hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
概念のプロトタイプ獲得を可能とするロボットの認知モデルの構築と大規模転移学習

これを実現する計算論モデルは、既に構築済みであり、学習済みの場所概念転移学習モデルのモデルパラメータから計算可能である。場所概念転移学習モデルの原著論文の執筆と並行してプロトタイプ獲得の実験を進めている。31年度は、社会的知能発生学シミュレータ:SIGVerseを用いて大規模な場所概念の転移学習によるプロトタイプの獲得を行う。また、実世界のユーザが仮想世界に没入してロボットに教示を行う事が可能であるSIGVerseの特性を活用して、多様なユーザからの観測に基づく場所の名前の教示データを獲得する事でデータセットの大規模化を図り、統計データの質を向上させる。現在は、40環境1ユーザのデータセットを用いているが、これを100環境10ユーザまで拡張する事を目指す。また、概念間における典型性を数値的に扱うための情報的尺度について情報理論における複数の計算論モデルを用いた比較実験を行い、妥当性について検証する。モデルの妥当性を検証するために、獲得したプロトタイプに基づく未観測情報(名前や位置)の予測を行い、被験者の予測結果を正解として精度を定量的に評価する。例えば、「リビング」という言語情報が観測された場合に予測する物体情報や位置情報を被験者の結果と比べる方法がある。これにより、どのモデルが人の認知の結果に近い予測を得るプロトタイプの獲得を可能とするか評価する。実験は、シミュレータを用いたオフラインのプロセスによって実施するため、モデルパラメータを切り替えた複数のモデルの評価をパラレルに実施可能である。さらに、研究代表者が連携研究者として参加する脳科学や認知科学に関係するプロジェクトにおける知見を得ながらモデルの推敲と評価を繰り返す事で、構成論的な枠組みにおけるモデルの妥当性についても考察する。World Robot Summitにおける入賞の記事:「R-GIRO「次世代人工知能と記号学の国際融合研究拠点」がワールドロボットサミットの競技会で入賞」,所属研究機関の雑誌における研究紹介の記事:「人間の子どもと同じように言葉や概念を獲得していく人工知能」,研究者のウェブサイトにおける研究紹介の記事:「RESEARCH Yoshinobu Hagiwara's web site」
ヒト化モデルマウスを用いた次世代遺伝子治療法の開発:遺伝子修復による自己細胞再生

BTK遺伝子のexon6exon19領域、隣接遺伝子であるTIMM8Aの全遺伝子およびGFP-Hyg耐性遺伝子を搭載したHD-Ad.AAV.BTKベクターを作製した。同ベクターを男性pre-B ALL由来細胞株であるNalm6に感染させ、Hyg耐性株を得た。PCR法によりScreeningを行い、Southern blottingにより相同組換えを証明した。また正常男性ヒト臍帯血由来CD34陽性細胞に本ベクターを感染させ、ベクターゲノムのIntegrationを証明した。現在の"遺伝子治療"は何らかの手段で正規の遺伝子の場所に関係なく遺伝子を付加的に導入する方法が大部分であり、一方変異がある遺伝子そのものを修復する治療法は未だ行われていない。Bruton型無ガンマグロブリン血症(XLA)は原発性免疫不全症の代表的疾患の一つであり、免疫グロブリン補充療法が感染予防に有効である。しかし無ガンマグロブリン血症では定期的補充にも関わらず感染症を繰り返し呼吸不全になったり、エンテロウイルスによる脳炎、敗血症、消化器癌などにより死亡する場合がある。アデノ・AAVハイブリッドベクターは、高い遺伝子導入効率を示し大きな遺伝子の挿入が可能で高力価のベクターの調整が比較的容易なアデノウイルスベクターと、ゲノム染色体への組み込みにより長期間安定した遺伝子発現が可能なAAVベクターの両者の長所を兼ね備えている。ワシントン大学Dr.Lieberらとの共同研究により造血幹細胞に導入可能なAd35ファイバーを有するアデノ・AAVハイブリッドベクターを大幅に改変しBTKを含むゲノムとその近傍ゲノム、GFP遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子を挿入したベクターを完成した。ヒトBruton型無ガンマグロブリン血症(XLA)モデルマウス作成も完了した。しかしアデノ・AAVハイブリッドベクターを増幅するステップでうまく行かず、ようやくうまく増幅でき培養細胞での系がうまく動くようになった。今後正常CD34陽性細胞及びヒトXLAモデルマウス由来造血幹細胞を用いたin vitroでの遺伝子導入効率・修復効率の検討、ヒトXLAモデルマウスの遺伝子修復にもとづくB細胞再構築の検討を行いたい。伴性劣性無ガンマグロブリン血症(XLA)は、X染色体に存在するBruton Tyrosin Kinase(BTK)遺伝子の変異により、B細胞系の分化障害を来たす原発性免疫不全症候群である。対症療法としてガンマグロブリン補充療法が行われているが、生涯にわたる補充は膨大な治療費を費やし、患者自身の生活の質の低下をもたらしている。これまで様々な原発性免疫不全症候群に対して遺伝子治療が試みられたが、成功例はごくわずかであり、導入遺伝子による発がんが大きな問題となった。そこで従来の遺伝子導入による治療法に代わって、変異遺伝子を修復する次世代の治療法の開発が望まれている。また、マウスを用いた移植実験により、XLAには造血幹細胞(HSC)の一部で変異遺伝子を修復でき、かつそれが増殖優位性を獲得できれば、B細胞の分化障害を回復できる可能性が示されている。アデノAAVハイブリッドベクター(HD-Ad.AAV.ベクター)は、HSCに感染性を示すAd5/35キメラベクターと、相同組換えによる目的遺伝子座領域での組込み(ターゲティング)による修復をおこすAAVベクターの両者の長所を備えている。我々はBTK遺伝子のクローニングを行い、GFPとHyg耐性遺伝子をマーカーとしたHD-Ad.AAV.BTKベクターを作製した。本ベクターを血球系細胞株K562に感染させたところ、MOI500で25.8±2.1%、MOI1000で40.7±3.0%のGFP陽性細胞を認め、それぞれの0.5±0.3%、1.3±0.6%でHyg耐性株が得られた。現在Hyg耐性株におけるBTK遺伝子座へのターゲティング効率を検討している。また、理化学研究所の石川らと共同研究で、XLA患者HSCをNOD/SCID/γc完全欠失マウスに移植してモデルマウスを作製した。このモデルマウスはヒトXLA患者と同様にB細胞が欠失しており、無ガンマグロブリン血症を呈していた。IHD-Ad.AAV.BTKベクターは、正常ヒトさとい臍帯血CD34陽性細胞で10%程度のGFP陽性細胞が得られており、今後は感染細胞をモデルマウスに移植してB細胞系の発現の解析を検討する。原発性免疫不全症候群に対して遺伝子治療が試みられたが、成功例はごくわずかであり、導入遺伝子による発がんが大きな問題となった。そこで従来の遺伝子導入による治療法に代わって、変異遺伝子を修復する次世代の治療法の開発を行った。伴性劣性無ガンマグロブリン血症(XLA)は、X染色体に存在するBruton Tyrosine Kinase(BTK)遺伝子の変異により、B細胞系の分化障害を来たす原発性免疫不全症候群である。これまで、マウスを用いた移植実験により、XLAでは正常造血幹細胞(HSC)を0.5%混入させることによりB細胞の分化障害を回復できる可能性が示されている。アデノAAVハイブリッドベクター(HD-Ad. AAV.ベクター)は、HSCに感染性を示すAd5/35キメラベクターと、相同組換えによる目的遺伝子座領域での組込み(ターゲティング)による修復をおこすAAVベクターの両者の長所を備えている。我々はBTK遺伝子のクローニングを行い、GFPとHyg耐性遺伝子をマーカーとしたHD-Ad. AAV. BTKベクターを作製した。同ベクターをヒト男性B細胞株Nalm6にMOI4000で感染させ、GFP一過性発現細胞を2.8%認めた。

HygによるSinglecell cloningを行い、Hyg耐性株61株(0.63%)を得て、7株(0.073%)で相同組換えを証明した。ウイルス遺伝子配列であるITRの組込みはなく、全ての相同組換え株でBTK蛋白発現を認めた。また、正常ヒト男性臍帯血よりCD34陽性細胞を分離し同ベクターを感染させた。正常ヒト臍帯血由来CD34陽性細胞では10%程度のGFP発現細胞が得られ、ベクターゲノムの組込みを認めた。現在ターゲティング効率の解析を行っている。また、理化学研究所の石川らと共同研究で、XLA患者HSCをNOD/SCID/γc完全欠失マウスに移植してモデルマウスを作製した。このモデルマウスはヒトXLA患者と同様にB細胞が欠失しており、無ガンマグロブリン血症を呈していた。HD-Ad. AAV. BTKベクターは、正常ヒト臍帯血CD34陽性細胞でのゲノムの組込みを認めており、今後は感染細胞をモデルマウスに移植してB細胞系の発現の解析を検討する。
X線照射による冠動脈攣縮の増幅機序の解明

X線治療を受けた癌患者では,照射部位の血管の動脈硬化が進行している現象が知られている.われわれは先に,ミニ豚冠動脈の内膜剥離部にX線を限局性に照射すると高度の冠動脈攣縮が生じる事を見出した.本研究では, (1)X線照射によって冠動脈に器質的な病変が進行性に出現するのか,(2)X線照射によって出現する血管腔の過剰狭窄現象の特徴について検討した.1.成犬における検討:左冠動脈回旋枝に限局してX線を照射し, 2-4週間後冠動脈カテーテルを行い,エルゴノビンに対する冠動脈の反応性を検討した.過剰収縮を認めなかったので,病理組織学的検索行った所,照射部位に一致して求心性の内膜肥厚を認めた.線維性の肥厚が強い為に血管反応性が抑制されたと考えられた.本実験では以下に述べるミニ豚と同様に照射量を1500rad×2に固定した為, X線量が強すぎたと思われる.今後,血管反応性とX線照射線量との関係を検討する予定である.2.ミニ豚における冠動脈攣縮:高コレステロール血症ゲッチンゲン種ミニ豚の冠動脈内膜剥離3, 4か月後,同部にX線を各1500rad照射した. 5か月後,冠動脈の反応性を冠動脈造影にて定量的に評価した.X線照射前(内膜剥離3か月後)はヒスタミン,セロトニンに対し34, 45%の内腔狭窄率であり,非剥離部と有意の差を認めなかった.照射後は(内膜剥離5か月後)ヒスタミン,セロトニンに対し57, 83%の狭窄率を示した.すなわち,セロトニンに対する過剰狭窄現象が出現した.又,攣縮出現時に心電図ST上昇が高頻度に認められた.攣縮部の冠動脈をニトログリセリン作用下に検討した所,有意の器質的変化(壁不整)を認めた.これらの成績はX線が冠動脈硬化を促進すると共に血管壁自体のセロトニン感受性も亢進した事を示唆する.尚,セロトニンの過剰収縮はプラゾシンで抑制されず,ケタンセリンで抑制されたのでS_2レセプターを介する現象と考えられた.X線治療を受けた癌患者では,照射部位の血管の動脈硬化が進行している現象が知られている.われわれは先に,ミニ豚冠動脈の内膜剥離部にX線を限局性に照射すると高度の冠動脈攣縮が生じる事を見出した.本研究では, (1)X線照射によって冠動脈に器質的な病変が進行性に出現するのか,(2)X線照射によって出現する血管腔の過剰狭窄現象の特徴について検討した.1.成犬における検討:左冠動脈回旋枝に限局してX線を照射し, 2-4週間後冠動脈カテーテルを行い,エルゴノビンに対する冠動脈の反応性を検討した.過剰収縮を認めなかったので,病理組織学的検索行った所,照射部位に一致して求心性の内膜肥厚を認めた.線維性の肥厚が強い為に血管反応性が抑制されたと考えられた.本実験では以下に述べるミニ豚と同様に照射量を1500rad×2に固定した為, X線量が強すぎたと思われる.今後,血管反応性とX線照射線量との関係を検討する予定である.2.ミニ豚における冠動脈攣縮:高コレステロール血症ゲッチンゲン種ミニ豚の冠動脈内膜剥離3, 4か月後,同部にX線を各1500rad照射した. 5か月後,冠動脈の反応性を冠動脈造影にて定量的に評価した.X線照射前(内膜剥離3か月後)はヒスタミン,セロトニンに対し34, 45%の内腔狭窄率であり,非剥離部と有意の差を認めなかった.照射後は(内膜剥離5か月後)ヒスタミン,セロトニンに対し57, 83%の狭窄率を示した.すなわち,セロトニンに対する過剰狭窄現象が出現した.又,攣縮出現時に心電図ST上昇が高頻度に認められた.攣縮部の冠動脈をニトログリセリン作用下に検討した所,有意の器質的変化(壁不整)を認めた.これらの成績はX線が冠動脈硬化を促進すると共に血管壁自体のセロトニン感受性も亢進した事を示唆する.尚,セロトニンの過剰収縮はプラゾシンで抑制されず,ケタンセリンで抑制されたのでS_2レセプターを介する現象と考えられた.
アリルポリインジウム反応剤を用いる環境調和型選択的有機合成反応の開発

本研究はアリルポリインジウム反応剤の合成と構造解析を行うとともに、その反応挙動を精査することにより、本化合物の多官能反応剤としての地位を確立し、環境調和型有機合成反応に発展させることを目的としたものである。1,3-ジハロプロペンあるいは1,3-ジハロ-2-ブテンと金属インジウムとの反応によって新規なアリル型ジインジウム化合物を効率よく調製できる反応条件を見出し、段階的に2種類の求電子剤と反応させることによって多様な有機化合物を短工程で合成する手法を開発した。すなわち、第一段階の求電子剤としてカルボニル化合物あるいはイミンを反応させると、それぞれホモアリルアルコールあるいはホモアリルアミン誘導体が生成するが、これらの化合物中には更に化学変換が可能なビニルインジウム部分が存在する。0価パラジウム触媒存在下、本化合物を第二の求電子剤とカップリングさせることにより新たな炭素炭素結合を形成することに成功した。また、ビニルインジウム種をアート錯体に変換した後、第二の求電子剤と反応させることによっても同様な炭素炭素結合形成が可能であることが明らかになった。後者の方法は温和な反応条件で進行することから、多様な直線状ホモアリルアルコールあるいはホモアリルアミン誘導体を簡便に合成する手法を提供するものである。本研究で示されたような多点仮応剤を用い、一挙に23個の炭素炭素結合を構築するカスケード反応は、環境調和型合成反応として将来さらに重要となるものと考えられる。本研究は、アリルジ-およびトリインジウム反応剤の合成と構造解析を行うとともに、その反応挙動を精査することにより、本化合物の多官能反応剤としての地位を確立し、環境調和型有機合成反応に発展させることを目的するものである。1,3-ジブロモプロペンまたは1-ヨード-3-ブロモプロプロペンと金属インジウムからアリルジインジウム種を効率良く調製し、段階的に二種類の求電子剤と反応させることに成功した。すなわち、第一段階としてアリルジインジウム反応剤をカルボニル化合物と反応させると高収率でホモアリルアルコールを与えるが、本化合物中には更に利用可能なビニルインジウム部が存在する。これまでは本ビニルインジウムを新しい炭素-炭素結合形成に利用することはできなかったが、反応条件を種々精査した結果、パラジウム触媒が極めて有効であることを発見した。具体的には、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム等の0価パラジウム存在下、第二の求電子剤を反応させることによって、新たな炭素-炭素結合を形成することに成功した。第二の求電子剤としては、ハロベンゼン、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化アリルなど多様な化合物が利用可能であることを明らかにした。これらの二段階反応は連続してワンポットで行え、多様な直線状ホモアリルアルコールを合成する有用な手法を提供するものである。本研究で示されたような多点反応剤を用い、一挙に23個の炭素-炭素結合を構築するカスケード反応は、環境調和型合成反応として将来その重要性はますます大きくなるものと思われる。1,3-ジハロプロペンあるいは1,3-ジハロ-2ブテンと金属インジウムとの反応によって新規なアリル型ジインジウム化合物を効率よく調製できる反応条件を見出し、段階的に2種類の求電子剤と反応させることによって多様な有機化合物を短工程で合成する手法を開発した。

後者の方法は温和な反応条件で進行することから、多様な直線状ホモアリルアルコールあるいはホモアリルアミン誘導体を簡便に合成する手法を提供するものである。本研究で示されたような多点反応剤を用い、一挙に23個の炭素炭素結合を構築するカスケード反応は、環境調和型合成反応として将来さらに重要となるものと考えられる。
正期産高度IUGRの発育・発達予後に関する研究

1985年から1996年の11年間に北里大学病院で出生した正期産高度IUGR児(出生体重が平均-2.5SD未満の子宮内発育遅延児)110例を対象とし、IUGRの成因・その後の身体発育、精神運動発達に関して、カルテおよび両親へのアンケート調査をもとに検討した。その結果、IUGRの成因が胎児因子(染色体異常、多発奇形症候群など)は13例、多胎は17例、母体・胎盤および臍帯因子は47例、原因不明が33例であった。死亡例は8例て全例胎児因子が原因であった。基礎疾患を認めない単胎の正期産高度IUGR児では新生児期に合併症は認めず、その後の身体発育は95%以上が-2.0SD以上にcatch upしていたが、meanを超える例は現時点ではまだ少なかった。津守・稲毛式乳幼児精神発達質問紙を用いて調査した精神運動発達は、95.7%が正常発達と評価できた。(平成9年度までの途中経過は第42回日本未熟児新生児学会で発表した。)。1997年以降出生した基礎疾患のない正期産高度IUGR児に関しては、身体発育、精神運動発達と合わせ、骨密度を測定し、正常児との比較、成長に伴う骨密度の変化に関して検討した。症例数が少ないが、出生体重と骨密度は相関関係があり、IUGR児は正常児より骨密度が低いと予想できるデータを得た。更に症例数を増やしていきたいと考えている。最終身長や学業成績および社会適応、成長に伴う骨密度の変化については今後も調査を続け、周産期の管理指針・発育発達予後のデータを確立したいと考えている。1985年から1996年の11年間に北里大学病院で出生した正期産高度IUGR児(出生体重が平均-2.5SD未満の子宮内発育遅延児)110例を対象とし、IUGRの成因、その後の身体発育、精神運動発達に関して、カルテおよび両親へのアンケート調査をもとに検討した。その結果、IUGRの成因が胎児因子(染色体異常、多発奇形症候群など)は13例、多児は17例、母体、胎盤及び臍胎因子は47例、原因不明が33例であった。死亡例は8例で全例胎児因子が原因であった。基礎疾患を認めない単胎の正期産高度IUGR児では、新生児期に合併症は認めず、その後の身体発育は93.8%が-2.0SD以上にcatch upしていた。しかし、今回調査し得た年齢では、平均に達する症例は少なかった。また、精神運動発達に関しては津守、稲毛式乳幼児精神発達質問紙を用いて調査したが、1例のみ境界例で、95.7%は正常発達と評価された。(以上の内容については第42回日本未熟児新生児学会-1997/11/29-で発表した。)今年度調査し得た年齢は一定でないため、今後もアンケート調査を続け、最終身長や学業成績及び社会適応を含めて再評価したいと考えている。なお、身体発育と関連した骨発育評価のための骨密度測定についてはIUGR児、正常児ともに測定し得た症例数が少なく、比較検討するレベルにまだ達していない。来年度症例数を増やした上で、また、月齢毎のフォローを重ねたうえで検討したい。)。
核医学的手法を用いた動脈硬化症の画像診断法の開発と応用

本年度に実施した研究の成果として: 1)我々は^<18>F-FDGを用いて、バルーン傷害ウサギモデルで動脈硬化プラークの画像化及び不安定性評価における実用性を確認した。実際動脈硬化病変の破綻による動脈血栓の形成を評価項目に取り入れ、動脈硬化病変への^<18>F-FDG集積と動脈血栓形成との関連性を明らかにした。^<18>F-FDG-PETによる動脈硬化巣の血栓形成能を評価する可能性を証明し、この成果はCirculation Research誌に掲載された。2)我々は動脈硬化病変での組織因子の発現量と炎症細胞の糖代謝/核酸代謝/低酸素状態との関連を調べた。研究の結果として、組織因子の上流因子である炎症転写因子NF-kBは病変内低酸素領域内での高く発現し、低酸素に陥る炎症細胞に解糖系代謝産物の増加や細胞増殖の亢進を明らかにした。低酸素状態の発生は動脈硬化病変お不安定性に寄与することを証明し、その機序を解明した。この成果はPLOS ONE誌に掲載された。3)動脈硬化病変における分子・機能変化に関与した治療法として、アンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)を選出した。我々は多種類のARBの中から、高血圧患者によく利用されるテルミサルタンを選択し、ApoE欠損マウスへの混餌投与を行った。テルミサルタン治療による動脈硬化病変の減少・病変の安定化、また治療効果に応じた^<99>Tc-annexin A5の病変集積の低下も認められた。ARBによる動脈硬化進展の抑制作用の機序を解明するとともに、^<99>MTc-annexin A5によるプラーク安定化治療の薬効評価の実用性を検証した。この成果はMolecularImaging誌に掲載された。4)ARB治療による血圧や腎機能の変化はプローブの体内動態を変化させ、診断・評価を複雑にさせることもある。そのため、RIの血中濃度や腎機能の指標等をモニターすることにより、影響の有無・強弱を把握する必要がある。場合によって、プローブ投与時に一時的な休薬や、病変へのプローブ集積を血中濃度や他の組織への集積と比較・解析することにより、これらの影響を排除・補正を施す工夫も必要となる。我々はC57BL/6jマウスを用いて、核医学の臨床検査で最も汎用される^<18>F-FDGを利用し、ARB投与による血中・臓器での^<18>F-FDG濃度変化について検討した。この成果はJournal of Nuclear Medicine誌に掲載された。5)上記二つ研究の結果を踏まえて、イルベサルタンの抗動脈硬化作用について、核医学的手法を用いた検討した。イルベサルタン治療による動脈硬化モデルにおける病変の減少・病変炎症程度の緩和・アポトーシス頻度の低下が認められた。またイルベサルタン治療による病変への^<18>F-FDGと^<99>Tc-annexin A5の集積の低下も認められ、イルベサルタンによる動脈硬化進展の抑制作用の有効性を検証できた。このように核医学的画像診断法による薬効評価の実用可能であることが示唆された。この成果はPLOSONE誌に掲載された。研究の目的は明白であるため、目的に適した実験方法の選出と実施ができた。研究を行う前に、十分な情報収集を行われたため、先行研究で得られた経験を生かして、計画通りに研究を進めることができた。そのため、新規性及び実用性の高い研究結果を得られて、当初の計画以上に進展していると考えられる。当初の計画どおり以上に研究が進展したため、すべての研究内容を完了することができた。今後の予定として、小動物用FDG PETTを用いたWHIHL動脈硬化自然発症モデルウサギにおけるイルベサルタンの治療効果評価に関する研究成果を英文論文として発表する。本年度に実施した研究の成果として:1)破綻危険性の高い動脈硬化プラークの病理組織学的/生化学的特徴を把握するため、病変とその周囲に存在するタンパク質群に注目し,質量分析によるタンパク質の網羅(プロテオーム)解析でその分子機構を解明することを進めた。我々は、日立製作所との共同研究として、ApoE欠損マウスと野生型マウスより抽出した血漿と動脈組織を用いて、比較プロテオーム解析を実施した。その結果、動脈硬化プラーク形成に伴って、ApoE欠損マウス動脈における発現量が、野生型と比較して顕著に増加する幾つかのタンパク質を同定した。2)計画当初で候補した放射性標識トレーサー(18F-FDG)を用いて、バルーン傷害ウサギモデルでで動脈硬化プラークの画像化及び不安定性評価における実用性を確認した。実際動脈硬化病変の破綻による動脈血栓の形成を評価項目に取り入れ、動脈硬化病変への18F-FDG集積と動脈血栓形成との関連を明らかにした。18F-FDG-PETによる動脈硬化巣の血栓形成能を評価する可能性を証明し、この成果はCirculation Research誌に掲載予定である。テルミサルタン治療による動脈硬化病変の減少・病変の安定化を確認された上、治療効果に応じた99mTc-annexin A5の病変集積の低下も確認された。

ARBによる動脈硬化進展の抑制作用の機序を解明するとともに、99mTc-annexin A5によるプラーク安定化治療の薬効評価への実用性を証明した。この成果はMolecular Imaging誌に掲載予定である。本年度に実施した研究の成果として: 1)我々は^<18>F-FDGを用いて、バルーン傷害ウサギモデルで動脈硬化プラークの画像化及び不安定性評価における実用性を確認した。実際動脈硬化病変の破綻による動脈血栓の形成を評価項目に取り入れ、動脈硬化病変への^<18>F-FDG集積と動脈血栓形成との関連性を明らかにした。^<18>F-FDG-PETによる動脈硬化巣の血栓形成能を評価する可能性を証明し、この成果はCirculation Research誌に掲載された。2)我々は動脈硬化病変での組織因子の発現量と炎症細胞の糖代謝/核酸代謝/低酸素状態との関連を調べた。研究の結果として、組織因子の上流因子である炎症転写因子NF-kBは病変内低酸素領域内での高く発現し、低酸素に陥る炎症細胞に解糖系代謝産物の増加や細胞増殖の亢進を明らかにした。低酸素状態の発生は動脈硬化病変お不安定性に寄与することを証明し、その機序を解明した。この成果はPLOS ONE誌に掲載された。3)動脈硬化病変における分子・機能変化に関与した治療法として、アンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)を選出した。我々は多種類のARBの中から、高血圧患者によく利用されるテルミサルタンを選択し、ApoE欠損マウスへの混餌投与を行った。テルミサルタン治療による動脈硬化病変の減少・病変の安定化、また治療効果に応じた^<99>Tc-annexin A5の病変集積の低下も認められた。ARBによる動脈硬化進展の抑制作用の機序を解明するとともに、^<99>MTc-annexin A5によるプラーク安定化治療の薬効評価の実用性を検証した。この成果はMolecularImaging誌に掲載された。4)ARB治療による血圧や腎機能の変化はプローブの体内動態を変化させ、診断・評価を複雑にさせることもある。そのため、RIの血中濃度や腎機能の指標等をモニターすることにより、影響の有無・強弱を把握する必要がある。場合によって、プローブ投与時に一時的な休薬や、病変へのプローブ集積を血中濃度や他の組織への集積と比較・解析することにより、これらの影響を排除・補正を施す工夫も必要となる。我々はC57BL/6jマウスを用いて、核医学の臨床検査で最も汎用される^<18>F-FDGを利用し、ARB投与による血中・臓器での^<18>F-FDG濃度変化について検討した。この成果はJournal of Nuclear Medicine誌に掲載された。5)上記二つ研究の結果を踏まえて、イルベサルタンの抗動脈硬化作用について、核医学的手法を用いた検討した。イルベサルタン治療による動脈硬化モデルにおける病変の減少・病変炎症程度の緩和・アポトーシス頻度の低下が認められた。またイルベサルタン治療による病変への^<18>F-FDGと^<99>Tc-annexin A5の集積の低下も認められ、イルベサルタンによる動脈硬化進展の抑制作用の有効性を検証できた。このように核医学的画像診断法による薬効評価の実用可能であることが示唆された。
新規らせん状共役高分子の合成と応用

側鎖に光学活性な置換基を有するポリフェニルアセチレンは一方向巻きのらせん構造を形成し,主鎖の共役二重結合領域に誘起円二色性(ICD)を示すことが報告されている。また,一部の光学活性ヘリカルポリフェニルアセチレンは,温度や溶媒,光学活性体の添加といった様々な外部刺激に応答してらせん反転を示すことが知られている。本研究では,側鎖に光学活性なピレン部位が導入されたポリフェニルアセチレン誘導体(poly-(R)-1)を合成し,そのらせん構造や発光特性を外部刺激により制御可能かどうかについて検討した。Poly-(R)-1は,対応する光学活性モノマー((R)-1)を少量のEt_3Nを含むDMF中,[Rh(nbd)Cl]_2を触媒に用いて重合することにより合成した。Poly-(R)-1は,LiClを含むN, N-ジメチルアセトアミド(DMA-LiCl)中,0°Cで主鎖の共役二重結合領域に一方向巻きのらせん構造に由来するICDを示した。また,DMA-LiCl中におけるpoly-(R)-1のICDの符号は温度の上昇とともに反転し,55°Cでは符号が正のICDを示した。さらに,poly-(R)-1のDMA-LiCl溶液にCHCl_3やTHFを添加すると,25°Cで符号が正のICDを示したのに対して,MeOHを添加すると負のICDを示した。以上の結果は,poly-(R)-1のらせんの巻き方向が,溶媒や温度といった外部刺激に応答して反転することを示している。次に,poly-(R)-1のDMA-LiCl希薄溶液の蛍光スペクトルを測定したところ,ピレンのエキシマー形成に由来するブロードな発光が430mm付近に観測された。同じ条件下での(R)-1の蛍光スペクトルは,エキシマー形成に由来する発光を示さなかったことから,ポリマーの側鎖間でエキシマーが形成されていることが示唆された。また,溶媒や温度の変化に対して,エキシマー形成に由来する発光強度は変化したことから,外部刺激によりpoly-(R)-1の発光特性を制御可能であることが明らかになった。側鎖にカルボキシル基を有するポリフェニルイソシアニド誘導体(poly-1)は、光学活性なアミノアルコールとの非共有結合的な酸-塩基相互作用を介して、一方向巻きのらせん構造を形成する。さらに、誘起された一方向巻きのらせん構造は光学活性アミノアルコールを完全に除去後も、記憶として保持される。以上の背景をもとに本研究では、ポリフェニルイソシアニド誘導体にらせん構造が誘起あるいは記憶されることにより形成されるらせん状に配列した側鎖を不斉反応場として利用し、Agのようなナノ粒子やナノロッド、さらにはらせん状ナノワイヤーの合成が可能かどうかについて検討を行った。Poly-1の水-アセトニトリル混合溶液に、光学活性アミノアルコールを添加し、一方向巻きのらせん構造を誘起した後、THFその後塩酸水に再沈殿することにより、らせん構造を記憶として保持したポリフェニルイソシアニド誘導体(h-poly-1)を調製した。得られたh-poly-1を水酸化ナトリウム水溶液により、水溶性のナトリウム塩型のポリマー(h-poly-1-Na)へと変換した。このh-poly-1-Naの水溶液に、AgNO_3を添加し、Na^+とAg^+のイオン交換を行った後、還元剤を加えることにより、Agナノ粒子とh-poly-1の複合体を調製した。また、らせん構造を記憶として保持していないpoly-1とAgナノ粒子との複合体も同様の手法を用いて調製した。現在、得られた複合体のモルフォロジーに関する知見について、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡を用いた詳細な検討を行っている最中である。今後得られた知見をもとに複合体調製の条件を詳細に検討し、らせん状ナノワイヤーなどの合成を試みる予定である。我々は、側鎖にカルボキシル基(PCPA)やホスホン酸残基(poly-1)を有するポリフェニルアセチレン誘導体が、光学活性アミン存在下、一方向巻きに片寄ったらせん構造を形成することを見い出している。また、ごく最近、少量の光学活性アミンによりPCPAやpoly-1に誘起されたわずかな片寄りのらせん構造を、アキラルアミンの添加によりほぼ一方向巻きのらせん構造へと不斉増幅可能であることも明らかにしている。以上の背景をもとに本研究では、らせん誘起とその不斉増幅現象を基盤技術として用いて発光性物質がらせん状に配列したらせん高分子の開発を目指し、アントラセンやピレンなどの発光性部位を有する光学活性アミンやアキラルアミンを用いたPCPAやpoly-1へのらせん誘起、さらにらせんキラリティーの不斉増幅について検討を行った。DMSO中、ピレン部位を有する光学活性アミン存在下、PCPAおよびpdy-1の円二色性(CD)スペクトルを測定したところ、主鎖の共役二重結合領域に分裂型の誘起CDを示した。この結果は、ピレン部位を有する光学活性アミンとの酸-塩基相互作用を介してPCPAおよびpoly-1に一方向巻きのらせん構造が誘起されたことを示している。また、ピレン部位を有する光学活性アミンの鏡像体過剰率と誘起CDの強度の間には、poly-1の場合、正の非線形効果が見られた。

次に、少量の光学活性アミンを用いてPCPAおよびpoly-1に誘起されたわずかな片寄りのらせん構造が、アントラセンやピレン部位を有するアキラルアミンにより不斉増幅されるかどうか検討したところ、アントラセン部位を有するアキラルアミンは、PCPAに対して不斉増幅能を全く示さなかった。一方、ピレン部位を有するアキラルアミンを用いると不斉増幅が観測されたが、完全な一方向巻きのらせん構造へは不斉増幅されなかった。以上の結果は、光学活性アミンによりPCPAおよびpoly-1に誘起されたらせん構造のアキラルアミンによる不斉増幅は、用いるアキラルアミンの構造に非常に大きく影響され、かさ高すぎるアキラルアミンはらせんキラリティーの不斉増幅に適さないことを示唆している。側鎖に光学活性な置換基を有するポリフェニルアセチレンは一方向巻きのらせん構造を形成し,主鎖の共役二重結合領域に誘起円二色性(ICD)を示すことが報告されている。また,一部の光学活性ヘリカルポリフェニルアセチレンは,温度や溶媒,光学活性体の添加といった様々な外部刺激に応答してらせん反転を示すことが知られている。本研究では,側鎖に光学活性なピレン部位が導入されたポリフェニルアセチレン誘導体(poly-(R)-1)を合成し,そのらせん構造や発光特性を外部刺激により制御可能かどうかについて検討した。Poly-(R)-1は,対応する光学活性モノマー((R)-1)を少量のEt_3Nを含むDMF中,[Rh(nbd)Cl]_2を触媒に用いて重合することにより合成した。Poly-(R)-1は,LiClを含むN, N-ジメチルアセトアミド(DMA-LiCl)中,0°Cで主鎖の共役二重結合領域に一方向巻きのらせん構造に由来するICDを示した。また,DMA-LiCl中におけるpoly-(R)-1のICDの符号は温度の上昇とともに反転し,55°Cでは符号が正のICDを示した。さらに,poly-(R)-1のDMA-LiCl溶液にCHCl_3やTHFを添加すると,25°Cで符号が正のICDを示したのに対して,MeOHを添加すると負のICDを示した。以上の結果は,poly-(R)-1のらせんの巻き方向が,溶媒や温度といった外部刺激に応答して反転することを示している。次に,poly-(R)-1のDMA-LiCl希薄溶液の蛍光スペクトルを測定したところ,ピレンのエキシマー形成に由来するブロードな発光が430mm付近に観測された。同じ条件下での(R)-1の蛍光スペクトルは,エキシマー形成に由来する発光を示さなかったことから,ポリマーの側鎖間でエキシマーが形成されていることが示唆された。また,溶媒や温度の変化に対して,エキシマー形成に由来する発光強度は変化したことから,外部刺激によりpoly-(R)-1の発光特性を制御可能であることが明らかになった。
難治性気道疾患のエンドタイプの解明―遺伝子ネットワークのゲノム網羅的探索－

本研究では遺伝子相互作用によって構築される分子ネットワークを探索し、喘息やCOPDの発症や重症度を規定する難治性気道疾患のエンドタイプの解明を目指す。ライノウイルス易感染性CDHR3遺伝子,アレルギー性炎症TSLP遺伝子,さらには小胞体ストレス応答やオートファジー制御に関連したORMDL3/GSDMB遺伝子に着目し,これらの遺伝子と相互作用をする遺伝子群をゲノム網羅的に探索し,複数の分子ネットワークを同定する。個々の分子ネットワークを構成する遺伝子群から計算される遺伝的リスクスコアと疾患フェノタイプとの関連を検討し、Precision Medicineを可能とする基盤データの創出を目指す。
カルシウムイオンを動員する物質の合成

カルシウムを動員する物質の合成イノシトール三リン酸(1、4、5)、(I(1、4、5)P_3と略す)は刺激が細胞膜にた達するとジホスファチジルイノシトールから生じて小胞体に貯蔵されているCa^<++>を動員することが発見された。その後I(1、4、5)P_3代謝物が次々と見出されたがその役割を解明するに充分な量を得ることは困難である。そこでI(1、4、5)P_3およびその代謝物であるI(1.3.4)P_3、I(1、3、4)P_4の合成法の工程数の短縮と収率向上、従来合成されていなかったI(1、2-サイクリック4、5)P_3、I(1、3、4、6)P_4の合成、これらの誘導体の合成を計画した。各種化合物の合成の中間体として、3、6-ジベンジル-4、5-ビス(ジベンジルホスホリル)ミオイノシトール(1)が有用であることを見出した。1のラセミ体にI-メントキシアセチル基を用いて光学分割した後、N-メチルピリジニウムホスホクロリデートを作用させて1、2-サイクリック体とし、接触水素化分解することによってI(1、2-サイクリック、4、5)P_3を合成できた。又、1の1位をトリエチルシリル基で保護した後2位をリン酸化、すべてのベンジル基を接触水素化分解してI(2、4、5)P_3を簡易に得ることが出来た。又、1位のトリエチルシリル体の2位を酸化後再びリチウムポロハイドライドで還元する方法によりラベル化合物の合成法に可能性を見出した。テトロイソプロピルジシロキサン1、3-ジイル基がミオイノシトールの保護基として優れていることを見出し、特に3、4位をこの試薬で保護した中間体を経由して、I(1、3、4、6)P_3をはじめて合成することに成功した。
離乳期の食事環境が自閉症モデルラットの摂食行動や機能発達に与える影響

本研究では、自閉症スペクトラム障害児における食事場面の特徴に関する変化を明らかにすることを目的に、自閉症モデルラットを用いて離乳期(生後1125日)の摂食行動を計測した。その結果、自閉症モデルラットでは食事中のラット同士の体幹接触が少ないこと、同時に食餌摂取する回数が少ないことが明らかになった。また、昼間と夜間の食餌摂取量について検討を行った。その結果、健常ラットでは夜間の食餌摂取量が昼間よりも有意に多いものの、自閉症モデルラットでは昼夜の差がほとんど認められなかった。そのため、自閉症モデルラットでは摂食行動が変化するとともに、日内の食餌摂取パターンも変化していることが示唆された。本年度は,離乳期の自閉症モデルラットを用いて摂食行動の経時的変化について検討を行った.雄SDラットの自閉症モデルラットおよび対照SDラットを用意し,生後10日に自閉症モデルラットを1匹ずつのケージに移して飼育した.生後11日目に自閉症モデルラットのケージに対照ラットを1匹ずつ追加し,計2匹を同じケージにて飼育した(以下,11G).生後13,17,21,25日目に同様の群を作成し,計5群の飼育を行った(それぞれ13,17,21,25G).飼育期間中の明期は8時から20時,暗期は20時から8時とした.この条件下で,各ラットの体重増加量,食餌摂取量,2匹同時に固形食の摂取を行う回数,摂食時に自閉症モデルラットから対照ラットに向けて体躯を接触させる回数の計測を行った.以上の計測は生後29日まで行い,結果を集計した.体重の推移では,自閉症モデルラットと対照ラットとの間に飼育期間を通して有意な差は生じなかった.食餌摂取量については,11Gと比較して13G,17G,21Gではそれぞれ13日目,17日目,21日目の数値が低かった.しかし,29日目の数値にはいずれの群でも差はみられなかった.摂食行動の観察結果のうち,ラット同士が同時に食餌を摂取する回数では,13Gでは生後13日目と27日目の数値は11Gの数値と近似していたが,他の日の数値は11Gよりも低値を示した.また,17G,21G,25Gでは11Gの数値よりも低かった.ラット同士の体躯の接触回数では,21Gと25Gの数値が他群よりも顕著に低かった.本研究から,ケージに新たなラットが追加された日にはラットの食餌摂取量が低下すること,離乳期の終了後に対称ラットと飼育した場合は同時に摂食行動を起こすことが少ないことが示された.本研究では、自閉症スペクトラム障害児における食事場面の特徴に関する変化を明らかにすることを目的に、自閉症モデルラットを用いて離乳期(生後1125日)の摂食行動を計測した。雄SDラットの自閉症モデルラットおよび対照SDラットをそれぞれ3匹ずつ用意し、生後11日から(1)自閉症モデルラット2匹、(2)自閉症モデルラットと対照ラット各1匹、(3)対照ラット2匹を個々のケージにて飼育した。この条件下で摂食行動のビデオ撮影、食餌摂取量、体重の計測を行い、生後21日まで観察・計測結果を集計した。摂食行動の観察結果では、自閉症モデルラット同士がお互いに接近して食餌摂取する回数が有意に少なかった。一方、対照ラットと自閉症モデルラットを同時に飼育した群では対照ラット同士の接近回数との差はみられなかった。食餌摂取量の計測結果では、11日目から21日目の期間にわたり3群間で差はみられず、自閉症モデルラットおよび対照ラットの体重増加も有意な差は生じなかった。自閉症児では共食の制限や摂食行動の異常が報告されており、モデルマウスにおいても他のラットと共に摂食行動を起こすことが少ないことから、モデルマウスにおいても自閉症児の摂食行動の検討が可能であると考えられる。一方、対照ラットは自閉症モデルラットに接する行動が多く、自閉症モデルラットの摂食行動が何らかの要因によって変化する可能性が示唆された。これらの研究成果から、自閉症児の摂食行動の特徴はモデルラットでも一部再現されること、健常ラットの存在によってその行動が部分的に変化したことから、自閉症児における摂食行動を変化させる要因を検討できると推察された。これまでの研究でASD model ratを用いて摂食行動の特性を観察し、ASD model ratでは食事中のラット同士の関与が減少することが明らかになっている。一方で、食餌摂取量や体重増加にはASD model ratとControl ratとの間に差はなかった。これまでの計測では、その日内変動や昼夜の差については検討されていない。本研究では、ASD児の食事の問題への適切な対応を明らかにすることを目的に、ASD model ratの日内の食餌摂取の変動や昼夜の差異について検討を行った。その結果、Control ratでは夜間の食餌摂取量が昼間よりも有意に多いものの、ASD model ratでは昼夜の差がほとんど認められなかった。そのため、ASD model ratでは日内の食餌摂取パターンが変化していることが示唆された。

次に、ASD model ratとControl ratの飼育期間による摂食行動の変化を観察した。その結果、ラット同士が同時に食餌を摂取する回数は、ASD model ratとControl ratを早期に同一ケージで飼育した方が多くなる傾向が認められた。生後11日目に同一ケージで飼育し始めたratでは、同時に食餌摂取する回数は1時間当たり2.34.1回であった。生後13日目から開始した群では、生後27日目の時点で生後11日目に同一ケージで飼育し始めたratの数値と近似した。一方、生後21日目あるいは25日目から同一ケージで飼育し始めたratの数値は2回前後であり、上記の群との差が大きかった。以上から、本研究ではASD model ratがControl ratと接する時期と摂食行動の変化との関連を検討したが、ケージにControl ratが追加された日には食餌摂取量が低下すること、離乳期の終了後に健常ラットと飼育した場合は同時に摂食行動を起こすことが少ないことが示された。このため、ASD model ratの摂食行動は他のratの存在によって変化する可能性が示唆された。摂食嚥下リハビリテーション自閉症モデルラットを用いた実験では、離乳期において対照ラットとの間に体重増加や外観にあきらかな差異はみられず、モデルラットの作成や飼育は問題なく行われていると思われる。モデルラットの作成に際して、母獣の予想外の死亡や出産異常などはなく、数例で母獣が仔ラットを飼育せず放置するという状態がみられたが、これはモデルラットおよび対照ラット両方の母獣でみられ、モデルラット作成によるエラーとは考えにくい。一方で、ヒトの自閉症児においては摂食行動異常が多くみられ、その一部である「他者との相互関係」「昼夜の食事・生活リズム」の異常がモデルラットでも確認された。また、モデルラットと対照ラットを同ケージで飼育しても、飼育上の問題は起こらず、継時的な行動観察が可能であることが確認された。そのため、モデルラットを用いて摂食行動の観察や対照ラットとの相互作用の変化を今後も継続して実施できると考えられる。本年度までの予定としては、モデルラットの作成と飼育方法の確立、ならびに摂食行動や食餌摂取量の定量的な観察を行うこととしており、当初の目標はほぼ達成していると考えられる。さらに、今年度は昼夜での食餌摂取量、水分摂取量の測定が行え、予定していた摂食行動の観察評価はほぼ達成できた。当初の実験計画では、自閉症モデルラットと対照ラットを生後1日から21日まで母子分離下で飼育を行い、モニタリングシステムを用いて摂食行動の記録・比較を行う予定であった。摂食行動の指標としては、摂食量(固形食・水分)および摂食回数を測定する予定であり、固形食の摂取量は問題なく計測可能であった。水分の摂取量については水を貯留しておくボトルがラットの行動によって移動し、正確な摂取量の測定が困難であった。しかし、ボトルの位置や先端の長さを調整することによってラットの行動の影響を受けずに計測することが可能となったため、テストを経て来年度には水分摂取量の計測も可能となる予定である。一方、当初は自閉症モデルラットと対照ラットの食餌摂取回数のみを計測する予定であったが、固形食の摂取量の測定が順調に進んだため、2種のラットを同じケージで飼育した際の摂食行動も観察が行えた。
手の加温と高齢者の睡眠との関連をアクティグラフ・睡眠尺度を用いて検証する

体温変化は睡眠と強い関係がある。足浴は入眠潜時を短縮することが知られているが、手を温めることの効果は解明されていない。高齢者において、就寝前の手の加温が睡眠に影響するかについて調査した。30分間の両手の加温の結果、深部体温は手の加温による変化は見られなかったが、末梢温度は1°C以上上昇した。対象者の年齢による影響はなかった。就寝前に手を30分間加温後して、睡眠状態をみた。入眠潜時、睡眠時間、睡眠効率、中途覚醒回数はそれぞれ改善する傾向であったが、統計学的な有意差は認めなかった。手を温めることは部分的に高齢者の睡眠を改善するが、その効果は足浴ほど安定していなかった。平成24年度は安全で効果的な加温方法の確立と加温と睡眠効果の検証であった。そこで、文献レビューから乾性に比べ湿性加温が効率的な熱伝導であることが明らかとなったため、加温部位、範囲、時間を決める予備実験を行った。睡眠効果がある加温は深部・皮膚温が1°C以上の上昇が必要である。そこで、加温前後で深部・皮膚温の変化を測定した。成人女性では、タオルによる湿潤は15分間では安定して持続させることができたが、深部・皮膚温を1°C以上上げることはできず、15分以上の時間を要すると、皮膚の掻痒感が出現した。加温時間を延長するには安全性が重要であるため、蒸気式の加温に変更して予備実験を行い、皮膚の負担がない方法であることが明らかになった。次に、加温範囲と部位の関係について検証し、手掌を15分以上加温することは拘束感が生じ、加温効果が少ないため、前腕のみ加温することにした。成人女性による実験では蒸気式加温を10名程度行い、手の皮膚温度が1°C以上上昇し、足の深部温もやや上昇することが確認できた。そこで、高齢者への加温も成人女性と同じ結果であるかを明らかにするため、65歳以上の軽労働できる女性高齢者10名を対象に、蒸気式による加温を30分間行い、深部・皮膚温が1°C以上加温するかを確認した。結果、足の深部温と手の皮膚温では有意に加温することで温度上昇することがわかった。この結果より、高齢者に対して安全で効果的に加温することができる用具を決定することができた。加温と睡眠の効果の検証は、同じ高齢者においてクロスオーバーを用い、蒸気式加温を行う日と加温しない日によって睡眠への影響の有無を比較した。対象は不眠のない高齢者5名と不眠のある高齢者4名で実施した。現在、結果を分析中である。今後は対象数を増やして検証する。本研究は手の加温が不眠を感じている高齢者の睡眠に影響するかをアクティグラフと睡眠尺度を用い、客観的・主観的に睡眠効果の有無を解明することである。平成23年度は睡眠効果をもたらす手の加温時間、加温する部位、範囲を決める予備実験を行った。安全かつ睡眠に効果をもたらすために必要な手の加温方法を確立するため、予備実験を行った。足浴では20分間で睡眠効果をもたらすため、蒸しタオルによる手の加温においても同じ時間の加温を行った。しかし、睡眠を促すと考える皮膚温と深部温を上昇させるには至らず、15分以上の加温を継続すると、皮膚の掻痒感をもたらした。そこで、蒸気式による加温に変更すると掻痒感もなく、安全に加温ができ、加温時間30分間では皮膚温・深部温ともに目標値まで上昇した。次に、加温範囲を最小にするために、部位によって深部・皮膚温の上昇が異なるかについて検証した。その結果、手掌を15分以上加温することは拘束感による苦痛が生じ、加温結果に影響が少ないため、前腕のみ加温することにした。これらの加温方法を用いた成人女性・女性高齢者を対象にした予備実験では、足の深部温と手の皮膚温は睡眠効果に影響すると考える温度まで上昇した。平成23年度25年度は、加温方法の決定後に不眠のない高齢者と不眠のある高齢者を対象に、アクティグラフとOSA調査票による睡眠データを測定した。その結果、アクティグラフによる睡眠データでは、対象者全員の入眠潜時は短縮したが、睡眠効率や睡眠時間において個人差が生じている。そのため、対象数を確保し、データの信頼性を高める必要がある。現在は睡眠データの収集を継続して行うとともに、効果の違いを模索する。

本研究の目的は手の加温が不眠を感じている高齢者の睡眠に影響するかをアクティグラフと睡眠尺度を用い、客観的・主観的に睡眠効果の有無を解明することである。さらに末梢循環障害の原因となる糖尿病をもつ高齢者にとって、温熱効果が睡眠促進に有効であるかを検証し、疾患を持たない高齢者と手の加温による睡眠効果が同じであるかを分析解明する。そのためには、手の加温方法について安全性の確保が重要であり、さらに高齢者が加温する用具を簡便に用いることができることが重要である。研究対象者である高齢者は手の加温する用具を準備から片付けまで行うことができることを設定しているため、加温する用具の開発が必然となった。平成23年度は主に湿性と乾性の両方の加温用具を試作し、予備実験を行った。加温温度が40±1°Cが15分間、安定して持続させることができる用具を作成している。そして、手の加温部位については両手上肢の肘頭部までを包む予定にしていたが、予備実験において高齢者の拘束感が強くなることがわかり、深部体温や皮膚温の上昇に必要な手の加温範囲を決めるための予備実験を繰り返し行っている。加温範囲の変化から、体温に関する生理的な変化をもたらすことについて文献を見直す必要があったため、文献検索し文献レビューを行っている。これらの予備実験や文献レビューは、手の加温方法の安全性を確保した看護技術の確立としても意味がある。さらに深部体温や皮膚温の上昇など確実に生体反応の変化を起こした条件で睡眠への影響を確認することは、手の加温と睡眠の関連を科学的に証明することに繋がる。つまり、プロトコールの精度を上げる予備実験は臨床研究を行うためには意義があり、重要な手順である。本研究は手の加温が高齢者の睡眠に影響するかをアクティグラフと睡眠尺度を用い、客観的・主観的に睡眠効果の有無を解明することである。よって、加温方法時の高齢者の体温変化を確認後、手の加温による睡眠データの収集と分析を行った。高齢者の手の加温による体温変化は成人者と同様であるかを検証すると、手の湿性加温(30分間)において手足の末梢体温と深部体温は年齢による有意な差はなかった。体温変化は末梢体温では上昇したが、深部体温は一定を保った。傾向として、成人者の方が体温上昇する速度はやや早いが、両者間に有意な差はなかった。同様の手の加温方法を行い、高齢者の睡眠データ(睡眠時間、睡眠効率、中途覚醒回数、入眠潜時)を収集し、分析した。対象は不眠がある高齢者と不眠のない高齢者で行ったが、手の加温による両者間の睡眠データに有意の変化はなかった。両群の高齢者の入眠潜時は、手の加温により短縮傾向ではあったが、中途覚醒回数に差はなかった。睡眠効率や睡眠時間では良く眠れた高齢者と眠れなかった高齢者の二極化があり、個人差が大きいことが分かった。以上の結果は学会で発表した。睡眠時間と睡眠効率の個人差の背景には、加温による心地よさなどの自覚が影響していると推察し、その検証を行った。加温時のリラックスや緊張を生理的に明らかにするため、脳波測定機器の選定と購入を行い、実験環境を整えた。冬季には手の加温時の脳波の変化について6名を対象者に測定した。結果は解析中である。基礎看護学平成24年度は予定通りの研究を進めることができたが、高齢者の睡眠データの測定数が少数であったため、統計学的な処理をもって明らかにするには至らなかった。しかし、臨床研究までに仮説に基づき、生理的な変化をもたらす加温方法を実験し、検討することができた。深部・皮膚温と睡眠の関係を検討するには、加温する方法が生理的に体温変化をもたらす方法であるかを明らかにした上で行うことが、科学的根拠をもつ看護技術の開発につながる。その点において、手の加温時間は15分では短く、30分程度必要であることがわかった。