hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長距離光ファイバ伝送路安定化による高精度キャリア分配システムの開発

超安定環境は、密閉、真空、温度安定化、音響遮蔽、除振によって実現された。超安定環境は、10 mファイバに誘起される位相雑音および周波数不安定性を大幅に低減した。また、超安定環境を起点とし、そこから特定の条件を取り去ることで、それぞれの環境がどの程度の位相雑音および周波数不安定性を与えているかについて調べた。密閉、真空、温度安定化、音響遮蔽、除振、いずれの環境も位相雑音および周波数不安定性の低減に有効であることがわかった。この知見により、小型の低雑音光ファイバ型干渉計を作製することが可能となり、光キャリア分配システムの足場が固められた。長距離光ファイバを用いた精密周波数分配システムの開発を目指した。光ファイバ型干渉計に誘起される位相雑音は、周波数分配精度を制限した。この干渉計の雑音は、超安定環境によって極限まで低減された。密閉、真空、温度安定化、音響遮蔽、および除振は干渉計の雑音を低減するのに有効であることがわかった。達成された精度はこれまで報告されている中で最高のものである。このシステムにより、遠く離れた多くの利用者との間で、ほぼ劣化のない正確な周波数を共有することが可能となる。半導体レーザーを光コムにオフセットロックをすることは、現在の環境では難しい。そのため、ULE光共振器を用いて安定化した波長1.5 μmの半導体レーザーを本研究の伝送用光源とする。光アンプに関しては双方向EDFAの安定性が確認されたので、これを用いることとする。また、光ビートをとるための光干渉計の構成及びその周囲の環境が光キャリア伝送の精度に影響を及ぼすことが新しくわかった。そのため、光干渉計の温調システムや防振機構の開発の検討を計画している。ULE光共振器にロックされた半導体レーザーが伝送用光源として正常に機能することがわかった。今後は光源の性能をより詳細に評価することで光源システムの完成とする。長距離伝送のための増幅器としては双方向EDFAを予定しており、狭線幅化された光源においても所望の精度を得られることを確認する。また、中途局形成に向けた干渉計の高度化も軌道に乗ったので、開発及び評価を進めていく。最終的にはこれらのシステムを組み合わせ、高精度なキャリアを多地点に分配するための方式を実現する。光工学研究が計画通りに進捗しなかったため。その原因としては、予期していなかった電源ノイズが顕在化し、半導体レーザーの安定化ができなかったことが挙げられる。開発した伝送光源が本研究を遂行するための精度を満たさなかったため、方式の変更が必要となった。また、中途局等を構成する干渉計に介入する環境の雑音が顕在化したため、雑音低減のためのシステムを新たに導入した。これらにより、当初の計画に変更が加えられており、進捗が遅れているため。今年度行った実験により、伝送光源及び光キャリア伝送システムの構成の一部である光干渉計の雑音が伝送周波数の安定度に影響することを確認した。よって、より高い周波数安定度での周波数伝送を行うためのシステムを構築するため、雑音低減のための物品の購入の検討を行う。開発した光源の精度を評価するための実験に必要な物品を購入する。
世界最古の生物起源グラファイトの探査に関する国際共同研究

本研究では世界最古の地層が広く分布するグリーンランド・イスア地域において、複数年にわたり、グラファイトを多量に含む地層の野外調査を行うことを主な目的とする。まず、平成17年、18年、19年の毎年、グリーンランド・イスア地域で、23週間の現地調査および試料採集を行った。研究協力者であるコペンハーゲン大学ローシング教授が現地を案内し、ヘリコプターの手配など様々な面で献身的に協力していただいた。現地から採集した試料は350個にも及ぶ。現地では、研究の第一目標としていた、新しい地層を発見した。この地層には高濃度でグラファイトが含まれ、現地での空間分布を詳細に調査記載した。グラファイトの地球化学的データ(安定同位体組成、それを含む岩石の化学組成など)を多量に集積することにより、(1)グラファイトは世界最古の生命の痕跡であること、(2)グラファイトは、今までイスアで報告例がないタイプの世界最古の海洋堆積物であることが判明した。更に電子顕微鏡を用いてグラファイトの組織やナノレベルでの組成を分析し、新しく発見されたグラファイトが特徴的な組織を有し、生物起源であることを裏付けるデータを得ることに成功した。更に縞状鉄鉱層にもグラファイトが含まれていることを世界で初めて明らかにした。その縞状鉄鉱層の詳細な研究により、グラファイトを含む地層や縞状鉄鉱層が38億年前の海洋で、どのように堆積したか、世界で初めて明らかにした。比較研究のため、調査を行ったカナダ・スティープロック地域では世界最古の酸素発生型光合成生物のバイオマーカー検出に成功した。またグラファイトに含まれる金属元素もバイオマーカーとして用いられることを、新たに提案することができた。また、この研究で得られた成果は教科書1冊科学雑誌1冊で取り上げ、教育・社会啓蒙に貢献してきている。(764字)本研究では世界最古の地層が広く分布するグリーンランド・イスア地域において、複数年にわたり、グラファイトを多量に含む地層の野外調査を行うことを主な目的とする。(764字)本研究では世界最古の地層が広く分布するグリーンランド・イスア地域において、複数年にわたり、グラファイトを多量に含む地層の野外調査を行うことを主目的にしている。このグラファイトを含む地層は新たに研究代表者によって発見されたものである。グラファイトの空間分布を高解像度で調査し、先端科学技術により、グラファイトやその周辺の鉱物に対して新たな分析を試み、この研究で見いだされたグラファイトが世界最古の生物起源か判定を行うのが本研究の目的である。2005年7月後半から8月中旬にかけて2週間にグリーンランドのイスア地域調査を行った。グリーンランドに行く前にコペンハーゲン大学において事前打ち合わせ、調査道具の調達などを行った。この調査には東北大学大学院学生を同行させた。2005年9月にはイスア地域試料と比較研究を行うため地質環境が似ているカナダ・スティープロック地域の岩石採集を行った。両地域から得られた試料は東北大学でX線卓上顕微鏡、:EPMA, X線粉末解析装置などを用いて岩石記載が行われた。同時に元素分析計により有機物含有量が決められ、質量分析計によって炭素安定同位体組成が求められた。特にイスア地域の試料は、レーザーマイクロプローブ法によって微小領域での炭素同位体組成が求められた。その不均質性は生物起源であることを強く示す結果である。同時に主要および微量元素含有量測定を行った。これらの成果は、研究代表者が企画した国際シンポジウムなどを通して公表し、現在、国際雑誌に投稿準備中である。本研究では世界最古の地層が広く分布するグリーンランド・イスア地域において、複数年にわたり、グラファイトを多量に含む地層の野外調査を行うことを目的にしている。グラファイトの空間分布を高解像度で調査し、地層からグラファイト形成に関しての環境を読み取る。

先端科学技術により、グラファイトやその周辺の鉱物に対して新たな分析を試み、生物活動の指標となる窒素同位体、グラファイトのナノスケールでの元素配列状態、生態必須金属元素(金属-有機錯体)から生物起源か非生物起源かの判定を行うのが本研究の目的である。グリーンランド岩石は変成作用を被っており、岩石形成後さまざまな地質履歴をたどっている。そのために似たような地質環境で形成され変成度が低い岩石との比較研究も同時に行う。2006年7月の2週間にグリーンランドのイスア地域調査を行った。グリーンランドに行く前にコペンハーゲン大学において事前打ち合わせ、調査道具の調達などを行った。これには日本学術振興会特別研究員大友陽子が重要な役割を果たした。グリーンランドではコペンハーゲン大学と共同でヘリコプターをチャータし代金は折半した。調査終了後、岩石試料を海路輸出した。2006年8月にはイスア地域試料と比較研究を行うため、地質環境が似ているカナダ・スティープロック地域とワワ地域の岩石採集を行った。両地域から得られた試料は東北大学で様々な化学・エックス線分析が行われ、消耗品類はこうした分析に用いられ、イスア地域試料の微細な電子顕微鏡組織から多様なグラファイトの存在が明らかになった。カナダ試料から、酸化還元に関連した環境変動に対応し、当時の微生物活動が変動している様子が明らかになった。本研究課題では、グリーンランドに産する世界最古のグラファイトが38億年前の生物の痕跡であることを証明することを主目的とし、それに付随する諸問題を別のフィールドワークを通して明らかにする課題である。19年度は本課題を完成させるために、2つのフィールドワークを展開し前年度までの成果を発展させた。フィールドから得られた試料に対して各種分析を行い、成果の論文化を前進させた。具体的には、7月の2週間グリーンランドイスア地域でコペンハーゲン大学の共同研究者とフィールドワークを行った。その結果、前々年度に見いだされたグラファイトを含む露頭の延長にも新しい露頭があり、そこを精査した。それにより、グラファイトを含む地層の堆積環境が一般化された。岩石自身は強い変成作用を被っているため、38億年前の情報とそれ以降の情報が同一岩石に混在している。そこで全試料に対しては各種化学分析や電子顕微鏡観察を行い38億年前の情報を抽出する必要があった。それらの分析により、グラファイトのミクロレベルの産状に特異的な特徴があり生物由来であることを強く示唆するデータを得た。また砕屑性のジルコンを見いだし、研究対象としている地層が真に陸源由来の38億年前の海洋堆積物であることを証明した。これらの成果は国際学会などで既に公表された。またJAMSTEC広報誌「ブルーアース」にも紹介され研究成果の社会還元を行った。カナダ・スティープロック地域でも30億年前の地層を調査し、比較的変成作用を受けていない地層の中でのグラファイトの産状や化学組成に関して研究を行った。それによりイスア地域で見いだされたグラファイトと多くの共通点が見いだされ、イスア地域のグラファイトが生物由来である間接的証拠を得た。
ブータン王国の農業用水需給バランス評価と棚田地形を活かした小規模貯水施設の開発

初年度(2017年度)の成果を踏まえ,本年度は日本国内で実施する実験・解析の課題について取り組むこととした。一方,ブータン王国側のカウンターパートである農林省農業局(DOA)との共同研究の推進(とくにVisa取得,計測機器や資材のブータン王国内への搬入)に,日本の大学との関係の明文化が求められたことに加え,ブータン王国の国政選挙から政権交代(2018年12月)があり,現地調査等の進行を止めざるを得なかった。その中で,佐藤が2018年6月に単独で渡航し,DOAのチーフエンジニアと面談をし,現地実証実験のフィールドの確認と今後の工程を確認している。本研究課題のゴールは,開発途上国で容易に応用可能で経済性に優れ,耐震を含めた安定性を有する小規模ため池の工法開発である。本年度は,各研究分担者によって,実験室内レベルで設定した研究課題をそれぞれ進めた。根幹となるため池築造技術に関する研究としては,ベントナイトを利用する研究を進めた。ベントナイト混合土によるため池堤体内の遮水層構築は,理論的には可能である。しかし,ベントナイトの膨潤特性の管理や強度特性など,安定した貯水施設の利用には課題が残っている。本年度は,ベントナイトの種類,ベントナイト混合土を室内試験にて一定の条件で確認するための母材,ベントナイト添加率と物理的・力学的特性の評価を行った。本実験で確認した条件下でのベントナイト混合土に対して,透水性の評価までを行い,十分に実用に耐える配合条件を確保できることを確認した。今後,最終年度には,耐震性および浸透特性の解析を国内で進めながら,ブータン王国内における現地実証試験の具体化を進める予定である。具体的には,現地で確保できるベントナイトならびに母材を用いたベントナイト混合土の特性評価,ならびにため池堤体の建造技術への応用を進める予定である。本年度は,当初予定どおり国内の研究分担者らによる室内実験を中心とした要素研究が確実に進捗している。また,研究成果についても,査読付き研究論文1報,国際会議における発表1回,国内学会における発表1回と,着実に成果の周知を実施してきている。さらに,International Journal(査読付き)への研究論文の査読も終了し印刷待ちの状態であり,引き続き研究成果の公表を図る予定である。研究全体を俯瞰すると,ブータン王国の小規模ため池築堤予定地(対象地)の水資源賦存量に関するデータの分析を終え,年間を通じた水不足のリスクのある時期を特定した。小規模ため池の築堤技術に関しては,ベントナイト混合土の物理的・力学的特性の室内試験を進めており,その一部は次年度の学会発表を予定している。このように,研究成果の蓄積という視点では,順調に研究が進展をしていると言える。一方,ブータン王国農林省農業局側の都合により,Official Visaの認可が頂けず,調査に必要な資機材の搬入等にも支障が出ている。ブータン王国の政策として,海外との共同研究等を明文化すること,認可が非常に厳しくなったことが背景である。研究組織として,昨年4月には高知大学と農業局との部局間協定締結に向け,高知大学側の承諾が出ており,あとはブータン側の承諾を待つのみである。この間にも,対象地のカウンターパートであるDOA技術職員が候補地の湧水量を定期的に計測している。また,ベントナイトはインドで大量に産出することから,ベントナイトを搬送するルート,日数,予算などの積算を終えている。最終年度には現地母材および伝統技術である版築工法を利用したベントナイト混合土,あるいはタンパーなど軽作業を利用したベントナイト混合土の諸特性を現地にて検証する予定であることから,Tourist Visaの利用による現地調査などを検討する必要がある。温暖化による気候変動が微気象に及ぼす影響については明確になっておらず,ブータンでも例年にない降水パターンが続いている。とくに東南アジアでは,近年でも降雨パターンの変化が局所的にではあるが観察され,安定した農業用水資源の確保として,本課題で掲げるテーマは有用性を増している。そこでまず,本研究課題のテーマのひとつである水収支の推定精度を向上させる試みについては,現地観測データが不可欠であるため,本年度に簡易気象測器を設置し,年間を通じた実態の解明を行う。一方,ベントナイト混合土の諸特性の評価を完了し,続けてモデルによる浸透流解析ならびに地震動などを想定した安定解析を行う。一方,ブータン王国内にて行う調査実験については,Official Visaの取得が困難な場合には,Tourist Visaを取得して現地に臨むこととする。ブータンの位置するヒマラヤ山脈周辺は,造山帯としては比較的新しいため,ベントナイト混合土の母材に適した十分な細かさの砂質土が入手できるか不明であるが,基本的に水田農業が主体であり,水稲栽培に適した土は十分量が存在する。いずれにせよ,土性を現地にて見極めながらの実験となる。締固めには伝統的な版築工法だけでなく,入手可能で安価なタンパーなどの機械類を用いた場合についても検討を行い,基本的に現地住民が直接施工を確実にできるような技術開発に繋がることを目指す。これら実験のデータを持ち帰り,実データを基に浸透流解析ならびに安定解析を行い,当該工法の妥当性を検証する。最終的には,現地の農業用水需給バランスに則った適切な作付けや水管理方法を整理・提案する。また,ベントナイトを利用した小規模な貯水施設の建造方法として,低コストで確実に貯水できる設計・施工方針を定めることとする。

初年度となる2018年度は,研究代表者と分担者が集まる機会を3度(7/1東京,2/15島根,3/2岡山)設け,研究の全体像の把握と各々の分担内容,現地調査の事前打合せ,研究実施状況の確認について,綿密に打合せを行った。また,9/2126までブータン王国にて,現地打合せおよび調査を行った。現地では,ブータン王国農林省農業局(DOA)の担当技術者およびChief Engineerとの会談を調査事前,事後の二度にわたって行った。2018年3月13日19日には,急峻な棚田地形を有し,水資源の不足が課題となっているタイ王国北部(Chiang Mai)の現地調査を行った。現地カウンターパートはタイ王国農業・協働省農業局(DOA)である。ブータン王国と同様に,急傾斜地の農業地帯では安定した水資源の確保が喫緊の課題であり,タイ王国DOA所管の研究センターであっても,水源確保が課題となっていること,センター内に小規模貯水施設を設置する試みの現況と今後の計画を聞き取り,ブータン王国と同様の急傾斜地における水源確保が課題であることを確認した。これら二度の現地調査ならびに国内での研究打合せを踏まえ,日本国内で実施する実験・解析の課題の抽出を終えるとともに,さらに現地調査が必要となる項目を確認した。とくにブータン王国の小規模貯水池を建造する際に応用可能と考えられていた伝統技術のひとつである版築工法は,単独では十分な機能および安全性を発揮しないことから,当初予定どおり,開発途上国で容易に応用可能で経済性に優れ,耐震を含めた安定性を有する工法開発を同時に進めることを確認した。本研究課題は四組織(島根大学,愛媛大学,高知大学,香川高専)で取組むため,予定どおり国内で三度の研究打合せを行った。その成果として,研究代表者・分担者間において研究の全体像の把握,各々の分担内容,現地調査の事前打合せ,研究実施状況を確認しながら円滑に進めることができた。2017年9月21日26日までブータン王国にて行った現地打合せおよび調査では,現地のカウンターパートとなるブータン王国農林省農業局(DOA)との連携を進めるとともに,現地住民のニーズの汲み上げを進めることができた。とくに,ブータン王国における農業の現状,農業用水の管理状況,農業用水資源の管理方法などの聞き取り調査結果や,本課題で対象地区のひとつとしたブータン王国東中部に位置するGebekha村(水資源の確保が困難な地域)での現地調査結果は,次年度以降の本研究課題の方向性を確認・決定する上で重要であった。また,2015年秋にブータン王国の伝統的版築技術で建造した小規模な貯水施設の経年変化からは,伝統技術の有用性に関する貴重な知見を得ることができた。2018年3月13日19日までタイ王国北部に位置するChaing Maiで現地調査を行った。本地域は,急峻な棚田地形を有し,かつ水資源の不足が課題となるなど,ブータン王国との類似性が高い環境を有している。現地カウンターパートとなるタイ王国農業・協働省農業局(DOA)とともに,タイ北部の代表的な農業の例として,Royal Chiang Mai Research Center内の急傾斜地圃場における果樹・畑作栽培地を調査対象とした。
統計的信号処理によるヒューマン・インタフェースの作成

本研究では、機械学習・パターン認識、その他の統計信号処理を脳信号に適用することで、より実用的なヒューマンコンピュータインタラクションを作成することを目標とした。本研究の主たる実績としては、脳信号を用いた認証システムの作成と時系列データの新しいクラスタリングアルゴリズムの作成が挙げられる。脳情報に基づく認証に関する既存システムは、指紋認証や虹彩認証と比較しても実用性に乏しいものであったが、本研究において提案したシステムは実用に耐えうる認証精度をもつ。本研究において、多チャンネルの脳波(Electroencephalogram; EEG)と、さらに脳血流信号(Functional Near-Infrared Spectroscopy; NIRS)を収集し、統計信号処理を用いて分析した。この結果から、EEGは指紋認証のような瞬間的な認証、NIRSは継続認証に有効ということが判明した。これに基づき、認証システム具体的に実現するためのシステム、およびこれらに適した特徴抽出法の開発を行った。脳信号に対しては、独立成分分析によるアーティファクト(雑音)除去が有効であり、また特徴抽出のためには、空間的情報よりも時間的情報(一例として周波数スペクトル)が重要である、という知見が得られた。また、時系列データの新しい手法として、時間を考慮したアフィニティ伝搬(Affinity Propagation; AP)のアルゴリズムを開発した。これは脳信号だけでなく、一般の時系列データに対しても適用できる汎用的なクラスタリング手法である。
唾液タンパク質の歯周病原性細菌に対するレセプター領域の構造と機能の解析

本研究では、Porphyromonas gin giv alisと特異的に結合する唾液タンパク質レセプターのアミノ酸残基の特定とその機能の解析を行うことを目的とした。proline-rich protein(PRP)を酵素により消化処理し、各フラグメントの線毛タンパク質との結合能をELISA法により測定するとともに、ヨードラベルした線毛タンパク質のPRP被覆ハイドロキシアパタイト(HAP)への結合に対する阻害能を判定した。活性を示したフラグメントのアミノ酸配列をもとに合成ペプチドを作製し、エピトープマッピングによる結合領域の同定を試みた結果、Pro-Gln-Gly-Pro-Pro-Gln配列が必須結合領域であることが示された。statherinのアミノ酸配列に対応する種々のペプチドを合成し、エピトープマッピングを行った結果、statherinの線毛との結合能はC末端の14アミノ酸残基に認められた。このペプチドのN-およびC-末端より順次アミノ酸を除去した種々の合成ペプチドを用いた結合阻害実験により、Leu-29-Tyr-30およびTyr-41-Thr-42-Phe-43の残基が線毛との結合に関与することが示された。耳下腺唾液をカラムクロマトグラフィーにより分画し、線毛タンパク質と結合する画分をOverlay assay法により同定したところ、線毛タンパク質はproline-rich glycoprotein(PRG)と相互作用を示した。線毛タンパク質はPRGで被覆したHAPに結合した。statherinおよびPRPの線毛結合領域を含むペプチドを合成し、PRG被覆HAPへの線毛タンパク質の結合に及ぼす影響を調べた結果、statherin分子内の線毛結合領域を含むペプチドは影響を及ぼさなかったが、PRP分子内の線毛結合領域を含む合成ペプチドは強い阻害を示した。Overlay assay法でも同様の結果が得られた。以上の結果より、P.gin giv alis線毛のPRPおよびPRGへの結合は共通のペプチド領域を介して行われるが、statherinへの結合は異なった結合領域を介して起こることが示唆された。歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisは、その主たる付着因子である線毛を介して特定の唾液タンパク質と強固な結合をすることにより、歯牙や口腔軟組織表面への定着を果たしていると考えられている。P.gingivalis線毛はペリクル中のproline-rich protein(PRP)とstatherinの2つの唾液タンパク質との特異的な結合能を有し、本菌の定着に重要な役割を果たしている。本研究ではこれら2つの唾液タンパク質とP.gingivalis線毛との結合メカニズムを解析するために、両タンパク質の線毛に対する結合領域を明らかにすることを目的とした。1)PRP分子内の結合領域の同定:ヒト唾液より精製したPRP(アミノ酸150残基)リジルエンドペプチダーゼにより消化処理し、各消化フラグメントの精製線毛タンパク質との結合能を抗線毛抗体を用いたELISA法により測定するとともに、ヨードラベルした線毛タンパク質のPRP被覆ハイドロキシアパタイトへの結合に対する各消化フラグメントの結合阻害能を判定した。活性を示したフラグメントのアミノ酸配列をもとにした合成ペプチドを作製し、エピトープマッピングによる詳細な結合領域の同定を試みた。合計22種類の合成ペプチドにより上記測定を行った結果、Pro-Gln-Gly-Pro-Pro-Gln配列が線毛に対する必須結合領域であることが示された。

また、この配列はPRP分子内のアミノ酸残基75-80、92-97、109-114、140-145の4箇所に認められ、線毛との強固な結合に寄与していると推測された。2)statherin分子内の結合領域の同定:ヒト唾液より精製したstatherin(アミノ酸43残基)のアミノ酸配列に対応する種々のペプチドを合成し、エピトープマッピングを行った。その結果、statherinの線毛との結合能は14個のアミノ酸残基よりなるC-末端領域にのみ認められた。この14残基ペプチドのN-およびC末端より順次アミノ酸残基を除去した種々の合成ペプチドを用いた結合阻害実験より、Leu-29-Tyr-30およびTyr-41-Thr-42-Phe-43の残基が線毛との結合に関与することが示された。有力な歯周病原性細菌と考えられているPorphyromonas gingivalisが口腔内に定着するためには、本菌のもつ主たる付着因子である線毛と特定の唾液タンパク質との特異的な結合が重要な役割を果たしていると考えられている。我々は、既に、P.gingivalis線毛は顎舌下腺および舌下腺唾液中に含まれるstatherinとproline-rich protein(PRP)に特異的に結合すること、その結合にはstatherin分子内のLeu-29-Tyr-30およびTyr-41-Thr-42-Phe-43の残基とPRP分子内に4箇所認められるPro-Gln-Gly-Pro-Pro-Glnの残基がそれぞれ関与していることを報告した。本研究では、耳下腺唾液中に含まれる唾液成分のうちP.gingivalis線毛と結合する成分を同定し、その結合部位とstatherinやPRPタンパク質分子内の結合部位を比較し、共通なレセプター領域が存在するかどうかを検討した。ヒト耳下腺唾液をカラムクロマトグラフィーにより分画し、精製線毛タンパク質と結合する画分をOverlay assay法により同定したところ、精製線毛タンパク質はproline-rich glycoprotein(PRG)と強い相互作用を示した。精製したPRGを用いてハイドロキシアパタイトを被覆し、ヨードラベルした線毛タンパク質の結合能を調べた結果、線毛はPRGに結合することが示された。また、PRG被覆ハイドロキシアパタイトへの線毛タンパク質の結合はstatherinタンパク質分子内の結合部位を含むペプチドでは阻害されなかったが、PRPタンパク質分子内の結合部位を含むペプチドにより阻害された。さらに、PRPタンパク質分子内の結合部位を含むペプチドはOverlay assayで明らかにPRGと線毛タンパク質との相互作用を阻害した。以上の結果より、線毛タンパク質はPRGとPRPの共通のペプチド領域を介して両タンパク質に結合するが、statherinへの結合は異なった結合領域により起こることが示された。
メキシコの新型皮膚爬行症に関する研究

メキシコにおける新型皮膚爬行症とは最近同国で蔓延している顎口虫症のことである.この顎口虫症は今までタイ国,日本などアジア諸国に分布し,アメリカ大陸には存在しないと思われてきた.しかしこの病気が1970年以降メキシコで流行し始めたのである.そこでメキシコにおけるこの顎口虫症の現状を調べること,免疫診断の術式を確立すること,病気の原因になっている起因種を同定することを目的に日墨共同研究を実施した.その結果,シナロア州,ナヤリット州,ゲレロ州,オアハカ州,ベラクルス州,タンピコ州を中心に患者数は1300人以上に達し,メキシコは今や世界で最も顎口虫症の流行した国になっていた.さらにこの国の顎口虫症は最近の日本の症例に比べ予後が不良であることも解ってきた.またメキシコでは本症の診断は専ら臨床症状に頼ってきたが,日本から持参したドロレス顎口虫の成虫抗原を用いてELISAによる免疫診断が可能になり,今ではシナロア大学で常時免疫診断が実施できるまでに体制が整備された.さらにメキシコで蔓延している顎口虫症の病原体は,アジアには存在しないメキシコ土着の二核顎口虫であることが,私どもの今回の感染実験で明らかになった.本種は野生の食肉類を終宿主とし,アジアに分布する有棘顎口虫に極めてよくに似ているが,受精卵の表面に"へこみ"がないことで有棘顎口虫の虫卵とは容易に区別がついた.また偶然メキシコのオポッサムからオポッサム顎口虫を得たので,その雌雄成虫と虫卵の形態について詳細に観察した.メキシコにおける新型皮膚爬行症とは最近同国で蔓延している顎口虫症のことである.この顎口虫症は今までタイ国,日本などアジア諸国に分布し,アメリカ大陸には存在しないと思われてきた.しかしこの病気が1970年以降メキシコで流行し始めたのである.そこでメキシコにおけるこの顎口虫症の現状を調べること,免疫診断の術式を確立すること,病気の原因になっている起因種を同定することを目的に日墨共同研究を実施した.その結果,シナロア州,ナヤリット州,ゲレロ州,オアハカ州,ベラクルス州,タンピコ州を中心に患者数は1300人以上に達し,メキシコは今や世界で最も顎口虫症の流行した国になっていた.さらにこの国の顎口虫症は最近の日本の症例に比べ予後が不良であることも解ってきた.またメキシコでは本症の診断は専ら臨床症状に頼ってきたが,日本から持参したドロレス顎口虫の成虫抗原を用いてELISAによる免疫診断が可能になり,今ではシナロア大学で常時免疫診断が実施できるまでに体制が整備された.さらにメキシコで蔓延している顎口虫症の病原体は,アジアには存在しないメキシコ土着の二核顎口虫であることが,私どもの今回の感染実験で明らかになった.本種は野生の食肉類を終宿主とし,アジアに分布する有棘顎口虫に極めてよくに似ているが,受精卵の表面に"へこみ"がないことで有棘顎口虫の虫卵とは容易に区別がついた.また偶然メキシコのオポッサムからオポッサム顎口虫を得たので,その雌雄成虫と虫卵の形態について詳細に観察した.メキシコにおける顎口虫症の病原体は現在なお明らかでない.本プロジェクトの最大の目的はメキシコにおける本症の病原体を正確に同定することにある.そこでまず,メキシコ南部流行地テマスカルにあるミグエルアレマンダムに棲息するペリカンの筋肉内から多くの顎口虫の幼虫を採集した.この幼虫を日本人研究者の派遣ならびにメキシコ人研究者の招聘の機会に日本に移し,ネコ,イヌ,ブタ,ラット,モルモットなどの哺乳類に感染させ,現在経過観察中である.もしこれらの動物に感染が成立し,成虫を得ることができると,長い間不可能であったメキシコにおける顎口虫症の病原体を,正しく同定することができる.さらに,メキシコの顎口虫症の症状把握では南部の流行地テマスカルと北部流行地ナヤリットにおいて,過去の症例を詳細に検討したところ,顎口虫症の2つの症状のうち日本の症例に比べて皮膚爬行症は少なく,皮膚腫脹が多かった.また病変部が日本の症例に比べて頚頭部,四肢に多く発症することもわかった.このことは日本で発症する顎口虫症とは病原体を異にする可能性が高く,興味深いところである.メキシコの顎口虫症の免疫診断については,患者血清を用いてELISAの診断効果を検討した結果,日本において最も入手しやすいドロレス顎口虫の成虫抗原でも診断が可能であった.またそれ以外の有棘顎口虫,剛棘顎口虫の成虫抗原でも充分診断効果のあることもわかった.疫学調査は感染源となる魚種の確定していない北部流行地で大規模な淡水魚の寄生状況調査を実施したが,現地の自然が極めて大きく,現在までにこの地域の淡水魚から顎口虫の幼虫は見つかっていない.メキシコにおける顎口虫症の病原体を明らかにするため,1997年10月に南部,オアハカ州のミグエルアレマンダムに棲息するペリカンから顎口虫の幼虫を採集した.これを日本に持ち帰りネコ,イヌ,ブタ,ラット,モルモットに感染させ経過を観察していたところ,本年度になってイヌに感染したことを確認し,その後の剖検で顎口虫の成虫を得た.

この成虫を光学顕微鏡と走査電子顕微鏡で観察したところ,最近Almeyda(1991)によって新種として記載されたG.binucleatumと同じものであることがわかった.本種はAlmeyda(1991)により新種として記載されてはいるが,メキシコ国内外を問わず本種の存在に異論を唱える人も多く,まだ独立種として認知されていない.我々は今回の研究から本種を独立種として認め,さらにメキシコで発生している顎口虫症のほとんどが本種の寄生によっておこるものと推論した.本種はアジアに分布する有棘顎口虫によく似るが虫卵の卵殻には明らかな差異が認められた.また1997年10月に自動車事故で死亡したオポッサムDidelphis virginiaの剖検により顎口虫の1種G.turgidumの雌雄成虫をそれぞれ1虫づつ採集した.本種の体長は雄虫5.0cm,雌虫8.0cmと今まで知られている顎口虫の中で最も大きく,虫卵はタカマリが両極にあるドロレス顎口虫卵に似ていた.しかしこのタカマリはドロレス顎口虫に比べ著しく小さく,1極のものはほとんど確認できない虫卵もあった.本種はメキシコ国内にかなり広く分布しているらしく今後本種による人体症例の可能性も示唆された.
イソアスパラギン酸メチル転移酵素(PIMT)欠損マウスの解析

イソ体アスパラギン酸を有する蛋白質の細胞内蓄積がアルツハイマー病などの神経変性疾患の病体で、どのような役割を果たしているのかを明らかにする目的でイソ体アスパラギン酸を分解/修復すると考えられている酵素、イソ体アスパラギン酸メチル転移酵素(Protein Lisoaspartyl Methyltransferase ; PIMT)を欠損したモデルマウス(PIMT欠損マウス)を標的遺伝子組換え法を用いて作成した。ホモマウスはメンデルの法則に従い生まれたが、生後4週から12週の間に100%死亡した。この死亡は、てんかん発作の出現頻度と相関し、抗けいれん剤であるデパケン投与により生存曲線が約4週間延長した。これらの結果より、イソ体アスパラギン酸化されたパンパク質がメチル化を受けないと、脳は正常に発生するものの、その機能を維持できずにマウスは最終的には生後12週までに死亡してしまうことを明らかとした。更に、免疫組織化学法におけるMAP-2の局在をノックアウトマウス脳で検討した結果、PIMT欠損マウスの大脳皮質および海馬錐体細胞の樹状突起で広範に湾曲・発芽などの変性所見を認めた。さらに、これらの変性神経細胞を電顕で観察した結果、ノックアウトマウスの変性樹状突起で微少管密度の上昇を認めた。以上の結果から、細胞骨格異常のために神経突起の形態異常を来したことを示唆した。生化学的所見と併せて、ニューロンの細胞体、神経突起の正常形態の維持にイソ体アスパラギン酸化タンパク質のメチル化が必須であると結論した。
天然繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の連続成形に関する研究

本研究の目的は、構造物への応用が可能な天然繊維強化生分解性樹脂複合材料を開発する事である。強化繊維に天然繊維、母材樹脂に生分解性樹脂を用いる事によりリサイクルが可能となり、省エネルギー材料が実現可能となる。一方で、既存の生分解性複合材料の力学特性は低く、実用化されているものはまだ少ない。そこで本研究では、テキスタイル技術に着目し、テキスタイルを強化形態とする長繊維複合材料を開発することを目的とする。平成22年度は、L型断面を有するJute/PLA複合材料の引き抜き成形について検討した。組物作製技術と引抜成形技術を組み合わせることにより、連続繊維による多軸方向強化引抜構造部材を得ることができる。まず、組物構造の幾何学的モデルを提案し、引抜成形中の組物構造の変化について考察した。次に、成形条件が含浸状態および力学的特性に及ぼす影響について検討した。強化繊維/樹脂繊維から構成される中間材料の開発を行った。組物技術を用いて作製したマイクロブレーディングヤーン、混繊技術により作製したコミングルドヤーン、ストレッチブレーキング技術により作製したコミングルドヤーンを比較対象とした。組物技術に着目し、組物複合材料円筒およびL型部材を作製し、引抜成形方法を用いた連続成形技術を可能とした。
小児の慢性特発性血小板減少性紫斑病におけるCD5+B-cellの役割に関する研究

1.当科で経過観察中の小児期発症の慢性特発性血小板減少性紫斑病の患者より、患者さんまたは保護者の承諾の上で、末梢血を約50ml採血した。抗凝固剤としてはヘパリンを用いた。2.単核球の分離:CD5+B-cellは小児では約2-8%程度しか存在しないため、CD5+B-cellを分離、培養するためには約5×10^7の単核球が必要であるため、その分離効率をあげるため各種分離試薬を試した。3.CD5+B-cellの単離:当初は単核球よりE-rosette沈降法によりB細胞を分離し、これに抗ヒトCD5-マウスモノクローナル抗体を反応させ、さらに抗マウスIgGをcoatingしたmagnet immunobeadsによりCD5+B-cellを分離する予定であったが、E-rosette沈降法ではT細胞の除去が完全にはできず、また再現性も低いため、現在はCD19-coatingimmunomagnetic beadsを用いてB細胞を分離し、これに抗ヒトCD5-マウスモノクローナル抗体を反応させ、さらに抗マウスIgGをcoatingしたmagnet immunobeadsによりCD5+B-cellを分離する方法、ならびにフローサイトメーターをもちいたCD5+B-cellの単離を試みている。
局所密度近似を超えた新しいバンド計算手法の研究

密度汎関数理論においてコーン・シャム(KS)軌道にあらわに依存した交換・相関エネルギー汎関数を用いる方法はOptimized Effective Potential(OEP)法と呼ばれ、局所密度近似(LDA)を実質的に超える方法として有望である。昨年度は、このOEP法における相関エネルギー汎関数の新しい表式を提案し、その中に含まれる有効ポテンシャルの数値計算を実行した。本年度は、昨年度までに完成をしたこの新しい表式を実際に適用すべく、2つの試みを行った。1.実際にバンド計算を実行するためには、交換・相関エネルギー汎関数から交換・相関ポテンシャルを導出しなければならない。交換、相関エネルギーともにKS軌道であらわに書かれており、そこから局所的な交換・相関ポテンシャルを導くことは、交換・相関ポテンシャルを含んだ積分方程式を解く問題に帰着される。この積分方程式にはKS軌道およびスペクトルによって構成されるグリーン関数を含んでいるために、KS方程式と連立して解かなければならない。KS方程式を効率良く解く方法は様々ある。原子番号の大きな元素を含む物質へも適用できるように、相対論的線形化APW(RLAPW)法を採用した。RLAPW法の基底関数を用いて、積分方程式を定式化した。電子間相互作用の効果を表す相互作用係数なる量を定義し、それらを数値計算することによって積分方程式を解く新しい方法を提案した。しかしながら、この積分方程式の表式は非常に複雑であるため、数値計算に多大な労力が必要である。2.相関エネルギー汎関数に含まれる有効ポテンシャルから、結合定数積分を施した対相関関数を計算できる。従来、この対相関関数は精度良く得られておらず、それを利用をしたバンド計算法(非局所密度計算法、例えばaverage-density approximation(ADA)法、weighted-density approximation(WDA)法)の精度にも影響していた。今回得られた高精度の結合定数積分を施した対相関関数を用いた、非局所密度計算法の提案を行った。現在この方法を、電子相関を考える上での最も基本的な系である水素分子に適用している。密度汎関数理論における交換・相関エネルギー汎関数を、Kohn-Sham一電子軌道自身で陽に表す方法はOptimized Effective Potential(OEP)法と呼ばれる。このOEP法に沿って、最近私が提案をした新しい表式には、長、中、短距離相関を簡潔に表す有効相互作用なる概念が導入されている。本年度は、この相関エネルギー汎関数に含まれる有効相互作用を電子液体の知識を用いて具体的に数値計算し、バンド計算に適用できる形にまとめ上げることに成功した。具体的には以下の3段階で有効相互作用を構築した。1.長距離相関の効果はRPAの解析的表式を用いて計算した。長距離相関を反映して、有効相互作用は長距離で遮蔽され無限遠方では完全遮蔽されるものであった。2.次に短距離相関を加えるために粒子-粒子梯子型近似をRPAの表式に融合した。粒子-粒子梯子型近似の積分方程式の解析的近似解を利用して、長、短距離相関を融合した表式が得られる。数値計算を実行した結果、有効相互作用は短距離においても大きく弱められることがわかった(例:r_s=4で裸の相互作用の約40%)。3.最後に電荷揺動とスピン揺動の結合の効果を取り込んだ。これは、交換項の直接項への間接的効果を考慮することに相当し、具体的には有効相互作用を直接項と交換項で自己無撞着に決定する。数値計算の結果、有効相互作用は中距離においても弱められるものの長、短距離相関にくらべればその効果が小さいことがわかった。これは電子がどのように相関しようとも中距離でクーロン相互作用を効率良く弱める機構がないことを意味している。以上により求められた有効相互作用を使って相関エネルギー汎関数が具体的に完成した。13年度はこれを実際のバンド計算に適用し、個々の物質に固有の電子相関効果を解明して行く予定である。従来、この対相関関数は精度良く得られておらず、それを利用をしたバンド計算法(非局所密度計算法、例えばaverage-density approximation(ADA)法、weighted-

density approximation(WDA)法)の精度にも影響していた。今回得られた高精度の結合定数積分を施した対相関関数を用いた、非局所密度計算法の提案を行った。現在この方法を、電子相関を考える上での最も基本的な系である水素分子に適用している。
医療施設と患者居住地から見た医療提供の衡平性の可視化と定量化に関する研究

レセプトデータなどの病院管理データにある傷病、医療資源情報と、地理情報システム(GIS)を活用し、医療提供と患者アクセスの衡平性を救急医療で行った。更に、災害発生時、近隣施設の実際の医療提供の有無や最大提供量を分析し、GISを活用し搬送シミュレーションを行い、災害時の負荷を定量化・可視化した。研究成果を国際学会で発表し、2年連続で最優秀ポスター賞を受賞した。また発表論文に海外ジャーナルに投稿、受理、発刊された。本研究成果は病院管理データとGISとが、医療提供の衡平性の可視化と定量化を可能にし、証拠に基づいた最適な医療資源分配モデルに資することを示したことである。【研究背景】急性期入院医療に視点を置き、診断群分類調査データを二次利用し、保険者と病院のマスタ整理し、北海道と福岡県の医療の需要供給と空間アクセス分析を行った。【方法】『診断群分類の精緻化とそれを用いた医療評価の方法論開発に関する研究(H22-政策-一般-031)』の研究報告『レセプト電算コードを活用した地域医療の需要供給関係の定量化・可視化の試み、北海道・福岡県の国民健康保険患者と施設の診療プロセス需要供給の定量化』の集約データの二次利用である。このデータには保険者と病院のレセプト電算別月別件数と診断群分類番号別件数が集約されている。病院所在地情報は北海道九州厚生局データから住所を、保険者は後期高齢者医療、市町村国保、国保組合、退職者医療とし、『保険者、公費負担者番号・記号表(平成22年4月版)』から住所を収集し、二次医療圏情報を付加した。Market Planner GIS [○!R]から位置情報として病院保険者の緯度経度と道路距離を抽出した。保険者と病院の空間アクセス、北海道および福岡の二次医療圏別の保険者病院移動行列表を作成した。【結果】北海道と福岡県の国保保険者数は527、233件、病院は77、74病院、二次医療圏は21, 13であった。保険者と病院の組み合わせと平均直線距離、道路距離は北海道5,044組(道路距離情報が収集できたのは4,943組)、93.3Km、95.3Km、福岡3,490組23.8Km、25.4Km、直線距離と道路距離のSpearman相関係数は北海道0.947、福岡0.989であった。北海道の7医療圏では分析対象病院がなかった。福岡の3医療圏では眼科領域または周産期または新生児期の医療提供がなかった。【意義と重要性】病院保険者マスタ整備と診断群分類をはじめとしたレセプト情報を活用すれば、各県の二次医療圏別の保険者病院の移動行列表の記述と、空間アクセスを考慮した医療の需要供給が分析できる。これらを活用し近隣二次医療圏の統合モデルまたは分割モデルの作成が可能となり、医療計画に資することができると考える。【諸言】医療の質の向上と効率化を目指して、地域医療計画策定が都道府県単位で進められている。医療資源の所在、医療の需要供給の把握が必要で、レセプトデータ、DPC調査など、その把握に証拠を与える病院管理データの情報基盤が整備されてきた。しかし医療計画の策定実施は医療の需給関係や医療アクセスを変化させるので、その衡平性の確保に政策担当者や医療政策研究者は十分配慮せねばならない。今回、空間アクセス情報分析の基礎となる空間地理情報システムが、アクセス変化量の測定・推計をより汎用性の高いものとするために、北海道、福岡、熊本県の郵便番号情報のマスタ整備を行った。【方法】総務省郵便番号情報(平成24年1月31日更新、以下総務郵便)とパスコ社郵便番号界地図(2011年度版、以下パスコ郵便)を対象に、3県の情報乖離を分析した。乖離とは総務郵便に存在しパスコ郵便にないもの(A)、あるいは乖離とは総務郵便になくてパスコ郵便に存在するもの(B)である。【結果】北海道、福岡、熊本の総務郵便は7,999件、3,267件、1,861件、パスコ郵便は7,303件、3,180件、1,806件であった。乖離Aは696件、87件、54件で、乖離Bはなかった。【まとめ】郵便番号情報で施設、医療圏特定が可能で、住所情報より患者特定がしにくい有用な地理情報である。総務郵便には地理情報としての悉皆性が、パスコ郵便には位置情報がある。それらの乖離を解消し郵便番号間で空間アクセス情報をマスタ化すれば、アクセスの変化量の測定推計が可能となり、医療需給の量的情報の変化量の推計と併せて、より精緻で現実的な地域医療計画策定が可能となる。

需給変化と距離、時間などの空間アクセス変化を測定・推計し、予想される医療の質の向上と効率化のバランスを斜酌し、いくつかの政策選択の中から透明性を持って決定、実施、検証する枠組みに貢献できると考える。【目的】中央防災会議等で救急医療活動に「入院患者の域外搬出の必要性」が指摘されるが、被災地内病院ハザードマップ作成、病院入院患者や福祉施設入所者数の分析、搬送時間などアクセスシミュレーションした域外搬送の定量化、域外搬送したときの搬送者の集中に伴う搬送先候補病院・福祉施設の都道府県別負荷調査、それに基づく南海トラフ巨大地震(南海地震)への具体的な取り組みの記述はない。今回、南海地震で5m以上の浸水深を予想し、地理情報システム(GIS)を活用し、都道府県別医療搬送の影響を定量可視化した。【方法】南海地震モデル検討会で5m以上の浸水が想定される市町村の病院・老人ホーム、老健を被災施設、それ以外の施設を搬送先候補施設と設定し、被災施設から自動車運転時間で最寄りの搬送先候補施設を搬送先として決定した。病院の場合は被災病院の診療科と同じ診療科があることとした。到達時間のばらつきを都道府県別に分析した。福祉施設の場合は搬送予定人数と受入れ被災施設数がもたらす搬送先の負荷を推計し、都道府県別に集約した。【結果】被災病院は297施設、被災老人ホーム・福祉施設は239施設、搬送先病院、老人ホーム、老健までの到達時間が最大の病院・施設がある都道府県は高知県で、同県は病院、老人ホーム、老健の被災予測施設数が最多であった。老人ホーム・老健の「搬送予定数の高負荷となる施設数」と「受入れ被災施設数が高負荷となる施設数」が最多の県は宮崎県であった。【考察】GISと施設機能情報、南海地震モデル検討会の都府県別市町村別浸水面積一覧表とを活用し、5m以上の浸水深の想定地域の施設被災状況と搬送状況を分析した。搬送アクセス、想定収容人数がばらつき、搬送先の集中化する地域があった。本研究は災害医療提供の衡平性の可視化と定量化を可能にし、災害対策として「効果効率的な患者搬送先と搬送患者数の決定」に資すると考える。更に病院管理データをパネル化し、医療の質、アクセス衡平性の定量化を行うとともに、郵便番号などアクセスに関するマスタを活用し、救急医療搬送とアウトカムの関係を分析する予定である
三次元地形を考慮した火砕流の流体力学的モデルの開発

火砕流は火山の噴火にともなって発生する火山灰や火山れきなどの火砕物が空気中に巻き上げられ、重力の作用により斜面方向に流れ出す現象である。このような火砕流は高温であり、かつ高速に流動するため、大きな自然災害となることが知られている。最近では1991年雲仙・普賢岳で発生した火砕流が記憶に新しい。このような火砕流による自然災害を防止するためには、火砕流の流動性を知る必要がある。本研究グループは、平成三年度より火砕流のシミュレーションの開発に着手している。このシミュレーションモデルは、傾斜サーマルのモデルに基づいた、流体力学的手法である。今年度の研究では、まず、火砕流を特徴づける高温な火砕物温度変化の予測式をモデル中に組み込む為のモデルの精密化を行った。前年度のモデルでは、火砕流中の空気の温度のみを解析対象としていたが新しいモデルでは火砕物と空気の双方について熱エネルギーの収支式を考慮したもので、より実際に近いモデル化が行うことができた。火砕流は粉雪雪崩などと同じ固体粒子浮遊流である。この点が塩分差や温度差などだけによる単純な傾斜サーマルと異なる点である。そこで、沈降性物質である硫酸バリウムの懸濁液と塩水を用いた2種類の二次元傾斜サーマルの実験を行った。この結果、粒子の沈降性のため、硫酸バリウム懸濁液を用いた実験では、流下速度は塩分サーマルの場合より早く減衰することが示された。また、サーマルの厚さも塩水の場合より小さくなる。以上の検討結果を踏まえて、三次元的な地形を考慮した二次元火砕流の流動を解析するモデルを開発中である。モデルでは、上述した火砕流の温度の予測式を含んでいる。温度の大きな変化に伴い、空気の密度と粘性が大きく変化し、最後的に火砕物粒子の沈降速度が大きく変化することによってシミュレーション結果におおきな影響が現われる。
高齢心不全患者の歩行機能と筋機能に関する研究

本研究の目的は、増加する高齢心不全患者の運動機能を保つための疾病プログラムの創出である。前年度までに慢性心不全に罹患した高齢心不全患者のプロファイルを解析し、体組成とアディポサイトカインとの関連性を明らかにし、超高齢患者における有酸素運動と自重運動とのリハビリ介入によって身体機能尺度SPPBが9点以上を達成した患者の予後が良いことを予備研究として示した。これを受け、本年度は多施設共同前向き研究を行った。都市型医療圏の新潟南病院、信楽園病院、地域型医療圏の佐渡総合病院の3施設の協力を得て、DPC病名に"心不全"が当てはまる65歳以上の全患者を登録し、心臓リハビリの適応となる対象者は疾患背景データのほかに、身体機能、QOL、介護度を評価を行う。登録期間は2017年2月から2018年3月までとし、登録後2年間(6カ月毎)の追跡調査を行う。主要評価項目は質調整生存年(Quality Adjusted Life Year:QALY)で、副次評価項目として生命予後、心血管イベント、総医療・介護イベント、早期介護に関わる要因、歩行能力(独歩)に関わる要因を解析する。基礎的な検討としては、追跡経過4ポイントで採取した血液、尿から筋力低下や向上と関連するバイオマーカー探索を行う。2017年3月31日までの期間に3医療施設から合計124症例が登録された(佐渡総合病院34例、信楽園病院63例、新潟南病院27例)。登録された124例の平均年齢は84.8±±8.0歳で、男性が64例(52%)、女性が60例(48%)であった。計画に沿った評価、解析を行い成果を発表する。本研究の目的は、増加する高齢心不全患者の運動機能を保つための疾病管理プログラムの創出である。本年度は、高齢の心不全患者においては運動機能がどのように低下しているか、その特徴を解析し、短期的な運動療法によって運動機能を改善させることができるかプレリミナリーデータを検討した。新潟市内の心リハ施行5施設において回復期心リハ適応患者の背景と身体機能に関する横断研究を行ったところ、サルコペニア(筋量・筋力減少症)を来たした患者の割合は、高齢になるほど増加しており、本邦一般住民と比べて優位に高い割合であったが、歩行速度は保たれているという特徴を有していた。つまり、加齢の要素以外に心不全を有することが身体組成や身体機能の低下と関連し、歩行速度が低下していないため気づきが遅くなる可能性がある。また、四肢筋量は同部位の脂肪量とは相関せず、脂肪組織と関連するレプチン、アディポネクチンが運動機能と負に関連しており、病態形成に組織連関が示唆される。歩行機能が低下した高齢患者に対して在宅での実施可能な運動療法を施行した単施設観察研究では、平均年齢82歳、100例において、優位な身体機能の改善を認め、歩行速度も有意な改善を示した。さらに、1年間の生存率も高いことが示された。I:心不全患者の運動能力低下の特徴と患者背景の関連解析を目的として、新潟市内の心リハ施行5施設の回復期心リハ適応患者の背景と身体機能に関する横断研究を行った。症例は53例(平均年齢69歳)。DEXAで測定した四肢骨格筋筋量や筋力、歩行機能は、心機能指標とは有意な相関を示さなかった。サルコペニアを来たした回復期心リハ患者の割合は、年齢区分が高齢になるほど増加しており、本邦一般住民と比べて優位に高い割合であるが、歩行速度は保たれているという特徴を有していた。また、四肢筋量は同部位の骨塩量と強く相関していたが、脂肪量とは相関しておらず、脂肪組織と関連するレプチン、アディポネクチンが運動機能と負に関連していた。II:身体機能評価尺度であるShort Physical Performance Battery (SPPB)が満点とならない患者を独歩の維持が危うい高齢患者と定義し、ストレッチ、レジスタンストレーニング、バランス強化を中心とし、有酸素持久運動によるリハ介入を施行する単施設観察研究を行った。累積症例は100例(平均年齢82歳)で、85歳以上の超高齢者が半数を占めた。平均介入期間は32日で、SPPBが7点から9点へ改善し、筋力、バランス機能、歩行速度とも有意な改善を示した。さらに、SPPB9点以上では、運動耐用能の改善・維持が期待でき、1年間の生存率も高いことが示された。本年度の研究によって、心疾患患者に発症するサルコペニアは一次性サルコペニアより多く、高齢になるほど増加する。また、この病態では局所における脂肪関連因子の組織連関が示唆された。さらに、高齢者においても我々の簡素な運動プログラムで身体機能が改善し、生存率の改善にも寄与することが示唆された。上記I、IIの研究は本年度に予定していたものであり症例数が少し目標に届かなかったが結果は次年度の研究に結びつくものであったと考える。