hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳虚血後肺炎に対する歯髄由来幹細胞治療：肺内免疫に注目し、治療応用の可能性を探る

血行再建療法の発展により、脳主幹動脈閉塞患者の転帰は劇的に改善したが、3ヶ月後の転帰良好患者は全体の45%程度であり、半数以上の患者は何らかの介助が必要な状態である。更なる転帰改善のためには、血行再建に加えて修正可能な転帰不良因子への介入が必要である。脳梗塞後の肺炎は頻度が高い合併症である。脳梗塞後肺炎は、年齢、脳梗塞重症度やその他の併存症と独立した転帰不良因子である。本研究では、1)肺内免疫に注目し脳虚血後肺炎の発症メカニズムを解明する。2)脳虚血後肺炎モデルを用いて、幹細胞移植が肺内免疫および虚血性脳損傷に与える影響を明らかにすることで、脳梗塞の更なる転帰改善を目指すことを目的とする。
軸対称、回転星の構造と熱的流れの数値計算法の開発

自己重力のあるトロイドの定常解を粘性による発生を考慮して求めた。角速度分布は、速度一定および単位質量当たりの角運動量一定の場合を考えた。一方、熱源は粘性による熱の発生を扱い、ε=νR^2(dΩ/dR)^2という形でエネルギ-発生率を組み紺だ。ここで、νは運動粘性率であるが、その値は十分にはわかっていないため、パラメ-タ-として扱った。リング状のエネルギ-発生では、放射のみではエネルギ-を輸送することができず、そのリングを取り巻くトロイドの対流領域があらわれる。しかし、粘性によるエネルギ-発生を考慮しても、全体の構造は自己重力と回転則でほぼ決まるため、トロイド温度密度分布はそれほど大きな変化を考慮しても、全体の構造は自己重力と回転則でほぼ決まるため、トロイドの温度密度分布はそれほど大きな変化を受けない。一方、粘性により発生したエネルギ-は回転軸からの距離が近いものほど多いが、構造自体には対流不安定な領域はなく、したがって子牛面還流に伴って輸送されなくてはならないことになる。その流れは赤道面上・下対称でそれぞれの領域の全体を流れることがわかった。上半部では時計まわりの流れとなる。もちろん、トロイドの構造を回転軸に非常に近接させたり、νの値を大きくすることで放射圧が重要になってくると中心部にトロイド状に対流領域が発生する。この流れによる角運動量輸送で、角速度分布が変化する。もし、流れのない定常状態へ落ち着くとすれば、温度一定の面が圧力一定の面より全体として回転軸方向へ変位したものであり、その場合の角速度分布はdΩ/dz<Oとなることがわかる。この角速度分布ではGoldreich-Schubert不安定となり、現実には子牛面還流のない角速度分布とバロトロピックな分布との間で振動している可能性が強いが、その解明は粘性と時間依存性を同時に考慮しなくてはならず、現在そのための計算法を開発しつつある段階である。非粘性、定常状態を仮定し、角速度が回転軸からの距離のみによる場合の回転星と自己重力アクリーションディスクの構造とその内部に励起される子午面流を求める計算コードを開発した。状態方程式は理想気体のものとし、吸収係数はK=K_0δ^αT^<-β>として扱い、点状のエネルギー源を仮定した。さらに、流れの速度がおそいとすると、密度・温度・圧力等の内部構造は遠心力ポテンシャルと重力ポテンシャルの和のみの関数となる。このとき、等ポテンシャル面上で平均操作をおこなうと、方程式系から流れの項を落ろことが可能となる。この平均操作をした方程式を解いて求まった構造を使って、もともとの方程式から流れのパターンを求める計算コードが得られた。このコードを使用した計算によって得られた結果は次のとうりである。子午面内の流れのパターンは回転則に大きく依存している。トポロジーが球状の場合には、一様回転させると、流れは大きな二つのゾーンにわかれる。その一つは、中心部の対流核から流れ出し、回転軸に沿って上昇するが、途中で方向をかえて赤道方向へと流れ、赤道面に沿って中心対流核へともどっていくものであり、もう一つは、回転軸に沿って表面付近から内部へと流れ込み、方向をかえて赤道面へと流れ、赤道面に沿って表面へともどっていくものである。

ところが、角速度が非一様なときには、赤道付近では表面から対流核へ向かう方向の流れのみであり、回転軸付近では対流核から表面に向かう流れのみとなる。また、構造がリング的なものの場合には、リング状のエネルギー源分布に対し、一様回転では二つのゾーンにわかれるが、非一様回転では大きな一つのゾーンしか発生しない。これらの流れのパターンは物質の混合に大きく影響すると思われるので、回転則の違いが進化の違いにあらわれてくると予想される。自己重力のあるトロイドの定常解を粘性による熱の発生を考慮して求めた。角速度分布は、速度一定および単位質量当たりの角運動量一定の場合を考えた。一方、熱源は粘性による熱の発生を扱い、ε=νR^2(dΩ/dR)^2という形でエネルギ-発生率を組み込んだ。ここで、νは運動粘性率であるが、その値は十分にはわかっていないため、パラメ-タ-として扱った。リング状のエネルギ-発生では、放射のみではエネルギ-を輸送することができず、そのリングを取り巻くトロイド状の対流領域があらわれる。しかし、粘性によるエネルギ-発生を考慮しても、全体の構造は自己重力と回転則でほぼ決まるため、トロイドの温度密度分布はそれほど大きな変化を受けない。一方、粘性により発生したエネルギ-は回転軸からの距離が近いものほど多いが、構造自体には対流不安定な領域はなく、したがって子午面還流に伴って輸送されなくてはならないことになる。その流れは赤道面上・下対称でそれぞれの領域の全体を流れることがわかった。上半部では時計まわりの流れとなる。もちろん、トロイドの構造を回転軸に非常に接近させたり、νの値を大きくすることで放射圧が重要になってくると中心部にトロイド状に対流領域が発生する。この流れによる角運動量輸送で、角速度分布が変化する。もし、流れのない定常状態へ落ち着くとすれば、温度一定の面が圧力一定の面より全体として回転軸方向へ変位したものであり、その場合の角速度分布はdΩ/dz<0となることがわかる。この角速度分布ではGoldreich-Schubert不安定となり、現実には子午面還流のない角速度分布とバロトロピックな分布との間で振動している可能性が強いが、その解明は粘性と時間依存性を同時に考慮しなくてはならず、現在そのための計算法を開発しつつある段階である。
実行の安全性を保証するC言語コンパイラの実装手法に関する研究

昨年度に引き続き、メモリ操作の安全性を保証するC言語の処理系である「Fail-Safe C」の実装を継続し、ANSI-C規格に定められたC言語仕様に対するほぼ完全な処理系を完成した。本件コンパイラとともに用いられるファイル操作などのC言語標準ライブラリについても設計と実装を進め、ある程度の世間に既に存在するプログラムをコンパイルして単独で実行できることを確認した。また、本研究の安全性保証の手法の基本的な性質を変えることなく、プログラムの実行を更に高速化する技法を考案し、実際に処理系に実装してその効果を確認した。これらの実装の進捗により、既存の性能評価プログラムにFail-Safe Cを適応することが可能になり、所期の性能が十分に得られていることが確認できた。一方で、本研究はC言語のみを対象としているが、実際には世間に存在するプログラムの多くがC言語を拡張したC++言語で記述されるようになってきており、C言語のみを対象とした処理系が将来その有用性を減ずることを考慮し、本研究で提案している手法が将来的にC++言語に拡張できることについても考察と簡易な実装を行い、その結果、本手法が将来にわたって可用性を損なわないことを確認することができた。この手法は上記の高速化技法を巧妙に拡張する形で実装されており、本研究の特色を活かしたものになっている。本件については国内のワークショップで発表を行った。本研究の成果物であるFail-SafeCコンパイラについては、予定通りオープンソース・ソフトウェアとして公開すべく、公開物としてのパッケージ化と調整を進めており、まもなくインターネット上で公開できる見込である。また、本研究で得られた知見については、既にその一部を含む形で博士論文が提出されているが、外部発表についても投稿準備をすすめており、近いうちに適切な学会・論文誌を選定し投稿する予定である。メモリ操作の安全性を保証するC言語の処理系である「Fail-Safe C」の実装方法について考察し、ANSI規格の定めるC言語の範囲のプログラムのうち共用体を含まないものを処理できる基本的な処理系を実装した。その処理系を小・中規模のプログラムに対して適用し動作を確認した。特に、構造体を含むプログラムを安全に動作させるためのメモリ上のデータ表現や、動作において必要とされる「アクセスメソッド」の具体的な実装法を確立し、実際の実装においてその正しさを確認した。具体的には実装した処理系を用い、実際に実用に供されているオープンソースのメールサーバソフトウェアから抽出したセキュリティーホールを含む部分のソースファイルをコンパイルし、危険な動作をきちんと検出し、安全にプログラムを停止させられることが確認できた。実行時に安全性を検証する操作を軽減するためのプログラムの解析および最適化の方針については、研究を進める段階で処理系の構造やその安全性の理論的根拠が複雑になってきたため、動作の意味論についての新たな定式化の手法について検討することとし、理論的根拠を構造的に整理し実行安全性の統一的な議論を可能とする定式化手法をほぼ確立した。これにより、解析および最適化の導入がプログラム実行の安全性に及ぼす影響をきちんと議論することが可能になり、Fail-Safe Cの保証する安全性を保ったまま様々な解析・最適化手法を導入することの目処を立てることができた。研究成果の公表については、実装上遭遇した困難の解決に予想以上の時間を要したため、報告書作成時点では論文誌等への投稿が間に合わなかうたが、ワークショップ等複数の場所において口頭によるデモンストレーションを行い、成果物の動作状況を公表した。また、現在論文を投稿準備中であり、公表を急いでいる。
ショウジョウバエの自然免疫系における遺伝子の構造と発現調節による表現形質の進化

ショウジョウバエの微生物環境への適応進化の機構を明らかにするため、抗菌ペプチド遺伝子の構成と発現パターンの種間、種内変異性を調べた。(1)様々な微生物環境に生育する8種のショウジョウバエの抗菌ペプチド遺伝子の発現をRNA-seqによって網羅的に調べ比較したところ、種間で大きな差異が認められた。(2)キイロショウジョウバエ種群の種が持つDrosomycin遺伝子のゲノム構成と発現パターンを調べ比較したところ、大きな種間、種内変異が観察された。これらの結果から、ショウジョウバエの多様な微生物環境への適応の背景には、抗菌ペプチド遺伝子の構造、発現制御の高い進化的変化があったことが分かった。本研究では、ショウジョウバエの食物選択において重要な要因となる微生物耐性に関して、特にカビ感染対する抗菌ペプチド遺伝子の発現応答や遺伝子産物の抗カビ活性をいろいろなショウジョウバエ種間で比較することを大きな目的とするが、本年度は、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)とは異なる食性を示すDrosophila亜属に属する7種(D. virilis、D. robusta、D. brachynephros、D. immigrans、D. bizonata、D. hydei、D. melanica)に着目し、比較発現解析のコントロールであるキイロショウジョウバエと共に用いた。まず全ての種でカビが存在しない条件で飼育できる系および確実にカビを経口感染させるための培地など、必要な実験系を確立した。そして、それぞれの種について、3令幼虫の唾腺、脂肪体、消化管から全RNAを抽出した。約半数の種でRNAの調整が完了し、Illumina DNAシーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を行った。一方、キイロショウジョウバエ種群に属する種のみが持ち、カビ耐性に主要な役割を担っていることが知られているDrosomycin遺伝子には7種類の重複遺伝子があるが、種によって遺伝子構成が異なり、個々の遺伝子についてもコピー数が異なる場合がある。その中、Dro2ーDro5が局在するゲノム領域の塩基配列を、D. suzukii、D. takahashii、D. eugracilis、D. lutescensについて決定した。その中、コピー数の変異が最も大きいDro3について、発現量を幼虫、成虫で調べたところ、コピー数が少ないD. melanogaster、D. suzukiiではDrs、Dro5よりも少なく、コピー数が多いD. takahashii、D. eugracilis、D. lutescensではDrs、Dro5よりも多く、コピー数と発現量の間には関連が見られた。本研究では、ショウジョウバエの食物選択において重要な要因となる微生物耐性に関して、特にカビ感染対する抗菌ペプチド遺伝子の発現応答や遺伝子産物の抗カビ活性をいろいろなショウジョウバエ種間で比較することを大きな目的としている。本年度は,発酵,腐敗した果実を利用するキイロショウジョウバエやオオショウジョウバエ、カスリショウジョウバエ、樹液や朽木を利用するクロショウジョウバエやオオクロショウジョウバエ、カラスショウジョウバエ、カビやキノコを利用するフタオビショウジョウバエやナガレボシショウジョウバエの合計8種のショウジョウバエを用いて、腸管と唾腺、脂肪体それぞれの組織について次世代シーケンサーを用いたRNA-Seqによりアオカビの感染によって応答する免疫遺伝子の発現解析を行った。結果は現在解析中であるが、オオクロショウジョウバエでは抗カビ抗菌ペプチドであるDiptericinやCecropinが、オオショウジョウバエではAttacinとDiptericinが大きく発現変動していることが明らかとなった。また、キイロショウジョウバエの主要な抗菌ペプチドとして知られるDrosomycinをコードする遺伝子にはDrs、Dro2、Dro3、Dro4、Dro5、Dro6、Dro-lの7遺伝子が見つかっており、種間で存在する遺伝子の有無やコピー数に多様性があることがわかっている。本年度はDro2-5領域の配列をキハダショウジョウバエ種内で比較することにより、コピー数変異生成メカニズムを検討した。その結果、挿入・欠失が起こる部位はTCまたはGAの間に多いこと、10bp以上の長さの挿入・欠失がおこるDNA配列はG+C含量が低いことがわかった。これらのことから大きな挿入・欠失はG+C含量の関与が示唆され、特定の配列に挿入・欠失が起こりやすい可能性が考えられた。抗菌ペプチド遺伝子の発現パターンは微生物の感染によって大きく変動することが知られている。カビ感染に応答する抗菌ペプチド遺伝子の発現を調べるためには、一定の条件でカビ感染しているハエとカビ感染していないハエについて調べ、比較することが重要であるが、一部の種についてはカビ感染していないハエを準備することが困難であるため、全体の計画に遅れが生じている。作年度は,いろいろな微生物環境に生息するキイロショウジョウバエ、オオショウジョウバエ、カスリショウジョウバエ、クロショウジョウバエ、オオクロショウジョウバエ、カラスショウジョウバエ、フタオビショウジョウバエ、ナガレボシショウジョウバエの合計8種のショウジョウバエについて、腸管と唾腺、脂肪体それぞれの組織のトランスクリプトームがアオカビの摂食によってどのように変化するかを調べるためRNA-Seqを行ったが、本年度は生物学的反復によるデータの追加と、得られたデータの詳細な解析を行った。その結果、アオカビの摂食によって強く応答する抗菌ペプチド遺伝子は種間で大きな違いが見られた。

また、キイロショウジョウバエでは腸管組織の損傷に関わる遺伝子の発現も観察された。一方、アオカビの摂食による抗菌ペプチド遺伝子の発現の変化が腸内細菌叢にどのような影響を与えるかを調べるため、キイロショウジョウバエ種群に属し、主要な抗カビ抗菌ペプチドであるDrosomycinをコードする遺伝子のコピー数が異なる4種のショウジョウバエ(キイロショウジョウバエ、タカハシショウジョウバエ、キハダショウジョウバエ、イチジクショウジョウバエ)について、幼虫から成虫までの生存率の測定、および次世代シーケンサーを用いた16S rDNA解析による腸内細菌叢の推定を行い、アオカビ摂食の有無の条件間で比較した。その結果、4種いずれにおいても、アオカビ摂食によって生存率と腸内細菌叢の変化は認められたが、それらの変化に4種間での差異は認められず、Drosomycin遺伝子の差異との関連は明らかにできなかった。ショウジョウバエの微生物環境への適応進化の機構を明らかにするため、抗菌ペプチド遺伝子の構成と発現パターンの種間、種内変異性を調べた。(1)様々な微生物環境に生育する8種のショウジョウバエの抗菌ペプチド遺伝子の発現をRNA-seqによって網羅的に調べ比較したところ、種間で大きな差異が認められた。(2)キイロショウジョウバエ種群の種が持つDrosomycin遺伝子のゲノム構成と発現パターンを調べ比較したところ、大きな種間、種内変異が観察された。これらの結果から、ショウジョウバエの多様な微生物環境への適応の背景には、抗菌ペプチド遺伝子の構造、発現制御の高い進化的変化があったことが分かった。初年度である本年度は、実験系の確立に手間取り、予想外の時間を費やすことになった。具体的には、カビの有無による抗菌ペプチド遺伝子の発現をトランスクリプトーム解析によって網羅的に解析することを主目的としたが、用いたショウジョウバエ種の多くについて、カビの無い飼育条件、およびカビを確実に摂食させる飼育条件を確立するために時間がかかった。さらに、種によっては増殖率が悪く、RNAを抽出した唾腺、脂肪体、消化管などの器官の形状、大きさもまちまちで、必要量のRNAを集めるための時間も予想以上にかかってしまった。現在、本年度中にトランスクリプトーム解析を終了する予定だった種の中、半分程度についてはデータが出ているが、種によってはまだRNAを集める段階のものもある。また、次世代シーケンサーによって得られる大量のデータを解析するための計算機環境の整備にもかなりの時間が費やされた。その結果、次世代シーケンサーによって得られたデータの比較解析も遅れている。しかし、それらのセットアップは今年度中に終了し、現在、データ解析のためのハードウェア、ソフトウェア環境は整った。キイロショウジョウバエ種群のDrosomycin遺伝子群を対象とした研究は、概ね予想通り進んでいる。
内視鏡手術支援ロボットアームの開発

平成11年度に腹腔鏡下胆嚢摘出術、鼠径ヘルニア修復術、胃切除術、結腸切除術などでロボットアームの長さ、可動角度、手術位置への固定位置を検討した。その結果,平成13年3月に試作したロボットアームの概要は下記のとおりである。手術台固定支柱111×102×705mm、支柱倒れ角は鉛直中立を基準として±30度である。アームは支柱の頭部に装着され関節を一つ有する。第1アームの長さは400mmで、回転角は支柱垂直方向を基準として±160度。第2アームの長さは300mm、回転角は第1アームと一直線を基準として±160度である。第2アーム先端のカメラ保持機構のx方向倒れ角は±135度、y方向倒れ角は±90度である。可動範囲の狭い胆嚢摘出術,鼠径ヘルニア修復術など現在のアーム長と可動範囲でも十分であった。可動範囲の多くなる胃切除術、左・右半結腸切除術などではロボットアームの固定位置を術中に変更をするしかなかった。ロボットアームの試作1号機は立松製作所とアスカ株式会社に製作を発注して行った操作入力はテーブルスイッチ、フットスイッチで行う段階である。試作が遅れた理由は人体に応用できるロボットアームの製作経験のあるメーカーがなく、協力メーカーの決定が遅れたこともある。人体に応用する器械であることから駆動力量の安全性、内視鏡・鉗子との保持機構など検証すべき案件は多数残っている。また概念設計と試作依頼機関選定に時間がかかり、試作機の製作が年度末になってしまい、臨床での検討がまったくできていない状態なのが残念である。1992年・1993年にオリンパスと開発した腹腔鏡の懸架固定器をべースに腹腔鏡保持アームの長さ・可動角度および手術台への固定位置などを平成11年度は検討した。腹腔鏡下での胆嚢摘出術、ヘルニア修復術、胃切除術、結腸切除術などを対象に腹腔鏡の旋回角度、縦軸に沿った可動距離を測定した。腹腔鏡保持アームは6軸ですべての運動はカバーできることが分かった。現在アームの関節可動動力機構について試作段階で平成12年度に運動試験ができる予定である。平成11年度での検討での問題点1アームと鉗子の干渉:術野の上をアームが横切るため広い範囲の剥離操作を必要とする大腸切除などでは術者および助手が持つ鉗子とアームがぶつかる難点が判明している。懸架装置を含め平成12年度で問題点の解決にあたりたい。2固定位置:胆嚢摘出術、ヘルニア修復術などのように術野が限られている手術はアームを大きく旋回させる必要が無いので問題にならなかったが、左半結腸切除や右半結腸切除などのように剥離範囲が上腹部から下腹部にまでわたるときはアームのカバーすべき範囲が大きくなる。したがって旋回角度も大きなものが必要となり、現在のアームでは固定位置を移動しないと視野が取れなくなってしまう欠点が見つかった。これも平成12年度で解決策を検討したい。

第2アームの長さは300mm、回転角は第1アームと一直線を基準として±160度である。第2アーム先端のカメラ保持機構のx方向倒れ角は±135度、y方向倒れ角は±90度である。可動範囲の狭い胆嚢摘出術,鼠径ヘルニア修復術など現在のアーム長と可動範囲でも十分であった。可動範囲の多くなる胃切除術、左・右半結腸切除術などではロボットアームの固定位置を術中に変更をするしかなかった。現行市販されている手術台では横に付設されている固定板の位置や長さが不十分でロボットアーム固定位置が制限されているのが原因の一つである。もう一つの制限因子は鏡視下手術では半側臥位をとるために、患者体側にずり落ち防止用の姿勢固定器を装着するが、その固定器が邪魔して最適な位置にロボットアームを装着できないことであった。解決方法としては手術台の横に2本のレールをつけるのも一法であり,今後の検討が必要である。また概念設計と試作依頼機関選定に時間がかかり、試作機の製作が年度末になってしまい、臨床での検討がまったくできていない状態なのが残念である。机上での安全性試験が終わり次第、臨床での応用を考えている。
オーダーメイド予防を目指した生活習慣病の総合的リスク診断システムの開発

1.生活習慣病のコホート研究(北名古屋ゲノム疫学研究、KING study:NCT00262691)愛知県北名古屋市(人口:約7万7千人)は癌、脳血管疾患、心臓病の3大死因の減少を1つの目標として生活習慣の改善に取り組んでいるが、これまでの取り組みに加え、心筋梗塞の遺伝子リスク診断開発プロジェクトを行政側と愛知学院大学歯学部ゲノム情報応用診断学研究室及び名古屋大医学部循環器内科学研究室が合意し、オーダーメイド予防の推進に相互が協力・推進することとなった。本プロジェクトは市当局との間で合意され、平成17年から自治会長、民生委員、各自治会員等を対象とした「生活習慣病と遺伝子」に関する勉強会、討論会、講演会を20回以上実施し、本プロジェクトに対する住民の理解と協力を得るための活動を行っている。平成19年末までの住民検診時に書面で同意を得た約3980名(50歳以上)の住民から、臨床情報、サンプル収集を得た。行政及び検診担当者、地域住民、地域医療機関、研究者が一体となり積極的に参加するコホート研究モデルを構築し、その環境整備のための活動を展開している。2.臨床及び多型頻度データベース、及びゲノムDNAバンクの構築平成17年度末までに対照10000名、心筋梗塞5000名、その他の冠動脈疾患10000名、高血圧症3000名、糖尿病2000名からなる臨床データベースを構築し、ゲノムDNAサンプルを得た。また、心筋梗塞400例、対照400例を対象とした約400多型の遺伝子型頻度データベースを構築した。心筋梗塞、高血圧、糖尿病等の生活習慣病の関連遺伝子探索のための症例-対照関連解析に必要な情報基盤は確立された。本研究を達成するため、東海地区を中心とした名古屋大学、岐阜大学、名古屋市立大学、藤田保健衛生大学医学部附属病院、浜松医科大学及び愛知医科大学附属病院を含む公的45協力病院を組織した。1.生活習慣病のコホート研究(北名古屋ゲノム疫学研究、KINGstudy:NCT00262691)愛知県北名古屋市(人口:約7万7千人)は癌、脳血管疾患、心臓病の3大死因の減少を1つの目標として生活習慣の改善に取り組んでいるが、これまでの取り組みに加え、心筋梗塞の遺伝子リスク診断開発プロジェクトを行政側と愛知学院大学歯学部ゲノム情報応用診断学研究室及び名古屋大医学部循環器内科学研究室が合意し、オーダーメイド予防の推進に相互が協力・推進することとなった。生活習慣病の総合的リスク診断システムの開発のための情報基盤整備は、平成17年度に着実な成果を挙げている。愛知県西春日井郡西春町(人口:約3万人3千人)、師勝町(人口:約4万4千人)は、癌、脳血管疾患、心臓病の3大死因の減少を1つの目標として生活習慣の改善に取り組んでいるが、これまでの取り組みに加え、心筋梗塞の遺伝子リスク診断開発プロジェクトを行政側と名古屋大医学部循環器ゲノム情報応用診断学研究室が合意し、オーダーメイド予防の推進に相互が協力・推進することとなった。本プロジェクトは町当局との間で合意され、平成17年から、自治会長、民生委員、各自治会員等を対象とした「生活習慣病と遺伝子」に関する勉強会、討論会、講演会を15回実施し、本プロジェクトに対する住民の理解と協力を得るための活動を行った。5月8月末までの住民検診時に書面で同意を得た約1800名(50歳以上)の住民から、既往歴などの情報、サンプル収集を得た。最終的には、5000名(50歳以上)のサンプル収集を目標としている。この活動を19年度まで継続し、その後5年毎に追跡調査をする。行政及び検診担当者、地域住民、地域医療機関、研究者が一体となって積極的に参加するコホート研究モデルを構築する、また、その環境整備のための活動を展開している。2.臨床及び多型頻度データベース、及びゲノムDNAバンクの構築平成17年度末までに対照10,000名、心筋梗塞5,000名、その他の冠動脈疾患10,000名、高血圧症3,000名、糖尿病2,000名からなる臨床データベースを構築し、ゲノムDNAサンプルを得た。

また、心筋梗塞400例、対照400例を対象とした約400多型の遺伝子型頻度データベースを構築した。心筋梗塞、高血圧、糖尿病等の生活習慣病の関連遺伝子探索のための症例-対照関連解析に必要な情報基盤は確立された。本研究を達成するために、東海地区を中心とした名古屋大学、岐阜大学、名古屋市立大学、藤田保健衛生大学医学部附属病院、浜松医科大学及び愛知医科大学附属病院を含む公的45協力病院を組織した。生活習慣病の総合的リスク診断システムの開発のための情報基盤整備は、平成18年度に着実な成果を挙げている。愛知県北名古屋市(人口:約7万7千人)は癌、脳血管疾患、心臓病の3大死因の減少を1つの目標として生活習慣の改善に取り組んでいるが、これまでの取り組みに加え、心筋梗塞の遺伝子リスク診断開発プロジェクトを行政側と愛知学院大学歯学部ゲノム情報応用診断学研究室及び名古屋大医学部循環器内科学研究室が合意し、オーダーメイド予防の推進に相互が協力・推進することとなった。本プロジェクトは市当局との間で合意され、平成17年から自治会長、民生委員、各自治会員等を対象とした「生活習慣病と遺伝子」に関する勉強会、討論会、講演会を20回以上実施し、本プロジェクトに対する住民の理解と協力を得るための活動を行っている。平成18年末までの住民検診時に書面で同意を得た約3000名(50歳以上)の住民から、臨床情報、サンプル収集を得た。最終的には7000名(50歳以上)のサンプル収集を目標としている。この活動を20年度まで継続し、その後5年毎に最低10年間追跡調査をする。行政及び検診担当者、地域住民、地域医療機関、研究者が一体となり積極的に参加するコホート研究モデルを構築する、また、その環境整備のための活動を展開している。2.臨床及び多型頻度データベース、及びゲノムDNAバンクの構築平成17年度末までに対照10000名、心筋梗塞5000名、その他の冠動脈疾患10000名、高血圧症3000名、糖尿病2000名からなる臨床データベースを構築し、ゲノムDNAサンプルを得た。本研究を達成するため、東海地区を中心とした名古屋大学、岐阜大学、名古屋市立大学、藤田保健衛生大学医学部附属病院、浜松医科大学及び愛知医科大学附属病院を含む公的45協力病院を組織した。1.生活習慣病のコホート研究(北名古屋ゲノム疫学研究、KlNG study: NCT00262691)愛知県北名古屋市(人口:約7万7千人)は癌、脳血管疾患、心臓病の3大死因の減少を1つの目標として生活習慣の改善に取り組んでいるが、これまでの取り組みに加え、心筋梗塞の遺伝子リスク診断開発プロジェクトを行政側と愛知学院大学歯学部ゲノム情報応用診断学研究室及び名古屋大医学部循環器内科学研究室が合意し、オーダーメイド予防の推進に相互が協力・推進することとなった。平成19年末までの住民検診時に書面で同意を得た約3980名(50歳以上)の住民から、臨床情報、サンプル収集を得た。
脳卒中片麻痺上肢に対する経頭蓋直流電気刺激下ロボット補助訓練の効果

脳卒中慢性期片麻痺患者に対する経頭蓋直流電気刺激下ロボット補助訓練において、刺激電極の極性の違いによる効果の違いについて検討した。重度の片麻痺上肢を有する慢性期脳卒中患者18例に対するクロスオーバー二重盲検無作為化臨床試験を実施し、障害測大脳半球を陽極刺激する場合(tDCS(a))および健常側大脳半球を陰極刺激する場合(tDCS(c))を比較したところ、遠位部上肢の痙縮に関して、右大脳半球障害を有する例では、tDCS(a)よりtDCS(c)の改善度が有意に大きく、右大脳半球障害例ではtDCSの極性による効果の違いが確認され、改善には健常側である左大脳半球(優位半球)よりの半球間抑制の関与が示唆された。脳の可塑性が見直された今日、脳卒中片麻痺上肢の機能障害に対する直接的なアプローチが検討され、ロボット技術を用いた上肢の訓練機器の開発が進んでいる。その上肢ロボット訓練機器のうち、高強度の両上肢の反復動作訓練を可能にしたアームトレーナー(AT)がある。一方、経頭蓋磁気刺激や経頭蓋直流電気刺激(tDCS)による障害大脳半球に対する直接賦活効果も注目されている。これらの療法を組み合わせることで、訓練効果をより増強させ、慢性期であっても片麻痺上肢の機能回復が期待されているが、臨床での研究が進んでいない状況にある。本研究では、脳卒中片麻痺上肢に対するtDCSおよびATとを組み合わせた複合訓練を実施し、その特異的訓練効果を明らかにすることを目的としている。亜急性期・回復期・維持期の脳卒中片麻痺患者を対象に、治療介入効果を検討する。その際、tDCSの極性の違いによる刺激効果の程度についても検討する。平成21年度は、まず、実施にあたってのtDCSの刺激条件およびATの訓練モードの条件を設定するために、健常者において予備実験を複数回行った。具体的には、予備実験の結果を踏まえ、欧米の安全性に関するガイドラインや文献資料も加えて刺激条件および訓練モードを検討した。その結果、tDCSの刺激条件は「1mA×10min」、ATの訓練モードは1日2,000反復回転が最適であることが判明した。この刺条件および訓練モードで、脳卒中片麻痺患者に対する2週間にわたる「tDCS+AT」本実験を開始したところである。一方、経頭蓋磁気刺激や経頭蓋直流電気刺激(t DCS)による障害大脳半球に対する直接賦活効果も注目されている。本研究では、脳卒中片麻痺上肢に対するt DCSおよびATとを組み合わせた複合訓練を実施し、その特異的訓練効果を明らかにすることを目的としている。その際、t DCSの極性の違いによる刺激効果の程度についても検討する。平成22年度は、対象者18名に対して「t DCS+AT(約2週間)」の本実験を実施し、詳細なデータを収集し、解析を行っている段階である。また、訓練後の長期効果についても対象者を引き続き追跡し、再評価を実施している。

平成23年度は、「t DCS+AT複合訓練」を実施した18名の対象者を引き続き追跡し、短期効果だけでなく長期効果についても検討した。その結果、anodal tDCS+ATおよびcathodaltDCS+ATにおいて、治療介入前後で運動機能および痙性の有意な改善を認めた。さらに、二次解析では、遠位部の痙性に関して、右大脳半球障害例でtDCSの極性による効果の違いがみられ、改善には健常側である左大脳半球(優位半球)kらの半球間抑制が右大脳半球(劣位半球)のそれより強いことが示唆された。
免疫サブトラクション法による藻類の雌雄非対称性の成立に関与する形態と構造の探索

アオノリは雌雄配偶子が同形から異形へわずかに進化した種で、株によっては雌雄の大きさが逆転していたりもする。大きさという変動しやすい量的形質から、左右の非対称性という空間的で一義的な形質に目を転ずると、サイズに差が生じる前から雌雄に非対称性があったことになる。本研究課題では、配偶子が同形から異形への進化の途上にあるアオノリを用いて、雌雄の非対称性がどうやって生じ、お互いがそれをどう認識するのかを、「免疫サブトラクション法」と「ゲノム支援で得られるゲノムやトランスクリプトーム情報」を用いて明らかにする。雌雄が異なっているのは、動物においてはほとんど当たり前であるし、その配偶子に至っては卵と精子で大きさに極端な相違がある。興味深いのは藻類で、同形から異形、異形から卵生殖へといった進化の中間体が生存している。アオサ藻綱に属するヒラアオノリの雌雄配偶子は同形から異形へわずかに進化した種で、株によっては雌雄の大きさが逆転していたりもする。大きさという変動しやすい量的形質から、左右の非対称性という空間的で一義的な形質に目を転ずると、眼点と接合装置の位置が雌雄で逆転していて、雌雄の個体サイズの差が生じる前から雌雄に左右の非対称性があることが分かってきている。この非対称性を可能にした雌雄の細胞表層の構造の相違と遺伝子に注目して、同形配偶子にあってなお異なる雌雄の差異を明らかにしたい。本研究課題では、アオサ藻綱のなかでも配偶子が同形から異形への進化の途上にあるヒラアオノリを用いて、雌雄の個体サイズの差が生じる前から存在する雌雄の非対称性がどうやって生じ、如何にして認識されるかを、ヒラアオノリの雌雄配偶子を用いた「免疫サブトラクション法」と「EST/MSサブトラクション法」で明らかにしたい。雌雄それぞれの接合装置に特異的な蛋白質に対する抗体を作成しその遺伝子を同定するとともに、それらが接合装置として雌雄で異なった配位で細胞表面に提示されるダイナミズムをFE-SEM(電界放射型走査電顕)や免疫電顕、連続切片法によるTEM(透過電顕)で明らかにする。藻類には、動物などとは異なり、同形から異形、異形から卵生殖へといった進化の中間体が生存している。アオサ藻綱に属するヒラアオノリは雌雄配偶子が同形から異形へわずかに進化した種で、株によっては雌雄の大きさが逆転していたりもする。大きさという変動しやすい量的形質から、左右の非対称性という空間的で一義的な形質に目を転ずると、眼点と接合装置の位置が雌雄で逆転していて、雌雄の配偶子のサイズに差が生じる前から雌雄に左右の非対称性があることがわかってきている。この非対称性を可能にした雌雄の細胞表層の構造の相違と遺伝子に注目して、同形配偶子にあってなお異なる雌雄の差異を明らかにし、雌雄の配偶子サイズに差が生じる以前から存在する雌雄の非対称性がどうやって生じ、如何にして認識されるかを明らかにしたい。本研究課題では、アオサ藻綱のなかでも配偶子が同形から異形への進化の途上にあるアオノリの仲間を用いて、雌雄の個体サイズの差が生じる前から存在する雌雄の非対称性がどうやって生じ、お互いがそれをどう認識するのかを、雌雄配偶子の「免疫サブトラクション法」とゲノム支援で得られるゲノムやトランスクリプトーム(mRNA/RNAseq)情報を使って明らかにしたい。雌雄それぞれの接合装置に特異的な蛋白質に対する抗体を作成し、その遺伝子を同定するとともに、それらが接合装置として雌雄で異なった配位で細胞表面に提示されるダイナミズムを電界放射型走査電顕(FE-SEM)や免疫電顕、連続切片法による透過電顕(TEM)で明らかにする。アオサ藻綱のなかでも同形から異形への進化の途上にあるヒラアオノリを用いて、配偶子に大小が生じる前の雌雄性とは何かを明らかにしたい。雌雄が大小の前にすでにあったとすると、コンピューターシミュレーションなどとは違って、雌は大きくなり雄は小さくなることが進化的に運命づけられていたことになる。これまでに、(1)「免疫サブトラクション法」で雌雄の表層あるいはそれぞれの接合装置に特異的に反応する抗体を作成し、(2)「EST/MSサブトラクション法」でそれらの遺伝子を同定するとともに、(3)「FE-SEM(電界放射型走査電顕)」、「免疫電顕」、「連続切片法によるTEM(透過電顕)」でそれらが接合装置として雌雄で異なった配位で細胞表層に提示されるダイナミズムを調査している。また、「ゲノム支援」で雌雄配偶体のゲノムシーケンスとトランスクリプトームを実施し、雌雄配偶子のゲノムサイズは雄114Mb、雌117Mbで、そのほとんどが雌雄相同なゲノム領域であるがその一部に雄側で1.2Mb、雌側で1.5Mbの雌雄特異的(MT)領域が同定されている。今年度は、この雌雄特異的領域内にあって、性決定と性分化に関わる遺伝子を探索するために、配偶子誘導開始後0、24、48時間目の雌雄の葉状体と配偶子のRNA-Seqを実施しMT領域の遺伝子の発現量を調べた。

まず注目したのはRWP1で、雄MT領域のみにあるこの遺伝子は、クラミドモナスなどの雄の性決定遺伝子MIDと同じように窒素飢餓に応答するRWP-RKドメインをもっていて、配偶子誘導開始前の葉状体や配偶子で発現していた。分子系統解析ではRWP1はMIDとは異なる系統群に属していたが、雄のMT領域でクラミドモナス・ボルボックス系の雄性関連遺伝子と唯一共通の遺伝子である。他に、雌雄共通遺伝子のCKK-CNB1とLOG1のスプライシングバリアントを調査した。アオノリは雌雄配偶子が同形から異形へわずかに進化した種で、株によっては雌雄の大きさが逆転していたりもする。大きさという変動しやすい量的形質から、左右の非対称性という空間的で一義的な形質に目を転ずると、サイズに差が生じる前から雌雄に非対称性があったことになる。本研究課題では、配偶子が同形から異形への進化の途上にあるアオノリを用いて、雌雄の非対称性がどうやって生じ、お互いがそれをどう認識するのかを、「免疫サブトラクション法」と「ゲノム支援で得られるゲノムやトランスクリプトーム情報」を用いて明らかにする。アオサ藻綱のなかでも同形から異形への進化の途上にあるヒラアオノリを用いて、配偶子に大小が生じる前の雌雄性とは何か?を明らかにしたい。雌雄が大小の前にすでにあったとすると、コンピューターシミュレーションなどとは違って、雌は大きくなり雄は小さくなることが進化的に運命づけられていたことになる。現在までの達成度としては、(1)「免疫サブトラクション法」で雌雄の表層あるいはそれぞれの接合装置に特異的に反応する抗体を作成し、(2)「EST/MSサブトラクション法」でそれらの遺伝子を同定するとともに、(3)「FE-SEM(電界放射型走査電顕)」、「免疫電顕」、「連続切片法によるTEM(透過電顕)」でそれらが接合装置として雌雄で異なった配位で細胞表層に提示されるダイナミズムを調査している。また、雌雄性に関連する因子の中から真核生物の接合装置に局在するGCS1、眼点の構成物タンパク質であるChR1、EYE3に着目し、それらの特異抗体を作成し、配偶子形成過程における発現と局在を解析している。本年度も「ゲノム支援」で雌雄配偶体のゲノムシーケンスとトランスクリプトームを実施し、雄で114Mb、雌で117Mbと推定されたゲノム領域のデータが得られた。最長のスカフォールドは雄で10.6Mb、雌で15.4Mbで、同じ緑色藻類であるクラミドモナスやボルボックスと比べても遜色のない精度のゲノム情報が得られている。さらに雌雄で相同領域に挟まれた性特異的なゲノム領域が同定され、雄特異的領域は最大で約1.2Mb、雌特異的領域は最大で約1.5Mbということを明らかにできた。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子細胞遺伝学本年度は、ヒラアオノリ胞子体に加え、近縁な別種スジアオノリの有性株と2種類の無性株でRNA-Seqを実施し、アオサ藻綱に保存された雌雄の決定機構と、動植物を問わず広い系統で見られる有性生殖から無性生殖への転換にまで視野を広げ、生物における非対称性と性の収斂進化を総合的に明らかにしたい。ヒラアオノリでは雌雄ゲノムに特異的な性染色体領域が存在するこの雌雄で非対称性のあるゲノム領域では雌雄に特異的な遺伝子の他に、雌型、雄型にそれぞれ分化したホモログ(ガメトログ)が複数存在していることがわかってきている。複数のガメトログを、スジアオノリを始めとする他アオノリ類の雌雄株から単離し、系統樹を構築したところ雌型と雄型のクレードに2分される。少なくともアオサ属が分岐したときには、相同組換えが抑制された性染色体領域が存在したことを実証したい。昨年度まで解析を進めてきたヒラアオノリゲノムに加え、近縁なスジアオノリとの比較ゲノムおよび比較トランスクリプトームにより多細胞性植物における雌雄性の決定に関わる遺伝子や雌雄の非対称性を生み出す分子機構の解明を進める。
省エネプロセスを用いた低コストなセラミック系可視光応答型水素センサの創製

安全・安心な水素社会を実現するための一手段として、省エネプロセスを用いて低コストな無機系可視光応答型水素センサ薄膜材料の創製に関する研究を遂行した。省エネプロセスとして、主にゾルーゲル・温水処理法と紫外線照射光化学析出法を、センサ材料として、主にパラジウム(Pd)金属とチタニアセラミックスを採用し、検討を行った。様々なプロセス条件を検討した結果、90°C以下の低温で、かつ大気圧雰囲気下にて、ナノ構造が高度に制御されたPd触媒担持チタニアナノコンポジット薄膜の作製に成功した。省エネプロセスで作製した試料は、室温で作動する可視光応答型のオプティカル水素センサとして機能することを明らかとした。本研究課題の被検ガスである水素は2014年4月15日に閣議決定された第4次エネルギー基本計画において重要な二次エネルギー源として期待されている。今後、日本において水素社会が実現し、水素燃料電池自動車の普及や水素ステーションの整備に向けた取り組みが戦略的に推進されていく。一方、水素は爆発性を有する危険なガスでもある。水素は製造から貯蔵・輸送・エネルギー変換利用に至る様々なケースで一般家庭や産業界で利用される。そこで、水素の安全性を確保するために革新的な水素センサの開発が切望されている。われわれは、省エネルギーかつ環境低負荷型なプロセスを用いて省資源、低コストな室温作動の薄膜型無機系オプティカル水素センサの実現を目指し、当該プロジェクトを遂行している。前年度までに、ゾルーゲルコーティング法と90°Cの温水処理を用いて無色透明な光触媒チタニア薄膜をガラス基板上に形成し、その後、大気圧雰囲気下での紫外線照射(光源:ブラックライト)による光電着法を用いて触媒となるパラジウム金属をチタニア上に担持させることに成功している。低温プロセスであることから、基板としてガラスだけでなく、耐熱性の劣るプラスティック樹脂上にも無機系センサ材料を作製できることを実証した。また、チタニア薄膜上へのパラジウム金属触媒の担持法として光電着法とスパッタリング法を用い、室温におけるオプティカル水素センサ特性を比較検討した。その結果、光電着法によりパラジウムを担持したチタニア薄膜の室温水素センサ特性がスパッタリング法のそれに比べ良好であることを明らかとした。さらに、パラジウムの触媒担持法に紫外線を必要とするチタニアの代替材料として、可視光応答型光触媒として知られている酸化タングステンを選択し、可視光照射の光電着を用いてパラジウム触媒を担持させ、その試料が室温で良好な水素検知特性を示することも明らかとした。安全・安心な水素エネルギー経済社会の実現を目指した低コストな革新的水素センサの開発を目的とし、多孔質酸化チタン(以下、チタニア)薄膜を作製し、その細孔内にパラジウム金属触媒を担持したコンポジット膜の作製と評価について検討した。材料の作製プロセスには、環境低負荷型な省エネプロセスを採用した。具体的には、チタニアの薄膜形成技術としてゾルーゲル法と温水処理法を、またパラジウム金属触媒の担持法として紫外線照射を利用した光化学析出法を用いた。プロセスパラメータを検討した結果、90°C以下の温度で無色透明な多孔質チタニア薄膜をガラス板またはプラスティック樹脂上に形成し、室温・紫外線照射にて細孔内に数十ナノメートルのパラジウム金属ナノ粒子を充填させるプロセス技術の開発に成功した。省エネプロセスを用いて作製したパラジウム金属触媒担持多孔質チタニア薄膜の光学特性が水素ガスに晒されることで変化することを実験的に実証した。水素による光学特性の変化は室温でも生じることから室温作動型の水素センサとしての応用が期待される。さらに、光学特性の変化は可視光領域(波長400 nmから800 nm)でも生じるため可視光を利用した水素検知が可能となる。これは、爆発性を有する無色・無臭な水素ガスを、この材料を通して可視化する技術を提供するものである。加えて、チタニアは元素戦略的視点からもメリットがある。既存の実用化されている水素センサが電気的に、しかも加熱された状態で使用されていることから、本研究における室温作動、可視光応答型のオプティカル水素センサの要素技術の開発は次世代の水素エネルギー社会の安全性に大きく資するものである。省エネプロセスとして、100°C以下、大気圧雰囲気下において機能性無機材料を創製できるゾルーゲル・温水処理法(光触媒薄膜作製法)および光化学析出法(触媒担持法)を主に選択し、低コストで高性能な室温作動型オプティカル水素センサの実現に向けて研究計画を遂行した。研究計画の最終年度となる本年度は、センサ性能の向上とメカニズムの解明を目指し、チタニア光触媒薄膜の作製条件と触媒金属種の最適化に関する検討を主に実施した。

まず、温水処理時の水質がチタニアの光触媒能に及ぼす影響について種々の条件にて実験を行い、高活性なチタニア薄膜を作製する条件を明らかにした。次に、水素の触媒金属として、Pdの他にPtやAuを選択し、チタニアの光触媒能を利用した光化学析出法(室温・大気圧プロセス)を用いてチタニアへ担持することに成功した。各試料の水素検知特性を室温で光学的に評価した結果、いずれの試料においても可視光領域の透過光強度および反射光強度に変化が確認されたことから、水素センサとして機能することを明らかとした。Auの室温における水素触媒作用は、計画当初は予想だにしなかった興味深い結果である。3年に渡る研究期間中に、無機系センサ材料を創製するために環境低負荷型なプロセス技術の開発をメインに取り組んできた。クラーク数第10位のチタンと1位の酸素からなるチタニア光触媒薄膜と水素の触媒能を有するPdナノ粒子を複合化したナノコンポジット薄膜において、室温で高い性能を有する水素センサ材料の創製に成功した。日本において水素を燃料としたFCVが世界に先駆けて市販が開始され、それに伴い全国各地に水素ステーションの建設が計画されている。水素の製造法にはまだまだ多くの課題が残されているものの、本研究の成果が水素の製造、貯蔵、輸送、エネルギー変換の分野において、安全で安心な水素社会の実現に資する技術となることを期待したい。無機材料科学今年度は申請者の所属が久留米工業専門学校から関東学院大学へ移ったため、新たな研究環境で一から研究室の立ち上げを行わなければならなかった。水素センサ試料を作製するための試薬をはじめ実験器具類や装置などを準備し、水素センサ特性を評価するための測定系も新たに構築した。移動当初は、前年度の実験結果の再現性を得るためにセンサ試料の作製プロセスの最適化などに時間を費やしたものの、当初の実験計画は遂行できたものと考え、達成度は(2)とし、おおむね順調に進展しているものと判断した。今年度は研究プロジェクトの初年度であることから、パラジウム金属触媒担持チタニアセラミック多孔質薄膜材料を創製するためのプロセス技術の確立と水素センサ特性を評価するための測定系の構築を目標とし、研究を推進してきた。その結果、室温でのゾルーゲルコーティング法と90°C以下の温水処理を用いて無色透明なチタニア多孔質薄膜の形成に成功した。金属触媒の担持法としてチタニアの紫外線照射による光触媒能を活用した光化学析出法を用いてパラジウム金属をチタニア薄膜の細孔内に担持するプロセス技術を確立した。作製した試料の水素検知評価は、自作の気密セル中に試料を固定し、空気と水素雰囲気ガスを交互に導入した際の光透過率と光反射率の経時変化をモニタリングすることで行った。今年度のプロジェクトでは、環境低負荷型な省エネプロセスを用いてパラジウム金属触媒担持チタニアセラミック多孔質薄膜を創製するプロセス技術を確立するとともに、作製した試料が可視光の波長領域において水素応答性を室温で示すことを実験的に実証できたことから、達成度は(2)おおむね順調に進展している、と判断した。次年度は当該研究プロジェクトの最終年度を迎える。そこで、当該研究を総括するにあたり、水素センサ特性のさらなる向上とメカニズムの解明にむけての研究を精力的に推進していく。
水害時における住民行動の意思決定プロセスと防災力

小貝川破堤氾濫時の住民行動についてアンケート調査を実施した.その結果次のことが示された.過去に経験した最大の浸水位がその人の危険意識を決定し,さらに経験回数によって危険意識は変化する.危険意識は状況判断階の行動を規定する.とくに気象警報や河川実験の入手に関係する.また状況判断から準備段階への移行時の災害規模の正確な予測に関して,中規模(床上050cm)の浸水経験者は事態を安全側に評価する.準備段階での行動評価指標として被害軽減度を定量化した.被害軽減度はその時の浸水位と負の相関が認められた.すなわち,浸水位が高ければ被害軽減行動は困難になる.浸水位に対する標準的な軽減度と実際の軽減度の差を有効軽減度と定義し,住民行動の評価基準の1つとした.有効軽減度は,準備段階移行期における事態の正確な判断に関係する.また,準備段階における近隣関係にも強く支配される.近隣関係における情報の交換・判断の確認などの相談行動,水片づけや避難の援助協力関係が有効軽減度に大きく関係する.以上防災力に関係する要因として,危険意識,過去最高浸水位,水害経験回数,近隣関係における相談度・協力度が挙げられる.小貝川破堤氾濫時の住民行動についてアンケート調査を実施した.その結果次のことが示された.過去に経験した最大の浸水位がその人の危険意識を決定し,さらに経験回数によって危険意識は変化する.危険意識は状況判断階の行動を規定する.とくに気象警報や河川実験の入手に関係する.また状況判断から準備段階への移行時の災害規模の正確な予測に関して,中規模(床上050cm)の浸水経験者は事態を安全側に評価する.準備段階での行動評価指標として被害軽減度を定量化した.被害軽減度はその時の浸水位と負の相関が認められた.すなわち,浸水位が高ければ被害軽減行動は困難になる.浸水位に対する標準的な軽減度と実際の軽減度の差を有効軽減度と定義し,住民行動の評価基準の1つとした.有効軽減度は,準備段階移行期における事態の正確な判断に関係する.また,準備段階における近隣関係にも強く支配される.近隣関係における情報の交換・判断の確認などの相談行動,水片づけや避難の援助協力関係が有効軽減度に大きく関係する.以上防災力に関係する要因として,危険意識,過去最高浸水位,水害経験回数,近隣関係における相談度・協力度が挙げられる.
咀嚼筋活動の変調が食塊の破壊粉砕に与える影響-マイオリーシス動物標本による検討-

本研究を遂行するにあたり、まず、平成12年度には咀嚼による食塊の性状変化を経時的に捉える手法を確立した。つぎに、実測された刻々と変化する食塊の性状データを基に、口腔内における咀嚼される食塊動態を、コンピュータを用いた計算力学的手法の一種である流体解析によりシミュレートする方法を確立した。これを基に、本年度は、咀嚼中に変化する食塊の性状と、咀嚼運動パターンを入力条件として、咀嚼運動時の大臼歯の変位をシミュレートする方法を確立した。これにより、タッピング等の非機能運動時には見られない、咀嚼運動咬合相において特有の、下顎第一大臼歯の2相性の変位を再現することができた。これにより、咀嚼運動の初期において、硬い性状の食塊を効率良く破壊するために、咀嚼運動パターンと歯の変位が相互に関連性をもって形成され、機能していることが示された。得られた結果より、咀嚼は、形態的条件としての咬合状態と、咀嚼に伴い性状を変化させる食塊からの歯根膜や筋紡錘に対する機械的刺激に影響されてコントロールされる顎運動パターンによって、最適に制御されている可能性が示唆された。今後は、動物実験により、咀嚼機能障害を形成したモデルを作成し、咀嚼筋活動の協調性や顎運動パターンの初期的および長期的変化様相と、咀嚼される食塊の性状変化の様相を検討する予定である。これにより、咀嚼機能障害に伴う不正咬合の発生や固有の顎運動パターン形成のメカニズムを解明する手がかりを得られるものと考える。本研究を遂行するにあたり、咀嚼による食塊の性状変化を経時的に捉える手法を確立することが必要不可欠である。そこで、まず、食物の摂食から、食塊を形成し、嚥下にいたるまでの咀嚼運動を、咀嚼の初期、中期、後期の3つのステージに分けた。それぞれのステージにおける実際の食塊の性状を、特に、粘弾性について食品材料試験機を用いることにより測定した。その結果、咀嚼の進行に伴い、食塊は破壊粉砕され、唾液と混和することにより、その性状は刻々と変化してゆくことが初めて確認された。すなわち、実測した上下臼歯の形状および咬合状態と、咀嚼運動パターンおよび食塊性状(粘弾性)を解析条件として入力し、咀嚼運動の初期、中期、後期における食塊の流れの様相を解析し、ヴィジュアルに表現した。その結果、正常咬合者においては、咀嚼の進行に伴い唾液と混和された食塊は、より速度を増しながら舌側へ方向を収束しながら流れてゆく傾向を認めた。これに対して、不正咬合者においては、食塊の流れは舌側に収束しないものが多く、また、反対方向である頬側に流れるものもあった。これにより、咀嚼機能障害に伴う不正咬合の発生や固有の顎運動パターン形成のメカニズムを解明する手がかりを得られるものと考えられる。

今後は、動物実験により、咀嚼機能障害を形成したモデルを作成し、咀嚼筋活動の協調性や顎運動パターンの初期的および長期的変化様相と、咀嚼される食塊の性状変化の様相を検討する予定である。これにより、咀嚼機能障害に伴う不正咬合の発生や固有の顎運動パターン形成のメカニズムを解明する手がかりを得られるものと考える。