hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変異体マウスにおける造血幹細胞変動の原因解明

造血機構は近年研究が進み,造血幹細胞についても細胞側受容体c-kitとそのリガンドstem cell factor,さらには接着分子integrinの関与が明確になってきた。しかし,他の因子の研究は不十分であり,造血幹細胞増殖機構の全体像解明は今後の課題である。常染色体劣性変異体wastedマウスは,生後3週令に達した後,神経系や免疫系,造血系の異常,体重増加停止など,多様な臨床症状をわずか1週間で急激に呈し,死亡する。申請者は,上記の臨床症状が,生後22日令以降の日令に依存して,組織特異的に生ずること(Tezuka et al.,1986;Inoue et al.,1986),特に造血系の異常は,赤血球産生系に特異的であり,前駆細胞CFU-Eに発現していること(Tezuka,1990)を見いだし,異常の原因として,造血幹細胞の異常を推定した。申請者は,今年度の研究において,前年度の脾コロニー形成法の実験に加えて,wastedマウスと対照群の同腹正常個体との相互の骨髄細胞移植とパラビオーシス手術実験を用いて,造血幹細胞day-8及びday-12CFU-Sの動態と機能の異常を解析した。脾コロニー形成法の実験については,動物の日令は,前年度よりさらに進めて生後9日令より27日令までとした。その結果,骨髄・脾臓の両造血器官において,ともに上記の両幹細胞の数的な異常が,臨床症状が発現するよりはるか前の9日令より発現していることを再確認した。相互の骨髄移植については生後18日,パラビオーシス手術実験については生後12及び18日令で実施した群については,いずれも救命されなかった。このため,さらに実験に用いるマウスの日令を進めて,検討中である。
高濃度イオン注入による新機能膜の作製と制御

セラミックスや金属に高速に加速されたイオンを打込むことによって、今までにない非平衡状態化での物質合成、改質を実現することが可能である。本研究では、主に(1)^<18>Ar以下の軽元素イオンを、(2)最大150keVまで加速して(3)10^<16>10^<18>ions/cm^2程度のド-ズ量をタ-ゲットの遷移金属磁性薄膜やセラミックス高温超伝導薄膜にイオン注入して、磁気機能性に優れた金属系および金属-セラミックス複合系磁性薄膜材料の開発ならびに高温超伝導薄膜の特性改善を図った。その結果、特に遷移金属磁性薄膜へのイオン注入によって次のような研究成果、知見を得た。1.α-Fe薄膜への窒素イオン入によって、従来から巨大磁化を持つのではないかと期待されていたα"-Fe_<16>N_2合成に成功した。([1]J.Appl.Phys.,vol.65,pp.4357-4361(1989),[2]Appl.Phys.Lett.,vol.54,pp.2536-2538(1989))さらに、窒素イオンの加速電圧とド-ズ量を制御しながら多重注入する事によって膜中の窒素濃度の均一化を図り、室温の飽和磁化がFeCo合金を上回る高飽和磁化薄膜を作製する事に成功した。([3]Appl.Phys.Lett.,vol.56,pp.92-94(1990))これらイオン注入窒化鉄薄膜の内部転換電子メスバウア-スペクトルの測定を行ない詳細に解析した。その結果、α"-Fe_<16>N_2には3つの異なる鉄サイトが存在し、それらは窒素原子からの距離に応じてそれぞれ第1近接、第2近接および第3近接と同定された。また、各サイトの鉄原子の磁気モ-メントはそれぞれ約2.2,2.3,3.5μBと求められた。(日本応用磁気学会誌、投稿中)2.Co薄膜に酸素イオンを高濃度に注入することによって、Co-CoO複合磁性薄膜を作製した。この磁性膜は、非常に大きな交換磁気異方性を示すため、新しい非線形磁気機能性素子への応用が期待される。(IEEE Trans.on Magn.,投稿中)セラミックスや金属に高速に加速されたイオンを打込むことによって、今までにない非平衡状態化での物質合成、改質を実現することが可能である。(IEEE Trans.on Magn.,投稿中)
低速原子衝突過程における実験とモデリング

報告者は「低速原子衝突過程における実験とモデリング」と題して京都大学大学院工学研究科博士後期課程在学中に貴会特別研究員(DC)として採用された。1年目の平成24年度に申請した内容は実験としては全て終了し、それを上回る進展があった。とりわけmeV程度の低速原子衝突過程での偏極緩和に関して、これまでの理論では説明できない実験結果を得たために、本年度はこの成果をまとめた。論文に投稿するための体裁を整え、平成26年度中に論文を投稿予定である。また、平成25年度はそれまでに行ってきた原子衝突実験を発展させるため、六極集束器と呼ばれる量子状態選別装置を用いた実験を行うため、所属する研究機関を変更して実験を行った。装置の立ち上げは東京大学理学部物理学科の4回生配当の学生実験課題にもなり、適宜指導を行いつつ装置の立ち上げを行った。立ち上げた六極集束器の装置で得られたヨードメタン(CH_31)分子の集束曲線(得られたビーム強度の六極電極部への印加電圧依存性)を得て、|JKM>状態が選別された分子ビームを得るまでに至った(Jは全角運動量量子数、KはJの分子軸方向への射影成分、Mは量子化軸方向への射影成分である。)。(抄録なし)今年度は、(1)励起アルゴン原子2p2準位のアライメント緩和速度係数に対し、1.温度依存性、2.入射原子依存性を論じた実験結果に対しての論文執筆、および、(2)励起ネオン原子2p5、2p7、2p10準位のヘリウム原子衝突によるオリエンテーション緩和観測、その結果を報告する論文執筆を行った。(1)は摂動を与える原子の分極率依存性を解明するための実験である。励起アルゴン原子2p2準位のヘリウム原子、ネオン原子、アルゴン原子との衝突によるアライメント緩和過程を観測し、入射原子の分極率の大きさに応じてアライメント緩和平均断面積が増加することを示した(ここで平均断面積とは、速度係数を平均速度で除したものである)。また入射原子に対する依存性を見るために既存の理論と比較を行い、理論の問題点を指摘した。(2)は、様々な論文で議論されているアライメント緩和とオリエンテーション緩和の比について注目し、既存の理論との比較を目的として行った実験である。励起ネオン原子の2p5,2p10準位に対してオリエンテーション緩和測定を行い、実験で得られたオリエンテーション緩和速度係数とアライメント緩和速度係数の比を求めた。その結果は、断面積の大きな準位に対してはM=-1とM=+1の間での励起移行速度がM=-1とM=0の間での励起移行速度の2倍(図の(a)(b)に示した記号を用いればk-11:k01=2:1)程度であることを示した。このことはOmont、Wangらの理論の示すところと一致している。一方で断面積の小さな準位に対しては理論に従わないことが分かり、現在このことに関して考察中である。)。計画書の当該年度に記載した実験はすべて終了したため研究の対象を原子から分子まで広げ、新たな実験手法を構築する。具体的には平成25年度には、六極集束器を用いたレーザー実験に取り掛かる。分子の量子状態(全角運動量量子数J、その分子軸方向への射影K、実験系における電場方向への射影M)を指定した分子試料に対して分子の偏極(アライメント、オリエンテーション)をレーザー電場により実現する。(抄録なし)
ロコモティブシンドロームの疫学指標の解明による要介護予防戦略の確立

運動器障害予防のために設立された大規模住民コホート研究ROADにおいて追跡調査を行い、わが国における大腿骨骨粗鬆症(OP)の有病者数を1280万人、変形性膝関節症(KOA) 2530万人、変形性腰椎症(LS) 3790万人、これらのいずれかを持つものは4700万人と推定した。さらにわが国におけるOP(大腿骨頸部)、KOA、LSの年間累積発生率をそれぞれ年間1.8%、3.3%、11.4%と推定した。ロコモと他の要介護原因疾患との関連については、メタボ構成要素の数を多く持てば持つほどKOAのリスクが増加すること、軽度認知障害がKOAの発生リスクを4.9倍あげることを明らかにした。研究計画においては、ROADに参加する3ヶ所の地域コホート(都市部、山村部、漁村部コホート)のうち、都市部と山村部コホート2ヶ所の追跡を行う予定であったが、山村部(日高川町)は検診開始直前の9月2-5日の台風12号豪雨のため(平成23年9月20日激甚災害指定)検診予定場所の診療所が床上浸水となったため検診中止となった。従って、本年度は都市部コホートの追跡のみ開始となった。なお平成24年度に山村コホート追跡調査を実施、平成25年度に漁村コホート追跡調査を実施することにするため、研究計画全体の変更はなく、研究計画に基づいて実施可能である。ROAD都市部コホートの第3回調査では、都市部コホートのベースライン調査に参加した住民1,350人に第3回調査を通知し、文書によるinformed consentを得られた検診参加希望者に問診票調査、栄養調査、整形外科専門医の診察、身体測定、握力測定、開眼片足立ち検査、いす立ち上がり検査、普通歩行時間測定、膝立位前後像、脊椎前後像、骨盤正面像のX線撮影、認知機能検査を行っている。都市部コホートにおいては、平成25年までに第3回追跡調査を終了する予定あるが、検診は順調に推移し、現在参加予定者の1/3以上の参加を得ている。本年度はX線自動読影プログラムの開発も始動した。X線自動読影プログラムについては、すでに膝X線自動読影プログラムは完成し股関節、腰椎の読影プログラム作成に着手している。これによりX線フィルムからOP、OA関連指標の客観的指標を迅速に得ることが可能となり、測定者間誤差を考慮に入れることなく診断結果の直接比較が可能となる。さらにゲノムワイド関連解析も開始した。ベースライン調査時にinformed consentを得た対象者から採取したゲノム探索用血液サンプルを用いて一塩基多型(SNP)を用いた3段階のゲノムワイド関連解析を行っている。平成25年度は、運動器障害予防のために設立された大規模住民コホート研究Research on Osteoarthritis/osteoporosis Against Disability(ROAD)において3ヶ所の地域コホート(都市部、山村部、漁村部コホート)のうち、平成23、24年度に引き続き、7年目を迎える漁村コホートの第3回調査(2回目の追跡調査)を行った。本調査では、ベースライン調査に参加した漁村住民826人に第3回調査の内容を通知し、文書によるinformed consentを得られた検診参加希望者に問診票調査、栄養調査、整形外科専門医の診察、身体測定、握力測定、開眼片足立ち検査、いす立ち上がり検査、普通歩行時間測定、膝立位前後像、脊椎前後像、骨盤正面像のX線撮影、認知機能検査を行った。加えて、希望者には頭部および脊柱のMRI検査を実施した。検診は順調に推移し、漁村コホートでの第3回調査は無事終了した。その後、ROAD全体としての解析を行うために、各コホートの結果の確認、及び入力作業を実施した。X線自動読影プログラムの開発も順調に進み、すでに完成した膝X線自動読影プログラムに加えて股関節、腰椎の読影プログラム作成が進展したため、第3回調査からX線フィルム読影に使用することにした。これによりX線フィルムから骨粗鬆症や変形性関節症の観的指標を迅速に得るとともに、測定者間誤差を考慮に入れることなく診断結果の直接比較が可能となった。この読影システムを用いて英国、香港の高齢者のX線フィルムの読影も進行中である。ゲノムワイド関連解析として、ベースライン調査時にinformed consentを得た対象者から採取したゲノム探索用血液サンプルを用いた一塩基多型(SNP)を用いた3段階のゲノムワイド関連解析も実施中である。

研究2年目である平成24年度は、運動器障害予防のために設立された大規模住民コホート研究Research on Osteoarthritis/osteoporosis Against Disability(ROAD)において3ヶ所の地域コホート(都市部、山村部、漁村部コホート)のうち、平成23年度に引き続き都市部コホートの第3回調査を行うとともに、7年目を迎える山村部コホートの第3回調査(2回目の追跡調査)を行った。本調査では、都市部コホートのベースライン調査に参加した住民1,350人、及び山村部コホートのベースライン調査に参加した住民864人に第3回調査の内容を通知し、文書によるinformed consentを得られた検診参加希望者に問診票調査、栄養調査、整形外科専門医の診察、身体測定、握力測定、開眼片足立ち検査、いす立ち上がり検査、普通歩行時間測定、膝立位前後像、脊椎前後像、骨盤正面像のX線撮影、認知機能検査を行った。検診は順調に推移し、両コホートでの第3回調査は終了した。来年度に予定される漁村部コホートの第3回調査の結果をあわせてROAD全体としての解析を行う予定であり、現在各コホートの結果の確認、及び入力作業に入っている。同時にX線自動読影プログラムの開発も順調に進み、すでに完成した膝X線自動読影プログラムに加えて股関節、腰椎の読影プログラム作成が進展したため、今回の第3回調査結果の診断に使用することにした。これによりX線フィルムから骨粗鬆症や変形性関節症の観的指標を迅速に得るとともに、測定者間誤差を考慮に入れることなく診断結果の直接比較が可能となった。ゲノムワイド関連解析として、ベースライン調査時にinformed consentを得た対象者から採取したゲノム探索用血液サンプルを用いた一塩基多型(SNP)を用いた3段階のゲノムワイド関連解析も実施中である。疫学研究計画においては、ROADに参加する3ヶ所の地域コホート(都市部、山村部、漁村部コホート)のうち、都市部と山村部コホート2ヶ所の追跡を行う予定であったが、山村部(日高川町)は検診開始直前の9月2-5日の台風12号豪雨のため(平成23年9月20日激甚災害指定)検診予定場所の診療所が床上浸水となったため、検診中止となった。従って、平成23年度は都市部コホートの追跡のみ開始となった。平成23年度に実施できなかった山村部コホート追跡調査は、平成24年度に延期、平成24年度に実施予定だった漁村コホート追跡調査を平成25年度に実施する。地域コホート全体の追跡調査については、研究計画でも平成25年度に終了する予定だったので、研究計画全体の変更はなく、予定期間内に終了可能である。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画においては、ROADに参加する3ヶ所の地域コホート(都市部、山村部、漁村部コホート)のうち、都市部と山村部コホート2ヶ所の追跡を行う予定であったが、山村部(日高川町)は検診開始直前の9月2-5日の台風12号豪雨のため(平成23年9月20日激甚災害指定)検診予定場所の診療所が床上浸水となったため、検診中止となった。しかしながら、平成24年度に山村部コホート追跡調査を実施し終了することが出来た。研究計画において平成24年度に実施予定だった漁村コホート追跡調査は平成25年度に実施する予定でありすでに検診実施予定地域から了承を得ている。地域コホート全体の追跡調査については、都市部コホートの追跡期間を見込んでもとの研究計画でも平成25年度に終了する予定としていたので、研究計画全体の変更はなく、予定期間内に終了可能である。
多機能反応剤の開発-有機ストロンチウムの調製と反応-

我々の研究室では殆ど有機合成反応に用いられてこなかった、金属ストロンチウムを用いる新規有機合成反応の開発を行っている。ストロンチウム(Sr)は第2族第5周期に位置する原子番号38の元素である。同族元素であるマグネシウムはGrignard試剤をはじめとして様々な有機合成化学的研究がなされている。またカルシウムやバリウムも有機合成に応用した報告がなされている。しかしながら、そしてストロンチウム金属およびストロンチウム化合物は比較的安価であり、様々な化合物が市販されているにもかかわらず、他の第2族元素と比べ、ストロンチウムを有機合成反応に応用した報告例は遙かに少なく、未知の部分が多く存在する。従って本研究によりストロンチウムの持つ物理的・化学性質を明らかにすることができる。金属ストロンチウムとヨウ化アルキルを用いるアルキル化反応に於いて、芳香族カルボン酸である安息香酸を基質として用いた場合は、ベンゼン環のp-位にアルキル基が付加した生成物が得られた。p-位に選択的に置換基を導入する方法は殆ど報告されておらず、また第1級アルキル基がp-位へ容易に導入されることは非常に興味深い。そこで更なる発展を目指し、このp-アルキル化反応の収率向上を目指し、種々検討を行った。その結果、ヨウ化アルキルの添加方法を変えた場合に大幅に収率が向上し、しかも1級、2級、3級いずれのヨウ化アルキルを用いても反応は円滑に進行する事を見いだした。次に、上記反応をカルボン酸から酸塩化物に変え反応を行ったところ、興味ある嵩高い第3級アルコールエステルが副生成物として少量得られた。嵩高い第3級アルコールエステルは機能性材料合成等に応用できる。今回基質検討を行い、条件を工夫することにより幾つかの基質でも収率良く反応させることが可能になった。また、酸塩化物の代わりに酸無水物も使用可能であることがわかった。金属ストロンチウムを用いた有機合成手法の開発は殆ど行われておらず、少ない報告例も同族元素であるカルシウムやバリウムとの比較検討が殆どであった。そこで、本研究室では種々検討を行った結果、ストロンチウムとヨウ化アルキルを一度に作用させることにより、Barbier型のアルデヒド、イミンのアルキル化、さらに、エステルのジアルキル化も円滑に進行する事を見いだした。そこで今度は基質にカルボン酸を用いて検討を行った。その結果、比較的低濃度で反応を行うことにより、カルボキシル基への付加反応が選択的に進行する条件を見いだした。この場合は、エステル基への付加反応とは異なり、主生成物としてモノアルキル化であるメチルケトン体を比較的良好な選択性で得ることが出来た。Weinreb'sアミドや2-ピリジンチオエステル等のカルボン酸誘導体を用いてのモノアルキル化は種々検討されているが、カルボン酸そのものを用いる反応は多くなく、有機合成反応として注目できるものと考えられる。更に、カルボン酸をナトリウム塩とすることで、ジアルキル化の生成をほとんど抑え、選択的にメチルケトンを得られることも見いだした。また、上記の検討の途中に非常に興味深い結果が得られた。芳香族カルボン酸である安息香酸を基質として用いた場合は、主生成物としてモノアルキル化体であるケトン体が得られ、副生成物としてベンゼン環のp-位にアルキル基が付加した生成物が痕跡量得られた。そこで更なる発展を目指し、種々検討を行った。その結果、ヨウ化アルキルの添加方法を変えた場合に於いて大幅に収率が向上し、しかも1級、2級、3級いずれのヨウ化アルキルを用いても反応は円滑に進行する事を見いだした。

次に、上記反応をカルボン酸から酸塩化物に変え反応を行ったところ、興味ある嵩高い第3級アルコールエステルが副生成物として少量得られた。嵩高い第3級アルコールエステルは機能性材料合成等に応用できる。今回基質検討を行い、条件を工夫することにより幾つかの基質でも収率良く反応させることが可能になった。また、酸塩化物の代わりに酸無水物も使用可能であることがわかった。
散逸型偏微分方程式に対する慣性多様体の離散近似と構造安定性についての研究

次の研究成果1)-3)を得た。1)移流項をもった非線形楕円型偏微分方程式について、renormalized解の存在と一意性についての結果を得た。ここで、βはRにおける極大グラフ、h : R→R^dは連続関数、a : Ω×R^d→R^dはある単調条件を満たすCratheodory関数f∈L^1(Ω)である。Ωが非有界で移流項div h(u)が現れる場合は、まだ十分に解決されていない。その問題に対して、ある一つの結果が与えられている。2)Banach空間における発展方程式(E) : du/dt=Au+F(t, u),に対する慣性多様体の存在、滑らかさ、C^1近似について研究し、その結果をKuramoto-Sivashinsky方程式に対する数値解析の理論に応用した。即ち、近似方程式(E_n) : du/dt=A_nu+F_n(t, u),がある意味でA_n→A, F_n→F, DF_n→DFならば、(E_n)に対する近似慣性多様体は、(E)の慣性多様体にC^1位相で収束することを証明した。そして、それを差分近似方程式に適用し、K-S方程式の近似理論、数値解析の理論の研究を考えた。3)上述の慣性多様体の理論を用いることにより、発展方程式(E)に対する局所不変多様体あるいは局所中心不安定多様体の理論の改良を行った。さらに、この結果を利用して、非有界領域上の非線形放物型偏微分方程式u_t=△u+F(u, ▽)の漸近解析の幾何学的側面の研究に適用する試みを行った。非有界領域の場合、その線形化された方程式は連続スペクトルのみ現れ、スペクトルギャップがないのでむづかしさがある。Hilbert空間H空間における時間依存する半線形発展方程式次の研究成果1)-3)を得た。無限次元Banach空間における半線形発展方程式に対する不変多様体(中心安定多様体、中心不安定多様体)の理論の改良を行った。正確には、X,Y,ZをBanach空間とし、XとYはZに連続的に埋め込まれているとする。{T(t)}をZ上のC_0半群とし、F:R×X→Yは各tに対して、F(t,・)はC^1級で、F(t,0)=0,DF(t,0)=0とする。このとき、{T(t)}に対する適当なスペクトル分割条件の下で、時間に依存する半線形発展方程式u(t)=T(t)x_0+∫^t_oT(t-s)u(s)dsは原点のまわりで、C^1級の有限次元局所不変多様体を持つことを証明した。さらに、この結果を、非有界領域上の非線形放物型偏微分方程式u_t=Δu+F(u,∇u)の漸近解析の研究に適用する試みを行った。有界領域上の偏微分方程式に対しては、その線形化された方程式が離散スペクトルのみ持つので、有限次元のときと同様な議論を行うことにより不変多様体の存在は知られているが、非有界領域上の方程式に対してはその線形化された方程式は連続スペクトルのみあらわれ、スペクトルのギャップがないので有限次元のときの様な議論は成り立たない。この問題に対して、これまでは重みつきのL^2型Sobolev空間の枠内で扱われていたが、L^p型Sobolev空間で扱った。これにより、漸近挙動についてより精密な結果を得た。今後の研究として、この手法をSwift-Hohenberg方程式の周期解に対する非線形安定性問題の研究やSchrodinger方程式、Korteweg-Vries方程式などの分散型方程式の漸近挙動の研究に適用し、これらの問題に新しい切り口を与えたい。
腸炎ビブリオVNC状態誘導の分子機構の解明

我々は腸炎ビブリオゲノム中のスーパーインテグロン(SI)に大腸菌Tトキシン/アンチトキシン(TA)システム・DinJ/YafQの相当遺伝子(vp1842/vp1843)を見出し、そのトキシンの遺伝子産物をVp1843、アンチトキシンノ遺伝子産物をVp1842と命名した。本研究では、Vp1843はDNAの1本鎖を加水分化するDNAエンドヌクレアーゼ活性を持つことを明らかにするとともに、vp1842/vp1843はプラズミドに見出しされたTAシステムと同様に、腸炎ビブリオゲノム中のSIの安定・維持に関与していることが示唆された。申請者は、vp1842/vp1843は腸炎ビブリオのTAシステムで、トキシンであるVP1843は細胞分裂を阻害することによりVNC状態へ誘導するものと推定した。そこで、大腸菌の情報に基づき、大腸菌の細胞分裂に関わっているMreB(アクチン様タンパク質)とFtsZ(チューブリン様タンパク質)の腸炎ビブリオ相当タンパク質(VP2691とVP0464)を調製し、Hisタグを付加したVP1843との相互作用をアフィニティークロマトグラフィーにより検討したが、両タンパク質ともVP1843と結合しなかったことから、VP1843は未知のタンパク質と相互作用することにより、腸炎ビブリオの細胞分裂を阻害していることが推定された。そこで、VP1843と相互作用する候補タンパク質をプログラムSMARTを用いて腸炎ビブリオゲノムデータベースを検索した。その結果、8種の遺伝子(VP1842、VP1841、VP1840、VPA0388、VP1829、VP1268、VPA0479)産物がVP1843と相互作用する可能性があることが推定された。次に、VP1843のVNC状態誘導への関与を検討するために、腸炎ビブリオゲノムより、VP1843/VP1842遺伝子をpYAK-1プラズミドを用いた相同組換え法によりノックアウトすることを試みた結果、変異株(delta8710;VP1843)を作成した。続いて、野生型腸炎ビブリオとdelta8710;VP1843を低温・低塩状態(1.85%食塩水で10°C)で培養することにより、VNC状態への誘導を試みたところ、両株とも約10日間でVNC状態へ移行した。この結果より、VP1843は腸炎ビブリオのVNC状態への誘導には関与していないことが分かった。そこで、腸炎ビブリオのその他のトキシン/アンチトキシンをプログラムRASTAを用いて検索したところ、新たにVP1586とVP2958がトキシンであることが予測された。腸炎ビブリオ(Vibrio parahaemolyticus)は低温や低塩濃度などのストレス条件化において、“生きているが培養できない(VBNC)"状態へと移行する事が知られている。最近、腸炎ビブリオのVBNC状態への移行にトキシン/アンチトキシン(TA)システムの関与が示唆されている。当研究室では、腸炎ビブリオゲノム中にTAシステム・vp1842/vp1843を見出した。本研究では、vp1842/vp1843を欠損した腸炎ビブリオ変異株を作成し、vp1842/vp1843のVBNC状態移行への関与を検討するとともに、トキシン遺伝子・vp1843のDNAジャイレースの阻害活性について検討した。まず、腸炎ビブリオノックアウト用ベクター・pYAK1を用いて、相同組替えによりvp1842/vp1843を欠損した腸炎ビブリオ変異株を作成した。この変異株を用いてVBNC状態移行実験を行ったところ、変異株は野生型と比較してわずかに速度は遅いものの、VBNC状態へ移行したことから、vp1842/vp1843はVBNC状態への誘導に関与していないことが示唆された。次に、トキシン・VP1843の大腸菌DNAジャイレースの阻害活性を弛緩型pUC19を基質とし、DNAジャイレース阻害抗生物質・ciprofloxacinを指標として検討した。その結果、VP1843は濃度依存的にDNAジャイレース活性を阻害した。一方、トキシン/アンチトキシン複合体であるVP1842/VP1843は、DNAジャイレースの活性を阻害しなかった。さらに、VP1843によるDNAジャイレースの阻害において、VP1843の濃度依存的に線状DNAが増加することが分かった。以上の結果より、VP1843の強い細胞増殖抑制活性は、DNAジャイレースを標的としたDNA複製反応の阻害で、VP1843は抗生物質・ciprofloxacinと同様に、DNAジャイレースのDNA再結合反応を阻害していることが示唆された。申請書に記述した研究計画を実施し、上述の研究成果を得ているから。腸炎ビブリオ(Vibrio parahaemolyticus)などの食中毒菌の多くは、ストレス環境下では生きているが培養できない(VBNC)状態へと移行するが、その誘導因子に関する知見は乏しい。最近、ストレス応答因子の一つであるトキシン/アンチトキシン(TAシステム)がVBNC状態誘導に関与していることが示唆されている。TAシステムは原核生物のゲノムやプラズミドに存在し、ゲノムの安定化や細胞ストレス耐性因子として機能している。一方、ビブリオ属やシュードモナス属ゲノム中に存在するスーパーインテグロン(SI)は多くの機能未知遺伝子を含み、その構造から薬剤耐性可動因子の祖先と推定されている。

我々は腸炎ビブリオゲノムSIにTAシステム・vpparD/vpparEを見出し、トキシンVpParEがDNAジャイレースを阻害することによりDNA複製を抑制していることを明らかにした。本研究では、vpparD/vpparEのVBNC状態移行への関与と生理機能について検討した。まず、相同組換えによってvpparD/vpparEを欠失した腸炎ビブリオ変異株を作成し、低温低塩(10°C,1.85% NaCl)条件下でVBNCへの移行を検討した。その結果、変異株は野生株と同様に約10日間でVBNCへ移行したことから、vpparD/vpparEはVBNCへの誘導には関与していないことがわかった。続いて、vpparEを強制発現したビブリオ菌の作成を試みたが得ることはできなかった。そこで、vpparEを発現した大腸菌の表現型を検討したところ、大腸菌の形態がフィラメント状に変化し、ゲノムDNAが分解されていることが明らかになった。以上の結果より、vpparD/vpparEは、プラズミドに見出しされたTAシステムと同様に、SIの安定・維持に関与していることが示唆された。我々は腸炎ビブリオゲノム中のスーパーインテグロン(SI)に大腸菌Tトキシン/アンチトキシン(TA)システム・DinJ/YafQの相当遺伝子(vp1842/vp1843)を見出し、そのトキシンの遺伝子産物をVp1843、アンチトキシンノ遺伝子産物をVp1842と命名した。本研究では、Vp1843はDNAの1本鎖を加水分化するDNAエンドヌクレアーゼ活性を持つことを明らかにするとともに、vp1842/vp1843はプラズミドに見出しされたTAシステムと同様に、腸炎ビブリオゲノム中のSIの安定・維持に関与していることが示唆された。腸炎ビブリオのトキシン/アンチトキシン・VP1843/VP1842を同定し、そのVBNC状態移行への関与を検討したが、このトキシンはVBNCへの誘導には関与していないことが分かった。そこで、腸炎ビブリオのトキシンゲノムを新たに検索したところ、2種のトキシン候補遺伝子を見出すことができた。さらに、VP1843の標的タンパク質についても、8種の候補タンパク質を予測することができた。上述したように、腸炎ビブリオのトキシン。VP1843はDNAジャイレースの阻害活性を持つことが明らかになった。本年度は、VP1843とDNAジャイレース複合体の結晶構造を決定し、VP1843のDNAジャイレース阻害機構を原子レベルで明らかにする。生物化学前述したように、新たにVP1586とVP2958がトキシンであることが予測された。そので、両遺伝子をpBADベクターに導入し大腸菌LMG194を形質転換後、各遺伝子発現の大腸菌増殖への影響を検討することにより、両遺伝子産物がトキシンであることを検証する。次に、VP1843の標的タンパク質と予測された8種のタンパク質について、VP1843との相互作用を酵母two-hybridシステムを用いて検討する。
蛋白質非天然状態の構造とダイナミクス

モルテングロビュール(MG)は球状タンパウ質に共通する折り畳み中間体であると考えられている。この状態は構造的には厳密に定義された状態でありながら、現実の蛋白質のMGではそのサイズ、形状あるいは二次構造のパッキングの程度(tertiary fold)など定量的な評価があまりなされていなかった。そこで、典型的なMGとしてとらえられているアポミオグロビン、チトクロムc及びαラクトアルブミンのMG状態について、X線溶液散乱によりその構造の特徴を調べた。MGの慣性半径は天然状態の慣性半径から2530%大きくなっていたが、αラクトアルブミンではその増加の程度は1115%であった。Ptitsynらは慣性半径の増加は10%以下であると主張していたが、慣性半径の増加は30%までにも及ぶことが明らかになった。αラクトアルブミンでは分子内SS結合によって増加の程度が押さえられていると推測される。MGは距離分布関数(P(r))によって二種類に分類されることが示された。一つはチトクロムcやαラクトアルブミンのMGのように一相性のP(r)を示すものであり、他はアポミオグロビンのMG等のように二相性のP(r)を示すものである。前者ではかなりの程度tertiary foldが完成しているが、後者ではごく一部ができているにすぎない。tertiary foldは、チトクロムcでは疎水相互作用が、αラクトアルブミンではSS結合によって保持されていると推測される。また、二相性のP(r)を示す構造は、MGのみならず折り畳みの初期に形成される構造に特徴的なものであると考えられる。天然構造とコンパクトな変性状態での蛋白質の動的性質を理解するために、中性子非弾性散乱測定を行い、非弾性散乱スペクトルに差を検出した。詳細な解析は今後の課題である。
細胞の分化及び生存に影響を及ぼす新たなRNA代謝機構

1. NF90もしくはNF90-NF45複合体は、microRNA生合成、mRNA安定化、翻訳抑制、ウイルスRNAの複製、転写に関与することが知られている。本研究で我々は、個体レベルで、NF90-NF45複合体が骨格筋病のひとつである中心核病(筋分化異常)を引き起こし、その病態の発症がNF90-NF45複合体によるmiR-133a生合成抑制を介したdynamin 2 (中心核病の原因遺伝子)の発現増加に起因することを見出した。2. NF90による蛋白質合成抑制能を介したATPの収支バランスの制御を、培養細胞を用いてIn vitroの系で検証を試みたが、その制御を確認するに至らなかった、これまでの解析でNF90-NF45double transgenic (dbTg)マウスの骨格筋では核が中心に局在し(中心核)、未成熟な筋繊維が多く存在することが分かっている。この中心核は筋疾患(ミオパチー)においてしばしば観察されるため、本研究課題でNF90-NF45 dbTgマウスにおける中心核の発生機序を明らかにすることは、ミオパチーの発症機序の解明や当該疾患の治療法の開発において有益な情報になるものと考えている。そこでまず我々は、NF90-NF45がマイクロRNA(miRNA)生合成を負に制御することに着目し、野生型とdbTgマウスの骨格筋におけるmiRNAの網羅的な発現解析を行った。その結果、dbTgマウスで筋成熟に関与するmiR-133aの発現低下を見出すことができた。我々はこれまでにNF90-NF45はpri-miRNAに結合し、そのプロセッシングを抑制することでmiRNAの生合成を負に調節することを見出している。そこでmiR-133aの初期転写産物(primary: pri-miR-133a )に対するNF90-NF45の結合能とNF90-NF45がpri-miR-133aのプロセッシングに及ぼす影響を検討した。その結果、NF90-NF45はpri-miR-133aに直接結合し、そのプロセッシングを抑制することを見出した。miR-133aの標的の1つであるDynamin2 (Dnm2)は、その発現上昇が中心核発生の要因になることが知られている。そこで野生型とdbTgマウスの骨格筋におけるDnm2の発現を解析した。その結果dbTgマウスの骨格筋でDnm2の発現が増加していた。これらの解析結果より、dbTgマウスの骨格筋における中心核の発生は、NF90-NF45によるmiR-133aの産生抑制を介したDnm2の発現促進によるものと考えられた。昨年度までの解析より、我々はNF90-NF45過剰発現(dbTg)マウスの骨格筋ではNF90-NF45-miR-133-Dynamin (Dnm)経路が活性化することで中心核化を伴う筋萎縮を引き起こすことを見出した。本年度は、NF90-NF45がmiR-133に加えmiR-1やmiR-378といった他のmyogenic miRNAの産生も抑制することを見出した。そこでdbTgマウスの骨格筋においてmiR-133,-1,-378の標的となる候補因子を探索するためにマイクロアレイ解析を実施した。その結果、野生型マウスと比較し、dbTgマウスの骨格筋において725遺伝子の発現が2倍以上増加していた。その中よりmiR-133,-1,-378の標的候補をmiRNA標的予測プログラムであるTargetScanを用いて探索した。その結果が下記となる。次に、これらの中から、中心核化を引き起こすアクチンや微小管の制御に関与する因子をGene ontology解析を用いて調べた。その結果、Aifl1, Coro1b, G6pdx, Serp1, Sh3bgrl3がそれらの機能を有する可能性を見出した。従って、dbTgマウスの骨格筋の中心核化には、NF90-NF45-miR-133-Dnm2の経路に加え、miRNAの産生制御を介して上記の5因子が関与する可能性を見出すことができた。1.二本鎖RNA結合蛋白質であるNF90-NF45が過剰発現している遺伝子改変マウスの骨格筋は多くの筋繊維において核が組織の中心に局在(中心核)している。一般に中心核を有する筋繊維は未成熟な状態にあり、骨格筋が損傷後再生する段階で多く確認される。従って、NF90-NF45は骨格筋が再生する過程に影響を及ぼしている可能性が考えられた。そこで本年度は骨格筋再生におけるNF90-NF45の役割を明らかとすることを目指し、解析を試みた。骨格筋再生はヘビ毒素であるカルディオトキシン(CTX)をマウスの下肢に筋肉注射することで筋損傷を惹起させ、その再生過程をモデルとして用いた。CTXを投与した筋組織は、Day1-3まで損傷が激しく、Day5-7で再生が進み、Day14-28で筋繊維は成熟した。一方で、NF90-NF45はCTX投与後Day3-7でその発現が顕著に増加し、その後発現は低下した。これらの解析結果より、筋再生の初期過程の促進にNF90-NF45が影響を及ぼしている可能性が示唆された。

今後、この可能性を検証するために、In vitroで筋分化を誘導することが可能な骨格筋由来の細胞株を用いることで、NF90-NF45の発現を低下もしくは欠失させることによる筋分化への影響を検討する予定である。2. NF90過剰発現マウスは骨格筋で蛋白質合成が低下している。一方、当該マウスは骨格筋においてミトコンドリアが変性しているにも関わらず長期生存可能である。従って当該マウスの長期生存は蛋白質合成低下によるATP消費量の減少に起因することが考えられた。このことをIn vitroで検証するために、細胞の主なATP供給源であるグルコースを除いた条件下におけるNF90過剰発現HEK293細胞及びコントロール細胞の生存曲線を解析した。その結果、両細胞間で生存率に顕著な差異は確認されなかった。従って、現時点では、NF90が有する蛋白質合成抑制能を介したATPの収支バランスの調節をIn vitroの系で確認するに至らなかった。1. NF90もしくはNF90-NF45複合体は、microRNA生合成、mRNA安定化、翻訳抑制、ウイルスRNAの複製、転写に関与することが知られている。本研究で我々は、個体レベルで、NF90-NF45複合体が骨格筋病のひとつである中心核病(筋分化異常)を引き起こし、その病態の発症がNF90-NF45複合体によるmiR-133a生合成抑制を介したdynamin 2 (中心核病の原因遺伝子)の発現増加に起因することを見出した。2. NF90による蛋白質合成抑制能を介したATPの収支バランスの制御を、培養細胞を用いてIn vitroの系で検証を試みたが、その制御を確認するに至らなかった、当初の計画では、個体レベルで確認されたNF90-NF45によるmiR-133-Dnm経路の活性化を骨格筋由来の培養細胞株を用いて検証することが含まれていた。この点に関しては、マウス骨格筋由来の筋芽細胞であるC2C12細胞を用いて解析を行った。NF90-NF45を一過性に高発現させ、miR-133,-1,-378の初期転写産物(pri体)及び成熟型miRNAの発現を測定した。しかしながらNF90-NF45の一過性の過剰発現によるpri体の蓄積及び成熟型miRNAの低下は確認されなかった。C2C12細胞においては筋芽細胞から筋菅細胞への分化に伴い、miR-133,-1,-378の発現が顕著に増加することが報告されている。従ってこれらのmiRNAの生合成におけるNF90-NF45の影響を検証するためにはNF90-NF45の安定発現株を樹立し、その細胞株を用いて筋分化を誘導し当該miRNAの産生量の変動を解析する必要があると考えられる。分子生物学1.我々のこれまでの解析により、NF90-NF45 dbTgマウスの骨格筋において筋分化に重要なマーカー因子(分化マーカーX)の発現が顕著に増加することを見出している。そこで本年度は野生型マウスとNF90-NF45 dbTgマウスに対し筋異常を誘導し分化マーカーXの発現量の違いによる表現型の差異を検討する。2.NF90Tgマウスの筋組織ではミトコンドリア変性が観察される。一方、同組織においてはATPを大量に消費する蛋白質合成が低下している。従って、ATPの収支のバランスが保たれるため、NF90Tgマウスは筋萎縮を伴う体重の大幅な低下という表現型を示しているにも関わらず長期生存が可能になっているものと考えている。これらの解析結果より、NF90は細胞内ATPの収支を制御することで低栄養条件下等の過酷な環境において細胞を生存させる機能を有している可能性が考えられる。
福祉施設入所者の「重度化」に対応する,医療と介護の協働体制構築に関する研究

兵庫県下の特別養護老人ホームを対象に,看取りの実態,看取り介護加算(以下加算)の算定状況,看取りがもたらす経営と職員育成,入居者・家族の満足面への影響を調査した。看取りは職員の育成や入居者・家族の満足へつながるが,加算算定の有無によらず,経営上問題視されていた。加算は施設への経済的支援として十分ではないが,管理者と職員を看取りの実現という共通認識へ導き,職場環境の整備や業務の標準・効率化へ資する可能性がある。今後着目すべき点として「看取り」(生前)と「おくり」(死後)の一貫したケアがあげられる。死を境にする分業をこえ,早期からの葬儀社による施設へ向けた事業的参入が,普遍化する将来像を提起した。社会福祉施設、とくに特別養護老人ホーム(特養)が直面する入所者の重度化に対し、平成20年度は(1)医療と介護の協働面から終末期ケアの現場実態を調査した。医療側からは臨床の最前線に立つ医師へ焦点をあて、彼らのメンタルヘルス維持の重要性と、それを達成するための試案を提唱した(精神科治療学23:776-780)。介護側からは特養の現場職員が、看護師・医師といった医療職によるバックアップの乏しい中で利用者の終末期に関する難しい判断を強いられる現況へ注意を喚起し、彼らを不相応な困難へ直面させない代理判断システムの必要性につき提唱した(神経内科70:328-329)。加えて、(2)入所者の終末期の看取りを行うことが施設経営に与える影響につき、介護保険制度の展開と家族ら関係者のニーズを踏まえ、かつ癌患者に対する緩和ケアと比較した上で問題を整理した(人間学研究24:13-20)。また、病院での終末期ケアと、特養を主体とする介護保険施設との対比へも言及した(精神科治療学24:印刷中)。これらを基として、(3)重度化対応加算、看取り介護加算につき施設経営へ与えた影響を評価するため、平成20年10月から12月にかけて兵庫県の全特養251施設を対象とし、看取りの実態と、看取り介護加算および重度化対応加算の取得状況に関する質問紙調査を施行した。集計と考案は平成20年度末に完了しており、とくに看取り介護加算は経営面への効果こそ十分ではないが、管理者と職員を看取りの実現という共通認識へ導き、職場環境の整備や介護における効率性の追求へ資する可能性があるとの結論を得た。これは学術誌へ投稿済であり、現在審査に付されている。以上(1)(3)の成果は科研費の申請に際し立案した計画に従って獲得され、3年計画の初年度として所期の目標を達成し得たものである。今後さらに、平成21年4月から施行された介護保険制度改正が、現場職員や施設経営へもたらす影響を精査すべく、研究計画に沿って研究を継続していく所存である。重度化対応加算(重度加算)と看取り介護加算(看取加算)が創設後3年を経て改定され,特別養護老人ホーム(特養)の看取りを初めて経済的に保障した制度の意義を検証する必要がある。平成21年度は,前年末に兵庫県の全特養を対象に行った,両加算の算定状況と非算定施設における看取りの実態調査を検証した。休廃止を除く249施設から165通の回答が得られ,重度加算は133施設,看取加算は98施設で算定されていた。看取加算を算定しない67施設のうち39施設が看取りへ対応し,将来,両加算の算定を期していた。看取りは職員の育成や入居者・家族の満足へつながるが,経営上問題視されていた。両加算の意義は加算そのものより,管理者と職員を看取りの実現という共通認識へ導き,職場環境の整備や業務の標準・効率化へ資する可能性にある(医療社会福祉研究18)。結果を踏まえ,以下のように考察した。今後,高齢者施設は終末期対応に積極的な施設と,そうでない施設へ分化していく可能性が高い。看取りへ向けた制度上の拡充策は二つの方向性と,それぞれの限界がある。一つは介護保険サービスを最低担保と捉え,これを超えたケアの自費受給を認めること,もう一つは,ケアの質の高い事業者へ介護報酬を傾斜配分することである。在宅ケアは混合診療へ抵触せず,公費限度額以上を自費で賄えるが,それを特養入居者に適応すると,所得格差が施設サービスへ持ち込まれる懸念は残る。傾斜配分は,終末期ケアを全ての利用者が希求するとは限らないことから,施設が提供するケアを多軸的に評定する仕組みが必要となる。その重要な因子として看取りが勘案されるべきである(精神科治療学24)。

あわせて,特養に対する質問紙調査が導く業務への影響(日本医事新報4474,厚生の指標57[6])や,施設職員と学生の終末期への認識度(人間学研究25)について検討した。以上の成果をもとに,平成22年度の研究継続へ努める所存である。1.面接調査(日本医事新報4526,精神科治療学26,人間学研究26):特別養護老人ホーム(以下,特養)に代表される高齢者の生活施設における"看取り"の中で,現場を困惑させている"おくり"の課題は無視できない。看取りの漸増,実務へ長けた職員の退職家族(遺族)からの要請の多様化を経て露になりつつあるもので,この"おくり"へ向けた困難の具体像を,特養施設長と葬儀社社員への半構造化インタビューを通して導き出し,改善策を検討した。葬儀社による技術指導の形を取った施設へのアウトリーチが,利用者の自己決定の促進とあいまって,事業としての確立,入居者・家族(遺族)ならびに職員の満足を並立させ得ることを明らかにした。死を境とする分業を越え,葬儀社による施設へ向けた商業的参入が,特養で普遍化し得る可能性を提起した。2.質問紙調査(第40回[2009]三菱財団研究-事業報告書):特養の看取りには制約が伴い,職員の熱意や利用者からのニーズの高まりへ過度に依拠しない取り組みが求められる。将来,高齢者施設の看取りに供する医療的な基盤整備は,介護報酬面での裏づけを得て,財政的な折合いとサービス向上の両立を果たす可能性があるが,施設内の医療職・設備強化のみで看取りの困難を解決することは容易でない。在宅療養支援診療所の活用や役割の拡大,機能別協力医療機関の設置努力,施設利用前のかかりつけ医の継続診療など柔軟な対応が必要である。3.調査の調査(厚生の指標57[6],神経内科73,武庫川女子大学紀要[人文.社会科学編]58):特養を対象として調査を行わんとする者は,自らの行為が職員や利用者への負荷の上に成り立つことを弁えねばならない。調査「技術」に関する論点へ着目し,論文の上梓や学会での発表を終えることで研究者が満足してしまうことなく,調査を社会に活用し得る成果として広く知らしめ,現場へ還元しようとする姿勢が欠かせないことに言及した。4.施設職員と学生の調査(日本社会福祉教育学会誌5):医療-介護(福祉)協働に関する両者の意識を検証した。
情報エントロピーによる股関節疾患患者の動きの「滑らかさ」のメカニズムに関する研究

リハビリテーションにおいて筋機能向上とそれに伴う効率的な歩行動作の獲得は,極めて重要な課題である.そこで,本研究では,股関節疾患患者の筋の「質的機能」と歩行動作の「効率性(動きの滑らかさ)」の関係について研究を行う.効率性の指標として身体動作時の加速度データからの情報エントロピー量を算出し定量化を試みる.さらに,「滑らかさ」を規定する因子について,下肢運動連鎖の視点から下肢体節間の力学的エネルギー(骨盤,大腿,下腿,足部セグメント間のパワーの流れ)や,そのエネルギーを産出する下肢主要筋群の個別の筋張力(表層筋と深層筋の筋張力推定),さらに電気生理学的視点から,動的EMG周波数解析による筋の質的筋活動から検討し,股関節疾患患者の歩行動作時における質的筋機能とその動きの「滑らかさ」のメカニズムを解明することを目的とする.本年度の実績としては,継続して予備実験を展開した.まず,下肢各セグメント間の力学的エネルギーフローの検討を健常者5名と両側OA患者1名で行った.その結果,健常者とOA患者ではエネルギーの流れが異なり,健常者では大腿へエネルギーの流れが集中する結果となった.さらに,この時の健常者における大腿骨の運動学的特性としては,初期接地時前半では殆ど大腿骨の回転運動は生じていないことが示された.次にwavelet変換を用いた時間周波数解析も実施した.その結果,歩行周期の初期接地から荷重応答期にかけて,平均周波数(MPF)の変化量に差がある傾向を示した.以上のことから,大腿へエネルギーの集中とMPF上昇の両者に関連性が示唆された.さらに,OpenSimを用いた筋張力推定法について検討した.その結果,OA患者では,股関節回旋筋群に筋張力の低下の傾向が示唆された.当該1年間で加速度波形から動きの「滑らかさ」を定量化する情報エントロピーの計算,さらに,二乗平均平方根(Root mean square : RMS)と,加速度を微分した躍度の二乗の総和(Jerk cost),動作時間と動作距離で補整した躍度の指数(Jerk index)を比較検討できるプログラムは完成した.後は,被検者を増やして実際に分析を進めるところまできている.また,3軸分解した下肢各セグメント間の力学的エネルギーフローのプログラムもバグ修正を終え完成した.OpenSimを用いた筋張力推定法に関しては,昨年の課題である足関節周りの筋張力に関しては依然,検討の余地が残されており,本年度継続してプログラムの修正を要する.以上のことから,当初の予定していた解析する環境は概ね全て整った.本年度は,研究最終年度のため,健常者を20名程度,股関節疾患患者を10名程度,計測し,情報エントロピー量と力学的エネルギーの関係性,筋張力推定,EMG等の本実験を行う.また,現在,同時に多数の解析を並行して進めているため解析に時間を要しているので,解析専用のPCを購入し研究を加速させる予定である.加えて,本研究の一部を論文として投稿することを予定している.リハビリテーションにおいて筋機能向上とそれに伴う効率的な歩行動作の獲得は,極めて重要な課題である.そこで,本研究では,股関節疾患患者の筋の「質的機能」と歩行動作の「効率性(動きの滑らかさ)」の関係について研究を行う.効率性の指標として身体動作時の加速度データからの情報エントロピー量を算出し定量化を試みる.さらに,「滑らかさ」を規定する因子について,下肢運動連鎖の視点から下肢体節間の力学的エネルギー(骨盤,大腿,下腿,足部セグメント間のパワーの流れ)や,そのエネルギーを産出する下肢主要筋群の個別の筋張力(表層筋と深層筋の筋張力推定),さらに電気生理学的視点から,動的EMG周波数解析による筋の質的筋活動から検討し,股関節疾患患者の歩行動作時における質的筋機能とその動きの「滑らかさ」のメカニズムを解明することを目的とする.本年度の実績としては,予備実験を重点に展開した.まず,OpenSimを用いた筋張力推定法について検討した.その結果,92筋モデルにおいては,マーカの貼付位置により推定筋張力に差が生じることが分かった.特に足関節周りのモーメントは,先行研究の結果と大きく異なり,筋張力を推定するにあたり調整する必要性が示された.次に,健常者3名を対象に加速度計による最大エントロピー法を用いた動きの「滑らかさ」の定量化法について検討した.エントロピー量の算出プログラムは先行研究を基に作成し試作版は完成した.また,加速度波形の再現性は,鉛直方向,矢状方向は良好であるが,前額方向は低いことが分かった.加速度波形から動きの「滑らかさ」を定量化する情報エントロピーの計算プログラムは,ほぼ完成した.さらに,二乗平均平方根(Root mean square : RMS)と,加速度を微分した躍度の二乗の総和(Jerk cost),動作時間と動作距離で補整した躍度の指数(Jerk index)と,関連性を比較検討できるようなプログラムの作成を行った.3軸分解した下肢各セグメント間の力学的エネルギーフローの検討においては,8剛体リンクモデルから,各セグメント間の連結部を関節中心点と定義し,逆動力学計算により,関節中心座標・速度,セグメント角度・角速度,関節モーメント,セグメントパワーを算出するプログラムを作成した.特にX,Y,Z方向に分けたセグメントパワーの計算プログラムはほぼ完成した.Open Simを用いた筋張力推定法については,既存の92筋マーカセットで,算出した下肢関節モーメントと,上記の,33ポイントマーカから,8剛体リンクモデルとして作成した関節モーメントとの比較を行った.