hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シナプス素量成立時間の生理学的意義の解明

中枢神経系のシナプス放出部位においては、シナプス小胞は神経伝達物質を開口放出した後、エンドサイトーシスによって回収され、開口部位へとリサイクリングされる。リサイクリングの過程でシナプス小胞は神経伝達物質を最充填し、新たな開口放出に備える。小胞への神経伝達物質充填に必要な時間は小胞の再利用に必要な時間を規定しシナプス伝達強度を修飾しうる可能性があるものの、測定の困難さが技術的制約となり詳細な研究が行われていない。本研究課題では、中枢神経系において主要なシナプス伝達を担うグルタミン酸およびGABAのシナプス小胞への再充填時間測定技術を脳の広範囲の部位で適用し、その普遍性、あるいは部位特性を解明することを長期的な目的としつつ、まずは小脳と海馬における複数の異なるシナプスを主要な研究対象として研究手法の確立を目指すことを第一の研究目的とし、シナプス小胞充填時間の修飾機構と、神経活動頻度に及ぼす影響の解明を第二の研究目的とした研究計画を立案した。申請者は、山下らと共同で、シナプス小胞GABA充填速度はシナプスが高頻度で活動した場合、シナプス応答強度に寄与する重要なパラメータであることを報告した(Yamasita et al, Cell Reports, 2018)。そこで申請者は第一の研究目的と第二の研究目的の優先度を変更し、平成30年度はグルタミン酸シナプス充填時間の就職機構と、神経活動頻度に及ぼす影響の解明を行った。具体的には、1型小胞グルタミン酸輸送体欠損マウスを用いて、神経伝達物質のシナプス小胞充填速度が、高頻度で活動する神経伝達へ及ぼす影響を観察した。野生型動物と比較し、輸送体欠損マウスでは小胞充填速度が著しく減少し、かつシナプス伝達効率の低下が観察された。現在論文を投稿準備中である。また、この成果は2019年度神経科学学会(新潟市7月)での報告を予定している。本研究課題は、神経情報処理における「素量」の重要性を理解するため、小脳および海馬神経回路を構成する主要な細胞のシナプス素量成立時間を異なるシナプス結合ごとに個別に測定し、その生理学的意義を解明する研究としてその研究課題を立案し、研究に着手した。具体的には、電気生理学的手法と光学的手法を組み合わせて用い、神経伝達における素量成立時間の重要性の解明を目的とした。本研究課題立案時においては、シナプス小胞充填の普遍性、あるいは部位特異性を、申請者が脳幹で行った知見と技術をもって解決にあたり解明する点を研究課題の最優先事項と定めて研究に着手したが、抑制性神経伝達物質充填機構の解明とその生理学的意義の研究において、小胞充填速度が中枢神経系の情報処理にとって重要なパラメータであることが浮き彫りになり、当初の予定を変更して、充填機構の生理学的意義の解明を優先して解明する実験を行った。申請者は、1型小胞グルタミン酸輸送体欠損マウスを用いることで、(1)野生型と比較し、1型輸送体を欠く動物ではシナプス小胞へのグルタミン酸の輸送速度が著しく損なわれる事、一方、(2)輸送体の欠損は細胞小器官としてのシナプス小胞の回収、再利用機構へは影響しない事、また、(3)輸送体の欠損により、神経が長期間高頻度で活動した場合、神経伝達に支障をきたす事を観察した。平成30年度は、研究着手当初第一課題とした「シナプス小胞充填速度の脳部位特異性」については進展しなかったが、一方、第二研究課題として平成31年度以降に実施を予定していた「神経活動における素量成立時間の重要性」については当初の予想を超え大きく進展し、論文投稿に必要な研究課題をおおむね完了した。研究課題の総合的な進捗状況としては、順調に進展していると自己評価する。引き続き、第一課題の進展に向け一層の努力を行う予定である。平成31年度以降は、当初第一優先課題として予定した、様々な脳部位における小胞獣的速度測定実験の実験手法の確立を目標とし研究を推進する計画である。具体的には、興奮性シナプスである小脳苔状繊維軸索終末ー顆粒細胞間シナプス、抑制性シナプスである分子層籠細胞軸索終末ープルキンエ細胞間シナプス、プルキンエ細胞軸索終末ー深部小脳核細胞体シナプス、海馬歯状回顆粒細胞苔状繊維終末ーCA3野錐体細胞シナプスの4つの異なるシナプスにおいて、光分解グルタミン酸および光分解GABAを用いた電気生理学的測定によるシナプス小胞充填速度の計測手法の確立を行う。またグルタミン酸感受性色素を小胞特異的蛋白質抗体分子と組み合わせ、シナプス小胞内グルタミン酸イメージング法の確立を目指す。このための基幹技術となる基礎研究を、電気生理学的手法を用いた実験結果と照合、検討する事により、より正確、かつ広範囲を網羅する充填速度計測と、充填速度の変化に伴う組織全体の脳計算能力への影響を網羅的かつ高精度の分解能で解析する事を試みる小脳および海馬回路を構成する異なる4種類のシナプスにおける小胞充填時間を測定し、シナプス小胞充填時間の普遍性、あるいは部位特異性を比較検討し、明らかにする。それぞれのシナプスにおいて、シナプス前終末ー後細胞同時パッチクランプ電気記録を適用し、シナプス前終末細胞質中に光分解伝達物質を導入し、電気生理学的手法と光学的手法を組み合わせて、神経伝達におけるシナプス素量成立時間の計測を行う。

脳幹でのこれまでの研究知見と、小脳や海馬のそれぞれのシナプス間における神経伝達物質充填速度を比較し、素量成立時間は部位を超え均一なのか、それとも部位特異的に異なるのか、また、素量成立時間の不均一性の生理学的な意義とはなにかを考察し、検討する。中枢神経系のシナプス放出部位においては、シナプス小胞は神経伝達物質を開口放出した後、エンドサイトーシスによって回収され、開口部位へとリサイクリングされる。リサイクリングの過程でシナプス小胞は神経伝達物質を最充填し、新たな開口放出に備える。小胞への神経伝達物質充填に必要な時間は小胞の再利用に必要な時間を規定しシナプス伝達強度を修飾しうる可能性があるものの、測定の困難さが技術的制約となり詳細な研究が行われていない。本研究課題では、中枢神経系において主要なシナプス伝達を担うグルタミン酸およびGABAのシナプス小胞への再充填時間測定技術を脳の広範囲の部位で適用し、その普遍性、あるいは部位特性を解明することを長期的な目的としつつ、まずは小脳と海馬における複数の異なるシナプスを主要な研究対象として研究手法の確立を目指すことを第一の研究目的とし、シナプス小胞充填時間の修飾機構と、神経活動頻度に及ぼす影響の解明を第二の研究目的とした研究計画を立案した。申請者は、山下らと共同で、シナプス小胞GABA充填速度はシナプスが高頻度で活動した場合、シナプス応答強度に寄与する重要なパラメータであることを報告した(Yamasita et al, Cell Reports, 2018)。そこで申請者は第一の研究目的と第二の研究目的の優先度を変更し、平成30年度はグルタミン酸シナプス充填時間の就職機構と、神経活動頻度に及ぼす影響の解明を行った。具体的には、1型小胞グルタミン酸輸送体欠損マウスを用いて、神経伝達物質のシナプス小胞充填速度が、高頻度で活動する神経伝達へ及ぼす影響を観察した。野生型動物と比較し、輸送体欠損マウスでは小胞充填速度が著しく減少し、かつシナプス伝達効率の低下が観察された。現在論文を投稿準備中である。また、この成果は2019年度神経科学学会(新潟市7月)での報告を予定している。本研究課題は、神経情報処理における「素量」の重要性を理解するため、小脳および海馬神経回路を構成する主要な細胞のシナプス素量成立時間を異なるシナプス結合ごとに個別に測定し、その生理学的意義を解明する研究としてその研究課題を立案し、研究に着手した。具体的には、電気生理学的手法と光学的手法を組み合わせて用い、神経伝達における素量成立時間の重要性の解明を目的とした。本研究課題立案時においては、シナプス小胞充填の普遍性、あるいは部位特異性を、申請者が脳幹で行った知見と技術をもって解決にあたり解明する点を研究課題の最優先事項と定めて研究に着手したが、抑制性神経伝達物質充填機構の解明とその生理学的意義の研究において、小胞充填速度が中枢神経系の情報処理にとって重要なパラメータであることが浮き彫りになり、当初の予定を変更して、充填機構の生理学的意義の解明を優先して解明する実験を行った。申請者は、1型小胞グルタミン酸輸送体欠損マウスを用いることで、(1)野生型と比較し、1型輸送体を欠く動物ではシナプス小胞へのグルタミン酸の輸送速度が著しく損なわれる事、一方、(2)輸送体の欠損は細胞小器官としてのシナプス小胞の回収、再利用機構へは影響しない事、また、(3)輸送体の欠損により、神経が長期間高頻度で活動した場合、神経伝達に支障をきたす事を観察した。
ヒト肺腺がんの発がんおよび初期浸潤の分子機構の解明

本研究期間中主に以下の3点について研究遂行し、後述するような結果を得た。SPAの発現は腺がんが2型上皮細胞から発生するとする現在の考え方を支持するがlysozymeの発現は新しい知見といえる。この結果はMol Carcinogenesisに発表した(Okubo C et al.,42:121-126、2005)。2.肺腺がんの前がん病変である異型腺腫様過形成由来の不死化細胞株PL16Tと正常気管支上皮細胞株PL16Bとを用いてTLPAT-SSHを行い、PL16Tに特徴的に高発現する遺伝子としてTACSTD2とS100A2を明らかにした。両者の発現を実際の小型腺がん切除例で解析するとTACSTD2はがんの増悪に伴って発現頻度が上昇する傾向にあったが、S100A2は逆に漸減する傾向にあった。この結果は論文投稿準備中である。3.Bronchioloalveolar carcinoma(BAC)型の進行がん(野口type C)症例のBAC部と浸潤部からそれぞれ腫瘍細胞を採取してTALPAT-SSHを行い、浸潤部に強く発現する遺伝子としてBI-1,TACSTD1,MTCO2,FLJ12770の4つの遺伝子を単離した。BI-1については多数の小型腺がん切除例でその発現状態と生物学的意義を解析し、BI-1の発現がBAC型の肺腺がんに特異的であることを明らかにし、さらにBI-1の発現が肺腺がんの予後と関係していることを明らかにした。この結果は論文投稿中である。ヒト肺腺がんの予防、早期発見、治療を目的として我々の提案した肺腺がん組織分類を基盤にヒト肺腺がん切除材料を用いて多くの初期肺腺がんで共通して変化する発現遺伝子、あるいはメチル化部位を網羅的に明らかにする。本年度は以下の研究を遂行した。(1)組織マイクロダイセクション法を用いた微小材料から高品質なRNAを採取するプロトコールを作成するためにライカのマイクロダイセクションシステムとアークテュルスのマイクロダイセクションシステムの2つのシステムを稼動させ、新鮮凍結組織から顕微鏡下で最も良い条件でRNAを抽出するプロトコールを作成した。(3)実際に発現遺伝子のプロファイル検索を限定した系で体験するためにGene Navigator cDNA Array System & Gene Navigator cDNA Array Filter System(TOYOBO CO, LTD)を用いて実験をおこなった。小型腺がんの初期浸潤の形態像の特徴である線維芽細胞の特徴を明らかにするために複数症例(今回は4例)の切除材料の腫瘍部、正常部からそれぞれ線維芽細胞株を作成しRNAを抽出した。これを上記のarraysystemにて検索し、それぞれの発現遺伝子プロファイルを作成し比較した。その結果腫瘍部から樹立した線維芽細胞の方が正常部のそれより高発現している遺伝子としてMLH1が、また逆に正常部の線維芽細胞の方が腫瘍部のそれより高発現している遺伝子としてCox1,FGF4R, Smad 3,p120の4つの遺伝子を明らかにした。腫瘍部に存在する特徴的な線維芽細胞には正常部のそれにはない特徴的な発現型があることがわかった。1、実際に発現遺伝子のプロファイル検索を限定した系で体験するために昨年度cDNA Array Filter System (TOYOBO CO, LTD)を用いて小型腺がんの初期浸潤の形態像の特徴である線維芽細胞の特徴を明らかにするための実験を行い、腫瘍部線維芽細胞の方が正常部のそれより高発現している遺伝子としてMLH1が、また逆に正常部線維芽細胞の方が腫瘍部のそれより高発現している遺伝子としてCox1が明らかになった。この結果をまとめた論文はCancer Scienceに投稿し、受理された。

2、ライカのマイクロダイセクションシステム(LMD)を用いてNNKによるAJマウス肺腺がんの化学発がんモデルで発生した腺腫と正常肺との間でTALPAT-SSH法(T7 Adapter Ligation PCRF Amplification T7、suppression subtraction hybridization)にて発現遺伝子の差異の網羅的解析を行った。マウス腺腫に特徴的に高発現していた遺伝子としてsurfactant apo A(SPA)とlysozymeが単離されin situ hybridization法にて腫瘍細胞での発現が確認された。SPAの発現は腺がんが2型上皮細胞から発生するとする現在の考え方を支持するがlysozymeの発現は新しい知見といえる。この結果は現在英文論文投稿中である。3、本研究の主要な目的である肺腺がんの初期浸潤の分子機構の解明のためにLMD法を用いて初期浸潤腺がん(type C)の浸潤部細胞を上皮内がん細胞とを別々に採取し、TALPAT-SSH法を用いてこれらの間の発現遺伝子の差異を網羅的に解析を開始した。本年度は以下の研究を遂行した。2、肺腺がんの前がん病変である異型腺腫様過形成由来の不死化細胞株PL16Tと正常気管支上皮細胞株PL16Bとを用いてTLPAT-SSHを行い、PL16Tに特徴的に高発現する遺伝子としてTACSTD2とS100A2を明らかにした。両者の発現を実際の小型腺がん切除例で解析するとTACSTD2は進行に伴って発現頻度が上昇する傾向にあったが、S100A2は逆に漸減する傾向にあった。この結果は論文投稿準備中である。
脊髄慢性圧迫モデルに対するb-FGF、NT-3発現ベクターの脊髄への直接導入

(1)b-FGF遺伝子のプラスミドよりそれぞれのcDNAを切り出し、コスミドを作製しこれらをアデノウィルスベクターを作成した。まず、NRK細胞(ラット正常腎臓由来)へ導入する。遺伝子導入操作を終えた細胞をG-418(neomycin analogue)存在下で培養し、生き残った細胞をクローニングし、現在、b-FGF,NT-3遺伝子が導入されていることを確認している。方法としてはSouthern blot法にてb-FGF,BDNF遺伝子が導入されているか確認している。さらに、これらの細胞株についてNorthern blot法を用いてmRNAが導入されているかを確認する。これにより、導入が確認できたクローンでBDNF mRNAの発現を確認する。これらで得られた細胞株に対してWestern blottingを行い、細胞内でBDNF蛋白が産生されているかの確認を行う。さらに、酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)を行い、細胞の蛋白産生を確認する。以上によりb-FGF産生細胞株を樹立する。(2)Wister ratを用い、全身麻酔下にて、第5、第6頚椎椎弓下にcompression materialを挿入し慢性圧迫モデルを作成した。術後、自発的運動量と、強制運動量を回転式運動量測定ケージおよびトレッドミル、傾斜姿勢維持測定板にてそれぞれ計測した。術後、24週になると運動機能の低下が見られ始める。この時期には、脊髄前角細胞も減少してくるのだが、ここで全身麻酔下にて、NT-3産生細胞とb-FGF産生細胞をそれぞれ1×10^6 cellsずつ脊髄圧迫部位に移植した。また、NT-3産生細胞およびb-FGF産生細胞の単独移植群も作製する。その後、細胞移植をしていないcontrol群とNT-3産生細胞+b-FGF産生細胞同時移植群、NT-3産生細胞群単独移植群、b-FGF産生細胞単独移植群それぞれについて、自発的運動量、強制運動量を測定する。以上のように、現在安定した細胞株樹立を目指している。また、脊髄慢性圧迫モデルについてコントロールとしてb-FGF,NT-3の発現を蛍光抗体法を用いて検討している。さらに、脊髄血流の変化に注目し、これを定量化することで改善度の評価に役立てることができると考え今後検討を加えることにしている。(1)b-FGF,NT-3遺伝子のプラスミドよりそれぞれのcDNAを切り出し、コスミドを作製しこれらをアデノウイルスベクターにより、まず、NRK細胞(ラット正常腎臓由来)へ導入する。遺伝子導入操作を終えた細胞をG-418 (neomycin analogue)存在下で培養し、生き残った細胞をクローニングし、現在、b-FGF,NT-3遺伝子が導入されていることを確認している。以上によりb-FGF,NT-3産生細胞株を樹立する。以上のように、現在安定した細胞株樹立を目指しているところである。

(2)Wister ratを用い、全身麻酔下にて、第5、第6頚椎椎弓下にcompression materialを挿入し慢性圧迫モデルを作成した。術後、自発的運動量と、強制運動量を回転式運動量測定ケージおよびトレッドミル、傾斜姿勢維持測定板にてそれぞれ計測した。術後、24週になると運動機能の低下が見られ始める。この時期には、脊髄前角細胞も減少してくるのだが、ここで全身麻酔下にて、NT-3産生細胞とb-FGF産生細胞をそれぞれ1×10^6 cellsずつ脊髄圧迫部位に移植した。また、NT-3産生細胞およびb-FGF産生細胞の単独移植群も作製する。その後、細胞移植をしていないcontrol群とNT-3産生細胞+b-FGF産生細胞同時移植群、NT-3産生細胞群単独移植群、b-FGF産生細胞単独移植群それぞれについて、自発的運動量、強制運動量を測定する。以上のように、現在安定した細胞株樹立を目指している。また、脊髄慢性圧迫モデルについてコントロールとしてb-FGF,NT-3の発現を蛍光抗体法を用いて検討している。さらに、脊髄血流の変化に注目し、これを定量化することで改善度の評価に役立てることができると考え今後検討を加えることにしている。
疾患モデルマウスを用いた関節炎発症遺伝子の探索と機能解析

関節リウマチは関節炎を主徴とする全身症状を伴う自己免疫疾患であり、発症には複数の遺伝子座が関与することが知られている。我々はHTLV-Iのtaxを発現するTg(HTLV-I-Tg)マウスとIL-1RaKOマウスの2種類の関節リウマチのモデルマウスを独自に開発し、発症機構の解析を行ってきた。その中で、マイクロアレイ解析を行った結果、約200の遺伝子が両方のモデルで共通に発現亢進していることを見いだした。興味深いことに、これらの遺伝子の中にはC型レクチン遺伝子が含まれてた。関節リウマチにおけるC型レクチンの役割は全く知られておらず、本研究ではそれらのC型レクチンのノックアウト(KO)マウスを作製し、これらの遺伝子の、1.樹状細胞の分化・増殖における役割、2.抗原提示能におよぼす影響、3.関節炎発症における役割、を明らかにすることを目的とした。現在までにこのC型レクチンファミリーに属する遺伝子のうち、3種類のKOマウスを作製した。そのうち、Dectin-1はβグルカンのレセプターであり、サイトカイン産生と活性酸素種(ROS)を同時に産生することを明らかにした。また、病原性真菌であるP.cariniiの感染防御に重要な役割を果たしていることを示した。また、DCIRは細胞内に抑制性モチーフであるITIMを有するが、機能は不明であった。このDCIR KOマウスを作製したところ、自己免疫性の唾液腺炎や関節炎を自然発症する事を見いだした。さらにDCIR KOマウスはコラーゲン誘導関節炎に対する感受性も亢進しており、発症率が高くなっていた。このことから、DCIRは関節炎治療薬の標的となる可能性が示唆された。我々はHTLV-1のtaxを発現するTg(HTLV-I-Tg)マウスとIL-1RaKOマウスの2種類の関節リウマチのモデルマウスを独自に開発し、発症機構の解析を行ってきた。興味深いことに、これらの遺伝子の中にはC型レクチン遺伝子が含まれていることがわかった。関節リウマチにおけるC型レクチンの役割はこれまで知られておらず、新たな創薬のターゲットとなる可能性が高い。本研究では関節リウマチの治療薬の新しい標的分子を見つけることを最終目標として、関節炎で発現の亢進していたC型レクチンの遺伝子欠損マウスを作製し、これを我々の開発した関節炎モデルマウスと組み合わせることにより、関節炎発症における役割の解明を行う。17年度は、新しく作製したKOマウスをBALB/cとC57BL/6Jマウスにそれぞれ8世代戻し交配し、実験動物として確立するとともに、基本的な性質の解析を行った。その結果、これらのC型レクチン遺伝子のKOマウスは見かけ上正常で、繁殖能力も正常であった。さらに、脾臓、リンパ節などの2次リンパ組織におけるT細胞、B細胞などの細胞比にも変化は認められなかった。さらにin vitor, in vivoにおける抗原提示能も野生型マウスと同等であった。18年度は種々の微生物に対する反応性や、関節炎の誘導実験を行う予定である。

その中で、マイクロアレイ解析を行った結果、約200の遺伝子が両方のモデルで共通に発現亢進していることを見いだした。興味深いことに、これらの遺伝子の中にはC型レクチン遺伝子が含まれてた。関節リウマチにおけるC型レクチンの役割はこれまで知られておらず、新たな創薬のターゲットとなる可能性が高い。本研究では関節リウマチの治療薬の新しい標的分子を見つけることを最終目標として、関節炎で発現の亢進していたC型レクチンの遺伝子欠損マウスを作製し、これを我々の開発した関節炎モデルマウスと組み合わせることにより、関節炎発症における役割の解明を行う。今年度は作製の先行していたDectin-1欠損マウスを用いて、その生理機能の解析を行った。Dectin-1はβグルカンのレセプターとなっている可能性が示唆されていたので、まず、Dectin-1KOマウスのマクロファージやDCを用いてβグルカンに対する感受性の検討を行ったところ、Dectin-1KOマウスではβグルカン刺激によるサイトカイン産生がほぼ完全に消失していることが明らかとなった。しかし、TLRのシグナル伝達分子である、MyD88KOマウスでは野生型マウスと同等にサイトカインを産生しており、Dectin-1を介したサイトカイン産生にはMyD88は関与しないこと、マクロファージやDCではDectin-1が唯一のβグルカンレセプターであることが示された。関節リウマチは関節炎を主徴とする全身症状を伴う自己免疫疾患であり、発症には複数の遺伝子座が関与することが知られている。我々はHTLV-Iのtaxを発現するTg(HTLV-I-Tg)マウスとIL-1RaKOマウスの2種類の関節リウマチのモデルマウスを独自に開発し、発症機構の解析を行ってきた。本研究では関節リウマチの治療薬の新しい標的分子を見つけることを最終目標として、関節炎で発現の亢進していたC型レクチンの遺伝子欠損マウスを作製し、これを我々の開発した関節炎モデルマウスと組み合わせることにより、関節炎発症における役割の解明を行うことを目的とした。作製の先行していたDectin-1欠損マウスを用いて、その生理機能の解析を行った。また、Dectin-1KOマウスは真菌の一種であるP.cariniiに対する感染抵抗性が低下しており、真菌感染防御に重要な役割を果たしていることを明らかにした。
夫婦間暴力における夫との離別に関する妻の意思決定プロセスに関する質的研究

<研究目的>夫婦間暴力における妻の離別に関する意思決定プロセスを明らかにし、看護支援に関して考察すること。<研究方法>夫婦間暴力の駆け込みシェルター代表者を介してシェルター利用者に面接協力を求め、承諾が得られた7名に1対1の半構成面接を行った。逐語録をデータとし、継続的比較分析を行った。<結果および考察>分析の結果、5つのカテゴリーが導き出された。カテゴリー1「暴力を生み、反復させる夫婦間の責任の不均衡」:夫は何かにつけて妻に責任を負わせようとし、日常生活の些細なことやライフイベントをきっかけに暴力が起こっており、男性優位の社会通念や夫のアルコール問題が背景に語られていた。カテゴリー2「不均衡な生活を暴力で維持しようとする夫」:夫は暴力をエスカレートさせながらも、妻を引き止めるために一時的に暴力を停止し、不均衡な生活を維持しようとしていた。カテゴリー3「不均衡な夫との生活に生き抜く支えを模索する妻」:妻たちは、過酷な生活を様々に意味づけ、生き抜く支えを見つけ、暴力をコントロールしようとしていた。夫と子どもとの生活への愛着や暴力から受ける痛み、暴力はなくなるという希望がせめぎ合い、離別への決意が揺れ動いていた。カテゴリー4「離別の決意を促進する原動力」:暴力はコントロールされることはなく、妻たちの生命や支えとしていた子どもをも破壊し始めるとき離別への決意を促進されていた。そして、「あなたは悪くない」という周囲の言葉が離別への決意を支えていた。カテゴリー5「容易ではない離別の実行」:夫の監視や、援助資源の不足、心身の痛み、先行きの見えなさから離別の実行は容易ではなく、離別を猶予せざるを得ない過程が語られた。シェルターの存在が離別に見通しを与え、実現に導いていた。看護支援には、妻たちのせめぎ合いを理解し、夫婦間暴力に関する正しい知識と情報を提供することが重要であると考えられた。1.研究の目的夫からの暴力を背景に女性支援センターや民間のシェルターに支援を求めた妻を対象として、支援を求めるに到る過程を質的に分析することで、夫婦間暴力における夫との離別に関する妻の意思決定プロセスを明らかにし、必要とされる看護支援に関して考察を行うこと。2.本年度の研究実施状況(1)対象者の把握と面接調査に関する協力依頼の実施(平成13年5月から6月)夫婦間暴力の被害者のための民間シェルターを運営している代表者に研究の趣旨を説明し、民間シェルターを利用し、1名以上の子どもをもつ女性10名に対し、面接協力依頼書の配布に関して協力を得た。(2)面接調査の実施(平成13年7月から9月)10名のうち7名より面接の承諾を得ることができ、以下の内容に関して、研究者が1対1の半構成面談を行った。面接の内容は、前回行った面接内容を元に設定した(1)もっとも記憶に残っている夫からの暴力、(2)暴力のきっかけ、(3)暴力の与える影響、(4)暴力に対して取った行動、(5)医療・保健機関の利用状況、(6)夫の元を離れるきっかけとなったことについてである。また、今回の面接の過程で(7)支えとなったことが、新たな項目として付け加えられた。面接の際、対象者に了解を得て、面接内容をテープレコーダーに録音した。(3)逐語録の作成と分析(平成13年10月から平成14年3月)録音テープを元として逐語録を作成した。これらをデータとし、継続的比較分析を行っている段階にある。
Reg3ファミリー分子による腸管の恒常性維持機構の解明

Crispr/Cas9法を用いて熊本大学、広島大学との共同研究によりReg3b KOマウスを2系統、およびReg3g KOマウスを1系統樹立した。シークエンスの結果Re3bKOマウスではReg3bのエクソン3にそれぞれ29塩基と32塩基の欠失が認められ、Reg3gKOマウスでは、Reg3gのエクソン3に4塩基の欠失が認められ、いずれもpremature stop codonが生じていることを確認した。Reg3bやReg3gタンパク質は正常のマウスでは小腸上皮細胞で非常に強く発現していることから、小腸の組織抽出液を用いて、KOマウスでReg3bやReg3gの発現が消失しているかをWestern blot法により検討し、いずれのKOマウスもタンパク質レベルでReg3b及びReg3gが完全に消失していることを確認した。樹立したマウスはメンデルの法則に従い出生し、ストレスをかけない状況では腸炎を発症しなかった。次に野生型マウス、Reg3b KOマウス、およびReg3g KOマウスにDextran sodium sulfate(DSS)誘導性大腸炎を誘導した。Reg3g KOマウスでは、野生型と比較して体重減少や大腸の組織学的な所見で差が認められなかったが、Reg3b KOマウスでは体重減少が増悪し、好中球浸潤や、大腸上皮の破壊が増悪しており、大腸炎の優位に重篤化することが明らかとなった。現在そのメカニズムについて解析中である。
昆虫細胞とバキュロウイルスを用いた網羅的抗体作製技術の開発

タンパク質を網羅的に定量解析可能な抗体マイクロアレイを構築するためには,特異性や親和性の高い抗体を網羅的に作製する技術が不可欠である.本研究は,昆虫に特異的に感染するバキュロウイルス(Autographa californica核多角体病ウイルス)と培養昆虫細胞(Sf9)を利用し,特異性や親和性の優れた抗体を迅速にかつハイスループットで創出できる新たな網羅的抗体作製技術の開発を目的として検討を行ったものである.マウス由来の抗体Fabフラグメントを構成するFdフラグメントまたはL鎖の一方を,バキュロウイルスのエンベロープを構成する糖タンパク質gp64との融合タンパク質として発現し,もう一方を分泌タンパク質として発現するような組換えバキュロウイルスを作製した.調製した組換えバキュロウイルスを感染させた昆虫細胞の培養上清を酵素免疫測定法(ELISA)により分析したところ,ウイルス未感染細胞の培養上清と比べて,優位に高い吸光度が得られた.また,組換えバキュロウイルスを感染させてから24h後の昆虫細胞を蛍光標識した抗マウスIgGで処理し,フローサイトメーターで分析したところ,ウイルス未感染の細胞と比較して,ウイルス感染細胞は高い蛍光強度を示すことがわかった.これらの結果から,抗原結合活性を有するFabフラグメントを表面に提示した組換えバキュロウイルスの作製に成功したと考えられる.また,セルソーターを用いて目的の抗体分子を提示したウイルス感染細胞を迅速にかつ簡便にスクリーニングできる可能性が示唆される.タンパク質を網羅的に定量解析可能な抗体マイクロアレイを構築するためには,特異性や親和性の高い抗体を網羅的に作製する技術が不可欠である.本研究は,昆虫に特異的に感染するバキュロウイルス(Autographa californica核多角体病ウイルス)と培養昆虫細胞(Sf9)を利用し,特異性や親和性の優れた抗体を迅速にかつハイスループットで創出できる新たな網羅的抗体作製技術の開発を目的として検討を行ったものである.マウス由来の抗体Fabフラグメントを構成するFdフラグメントまたはL鎖の一方を,バキュロウイルスのエンベロープを構成する糖タンパク質gp64との融合タンパク質として発現し,もう一方を分泌タンパク質として発現するような組換えバキュロウイルスを作製した.調製した組換えバキュロウイルスを感染させた昆虫細胞の培養上清を酵素免疫測定法(ELISA)により分析したところ,ウイルス未感染細胞の培養上清と比べて,優位に高い吸光度が得られた.また,組換えバキュロウイルスを感染させてから24h後の昆虫細胞を蛍光標識した抗マウスIgGで処理し,フローサイトメーターで分析したところ,ウイルス未感染の細胞と比較して,ウイルス感染細胞は高い蛍光強度を示すことがわかった.これらの結果から,抗原結合活性を有するFabフラグメントを表面に提示した組換えバキュロウイルスの作製に成功したと考えられる.また,セルソーターを用いて目的の抗体分子を提示したウイルス感染細胞を迅速にかつ簡便にスクリーニングできる可能性が示唆される.タンパク質を網羅的に定量解析可能な抗体マイクロアレイを構築するためには,特異性や親和性の高い抗体を網羅的に作製する技術が不可欠である.本研究では,昆虫に特異的に感染するバキュロウイルスと培養昆虫細胞を利用し,特異性や親和性の高い抗体を迅速にかつハイスループットで創出できる新たな網羅的抗体作製技術の開発を目指す.本年度はまず,抗体分子をH鎖とL鎖が本来の形で会合したFabフラグメントとしてバキュロウイルスの表面に効率よく提示する技術の開発を試みた.このような技術が構築できると,ゲノム由来の抗体遺伝子ライブラリーなどから,本来の機能を保持した抗体分子を網羅的に表面提示したバキュロウイルスディスプレイライブラリーを作製可能であり,目的とするFabを提示したバキュロウイルスを選別することにより,目的の機能性抗体の遺伝子を取得できる.クロラムフェニコールモノエステルの加水分解反応を触媒する,マウス由来の触媒抗体6D9のFabフラグメントをモデル抗体として,またAutographa californica核多角体病ウイルス(AcNPV)をバキュロウイルスとして使用し,6D9のFabフラグメントのH鎖(Fd断片)を,AcNPVのエンベロープを構成する糖タンパク質gp64のN末端側に融合した形で発現し,L鎖を可溶性タンパク質として分泌発現する組換えバキュロウイルスを作製した.作製した組換えバキュロウイルスが抗原結合活性を有するFabフラグメントを表面に提示していることを酵素免疫測定法により確認することができた.タンパク質を網羅的に定量解析可能な抗体マイクロアレイを構築するためには,特異性や親和性の高い抗体を網羅的に作製する技術が不可欠である.本研究では,昆虫に特異的に感染するバキュロウイルス(Autographa californica核多角体病ウイルス)と培養昆虫細胞(Sf9)を利用し,特異性や親和性の高い抗体を迅速にかつハイスループットで創出できる新たな網羅的抗体作製技術の開発を目的として検討を行った.本年度は,マウス由来の抗体Fabフラグメントを構成するFdフラグメント(あるいはL鎖(Lc))を,ウイルスのエンベロープを構成する糖タンパク質gp64との融合タンパク質として発現し,一方Lc(あるいはFdフラグメント)を分泌タンパク質として発現するような組換えバキュロウイルスを作製した.Lcをgp64との融合タンパク質として発現し,Fdフラグメントを分泌タンパク質として発現するように調製した組換えバキュロウイルスを含む培養上清を酵素免疫測定法(ELISA)により分析したところ,ウイルス未感染細胞の培養上清と比べて,優位に高い吸光度が得られた.

また,この組換えバキュロウイルスを感染させてから24h後の昆虫細胞を蛍光標識した抗マウスIgGで処理し,フローサイトメーターで解析したところ,ウイルス感染細胞は,ウイルス未感染の細胞と比較して,高い蛍光強度を示した.これらの結果から,抗原結合活性を有するFabフラグメントを表面に提示した組換えバキュロウイルスを作製できたと考えられる.
戦後日本における古楽受容の研究　―ドイツ語圏との比較を通して―

本研究ではドイツ語圏の古楽運動との比較を通して、戦後日本における古楽実践を特徴づけてきた様態の整理を行う。申請者が扱う古楽運動の時期は20世紀半ばから現在である。その経緯を俯瞰するために次の3段階に沿って研究を遂行する。1.バッハ・コレギウム・ジャパンの事例を中心とする日本の古楽の演奏家の活動や古楽産業の実情を解明するためのフィールド調査と言説分析、2.ドイツ語圏の古楽運動発展期の実践状況を解明するための現地調査と考察、3.日本の古楽運動の受容の起点、発展・推移期の考察、である。最終的に浮き彫りになる文化・社会・国際的様相から、日本の古楽運動の構造と特徴を解明しその受容の歴史的意義づけを行う。
マイクロ共晶体構造を応用した量子線弁別型超高解像度イメージング装置の開発

本研究では、超高解像度実現のコア技術となる、自己組織化共晶体シンチレータを用い、Silicon on Insulator(SOI)型半導体光検出器と組み合わせ、数数十μmの解像度と、エネルギー分解を可能とする検出器を構成する。当該検出器によりガンマ線の運動学変数の高精度な測定や応答パターン解析による粒子識別が可能となり、モノリシック結晶を用いた従来の放射線検出器では不可能であった、素粒子生成プロセスの解明や未知物質探索に向けた新規実験手法開発に繋がる。超高解像度実現のコア技術となる、自己組織化共晶体シンチレータを用い、Silicon on Insulator(SOI)型半導体光検出器と組み合わせ、数数十μmの解像度と、エネルギー分解を可能とする検出器を構成する。さらに世界初となる粒子線・光子弁別イメージング検出器の試作と実証試験までを行う。本研究によって、大型の共晶体シンチレータにより、超高解像度、高速、高エネルギー分解能を可能にし、光検出器と組合わせることで超高解像度粒子・光子弁別イメージングを実現することを目的とする。成功すれば高エネルギー実験だけでなく医療分野等にも応用が期待され、放射線検出器開発のブレイクスルーとなる可能性がある。
ゲーミフィケーションによる対話データ収集基盤の構築と状況づけられた対話への利用

本研究の目的は複雑で多様な現象を扱う対話処理のための基礎データを柔軟かつ効率的に収集するためにクラウドソーシングとゲーミフィケーションを利用したデータ収集基盤を構築し,収集したデータを用いて対話システムを実装・評価することによりデータ収集基盤の有用性を示すことである.対話参加者の自然な発話を収集するために既存のゲーム(Minecraft)に外部の対話システムとのインターフェースと発話と世界の状況を記録するモジュールを組み込み,ゲームプレイヤーからデータを収集する基盤を構築する.本研究の目的は複雑で多様な現象を扱う対話処理のための基礎データを柔軟かつ効率的に収集するためにクラウドソーシングとゲーミフィケーションを利用したデータ収集基盤を構築し,収集したデータを用いて対話システムを実装・評価することによりデータ収集基盤の有用性を示すことである.対話参加者の自然な発話を収集するために既存のゲーム(Minecraft)に外部の対話システムとのインターフェースと発話と世界の状況を記録するモジュールを組み込み,ゲームプレイヤーからデータを収集する基盤を構築する.
久山町高齢住民における認知症の実態解明に関する横断・縦断研究

1)睡眠時間と認知症:認知症のない60歳以上の久山町高齢者1,517人を10年間前向きに追跡して睡眠時間、および睡眠薬の服用が認知症発症に与える影響を検討した結果、認知症の発症リスク(多変量調整)は5時間以上7時間未満の群に比べ短時間睡眠群(5時間未満)、および長時間睡眠群(10時間以上)でそれぞれ2.6倍、2.2倍有意に上昇した。また、睡眠薬服用群は5ー7時間未満睡眠の睡眠薬非服用群に比べ、認知症の発症リスク(多変量調整)が1.7倍有意に高かった。(J Am Geriatr Soc 2018;66:1911-1918)。2)血清sTREM2と認知症:sTREM2は脳内炎症におけるミクログリア活性化の指標であると報告されている。認知症のない60歳以上の久山町高齢者1,349人において血清sTREM2を測定し、この集団を10年間前向きに追跡して血清sTREM2値と認知症発症の関係を検討した。その結果、血清sTREM2値の上昇は認知症発症の有意な危険因子だった。さらに、血清sTREM2値を既知の危険因子に追加することで認知症発症の予測能が改善するかを検証した。その結果、血清sTREM2値の追加によりNRI(net reclassification improvement)は0.169(P=0.009)、IDI (integrated discrimination improvement)は0.004(P=0.045)と認知症発症の予測精度は有意に改善した。以上より、血清sTREM2の上昇は認知症発症の有意な危険因子であり、血清sTREM2値の測定は認知症の早期発見の有効な血液バイオマーカーであることが明らかとなった(Ann Neurol 2019;85:47-58)。3)久山町在住の65歳以上の高齢住民を対象とした認知症の有病率調査を完了した。受診率は94.1%であった。認知症の有病率調査を完了できたうえ、認知症発症に関連する生活習慣因子とバイオマーカーを同定することが出来たため。2017ー2018年に実施した認知症有病率調査の成績を整理して、近年における認知症有病率を明らかにするとともに、軽度認知障害から認知症に進行する危険因子・防御因子を探索する。研究を進捗させるための事務補佐員を雇用することが出来ず、人件費を使用することが出来なかったため。
頭部MRI画像の画像認識と3次元表示の研究

MRIは人体内部の任意断面のプロトン情報を画像化できて医学診断に大きく寄与している。本研究は医学診断や治療に最も正確さが要求される頭部を対象とし、このMR画像の3次元情報を再構築して専門医が診断や治療に有効な情報を対話的に検索できる3次元認識支援システムを開発することである。まず、MR画像から関心臓器の抽出法について研究する。一般的に軟部組織間の境界は不明確であってその抽出は困難である。臓器抽出法は臓器間の境界の不明確さをファジ-理論を用い、境界を一意に決定するのでなく関心臓器の境界を0から1の数値を用いてあいまいに表現して臓器形状を抽出する。その結果、灰白質、白質、脳室等の形状抽出が容易になる。また、臓器抽出法は1チャンネンMR画像情報では臓器境界が不明確であるためにT1強調画像、T2強調画像、PD強調画像のMR画像情報を統合して臓器境界を明確にし、この情報を用いて関心臓器を抽出する。各チャンネル画像の統合法として線形統合と非線形統合について検討する。この処理を用いて抽出が困難な脳中心部の大脳基底核や視床下部が高精度に抽出が可能になった。これらの臓器の数量分布をvolume rendering法を用いて対話型3次元表示を実行した。次に、MRIの画像処理は大量デ-タを取り扱うために高速処理が必要である。画像再構成で用いられる多次元フ-リエ変換と対話型3次元表示で用いられるvolume rendering法の高速化を並列処理によって実現する。効率のよい並列処理のために並列アルゴリズム、並列計算機の構成、並列計算機におけるデ-タ転送方式を作成し、32プロセッサの2進木マシンや13個transputerの3進木マシンで実際に並列処理して有効性を示した。最後に、脳血管網のような複雑構造を有する臓器形状や実際に人目では観察できない大脳基底核や視床下部の臓器は3次元表示だけでは把握が不十分であり、臓器の実物モデルの提示が望まれる。MRA画像から血管像を抽出し、レ-ザ-リソグラフィを用いて血管網の実物モデルを作成した。複雑な構造の臓器形状も実3次元世界で把握可能となり、診断や治療に大きく寄与することが確認した。本年は主に頭部MRI画像の3次元表示に主力を注ぎ、有望な手法を提案してその有効性を示した。その成果を概説すると共に今後の方針について述べる。従来の3次元表示法は臓器形状を0,1の2値を用いて表現しているが、MRI画像中の腫瘍等の臓器形状は境界が不明確であり、これを0,1で表現することは不自然である。そこで、臓器形状の境界の不明確さをそのままの状態で表現して3次元表示することが診断や手術の認識支援に一層有望と思われる。本年はこの3次元表示を実現するための手法を開発し、これらのソフトウェアをWorkstation上に作成してユ-ザ-が使用できるシステムを完成した。この手法は関心臓器形状の抽出とその形状の表示からなる。臓器抽出はファジィクラスタリングと臓器形状の空間的な連結性を用いて境界部の不明確な臓器形状を抽出する。抽出した臓器形状の表示はvolume rendering法を用いて実行する。この中で陰影付け式を改良して臓器形状の境界部の不明確さを強めたり弱めたりして対話的に診断や手術に有効な3次元表示を作成できるようにする。

この手法を頭部MRI画像に適用して有効性を示した。この研究成果を電子情報通信学会や国際会議(ASAP90)に論文として投稿中である。専門新聞にも研究内容の紹介記事が一面に掲載された。今後、本3次元表示ソフトウェアをユ-ザ-と協議して使い易い実用的な3次元表示システムに進める。また、この表示システムを医学部と共同で高度な診断や手術を実現するためにX線CTやMRIから骨や血管の複合表示やセラミックによる頭蓋骨の設計について具体的に用いて検討する。それと共に知識工学的手法によるMRI画像の高度な画像認識の研究にも勢力を注いで行く予定である。本年の研究実績および今後の方針について以下にまとめる。1.医用3次元表示システムのプロットタイプを開発した。このシステムは表示対象の不明確さをあいまいに表現する概念を入れて設計したものである。対象のあいまいさの抽出法にファジ-クラスタリングを用い,対象のあいまいさの表示法にVolume rendering法を用いた。2.対話システムは反応時間が高速であることが望まれる。本表示システムにおいて計算時間の大きいVolume rendering法を研究課題にし,この並列処理によりこれを高速化した。Volume rendering法の並列アルゴリズムを作成し,ホスト計算機と13個のtransputerからなるマルチプロセッサで実行評価した。高い速度向上率を得ることを実証した。3.画像診断装置は種々な情報キャリアを画像化している。表示システムにはこれらの情報キャリヤ分布を対話的に操作しながら診断することが望まれている。本表示システムを種々な撮影条件のMRI画像を対象にしてファジ-演算を操作しながら診断を支援できるシステムに向上させている。また,これと共にファジ-理論による病変部の検出や予測問題に着手する。MRIは人体内部の任意断面のプロトン情報を画像化できて医学診断に大きく寄与している。本研究は、医学診断・治療に最も正確さが要求される頭部を対象とし、このMR画像の3次元情報を再構築して専門医が診断・治療に有効な情報を対話的に検索できる3次元認識支援システムを開発することである。まず、MR画像から関心臓器の抽出について述べる。関心臓器の抽出精度は3次元示結果に大きな影響を与えて診断・治療の認識支援に大きく関与する。関心臓器の高精度抽出法に開発が求められる。特に、頭部MR画像で脳中心部にある大脳基庭核や視床下部の抽出は困難である。この抽出法として1チャンネルMR画像情報では臓器境界が不明確であるためにT1強調画像、T2強調画像、PD強調画像のMR画像情報を統合して臓器境界に明確にし、これらの情報を用いて抽出する。各チャンネル画像の統合法として線形統合と非線形統合について研究する。その手法は各チャンネル画像情報に直交軸を設定し、この直交座標空間に3チャンネルMR画像値の分布を作成する。線形統合は直交座標空間の原点を通る直線に各座標点を投影することで計算される。この直線方程式は関心臓器の分布に依存して決定する。
体内埋め込み型治療機器による生体内電磁界曝露に関する定量的評価手法の確立

本研究では、人工心臓など体内埋め込み型治療機器が長期間にわたって人体に埋め込まれた場合における、「生体内電磁界被曝に関する定量的評価手法の確立」を目的として、体内埋め込み型治療機器が発生する電磁界が生体に与える影響について、生体組織のモデル化,電磁界測定及び分布シミュレーションとその定量的評価に関する検討を実施した.電磁界エネルギの組織への吸収・反射による成分につき動物実験でのデータから予測した.また,電磁界分布については計測に必要となるセンサのスペック,その配置方法を検討した.定量的評価法については動物実験におけるデータから体内植込み型機器の影響について検討した.本研究では人工心臓など体内埋め込み型治療機器が長期間にわたって人体に埋め込まれた場合において、「生体内電磁界被曝に関する定量的評価手法の確立」を目的としている。研究行動を1「電気的等価回路による生体組織のモデル化」、2「生体内における電磁界分布シミュレーション」、3「体内埋め込み型電磁界発生システムの開発」、4「長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討」、5「電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案」以下の5ユニットに分けて進行を管理し、研究目的の早期達成を図るため可能な限り並列的に処理を行。研究計画に従い、平成25年度においては、3「体内埋め込み型電磁界発生システムの開発」、4「長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討」を主体に進めた。初年度においてアナログホールICを利用した小型の三次元電磁界測定センサーを設計・試作したが、これを十分に使用できるようなものに改良した。これにより、測定環境の電磁界分布を乱さすことなく、空間の電磁界測定が三次元に可能となり、特定部位のみなならず、マトリックス配置すれば、広い領域の電磁界強度も立体的に測定できるようになった。また、長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討については、調査研究によって必ずしもそれのみを目的とした動物実験は必要ではないと考えられた。研究行動を1「電気的等価回路による生体組織のモデル化」、2「生体内における電磁界分布シミュレーション」、3「体内埋め込み型電磁界発生システムの開発」、4「長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討」、5「電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案」以下の5ユニットに分けて進行を管理し、研究目的の早期達成を図るため可能な限り並列的に処理を行うが、実験計画に従い、初年度24年度においては、生体組織のモデル化、電磁界分布シミュレーションを主体に進めた。電気的等価回路による生体組織の基礎的なモデル化を行った(1)。等価回路生体モデルは重要なパラメータであり、電磁界吸収等生体の電磁界曝露の基礎となるものである。生体内における電磁界分布シミュレーションの方法を調査研究し(2)、アナログホールICを利用した小型の三次元電磁界測定センサーを設計・試作した。これにより、測定環境の電磁界分布を乱さずに、特定部位のみならず、マトリックス配置によって広い領域の電磁界強度も同時に測定できる。体内埋め込み型電磁界発生システムの開発(3)、長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討(4)、電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案(5)ほぼ調査のみに終わった。本研究では人工心臓など体内埋め込み型治療機器が長期間にわたって人体に埋め込まれた場合において、「生体内電磁界被曝に関する定量的評価手法の確立」を目的とした。研究行動を5ユニットに分けて、1「電気的等価回路による生体組織のモデル化」、2「生体内における電磁界分布シミュレーション」、3「体内埋め込み型電磁界発生システムの開発」、4「長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討」、5「電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案」とし、研究目的の早期達成を図るため可能な限り並列的に処理を行い、進行を管理した、各段階については、1の段階においては、電気的等価回路による生体組織の基礎的なモデル化を行った。2の段階においては、アナログホールICを利用した小型の三次元電磁界測定センサーを設計・試作し、生体内における電磁界分布シミュレーションの方法を調査研究した。当該センサーにより、測定環境の電磁界分布を乱すことなく、電磁界強度の測定が行え、マトリックス配置すれば、特定部位のみならず、広い領域の電磁界強度の同時測定も可能となる。3の段階においては、電磁界の強度、周波数、波形、印加時間等が生体に作用する影響について調査研究し、体内埋め込み型電磁界発生装置の開発について検討した。

4の段階においては、人工心臓等体内埋め込み型治療機器が人体に埋め込まれた場合を想定して、体内埋め込み型電磁界発生装置を大型動物の体内に埋め込んだ場合に、発生する電磁界が生体組織に与える影響について、調査研究した。5の段階においては、得られた調査研究結果を基に、電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針について検討した。生体医工学,流体工学本研究計画は、研究行動を1「電気的等価回路による生体組織のモデル化」、2「生体内における電磁界分布シミュレーション」、3「体内埋め込み型電磁界発生システムの開発」、4「長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討」、5「電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案」の5つにユニット化して進行を管理し、研究目的の早期達成を図るため、可能な限り並列的に処理を行うことを旨としている。平成25年度において、3体内埋め込み型電磁界発生システムの開発、4長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討、5電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案を主体に進める予定であったため、やや遅れが生じている。本研究計画は、研究行動を1「電気的等価回路による生体組織のモデル化」、2「生体内における電磁界分布シミュレーション」、3「体内埋め込み型電磁界発生システムの開発」、4「長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討」、5「電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案」の5つにユニット化して進行を管理し、研究目的の早期達成を図るため、可能な限り並列的に処理を行うことを旨としている。研究計画上は、初年度24年度において、1生体組織のモデル化、2電磁界分布シミュレーションを主体に進め、次年度以降他のユニット遂行に繋げるとしており、ほぼ当初の計画通りに進行していると考えられる。1) 5つの研究行動ユニットのうち、3体内埋め込み型電磁界発生システムの開発、4長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討、5電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案については、遂行上困難が予測されるので、適切な時間配分を図っていく。2)研究計画を大きく変更する予定はないが、研究計画上3体内埋め込み型電磁界発生システムの開発、4長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討については、それのみを目的とした動物実験は必要最小限にとどめる。他研究の電磁駆動デバイスが埋め込まれた動物実験において、三次元電磁界強度センサーをデバイス周辺及び生体外に複数個設置して電磁界測定を行い、測定データ採取や周辺生体組織の影響等を調べる。必要な場合に追加動物実験を行う。また、in vitro実験において、デバイスを想定して格子を組み、格子点にセンサーを配置する骨組み構造モデルを作成する。3)得られたデータは、研究テーマの検証に用いる。1) 5つの研究行動ユニットのうち、3体内埋め込み型電磁界発生システムの開発、4長期慢性動物実験による生体内電磁界曝露の影響に関する検討、5電磁界曝露を考慮した体内埋め込み型治療機器の設計指針の提案については、遂行上困難が予測される。今後、いっそう並列処理を進め、適切な時間配分を図っていく。