hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
畜産物における段階別価格形成の国内・国際比較分析

肥育牛は全消費換算頭数の35%にすぎず、その屠殺処理加工は更に低く11%にすぎなく、2/3の頭数は県外殊に大阪に出荷される。何故大阪に向うかといえば牛肉消費量が1人当たりに愛知の役2倍と多く、屠場規模も大きく、その処理費は安い。さらに副生物価格は愛知の2倍以上であるばかりでなく、体重の増加につれて高くなり、益々有利なことを示している。そのため、愛知県内では11%しか処理されず、県内ではUターン牛肉、県外牛肉を消費していることとなる。(3)牛肉産直はマーケティングチャンネルの諸段階をバイパス化するものであるが、消費者の安全・品質志向は高い。今後、米国産、オーストラリア産牛肉の輸入により、どのように牛肉流通、その段階別価格形成に影響を与えるかを取り扱ったがいくつかの課題は次年度としている。畜産物生産・流通の段階別価格形式の分析を牛乳、豚肉、鶏肉、牛肉と進めてきたが、本年度は鶏卵をとりあげ、すべての畜産物についての品目別特徴と方向についてまとめた。鶏卵生産と流通の特徴は次のとおりである。(1)他の畜産物と異なり、そのまゝ、食卓で食べられることのために農家手取率が高い。(2)生産立地は大都市近郊と東北・九州などの遠隔地の二つの農地に分化している。(3)そのため農家手取率は、流通費の拡大によって減少しつつある。(4)生産資材の購入が多く、経営費率が高い。(5)生産資材の海外依存率は高い。(6)にもかかわらず、国内自給率は98%と高い。(7)鶏卵は生産者ーG.Pセンタ-→輸送業者→荷受機関→小売店(ス-パ-など)にわたり、消費者に届けられる。このような流通経路をたどるにもかかわらず、流通経費は40%と少なく、畜産物中、最も効率的流通がなされ,農家手取率が高い。流通効率が高いことはG.Pセンタ-など出荷処理機関が消費地(消費地G.P.)から生産地(産地G.P)に移ったこと,流通技術の進歩したことによっている。畜産物の流通革命は鶏卵、ブロイラ-、豚肉など中小家畜でより早く進み、牛乳、牛肉がつづいている。これは生産効率、流通効率、流通費率、農家(又は生産者)手取率などによって示される。外国と比較した場合、牛肉の流通効率はアメリカの3.65に対して、日本は3.29と低いが絶対的価格水準は高い。豚肉は台湾の1.96に対して日本は1.54である。ブロイラ-はタイ国の1.45に対して日本は3.50で高いのはインテグレ-ションが未だ進んでいないためである。鶏卵はアメリカの2.53に対して日本は1.60と最も進んだ分野である。
エピソード学習で動的に変化する海馬発火活動とCA1シナプスの多様な可塑性

海馬には時間や空間の情報が入りエピソード記憶の形成に中心的役割を担う。記憶の符号化ルールは不明だが、海馬CA1ニューロンにおけるAMPA受容体の興奮性シナプスへの移行は、阻止すると回避学習が成立せず、学習成立に必要な現象である(Mitsushima et al, PNAS 2011)。回避学習はAMPA受容体を介する興奮性シナプスの可塑性だけでなく、GABAA受容体を介した抑制性シナプスの可塑性も高める結果、個々のCA1ニューロンが複雑かつ多様なシナプス入力を保持することが解った。また、薬物で興奮性シナプスの多様性や抑制性シナプスの多様性を失わせると、学習が成立しないため、多様なシナプス可塑性がCA1ニューロンの記憶痕跡であることも判明した(Mitsushima et al, Nat Commun 2013)。本研究では、オスラットに10分間の様々なエピソード体験させ、CA1の多ニューロン発火活動に及ぼす影響を、自由行動状態で解析した。十分馴らしたホームケージ内では散発的な自発発火活動が見られたが、拘束ストレスやメスラットとの接触など強い情動を伴うエピソード学習中もしくは学習直後に6001200ms継続する自発的高頻度発火活動(43129Hz)が何度も発生し、その数分後からリップル状(30100ms)短期高頻度発火の挿入が始まった。エピソード学習後のリップル波は形状や周波数が多種多様で複雑な多様性を示し、Field potentialとの同時記録実験ではθ波とリップル波の位相関係はエピソード学習後に変化した。さらにエピソード曝露30分後に急性海馬スライスを作成し、興奮性シナプスと抑制性シナプスの可塑性を解析すると、興奮性と抑制性のシナプスが多様に強化され、各ニューロンが示すシナプス入力状況はエピソード間で異なった(石川、美津島日本生理学会2016)。27年度が最終年度であるため、記入しない。海馬には、その個体の位置情報や時間情報などが入るが、エピソードの符号化メカニズムは不明である。雄性ラットに異なるエピソードを体験させ、エピソード学習が、海馬CA1ニューロンの自発発火活動に及ぼす影響についてリアルタイムで検討した。十分に馴らしたホームケージ内では散発的な発火活動が見られたが、強い情動を伴うエピソード学習中や学習直後に6001200ms継続する高頻度発火活動(43129Hz)が多くの個体で発生し、その数分後から短期(30100ms)のリップル状高頻度発火が挿入され始めた。さらにエピソード曝露30分後に急性海馬スライスを作成し、興奮性と抑制性のシナプス可塑性を解析した結果、興奮性と抑制性のシナプスが多様に強化され、個々のCA1ニューロンは多様で異なるシナプス入力を保持した。また、興奮性シナプスと抑制性シナプスの可塑性はエピソード曝露後5分以内に見られることも判明した。効率を上げるため、海馬発火活動の取得システム更新に努めた。結果、海馬θ波と発火活動を同時記録することが可能になった。本研究から1)海馬θ波とリップル波の位相関係を明らかにした上で、2)学習によるリップル波が開始される位相と終了する位相の変化、3)リップル波のduration (ms)4)θ波の山のうち何%がリップル波を伴うか、そのSuccess rate(%)を明らかにした。さらに、リップル波は複数のCA1ニューロンが同期して形成されていることが判ったため、5)学習前後におけるリップル波の貢献

ニューロン数、6)学習前後のリップル波周波数についても解析中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。エピソード学習後には、様々な形態を持つ多様なリップル波が観察された。リップル波の多様性について、数値化と分類を試み、エピソード学習後の出現頻度をプロットして頻度解析を進める。異なるエピソード学習後に発現する各リップル波の頻度分布の違いを抽出し、脳内暗号の解読を進める。また、Western Blot法を用いて海馬CA1領域におけるAMPA受容体のリン酸化を確認する。さらにThy1-YFPトランスジェニックマウスを用いて海馬CA1ニューロンとスパインを可視化し、エピソード学習が興奮性シナプスや抑制性シナプスの可塑性に及ぼす影響を検討する。方法としては学習群と非学習群の脳組織標本を免疫組織染色し、共焦点レーザー顕微鏡や透過型電子顕微鏡を用いて解析する。
イヌの血行動態解析による心・肝・腎臓の機能異常の非侵襲的診断法の開発

本研究の目的は,超音波ドプラ法による犬の心・肝・腎臓の主要臓器の血行動態とそれら臓器の病態との関連を明らかにし,超音波ドプラ法によるこれら主要臓器の機能異常の非侵襲的診断法を確立することである。心臓においては,断層心エコ一法,経食道超音波ドプラ法および経胸壁連続波ドプラ心エコー図法を用いたイヌの心機能価法は,非侵襲的でリアルタイムで評価可能な臨床的に非常に有用な方法であると判断された。肝においては,血液学的および血液生化学検査による従来からの肝機能診断法に加え,超音波検査による肝実質の変化および超音波ドプラ法による門脈血行動態の諸指標を評価することによって,より正確な肝疾患の非侵襲的評価が可能となるものと考えられた。腎機能においては,超音波ドプラ法による腎血行動態の評価法は,獣医臨における新しい有用な腎機能診断法の一つとなり得る可能性が高いと考えられた。以上の通り,超音波ドプラ法は従来の検査法による所見に加えて,臓器の血流動態を計測することにより,非侵襲的にさらに詳細な病態を把握し得る可能性の高い検査法であると考えられた。平成9年度は,健常犬を用いて,心・肝・腎臓の目的に応じた血行動態観察に至適な超音波アプローチ法などを確定した。心臓においては,超音波ドプラ法による体表面からの非侵襲的測定法が確立されており本年度は断層法による左心拡大評価法,外科手術時に特に有用な経食道超音波プローブを食道内に留置して行う心拍出量の測定法,および心機能の指標として重要な心筋収縮力等の心係数の非侵襲的測定法を確立した。腎臓においては,腎動脈描出のアプローチ法,およびドプラ法による血流検出について検討した。傍正中より探触子を縦断で走査することにより、腎動脈描出の解剖学的指標となる腹腔動脈および前腸間膜動脈が良好に描出でき,次いで前腸間膜動脈の尾方を横断面で走査することにより、腎動脈が描出できた。さらに前額面走査においても、腹大動脈より分岐する腎動脈が描出できた。さらに、パルスドプラ法による腎動脈血流量測定の信頼性を検討するため、本法による計測値と電磁流量計による実測値とを比較検討した結果、両者には良好な相関が得られた。肝臓においては,健常犬における体表および経食道超音波プローブを用いた胃壁からの肝動脈,肝静脈および門脈系に対するアプローチ法および夫々の血管の鑑別法を検討した。その結果,超音波および血管造影の両検査法によって肝静脈と門脈の分布状況は明らかにできたが,肝動脈の走行は確認できなかった。血管造影検査法では,すべての血管は重複して可視化されるため,分枝血管の確認は困難であった。さらに、超音波ドプラ法を応用することによって,血管造影検査法では得ることができない血流の動的情報が非侵襲的に得られ,正常犬の門脈血行動態の諸指標値を明らかにした。本研究の目的は,超音波ドプラ法による心臓・肝臓・腎臓の主要臓器の血行動態とそれら臓器の病態との関連を明らかにし,超音波ドプラ法によるこれら主要臓器の機能異常の非侵襲的診断法を確立することである。本年度の研究実績の概要は下記の通りである。心臓においては,心血行動態が腎血流に及ぼす影響を超音波ドプラ法により検討した。循環血液量減少およびその回復期の腎血行動態の観察により,超音波ドプラ法は全身循環動態異常に基因する腎前性の腎灌流障害をリアルタイムに評価することが可能であると考えられた。肝臓においては,ニトロソジメチルアミンによる肝硬変モデル犬を用い,超音波検査法の有用性を評価した。超音波検査法では,イヌの肝硬変に特異的なエコー輝度の増強を伴う粗い不均一なエコーパターンが血清中の肝特異酵素の変化と同時に認められ,イヌの肝硬変の診断に有用であることが分かった。腎臓においては,超音波ドプラ法を用いた腎内血行動態の解析による腎機能診断の基礎的知見を得るため,意識下および麻酔下の正常犬における腎内血行動態の超音波ドプラ法による正常値を算出し,合わせて両者を比較した。その結果,血流パターンの変化はここの指標だけでは評価できず,心の収縮期最高流速・拡張期

最低流速・平均流速,腎動脈本管の最高・最低流速,腎葉間動脈の最高・最低流速など,すべての指標を総合的に評価し,腎疾患の診断に応用する必要性が示唆された。本年度研究計画に従って実施され,得られた成績は下記の通りである。また,研究の最終年度に当たるため,これまでの成績を総括した。心臓においては,犬の心疾患として最も発生の多い僧帽弁逆流症のモデル犬を実験的に作出し,超音波ドプラ法による各種心計測値と心カテーテル法による所見を指標に病態との関係を検討した。また,犬の心奇形でもっとも発生の多い動脈管開存症における心計測値と病態および心房性利尿ペプチドホルモンの変動との関係を検討した。その結果,それらはよく相関し,超音波ドプラ法による非侵襲的心収縮機能のデュアルタイム評価法の有用性が示唆された。肝臓においては,実験的に胆管を結紮した胆汁うっ滞性黄疸モデル犬を用い,血液学的および血液生化学的検査結果による肝臓能所見と超音波検査所見,得にドプラ法による門脈血行動態との関係を検討したところ,胆管閉塞と門脈血流量との相関が示唆された。腎においては,実験的尿細管壊死作出モデル犬に対し,超音波ドプラ法による腎血行動態所見と従来からの腎機能検査法による所見とを比較した結果,腎血流量はそれほど変化しないものの,糸球体濾過能との低下と血管抵抗の上昇が相関していた。平成9年11年度の研究成果を総括すると,超音波ドプラ法による心臓・肝臓・腎臓の血行動態解析によってデュアルタイムでそれら臓器の非侵襲的機能診断が可能であり,従来からの各種検査法を併用することによって,さらに詳細な機能診断が可能であると結論付けられた。
分散仮想環境における視覚・聴覚・触覚メディア通信の高品質化の研究

分散仮想環境における視覚・聴覚・触覚メディア通信の高品質化のため、ネットワーク遅延やその揺らぎ、パケット欠落がサービス品質(QoS : Quality of Service)に及ぼす影響を調査し、QoS制御について検討した。要求されるQoSは、アプリケーションによって異なるため、主として、以下に示す四つのアプリケーションを研究対象とした。(1)触る分散仮想博物館触っている箇所に応じて高品質なガイダンス情報を提供するため、適応型ストリーミング開始制御を提案し、適応型表示制御も提案した。実験によって、これらの制御の有効性を明らかにした。(2)触覚を用いた遠隔習字・描画教示システム生徒の筆を遠隔にいる先生が持って、先生の筆使いの力を生徒に伝える遠隔習字システムを開発した。また、生徒の筆にかける力を先生が感じることができる遠隔描画教示システムも実現した。端末間で触覚メディアの出力タイミングを揃える端末間同期制御を導入し、予測を用いた端末間同期制御を提案した。実験によって、その有効性を示した。(3)触覚メディア・サウンド・ビデオ伝送システムビデオを見ながら、利用者が遠方にある実際の物体に主体的に触れるシステムを構築した。三つのメディアの出力タイミングの差がメディアの出力品質に及ぼす影響を調査した。(4)触覚を用いた協調作業触覚メディアのトラピック制御として、dead-reckoningの他に、パケット化間隔の影響を調べた。また、端末間同期のために、同期マエストロ方式を拡張し、実験により、出力品質を大きく改善できることを示した。さらに、ネットワーク型リアルタイムゲームも扱い、端末間におけるネットワーク遅延が利用者間の公平性に及ぼす影響を調査した。分散仮想環境における視覚・聴覚・触覚メディア通信の高品質化のため、サービス品質(QoS:Quality of Service)制御について検討した。要求されるQoSは、アプリケーションによって異なるため、本年度は、主として、触覚インタフェース装置PHANToMを用いて3次元仮想空間内の物体(オブジェクト)を操作する(1)協調作業と、展示物に触りながらガイダンス情報が得られる(2)触る分散仮想博物館を研究対象とした。(1)協調作業の研究まず、触覚メディアのトラヒック制御として、dead-reckoning(推測航法)の他に、パケット化間隔を長くし、その間隔内に発生された複数のメディアユニット(MU)をまとめて情報圧縮を行い、一つのパケットとして送信する方式を考案した。そして、実験により、出力品質を大きく改善できることを示した。次に、端末間同期制御のために、同期マエストロ方式を拡張し、実験により、端末間の出力タイミングを早い端末に合わせるのが優れていることを明らかにした。この結果は、アプリケーションによって異なることが予想されたので、触覚インタフェース装置を用いたネットワーク型ゲームも扱った。そして、この場合には、公平性の観点から、遅い方の出力タイミングに合わせるのが良いことが分かった。また、端末によるネットワーク遅延の違いがネットワーク型ゲームに及ぼす影響を調査した。(2)触る分散仮想博物館の研究高品質なガイダンス情報の提供を可能とするため、適応型ストリーミング開始制御方式を提案した。この方式は、ネットワーク遅延とその揺らぎに応じて、音声・ビデオ等から成るガイダンス情報を先読みするものである。この方式を実装し、実験によって、その有効性を確認した。インターネットを用いた分散仮想環境における視覚・聴覚・触覚メディア通信の高品質化のため、ネットワーク遅延やその揺らぎ、パケット欠落がQoSに及ぼす影響を調査した。また、QoSを高く維持するQoS制御の検討を行った。アプリケーションによって要求されるQoSが異なるので、本年度は、主として、触る分散仮想博物館、遠隔習字システム、ネットワーク型リアルタイムゲーム、協調作業を取り扱った。(1)触る分散仮想博物館の研究ガイダンス情報の適応型ストリーミング開始制御、適応型表示制御の有効性を実験によって明確にした。(2)遠隔習字システムの研究生徒の筆を遠隔にいる先生が持って、先生の筆使いの力を生徒に伝える遠隔習字システムを実現した。

また、生徒の筆にかける力を先生が感じることができる遠隔描画教示システムを作成した。そして、これらのシステムを用いて、ネットワーク遅延やその揺らぎ、パケット欠落が触覚メディアの出力品質に及ぼす影響を調査し、メディア同期制御、予測制御、誤り制御などの各種QoS制御を行うことが必要であることを示した。(3)ネットワーク型リアルタイムゲームの研究触覚を利用したネットワーク型リアルタイムゲームにおいて、端末間におけるネットワーク遅延が公平性に及ぼす影響を調査した。その結果、ネットワーク遅延の差が約30msから40ms以上になると、不公平を感じることを明らかにした。ネットワーク遅延が約30ms以下であれば、ほとんど不公平を感じないことも示した。現在、この特性を利用した端末間同期制御を検討しているところである。(4)協調作業の研究触覚を利用した協調作業のために、従来のクライアント・サーバモデルの他、P2Pモデルに基づく分散型の制御を実装し、両者の比較を行い、有効適用領域を明らかにした。インターネットを用いた分散仮想環境における視覚・聴覚・触覚メディア通信の高品質化のため、ネットワーク遅延やその揺らぎ、パケット欠落がQoSに及ぼす影響を調査し、以下に示すように、QoSをできるだけ高く維持するQoS制御の検討を行った。(1)触覚を用いた遠隔習字・描画教示システム端末間で触覚メディアの出力タイミングを揃える端末間同期制御を導入した。また、予測を用いた端末間同期制御を提案し、実験によって、その有効性を示した。(2)触覚メディア・サウンド・ビデオ伝送システム一人の利用者が本物の物体に触ったときに得られる力覚を遠隔の利用者に伝達するだけでなく、利用者が遠方にある物体に主体的に触れるようにするシステムを構築した。ビデオを触っている様子を見ながら、触ったときに発生するサウンドも伝送するようにした。このシステムを用いて、三つのメディア間の出力タイミングの差(メディア同期誤差)がメディアの出力品質に及ぼす影響を主観評価試験により調査した。その結果、ビデオを他のメディアよりも僅かに早く出力することによって、高い主観評価結果が得られることが分かった。(3)触覚を用いたネットワーク型リアルタイムゲーム4人が二人一組に分かれて協調して、組間でゲームを行う場合を想定し、端末間における触覚メディアの出力タイミングの合わせ方について性能比較を行った。その結果、二つの基準とすべき出力タイミングをを用いるとよいことが判明した。(4)音声・ビデオ伝送システムメディア発生源とメディア出力先におけるメディア同期外れ予防制御方式の同期品質の比較を行った。
成人病化する都市の退化マネジメントによる自律再生

1)理論体系構築:都市のコンパクト化、退化性能、マッチング理論、持続可能性、モビリティ・イノベーションなどに関する幅広い既存研究の体系化を新たな研究文献のサーベイを加えながら引き続き進めた。2)各種症例の整理:既に整理した都市の成人病に関する具体的症例に対し、関連する都市指標の対応関係を次の観点から網羅的に整理した。1肥満・メタボ:都市の構造的肥大化、2骨粗鬆症:都市の物理的空洞化、3がん:過剰開発連鎖、4慢性糖尿病:都市負荷・環境のアンバランスほか。これらの全体像についてはわかりやすい解説書を新たに出版した。3)予防診断システムの考案:各種症例を配慮し、その予防診断システムを確立した。それぞれの症状に応じて開発の進むマーカーや評価指標を体系的に整理し、その可視化を実施した。またそれを実際のまちづくりの現場においても活用し、フィードバックが適切にかかるかどうかを検討した。対象を都市部だけに限定せず、中山間地域への適用を拡げ、その診断メニューを豊富にした。4)体質改善システムの提案:都市の中で最適なサービス配置を柔軟に進める検討を進めた。特に自動運転やシェアリング(マッチング)経済の投入、ソーラー充電システムなどの導入も含めたオフグリッドシステムの評価など、スマートシティ化による検証を行った。あわせて都市を構成する一人一人の活動実態に言及し、個人間の活動格差解消方策についても検討を重ねた。都市計画分野の研究としてスタート本研究は、2017年より、生き物から学ぶバイオミメティックスという着想が期せずして社会で広く着目されるタイミングと重なった。このため、2018年以降全くの他分野から本課題に関する複数の討議の機会などをいただき、その結果飛躍的に関連分野に関する交流や知識量が増えることとなった。当初は計画していなかった本研究の前半部分の成果を2018年秋に上梓することができた。以上のことよりテーマとしての発展・応用可能性がこの1年間でさらに高まったと考え、上記の判断とした。今後についてはそれぞれのパートにおいて、以下のような推進方針に基づいて研究を進める。1)各症例のサンプル作成・公表:地区カルテ情報をもとに、メタボリック症候群(肥満)、骨粗鬆症、がん、といった都市の症例について自治体の計画担当者が理解でき、計画に実際に適用できるような公表用サンプルを作成する。2)予防診断システム:各種症例に配慮し、それぞれの症状に応じて開発の進むマーカーや評価指標を体系的に整理し、その可視化を行う。また、対象地域を一つの都市圏だけに限定せず、大きな拠点から小さな拠点に至るまでの広域的な観点からコンパクト+ネットワークの観点に立脚して拠点間の相互補完まで踏まえた予防診断の実施を行う。3)体質改善システム:都市の「生活習慣」に相当する面での自律的な改善を通じてその症例を緩和するための体質改善システムを確立する。特に減少社会における活動と施設の空間上での最適なマッチング関係を見直し、Society5.0やモビリティ・イノベーションなどの最新技術を援用することで、人口減少が激しい地域においても症例に応じた対応策が示せるよう退化マネジメントを可能にする。4)自律的な治癒リハビリシステム:単なる断片的なインフラ整備や、細切れの社会実験を排除し、現在地方分権化が良しとされる暗黙の社会的合意自体を変革し、広域的な競争から協調の時代へと舵を切るためのエビデンスを揃える。以上の諸成果を踏まえ、個人レベルの健康まちづくりの体系化を内包しながら都市全体の健全な縮退政策を広域的合意の元に提示するための自律的な治癒リハビリシステムを構築する。1)コンセプトの確立と理論体系構築:都市のコンパクト化、退化性能、マッチング理論、持続可能性などに関する幅広い既存研究の収集を行い、その体系化を進めた。2)各種症例の整理:都市の成人病に関する最新の具体的症例を次の観点から網羅的に整理した。1肥満・メタボ:都市の構造的肥大化、2骨粗鬆症:都市の物理的空洞化、3がん:過剰開発連鎖、4慢性糖尿病:都市負荷・環境のアンバランス、5血行不良:地方壊死、6動脈硬化、息切れ:道路等インフラ劣化、7認知症:アパシー。その結果、整理の観点を現実の都市課題に合うように一部で見直した。3)予防診断システムの考案:各種症例を配慮し、その予防診断システムを検討した。それぞれの症状に応じて開発の進むマーカーや評価指標を体系的に整理し、その可視化を行う。居住者個人のレベルまでさかのぼってその活動実態を検証し、活動格差指標を新たに検討対象として加えた。また、都市構造の可視化システムの開発を新たに進め、予防診断が誰にでも容易にできる仕組みの構築を開始した。4)体質改善システムの提案:状況に応じた最適なサービス配置を柔軟に進める検討を進めた。特に自動運転やシェアリング(マッチング)経済の投入、ソーラー充電システムなどの導入も含めたオフグリッドシステムの評価など、都市の「生活習慣」に相当する面での自律的な改善にこれら新たな試みがどうつながるかの検証を進めた。さらにこれらのシステムがより有効に機能するよう、心理的方略に関する提案を多角的に検討した。本研究は都市計画分野の研究としてスタートしたが、生き物から学ぶバイオミメティックスという着想が期せずして社会で広く着目されるタイミングとなった。このため、後ろの学会発表や備考の欄に記した通り、化学や博物館学など全くの他分野から本課題に関する複数の招待講演の機会などをいただき、その結果飛躍的に関連分野に関する交流や知識量が増えることとなった。また、それらとは別に本テーマに関する出版依頼もいただく状況となった。

以上のことよりテーマとしての発展・応用可能性がこの1年間で各段に高まったと考え、上記の判断とした。1)理論体系構築:都市のコンパクト化、退化性能、マッチング理論、持続可能性、モビリティ・イノベーションなどに関する幅広い既存研究の体系化を新たな研究文献のサーベイを加えながら引き続き進めた。2)各種症例の整理:既に整理した都市の成人病に関する具体的症例に対し、関連する都市指標の対応関係を次の観点から網羅的に整理した。1肥満・メタボ:都市の構造的肥大化、2骨粗鬆症:都市の物理的空洞化、3がん:過剰開発連鎖、4慢性糖尿病:都市負荷・環境のアンバランスほか。これらの全体像についてはわかりやすい解説書を新たに出版した。3)予防診断システムの考案:各種症例を配慮し、その予防診断システムを確立した。それぞれの症状に応じて開発の進むマーカーや評価指標を体系的に整理し、その可視化を実施した。またそれを実際のまちづくりの現場においても活用し、フィードバックが適切にかかるかどうかを検討した。対象を都市部だけに限定せず、中山間地域への適用を拡げ、その診断メニューを豊富にした。4)体質改善システムの提案:都市の中で最適なサービス配置を柔軟に進める検討を進めた。特に自動運転やシェアリング(マッチング)経済の投入、ソーラー充電システムなどの導入も含めたオフグリッドシステムの評価など、スマートシティ化による検証を行った。あわせて都市を構成する一人一人の活動実態に言及し、個人間の活動格差解消方策についても検討を重ねた。都市計画分野の研究としてスタート本研究は、2017年より、生き物から学ぶバイオミメティックスという着想が期せずして社会で広く着目されるタイミングと重なった。このため、2018年以降全くの他分野から本課題に関する複数の討議の機会などをいただき、その結果飛躍的に関連分野に関する交流や知識量が増えることとなった。当初は計画していなかった本研究の前半部分の成果を2018年秋に上梓することができた。以上のことよりテーマとしての発展・応用可能性がこの1年間でさらに高まったと考え、上記の判断とした。それぞれのパートにおいて、以下のような推進方針に基づいて研究を進める。1)各種症例の整理:昨年度作成したカルテ情報を研究成果に基づいて再整理し、都市の成人病に関する最新の具体的症例を次の観点から網羅的に整理する。この研究分野に対する社会的認知が十分でない状況であるため、成果をわかりやすく講評することに注力する。2)予防診断システムの考案:対象地域を防災対応が必要となる脆弱な地域や中山間地域などの地方部にも拡張し、広域的な観点からコンパクト+ネットワークの観点に立脚して拠点間の相互補完まで踏まえた予防診断の実施を体系的に提案する。公的施設による既存の診断システムがもたらしている課題についてもあわせて指摘を行う。3)体質改善システムの提案:減少社会における活動と施設の空間上での最適なマッチング関係を見直し、成熟環境に対応した地域間の協調と相互扶助の関係を反映し、症例に応じた対応策が示せるようにする。
イエカ属蚊のエステラーゼ遺伝子と殺虫剤抵抗性機構の解析

有機りん剤の標的酵素の1つであるカルボキシルエステラーゼ-B(CE-B)の構造遺伝子が約32倍に増幅したことにより、同剤抵抗性を獲得したチカイエカ新宿系を用い、cDNAプローブと幼虫唾腺の多糸染色体との蛍光in situハイブリダイゼーションを行った。増幅した遺伝子は、殺虫剤感受性系統における同遺伝子座の近傍にあたる部位にクラスターをなし、extended chromosomal region(ECR)を形成していた。このECRはDAPIやオルセインに対して負の染色性を一様に示した。一方、同プローブを使った新宿系統のgenomic Southern hybridizationにより、CE-B構造遺伝子を含むampliconのサイズを少なくとも20kbと推定した。これらの結果から、唾腺染色体上で1つのinter-bandに本来存在していた構造遺伝子とその隣接配列が、DNA増幅の課程でその周囲にそれらのコピーを蓄積し、一様な負の染色性を示すECRを形成したものと思われる。増幅したCE-B遺伝子を包含するECRの形成は、薬剤標的蛋白遺伝子の増幅により耐性を獲得した哺乳類培養細胞株において頻繁に観察されている増幅DNAの「染色体内にとどまりECRを形成する」1つの存在様式と酷似しており、力の生殖細胞においても共通な遺伝子増幅の機構が働いていた可能性を示唆する。アセチルコリンエステラーゼ(AchE)の薬剤感受性の低下によって有機リン剤抵抗性を獲得したコガタアカイエカ富山系のゲノムDNAから、AchE遺伝子の一部をPCR法で得た。これをもとに、ゲノムDNAのミニライブラリーを調べ、AchE遺伝子の第1から第5エクソンを含む8.4kbpの断片をクローニングした。ゲノム上のエクソンの配置は、ショウジョウバエのそれと良く似ていて、数kbの長いイントロンを持っていた。アミノ酸のホモロジーは、ショウジョウバエとは約70%であるのに対し、ハマダラカとは93%という高い価であった。活性中心の6アミノ酸は富山系AchEにも保存されていた。コンピューターによるタンパク質の2次構造解析を試みたところ、富山系AchEにのみ見られる構造が予測されたことから、薬剤感受性の変化との関連を議論できる可能性が示唆された。
ウシ乳腺細胞におけるプロラクチン受容体の情報伝達経路および発現調節に関する研究

泌乳は哺乳動物に特異的な生理現象であり、この現象は数多くのホルモンにより調節されていることが知られている。泌乳をつかさどる乳腺におけて特にプロラクチンが乳腺上皮細胞の増殖、分化および乳汁分泌活動に重要な役割を担っている。このプロラクチンの情報を細胞内へ伝達するためには、細胞膜上に受容体が存在することが重要である。乳腺細胞ではプロラクチン受容体が、妊娠期に増加、泌乳期に増加および減少することが報告されているが、この調節機構は明らかにされていない。本研究では、in vitroで単純化された系を用いてこれらの現象を明らかにするために、本研究に利用できるウシ乳腺細胞の培養系を確立することを第一に研究を行った。分娩後1ケ月以内に屠殺・解剖されたウシおよび乾乳期のウシから乳腺組織を回収し、細切した後酵素処理により乳腺細胞に分離・単離を行った。乳腺細胞を酵素処理後600gにて遠心回収した細胞および細胞魂は800gにて遠心回収した細胞よりも凍結保存後の生存率がよいことが分かった。培養法にプレート上の2次元培養とコラーゲンゲル上の2次元培養の比較を行ったところ、コラーゲンゲルを用いた培養がより増殖の割合が高かった。その後は、コラーゲンゲル上に1週間培養した細胞の回収をコラゲナーゼとトリプシンにより行った。プロラクチンによる細胞内カルシウムイオン濃度([Ca]i)の変化を測定するために、Ca^<2+>の径行指示薬であるfura-2 AMを取り込ませ、[Ca]iの測定を行っている途中でプロラクチンを投与したが、[Ca]iの変化が捕らえられなかった。この原因については、現在検討中であり、細胞回収時の処理方法および培養プレートを直接Caイメージプロセッサーにのせ[Ca]iを測定する方法も検討中である。
子宮頸癌および子宮頸部上皮内病変における細胞極性制御因子aPKCλ/ιの役割解明

細胞極性制御因子・癌遺伝子であるaPKCの子宮頸癌および子宮頸部上皮内病変(SIL)における発現様式を解析し,aPKCの子宮頸癌の発癌と進展に及ぼす影響と子宮頸癌バイオマーカーや治療標的への応用の可能性を検証した.子宮頸癌,SILの一部ではaPKCが過剰発現または核に異常局在していた.aPKC核局在型の子宮頸癌は細胞質局在群に比較して有意に予後不良であった.aPKC過剰発現または核局在型のSILはより高度な病変に進展する傾向があった.核aPKCを強制発現させた子宮頸癌細胞株では浸潤能が亢進していた.aPKC,特に核局在aPKCは子宮頸癌の癌化と進展に関与していることが示唆された.1)について,子宮頸癌組織169例におけるaPKC免疫組織化学染色法を用いた検討の結果,aPKCの細胞内局在が異常な核局在症例は正常な細胞質局在症例に比して予後が不良であることが明らかになった(p<0.00010, log-ranktest).そこで子宮頸癌細胞株(Hela細胞-,野生型はaPKC細胞質局在)でaPKCを核に強制発現させたところ,核局在型では有意に浸潤能の亢進が認められた.以上よりaPKCの細胞内局在の変化が浸潤能の促進を介して子宮頸がんの進展に関与する可能性が示唆された.2)については近隣の検診施設からの協力を得て新規CIN症例におけるaPKC発現様式と予後との関連について前向き研究を進行中である.当初の予定どおり,浸潤子宮頸がんにおけるaPKC発現様式の解析と,異なる細胞質局在でのaPKC強制発現子宮頸癌細胞株を樹立し検証を行った結果,aPKCの核局在は子宮頸癌細胞株の浸潤能を促進することが示され,CINのみならずaPKCが癌の進展に寄与している可能性を示すことができた.CIN予後予測ツールとしてのaPKCの有用性についての検討は前向き研究であり,症例収集と予後解析に時間を要するものであるが,近隣の子宮頸癌検診施設との協力体制を樹立し順調に症例が収集されている.これまでに正常上皮の細胞極性調整因子であるatypical protein kinase C (aPKC)の過剰発現と細胞内局在が子宮頸癌の前駆病変である子宮頸部上皮内病変(CIN)において増悪の独立な予測因子であることを明らかにし,aPKCが子宮頸部上皮の発がん・進展に関連している可能性を示した(Mizushima et al, Int J Gynecol Pathol. 2016 Mar;35(2):106-17).本研究では1)aPKCの子宮頸癌発生と進展に及ぼす影響とその機序の解明2)CIN予後予測ツールとしてのaPKCの有用性の2点について検討することを目的としている.1)について,子宮頸癌のaPKC発現様式と予後について検討した結果,aPKC核局在の症例では正常な細胞質局在症例に比して予後が不良であることが明らかになった.平成28年度のさらなる解析の結果,aPKCの細胞内局在は同じ症例でもCINから浸潤癌に以降する過程で核から細胞質へ移動する場合があるが,浸潤癌の場合は原発巣と転移巣の細胞内局在は同一であり,aPKCが子宮頸癌の発癌,浸潤,転移の過程で異なる作用を有している可能性が示唆された.また,子宮頸癌細胞株Helaを用いたin vitroの研究ではaPKC核強制発現細胞はaPKC細胞質強制発現細胞に比して浸潤能が亢進していたことから,これら二つの細胞株のcDNAライブラリーを用いてマイクロアレイ解析を行い,aPKC核局在細胞に特異的に発現している遺伝子群を同定,確認の機能解析中である.2)について,CINの症例を収集し,aPKC発現様式によってCINの進行を予測できるか否かの前向き研究を実施中である.浸潤子宮頸癌におけるaPKC発現様式の解析はほぼ終了し,aPKCの異常な細胞内局在が子宮頸癌の予後に影響することを示すことができた.現在は核局在aPKCが子宮頸癌においていかなる機能を果たしているかに関しての研究へ移行し,解析を進めている.また,CIN予後予測ツールとしてのaPKCの有用性についての前向き研究は症例収集と予後解析に時間を要するものであるが,近隣の子宮がん検診施設との協力体制が樹立できたため順調に症例の収集がなされている.atypical protein kinase C (aPKC)は,細胞極性制御因子であるとともにがん遺伝子であることも示唆されており,複数の癌腫においてaPKCの異常発現は予後不良因子であることが報告されている.本研究ではaPKCの発現様式と子宮頸癌予後および子宮頸部扁平上皮内病変(SIL)の進展リスクの関連を検証するとともに,これら病変におけるaPKCの機能について分子生物学的に解析した.免疫組織学的に解析するとSIL病変のグレードが浸潤癌に近づくほどaPKCは過剰発現し,正常細胞では細胞膜・細胞質に存在するaPKCタンパクが,核に偏在していた.またaPKCが核局在している軽度SIL(LSIL)では,細胞質に局在しているLSILに比較して有意に高度SIL(HSIL)へ進展した.さらに浸潤子宮頸癌の症例においても,病期が進行した群ほどaPKCの異常発現が認められ,同じ病期においてもaPKC異常発現群では正常発現群に比して予後不良であった.

そのためaPKCの発現異常亢進または細胞内局在異常(核局在)は癌の発生と進展に関与している可能性が考えられた.子宮頸癌細胞株HelaでaPKC遺伝子ノックダウン,核局在aPKCの強制発現などの手法を用いて異常発現aPKCが子宮頸癌細胞におよぼす影響を検証したところ,aPKC核局在細胞では浸潤能力の増強が認められた.現在この現象に関わる分子について探索・検証中である.aPKCの異常発現,とくに核局在は子宮頸部扁平上皮病変の癌化と進展に影響を与えている可能性が示唆された.これまでにがん細胞における核局在aPKCの作用に関する知見はなく,aPKCの多様な機能についての重要な情報であるとともに,aPKCがSIL進展のバイオマーカー,子宮頸癌の治療標的として利用できる可能性が示された.細胞極性制御因子・癌遺伝子であるaPKCの子宮頸癌および子宮頸部上皮内病変(SIL)における発現様式を解析し,aPKCの子宮頸癌の発癌と進展に及ぼす影響と子宮頸癌バイオマーカーや治療標的への応用の可能性を検証した.子宮頸癌,SILの一部ではaPKCが過剰発現または核に異常局在していた.aPKC核局在型の子宮頸癌は細胞質局在群に比較して有意に予後不良であった.aPKC過剰発現または核局在型のSILはより高度な病変に進展する傾向があった.核aPKCを強制発現させた子宮頸癌細胞株では浸潤能が亢進していた.予定どおり今後の研究を施行する.1)浸潤子宮頸癌におけるaPKCの役割について核局在型aPKC強制発現子宮頸癌細胞株を用いて,核局在型細胞特異的な異常発現遺伝子をマイクロアレイ法を用いて同定,特に浸潤能を制御する遺伝子についてaPKC発現,がん細胞形質との関連を検証する.2)CIN予後予測ツールとしてのaPKCの有用性についての検討平成27年度に引き続き症例収集を行い,順次解析を開始する.1)浸潤子宮頸癌におけるaPKCの機能解析に関しては,核局在型aPKC強制発現子宮頸癌細胞株を用いて,核局在細胞特異的な異常発現遺伝子をマイクロアレイ解析で同定したので,特に浸潤能を制御する遺伝子について機能解析を行う.また,平成28年度の研究でCINと浸潤癌におけるaPKC核局在は局在移行の機序や機能が異なる可能性があり,各々における核局在aPKCの遺伝子解析を行う.2)CINの予後予測ツールとしてのaPKCの有用性についての検討に関しては,平成28年度に引き続き症例収集を行い,順次解析を開始する.産婦人科研究分担者である東京医女子医科大学病理学部の長嶋洋治教室においては,すでに研究代表者である丸山康世の研究室で作成した病理標本の評価が主たる研究内容となったため実質的に必要試薬が少量となったため4万2112円の余剰金が発生した.平成28年度以降も当該研究室での免疫組織化学法などの実験が予定されているため,抗体・染色などの試薬購入に使用する予定である.
スチルベン誘導体の二量化反応を利用した高効率な二重鎖光架橋法の開発

本研究では、スチリルピレンの[2+2]光環化付加反応を利用した可視光照射によるDNA二重鎖架橋法の開発を行った。DNAやRNA二重鎖を鎖間で架橋する手法は、生体系の解析などにおいて盛んに利用される。その中において、これまでに我々はスチルベン誘導体の[2+2]環化付加反応を利用した核酸二重鎖架橋法を報告している。しかしながら、上記の方法を含め、これまでに用いられている核酸二重鎖の光架橋法はすべて400 nm以下の紫外光照射を必要としており、生細胞中で用いた場合に細胞障害を生じるなど、その応用の幅は限られていた。そこで本研究では、これまでの紫外光に代えて、可視光をトリガーとした核酸二重鎖架橋法の開発を目指した。本研究では新たな光架橋剤としてスチリルピレンを用いた。スチリルピレンは、従来のスチルベンよりも拡張されたπ共役系を有しており、可視光による[2+2]光環化付加反応の進行が期待される。まず、架橋反応について検討するため、スチリルピレンを一対導入したDNA二重鎖に対して455 nmの可視光照射を行った。結果、光照射に伴って、[2+2]光環化付加に特徴的な吸収バンドの短波長シフト、および発光強度の減少が見られ、架橋反応の進行が確認された。さらに、架橋された二重鎖に対し340 nmの紫外光照射を行ったところ、逆反応が進行し、反応前の非架橋状態へと選択的に回復することが明らかになった。以上のように、スチリルピレンの[2+2]光環化付加反応を利用することで、可視光トリガーによる可逆的な核酸二重鎖架橋法の開発に成功した。今後、この架橋法を利用することで、生細胞中における架橋構造の形成・解離の制御および、それに伴う細胞機能の光制御といった応用が可能であると考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
凝固第VIII因子活性化/不活化機構の解明と凝固/抗凝固療法の応用に関する研究

血液凝固内因系第VIII因子(FVII)は、欠乏では重篤出血(血友病A)を、逆に増加は血栓形成を惹起する。従来凝固研究は、内因系/外因系/凝固抑制系/線溶系に分けて研究されてきたが、実際の凝固過程は複数系が互いに絡み合い進行していくと支持されつつある。本研究で、凝固反応で最も鍵を握るFVIIが、内因系のみならず、線溶系因子(プラスミン)、凝固抑制因子(プロテインS)、外因系因子(FVII)と相互作用することで凝固血栓が巧みに制御されていることがわかった。血液凝固第VIII因子(FVIII)は、欠乏では重篤出血(血友病A)を、増加では血栓形成を惹起するため、出血/血栓の相反する病態で重要である。凝固促進にはトロンビンによるFVIII活性化が、過凝固抑制には活性型プロテインCによる不活化が重要であるも不明な点も多い。従って本因子中心での凝固血栓形成やその抑制機序の解明は、血友病Aの治療戦略、血栓形成病態に応じた抗血栓凝固療法の発展に寄与する。従来の凝固研究は、内因系/外因系/凝固抑制系/線溶系に分けて展開してきたが、凝固過程は複数系が同時進行していく概念が最近支持されている。そこで我々は、今まで注目されていなかったFVIII活性化/不活化機構における線溶系プラスミン(Plm)の役割について新しい知見を得た。PlmはFVIII活性を非常に初期段階で約2倍上昇させ、その後速やかに低下させることが明らかになった。これはFVIIIと複合体形成するvon Willebrand因子存在下でも抑制されなかった。その作用を示すために、PlmはFVIIIの重鎖Lys^<36>、Arg^<336>、Arg^<372>、Arg^<740>を、軽鎖Arg^<1689>、Arg^<1721>を開裂し、特にArg^<372>、Arg^<336>開裂は重鎖が、またLys^<36>開裂は軽鎖が制御していた。PlmのFVIII開裂部位は活性型第X因子による開裂部位と一致していたが、PlmのArg^<336>開裂はArg^<372>開裂より遥かに速い点が異なっていた。次にPlmとFVIIIとの直接結合を示すために、活性部位をアンヒドロ化した不活型Plmを作製し、世界で初めてPlmとFVIIIの結合実験に成功した。その結果、PlmはFVIHのA2とA3の両ドメインに結合することが判明した。さらに、リコンビナントA2およびその変異株を作製し、A2ドメイン内の限局した結合部位の同定にも成功した。その結合部位は活性型IX因子の結合部位とも重複しており、凝固過程中でのPlmのFVIIIへの作用は、活性型IXa因子によって部分的に制御されていることも明らかになった。以上のように、FVIIIは内因系のみならず、線溶系のPlmのFVIIIに対する直接作用によっても制御されていることが判明した。血液凝固第VIII因子(FVIII)は、欠乏では重篤な出血(血友病A)を認め、増加では血栓形成を惹起するため、出血と血栓の相反する病態で極めて重要である。凝固促進にはトロンビンによるFVIII活性化が、過凝固抑制には活性型プロテインC(APC)による不活化が重要であるが不明な点も多い。従ってFVIII中心の凝固血栓形成やその抑制機序の解明は、血友病Aの治療戦略、血栓形成病態に応じた抗血栓凝固療法の発展に寄与する。従来の血液凝固研究は、内因系/外因系/凝固抑制系/線溶系に分けて展開してきたが、凝固過程は複数系が同時進行していく概念が最近支持されている。我々は、今まで注目されていないFVIII活性化・不活化機構における線溶系プラスミン(Plm)、凝固抑制系プロテインS(PS)、外因系(FVIIa)の役割について新しい知見を得た。PlmはFVIII活性を非常に初期段階で約2倍上昇させ、その後速やかに低下させるが、その反応にはPlmがFVIIIのA2とA3の両ドメインに結合して制御することが明らかになった。さらにリコンビナント蛋白やその変異株、合成ペプチド等を用いて、その必須結合部位を世界で初めて同定した。その結合部位はFIXaの結合部位とも重複しており、凝固過程中でのPlmのFVIIIへの作用は、FIXaにより制御されていた。またPSはAPCの補因子として過凝固抑制するが、PS単独でもFVIIIに直接作用することにより、リン脂質膜上でのFVIIIとFIXaの結合を阻害して凝固を抑制することが明らかになった。さらにFVIII上のPSの必須結合部位も同定することができた。

さらにFVIIaはFVIIIを凝固初期相で極めて早く活性を45倍上昇させ、その機序には重鎖Lys^<36>、Arg^<336>、Arg^<372>、Arg^<740>開裂が寄与していた。以上のように、FVIIIは内因系のみならず、線溶因子Plm、凝固抑制因子PS、外因系因子FVIIaがFVIIIに対して直接作用することにより制御されていることが判明した。
脊髄損傷に対する自然免疫賦活化による神経保護に関する研究

LPS投与による自然免疫賦活化により、損傷脊髄における炎症のバランスが変わり神経保護・修復効果が得られる、という仮説を立て、LPS投与をマウス脊髄損傷モデルに対して施行した。LPS投与群で炎症反応は組織修復的な性質に変化する事、損傷部が縮小する事、そして良好な後肢運動機能が得られる事が示された。本研究の結果から、LPS投与による自然免疫賦活化は、中枢神経損傷に対し組織修復を簡便かつ効果的に誘導するストラテジーであることが示唆された。マウス脊髄損傷モデルに対するコンディショニングの検討の解析マウス脊髄損傷モデルに先行して異なるタイミングでLPS投与を行い、その経過を観察した。その結果、脊髄損傷作成2日前にLPSを投与することで、受傷後の運動機能スコアが改善していることが明らかとなった。さらに発現サイトカインの変化を時間経過とともにみると、受傷前にLPSを投与したコンディショニング群では炎症性サイトカインTNFaが低値を示すなど、組織傷害が軽微であったことを示唆する所見が得られた。さらに脊髄損傷作成後6週後の組織像を観察すると、コンディショニング群では損傷を免れた残存組織面積が有意に増加していることが明らかとなった。以上の結果から、適切なタイミングでのLPS刺激は、その後に生じる脊髄損傷の炎症プロセスを変化させ、組織傷害を軽くする効果があることが初年度の結果として明らかになった。脊髄組織におけるM1およびM2マーカー発現の評価を行ったところ、脊髄損傷1、3日後に、M2マーカーであるarginase1のmRNA発現上昇が、PC群で有意に認められた。ELISAでも、脊髄損傷後1、3日後に、arginase1の蛋白濃度がPC群で高かった。脊髄損傷3日後の免疫組織染色では、Iba1およびarginase1の2重陽性細胞、すなわちM2細胞の数がPC群で多かった。LFB染色では、PC群で脊髄損傷後1週から2週にかけて損傷部の縮小が認められ、損傷後6週においてもPC群の損傷面積はcontrol群と比較して小さい傾向にあった。脊髄損傷後3週以降で、PC群において良好な後肢運動機能が認められた。さらに、M2活性化の主な誘導因子として知られているIL-4、IL-10、IL-13のmRNA発現を調べた。すると、IL-4、IL-13のmRNA発現は差が無かったのに対し、IL-10のmRNA発現が、脊髄損傷12時間後の急性期にPC群で上昇していることが分かった。さらに、転写因子としてIL-10発現を調節するとされるIRF-3について、Western Blottingでリン酸化IRF-3の蛋白量を、IRF-3 activity ELISAで、活性型IRF-3の蛋白量を定量評価した。脊髄損傷12時間後においてpIRF-3および活性型IRF-3の蛋白量が、PC群で有意に上昇していた。整形外科学研究初年度において、コンディショニングの条件であるLPS投与のタイミングと投与量について十分に検討することができ、最終的に実験モデルを確立することができた。さらにコンディショニングによって組織損傷のプロセスが変化することを示唆する結果が得られ、次年度以降のメカニズム解析につながる成果となった。炎症の状態を解析する軸として組織傷害性に働くM1反応と、修復に働くM2反応の視点から解析する。すなわち、初年度で確立したコンディショニングの実験系においてRT-PCR法、免疫染色、フローサイトメトリーなど、多面的な方法によってコンディショニングがM1とM2の機能にどのような影響を及ぼしたのかを解析する。また、受傷前の介入ではなく、受傷後の介入によって脊髄損傷のプロセスに影響を及ぼすことができないかを検討する。
リアル系へ向けた高スケーラブル電子相関理論の開発と実用

高スケーラブルな新規電子相関計算法の基礎理論として、電子相関計算のボトルネックとなる積分変換計算を効率化するような「局所ハミルトニアン法」を提唱し、その基礎理論を確立した。本提案手法では、この変換計算に対して、局在化分子軌道を変換基底として利用し、基底空間を区分けし、各区分けで小さな積分変換を行う。そして区分同士の相互作用も低次まで考慮する積分変換を行う。局所ハミルトニアン法の基礎理論を計算機上に実装し、その性能を評価した。(LiH)n鎖をテスト分子として、局所ハミルトニアン法による積分変換計算の計算コスト(総flop数)を見積もった。見積もりでは、ハミルトニアン分割での打ち切りを判定する敷居として、分割領域の二組(IJ)の空間的距離が15bohr以内の組み合わせのみを考慮し、さらにScwarzの公式を用いたprescreeningを施した。長鎖の(LiH)nに対して、総flops数は、鎖長に対して良好な低次スケーリングを示し、ほぼlinear scalingな計算コストであった。従来のo(N^5)の計算コストである計算法と比較して、局所ハミルトニアン法の計算は、n=1520程度ですでに効率よい計算であることを示した。上の開発で得られた、局在化分子軌道ベースの打ち切り近似ハミルトニアンを利用することで、Pulay、Wernerらの局所電子相関法LMP2法を実装することができる。PulayやWernerらによる実装は、積分変換が難所であったが、本研究では「局所ハミルトニアン」をその強力な処方箋として大規模計算に活用できると期待される。DNA Base-Pairをテスト分子として、Base Pairの相互作用エネルギーをLMP2により求めた。局所ハミルトニアンの分割として2種類の分割様式を試したが、分割様式によらず二種類の計算は誤差が少なく良い一致を示した。分割ではBase Pairの水素結合を切っているが、従来型のMP2計算の結果と比較しても遜色ない精度を算出することを確認した。以上の結果から、本手法の基礎的なアルゴリズムは大まかに形成されたと言える。(LiH)_n鎖をテスト分子として、局所ハミルトニアン法による積分変換計算の計算コスト(総flop数)を見積もった。見積もりでは、ハミルトニアン分割での打ち切りを判定する敷居として、分割領域の二組(IJ)の空間的距離が15 bohr以内の組み合わせのみを考慮し、さらにScwarzの公式を用いたprescreeningを施した。長鎖の(LiH)_nに対して、総flops数は、鎖長に対して良好な低次スケーリングを示し、ほぼlinear scalingな計算コストであった。上の開発で得られた、局在化

分子軌道ベースの打ち切り近似ハミルトニアンを利用することで、Pulay、Wernerらの局所電子相関法LMP2法を実装することができる。PulayやWernerらによる実装は、積分変換が難所であったが、本研究では「局所ハミルトニアン」をその強力な処方箋として大規模計算に活用できると期待される。DNA Base-Pairをテスト分子として、Base Pairの相互作用エネルギーをLMP2により求めた。局所ハミルトニアンの分割として2種類の分割様式を試したが、分割様式によらず二種類の計算は誤差が少なく良い一致を示した。分割ではBase Pairの水素結合を切っているが、従来型のMP2計算の結果と比較しても遜色ない精度を算出することを確認した。以上の結果から、本手法の基礎的なアルゴリズムは大まかに形成されたと言える。
養護教諭のスキルラダーを活用した実践能力向上プログラムの開発

本研究の目的は、スキルラダーを活用したスキルアップ研修の方法の開発であった。研究方法として、救急処置のスキルラダーを活用した研修会を実施し、その効果を評価した。研修会では、午前中がスキルラダーの概要説明と救急処置スキルラダーを活用したスキルの自己評価と目標明確化のためのスキルチェック、その結果をもとに、異年齢・異経験別のグループワークを行なった。グループワークの目的は、高度なラダーから想起される実践例を熟練者から聞くことにより、経験の浅い養護教諭が自己の問題の明確化を図ることである。午後は、救急処置のスキルアップを目的としてフィジカルアセスメント演習を行なった。参加者(17名)のスキルの変化を評価するために、研修前、午前終了後、研修終了後の3回「保健室で対応可能な基本的救急処置ができる」など41項目からなる救急処置スキルラダーのチェック(「できる」、または、「できない」)を行った。17名中、スキルラダーに変化があったのは15名であり、午前終了後「できる」になった項目があった者は11名、研修終了後「できる」になった項目があった者は8名であった。研修終了後に行った質問紙では動機付けや意欲の変化に関する5項目に4段階(「かなり思う=4」から「思わない=1」)で回答を求めた。動機づけや意欲の変化では、5項目全てにおいて全員が、「かなり思う」、「少し思う」と答えた。研究成果として、今回の研修方法においては、スキルラダーのチェックに変化が見られていたこと、また、ほとんどの参加者に動機付けや意欲の向上がみられ、肯定的な記述が見られたことから、本研修方法は、一定の効果があったと考えられる。今後、スキルラダーの他の業務に関する研修会についても開発していく必要がある。また、それぞれのステップにあった効果的な研修及び評価方法の開発が必要である。