。平成26年度に小線源治療と強度変調放射線治療の線量合算の開始にあたっては既存品で代用可能であったため、購入する必要がなくなった。平成25年度と同様、小線源治療・強度変調放射線治療各々における治療計画の線量評価を行うとともに、患者の排尿・排便に関する有害事象の評価を継続する。加えて、これまで集積したデータをまとめ、重要臓器の線量評価と有害事象出現の関連について検討を始める予定である。平成24年度と同様、小線源治療・IMRT各々における治療計画の線量評価を行うとともに、患者の排尿・排便に関する有害事象に関する評価を継続する。加えて、小線源治療・IMRT各々の線量を合算させる手法についても検討を行う予定である。
光渦の空間モードカイラリティを活用した時間分解分光の開発

光渦は光軸上に位相特異点を有し、そのカイラリティは波面の回転方向で決定される。本研究ではこの特異的な空間モードカイラリティに着目し、モード変換を利用した光波分離にもとづく全く新しい方式の時間分解分光を開発する。カイラリティの異なる同一次数の光渦対の光波分離を実現し、空間モード以外の全光学パラメータを自由かつ高精度に利用可能な時間分解分光を開発する。半導体および超伝導体試料の動的電子相関のダイナミクス観測を通してモード選択性の向上を図るとともに提案手法の有効性を実証する。
操作が二者関係の維持に及ぼす影響の検討

パートナー関係維持方略尺度短縮版(Buss, Shackelford&McKibbin, 2008)を邦訳して、質問紙調査を実施した。その結果、本尺度は信頼性・妥当性を有することが明らかにされた。調査対象者の20%40%が、相手がどこにいるか確認する、相手の時間を独占する、別れると脅す、携帯を見るなどの否定的な関わりを過去に一度は行っていた。また、これらの行動が最終的には暴力につながることが明らかにされた。ドメスティック・バイオレンス(DV)などに代表される病理的な二者関係に特徴的な問題は、一度成立した関係性から抜け出しにくいことにある。特に、被害を受けているにも関わらず、自らに非があるように思わされている被害者が多い。本研究の目的は、病理的な二者関係において、他者を操作する行動(操作)がどのように生起するか、また操作が病理的な二者関係の維持に果たす役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、病理的な二者関係の形成要因に関する最新の文献を展望するとともに、質問紙調査における調査項目の選定を行った。操作を測定するために、バス(1992)の開発した操作方略尺度の日本語版作成の準備を行った。さらに、文献展望の結果、同じくバス(1988)によって開発された配偶者所有尺度の使用も検討中である。配偶者所有尺度は恋人や配偶者を自分のもとに惹きつけておくための方略について幅広く測定している。操作もその中に含まれるが、それ以外にも、恋人を中傷する、脅迫する、常に監視する、他の男性と会わせないようにする、自分が所有していることを様々な方法でアピールするなど、DVに特徴的な行動が含まれている。病理的な二者関係の維持には、操作に限らず、このような幅広い方略が影響していることが予想されるため、調査項目に配偶者所有尺度を追加することを検討している。来年度は以上の尺度の日本語版を作成して、大学生対象に調査を実施し、妥当性・信頼性を検討する予定である。また、夫婦カップルを対象に質問紙調査を実施し、病理的な二者関係の形成・維持にかかわる要因を検討する。本研究の目的は、親密な二者関係の間で操作がどのように生起しているか、また、操作が病理的な二者関係の形成・維持に果たす役割について検討することであった。パートナーに対する操作を測定するパートナー関係維持方略尺度短縮版(Mate Retention Inventory short form ; Buss, Shackelford & McKibbin, 2008)を邦訳して、質問紙調査を実施した。大学生534名を対象に2回、一般成人512名を対象に1回の計3回の調査を行った。現在・過去の恋人や配偶者に関して、パートナー関係維持方略尺度、交際・婚姻期間、相手への暴力の頻度、関係満足度、相手との心理的距離などの項目からなる質問紙を実施した。パートナー関係維持方略尺度は十分な信頼性・妥当性を有していた。パートナー関係維持方略の生起頻度を検討したところ、調査対象者の20%40%が、相手がどこにいるか確認する、相手の時間を独占する、別れると脅す、携帯を見るなどの否定的な関わりを過去に一度は行っていた。次に、初期の関係性要因がパートナー関係維持方略の使用を高めて、その後の暴力につながり、最終的に交際・婚姻期間や関係満足度などに影響するというパス解析モデルを構成して検討した。その結果、初期の関係に満足しているほど、パートナー関係維持方略を多く用い、その行動がエスカレートして暴力につながることが示唆された。また、攻撃的な内容のパートナー関係維持方略および暴力は交際期間に正の影響を与えており、むしろ相手との関係性を維持していることが示された。よって、恋人・配偶者への操作は、エスカレートすると暴力につながり、関係性を維持することが明らかとなった。今後は、操作から暴力へ発展するにはどのような要因が影響するのかについて明らかにすることで、暴力に至る前の操作の時点で介入する方法について検討する必要がある。
台風撹乱に対する種特異的な応答を考慮した森林群集の遺伝資源の予測技術の開発

ブナ、ハウチワカエデ、コミネカエデの稚樹(胸高直径5cm未満、樹高30cm以上の幹)の毎木調査と林冠状態の変化を比較した結果、コミネカエデが最も台風撹乱の影響を受けており、続いてハウチワカエデが中程度の影響を受けていた。一方、ブナは台風撹乱の影響をあまり受けていなかった。一方、これらのカエデ属について利用可能な7座のマイクロサテライトマーカーを選抜した。近年の急激な気候変動によって樹木個体群の死亡と加入過程の間の不均衡(非平衡状態)の程度は増大している。この現象により、これまで集団遺伝学が仮定してきた動的平衡にある個体群動態に基づく理論モデルでは樹木集団の保有する遺伝資源の程度を的確に予測できない可能性があり、今後の森林資源の保全のためには、自然現象の変動性を組み込んだより現実的な集団遺伝学モデルに基づく遺伝子動態の予測が課題となっている。本研究では、台風による撹乱を受けてきた冷温帯森林群集を対象に個体群統計学的調査と遺伝分析を行い、非平衡な個体群動態に基づく遺伝子動態モデルを開発し、台風撹乱体制が森林群集の遺伝的多様性に及ぼす影響を予測する。本年度は、既設の固定調査区(4ha)内に生育するハウチワカエデ、コミネカエデの成木(胸高直径が5cm以上の幹)から葉を採取し、CTAB法によるDNA抽出を実施した。さらに、種子を生産している成木から固定調査区の中央付近に分布しているものを選定し、個体あたり2030個の種子を採取した。遺伝的多型解析では、カエデ属で既に開発されているマイクロサテライト部位を特異的に増幅する40個のプライマーを用いて、PCR条件を最適化してアガロースでシングルバンドの検出を行い、21個のプライマーまで選別した。その後、蛍光色素を付加したプライマーを用いてPCRを行い、キャピラリー電気泳動によって、シングルバンドが示す対立遺伝子が判読可能かどうかをチェックした。以上により、本研究において遺伝実験を実施するための基盤を整備した。本年度は、固定調査区内に設定された50×50mのサブプロット内において、成木の空間構造と死亡動態の間た特徴的な関係性を示すブナ、ハウチワカエデ、ゴミネカエデの稚樹(樹高(H)≧30cmかつDBH<5cmの幹)の毎木調査を実施した。2005年と2011年に記録された林冠状態から林冠動態を把握した結果、ギャップの形成率が閉鎖率を大きく上回り、局所的な林冠の破壊が認められた。さらに、2009年と2011年に稚樹の毎木調査データを比較解析した結果、死亡率はコミネカエデ>ハウチワカエデ>ブナとなり、加入率はコミネカエデ=ブナ>ハウチワカエデであった。ハウチワカエデとコミネカエデでは幹・根元折れや落下物の下敷きなどの物理的損傷による死亡が多く、ブナでは立枯れによる死亡が多かった。以上から、本年度の調査・解析によって自然撹乱に対する種特異的な応答を検出することができた。一方、ヨーロッパアカマツの人工集団を例に生態データを組込んだ遺伝子流動モデルを開発し、自然集団の遺伝資源を予測する際に必要となる統計モデルの基盤を整理した。
臨床応用を指向した大腸がん進展における甲状腺ホルモンの役割の解明

現在、大腸がんは、日本で最も罹患数の多いがんであるが、進行大腸がんは既存の治療法に抵抗性を示すことが多く、大腸がんの新機軸の予防・治療法の開発は急務である。疫学研究により、甲状腺ホルモン異常と大腸がんとの間に因果関係がある可能性が浮上している。消化器系は、甲状腺ホルモンの強い制御を受けていることが知られている。しかしながら、大腸がんの進展における甲状腺ホルモンの役割については、様々な研究が行われているものの、現在に至るまで体系的な知見は得られていない。甲状腺ホルモンは、細胞の代謝、成長、増殖の基本的制御に関与する。甲状腺ホルモン分子の特徴は、ヨウ素分子を含むことであり、甲状腺ホルモンの活性は、脱ヨウ素酵素による脱ヨード反応により制御されている。1型および2型脱ヨウ素酵素(DIO1、DIO2)は、甲状腺から放出された低活性型であるthyroxine(T4)を、末梢組織において高活性型であるtriiodothyronine(T3)に変換する。T3は、核内ホルモン受容体であるTHRAおよびTHRBと結合して、その作用を発揮する。活性化されたT3は、3型脱ヨウ素酵素(DIO3)により不活化される。DIO1は、肝臓および腎臓に特異的に発現し、DIO2およびDIO3は、さまざまな臓器で発現していることが報告されている。本研究では、大腸がんモデルマウスのApcΔ716変異マウスを用いて、DIO2の腸管腫瘍形成に与える役割について検討を加えて、将来的に新基軸の大腸がん予防法や治療法の開発を指向している。論文投稿をして、追加実験を組んでいるため、計画が一部未着手となっている。論文採択に必要な追加実験を実施するとともに、未着手実験を開始する。イスラエルの疫学研究によれば、甲状腺機能低下症に対する甲状腺ホルモン補充療法は、大腸がん発生リスクを軽減することが示唆されている(Rennert G. et al., 2010, JNCI)。米国と英国のそれぞれの大規模な疫学研究でも、甲状腺ホルモン補充療法により大腸がん発生が減少することは確認されている(Friedman GD. et al., 2011, JNCI: Boursi B. et al., 2015, JNCI)。英国の研究では、甲状腺機能亢進症および未治療の甲状腺機能低下症が、それぞれ大腸がん発生リスクを増加させることも示されている(Boursi B. et al., 2015, JNCI)。消化器系は、発生、成長段階において甲状腺ホルモンの強い制御を受けていることが知られている。現在、申請者らは、大腸がんモデルマウスのApcΔ716変異マウスを用いて、甲状腺ホルモンを活性化する2型脱ヨウ素酵素(DIO2)が腸管腫瘍の間質で高発現し、そして腫瘍形成を促進している可能性を見出した。論文投稿を優先して実験を組んでいるため、計画が一部未着手となっている部分がある。論文発表を目指す。現在、免疫組織染色法に使用可能な市販のDIO2抗体は確認できていない。ペプチド抗原を用いたウサギポリクローナル抗体受託サービスを利用して、免疫組織染色法に使用可能なDIO2抗体の作製を開始する。論文投稿を優先して、実験計画に若干の変更を加えたため。論文投稿および採択を優先して、実験計画に変更を加えたため
HTC環境上での汎用最適化問題ソルバーの試作

交付申請書で記載した「研究目的・研究実施計画」に基づいて,まず,申請書提出時の目標を示す.2年間の研究期間内の目標は以下の通りである.(1)インターネット上の1000台以上のパソコン,ワークステーションを利用するHTC環境上で動作する汎用並列分枝限定法を実装したシステムの試作(設計上は,汎用メタヒューリスティック・ソルバーを並列に動作可能な構造とする).(2)汎用最適化問題ソルバーをHTC環境上に構築するときの問題点の把握(3)最適化問題ソルバーの汎用化限界の把握本研究期間において,PUBB2(Parallelization Utility for Branch-and-Bound algorithms ver.2)を開発した.PUBB2の開発を通して,上記(1)(2)に関しては,実際に1000台以上のHTC環境での実行を行えなかった点を除いて達成された.PUBB2では実行環境のレイヤーは,オーバーライドすべきわずかな関数の実装を通して実現できる.また,並列・分散のアルゴリズムは,PUBB2におけるProblemManagerクラスを継承したクラスを開発することで,自由な実装が行える.GRIDに対応した実装部分のコードは未開発ではあるが,より汎用的な,フレームワークそのものの構築を支援するソフトウェアツールを試作した.上記目標の(3)に関しては,混合整数計画問題のための商用ソルバーであるILOG社CPLEX MIP OptimizerをPUBB2フレームワークによって並列化することを試みた.CPLEXMIP Optimizerは,混合整数計画問題に対するソルバーとしては,世界最高水準のものである.理論的に新しい研究成果が反映されているだけではなく,メモリ管理などの実装面でも洗練されたプログラムである.そのため,GRIDなどを対象とした並列システムでさえ,性能面ではCPLEX単体に通常は追いつかない.開発するべき汎用システムには,最新の成果を並列化できることが求められる.そこで,汎用のフレームワークで,単体として高性能な商用のソルバーをどの程度効果的に高速化が可能であるのかをシステムの評価の一つとして行った.本研究課題の主たる成果は,試作システムを開発したことである.よって,最終報告書には,開発したプログラム・ソースコードから自動生成したリファレンス・マニュアルを添付した.研究期間は,開発に費やされたため,対外発表として,既に掲載されている査読付き論文はないが,論文としては,掲載予定1編と投稿中論文1編の2本の論文に成果をまとめた.交付申請書で記載した「研究目的・研究実施計画」に基づいて,まず,申請書提出時の目標を示す.2年間の研究期間内の目標は以下の通りである.(1)インターネット上の1000台以上のパソコン,ワークステーションを利用するHTC環境上で動作する汎用並列分枝限定法を実装したシステムの試作(設計上は,汎用メタヒューリスティック・ソルバーを並列に動作可能な構造とする).(2)汎用最適化問題ソルバーをHTC環境上に構築するときの問題点の把握(3)最適化問題ソルバーの汎用化限界の把握本研究期間において,PUBB2(Parallelization Utility for Branch-and-Bound algorithms ver.2)を開発した.PUBB2の開発を通して,上記(1)(2)に関しては,実際に1000台以上のHTC環境での実行を行えなかった点を除いて達成された.PUBB2では実行環境のレイヤーは,オーバーライドすべきわずかな関数の実装を通して実現できる.また,並列・分散のアルゴリズムは,PUBB2におけるProblemManagerクラスを継承したクラスを開発することで,自由な実装が行える.GRIDに対応した実装部分のコードは未開発ではあるが,より汎用的な,フレームワークそのものの構築を支援するソフトウェアツールを試作した.上記目標の(3)に関しては,混合整数計画問題のための商用ソルバーであるILOG社CPLEX MIP OptimizerをPUBB2フレームワークによって並列化することを試みた.CPLEXMIP Optimizerは,混合整数計画問題に対するソルバーとしては,世界最高水準のものである.理論的に新しい研究成果が反映されているだけではなく,メモリ管理などの実装面でも洗練されたプログラムである.そのため,GRIDなどを対象とした並列システムでさえ,性能面ではCPLEX単体に通常は追いつかない.開発するべき汎用システムには,最新の成果を並列化できることが求められる.そこで,汎用のフレームワークで,単体として高性能な商用のソルバーをどの程度効果的に高速化が可能であるのかをシステムの評価の一つとして行った.本研究課題の主たる成果は,試作システムを開発したことである.よって,最終報告書には,開発したプログラム・ソースコードから自動生成したリファレンス・マニュアルを添付した.研究期間は,開発に費やされたため,対外発表として,既に掲載されている査読付き論文はないが,論文としては,掲載予定1編と投稿中論文1編の2本の論文に成果をまとめた.研究計画書における平成13度予定では,現在のPUBBをベースに以下の機能を付加することとなっていた.(1)PUBBのやや複雑すぎる負荷分散の機構を,HTC環境での動作を考えて単純化する.(2)長時間実行に耐えられるように,チェックポイント・リスタートの機能を付加する.(3)実行環境の自動構築と実行をスケジュールするようなソフトウェア・ツールを開発する.この研究計画に従って,進捗状況を述べる.(1)に関しては,PUBBを全面的に書き直しPUBB2として開発中である.フレームワークの全面見直しを行った.PUBBのC言語によるユーザー・インターフェースを維持しながら,内部の構造を簡素化し,PUBB2の逐次処理用のライブラリのプロトタイプが完成したところである.(2)に関しては,基本的な部品となる関数群は開発したが,並列処理用のライブラリが未完であるので,こちらの実装も未完である.

(3)に関しては,PCクラスタ上で動作環境を構築するプログラムのプロトタイプを開発した.13年度は,地理的に離れた共同研究者との共同開発環境としてCVSサーバなどの構築も行った.また,汎用を強く意識したため,ソースコードの量が多くなった(現在,逐次処理用ライブラリのみで8000行以上).これらの原因で,上記計画に遅れはあるが,フレームワークの前面的な見直しにより,より柔軟なシステムとして開発されている.その柔軟性を示すため,商用の混合整数計画問題ソルバーのPUBB2による並列化実装も試みている.平成14年度は,平成13年度に行ったPUBBをベースにした試作版の構築を継続した.フレームワークの再構築により,本研究で目指したHTC環境上での汎用最適化ソルバーの試作版としてPUBB2フレームワークが完成した.当初計画していた1000台以上の計算機環境での数値実験は行えなかった.GRID環境に対するインフラ整備が急速に進む中で,身近に使える環境がなかったためである.ただし,フレームワークとしては,全面見直しを行ったため,GRID環境で動作させるためのサブシステムは,プラグインとして開発できるソフトウェアアーキテクチャとなっている.以前のPUBBと大きく異なるのは,逐次環境,PCクラスタ環境,GRID環境といった動作環境へ,アプリケーションである最適化問題を解くソルバーを実装する際に,アプリケーションのコードは1行も変更することなく移行できる構造を持った点である(以前は,わずかなソースコードの変更が必要であった).今後,GRID環境向けのシステムも継続して構築する.GRID環境での実行は行えなかったが,試作したPUBB2フレームワークにより,商用で最も高速なソルバーの1つとされるCPLEX混合整数計画間題ソルバーを,PCクラスタにおいて並列化した.この実装と数値実験により,フレームワークの柔軟性を確認した.平成14年度は,2年の研究期間に開発したPUBB2フレームワークについて論文にまとめた.ただし,数値実験は研究機関終了直前にしか行えなかったため,主たる研究成果をまとめた論文2編は,現在,国際会議へ投稿中である.
アニオン性薬物のヒト胎盤透過に関わる分子機構の解明

ヒト胎盤より単離したトロホブラスト細胞における非ステロイド性消炎鎮痛薬(NSAIDs)の輸送はトランスポーターを介しており、少なくとも一部はモノカルボン酸トランスポーター(MCTs)が関与していることが示唆された。さらに、単離トロホブラスト細胞を用いた経細胞輸送実験系を確立した。構築した経細胞輸送実験系は、薬物の経胎盤輸送をin vitroにおいてより簡便に予測できるツールとなる可能性が示唆された。本研究では、薬物の胎児移行性を予測するためのin vitro評価系を確立することを目指し、アニオン性薬物の胎盤透過における薬物輸送担体(トランスポーター)の関与を明らかにすることを目的とした。本年度はまず、ヒト胎盤より単離したトロホブラスト細胞を4日間初代培養することで融合・多核化(シンシチオ化)させ、生体内のトロホブラスト細胞を模した系を構築した。続いて、アニオン性薬物として非ステロイド性消炎鎮痛薬(NSAIDs)を選択し、シンシチオ化トロホブラスト細胞における輸送特性を解析した。シンシチオ化トロホブラスト細胞へのNSAIDs(サリチル酸、ケトプロフェン、イブプロフェン)の取り込みはプロトン勾配依存的、濃度依存的であった。次に、モノカルボン酸トランスポーター(MCTs)、有機イオントランスポーター(OATs)、有機アニオントランスポーター(OATPs)の基質や阻害剤が各NASIDsの取り込みに及ぼす影響を検討したところ、L-乳酸(MCTs基質)およびプロベネシド(MCTs、OATs阻害剤)によって阻害されたが、CHC(一部MCTsの典型的阻害剤)やOATs、OATPsの基質・阻害剤によっては阻害されなかった。そこで、シンシチオ化トロホブラスト細胞おけるMCTsアイソフォームの発現をRT-PCR法により解析したところ、MCT1、MCT4、MCT5、MCT7、MCT8がトロホブラスト細胞で発現していることが明らかとなった。以上のことから、シンシチオ化トロホブラスト細胞における各NSAIDsの取り込みはトランスポーターを介していることが示唆され、少なくとも一部にはMCTsが関与している可能性が考えられた。臨床で使用される薬物のほとんどは、妊婦に投与した場合の胎児に対する安全性が保証されていない。胎児へのリスクを評価する一つの指標として薬物の胎児移行性がある。本研究では、ヒト胎盤より単離したトロホブラスト細胞を用い、薬物の胎児移行性を定量的に評価するためのin vitro評価系を確立することを目指した。昨年度の研究において、トロホブラスト細胞をマルチウェルディッシュ上に初代培養することで融合・多核化(シンシチオ化)させた系を構築し、アニオン性薬物である非ステロイド性消炎鎮痛薬(NSAIDs;サリチル酸、ケトプロフェン、イブプロフェン)の取り込みには、輸送担体が関与すること、モノカルボン酸トランスポーター(MCTs)がその少なくとも一部に関与していることを明らかにした。本年度は、トランスウェル上に単層培養を試み、生体をより反映した形態における輸送プロファイルを詳細に解析することを目的とした。MAPK阻害薬およびEGFを用いて培養することで、TEER値は培養日数とともに上昇し、NSAIDsの透過クリアランスはマンニトールの透過クリアランスより大きく、輸送に方向性が認められたことから、トロホブラスト細胞を用いた経細胞輸送実験系を確立することができた。構築した経細胞輸送実験系を用い、NSAIDsがトロホブラスト細胞を透過する過程を速度論的に解析し、in vitroにおける経細胞パラメータを算出した。得られたパラメータは、過去にin situ胎盤灌流実験により求めた経胎盤動態パラメータと類似していた。本研究で構築したトロホブラスト細胞を用いた経細胞輸送実験系は、薬物の経胎盤輸送をより簡便に予測できるツールとなる可能性が示唆された。なお、本研究は本研究科及び胎盤試料の供給先(東京大学医学部)の倫理審査委員会の承認を受けておこなった。
木造軸組の機械プレカット構法に関する試験研究

この研究は、機械プレカットの利点を生かした、新しい木造軸組構法を開発・提示することを目的とし、1.文献資料等による新構法用継手・仕口の調査・抽出、2.新構法用継手・仕口の性能試験、3.新軸組構法の構築・提示、の3段階に分けて実施した。その成果を要約すると、次のとおりである。1.文献資料等による新構法用継手・仕口の調査・抽出既存の継手・仕口について、種類数、分類基準と分類例、機械加工性などを調査・検討し、新構法用継手・仕口の要件を明らかにした。次いで、これらの要件に対する適合性を、既存の継手・仕口の範囲で検討し、現段階ではほぞとありが最適と判断した。2.新構法用継手・仕口の性能試験前項で選択・抽出された、ほぞとありの中から、それぞれを代表する基本的なものとして、長ほぞ差込み栓打ちと腰掛けありを選び、それらの形状寸法、機械加工性、接合強度、などを実験的に検討・究明した。また、あり接合の上端を側面とする新しい使い方を提案し、その場合、接合剛性係数の値が従来の使い方による値と、大略合致することを明らかにした。3.新軸組構法の構築・提示以上の調査・検討結果をもとに、新構法構築の基本構想を、大略次のよう提示した。(1)新構法は、基本的には在来軸組構法を継承・改変したものとする。(2)改変の主対象を継手・仕口におき、それらの加工を機械プレカットで行う。(3)継手・仕口の種類を可及的に少なくし、ほぞとありを多用する。(4)新構法の構築と安全性の検討・確認手段として、半剛節構造解析を援用する。ほぞとありの改変については、なお今後の研究にまつところが多いが、上記の基本構想を木造住宅モデルに適用し、新しい軸組構法の構築が可能なことを示した。この研究は、機械プレカットのメリットを生かした、新しい木造軸組構法を開発・提示することを目的としている。このため、本年度では、1)文献資料による新構法用継手・仕口の調査・抽出を検討し、次いで抽出・選定された継手・仕口について、2)それらの性能試験を行い、最後に、3)それらの結果を新構法構築の視点から再評価し、次年度の構法提案に備えることにした。得られた結果を要約すると、以下のとおりである。1.文献資料等による新構法用継手・仕口の調査・抽出・在来構法における継手・仕口の種類は極めて多く、例えば清家はそれらの中から主要なもの約50種を選び、各の特質を述べている。他方、機械プレカットでは、機械プレカット化の程度によって異なるが、少なくても通常数種は用いられるようである。ここでは、実験実施上の便宜さも考慮して、基本的な継手・仕口と考えられる、あり継ぎ・かま継ぎ、および長ほぞ差し込み栓打ちの3種を選定した。2.新構法用継手・仕口の性能試験腰掛けあり継ぎ、腰掛けかま継ぎについて、接合部の静的引張試験を行い、あり継ぎはかま継ぎの約1/3程度の剛性・強度を示すが、破壊型からありの加工形状に改善の余地があることを推察した。動的接合強度については、前記長ほぞのばあいについて、周波数1Hzの正弦波荷重によるせん断疲労試験を行った。

SーN曲線は実験の範囲では半対数紙上で直線的となり、疲労寿命10^7を仮定すると、せん断疲労限度は静的破壊荷重の約20%付近にあることが推定された。この値は素材のばあいより、若干低い、とみられる。3.次年度への継続と展開継手の動的接合強度、ありの加工形状の改善について継続検討すると共に、二次元的な継手・仕口を三次元的な継手・仕口へと展開し、木造軸組の機械プレカット構法を構築する。この研究は、機械プレカットの利点を生かした、新しい木造軸組構法を開発・提示することを目的とし、1)文献資料等による新構法用継手・仕口の調査・抽出、2)新構法用継手・仕口の性能試験、3)新軸組構法の構築・提示、の3段階に分けて実施することにした。本年度では、前年度で残された、2)の一部と3)を実施し、また両年度の研究成果を小冊子にまとめ、印刷・公表することにした。本年度の研究成果を要約すると、以下のとおりである。1.新構法用継手・仕口の性能試験前年度において抽出・選定された腰掛けあり継ぎと腰掛けあり仕口について、機械加工性、接合強度におよぼす寸法因子の影響などを実験的に検討し、とくに興味あることとして、ほぞの長さの増大は接合部の引張強度、すなわち最大引張荷重の値よりも、接合部に粘り(エネルギ-吸収能)を付与する効果が大きいことを見いだした。また従来のありの上端を側面とする、ありの新しい使い方を提案し、そのばあい、接合剛性係数の値が従来の使い方による値と大略合致することを実験的に明らかにした。2.新軸組構法の構築・提示新構法構築の基本構想として、(1)新構法は基本的には在来軸組構法を継承・改変したものとする、(2)改変の主対象を継手・仕口におき、それらの加工を機械プレカットで行う、(3)継手・仕口の種類を可及的に少なくし、ほぞとありを多用する、(4)新構法の構築と安全性の検討手段として、半剛節構造解析を援用する、などの構想を提示した。ほぞとありの改変については、今後の研究にまつところが多いが、これらの基本構想を木造住宅モデルに適用し、新しい軸組構法の構築が可能なことを示した。なお、研究は将来の実用化を期して、次年度以降も継続実施の予定である。
マルチオミクス解析による地域伝統発酵食品の化学的・微生物学的特徴の解明

地域伝統発酵食品として長野県木曽地方の乳酸発酵食品「すんき」に着目し、その乳酸菌叢と成分組成をメタゲノムおよびメタボローム解析を用いて包括的に解析することを目的としている。品評会等で木曽地域の一般家庭または農産物加工場で製造されたすんきの収集を行い、平成30年度はその一部について成分および菌叢の解析が完了した。メタボローム解析では核磁気共鳴分光法(NMR)により水溶性成分を、固相マイクロ抽出-ガスクロマトグラフィー/質量分析法(SPME-GC/MS)により揮発性成分の一斉分析をそれぞれ実施した。菌叢については細菌の16S rRNA遺伝子のV3-V4領域を標的とした次世代DNAシークエンシングにより解析した。メタボローム解析では試料間の成分組成の相違が明らかとなり、乳酸・酢酸を含む各種の有機酸や、アルコール、糖アルコール、アミノ酸およびアミノ酸分解物、グルコシノレート分解物、エチルエステルなど、多数の成分に顕著な寄与が観察された。これらの成分は各試料の特徴を示すマーカー成分の候補として利用できると期待される。メタゲノム解析ではいずれの試料も乳酸菌が97%以上の占有率を示した。特にLactobacillus属乳酸菌がほとんどの試料でもっとも優勢であることが明らかとなり、少数の試料でPediococcus属乳酸菌も優勢であることが示された。その他にはLeuconostoc属、Lactococcus属、Enterococcus属などの乳酸菌が検出された。最優勢であるLactobacillus属乳酸菌の中で、OTUの構成比は試料ごとに大きく異なっていた。したがって、すんきの乳酸菌叢はLactobacillus属の菌種レベルで異なっており、その差異が成分組成に影響を及ぼしていると考えられた。木曽町および木曽地域の農産物加工場の協力により、現在までに当初の目標を上回る300点以上の試料を収集することができ、研究遂行のために必要と考えられる試料数を確保した。メタボローム解析とメタゲノム解析は計画通りに進行しており、現段階においてすでに成分組成と菌叢の相違が検出されている。また、最終年度にはin vitro乳酸発酵試験を予定しているが、その供試菌株の選抜に必要となるすんき由来Lactobacillus属乳酸菌を12菌種300菌株以上確保した。平成31年度は、引き続き成分組成と菌叢の解析を進め、平成30年度と合わせて200点以上のデータを収集する。それぞれのデータを解析して成分と菌叢の多様性を明らかにし、すんきを特徴付けるマーカー成分と乳酸菌を同定する。試料ごとに異なるLactobacillus属菌種が優勢となっていることがこれまでに示唆されており、乳酸菌叢とマーカー成分との相関性について多変量解析等による解析を実施する。これらデータを基に、すんきの特定の成分に影響を及ぼすと予想される乳酸菌種を網羅的に絞り込む。さらに、平成32年度においてin vitro発酵試験による検証を行い、すんきの乳酸菌叢と成分組成との関連性について明らかにする。

試料ごとに異なるLactobacillus属菌種が優勢となっていることがこれまでに示唆されており、乳酸菌叢とマーカー成分との相関性について多変量解析等による解析を実施する。これらデータを基に、すんきの特定の成分に影響を及ぼすと予想される乳酸菌種を網羅的に絞り込む。さらに、平成32年度においてin vitro発酵試験による検証を行い、すんきの乳酸菌叢と成分組成との関連性について明らかにする。当初は次世代DNAシークエンシングを委託分析により実施する予定であったが、所属機関内の解析支援制度を利用することができたため、試薬等の消耗品費のみで解析を行うことができた。次年度は、未使用額とあわせてメタボローム解析と菌叢解析に使用する試薬等の購入に充てる。
電動車椅子・電動カートのためのドライブレコーダーおよび事故防止システムの提案

少子高齢化という深刻な問題を抱える日本の近い将来、高齢者は介護者不足のため電動車椅子や電動カートを用いた単独移動を強いられ、それらに関連する交通事故が多発することが懸念される。従って、このような事態に備えるべく、報告者がこれまで開発した歩行者用事故記録機(ウォークレコーダー)を電動車椅子に転用することで交通事故分析のための電動車椅子用ドライブレコーダーを発案して評価用試作機を製作した。電動車椅子にはヤマハ発動機(株)・JWアクティブを採用して、ドライブレコーダーを設置するために弱冠の改造を施した。基本的にウォークレコーダーの機能は全て継承しているので、(1)全方位カメラ、(2)車載用カメラ、(3)Webカメラの3方式のいずれかによる周囲の景観の撮影と種々センサによる運動状況の記録をするためのドライブレコーダーとして試用し、メッセンジャーを利用して遠隔地の保護者へ車椅子の状況を実況中継することも可能である。取り分け、(3)のシステムにUSBデバイスサーバーとSSDを用いる改良を加えたところ、画像記録速度が約0-8FPSから64FPS、全方位画像の更新時間が5秒から0.06秒へと100倍程度の飛躍的な向上が見られた。従って、カメラの特徴や価格を考慮すると(3)の方式が実用化に向けて優位となった。また、製造元より技術情報を入手して電動車椅子の操作レバーの操作量を強制的に補正したり、操作量の推移をパソコンに記録する機能を新たに開発した。現在、電動車椅子・電動カートのためのドライブレコーダーの試作機は完成したといえ、電動車椅子の習練を兼ねて安全確認のための試験運転を行っている。今後は、(3)の方式を中心に路上での実証実験を行いながら、車椅子の周囲の景観の画像や運動情報から危険状況を認識するアルゴリズムの開発を行い、車椅子の自動停止や緊急機関に通報するシステムへ発展させる予定である。
自閉症スペクトラム症者の特別活動を要としたライフキャリア指導プログラムの開発

本研究の目的は1自閉症スペクトラム症者のライフキャリアの能力・態度を実証的に明らかにすること2特別活動を要とする自閉症スペクトラム症者のライフキャリアの能力・態度指導プログラムを開発すること3その指導プログラムの成果を検証することである。新学習指導要領では特別活動を要としたキャリア教育を推進することが求められている。特別支援教育におけるキャリア教育では、生涯の生き方に視点をあてたライフキャリア発達支援への論究は十分でなく、また、キャリア発達において重要な自己理解については、自閉症スペクトラム症者に独自性があることから、それらに配慮したライフキャリア指導プログラムの開発が必要であると考える。
絶食・低代謝状態における繁殖生理メカニズムの解明―冬眠するクマをモデルとして―

北秋田市阿仁クマ牧場(くまくま園)で飼育されている5頭の成熟雌ツキノワグマを対象にして、胸部皮下に心拍・体温測定用ロガー(DST milli-HRT、Star:Oddi)を埋め込み、冬眠前から冬眠後の約6ヶ月間、心拍数および皮下体温をモニタリングした。1月には超音波画像診断装置をを使って妊娠診断を行った。特筆すべき研究成果として、妊娠個体の体温と心拍数の関係において、冬眠前時期(着床遅延期間)には両者はおよそ24時間周期の変化を示したが、冬眠導入後の胎子発育時期には高体温を維持しながら心拍数は一過性のピークを示し、出産後には体温と心拍数が同調して周期性のない数日間隔での増減を繰り返した。クマは、餌資源が極端に減少する冬期に冬眠(絶食・低代謝状態)をする。妊娠雌は、およそ冬眠半ばに出産するため、冬眠前半期を妊娠(胎子発育)、後半期を哺育に充てている。この時に使われるエネルギーは、すべて冬眠前に蓄積した体脂肪を燃焼することによって賄われている。絶食および低代謝状態ともに、エネルギー消費を抑える方向に働く生理機構であるにも拘わらず、あえてその期間に妊娠、出産および哺育を行うクマの繁殖生理メカニズムはエネルギー効率を最大にするように働いているはずである。本研究では、同一個体で、新たなデバイス(インプラント発信機)と血液および肝・脂質代謝検査により絶食・低代謝状態の生理をモニタリングしながら、妊娠から哺育まで冬眠全期間を通した繁殖生理メカニズムを明らかにすることを目的とした。北秋田市阿仁クマ牧場で飼育されている成熟雌ニホンツキノワグマ(以下クマと略)2頭を実験に用いた。67月にオスと同居・交尾させた2頭の雌グマに深部体温測定用インプラント発信機を埋め込む手術を行った。その後、2頭の雌グマを舎内に隔離・飼育して、定期的に体重測定を行うとともに血液、尿および脂肪組織を採取した。12月からは個別に産室に入れ、絶食とともに冬眠を開始した。1月には超音波画像診断装置を用いて妊娠診断を行った。残念ながら、2頭とも妊娠していなかったため、冬眠と繁殖との関係を追及する研究はこれ以上できなかったが、冬眠終了まで実験を継続した。もう1点問題となったのが、1頭の雌グマの腹腔内に埋め込んでいた深部体温測定用のインプラント発信機の調子が悪くなり、1月以降のデータが取れなくなった。現在、深部および皮下体温、心拍数および各種血液中代謝物質濃度の測定を行っているところである。来年度は妊娠雌グマについて測定を行うことを目標に、妊娠経験のある雌グマの選択を行う予定である。一昨年度行った、北秋田市阿仁クマ牧場で飼育されている2頭のツキノワグマより深部および皮下体温ならびに心拍数の測定を行い、そのデータを解析した。その結果、冬眠部屋への導入が冬眠状態への移行を急激に進行させること、冬眠前半の妊娠および偽妊娠個体の内分泌状態(高プロジェステロン)は心拍数の上昇を伴わずに高体温を維持すること、さらに冬眠中期から後期における体温の波状変化は交換神経系を介して制御されていることが示唆された。本年度は、一昨年と同様に、北秋田市阿仁クマ牧場にてメス5頭を対象にして、心拍・体温測定用ロガー(DST milli-HRT、Star-Oddi)を埋め込んで測定を行った。5月に繁殖用メス5頭を選抜して、交尾期(67月)にオスと同居させて妊娠するよう試みた。いったん9月にロガーを取り出しデータを吸い出し、引き続き同じ個体にロガーを埋め込んだ。1月に5頭の妊娠診断を行い、5頭中4頭が妊娠していることを確認した。その後、出産・哺育期間中の心拍数および体温の測定を継続した。1頭の妊娠個体について13月に出産および哺育の映像を撮影するために赤外線カメラを設置した。翌年度4月にすべてのデータを取り出した。5頭に埋め込んだロガーのうち2個が途中で紛失し、結果、3個のロガーについて心拍数および体温のデータが得られた。現在解析中である。また、1頭の妊娠メスは1月2526日に出産し、出産および哺育状況を映像として記録した。本年度は順調に4頭のメスが妊娠したので、妊娠メスの心拍数および体温をモニタリングすることができた。合わせて、活動期および冬眠期の尿中成分の変化についても知見を得ることができた。また、9月、1月および4月に血液および脂肪組織を採取した。さらに、1月には超音波画像診断装置を使って妊娠診断を行い、その後、妊娠個体の行動を赤外線ビデオカメラにより記録した。。実験に使用したツキノワグマ5頭の繁殖状態の内訳としては,妊娠個体2頭,偽妊娠個体2頭および非妊娠個体1頭であった.体温は,妊娠および偽妊娠個体では,9月の実験開始から冬眠導入時期(11月下旬)まで徐々に下降し,そこから上昇に転じた.さらに,妊娠個体で出産時期に相当する1月下旬に下降に転じ,その後は増減を繰り返しながら低値で推移した.

一方,非妊娠個体では,11月下旬にいったん体温が上昇したが,すぐに低下し,その後低値で推移した.心拍数は,妊娠,偽妊娠および非妊娠個体すべてで,冬眠の導入と伴に低下したが,妊娠個体のみ胎子の発育および哺育期間中,他の妊娠ステータス個体よりやや高い値を維持した.妊娠個体の体温と心拍数との関係では,冬眠前時期(着床遅延期間)には両者はおよそ24時間周期の変化を示したが,冬眠導入後の胎子発育時期には高体温を維持しながら心拍数は一過性のピークを示し,出産後には体温と心拍数が同調して周期性のない数日間隔での増減を繰り返した.以上の結果より,冬眠前および冬眠中のツキノワグマにおいて,繁殖状態の違いにより体温および心拍数の変化に違いがあることが示された。北秋田市阿仁クマ牧場(くまくま園)で飼育されている5頭の成熟雌ツキノワグマを対象にして、胸部皮下に心拍・体温測定用ロガー(DST milli-HRT、Star:Oddi)を埋め込み、冬眠前から冬眠後の約6ヶ月間、心拍数および皮下体温をモニタリングした。1月には超音波画像診断装置をを使って妊娠診断を行った。特筆すべき研究成果として、妊娠個体の体温と心拍数の関係において、冬眠前時期(着床遅延期間)には両者はおよそ24時間周期の変化を示したが、冬眠導入後の胎子発育時期には高体温を維持しながら心拍数は一過性のピークを示し、出産後には体温と心拍数が同調して周期性のない数日間隔での増減を繰り返した。実験に供した成熟雌グマが2頭とも妊娠しなかったために、絶食・低代謝状態における繁殖生理メカニズムを調べることができなかったことが理由である。この冬に得られた心拍数および体温変化のデータを5月中に解析し、6月の国際学会(第24回国際クマ会議)および9月の国内学会(第22回日本野生動物医学会)にて発表し、さらに年内を目処に国際学会誌への投稿を行う予定である。野生動物医学本年度は、再度妊娠雌グマを実験に供することができるように、新たに妊娠経験のある雌グマ5棟を選び、これらの個体にインプラントデバイスを埋め込む計画である。その後の実験は、昨年度と同様であり、定期的に麻酔下で体重測定、採血、採尿ならびに脂肪組織バイオプシーを遂行する。これらの実験で得られるデータより、冬眠・低代謝状態における繁殖生理メカニズムを解明する。昨年度実施した研究のデータ解析およびまとめの部分が本年度回しになったので、次年度使用額を残した。少額なので次年度に回したため。データ解析およびまとめのための出張旅費および国際学会での発表旅費の一部に使用する。平成27年度の消耗品費に充てる。