hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
手術看護実習プログラム構築に向けた基礎的研究―手術看護認定看護師の視点から―

6名の研究参加者に対して半構造化面接で得られたデータを用いて、テキストマイニング分析を行った。その結果、手術看護認定看護師が期待する実習内容、実習評価、教育機関との連携について明らかにすることができた。当初の予定より教育に関する業務が増加したことに加え、国内外の先行研究の概観に時間を要した状態である。しかし、国内において手術看護教育に関する国内外の文献動向を明らかにした文献はなく、またこれらを明らかにすることで、研究計画がより実効的となった。研究期間を1年延長し、現在中断しているデータの分析から研究を再開することにより、来年度には研究目的である手術看護認定看護師が求める手術室実習を明らかにできる予定である。看護学平成27年度は、10名の手術看護認定看護師にインタビュー調査を行い、text Miningを用いた分析により語りを質的・量的に分析し、その結果から実習プログラムのモデルを構築する予定である。当初の予定より教育に関する業務が増加したことに加え、先行研究の概観に時間が要しており、平成25年度の予定であった所属機関での倫理審査を受けられていない状況である。しかし国内だけではなく、国外の手術看護教育分野における文献の多くを網羅した文献レビューを行うことができ、本研究の意義を深めることが可能となった。研究代表者の妊娠・出産により、本年度後期より研究を中断したため研究費を一部使用しなかった。平成26年度の研究計画に対して実施が遅れてしまっているため、調査や打ち合わせなどに予定していた旅費を使用しなかった。来年度には研究を再開するため、打ち合わせや学会への発表および参加のための旅費が必要となる。また分析に用いるText Mining分析ソフトの更新費用が掛かる予定である。平成26年度は、倫理審査の了承を受けたのち、10名の手術看護認定看護師にインタビュー調査を行い、テキストマイニングを用いた分析により語りを質的および量的に分析する予定である。平成27年度は調査が開始となるため、調査費用に加え、打ち合わせや学会参加および発表のための旅費が必要となる予定である。また、分析に用いるText Mining分析ソフトの更新のための費用がかかる予定である。平成25年度において、倫理審査を受けることができず調査が開始できなかったため、調査のために使用予定であったノートパソコンの購入を遅らせたため、次年度使用額が生じた。平成26年度は調査が開始となるため、ノートパソコンを購入する予定である。また分析に使用するテキストマイニングソフトの継続使用料が必要となる。さらに、調査と研究協力者との打ち合わせのために交通費や謝礼を申請する予定である。
磁場およびマルチキャピラリーファイバーを用いた中性子ビームの輸送

狭い領域に高い強度のビームを作ることができれば,中性子利用の分野を拡大できる可能性がある.本研究では二つの方法による中性子収束を検討した.中性子の磁気モーメントを利用して6極磁場で収束させるもの(中性子磁気レンズ),もう一つはマルチキャピラリーファイバーによる収束である.磁場収束については,実験における収束強度とシミュレーションによる結果が2倍異なっていたので,その理由について検討を行なった.その結果,磁気中性子レンズが磁場が強いためにゆがんでいて,それが収束強度に影響することが分かった.また,磁気レンズを二本組み合わせて,凸レンズと凹レンズとして働かせ,中性子ビームの収束と平行化をおこなうための基礎実験を行なった.この装置では二本のレンズの間に中性子のスピンフリッパーをいれて,スピン反転を行なう必要がある.このための装置を試作し,実際にスピンの反転が起こっていることが確認され,凸レンズ,凹レンズとして働いていることが示された.マルチキャピラリーファイバーについては,3次元シミュレーションコードを作って,キャピラリーの径による透過中性子の波長依存性を調べた.その結果,径が大きいほうが長波長の中性子をより多く透過できることが分かった.また,ファイバーを曲げた場合の曲率によっても特性が変わることが示された.また,キャピラリーの小さな歪みが,中性子透過特性に大きく影響することも分かった.このことを実験で調べたが,実験でのキャピラリーのセッティング等の問題のため,計算で示されたような,径に対する一般的な依存性は観測されなかった.狭い領域に高い強度のビームを作ることができれば,中性子利用の分野を拡大できる可能性がある.本研究では二つの方法による中性子収束を検討した.中性子の磁気モーメントを利用して6極磁場で収束させるもの(中性子磁気レンズ),もう一つはマルチキャピラリーファイバーによる収束である.磁場収束については,実験における収束強度とシミュレーションによる結果が2倍異なっていたので,その理由について検討を行なった.その結果,磁気中性子レンズが磁場が強いためにゆがんでいて,それが収束強度に影響することが分かった.また,磁気レンズを二本組み合わせて,凸レンズと凹レンズとして働かせ,中性子ビームの収束と平行化をおこなうための基礎実験を行なった.この装置では二本のレンズの間に中性子のスピンフリッパーをいれて,スピン反転を行なう必要がある.このための装置を試作し,実際にスピンの反転が起こっていることが確認され,凸レンズ,凹レンズとして働いていることが示された.マルチキャピラリーファイバーについては,3次元シミュレーションコードを作って,キャピラリーの径による透過中性子の波長依存性を調べた.その結果,径が大きいほうが長波長の中性子をより多く透過できることが分かった.また,ファイバーを曲げた場合の曲率によっても特性が変わることが示された.また,キャピラリーの小さな歪みが,中性子透過特性に大きく影響することも分かった.このことを実験で調べたが,実験でのキャピラリーのセッティング等の問題のため,計算で示されたような,径に対する一般的な依存性は観測されなかった.マルチキャピラリーファイバーを透過する中性子の強度が、中性子波長が短いところで計算と実験に不一致が見られた。その原因として、ファイバーの細かい歪みが設置の際にできていると考えてモデル計算を行った。その結果、定期的にはこの傾向を説明できることがわかった。また、磁場による中性子収束実験においても、収束位置、収束強度について実験と計算に不一致がみられた。この現象が磁気レンズがたわんでいる事によって、ある程度説明できることが計算から明らかになった。また、凸レンズ、凹レンズを組み合わせた中性子ビーム収束装置に関する実験も行ったが、中性子スピンフリッパーの性能が悪かったため、収束平行化は行われなかった。現在、スピンフリッパーの改良を行っているところである。中性子収束状況を測定するための位置敏感型中性子検出器を購入した。現在、それのセッティングを行っているところである。狭い領域に高い強度のビームを作ることができれば,中性子利用の分野を拡大できる可能性がある.本研究では二つの方法による中性子収束を検討した.中性子の磁気モーメントを利用して6極磁場で収束させるもの(中性子磁気レンズ),もう一つはマルチキャピラリーファイバーによる収束である.磁場収束については,実験における収束強度とシミュレーションによる結果が2倍異なっていたので,その理由について検討を行なった.その結果,磁気中性子レンズが磁場が強いためにゆがんでいて,それが収束強度に影響することが分かった.また,磁気レンズを二本組み合わせて,凸レンズと凹レンズとして働かせ,中性子ビームの収束と平行化をおこなうための基礎実験を行なった.この装置では二本のレンズの間に中性子のスピンフリッパーをいれて,スピン反転を行なう必要がある.このための装置を試作し,実際にスピンの反転が起こっていることが確認され,凸レンズ,凹レンズとして働いていることが示された.マルチキャピラリーファイバーについては,3次元シミュレーションコードを作って,キャピラリーの径による透過中性子の波長依存性を調べた.その結果,径が大きいほうが長波長の中性子をより多く透過できることが分かった.また,ファイバーを曲げた場合の曲率によっても特性が変わることが示された.また,キャピラリーの小さな歪みが,中性子透過特性に大きく影響することも分かった.このことを実験で調べたが,実験でのキャピラリーのセッティング等の問題のため,計算で示されたような,径に対する一般的な依存性は観測されなかった.
中枢神経系無髄神経の包括的分子機能解析

中枢神経系の無髄神経の分布に関してNav1.2をマーカーにして検討を行っている。脳梁・分界条の線維に無髄が存在することを免疫電顕を含めて確認した。現在その起始細胞を同定しようと検討している。多系統萎縮症において線条体のNav1.2の染色性の脱落を見出した。この起始核である中型有棘細胞の脱落との関係を検討中である。無髄関連タンパク質と考えているGolliについてはconditional knockoutマウス作成のためのFloxマウスの作製に成功した。現在その確認を行っている。Nav1.2のconditional knockoutマウスについては線条体、小脳顆粒細胞におけるknockoutを、作製中である。無髄神経関連タンパク質のプロテオーム解析は有髄線維の混入のため、難航している。線条体中型有棘細胞を蛍光ラベルしたマウスの使用なども考慮中である。ハンチントン病中型有棘細胞のtranscriptome解析を行い、データを投稿中である。この投射線維は無髄であり、プロテオーム解析と合わせて、解析を進められる可能性が出てきた。当初の予定に対応して評価する。1)中枢神経における無髄神経の同定(貫名・宮崎グループ):継続→発表、の予定であったが起始細胞を同定し、完璧なものを目指すこととした。2)無髄神経系の特徴的なsodium channelなどの構成分子群の同定(貫名グループ):無髄神経に富む領域の解析はできているが、有髄の混入のため、無髄特異的解析が困難となっている。当初の予定通り、中型有棘細胞にbeta4 promoter下に蛍光タンパク質を発現したマウスの仕様を検討している。3)a)線条体特異的ノックアウトマウスの解析:継続b)小脳特異的ノックアウトマウスの解析:継続:作製し、ノックアウトの確認、症状の解析等を行い始めている。4)Golli flox/floxの作製:ES作成済みで、マウスを樹立できるかどうか検討。:マウスの樹立ができたと考えているが、確認中である。5)脳梁無髄線維の起始細胞、分界条床核特異的Creリコンビネース発現トランスジェニックマウスのデータベース検索。存在すればそれを取得する。存在しなければ、これらの起始細胞特異的発現を示す遺伝子をAllen Brain Atlas等を用いて探し、その遺伝子のプロモーターを取得してトランスジェニックマウスを作製する。:脳梁無髄線維の起始細胞候補である皮質4層にCreを発現するマウスを導入し、蛍光色素を発現することを利用し、無髄神経かどうかを検討している。6)Nav1.2flox/floxマウスは研究分担者山川らによって作製済みである。線条体特異的にCreリコンビネースを発現するGpr88 promoter Creマウスと掛け合わせてNav1.2を線条体特異的にノックアウトしたマウスを作製解析する(山川グループ)。作製を完了し、ノックアウトを確認中である。1)中枢神経における無髄神経の同定(貫名・宮崎グループ):継続→発表:現在起始細胞の同定を目指している。脳梁無髄神経に関しては大脳皮質顆粒細胞由来を想定してscnn1a-Creマウスを用いてTomatoを発現し、この陽性線維とNav1.2の関係を検討する。2)無髄神経系の特徴的なsodium channel等の構成分子群の同定(貫名・宮崎グループ)3)線条体投射線維のNav1.2,beta4結合タンパク質の解析:継続4)小脳特異的Nav1.2ノックアウトマウスの作製:継続(貫名・宮崎グループ)5)Golliコンディショナルノックアウトの作製。Floxマウスの作製は成功したので、Creマウスとの掛け合わせを行う。(貫名・宮崎グループ)6)Nav1.2 flox/floxマウスは研究分担者山川らによって作製され、同志社でも可能となった。線条体特異的Cre発現マウスである、Gpr88 promoterマウスと掛け合わせて解析を行っている。(山川グループ)中枢神経における無髄神経の存在部位とその回路については一部のものを除き十分には知られていない。本研究では線条体投射線維が無髄神経であることを確立した申請者らの方法(Nat Commun2014)を中枢神経系全体に展開し、中枢神経系における無髄神経の分布、回路を明らかにすることをめざす。現段階で以下の進捗を見ている。1)中枢神経における無髄神経の同定(貫名グループ) :抗Nav1.2抗体をより広範な無髄神経のマーカーとして中枢神経系の無髄神経の分布を検討した。無髄線維の候補領域として、脳梁、分界条を同定し、免疫電顕によって確定した。4)Golliコンディショナルノックアウトマウス作製については最終スクリーニングの段階である(貫名グループ)。ほぼ予定していた通りに進捗している。小脳顆粒細胞特異的Creリコンビネース発現マウスに関しては新潟大学のものが当方の目的に合いそうであるため、当初考えていたものと変更した。無髄関連タンパク質と考えているGolliについてはconditional knock

outマウス作成のためのFloxマウスの作製に成功した。現在その確認を行っている。Nav1.2のconditional knockoutマウスについては線条体、小脳顆粒細胞におけるknockoutを、作製中である。無髄神経関連タンパク質のプロテオーム解析は有髄線維の混入のため、難航している。線条体中型有棘細胞を蛍光ラベルしたマウスの使用なども考慮中である。ハンチントン病中型有棘細胞のtranscriptome解析を行い、データを投稿中である。この投射線維は無髄であり、プロテオーム解析と合わせて、解析を進められる可能性が出てきた。当初の予定に対応して評価する。1)中枢神経における無髄神経の同定(貫名・宮崎グループ):継続→発表、の予定であったが起始細胞を同定し、完璧なものを目指すこととした。2)無髄神経系の特徴的なsodium channelなどの構成分子群の同定(貫名グループ):無髄神経に富む領域の解析はできているが、有髄の混入のため、無髄特異的解析が困難となっている。当初の予定通り、中型有棘細胞にbeta4 promoter下に蛍光タンパク質を発現したマウスの仕様を検討している。3)a)線条体特異的ノックアウトマウスの解析:継続b)小脳特異的ノックアウトマウスの解析:継続:作製し、ノックアウトの確認、症状の解析等を行い始めている。4)Golli flox/floxの作製:ES作成済みで、マウスを樹立できるかどうか検討。:マウスの樹立ができたと考えているが、確認中である。5)脳梁無髄線維の起始細胞、分界条床核特異的Creリコンビネース発現トランスジェニックマウスのデータベース検索。存在すればそれを取得する。存在しなければ、これらの起始細胞特異的発現を示す遺伝子をAllen Brain Atlas等を用いて探し、その遺伝子のプロモーターを取得してトランスジェニックマウスを作製する。:脳梁無髄線維の起始細胞候補である皮質4層にCreを発現するマウスを導入し、蛍光色素を発現することを利用し、無髄神経かどうかを検討している。6)Nav1.2flox/floxマウスは研究分担者山川らによって作製済みである。線条体特異的にCreリコンビネースを発現するGpr88 promoter Creマウスと掛け合わせてNav1.2を線条体特異的にノックアウトしたマウスを作製解析する(山川グループ)。作製を完了し、ノックアウトを確認中である。1)中枢神経における無髄神経の同定(貫名・宮崎グループ):継続→発表2)無髄神経系の特徴的なsodium channelなどの構成分子群の同定(貫名グループ)a)線条体投射線維のNav1.2,beta4結合タンパク質の解析:継続b) Golliの解析:継続、Golli結合タンパク質の分布の検討。c)プロテオームアプローチ:無髄線維に富む領域と有髄線維に富む領域のプロテオーム解析を行う。
超未熟児・IUGRの臓器別未熟性の基礎的診断と胎外適応能の成熟促進の治療法の開発

妊娠中期後期における胎児臓器の発達特性を知ることは胎児医学の基本知識を得ることであり、また早産超未熟児・早産IUGRなど、いわゆる胎児期出生児の管理に不可欠な情報源となる。本研究は日本産婦人科学会の倫理規定を遵守して得られた胎盤、胎児空腸・回腸・近位尿細管なとの上皮細胞刷子縁膜(bbm)における物質輸送能や、他の生化学的、免疫学的、内分泌学的領域における胎児臓器の発達、ならびに胎盤機能、母乳特性などの検討に基づき研究を行った。平成9年度は、この命題に答えるためにすでに以下の成績を得ている。2)22週未満児治療は子宮内環境を改善し、胎盤機能の促進をはかり在胎期間の延長を企てる。糖質、各アミノ酸・脂質の胎盤絨毛上皮におけるグルコーストランスミッター、アミノ酸carrier・LDL reseptorの存在と発現機序についてmRNAのin situ hybridizationにより胎盤輸送能とその調節因子を解析し、治療対策をたてている。常位胎児早期剥離(早剥)は母児共に予後不良となる疾患であり、産科臨床の中でその病因や病態の解明が望まれている。早剥に関連する因子として母体高血圧、妊娠中毒症、双胎、PROM、絨毛羊膜炎、喫煙、薬物中毒などが知られている。本要因の中で、妊娠中毒症、PROM、絨毛羊膜炎などでは免疫系が活性化されており、早剥と免疫系の関与が示唆される。最近、免疫系細胞のアポトーシス機構がFas/Fas ligandを介した系により引きおこされることが明らかとなった。早剥では臨床結果が極めて早く、かつ免疫系細胞との関与も考えられることにより、(1)早剥胎盤ではアポトーシスが関与しているのか(2)もしそうであればFas/Fas ligand系が関与しているのにつき検討を加えた。今回早剥にアポトーシスが関与することが明らかとなったが、その機序としてFas/Fas ligandが関与していることが示唆された。またin vitroの感染モデルで絨毛細胞上のFas抗原の発現増強も認められた。感染時には脱落膜T細胞が活性化されてFas ligandを産生することも十分に考えられ、胎盤間質細胞からのFas ligandと協同的に作用し、S細胞のアポトーシスを引き起こしている可能性も考えられる。
〓善国及び桜蘭屯戌と周辺諸地域との関係に関する研究

本研究では、まず第1に、〓善・楼蘭及び周辺諸地域関係文献を調査・収集し、その検討を行なった。その通程で、特に1989年1998年分の楼蘭・ロプノール関係文献を約2000点リストアップし、9割以上を収集した上、『楼蘭・ロプノール関係文献目録(1989-1998年)初稿』を作成した。第2に、楼蘭故城及び周辺の遺跡の実態を考察した上で、〓善(楼蘭)の都城問題について検討した。その結果、(1)楼蘭故城は漢代の遺跡ではない、(2)改名時の遷都は有り得ない、(3)ロプノールとの関係が無視できない、(4)敦煙から都城までの経路がロプノール北である、(5)カローシュティー文書で故城が都城とは確定できない、(6)北魏時代扞泥城を東故城と称した、(7)石城鎮は明らかに若羌に比定できる、ことなどを明らかにし、以上を総合すると後漢前期に若羌に南遷した可能性が高いことを明らかにした。第3に、楼蘭出土文書をもとに魏晋期の楼蘭屯戍の活動の実態などを再検討し、周辺地域との関わりを明らかにした。特に水利開発と農業活動、軍事的・警察的活動と周辺地域、交易活動と周辺地域について考察し、その結果、楼蘭屯戍は西城南道のルートを確保するとともに、北道や天山北路に関連して焉耆の動向を注視していたことや、高昌(吐魯番)の戊己校尉府と軍事的に密接な関係をもっていたことを考察した。中国方面との関係では、敦煌・姑蔵との関係を示す文書が散見し、特に敦煌と経済的関係が深かったこと、紙文書には姑蔵出身の高位の属僚クラスと推測される人物の私文書の草稿の断片も多く、敦煌出身者とともに姑蔵出身の属僚や兵士がかなり存在したであろうこと、特に前涼時代にはそうであったろうことなどが推測できた本研究では、まず第1に、〓善・楼蘭及び周辺諸地域関係文献を調査・収集し、その検討を行なった。中国方面との関係では、敦煌・姑蔵との関係を示す文書が散見し、特に敦煌と経済的関係が深かったこと、紙文書には姑蔵出身の高位の属僚クラスと推測される人物の私文書の草稿の断片も多く、敦煌出身者とともに姑蔵出身の属僚や兵士がかなり存在したであろうこと、特に前涼時代にはそうであったろうことなどが推測できた本年度は、第1に、〓善国・楼蘭屯戍関係文献及び文書史料関係文献、周辺諸地域関係文献を調査・収集し、その検討を行なった。特に、1989年1997年分の楼蘭・ロプノール関係文献を約2000点リストアップし、9割以上を収集した。第2に、本課題遂行にあたって、最も基本的でかつ重要な問題である〓善(楼蘭)の都城問題について、従来の諸研究とその問題点を検討した。その結果、(1)楼蘭が前漢の前77年に〓善と改名した際に楼蘭故城から若羌または米蘭に南遷した、(2)改名後も終始楼蘭故城が都城であった、(3)改名後も楼蘭故城が都城であったが北魏時代前後に南遷した、(4)改名以前から終始南方の若羌または米蘭が都城であった、などの見解に整理できるが、(1)は前77年の南遷の事実の有無とその可能性に問題を孕み、(2)は『沙州伊州地誌残巻』の誤読・誤解に基づくなど致命的な問題があり、(3)はカロ-シュティー文書による判断が決定的でない上、『水経注』の理解にも疑問を残し、(4)は『史記』や『漢書』の記載と抵触する部分がある上、何よりも南方の遺跡が楼蘭故城同様に漢代の遺跡とは確定できていないこと、などを指摘した。

第3に、その上で、『漢書』『水経注』『沙州伊州地誌残巻』など文献史料や考古学的発掘調査報告をもとに検討し、(1)楼蘭故城は漢代の遺跡ではないこと、(2)改名時の遷都は有り得ないこと、(3)ロプノールとの関係が無視できないこと、(4)『史記』『漢書』によると敦煌から都城までの経路がロプノール北と考えられること、(5)カロ-シュティー文書から一時王が楼蘭故城地区にいたことは分かるが都城とは確定できないこと、(6)『水経注』には章巽指摘のように錯簡が見られ、それを考慮すると、北魏時代扞泥城を東故城と称したこと、(7)『沙州伊州地誌残巻』の石城鎮は明らかに若羌に比定できること、などを明らかにし、以上を総合すると後漢前期に若羌に南遷した可能性が高いことを明らかにした。本年度は、まず第1に、昨年度に引き続き、〓善国・楼蘭屯戍関係文献及び文書史料関係文献、周辺諸地域関係文献を調査・収集し、その検討を行なった。その過程で、特に1989年1998年分の楼蘭・ロプノール関係文献を約2400点リストアップし、9割以上を収集した上、『楼蘭・ロプノール関係文献目録(1979-1988年)補遺初稿』『楼蘭・ロプノール関係文献目録(1989-1998年)初稿』を作成した。第2に、楼蘭出土文書を整理・解読・分析しながら、魏晋期の楼蘭屯戍について、その組織構成、活動の実態などを再検討し、明らかにした。その上で、楼蘭屯戍は西域南道のルートを確保するとともに、北道や天山北路に関連して焉耆の動向を注視していたことや、高昌(吐魯番)の戊己校尉府と軍事的に密接な関係をもっていたことを考察した。中国方面との関係では、敦煌・姑蔵との関係を示す文書が散見し、特に敦煌と経済的関係が深かったこと、紙文書には姑蔵出身の高位の属僚クラスと推測される人物の私文書の草稿の断片も多く、敦煌出身者とともに姑蔵出身の属僚や兵士がかなり存在したであろうこと、特に前涼時代にはそうであったろうことなどが推測できた。第3に、楼蘭が前漢に服属して〓善と改名した後、匈奴寄りの車師前(吐魯番)を警戒し、時にはその攻略に利用されたことなどを考察した。第4に、奈良女子大学教授相馬秀廣氏と共に、衛星写真によって、米蘭の諸遺址と水路網や、楼蘭故城(LA)とLE遺址等の位置と形態などを確認した。また、本課題に関連して、黄文弼の楼蘭調査の実態と意義・限界を明らかにし、併せて楼蘭・吐魯番間の経路を検討した。
植物根の生理特性を考慮した土壌重金属の移流分散モデルの構築

鉛汚染土壌に対する酢酸・リン酸塩の施用は,鉛含有量の8割以上を緑鉛鉱など難溶性化合物に形態変化させて不溶化を達成していることを明らかにした.原位置不溶化技術への当該技術の展開例として,廃石膏から合成しリン酸塩を含む廃石膏アパタイトを鉛汚染土壌に添加し,植物を栽培することで,鉛不溶化が可能になると考えられ,その有効性を実証した.鉛汚染土壌に対する酢酸・リン酸塩の施用は,鉛含有量の8割以上を緑鉛鉱など難溶性化合物に形態変化させて不溶化を達成していることを明らかにした.原位置不溶化技術への当該技術の展開例として,廃石膏から合成しリン酸塩を含む廃石膏アパタイトを鉛汚染土壌に添加し,植物を栽培することで,鉛不溶化が可能になると考えられ,その有効性を実証した.鉱山跡地など金属汚染現場は山間地域の斜面の場合が多い.このような汚染の対策には,侵食による汚染拡散の防止と荒廃した土壌生態系を修復可能な技術を適用する必要がある.本研究では,植物根圏の水分涵養・地盤安定機能と,リン資材による鉛不溶化・毒性低減効果を組合せた新しい鉛汚染土壌の修復技術(ファイトレメディエーション)の実用化を目指す.本研究では,従来の土壌植物-大気系の水分収支システムの概念に,植物生理学の知見を導入した新しい鉛溶出挙動モデルの構築を行う.具体的には,従来の溶質移動モデルに不足している「植物根の生理特性が関与した分子レベルでの土壌中の鉛挙動メカニズム」を取り入れて,汚染土壌の鉛溶出挙動の予測と,リンと植物機能を併用した鉛汚染改良の的確な技術設計・評価につなげる.平成19年度は,全体モデルの主要部分である含水率モデルの構築に重点的に取り組んだ.鉛汚染土壌に植物を生育させた大型カラム実験を実施し,得られた結果から,土壌pF値と含水率の関係と,植物体内の鉛吸収量を関連付けた.既往の現地実験で得られた植物生長因子(根,乾物重),土壌水分の経時変化のデータを関連付けて,根圏土壌中における植物体への溶質移動を考える上で必要になる植物体の根吸水量(T)を水収支法によって推定し,根重密度より深度別根吸水量を評価する方法を提案した.さらに,汚染土壌からの鉛溶出を経時的に計測する実験を行い,pHに対応する最大鉛濃度C_maxを求め,それを平衡状態の土壌間隙水濃度とし根の表面に向かう鉛の量を計算した.実際に計測された植物体鉛吸収量と比較すると,pH5のC_maxで計算したものが近い値を示した.平成20年度は,根圏微小域における鉛の移動と形態変化を主眼に研究を実施した.対象を射撃場鉛汚染土の修復に置き,自生する植物体根圏の鉛の形態解析を実施した.その結果,鉛の土中の存在形態として炭酸鉛が圧倒的に多いことが判明し,植物によっては析出態として鉛が存在するものもあることがわかった.今後のファイトレメディエーション実施においては高集積植物だけではなく,根圏での鉛形態の変化も考慮した植物選定の必要性が示唆れた.根圏微小域における有機酸機能を評価しようとしたが,有機酸の計測ができず,次年度への課題持ち越しとなった.植物と不溶化資材を組み合わせた鉛汚染土壌の封じ込めを考察するために,酢酸とリン酸二カリウムを鉛汚染土壌に混合して溶出試験を行った.未規制物質のアンチモンにも着目して実験結果を考察し,酢酸とリン酸二カリウムの配合によっては鉛・アンチモンが溶出しやすくなることが判明すると共に,最適な配合としてリン酸二カリウム施用量を鉛/リン酸が5/7,酢酸溶液1.5mol/Lを含水比33.3%に調整することが最適であることを明らかにした.資材添加ごの汚染土壌に対する逐次抽出法から,不溶化効果は資材への吸着だけではなく酢酸による鉛再溶出/析出で一層確実な不溶化効果を発揮することを指摘した.特に鉛形態変化による溶解度の低い緑鉛鉱の形成は検証できなかったが,本研究の最終ゴールで次年度,再挑戦する予定である.平成21年度は,(1)植物根から放出される有機酸の同定,(2)廃石膏アパタイト(以下PHAと表記)を併用したファイトスタビリゼーションの機能評価,(3)水分移動場での植物・PHAによる重金属不溶化効果,(4)植物根からの土壌吸水機構,を考究した.(1),(2),

(3)は15mLチューブに射撃場跡地の鉛汚染土壌を充填し,重金属集積能の高いそばを生育させ,根圏土壌とした.(4)は茎熱収支法により茎内流量を計測し,根吸水量と関連づけた.(1)の成果として,鉛汚染土壌で生育したそば根から放出される有機酸はシュウ酸であることをイオンクロマトグラフィーで同定し,根圏土壌のシュウ酸濃度はPHA添加量の増加とともに高くなり,栽培時間とともに減少することを明らかにした.(2)では,ファイトスタビリゼーションに最適なPHA添加率を,水抽出・逐次抽出試験結果に基づき探索し,根圏で4.4wt%以上,根域で2.8wt%以上のPHA添加量で原汚染土以上に鉛溶出量を抑制可能であることを明らかにした.(3)は,カラム下端における毛管上昇帯形成を回避するため,チューブ下端に負圧を与え水分移動場における鉛・アンチモンの流出破過曲線を計測し,鉛に対しPHA添加率4%(流出水pHは7.2),アスチモンに対しPHA添加率3%(流出水pHは6.7)が溶出抑制に対する最適添加率であることを明らかにした.(4)の成果として,蒸散のない夜間でも茎内流量が計測され,蒸散に基づく受動的根吸水に加え,根表面と植物体木部の水ポテンシャル差に基づく能動的根吸水機能が植物体に存在し,灌水量の少ない試験区が,夜間の能動的根吸水量は多くなる傾向にあることが判明した.(1)(4)の成果に基づき,植物生理機能を考慮した根圏土壌における,水分と重金属の移流分散モデルを構築する準備が整った.
新しい都市環境形成のための都市的土地利用と農業的土地利用の計画的共存方策の研究

宅地化の波や税制の締め付けの中で、都市農地と都市農業の存立基盤は大きくゆらいでいる。都市農地が大都市に不可欠な空間構成要素としてひろく認知されるためには、それが都市環境保全に果たす役割を正しく認識するとともに、その存在の永続性を保証するための都市農業を維持する方策を具体的に考えていく必要がある。そこで、本研究では、望ましい都市環境形成にとっての都市農地の評価について、都市工学,緑地学,都市農業については農業経済学,土地法制及び税制については法社会学など各専門分野の研究者が分担協力し、大都市及び地方都市における農地保全と都市農業のあり方を検討した。大都市の例としては、首都圏の東京(三鷹など),埼玉(川越など),近畿圏の大阪(岸和田など),神戸を,また、地方都市の例として仙台,名取,浜松などを対象にし、市街化区域内農地の実態を調査した。そこで得られた新しい知見は、1)都市農地を支える都市農家の側からは多面的土地経営による対応が除々に確立し、市街化区域内農地の安定性は意外に高いものになりつつある。従来いわれてきた、市街化の過渡的状態と位置づけるだけではすまなくなってきている。2)自治体の都市計画サイドにおいて、住宅環境の質をたかめるために、都市農地は貴重なオープンスペースとして緑地保全,環境保全の立場から高い評価が与えられつつあるということである。そのような現実認識の上に立って、都市的土地利用と農業的土地利用の計画的共存方策の実態論的検討を行った。この点について、現行制度のいくつかの見直しが必要になってくるが、特に、わが国では全く考慮されてこなかった都市計画と農村計画の法的一体化が今後は必要になろう。都市計画は都道府県が、農村計画(農振計画)は市町村と計画主体が異なるような縦割り行政のもとでは、良好な都市,農村環境を維持するという計画的共存方策は生まれようがない現実である。
精密位置決め過程での系の挙動に注目したアクセス制御

本研究では振動自由度が無視できないセミクローズド制御された位置決め機構の高速アクセス・位置決め制御を対象にして,精密位置決め過程での位置決め機構の挙動を考慮したアクセス制御をすることによって,精密位置決め制御の高速化を図り,総合的に見て高速なアクセス・位置決め制御を実現する方法を明らかにすることを目的とした.本研究ではまず実験および計算機シミュレーション結果から,位置決め過程における行き過ぎの原因の一つとして減速過程における振動モードの変位があることを示し,従来のフィードバック制御法では行き過ぎ量を本質的に抑圧できないことを示した.また位置決め過程における行き過ぎを定量的に示し,これまでの制御手法で行き過ぎが整定幅以内となる条件を示した.次に位置決め機構のアクセス時間短縮のためアクセス過程終端の整定過程に目標速度と駆動力を位置の関数として与えるフィードフォワード・フィードバック併用制振加速度制御を適用することを提案し,本手法の有効性と適用条件を実験および計算機シミュレーション結果で示した.得られた結論を以下にまとめる.1.制振加速度制御によって振動モードを抑圧することにより位置決め過程での行き過ぎを大幅に低減することができる.この結果減速過程の負の加速度を大きく保ったままアクセス過程から位置決め過程への切り換え位置を整定幅まで接近させることができ,整定時間が大幅に短縮できる.本手法により本研究で作成した位置決め機構単体の最低次固有振動数762.5Hz,位置決め制御のサーボ帯域355Hzの高速・高精度位置決め機構では,0.5トラック手前から整定までの整定時間を0.6msにすることができた.2.整定過程に制振加速度制御が有効に適用できる位置決め機構の最小の固有振動数を負の加速度の大きさ,制御切り換え位置および整定幅の関数として明らかにした.3.本手法は固有振動数や摩擦力に見積り誤差がある場合にも比較的高いロバスト性をもつ.4.理論的に予測される制振効果を得るためには最低次振動モードの固有振動数の20倍程度のサンプリング周波数が必要である.本研究では振動自由度が無視できないセミクローズド制御された位置決め機構の高速アクセス・位置決め制御を対象にして,精密位置決め過程での位置決め機構の挙動を考慮したアクセス制御をすることによって,精密位置決め制御の高速化を図り,総合的に見て高速なアクセス・位置決め制御を実現する方法を明らかにすることを目的とした.本研究ではまず実験および計算機シミュレーション結果から,位置決め過程における行き過ぎの原因の一つとして減速過程における振動モードの変位があることを示し,従来のフィードバック制御法では行き過ぎ量を本質的に抑圧できないことを示した.また位置決め過程における行き過ぎを定量的に示し,これまでの制御手法で行き過ぎが整定幅以内となる条件を示した.次に位置決め機構のアクセス時間短縮のためアクセス過程終端の整定過程に目標速度と駆動力を位置の関数として与えるフィードフォワード・フィードバック併用制振加速度制御を適用することを提案し,本手法の有効性と適用条件を実験および計算機シミュレーション結果で示した.得られた結論を以下にまとめる.1.制振加速度制御によって振動モードを抑圧することにより位置決め過程での行き過ぎを大幅に低減することができる.この結果減速過程の負の加速度を大きく保ったままアクセス過程から位置決め過程への切り換え位置を整定幅まで接近させることができ,整定時間が大幅に短縮できる.本手法により本研究で作成した位置決め機構単体の最低次固有振動数762.5Hz,位置決め制御のサーボ帯域355Hzの高速・高精度位置決め機構では,0.5トラック手前から整定までの整定時間を0.6msにすることができた.2.整定過程に制振加速度制御が有効に適用できる位置決め機構の最小の固有振動数を負の加速度の大きさ,制御切り換え位置および整定幅の関数として明らかにした.3.本手法は固有振動数や摩擦力に見積り誤差がある場合にも比較的高いロバスト性をもつ.4.理論的に予測される制振効果を得るためには最低次振動モードの固有振動数の20倍程度のサンプリング周波数が必要である.
組合せ最適化問題の列挙アルゴリズムの構築

報告者は、今年度の科学研究費の支援により、以下の研究実績をあげることができた。1.重み付き多数決ゲームの指数計算をSurvey論文にまとめ発表した。発表論文中には、既存の研究の他、著者らによるオリジナルのアルゴリズムも掲載した。この論文は、ゲーム論,統計,確率、組合せ最適化と、多数の分野を含む充実した構成である。2.ヒッチコック問題の双対問題多面体の端点を、多項式遅延で列挙するアルゴリズムを構築し、現在、論文にまとめている。ヒッチコック問題の双対問題多面体の端点は、既存のアルゴリズムを利用して、列挙することは可能であるが、多項式遅延での列挙は実現されておらず、理論的計算量の側面からみると、興味深い結果であると思う。3.2値マトロイドのサーキット列挙問題を継続して研究中である。また、並行して、組合せ最適化問題に対するグレブナー基底の列挙問題の研究を行っている。今年度の業績をまとめると以下のとおりである。・査読付き論文1本(他、投稿中2本)、口頭発表2件。報告者は、今年度の科学研究費の支援により、以下の三項の研究実績をあげることができた。前の二項は交付申請書に掲げた研究計画に対する成果で、後の一項は申請書には明記しなかった研究に対する成果である。1.現在ホームページ上で公開中である『列挙アルゴリズムのカタログ』は、今年度中には完成できなかったが、継続して更新の準備を行っている。国内外からカタログに対する問い合わせを受け、改めてカタログの重要性を認識している。また、海外出張をとおして交流を持ったカナダの研究者が、列挙アルゴリズムをJAVAで実行するホームページを作成している事を知った。今後は、よりオリジナリティを持つカタログ作成と実現にむけ努力したい。2.輸送問題の双対問題に対する効率の良い列挙アルゴリズムの構築も、年度内に実現には至らなかったが、研究を継続している。さらに2値マトロイドのサーキット列挙問題に対し、列挙アルゴリズムの構築を試みている。3.重み付き多数決ゲームに対して以下の研究を行った。(1)重み付き多数決ゲームの指数計算の複雑さを証明した。(2)重み付き多数決ゲームの複数の指数に対し、計算を効率よく行うアルゴリズムを提案した。提案したアルゴリズムの中には、極小勝利提携を列挙する列挙アルゴリズムが含まれている。重み付き多数決ゲームの指数計算に、列挙アルゴリズムを適用するというアプローチは既存の研究ではなされておらず、意義ある成果と認識している。・査読付き論文2本の受理(他、投稿中2本)、口頭発表8件(うち海外2件)、共訳の翻訳書の出版1件。
Ｔｏｌｌ様受容体の内因性リガンドの検索およびその活性制御機構の解明

病原体センサーToll様受容体(TLR)は、病原体成分ばかりでなく、自己由来内因性リガンドにも応答する。TLRに作用する脂質や核酸などの内因性リガンドの検索を進めた。TLR8の構造決定に成功し、構造から予測される内因性リガンドを検討した。また、内因性リガンドに対して、TLRがどのように活性を制御しているのか、検討した。活性制御機構として、TLRの局在を制御する分子Unc93B1が、TLR7の活性を制御している事を見いだした。これらの結果から、TLRは定常状態でも内因性リガンドと相互作用が有り、その活性が厳密に制御されている可能性が示された。研究計画にのっとり、実験を進め、以下の成果が上がった。1.TLRの内因性リガンドの検索システムの確立:ベクターの構築に時間を要したが終了した。ヒトで見つかった遺伝子多型を持つTLR4を発現させた細胞の確立にも成功した。これらの細胞を用いて、ヒトのサンプルを用いた、機能的な解析を現在進めている。2.健常時及び疾患の際の内因性リガンドの検索、同定:研究分担者大戸によってMD-1の構造を明らかにすることができた。その結果、リン脂質がMD-1と結合しうることが分かった。これは我々の仮説を裏付ける結果である。今後は、RP105/MD-1、TLR4/MD-2とリン脂質との相互作用をさらに検討する。具体的には、どのリン脂質がRP105/MD-1、TLR4/MD-2と結合するのか検討するとともに、その結合がどのような応答を免疫細胞に誘導するのかについても解析を進める。3.TLRによる核酸認織とその制御機構の解明:Unc93B1がTLR7とTLR9を小胞体からエンドリソソームに輸送するが、その際にTLR9を優先的に輸送することを報告した。この結果は、TLR7とTLR9の応答の間にバランス関係があることを示している。そのTLR7、TLR9バランスの重要性を明らかにするために、Unc93B1のノックインマウスの作成を進めている。MD-1の構造生物学的解析によって、TLR4/MD-2に加えて、それに類似した分子であるRP105/MD-1もリン脂質に結合することが明らかとなった。1.TLRの内因性リガンドの検索システムの確立:ヒトTLR4の1塩基多型(SNP)を発現する細胞株を用いて機能解析を行った。その結果、SNPを持ったTLR4のほうが高い応答性を示す内因性リガンドを同定することに成功した。また、リガンドによっては、SNPによって応答性が低くなる場合があることも分かった。その機能解析を現在進めている。また、生化学的な解析によって、SNPによって、TLR4/MD-2の修飾に変化が生じることも明らかとなった。現在、その変化を検討するとともに、変化を生じさせるメカニズムを解析している。さらに、SNPを持ったTLR4/MD-2の構造生物学的解析を分担研究者大戸が進めている。2.健常時及び疾患の際の内因性リガンドの検索、同定:共同研究者から、自己免疫疾患などの患者の血清を送ってもらい、その血清中の活性も調べている。また、精製したTLR4/MD-2やRP105/MD-1を用いたNative PAGEの実験を行うことで、特定の脂肪酸やリン脂質が、それぞれTLR4/MD-2やRP105/MD-1に結合することが分かった。現在これらの内因性リガンドとセンサーの複合体の構造生物学的解析を進めるとともに、内因性リガンドの活性を病原体由来リガンドと比較しながら進めている。3.TLRによる核酸認識とその制御機構の解明:Unc93B1のノックインマウスの解析を進めている。全身性の炎症を示すことが分かり、その点を解析している。本研究では、Toll様受容体(TLR)の内因性リガンドの同定および、TLRと内因性リガンドとの相互作用の制御機構の解析を進めている。具体的には、TLR4/MD-2、それに類似する分子RP105/MD-1の内因性リガンドの同定、生理学的な活性を明らかにする。さらに、核酸認識TLRについては、自己核酸に対する応答がいかに制御されているかについて、制御機構を解明する。当初の研究計画にのっとり、実験を進め、以下の成果が上がった。1.TLRの内因性リガンドの検索システムの確立;2.健常時及び疾患の際の内因性リガンドの検索、同定:TLR4/MD-2のリガンドとしては、脂肪酸が報告されている。この点について、精製したTLR4/MD-2を用いて、結合を確認することに成功した。

そのほかの、健常時、疾患時の内因性リガンドの検索については、同定にまで至ってはいない。また、TLR4/MD-2に類似しているRP105/MD-1については、内因性のリン脂質と結合することを報告した。生体内には様々なリン脂質があるが、どのリン脂質との結合にどのような役割があるのか、RP105やMD-1のノックアウトマウスの解析を進めることで、検討を進めている。2.TLRによる核酸認識とその制御機構の解明:Unc93B1は、TLR7とTLR9に小胞体で結合し、エンドリソソームに輸送することで、TLR7、TLR9の核酸認識に必須の分子である。今回我々は、Unc93B1が、TLR7、TLR9の細胞内移行を相反的に制御し、TLR7の活性をTLR9によって拮抗させることで、自己免疫病態を防ぐ役割があることを、Unc93B1ノックインマウスを用いて示した。現在、Unc93B1に会合する分子の同定、機能解析を進めている。本研究では、Toll様受容体(TLR)の内因性リガンドの同定および、TLRと内因性リガンドとの相互作用の制御機構の解析を進めている。当初の研究計画にのっとり、実験を進め、以下の成果が上がった。1.DNAに対する応答におけるTLR9のアミノ末端断片の役割マウスTLR9に対する抗体の解析を進めた。昨年決定したTLR9細胞外ドメインの切られる部位を参考にして、アミノ末端側とC末端側を発現させて抗体との反応性を検討したところ、アミノ末端側断片(TLR9N)に結合する抗体、C末端側断片(TLR9C)に結合する抗体、両方発現させて初めて反応する抗体がそれぞれ一つずつ確立された。さらに、TLR9Nは切られた後でもTLR9Cに会合しており、TLR9Nがなければ、TLR9はDNAに応答できないということを示した。この結果は、これまでTLR9CだけでDNAに応答すると考えられてきたが、それを覆す結果であり、大きなインパクトを持った仕事といえる。現在、TLR9の切られる部位に変異を加えて、切られにくくしたノックインマウスを作成し、その解析を進めており、TLR9の細胞外ドメインが切られることの意義を個体レベルで解析してゆく。2.TLR8の結晶構造の決定分担研究者大戸を中心に進めていた構造生物学的解析の成果として、TLR8の構造決定を報告した。ヒトTLR8はマウスTLR7と同様に1重鎖RNAに対するセンサーであるが、塩基誘導体にも応答している。そこで、合成されたTLR8のアゴニストとTLRとの複合体の構造決定に成功した。この構造から、TLR8は最初から2量体を形成しているが、リガンドが結合すると、その2量体の結合の仕方が変化して、細胞内ドメインの活性化が誘導されることが明らかとなった。Toll様受容体(TLR)の内因性リガンドの同定および、TLRと内因性リガンドとの相互作用の制御機構の解析を進めている。TLR4/MD-2、それに類似する分子RP105/MD-1の内因性リガンドの同定、生理学的な活性を明らかにする。さらに、核酸認識TLRについては、自己核酸に対する応答がいかに制御されているかについて、制御機構を解明する。1.TLR4の1塩基多型(SNP)が様々な疾患の病態に影響することが報告されているが、低応答性のメカニズムは明らかではなかった。野生型TLR4とSNPのTLR4とを構造、機能の双方から、違いを明らかにした。特にリガンドであるLPSで誘導される
連関する全臓器の恒常性変化を可視化する技術を利用した認知症の超早期診断法開発

本研究の目的は、アルツハイマー病(以下AD)の簡便かつ高効率な超早期診断方法の確立に貢献する非臨床評価基盤を構築することである。申請者が開発する「恒常性変化(ATP量変化)として、脳とそれ以外の臓器との連関を可視化・解析する技術」を軸に、脳以外の組織・細胞が活用可能となる上記基盤の確立を目指す。本研究では、脳以外の臓器を起点とする、ADの超早期診断に繋がる新規因子を同定し、認知症の大規模研究(AMEDプレクリニカルなど)において、該因子が脳画像診断の前段階でAD患者候補の特定に利用されることを目指す。
処理可能性理論に基づく英語ライティングタスクの妥当性に関する研究

本研究の目的は,処理可能性理論の点からライティングを評価するための同期型コンピュータ媒介コミュニケーションタスクを制作し,その妥当性を検討することであった。まず,ライティングタスクをInternet Explorer上で操作できるようにした。次に,タスクが処理可能性理論で扱われる文構造を誘出することを確認した。最後に,スピーキング及びリスニングタスクとの併存的妥当性を検討したが,高い妥当性を主張することはできなかった。本研究の目的は、英語の熟達度を評価するために、英語ライティングタスクを開発し、その妥当性を検討することである。理論的基盤として、Manfred Pienemannによる処理可能性理論(Processability Theory)を援用する。また、同期型コンピュータ媒介コミュニケーション(Synchronic Computer Mediated Communication,SCMC)を用いたライティングタスクを活用し、コーパス分析の手法を用いた評価システムを開発する。初年度である平成21年度の研究の目的は、ライティング評価の概念的妥当性の検討を統語構造に焦点を当てて行うことであった。その目的の達成のために、次の3点を行った。第一に、処理可能性理論及びタスクに関する文献の収集を行った。平成21年9月には、英国ランカスター大学で行われた第3回タスクに基づく言語教育に関する学会(The 3rd Biennial Task-based Language Teaching)に出席し、情報収集を行った。第二に、Sakai(2004,2008)などで用いられたタスク(間違い探しタスク、物語作りタスクなど)をSCMC上で利用できるようにした。そのタスクを基にしたライティングデータを日本人英語学習者である大学生から収集した。現在、ライティングデータを統語構造の観点からコーパス分析を試みている。さらに、分析で使用した正規表現を整理している。本研究の目的は、英語の熟達度を評価するためのライティング・タスクを開発し、その妥当性を検討することである。理論的基盤としてPienemannの処理可能性理論を援用する。また、同期型コンピュータ媒介コミュニケーション(Synchronic Computer Mediated Communication, SCMC)を用いたライティング・タスクを活用し、コーパス分析の手法を用いた評価システムを開発する。本年度の研究の目的は、初年度に開発したSCMCのタスクの併存的妥当性を検討することと、研究成果のまとめを行うことであった。(1)併存的妥当性の検討日本語話者英語学習者である大学生30名に対象に、(a)SCMCのタスク、(b)スピーキングによる口頭タスク、(c)リスニングテスト(Sakai, 2005)を実施した。また、熟達度を測定する外部指標としてTOEIC-IPテストを実施した。機械及び実験手続きの不調により欠損値のある8名を除き、22名を分析対象とした。まず、SCMCにおいて、2回基準による発達段階の特定を行った結果はStage 5が17人、Stage 4が3人、Stage 2が1人であった。全体的には、明確に高い併存的妥当性を主張する結果とならなかった。スピーキング・タスクによる発達段階においてはあまり相違が見られなかったが、リスニングテストによる発達段階との関係は低かった。教育的応用性の観点からSCMCのタスクを学習者同志のペアで行わせたため一人あたりのデータ量が少なくなってしまった点と理解と産出という認知プロセスの違いがある点から考察された。今後は、ライティング・タスクの実施の仕方や時間を考慮する必要がある。一方、ライティング・タスクにおいて、オーラルによるインタラクションと同様に意味の交渉が観察された。さらに、SCMCならではの談話的特徴(大文字や記号の利用、複数行にまたがるターンの接続など)も見られた。(2)研究成果のまとめ
ヒトiPS細胞を用いたパレコウイルス筋炎の発症機序の解明と新規筋炎ウイルスの探索

平成30年度は、HPeV-1とHPeV-3で、ヒトiPS細胞より分化した心筋細胞への感染に差異があるかを確認した。心筋細胞の場合は自己拍動が観察されるため分化誘導の確認が容易である。また、ウイルス感染に伴う細胞傷害性の程度は自己拍動の停止を指標とすることで、細胞傷害が培養細胞全体に広がったかどうかを明確に評価することが可能である。心筋細胞の分化誘導実験では、誘導後9日目より自己拍動胚様体が観察され始め、誘導後15日目には培養プレートの各ウェル全体に活発に拍動する胚様体が広がっていた。そこで、誘導後17日目にHPeV-1(A株またはB株)あるいはHPeV-3(C株)を添加し、1時間感染させたのちに培地を交換し、そこから経日的に細胞の拍動を観察した。HPeV-1 A株に感染させた心筋細胞は、感染後1日目(1 dpi)にてそのほとんどが拍動を停止し、HPeV-1 B株に感染させた心筋細胞は5 dpiまでにそのほとんどが拍動を停止した。一方、HPeV-3 C株に感染させた心筋細胞のほとんどが拍動を停止するには7 dpiを要した。異なるヒトiPS細胞株を用いた実験でも同様の結果が得られた。これらの結果は、HPeV-1とHPeV-3は心筋細胞に感染することができるものの、心筋細胞における感染拡大あるいは傷害性において差異があることを示している。細胞傷害を引き起こすのに要する日数が短いことで、個体においては宿主の免疫機能が追い付かず、感染組織におけるダメージが大きくなると考えられるため、このことがHPeV-1心筋炎の起こりやすさにつながっているのかもしれない。ヒトパレコウイルス(HPeV)感染症は、新生児や乳児の重症疾患としてだけではなく成人の流行性筋痛症(筋炎)との関連が判明し、近年その認知度が急速に上がっている。HPeV感染に伴う筋炎では、HPeVの異なる遺伝子型でその発症部位が異なる可能性が見出されている。本研究では、ヒトiPS細胞の分化により得られる心筋細胞および骨格筋細胞を用いたHPeV感染実験系を確立し、異なる遺伝子型のHPeVの感染細胞種特異性および病原性の違いを解析することで、筋炎発症のメカニズムを解明することを目的とする。平成28年度は、まず臨床検体より分離されたHPeV株の選定を増殖性やコンタミネーションの有無に基づいて行った。同時に、異なる遺伝子型のHPeV株が増殖可能な細胞株の選定を行った。その結果、2つの遺伝子型のHPeV株を5株、それらが共通して増殖するヒト培養細胞株を1株見出した。これにより、同じバックグラウンドを持ったウイルスを感染実験にて使用することが可能となった。また、培養上清中に放出されたHPeVゲノムを簡便に検出するアッセイ系を構築し、継時的にHPeV複製をモニターすることが容易になった。次に、京都大学iPS細胞研究所よりドキシサイクリン添加によって高効率に骨格筋細胞へ分化誘導可能なヒトiPS細胞株の分与を受け、未分化状態の細胞あるいは分化した骨格筋細胞におけるHPeVの増殖性を評価した。その結果、異なる遺伝子型のHPeV株がそれぞれ未分化細胞および分化した骨格筋細胞の両方へ感染し、増殖することが確認された。これにより、ヒト個体の様々な部位にHPeVの標的細胞が存在する可能性が示唆された。高効率に骨格筋細胞へ誘導可能なヒトiPS細胞株を使用するにあたっての共同研究契約の締結に5ヶ月を要したこと、また昨夏秋にかけては関西国際空港における麻しん集団発生の検査対応に追われたため、コンスタントに研究時間を捻出することが難しかった。これまで、培養上清中に放出されたHPeVゲノムを簡便に検出するアッセイ系を構築し、異なる遺伝子型のHPeV株がそれぞれ未分化および土器施策にて分化誘導した骨格筋細胞の両方へ感染し、増殖することを確認している。平成29年度は、分化に伴う内在性遺伝子のmRNAおよび蛋白質レベルでの発現確認をリアルタイムPCRおよび免疫染色法によりそれぞれ行った。その結果、薬剤誘導に伴って骨格筋細胞のマーカー遺伝子であるMyoD、Myogenin、そしてCK-M遺伝子の発現が増強していることが確認された。これらのマーカーが発現している段階の細胞においてHPeV感染によるインターフェロン応答の有無を検討したところ、感染後12時間でインターフェロンβが誘導されたことから、分化した骨格筋細胞においてもウイルス感染に対して自然免疫応答が惹起されることが明らかとなった。さらに、免疫染色法によりHPeV感染細胞の可視化を試みたところ、ウイルスの複製過程で生じるdsRNAを標的とする抗dsRNA抗体により、分化誘導した細胞内におけるHPeV増殖が確認された。蛍光顕微鏡の導入時期が想定よりもかなり遅れたため、研究の進捗に大きな影響が出た。