hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深海底に残るピロリ菌誕生過程の足跡：祖先型微生物と大型生物の網羅的相互作用解明

本研究の目的は、深海底熱水活動域に見られる特異な『細胞外共生微生物とそのホスト生物』の相互作用を、網羅的に分子レベルで解明することにある。水深1000mを超える深海底から複数の細胞外共生生物(主に甲殻類、それらは主に硫黄酸化能を持つイプシロンプロテオバクテリア(ピロリ菌の祖先的性質を有する)およびガンマプロテオバクテリアに属する外部共生微生物を腹部剛毛に有する)を採取し、様々な環境条件下における代謝活性を遺伝子および代謝物質レベルで解析することに成功した。さらに、それらを内部共生および病原性近縁種-ホスト生物間の相互作用と比較検証している。平成25年度は、深海底熱水活動域に特異な甲殻類とその細胞外共生微生物のそれぞれにおいて、次世代シーケンサーを用いた発現遺伝子の網羅解析(トランスクリプトーム解析)を実施する予定であった。本解析は平成25年度の航海で採取する試料を用いて実施する予定であったが、航海の時期が2014年1月となったため、予備的に2011年9月に調整しマイナス80度で保存していた生物試料を用いて、一連の作業すなわち各部位からトータルRNAを抽出し、ポリAを用いてホスト生物と共生微生物由来のRNAを分画、さらに磁気ビーズ法によりrRNAをハイブリダイズ・除去した。上記の航海で採取した複数の個体を用いて、複数回にわたりホスト生物および共生微生物のトータルRNAを調整したが、ほとんどの試料においてRNAの断片化(おそらく保存中)が高度に進んでおり、次世代シーケンサーによる解析に必要なクオリティーに達していないことが明らかとなった。そこで、トランスクリプトーム解析は2014年1月の航海で調整した新鮮な試料を用いて迅速に行うべきと判断し、現在解析用の試料を調整しているところである。また平成25年度は、上記保存試料から解析に足るクオリティーのゲノムDNAを得ることはできたため、様々な遺伝子の完全長配列を取得することを目的として、次世代シーケンサーを用いて共生微生物のゲノムDNAを解析することに成功した。なお、以上に関連する成果の一部は複数の学会や国際誌上で報告した。具体的には、深海生物を様々な環境下で船上飼育し、ホスト生物および共生微生物における発現遺伝子・代謝物質の時系列マルチオミックス解析により、生物毎の生命現象および生物間の相互作用を遺伝子・代謝物質レベルで網羅的に解明するとともに、内部共生および病原性近縁種-ホスト生物間の相互作用と比較検証することにより体系的に解明することを目指している。平成26年度は、中部沖縄トラフに位置する深海底熱水活動域において、海洋研究開発機構の有する船舶・ROVを用いた調査航海を実施した。水深約1000mの海底から複数の細胞外共生生物および細胞内共生生物を新規に採取し、船上にて解析試料を調整することに成功した。現在、これらの試料から発現遺伝子の網羅解析(トランスクリプトーム解析すなわちトータルRNAの抽出、分画、rRNAの除去)および代謝物質解析(各種溶媒を組み合わせた抽出)用の試料を調整しているところである。試料調整において、特に共生微生物とホスト生物の両者を完全に分離(特に共生微生物細胞のみを調整)することが想定より大変困難であったが、様々な物理化学的手法の組み合わせにより、その手法をほぼ確立することに成功している。具体的には、日本近海の深海底熱水活動域において採取した深海生物を様々な環境下で飼育し、ホスト生物および共生微生物における発現遺伝子・代謝物質の時系列マルチオミックス解析により、生物毎の生命現象および生物間の相互作用を遺伝子・代謝物質レベルで網羅的に解明するとともに、内部共生および病原性近縁種とホスト生物の間に見られる相互作用と比較検証することにより体系的に理解することを目指している。平成27年度は、中部沖縄トラフに位置する深海底熱水活動域において、国立研究開発法人海洋研究開発機構の有する船舶・ROVを用いた調査航海に参加した。水深約1000mを超える海底から複数の細胞外共生生物(主にゴエモンコシオリエビと呼ばれる甲殻類[主に硫黄酸化能を持つイプシロンプロテオバクテリアおよびガンマプロテオバクテリアに属する外部共生微生物を腹部剛毛に有する])を新規に採取し、船上および下船後の飼育環境下にて解析試料を調整することに成功した。現在、当該試料および前年度の航海時に調整した試料を用いて、様々な環境条件下における代謝活性を遺伝子・代謝物質レベルおよび細胞レベルでも解析し、内部共生および病原性近縁種-ホスト生物間の相互作用と比較検証している。

中部沖縄トラフに位置する深海底熱水活動域において、生物試料を新規に採取し解析試料を調整している。解析用の試料調整においては、共生微生物とホスト生物の両者を分離することが想定より困難であったが、様々な物理化学的手法の組み合わせにより、その手法をほぼ確立することができた。これらは今後種々の解析において基盤的役割を果たすと考えられる。微生物生態学平成27年度は上述した手法により調整した試料を用いて、次世代シーケンサーを用いた発現遺伝子の網羅解析(トランスクリプトーム解析)および代謝物質全同定を行う。トランスクリプトーム解析において得られた配列を用いて、データベース上に公開されている甲殻類のESTデータを含めてカテゴリー分類と相同性検索に基づく機能アノテーションを行なう。各々の船上飼育個体に由来するライブラリでの出現頻度を比較するのみでなく、各生物における発現様式に有意な相関が見られるものを選択することにより、各環境条件における生物間相互作用に特異的な発現様式を示す遺伝子群を同定することが可能となる。また代謝物質全同定においては、船上飼育条件に応じた各代謝物質の増減を見るのみでなく、同位体情報を加味し生物間の増減に相関が見られるものを選択することにより、生物間相互作用に特異的な代謝・接着因子・生物間を行き来する代謝物質を同定する。共生微生物・ホスト生物両者の環境応答・組織毎の代謝に関わる分子機構を、ベイジアン解析に基づき遺伝子・代謝ネットワークとして表現し、公開されている近縁の病原性微生物ーヒト間の遺伝子ネットワークおよび過去に解析した細胞内共生系のものと比較し、その進化過程を解析する。本年度実施予定であったトランスクリプトーム解析において、良質なmRNAを調整することが困難であったが、2014年1月の航海で新鮮な試料を調整することに成功している。また深海からの試料採取に際してRNAの分解を完全に避けることは困難なため、平成25年度に取得することに成功したゲノムDNAの解析データは今後のトランスクリプトーム解析に基盤的役割を果たすと考えられる。本年度は発現遺伝子の網羅解析および代謝物質解析を実施予定であったが、試料調整において上述した困難が生じたため、その費用を次年度使用額とした。平成26年度は、2014年1月の航海で調整した新鮮な試料を用いて、次世代シーケンサーを用いた発現遺伝子の網羅解析(トランスクリプトーム解析)を実施する。得られた配列を用いて、データベース上に公開されている甲殻類のESTデータを含めてカテゴリー分類と相同性検索に基づく機能アノテーションを行なう。加えて、平成26年度は、代謝物質全同定を1試料に限定して行う。本解析には種々の条件検討が不可欠なためである。特に各種溶媒を組み合わせることにより、代謝物質の物理化学特性に影響されない高効率な全代謝物質の解析法を確立する必要がある。
三次元足場構造そのものによる細胞分化の機構解明

自己組織化能を持つペプチドハイドロゲルであるRADA16が濃度依存的に少なくとも3タイプの三次元構造体(Type I-III)を形成した。ヒト白血病細胞HL-60をRADA16下で培養したところtype I構造を形成する濃度下(0.01%)でHL-60が単球/マクロファージへと分化した。ゲル巨視的構造を破壊すると分化誘導は消失した。即ち、誘導能はRADA16の巨視的構造に依存した。誘導を受けたHL-60では細胞内コレステロールが通常の10倍程度に蓄積した。コレステロール添加実験により高濃度のコレステロールが分化誘導の鍵である事が示された。ゲル構造による分化誘導は真正粘菌でも検証した。【粘菌細胞を用いた解析系の立ち上げ】細胞-基質の接触による初期細胞応答に特化して解析するためには、細胞分化を生じない系を用いるほうが良いことから、細胞性粘菌および真正粘菌を用いた解析系を立ち上げた。特に、実施者が真正粘菌変形体で見出した形態形成現象である「フラグメント化」現象では、形態形成現象を生じる臨界条件前後での細胞運動および遺伝子発現傾向の違いを解析することが可能なため、本研究では真正粘菌変形体を主たる解析対象とすべく、変形体の刺激ー観察に適した実験系を立ち上げた。観察装置は、顕微鏡に固定できるアルミフレームをくり抜いてガラス板を取り付け(アルミチェンバー)、チェンバー内に微小変形体を置いて観察できるようにした。アルミフレームにはペルチェ素子を取り付け、プロファイル制御により温度および温度低下の勾配を自由に設定して、チェンバー内の変形体が低温刺激によるフラグメント化現象(温度フラグメント化)を生じるようにした。(現在、安定した温度フラグメント化が生じるよう、装置および設定を調整中)。【ペプチドゲル基質に置かれた微小変形体の形態形成および細胞運動】予備的な観察ながら、微小変形体を置いたRADA-16ゲル基質の状況により温度フラグメント化現象の傾向が異なることを確認している。また、フラグメント化現象により生じたフラグメントの細胞運動においても、基質による運動特性の違いを予備的に観察している。【混合ペプチドゲルの開発】16merのRADA-4ペプチドと、新たに合成した4merのRADA-4ペプチドを用いて混合ゲルを作成し、様々な濃度でのゲル化条件の検討、および物理化学特性の測定を行った。【ペプチドゲルによる細胞分化・細胞応答傾向の解析】RADA-16ゲルの三次元構造の詳細をゲル粒度分析(動的光散乱法)および画像解析(二次元フーリエ解析)により解析し、RADA-16の粒子サイズが0.01%付近で変化することを明らかにした。RADA-16は酸性条件や高温下でベータ構造変換を生じると報告されており、類似した構造変換が濃度依存的にも生じると示唆される。【遺伝子発現解析】単球分化のマーカー遺伝子lyn(RADA-16培養で発現上昇)が脂質ラフトマーカーでもある点に着目し、ラフトを構成するコレステロール(単球分化誘導因子でもある)の動態に着目して遺伝子発現解析ならびにコレステロール動態の生化学的分析を行った。その結果、細胞内コレステロール排出の鍵因子であるnpc-2の発現レベルの低下、細胞内コレステロールの高度な蓄積(通常の10倍)、を見出した。さらにHL-60細胞へのコレステロールの投与が三次元培養とほぼ同様の遺伝子発現プロファイルをもたらすことを見出し、コレステロールがRADA-16三次元培養による細胞分化シグナル伝達の一因子であることをほぼ突き止めた。以上の結果をこれまでの成果と併せ、学術雑誌に発表した(Biochemical and Biophysical Research Communications 433 (2013) 298-304)。【粘菌細胞を用いた解析系の立ち上げ】細胞-基質の接触による初期細胞応答に特化して解析するためには、細胞分化を生じない系を用いるほうが良い。このことから細胞性粘菌および真正粘菌を用いた解析系を立ち上げた。【ペプチドゲルによる細胞分化・細胞応答・遺伝子発現傾向の解析】RADA-16ゲルの三次元構造の詳細をゲル粒度分析(動的光散乱法)および画像解析(二次元フーリエ解析)により解析し、RADA-16の粒子サイズが0.01%付近で変化することを明らかにした。単球分化のマーカー遺伝子lyn(RADA-16培養で発現上昇)が脂質ラフトマーカーでもある点に着目し、ラフトを構成するコレステロール(単球分化誘導因子でもある)の動態に着目して遺伝子発現解析ならびにコレステロール動態の生化学的分析を行った。

さらにHL-60細胞へのコレステロールの投与が三次元培養とほぼ同様の遺伝子発現プロファイルをもたらすことを見出し、コレステロールがRADA-16三次元培養による細胞分化シグナル伝達の一因子であることをほぼ突き止めた。以上の結果をこれまでの成果と併せ、学術雑誌に発表した(Biochemical and Biophysical Research Communications 433 (2013) 298-304)。【粘菌細胞を用いた解析系の構築】細胞-基質の接触による初期細胞応答に特化して解析するためには、細胞分化を生じない系を用いるほうが良いことから、細胞性粘菌および真正粘菌を用いた解析系を構築した。微小変形体を置いたRADA-16ゲル基質の状況により温度フラグメント化現象の傾向が異なるが、ヒト培養細胞の分化傾向で見られた特異的濃度とは必ずしも一致しないことを確認した。細胞生物学「ペプチドゲルによる細胞分化・細胞応答傾向の解析」については、RADA-16ゲル単独でのHL-60培養による細胞分化・細胞応答傾向の解析について、コレステロール関連遺伝子、コレステロール動態、コレステロール投与の効果について解析を進めた結果、コレステロールがRADA-16による三次元構造刺激のシグナル伝達因子であることをほぼ突き止めることができた。これらの結果は平成24年度中に学術論文に報告することができたので、ここまでの研究はおおむね順調に進展していると考えている。いっぽう、平成25年度からモデル生物として真正粘菌を用いた解析を手掛けているが、これまで用いていた観察系をそのまま用いて解析を行う予定であったところ、真正粘菌に適合させるために実験装置類が市販品では存在しないか、または極めて高額であったため、自作により調達する必要が生じた。実験装置の開発・制作に想定以上の時間を要したため、本年度は解析が進まなかった。したがってこの点に関しては、研究はやや遅れていると考えている。支援期間について1年間の延長を申請しており、平成26年度中に当初目的を達成できるよう取り組む。「混合ペプチドゲルの開発」については、16merのRADA-4ペプチドと、新たに合成した4merのRADAペプチドを用いて混合ゲルを作成し、様々な濃度でのゲル化条件の検討、および物理化学特性の測定を実施中である。混合比率による物性変化等について結果が得られつつあり、おおむね順調に進展していると考えている。「ペプチドゲルによる細胞分化・細胞応答傾向の解析(パイロット的解析)」については、混合ゲルを用いた解析は現在準備している。さらに、RADA-16ゲル単独でのHL-60培養による細胞分化・細胞応答傾向の解析について、研究実績の概要でも述べたとおり、コレステロール関連遺伝子、コレステロール動態、コレステロール投与の効果について解析を進め、コレステロールがRADA-16による三次元構造刺激のシグナル伝達因子であることをほぼ突き止めることができた。
北海道拓殖期における殖民軌道の役割についての歴史的研究

今回,殖民軌道の調査をしたことにより次のことが明らかになった.殖民軌道は,北海道第1期拓殖計画末期の大正13年に取上げられ,根室の厚床より標準に至る約80km,軌間762mmの根室線が最初であった.これを「北海道殖民軌道」と呼んだ.軌道は国費によって北海道各地に施設され, 36の線が運営された. (昭和2年の第2期拓殖計画では47線, 407km).設置については,軌道法第32条により特許申請は不要で,設置する官庁(農林省)が主務大臣と協議してなされていた.しかしこの制度で実施されたのは根室と枝幸の2線だけであった.昭和20年以降,北海道緊急開発計画の樹立にともない,名称を「北海道簡易軌道」と改称し農林省の所管となり,国有機関車,軌道の保全のため国が費用を補助していった.また軌道の新,改良は北海道開発局が担当し,北海道知事がその管理者となり,昭和28年からは,管理運営に関しては,北海道庁と各町村が委託協定を結び一切の管理運営を各町村が行うようになった.しかし昭和46年3月をもって国の補助(土地改良法による補助)が打ち切られ,また道路網の発達により自動車が急速に普及し,軌道の利用が減少,施設の老朽化にともない経営が困難となっていった.このため昭和46年12月,浜中町営軌道を最後に北海道から消えていった.また今回の調査で軌道の運営と利用について確認されたことは,当初は利用者が「移住者世話所」に申出て承認を受ければ無償で軌道の使用ができたが,その後計画輸送と自主的管理運営の必要から利用者を組合員とする運行組合に委託,組合は使用料を徴収して維持費用にあてた.ただし根室線,枝幸線は軌道法32条により直営運輸線として国が直営していた.この他軌道の営業実績,地域の変ぼうについては資料の整理分析が終了次第明らかにしてゆきたい.今回,殖民軌道の調査をしたことにより次のことが明らかになった.殖民軌道は,北海道第1期拓殖計画末期の大正13年に取上げられ,根室の厚床より標準に至る約80km,軌間762mmの根室線が最初であった.これを「北海道殖民軌道」と呼んだ.軌道は国費によって北海道各地に施設され, 36の線が運営された. (昭和2年の第2期拓殖計画では47線, 407km).設置については,軌道法第32条により特許申請は不要で,設置する官庁(農林省)が主務大臣と協議してなされていた.しかしこの制度で実施されたのは根室と枝幸の2線だけであった.昭和20年以降,北海道緊急開発計画の樹立にともない,名称を「北海道簡易軌道」と改称し農林省の所管となり,国有機関車,軌道の保全のため国が費用を補助していった.また軌道の新,改良は北海道開発局が担当し,北海道知事がその管理者となり,昭和28年からは,管理運営に関しては,北海道庁と各町村が委託協定を結び一切の管理運営を各町村が行うようになった.しかし昭和46年3月をもって国の補助(土地改良法による補助)が打ち切られ,また道路網の発達により自動車が急速に普及し,軌道の利用が減少,施設の老朽化にともない経営が困難となっていった.このため昭和46年12月,浜中町営軌道を最後に北海道から消えていった.また今回の調査で軌道の運営と利用について確認されたことは,当初は利用者が「移住者世話所」に申出て承認を受ければ無償で軌道の使用ができたが,その後計画輸送と自主的管理運営の必要から利用者を組合員とする運行組合に委託,組合は使用料を徴収して維持費用にあてた.ただし根室線,枝幸線は軌道法32条により直営運輸線として国が直営していた.この他軌道の営業実績,地域の変ぼうについては資料の整理分析が終了次第明らかにしてゆきたい.
薬毒物の電子スピン共鳴法(ESR)による定量

電子スピン共鳴法(ESR)は不対電子(ラジカル)のみを検出するので試料の精製が不要であり、また分子の同定が可能で、非常に感度のよい方法である。これらESR法の利点を生かし、組織、体液中の除草剤パラコート、ジクワットをラジカルに変換し、今までに報告されていない微量レベルで分析定量した。またこの種の薬剤は生体内で有害なO_2を産生し産生されたO_2はビタミンEやビタミンCなど生体内の抗酸化剤により無毒化される。これらの除草剤の毒性発現のメカニズムを知るために、ビタミンE欠ラットにこれらの除草剤を投与したが、ビタミンEには防御作用がなかった。ビタミンCの酸化物の一つであるアスコルベートラジカルについても定量した。パラコート中毒のラットのみならず、パラコート、ジクワット中毒のヒトにおいても、アスコルベートラジカルが増加していること、また中毒血漿中ではこのラジカルの半減期が正常よりも短いことが判明した。さらに、ヒトにおけるこれらの薬物耐性を調べるために、ヒトに欠損しているのと同一の酵素を欠損しているビタミンC合成不能(ODS)ラットを用いて同様な検討を行った。餌中に250ppmのパラコートを投与したところ、通常ラットは平均14日で中毒症状を示すが、ODSラットは平均8日と6日も早く発症した。またODSラットは正常の発育に必要とされるビタミンC量の10倍量を与えても、中毒発症を1日しか遅らすことができなかった。ESR法にてこれらのラット組織中のパラコートを定量したところ通常ラットの肺での濃度は0.8μg/gであるのに対し、ODSラットのそれは0.1μg/gで、ODSラットは非常に低い濃度であるにもかかわらず、発症していることが示された。ビタミンCを10倍与えても、中毒時には肺のビタミンCは正常の60%に過ぎないことがODSラットが中毒に弱い原因の一つであろうと思われる。除草剤ジクワットの毒性発現のメカニズムについてパラコートの場合と比較して検討を行った。パラコート、ジクワットの最大許容量を混入した食餌を用いてラットを2週間飼育した。通常のESRならびに今年度申請したラピッドスキャンによるESR法にて、ラットの血液、尿、組織(肝・腎・肺・心・脾・筋肉・精巣)中のパラコート、ジクワット含有量をラジカル含量として定量した。また、血清のビタミンCラジカルもESR法にて定量した。これらと併せてラット血清成分の変化を生化学的に調べた。パラコート、ジクワットは生体内の酸化還元酵素により、ラジカルとなり、そのラジカルが消去される時に生じるO_2ラジカルは毒性の一因と言われている。これらの除草剤の代謝課程を調べるために、ラット血清中の抗酸化剤、ビタミンCとEを測定した。また、生体に何らかの障害が生じたとき変化する急性期蛋白質であるα-システィンプロテアーゼインヒビター(α-CPI)及びα_1-プロテアーゼインヒビター(α_1PI)についても定量した。これらの測定で以下の知見が得られた。(1)組織中パラコート濃度は、肺>腎>その他の臓器の順であったが、ジクワット濃度は脾>腎>その他の順となっていて、両者に大きな違いがみられた。(2)パラコート中毒もジクワット中毒も共にビタミンCラジカルは正常の1.6倍であった。(3)ビタミンC,E量はパラコート中毒、ジクワット中毒共に正常と大差がなかった。

(4)α-CPIはパラコート中毒が、正常の5培、ジクワット中毒が9倍と著しく増加していた。(5)α_1-PIはパラコート中毒、ジクワット中毒共に正常の0.9倍減少していた。除草剤の人への影響を調べるためにビタミンC(V.C)合成不能ラットを用いて研究を進めた。既にあるESR装置ならびに平成5年度科研費にて入手したラピッドスキャンにて、血漿中V.Cラジカル及び組織中のパラコートを定量した。平成6年度科研費は試薬・実験器具の購入に用いた。除草剤パラコート(PQ)、ジクワット中毒において、V.Eは何ら寄与しないが、V.Cラジカルが上昇することを通常のラットを用いて我々は既に見出している。しかしながらラットとは違い、人ではV.Cは合成不能である。これら除草剤の人への影響を見るために、V.C合成不能ラットを用いて実験を行った。V.C合成不能ラットに正常の発育をするのに必要とされる300ppmのV.Cを与え、さらに250,125,35ppmのQPをを与えた。通常ラットに250,0ppmのPQを与え、0ppmの通常ラットをコントロール群とした。飼育9日目には、V.C合成不能ラットのうち250ppm群はすべてPQの中毒症状を呈したが、PQ125,35投与群およびPQ250ppmの通常ラット群は全く症状を呈さなかった。システィンプロテアーゼインヒビター量を比較すると、PQ250の合成不能群は血漿2.3,肺5.7,腎2.5,肝2.7倍と上昇していた。PQ125合成不能群は肺のインヒビター量が1.7倍となりコントロールと有意の差があったが、その他の組織、血漿では有意差がなかった。PQ35の合成不能群、PQ250の通常ラット群はすべての値がコントロールと差がなかった。従ってV.C300ppmは正常の発育には十分でもPQ中毒時には十分ではないことが推察された。次にV.C合成不能ラットに総てPQ250ppm与え、V.Cを150,300,3000ppmと変えてその影響の出方を調べたところ、PQの症状の出た日が平均してそれぞれ、9,8,9.9,11.0となり3000ppmの群は他の群と比較して有意に遅くPQの中毒症状があらわれる事が判った。ヒトの毒物耐性を検討するためにビタミンC合成不能ラット(ODS)を用いて研究した。既にあるESR装置ならびに平成5年度科研費にて入手したラピットスキャンにて血漿中ビタミンCラジカル及び組織中のパラコートを定量した。平成6年度科研費は試薬の購入と研究成果報告書作成に用いた。餌中に250ppmの除草剤パラコートを投与したところ、通常ラットは平均14日で中毒症状をを示すが、ODSラットは平均8日と6日も早く発症した。またODSラットは正常の発育に必要とされるビタミンC量の10倍量を与えても、中毒発症を1日しか遅らすことができなかった。ESR法にてこれらのラット組織中のパラコートを定量したところ、通常ラットの肺での濃度は0.8μg/gで、あるのに対し、ODSラットのそれは0.1μg/gでODSラットは非常に低い濃度であるにもかかわらず、発症していることが示された。文献(7)ではODSラットを用いて、パラコートの毒性について、投与量の点から検討を行った。同一量のビタミンCを与えたODSラットに、パラコートを35、125、250ppm投与したところ、250ppmの群のみ6日頃から中毒症状を示したが、125、35ppmの群は症状を示さなかったので14日目に殺して比較した。
リン酸カルシウム系生体親和性覆髄材の創製と細胞生物学的評価

新たなα-TCP/Te-CPセメント創製のために2Mリン酸二水素Na水溶液を用い、水酸化Ca製剤を比較対照として、各セメント浸漬培地を作製しセメントの生体親和性を検討した。セメントからの溶出物の影響をヒト歯髄由来幹細胞を用いて検討したところ、α-TCP/Te-CPセメント溶出物は細胞増殖を阻害せず、ALP活性の上昇と骨芽細胞マーカー遺伝子の発現上昇に寄与した。またラット直接覆髄モデルの検討では、水酸化Ca覆髄群でTUNEL陽性細胞が多数みられたが、α-TCP/Te-CPセメント群では、顕著な炎症所見はみられず、被蓋硬組織誘導効果がみられ、生体親和性の高い直接覆髄材として有望であると示唆された。本年度は1直接覆髄薬作製のための練和液の選定、2覆髄セメント存在下での歯髄由来幹細胞の動態解析と、12の結果から次年度に予定していた3試作セメントを用いた覆髄実験を前倒しで行い、以下の結果を得た。1直接覆髄薬作製のための練和液の選定のため、4種のリン酸系水溶液を用いてα-リン酸三カルシウム/リン酸四カルシウム(α-TCP/Te-CP)粉末を練和し、操作性、pH変動を検討した結果、1Mリン酸二水素ナトリウム水溶液、2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液、1Mクエン酸の水溶液を選定した。2覆髄セメント存在下での歯髄由来幹細胞の動態解析として、覆髄セメントのヒト歯髄由来幹細胞(hDPSC)に対する細胞毒性評価と覆髄セメント存在下でのhDPSCの増殖について検討した。検討の方法として、覆髄後のセメントの歯髄組織への作用を想定して、練和直後のセメントを培養液に浸漬し、溶出する成分の細胞毒性と細胞増殖におよぼす影響を検討した結果、α-TCP/Te-CPセメントの溶出成分は比較対照とした水酸化Caセメントからの溶出成分が顕著な細胞毒性を示し、細胞増殖を阻害したのに対し、ほとんど細胞毒性を示さず、細胞増殖を阻害しないことが明らかとなった。312の結果から、平成27年度に予定していた試作セメントを用いた覆髄実験による評価を前倒しで行い、ラット露髄モデルを作製して、試作セメントおよび水酸化Caセメントにて直接覆髄を行い、覆髄後7日の組織応答について解析した。その結果、水酸化Caセメント覆髄群ではセメント直下に壊死層がみられ、多数のTUNEL陽性細胞が検出されたのに対し、3種のα-TCP/Te-CPセメント覆髄群ではTUNEL陽性細胞は少なく、歯髄組織の増殖がみられるものもあった。本年度は、前年度に引き続き、練和液を1Mリン酸二水素ナトリウム水溶液、2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液、1Mクエン酸の水溶液としたα-TCP/Te-CPセメントを用いたラット直接覆髄モデルの組織化学的検討を行った。その結果、覆髄後7日の群では比較対照とした、Dycal覆髄群では炎症性の所見がみられたのに対し、いずれのα-TCP/Te-CPセメント群でも炎症様の所見はみとめられなかった。また、覆髄後7日の群に増殖細胞のマーカーである増殖細胞核抗原(PCNA)の免疫染色を行ったところ、Dycal群では陽性細胞がほとんど検出されなかった一方で、3種のα-TCP/Te-CPセメント覆髄群ではPCNA陽性細胞がみとめられ、特に2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を練和液とした群で顕著であった。また、覆髄後14日の群では、Dycal群に先駆けて、α-TCP/Te-CPセメント覆髄群で被蓋硬組織の形成がみとめられた。これについては被蓋硬組織形成の有無を実験群すべての切片で詳細に解析中である。覆髄セメントより溶出した成分存在下でのヒト歯髄由来幹細胞(hDPSC)の動態解析として、本年度は細胞の接着や伸展について、形態観察を中心に行った。その結果、播種後3から6時間の解析で2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を練和液とした群で、細胞接着が良好であり、個々の細胞の伸展を蛍光染色後の細胞の面積を算出して比較検討した結果も2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を練和液とした群で細胞の伸展が有意にみられた。また、カルセイン・ヨウ化プロピジウム(PI)染色でも、2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を練和液とした群ではPI陽性細胞は検出されず、一方で、Dycal群では多数のPI陽性細胞が検出され、他のα-TCP/Te-CPセメント群にも散見されたことから2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を練和液としたα-TCP/Te-CPセメントが細胞親和性に優れているとの示唆を得た。ラット覆髄モデルでの評価と、細胞培養系での評価を並行して行うことで、セメント練和液の条件絞り込みを効率よく進めることができたため。細胞培養系での評価と動物実験を並行して行った結果、練和液の条件に依存した細胞の応答性や歯髄組織応答性の違いがより明確となった。また、動物実験から、α-TCP/Te-CPセメントは水酸化Ca製剤にみられる歯髄組織為害性を示さず、特に、2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を練和液としたセメントは硬組織誘導能に加え、生体親和性に優れた特性を持つことが示された。前年度までの結果から、細胞毒性を示さず、細胞増殖を阻害しない

練和液として2Mリン酸二水素ナトリウム水溶液を選定し、α-TCP/Te-CPセメントを作製し、水酸化Ca製剤を比較対照として、それぞれのセメントを浸漬した培地を作製し、セメントからの溶出物の影響をヒト歯髄由来幹細胞(hDPSC)を用いて検討し、以下の結果を得た。1セメント溶出物がhDPSCの骨芽細胞様細胞への分化に及ぼす影響について、7日間21日間培養して経時的に固定あるいはタンパク質試料、RNA試料を回収し、骨芽細胞マーカーについて解析したところ、水酸化Ca製剤では細胞活性が著しく低下し、7日目以降の解析が困難であった。2一方で、α-TCP/Te-CPセメント浸漬培地で培養したhDPSCでは、アルカリホスファターゼ(ALP)染色で青染され、タンパク質試料を用いたALP活性測定でも活性上昇していた。3また、リアルタイムPCRによる解析で、骨芽細胞マーカーであるALPおよびオステオカルシンの発現上昇がみられた。実験的に露髄させたラット動物モデルの経時的な評価では以下の結果を得た。1α-TCP/Te-CPセメントによる直接覆髄群では、水酸化Ca覆髄群でTUNEL陽性細胞が多数みられた覆髄後7日目の組織切片で、マクロファージマーカー等も陰性であり、顕著な炎症等の所見はみられなかった。2覆髄後14日以降に形成された被蓋硬組織のピクロシリウスレッド染色、マッソンゴールドナー染色を行い、α-TCP/Te-CPセメント直接覆髄群で被蓋硬組織が形成されており、一層の象牙芽細胞様の細胞の配向をみとめた。新たなα-TCP/Te-CPセメント創製のために2Mリン酸二水素Na水溶液を用い、水酸化Ca製剤を比較対照として、各セメント浸漬培地を作製しセメントの生体親和性を検討した。セメントからの溶出物の影響をヒト歯髄由来幹細胞を用いて検討したところ、α-TCP/Te-CPセメント溶出物は細胞増殖を阻害せず、ALP活性の上昇と骨芽細胞マーカー遺伝子の発現上昇に寄与した。またラット直接覆髄モデルの検討では、水酸化Ca覆髄群でTUNEL陽性細胞が多数みられたが、α-TCP/Te-CPセメント群では、顕著な炎症所見はみられず、被蓋硬組織誘導効果がみられ、生体親和性の高い直接覆髄材として有望であると示唆された。試作セメントの物性評価と、細胞培養系での評価結果から、次年度に予定していた動物モデルでの覆髄後の組織評価を並行して行うことで、効率よくセメント作製条件の絞り込みを進めることができたため。本年度の計画に次年度以降の動物実験を加えたことで、練和液の条件に依存した細胞の応答性や歯髄組織応答性の違いが明らかとなった。また、動物実験から、α-TCP/Te-CPセメントは既存の水酸化Ca製剤よりも歯髄組織に対して為害性を示さず、生体親和性に優れた特性を持つことが示された。当初の計画通り、歯髄由来幹細胞培養系によるα-TCP/Te-CPセメントの細胞親和性評価と石灰化誘導に対する効果の評価、ラット覆髄モデルでの直接覆髄後の組織の解析を詳細に行い、得られたデータを論文にまとめる。歯科保存学当初の計画通り、歯髄由来幹細胞培養系によるセメントの評価と、ラット露髄モデルへの直接覆髄後組織の解析を行う。なお、動物実験については既に経時的な直接覆髄モデルの作製を行っており、組織解析を進めてタイムポイントの追加等、最終年度の計画をスムーズに行えるよう、基礎的知見の集積を行う。
天然物由来の自然免疫制御物質の創製

自然免疫は全ての多細胞生物が有する普遍的な生体防御機構である。自然免疫は獲得免疫の成立にも必須であることから、免疫学研究の中心になっている。自然免疫を制御する化合物は敗血症や日和見感染症などの治療薬のリード化合物、または自然免疫機構を解明するためのバイオプローブになりうると考えられる。私はヒトと昆虫の自然免疫機構の類似性に着目し、これまでに遺伝子導入ショウジョウバエを用いた自然免疫制御物質を探索するための独自のスクリーニング系を開発し、多数の微生物抽出物に関してスクリーニングを実施した。その結果、Talalomyces属糸状菌から活性成分としてフィトセラミド類縁体(仮称:P-76)を単離した。さらに、TP-76の活性発現に必要な構造部位を明らかにするため、TP-76およびその類縁体を合成した。TP-76、そこに存在する水酸基を除去した化合物、フィトスフィンゴシン部位をスフィンゴシンへと変換した化合物、カルボン酸部位の長さを変えた化合物を合成した。その結果、自然免疫抑制活性の発現には、TP-76のもつ構造単位のいすれも必須であることが明らかとなった。一方、P-76はショウジョウバエにおいては自然免疫抑制作用を示し、HUVECにおいてはIL-8の産生を誘導することを明らかにした。さらに、その活性発現機構を明らかにする目的でマイクロアレイによる解析を行い、TP-76がケモカイン類の転写を選択的に促進することを明らかにした。以上からTP-76は新たな免疫賦活剤のリード化合物となる可能性が示唆された。当研究室においてショウジョウバエを用いたスクリーニング系によって、Aspergillus属糸状菌抽出物より自然免疫抑制作用を示すTP-1が単離された。本研究では、TP-1の構造活性相関の検討を目的に誘導体の合成を行った。まず、TP-1の立体配置、置換基、環の大きさに着目して様々な誘導体を合成した。その結果、五員環および1,2位の水酸基が必要であり、全ての置換基が五員環に対して同じ向きに結合しているということが重要であることが明らかとなった。次に、TP-1と同程度の活性を示したエステル誘導体をリード化合物として、各種不飽和エステルの合成を行ったところ、いずれも活性がエステル誘導体と同程度か低下を示した。そこでエステルの等価体であるアミド誘導体を合成した。その結果、フェニルアミドおよびメチルアミド誘導体がTP1の約15倍の活性を示した。さらに、良好な活性を示したメチルアミド誘導体を基軸とした誘導体の合成を行った。まず、五員環とアミド基の距離の活性に対する影響を検討するため、側鎖を短縮・延長した誘導体を合成した。その結果、3および4炭素の側鎖が適当であるということが明らかとなった。続いて、アミドの生物学的等価体であるスルホンアミド誘導体を合成したところ、メチルアミド誘導体を上まわる活性を有する化合物を得た。このような化合物は敗血症発症時におけるエンドトキシンショックの治療などに適応する、新たな免疫医薬品のリード化合物になると考えられる。
抗HIV新規restriction factorの探索

生体細胞には外来病原体の感染を抑止する分子群が備わっていることがわかってきた。その分子のひとつであるSAMHD1の抗HIV活性の発揮にはdeoxynucleoside triphosphate (dNTP)hydrolase活性が重要であり、この分子は細胞内dNTPプールを枯渇させ、ウイルス逆転写反応を阻害する。そこで、このSAMHD1はレンチウイルスに限らずDNAウイルスに対しても抑制的に働くことを仮定し、SAMHD1の発現を低下させた非分裂骨髄系細胞では単純ヘルペスウイルス(HSV)の複製効率が増加することを見出した。このことよりSAMHD1は非分裂骨髄系細胞で抗ウイルス分子として幅広く働くことが示唆された。生体にウイルスが感染して病原性を発揮する過程において、生体そのものにはこれら外来病原体の感染を抑止する分子群が備わっていることがHIV研究からわかってきた。ところで、HIVをはじめとするレンチウイルスは、マクロファージ細胞/単球細胞を自然宿主とする。この細胞への感染には、このウイルスに特有のアクセサリ遺伝子であるVpx/Vprが必須であり、これらの遺伝子がコードする蛋白質により排除されるウイルス抑制宿主因子(Restriction factor:以下RFと略す)が存在すると想定されてきた。H23年度は未知のRFを単離・同定するための実験を開始した。その時を同じくして複数の欧米のグループよりVpx結合蛋白質としてマクロファージ細胞/単球細胞に発現するSAMHD1が、抗HIV因子であるとの報告が相次ぎ、研究課題を急遽SAMHD1の作用機序の解析研究にシフトさせた。SAMHD1の抗HIV活性にはdeoxynucleoside triphosphate (dNTP)hydrolase活性が重要であり、細胞内dNTPプールが枯渇することによりHIVの逆転写過程が阻害される。そこで、このSAMHD1は、レンチウイルスに限らずDNAをその複製過程に合成するウイルスに対しては抑制的に働くと仮定した。代表的2本鎖DNAウイルスである単純ヘルペスウイルス(HSV)について解析実験をおこなった。その結果、SAMHD1の発現を低下させた骨髄細胞では、HSVの複製効率が増加すること、SAMHD1存在下でもヌクレオチドの添加により、dNTPプールを増加させるとウイルス複製が上昇することを見出した。この抗ウイルス活性は、分裂細胞ではほとんどみられないことより。細胞分裂が止まった骨髄細胞に特異的に作動する抑制因子であることが想定される。これらの作用機序をもとにした治療戦略が期待される。生体にはウイルス感染を抑制する宿主因子(restriction factor, RF)群が備わっていることが、HIV研究からわかってきた。ところでHIVをはじめとするレンチウイルスはマクロファージ/単球を自然宿主とし、この細胞への感染はウイルス蛋白質であるVpx/Vprが必須である。Vpxに結合する分子としてマクロファージ/単球に発現するSAMHD1が単離され、これがHIV感染抑制に関わるとの報告がH23年に相次ぎ、本年度の研究課題を当初の新規RF単離研究から急遽SAMHD1の作用機序の解明研究にシフトさせた。SAMHD1はそのアミノ酸配列からSAMドメインに蛋白質結合ドメイン、HDドメインに5'-nucleotidaseの酵素活性部位があることが推定されるが、その基質特異性や酵素活性発現プロセス、ならびに、補助因子の介在の実体にはついてはまだまだ不明の点が多い。そこで、この全長の組換え蛋白質を合成し、酵素学的解析をおこなった。その結果、高親和性の基質として1, 2,ならびに3リン酸リボヌクレオチドがなりうることを見いだした。これらの結果は、SAMドメインを欠損するこの蛋白質にデオキシリボヌクレオチド3リン酸(特にdeoxyGTPにのみ)に対して高い親和性のnucleotidase活性があり、リボヌクレオチドに対して親和性は低いという最近の報告と異なる。酵素活性発現プロセスについては生化学的解析実験から、この分子の多量体化が重要な役割を担っている結果を得つつある。本研究により新規に同定されたRFによるウイルス感染抑制メカニズムの多様性が明らかにされ、これをもとにしたHIVに対する治療戦略の基礎知見確立に貢献する予定である。SAMHD1という新規のrestriction factorについて、その生化学的解析結果を得つつあり、その分子の実体解明と治療科学への応用利用が期待できることから、達成度は高い。SAMHD1という新規分子の作用機序の解明を通じて、HIVがどのような機序によりマクロファージ/単球細胞で複製能を獲得して行ったのかを明らかにする。解析実験のほとんどは、細胞とDNAをつかった分子生物学的解析とカラム等をつかった生化学的解析手法によるので、消耗品として使用する。
マルチフィジックスCFDによる圧縮機におけるアイスクリスタル着氷現象の数値的解明

アイスクリスタル着氷は、ジェットエンジン圧縮機内部の主流静温が30°C程度の領域で発生する.発生メカニズムが全く不明であり,これまでの着氷予測数値シミュレーションにおいては完全に予測対象外であった.したがって,アイスクリスタルを再現・予測できる新たな物理モデルおよび数値シミュレーション手法の開発が強く求められていた.本研究では,まず,アイスクリスタル着氷に対してマルチフィジックスモデルを提案し,アイスクリスタル着氷現象の物理的特性を数値的に解明した.最終的に,開発したコードをジェットエンジンの圧縮機に適用し,アイスクリスタル着氷に関する流体力学的な知見と設計指針を提供した.着氷は,空気中に含まれる過冷却水滴が壁面に衝突して過冷却状態が解除され,壁面に氷層を形成する現象である.風力タービン,発電用ガスタービン,航空機,ジェットエンジン等においては,空力性能の大幅な低下や剥離した氷片による機械内部の物理的損傷など,致命的な影響を及ぼすことが知られている.特に,最近発見された“アイスクリスタル"と呼ばれる着氷現象は,主流静温が30°C程度の高温で生じ,その発生メカニズムが不明な状況にあり,ジェットエンジンの設計・運転上の大きな障害・技術課題となっている.本研究では,アイスクリスタル着氷に対して物理モデルを構築し,これを申請者が開発してきたマルチフィジックス着氷予測コードへ実装することにより,多段圧縮機において発生するアイスクリスタル着氷現象を数値的に解明することを研究目的とする.平成25年度は,アイスクリスタル着氷モデルの構築・検証を目標として研究を進めた。研究代表者が開発した着氷コードでは,氷層以外の領域では壁面温度が流体温度と同じ,氷層領域では0°Cと仮定する境界条件を用いていた.しかし,アイスクリスタル着氷現象は主流が30°C程度の高温領域において発生するため,このような既存の境界条件設定では着氷を再現することが不可能である.これは,過冷却水滴の衝突・熱伝達により,また,ひも状に発達した壁面上の液膜流により,壁面表面の温度が著しく変化することを示唆しており,これらの伝熱現象および壁面内部の熱伝導をも考慮して壁面表面の温度を正確に決定する必要がある.このため,既存の着氷コードに伝熱現象を評価する機能を追加し,壁面温度を予測できるようにしたアイスクリスタル着氷モデルの構築を実施した.開発したコードの検証は,平板と圧縮機翼に対して実施した.国際会議(APCOM2013)および国内会議(日本ガスタービン学会定期講演会)において発表した。着氷は,空気中に含まれる過冷却水滴が壁面に衝突して過冷却状態が解除され,壁面に氷層を形成する現象である.風力タービン,発電用ガスタービン,航空機,ジェットエンジン等においては,空力性能の大幅な低下や剥離した氷片による機械内部の物理的損傷など,致命的な影響を及ぼすことが知られている.特に,最近発見された“アイスクリスタル"と呼ばれる着氷現象は,主流静温が30°C程度の高温で生じ,その発生メカニズムが不明な状況にあり,ジェットエンジンの設計・運転上の大きな障害・技術課題となっている.本研究では,アイスクリスタル着氷に対して物理モデルを構築し,これを申請者が開発してきたマルチフィジックス着氷予測コードへ実装することにより,多段圧縮機において発生するアイスクリスタル着氷現象を数値的に解明し,合わせて,多段圧縮機におけるアイスクリスタル対策に関する流体力学的知見および設計指針を提供することを研究目的とする.平成26年度は,平成25年度に開発したアイスクリスタル着氷モデルを多段圧縮機コードに実装し,プログラムの並列化を行った.次いで,開発したコードを多段圧縮機用の翼に適用し,多段圧縮機翼におけるアイスクリスタル着氷現象を再現・調査し,アイスクリスタル着氷が発生する物理的メカニズム(発生プロセス,発生条件等)の解明を試みた.また,アイスクリスタル着氷による多段圧縮機翼の流体力学的性能変化を明らかにした.着氷は,空気中に含まれる過冷却水滴が壁面に衝突して過冷却状態が解除され,壁面に氷層を形成する現象である.風力タービン,発電用ガスタービン,航空機,ジェットエンジン等においては,空力性能の大幅な低下や剥離した氷片による機械内部の物理的損傷など,致命的な影響を及ぼすことが知られている.特に,最近発見された“アイスクリスタル"と呼ばれる着氷現象は,主流静温が30°C程度の高温で生じ,その発生メカニズムが不明な状況にあり,ジェットエンジンの設計・運転上の大きな障害・技術課題となっている.本研究では,アイスクリスタル着氷に対して物理モデルを構築し,これを申請者が開発してきたマルチフィジックス着氷予測コードへ実装することにより,多段圧縮機において発生するアイスクリスタル着氷現象を数値的に解明し,合わせて,多段圧縮機におけるアイスクリスタル対策に関する流体力学的知見および設計指針を提供することを研究目的とした.平成27年度は,パラメータ・スタディを実施することにより,アイスクリスタル着氷の特性を明らかにし,耐アイスクリスタル着氷性に優れた多段圧縮機に関する設計指針を提供することを目的とした.まず,アイスクリスタル着氷の物理特性を解明しつつ圧縮機への流入条件を確定するために,単一氷塊がジェットエンジンに吸い込まれていく過程でどのように融解していくのかを数値計算した.これにより,大気温度,氷の大気含有率,氷粒の直径等をパラメータとして,多段圧縮機の各段に流入する際の氷粒の溶融状態が明らかになった.

次いで,圧縮機の設計点を仮定して,着氷によって時間とともにどのように圧縮機性能が低下して行くのかを解析し,5秒間程度の着氷で数%の性能低下が生じることを明らかにした.なお,当初目標としていたパラメータ・スタディは,計算時間の関係で一部しか実施できなかった.アイスクリスタル着氷は、ジェットエンジン圧縮機内部の主流静温が30°C程度の領域で発生する.発生メカニズムが全く不明であり,これまでの着氷予測数値シミュレーションにおいては完全に予測対象外であった.したがって,アイスクリスタルを再現・予測できる新たな物理モデルおよび数値シミュレーション手法の開発が強く求められていた.本研究では,まず,アイスクリスタル着氷に対してマルチフィジックスモデルを提案し,アイスクリスタル着氷現象の物理的特性を数値的に解明した.最終的に,開発したコードをジェットエンジンの圧縮機に適用し,アイスクリスタル着氷に関する流体力学的な知見と設計指針を提供した.アイスクリスタル着氷を再現するための物理モデル(着氷モデル)および数値計算手法の開発が完了し、ジェットエンジンの圧縮機翼を数値計算できたという点で、概ね計画通りに研究が進んでいるといえる。また、アイスクリスタル着氷の基本的な着氷プロセスの再現が実現し、圧縮機翼の着氷プロセスに関する現象論的理解が深まった点で、新たな工学的な価値を生み出せたものと考えている。実際の多段圧縮機の数値計算を実施するまでには至っていないが、開発したアイスクリスタル着氷コードを用いて平成27年度に多段圧縮機の数値計算を実施する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。計算力学平成27年度は,パラメータ・スタディを実施することにより,多段圧縮機におけるアイスクリスタル着氷の特性を明らかにする予定である。これまでに開発したアイスクリスタル着氷コードを適用するだけであるため、本研究遂行上の大きな障害はないと思われる。平成27年度中に、耐アイスクリスタル着氷性に優れた多段圧縮機に関する設計指針を提供するとともに、ジェットエンジンにおけるアイスクリスタル着氷の全体像を解明したい。アイスクリスタル着氷のモデル化および検証計算は予定通りほぼ完了し、多段圧縮機における液滴の熱的挙動の再現も順調に完了した。ただし、氷粒子が含まれている場合のアイスクリスタル着氷モデルの検証計算は未だ妥当な結果が得られていない。全体的な進捗度としては概ね90%程度である。アイスクリスタル着氷のモデル化および検証はほぼ完了しているので、モデルの完成を目指すとともに、多段圧縮機に関する研究を進める。アイスクリスタル着氷モデルさえ完成すれば、既存の着氷コードに移植するだけなので、比較的容易に研究を進めることが可能であると考えている。また、コードの並列化に関しては、並列化効率をチェックしながら、効率的に進めるべく努力する。旅費の支出が予定よりも少なかったため。消耗品費として使用する予定
スカイプを活用した訪問看護ステーション医療安全管理担当者のスキルアップ支援

訪問看護における医療安全地域ネットワークとコンサルテーション・システムを構築する。県看護協会の協力を得て、県内の各訪看所長の任意の参加によるメール会議システムを構築し、さらに、医療安全に関する課題について、経験豊かな医療安全管理者・研究者と訪看の所長又は医療安全担当者とがスカイプによる双方向性の相談・助言を行うシステムを構築する。コンサルテーションの効果については、医療安全活動の実践度および変革的リーダーシップ行動得点の変化から実証する。
極値統計による最大介在物寸法の推定における抽出面積と分割数の決定方法

本研究は,高強度鋼の最大介在物の大きさを極値統計により推定するときの最大介在物の大きさの推定精度を再帰期間と分割数の関数として定式化し,これを用いて必要な推定精度を満たし,かつ抽出面積の大きさが最小となるように再帰期間と分割数を決める手法を確立することを目的としたものである.主な研究成果は次の通りである.1.高強度鋼の供試材としてSKH57鋼を用い,SKH57鋼中に分布する介在物の大きさを画像処理により測定した.測定結果を用いて,極値統計により最大介在物の大きさの推定を同一の分割数と再帰期間のもとで多数回行った.推定した最大介在物の大きさとSKH57鋼中の真の最大介在物の大きさから平均二乗誤差の平方根√<Varea>を計算した.この√<Varea>を二重指数分布の標準偏差σで割った√<Varea>/σを最大介在物の大きさの推定精度として,種々の再帰期間と分割数について計算を行った.その結果,再帰期間が同じならば,分割数を大きくするほど√<Varea>/σは小さくなること,また分割数が同じならば,再帰期間が小さくなるほど√<Varea>/σは小さくなることがわかった.2.SKH57鋼の介在物の大きさの分布形と密度を用いて,モンテカルロシミュレーションにより推定精度√<Varea>/σを求め,上記1.にて実験から求めた√<Varea>/σとの比較を行った.その結果,シミュレーションの結果と上記1.の実験による結果は傾向的によく似ていることがわかった.しかし定量的に見ると,後者は,前者の0.730.96倍になっていることがわかった.3.理論式から求めた推定精度√<Varea>/σと上記1.にて実験から求めた√<Varea>/σとの比較を行った.その結果,理論式の結果と上記1.の実験による結果は傾向的によく似ていることがわかった.しかし定量的に見ると,後者は,前者の0.941.52倍になっていることがわかった.4.理論式を補正することにより,上記1.にて実験から求めた推定精度√<Varea>/σを再帰期間と分割数の関数として表す定式を求めた.本研究は,高強度鋼の最大介在物の大きさを極値統計により推定するときの最大介在物の大きさの推定精度を再帰期間と分割数の関数として定式化し,これを用いて必要な推定精度を満たし,かつ抽出面積の大きさが最小となるように再帰期間と分割数を決める手法を確立することを目的としたものである.主な研究成果は次の通りである.1.高強度鋼の供試材としてSKH57鋼を用い,SKH57鋼中に分布する介在物の大きさを画像処理により測定した.測定結果を用いて,極値統計により最大介在物の大きさの推定を同一の分割数と再帰期間のもとで多数回行った.推定した最大介在物の大きさとSKH57鋼中の真の最大介在物の大きさから平均二乗誤差の平方根√<Varea>を計算した.この√<Varea>を二重指数分布の標準偏差σで割った√<Varea>/σを最大介在物の大きさの推定精度として,種々の再帰期間と分割数について計算を行った.その結果,再帰期間が同じならば,分割数を大きくするほど√<Varea>/σは小さくなること,また分割数が同じならば,再帰期間が小さくなるほど√<Varea>/σは小さくなることがわかった.2.SKH57鋼の介在物の大きさの分布形と密度を用いて,モンテカルロシミュレーションにより推定精度√<Varea>/σを求め,上記1.にて実験から求めた√<Varea>/σとの比較を行った.その結果,シミュレーションの結果と上記1.の実験による結果は傾向的によく似ていることがわかった.しかし定量的に見ると,後者は,前者の0.730.96倍になっていることがわかった.3.理論式から求めた推定精度√<Varea>/σと上記1.にて実験から求めた√<Varea>/σとの比較を行った.その結果,理論式の結果と上記1.の実験による結果は傾向的によく似ていることがわかった.しかし定量的に見ると,後者は,前者の0.941.52倍になっていることがわかった.4.理論式を補正することにより,上記1.にて実験から求めた推定精度√<Varea>/σを再帰期間と分割数の関数として表す定式を求めた.