hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幼児・児童・生徒のふれあい・介護体験が認知症高齢者に与える影響に関する行動研究

本研究は,幼児・児童・生徒および学生を受け入れているグループホームや高齢者福祉施設において,これら若年者との交流が,入居している認知症高齢者にどのような影響を与えうるのかを,高齢者の行動を分析することによって検証することを目的とした。若年者の適度で穏やかな関わりかけは,認知症高齢者に肯定的な感情を惹起したと思われたが,認知症度が重度である場合には,交流に対する忌避的な行動が生起しやすかった。本研究は,幼児・児童・生徒および学生を受け入れているグループホームや高齢者福祉施設において,これら若年者との交流が,入居している認知症高齢者にどのような影響を与えうるのかを,高齢者の行動を分析することによって検証することを目的としている。本年度は,本研究に関連する先行研究や文献を検索し蓄積することに研究の中心を置いたが,当該分野に関係する先行研究はほとんど存在しないことが明らかとなった。さらに,幼児から大学生に至るまでの広範な年齢層における体験実習の成果に関する文献の収集も試みたが,この分野でも先行研究は少なく,データの集積が必要な分野であることが明確となった。本研究では,来年度にかけて東広島市内の全ての小中学校および幼稚園と保育園に対するアンケートを行う予定であるが,本年度においてはまず東広島市内にある幼稚園10園に対するアンケート調査を先行的に実施した。その結果,園児が高齢者とふれあう機会を持っている幼稚園は,全園の半数の5園であった。これら5園の幼児たちが交流する高齢者とのふれあいの場は老人ホーム,デイケアセンター,地域の老人会・老人クラブなどであり,その全ては園児が高齢者施設などを訪問する形で実施されていた。ふれあいの内容は,園児が高齢者に歌や踊りを披露するものから,高齢者側が園児たちに歌や踊りを披露したり,遊びや工作などの技能を教えるものなどが挙げられた。5園の回答者のうち4者は,このようなふれあいの体験が,幼児と高齢者双方にとってよい影響を持つと考えていたが,1者は,どちらかというと園児のためによいと回答した。他方,ふれあいの機会を持たない5園の回答者のほとんどが,幼児が高齢者とふれあいの機会を持つことは必要と感じるが,まわりに適当な高齢者施設がないと回答し,その一方で,将来的には高齢者とのふれあいの機会を持つようにしたいと回答した。本研究は,幼児や児童・生徒および大学生等を,介護等体験やふれあい体験等で受け入れているグループホームや高齢者福祉施設において,これらの若年者との交流が,入居している認知症高齢者にどのような影響を与えうるのかを,高齢者の行動を分析することによって検証することを目的としている。本年度は,昨年度に引き続き本研究に関連する先行研究や文献を検索し蓄積しながら,関連諸分野の研究者からの情報収集に努めたが,やはり当該分野に関係する先行研究はほとんど存在せず,当該分野におけるデータの集積が急務であると考えられる。幼稚園へのアンケートやインタビューを行った中で,東広島市内にあるM幼稚園では,園の行事の一環として地域の高齢者を定期的に園に招いてお茶の会を催すなど,常日頃から高齢者と幼児たちとのふれあいの機会を設けているが,そのようなふれあいは,園児にとっても高齢者にとってもよい機会だと考えていた。しかし,M幼稚園を初めとしていずれの園においても,高齢者の生活する施設への訪問については,実施することが困難なようである。先行する研究において収集した,島原市のグループホームにおける高齢者の中学生とのふれあい時のビデオデータを解析したところ,ふれあい体験に訪れた中学生に対して,人見知りに似た回避的行動を示す高齢者がいた一方で,自ら積極的に関与しようとする行動を示す高齢者も存在した。重度認知症の高齢者の中には,日常的に人形を抱いて過ごしている人がいるが,見知らぬ子どもの接近に対しては,これを警戒するような反応が見られることもあり,対象者による変位が極めて大きいことが明らかにされつつある。本研究は,幼児や児童・生徒および大学生等を,介護等体験やふれあい体験等で受け入れているグループホームや高齢者福祉施設において,これらの若年者との交流が,高齢者にどのような影響を与えうるのかを検証することを目的とした。しかし,一昨年来の基礎的調査によって,本研究に関連するような先行研究や文献はほとんど存在しないことが明らかとなっており,当該分野におけるデータの集積が急務であるが,下記のような理由で,その実施には大きな困難が伴うと考えられる。まず,多くの高齢者施設において,入所者の安全やプライバシーの保護上の問題などによって,児童や生徒の体験学習の受入を躊躇していることが挙げられる。また施設側からは,高齢者にとって,若年者との交流が,本当に良い効果を及ぼすものであるか否かについての懸念も聞かれる。さらには,高齢者施設が種々の理由によって市街地等から隔絶されたアクセスの困難な地域に偏在していることもある。先に報告したように,幼稚園などにおいては,高齢者とのふれあいを実践している園があり,園児と高齢者の双方に良い効果を与えていると認知される傾向がある。

しかし,小・中学校や高等学校においては,主として家庭科や総合的な学習の時間等の分野において,高齢者とのふれあいを通じての高齢社会に対する理解の必要性を教示している一方で,実習時限確保の困難さや実習先施設との関係形成の困難さなどにより,その実施そのものができていない状況にあることが明らかとなった。最終的には本研究が目指したように,園児や児童,生徒,学生などの若年者との交流が,高齢者の意識や行動を肯定的な方向に変化させ得ることを実証することによって,実習を希望する園や学校の幼児や生徒・学生が高齢者とのふれあいを体験でき,同時に若年者との交流を希望する高齢者施設の入所者の生活満足度の向上に貢献できるものと期待する。
慢性GVHDの細胞・分子基盤

造血幹細胞移植後の慢性GVHDの発症・遷延には、移植片中に含まれるT細胞(gT)と造血幹細胞から新規に再構成されるT細胞(rT)の双方が関与するとされている。新規に確立したマウス慢性GVHDモデルでは、観察期間を通じてgTが数的に優位であり、また増殖能、サイトカイン産生能を保持していた。移植後にgTを除去すると、rTが増加し病態は改善しない一方、rTを除去するとgTの過剰な活性化により致死的となった。これらの結果から、gTとrTが相互に抑制関係を持ちつつ、慢性GVHDの病態に寄与していることが明らかになった。この抑制経路の分子機序解明により、慢性GVHDの治療が可能になると期待している。同種造血幹細胞移植患者の生命予後およびQOLを脅かす慢性GVHDの細胞・分子基盤を解明することで、その新規治療、予防法開発の基礎を築くことを目的としている。慢性GVHDの病態形成過程には“自己反応性T細胞の誘導と維持機構"、“炎症条件下におけるT細胞の胸腺分化制御"、“自己反応性T細胞による組織細胞障害の分子機序"、という免疫学的重要課題が複合的に作用していると考えられる。これらの課題に取り組むにあたり、H25年度は、ヒト慢性GVHDと同様に、免疫再構築の進行に伴い末梢臓器へリンパ球が浸潤し、最終的に線維化・臓器不全に至る自己免疫疾患様の病態を呈するマウスモデルの確立を試みた。C57BL/6→C3H.H2b minor histocompatibility antigen mismatchGVHDモデルにおいて、経時的にフローサイトメトリーによる移植後の免疫再構築評価と、病理組織解析を行ったところ、同モデルでは移植後21日目より移植骨髄由来TおよびBリンパ球の回復を認め、再構築が進行する42日目以降に慢性GVHDの代表的標的臓器である唾液腺、肝臓、肺などへのリンパ球浸潤ならびに線維化の進行を認めた。標的臓器へ浸潤したT細胞が、移植片中に混入していた成熟T細胞(graft-T: gT)または骨髄前駆細胞から胸腺を経て再構築された細胞(reconstituted-T: rT)であるかを解析したところ、移植後63日目においてなおgTが有意であった。さらに、両T細胞群の免疫表現系ならびに機能評価を行ったところ、gTには増殖能、サイトカイン産生等を保持した機能的なT細胞集団が一定の割合で含まれていることが明らかになった。今後gTおよびrTの慢性GVHDへの関与を検証するとともに、その維持に関わる細胞・分子機序を検証する予定である。同種造血幹細胞移植患者の生命予後およびQOLを脅かす慢性GVHD(cGVHD)の細胞・分子基盤を解明することで、その新規治療、予防法開発の基礎を築くことを目的としている。H26年度は、移植片中に混入する成熟T細胞(graft-T: gT)または骨髄前駆細胞から胸腺を経て再構築された細胞(reconstituted-T: rT)が、それぞれcGVHDの病態形成にどのような役割を果たすかについて検討した。C57BL/6→C3H.H2b minor histocompatibility antigen mismatchGVHDモデルにおいて、末梢におけるrTの再構築は、移植後21日目以降から始まり、一方gTは移植後14日目以降、徐々に減少する。移植後21日目から持続的にrTを除去する抗体をレシピエントに投与すると、投与開始早期から体重減少などのGVHD症状の増悪を認め、2週間以内に全個体死亡した。この際、標的組織に浸潤したgTにおいて、サイトカイン産生の亢進を認め、rTがgTの活性化を抑制することで、GVHD症状の増悪を抑制していることが示唆された。一方、同様のアプローチでgTを除去すると、臨床症状および移植後63日目の標的臓器におけるリンパ球浸潤像に顕著な変化を認めなかった。この際、標的臓器に浸潤したrTの細胞数は、未処置cGVHDマウスの移植後63日目と比較し、著明に増加していたことから、gTがrTの再構築および末梢組織への浸潤に抑制的に働いていることが示唆された。これらの結果は、cGVHDの標的臓器においてrTおよびgTがお互いの質・量を制御しつつ、病態形成に寄与している可能性を示唆するものである。今後gTおよびrTの間のネガティブフィードバックの細胞・分子機序を検証する予定である。移植後40日目の慢性GVHD発症マウスからgTおよびrTを調整し、未処置C3H.H2bマウスまたはT細胞除去B6骨髄で再構築したC3H.H2bマウス(B6->C3H.H2b)から調整したT細胞除去脾臓細胞または肺非血球細胞と共培養し、増殖応答を解析した。gTは、未処置C3H.H2bとB6->C3H.H2bから調整したT細胞除去脾臓細胞いずれに対しても増殖応答を示したのに対し、rTは主にB6->C3H.H2bから調整したT細胞除去脾臓細胞に反応性を示した。また、gT, rTいずれも非血球系細胞に対する増殖応答は認めなかった。これらの結果から、移植後40日目のgTは、宿主抗原を直接および間接の2つの抗原提示経路で認識するが、rTは間接経路のみで宿主抗原を認識すること、また、いずれも非血球系細胞を認識しないことが示唆された。

造血幹細胞移植後の慢性GVHDの発症・遷延には、移植片中に含まれるT細胞(gT)と造血幹細胞から新規に再構成されるT細胞(rT)の双方が関与するとされている。新規に確立したマウス慢性GVHDモデルでは、観察期間を通じてgTが数的に優位であり、また増殖能、サイトカイン産生能を保持していた。移植後にgTを除去すると、rTが増加し病態は改善しない一方、rTを除去するとgTの過剰な活性化により致死的となった。これらの結果から、gTとrTが相互に抑制関係を持ちつつ、慢性GVHDの病態に寄与していることが明らかになった。この抑制経路の分子機序解明により、慢性GVHDの治療が可能になると期待している。当初予定していた慢性GVHDの細胞基盤について想定以上の成果が得られている。すなわち、移植片中に混入する成熟T細胞(graft-T: gT)または骨髄前駆細胞から胸腺を経て再構築された細胞(reconstituted-T: rT)が、それぞれcGVHDの病態形成にどのように役割を果たすかについて、これまでに報告されていない、rTとgTの間のネガティブフィードバックを明らかにすることが出来た。予備的な検討では、rTおよびgTの活性化には、ドナー由来血球系抗原提示細胞が必須であるという結果も得られており、これらの研究成果をさらに深化させることで、ヒト慢性GVHDの病態形成機序の解明ならびに新たな予防・治療戦略が確立出来ると期待している。27年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学rTおよびgTそれぞれのT細胞集団が末梢組織において、どのような抗原提示細胞、分子により維持されているかを検討するため、各T細胞集団の同種抗原に対する直接および間接認識能を、ex vivoおよびin vivoで検証する。また、各T細胞集団のtranscriptome解析を行い、各細胞集団がどのような分子を介して慢性GVHDの病態形成に寄与しているかを明らかにする。慢性GVHDの標的臓器である肝臓の門脈領域において病的T細胞の維持に関わる微小環境の構成細胞成分ならびに分子発現を免疫組織染色、RT-PCR等により検索する。当初予定していた慢性GVHDモデルの確立、同モデルにおける免疫再構築、炎症細胞浸潤および病態形成の時空間的な特性付け、を達成できた。また、末梢組織に浸潤するT細胞の起源を解析したところ、当初の仮説とは異なりgTがサイトカイン産生能や増殖能などを保持したまま長期的に維持され、慢性GVHDの病態に関与していることや、予備的データではあるが、同モデルで共存するgTおよびrTは、相互に増殖や活性化を抑制する競合的な関係にあることなど見えており、新たな展開が開けつつある。これらの研究成果をさらに深化させることで、ヒト慢性GVHDの病態形成機序の解明ならびに新たな予防・治療戦略が確立出来ると期待している。今年度は主に慢性GVHDの病態形成におけるrTおよびgTの関与をin vivoで明らかにする、慢性GVHDの細胞機序の解析を中心に遂行した。研究を進める過程で、予想外にrTおよびgTの間にネガティブフィードバックが存在することを見いだしたたため、今年度はその詳細を深化することに注力し、当初計画していたトランスクリプトーム解析などの分子機序に関する実験を翌年度に行うこととした。そのため、トランスクリプトーム解析など、分子機序解析で予定していた試薬購入、受託費用が発生しなかった。
ヒメツリガネゴケ遺伝子ノックアウトによる植物キチナーゼの生理的機能の解明

【目的】多くの陸上植物にキチナーゼの存在が認められているが、その基質であるキチンは植物体内には存在しない。そのため、植物キチナーゼは病原性真菌の細胞壁キチンを分解することにより、その生育や感染を抑制する生体防御タンパク質であると考えられている。高等植物にはキチナーゼの種類とそれに類似した遺伝子の数が多く、機能解析が困難であるため、陸上植物の進化の基部に位置するコケ植物の中でも、モデル植物として利用されるヒメツリガネゴケ由来キチナーゼの防御応答に関する研究を行っている。本研究では、抗真菌活性があると考えられるキチナーゼのノックアウト変異体を作製し、生体内における役割について検討することを目的とした。【方法】1.遺伝子破壊用コンストラクトの構築ヒメツリガネゴケ遺伝子破壊用プラスミドpTN182に目的キチナーゼ遺伝子の上流および下流部分と相同的な配列を組み込み、遺伝子破壊用コンストラクトを構築する。2.キチナーゼ遺伝子ノックアウトポリエチレングリコール(PEG)法にて、ヒメツリガネゴケヘ破壊用コンストラクトを導入し、キチナーゼ遺伝子ノックアウト変異体を作製する。3.形質の観察キチンオリゴ糖の添加に対する遺伝子発現の応答の変化や真菌への抵抗性について観察する。【成果】制限酵素配列を付加したプライマーを用い、ゲノムDNAを鋳型とするPCRを行った。DNAシーケンスの結果、目的の配列であることが確認された。得られたPCR産物を遺伝子破壊用プラスミドpTN182の破壊カセット部分の上流および下流領域に連結し、遺伝子破壊用コンストラクトの構築に成功した。現在、破壊用コンストラクトを導入した遺伝子ノックアウト変異体を作製中である。今回の実験では、遺伝子増幅に用いたPCRや大腸菌の不良のため進度が遅れ、形質の観察に至らなかった。今後、キチンオリゴ糖や真菌への抵抗性を観察し、キチナーゼの役割について検討する必要がある。
RC壁の内部探査のための赤外線サーモグラフィ画像の簡易補正手法に関する研究

ハロゲンライトの光線の分布と時間変化を分光放射計を用いて測定した結果、波長分布は、波長の自然対数がガウス分布曲線で良く近似できること、光線強さ分布は楕円曲線で良く近似できること、スイッチを入れてから数分後には光線は既に安定していることなどが判った。色彩との関係では、分光測色計を用いて各波長の放射率を測定し、そこから分光吸収率を求め、ハロゲンライトのスペクトルを掛け合わせることで、吸収熱量を求めることができた。平成20年度においては、日射による加熱を伴う内部欠陥の検出に関して、検討した。本研究課題の遂行にあたる研究組織は、研究代表者が単独で組織した。平成20年度においては、分解能が高く屋外計測時においてもバッテリによる作動が可能な最新の赤外線サーモカメラを設備備品費により導入した。この赤外線サーモカメラを用いて、モデル供試体のより精密な測定を行った。塗装により表面色を様々に設定し日射吸収率を変化させたモデル供試体を太陽光で加熱する詳細な検証実験や実構造物の測定を行い、その測定結果を提案する簡易解析手法による数値解析結果と比較し、その実用性を検証した。また、表面温度に及ぼす影響要因を分析し、解析精度をさらに向上させる手法についても検討した。面内方向への熱伝導による温度分布を検証するため、白地に黒色で点状または線状に塗装した試験体を用いて温度分布を測定した結果、線状塗装供試体では表面温度分布はその理論式である対数関数でほぼ表せるが、点状塗装供試体ではその理論式である双曲線関数と対数関数の間にあること、50mm程度の影響半径が存在しそれ以上の距離への熱伝導は事実上認め難いことなどが判明した。双曲線関数が無限遠点で収束することから、影響半径の設定により積分値は減少する。本研究で提案する簡易解析手法は各点に入力した熱量による影響を重ね合わせることで算出しているため、これらの影響は無視できないものとなった。平成21年度においては、ハロゲンライトによる加熱を伴う内部欠陥の検出に関して、検討した。平成21年度においては、当年度の設備備品費として購入した分光測色計を用いて新たに作製した試験体や実構造物の表面色を測定し、より精密な入力を行う。表面色を様々に変化させたモデル供試体をハロゲンライトで加熱する検証実験や実構造物の測定を行った。また、使用したハロゲンライトの特性を把握するため、光線の分布と時間変化を分光放射計を用いて測定した。測定は20°C一定の無窓の養生室内において行った。その結果、ハロゲンライトの波長分布は、ピークが900nm付近と長波長に位置すること、波長の自然対数がガウス分布曲線で良く近似できること、短波長側と長波長側で別のパラメータを与えればさらに精度が改善すること、光線強さ分布は楕円曲線で良く近似できること、スイッチを入れてから数分後には光線は既に安定しており、遅くとも10分後からはほぼ変化がみられないことなどが判った。この吸収熱量で表面色を整理すると、吸収熱量の差の大きい2色で塗り分けられた試験体では面内の熱伝導が発生することで、表面色の境界に比べて表面温度の境界はぼやけており、内部欠陥探査に大きく影響を与えることが判った。平成22年度においては、ハロゲンライトによる加熱を伴う内部欠陥の検出に関して、検討した。平成22年度においては、前年度の設備備品費として購入した分光測色計にハロゲンライト用の較正データを新たに導入して、より精密な分析を行った。表面色を様々に変化させたモデル供試体をハロゲンライトで加熱する検証実験を行った。また、使用したハロゲンライトの特性の詳細を把握するため、光線の分布と時間変化を分光放射計を用いて測定した。その結果、ハロゲンライトの分光分布は、ピークが900nm付近とみられていたが735nmであること、550-650nm付近は傾きが緩やかでガウス分布曲線の形状からは逸脱していること、使用時間によってスペクトル分布は変化がないが光線強さは大きく変化してくること、光線強さ分布は楕円曲線で良く近似できること、スイッチを入れてから数分後には光線は既に安定しており、遅くとも10分後からはほぼ変化がみられないことなどが判った。
上気道の各種受容器と気管平滑筋の中枢性調節

平成5年度の研究では、以下の成果が得られた。1気管平滑筋活動に影響を与える求心性入力について、系統的に検討した。1-1シアン注入による末梢化学受容器の刺激は気道収縮を誘発した。1-2椎骨動脈から炭酸ガス飽和生食を注入して、中枢化学受容器を刺激すると、気道収縮が誘発された。1-3ところが、椎骨動脈から窒素で飽和した生食を注入して、延髄に低酸素負荷を与えると、気管平滑筋の緊張は逆に抑制され、気道は開大した。1-4肺伸展受容器を興奮させると、気管平滑筋は弛緩反応を示した。しかし、迷走神経を切断した後に、肺伸展受容器を興奮させると、逆に、気管平滑筋はゆっくりとした収縮を示した。この逆説的反応の作用機序は解明できなかった。1-5気道の刺激受容器の興奮は、気道収縮を誘発した。1-6下肢からの求心性入力を電気刺激にて興奮させると、気管平滑筋は弛緩した。2しゃっくりが延髄内の電気刺激で誘発されることを発見した。その部位は、延髄腹側の網様体の限局しており、疑核の外側であった。誘発されたしゃっくり反射は、吸気相で強く、呼気相で弱い傾向を示し、臨床知見と対応するものであった。バクロフェンはGABA-Bのアゴニストで、しゃっくりの治療薬として最近よく使われるが、誘発されたしゃっくり反射に対しても、抑制効果を示した。本年度の研究で以下の成果が得られた。1肺内気管平滑筋と肺外気管平滑筋を支配する迷走神経節前神経の起始細胞の分布は延髄内で異なっていた。前者は迷走神経背側核と後顔面神経核に逆行性に標識されたが、後者は主に後顔面神経核に認められた。2気管からの迷走神経性の求心性C線維は延髄の孤束核に投射することが知られているが、カプサイシンによるC線維の脱落効果から、#1で示された迷走神経節前神経に直接投射する可能性が示された。3肺外気管平滑筋は呼気相初期に活動し、その活動亢進は平滑筋の持続性収縮を誘発した。他方、肺内気管平滑筋は吸気相後期に活動し、その興奮は気管収縮の振幅の増強を誘発するが、加重効果は認められなかった。4上喉頭神経の内枝から単一神経活動を導出し、圧受容器、侵害受容器、ドライブユニットに対応する求心性神経活動を同定した。更に、新たに、気流受容器をネコで記録できた。その呼吸に与える効果は呼吸をゆっくりと浅くすると伴に、喉頭の前筋の興奮(声門の開大)作用であった。5本研究中にしゃっくりを誘発する部位を鼻咽頭に偶然発見した。鼻咽頭背側部の機械的刺激に対応してしゃっくりを再現性よく誘発できた。更に、しゃっくりに関する臨床知見の内、クロールプロマジンや炭酸ガスによる抑制効果などを実験的に確認することもできた。

この逆説的反応の作用機序は解明できなかった。1-5気道の刺激受容器の興奮は、気道収縮を誘発した。1-6下肢からの求心性入力を電気刺激にて興奮させると、気管平滑筋は弛緩した。2しゃっくりが延髄内の電気刺激で誘発されることを発見した。その部位は、延髄腹側の網様体の限局しており、疑核の外側であった。誘発されたしゃっくり反射は、吸気相で強く、呼気相で弱い傾向を示し、臨床知見と対応するものであった。バクロフェンはGABA-Bのアゴニストで、しゃっくりの治療薬として最近よく使われるが、誘発されたしゃっくり反射に対しても、抑制効果をしめした。
知識欲と学習意欲の断絶からの脱却契機に関する事例調査研究

本研究は,知識欲と学習意欲の断絶に係る典型事例の調査を通じて,(1)脱却のパターン導出と(2)パターン内での段階的変化の捕捉及び(3)各段階内での介入の可能性を模索することを目的としている.当該年度は,このうち,「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」,そして,「(3)各段階内での介入の可能性を模索すること」に取り組んだ.特に,「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」を進める過程でこの「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」の重要性が高まり,計画期間を延長し,多くのエフォートを割いた.知識欲と学習意欲の断絶に係る典型事例として「Q&Aサイトで,知識欲に基づき「答え」を求めるが,「学習」を回避し,自己のリソースを割かず,一方的に他者の学習成果を利用・搾取しようとする者」(=「教えて君」)を扱い,その状態からの「脱却」に至る一般化可能なパターンを求めるため,事例(=人/ユーザー)の収集とその事例の追跡による行動(=出来事)及び「脱却」(=出来事)の確認を大規模なウェブクローリングによって進めた.このクローリング調査にて,昨年度「(1)脱却のパターン導出」に寄与した事例から,パターン毎に特徴的な変化(=脱却過程)を示す事例を抽出し「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」を導き.パターン間を応談する形で介入可能性を検討することで「(3)各段階内での介入の可能性を模索すること」を進めた.研究は完了したものの,「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」に時間を割いたことから,論文の投稿時期を逸してしまった.論文は,補助事業期間終了後の各学会の投稿時期に順次投稿・公開する予定である.本研究は,知識欲と学習意欲の断絶に係る典型事例の調査を通じて,(1)脱却のパターン導出と(2)パターン内での段階的変化の捕捉及び(3)各段階内での介入の可能性を模索することを目的としている.当該年度は,このうち,「(1)脱却のパターン導出」に取り組んだ.知識欲と学習意欲の断絶に係る典型事例として「Q&Aサイトで,知識欲に基づき「答え」を求めるが,「学習」を回避し,自己のリソースを割かず,一方的に他者の学習成果を利用・搾取しようとする者」(=「教えて君」)を扱い,その状態からの「脱却」に至る一般化可能なパターンを求めるため,事例(=人/ユーザー)の収集とその事例の追跡による行動(=出来事)及び「脱却」(=出来事)の確認を大規模なウェブクローリングによって進めた.クローリングシステムを構築することで,当該年度以前に比して,格段に多くの事例を収集することが可能となった(月当たり平均600ユーザー,50,000出来事程度).当該年度は,この事例と行動(/「脱却」)の解釈(及び意味づけ)を進めるとともに,標本数の増大とともに問題となる整理方法の開発に努めた.現在処理済みの標本だけでは,研究において目標とする「脱却」数に満たないのが現況である.整理方法の開発については,有効性が期待される2通りの方法を試行中であり,いずれか一方を次年度は採用の上で本格運用し,早い段階で研究目的「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」へと研究を展開する予定でいる.ウェブクローリング調査において,第一に,コンピュータプログラムによりQ&Aサイトへの高頻度のデータ差分バックアップを採ることによりデータの欠損を回避すること,第二に,そのデータを,これまでの研究において作成した分類・整理法により人の手により整理し,脱却事例をエピソードとして再構成することを課題として進めてきた.1点目の課題に対応して,その効率化と安定化のために,自前のコンピュータ及びインフラを利用してプログラムを実行するか,それらを全て統合する形で(外部の)サービスを利用するか,の検討作業に対し予定していた以上に時間を要し,プログラムの運用開始が遅れてしまった.加えて,外部のサービスを利用する決定をした後に,2点目の課題に応える形で学問的かつ技術的な水準を満たす「仕様」の策定にも時間を要している.特に,後者が現況において,標本整理方法の開発を次年度に持ち越している一因となっている.調査手法の適否と直結する問題である故,慎重に検討した結果である.本研究は,知識欲と学習意欲の断絶に係る典型事例の調査を通じて,(1)脱却のパターン導出と(2)パターン内での段階的変化の捕捉及び(3)各段階内での介入の可能性を模索することを目的としている.当該年度は,このうち,「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」,そして,「(3)各段階内での介入の可能性を模索すること」に取り組んだ.特に,「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」を進める過程でこの「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」の重要性が高まり,計画期間を延長し,多くのエフォートを割いた.知識欲と学習意欲の断絶に係る典型事例として「Q&Aサイトで,知識欲に基づき「答え」を求めるが,「学習」を回避し,自己のリソースを割かず,一方的に他者の学習成果を利用・搾取しようとする者」(=「教えて君」)を扱い,その状態からの「脱却」に至る一般化可能なパターンを求めるため,事例(=人/ユーザー)の収集とその事例の追跡による行動(=出来事)及び「脱却」(=出来事)の確認を大規模なウェブクローリングによって進めた.このクローリング調査にて,昨年度「

(1)脱却のパターン導出」に寄与した事例から,パターン毎に特徴的な変化(=脱却過程)を示す事例を抽出し「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」を導き.パターン間を応談する形で介入可能性を検討することで「(3)各段階内での介入の可能性を模索すること」を進めた.研究は完了したものの,「(2)パターン内での段階的変化の捕捉」に時間を割いたことから,論文の投稿時期を逸してしまった.論文は,補助事業期間終了後の各学会の投稿時期に順次投稿・公開する予定である.現在生じている遅れは,クローリングプログラムの導入が遅れた期間分の遅延となっている.これと連動して,標本の整理方法の開発が(研究構想段階のものと異なるがゆえに)さらなる遅れを生じさせる可能性がある.上記への対応として,第一に,整理方法に関しては,当該年度において候補を絞ったうちの方法の1つに早期に確定し,その導入により効率化を進めることで対応する.第二に,プログラムの導入の遅れに対しては,必要な期間の試算に基づくゆえ,終了を早めることは出来ないが,調査構想段階での「当初計画どおりに進まない時の対応」として用意しておいたサブプランである,(全標本の収集が完了する以前から)段階的かつ「形成的にエピソード化を進める」(=事前コーディング)という方策を採る.また,上述の遅れが論文投稿のスケジュールにも影響するが,(当初の発表計画を改め)成果の単位化の区切りを変更することで,公表可能なものから順次公表することとする.ウェブクローリング調査の開始が遅れたことから,それに伴い一部費用が当該年度から次年度へと繰り越されている.次年度において調査を継続することから,これらの費用は次年度に使用する.
非酸素発生型ー酸素発生型光合成の過渡段階の探索と検証：シアノバクテリアの初期進化

シアノバクテリアは地球史上に初めて出現した酸素発生型光合成生物であり、その進化は地球環境および生物の初期進化を考える上で最も重要な課題の一つである。シアノバクテリアの起源については、光化学系の構造や分子系統学的解析などから、非酸素発生型の光合成細菌から進化したと考えられてきた。しかしその詳細はよくわかっていない。本研究では、酸化還元変動環境下のシアノバクテリアの培養実験および微生物群集解析から得られた生理学的・分子系統学的な情報と、環境条件・地史学的知見と統合を通じ、シアノバクテリアの初期進化過程とその背景についての考察を行った。シアノバクテリアは地球史上初の酸素発生型光合成生物であり、その進化は地球史や生物進化を考える上で最も重要な課題の一つである。シアノバクテリアは、光化学系の構造や分子系統解析などから、非酸素発生型の光合成細菌から進化したと考えられてきた。しかし、その進化過程や時期は未だ不明である。そこで本研究では非酸素発生型と酸素発生型光合成生物むすぶ過渡段階ともいえる、シアノバクテリアの非酸素発生型光合成に着目して研究を行った。H25年度は、前年度までの野外試料を材料とした培養実験・微生物群衆解析から得られた光合成活性、分子系統学的な情報の解析を進めるとともに、環境条件・地史学的知見と統合する作業を進めた。前年度までに野外試料を材料とした培養実験および群衆解析の結果から、2属4種/株が主要構成種として同定されていたが、さらに系統解析を精査した結果、3(または4)属6種/株からなることが示唆された。このうち1株については時期・場所に関わらず普遍的に見られる一方、残る5株については環境特異的、うち2株は時期特異的な出現傾向を示し、分布域・期の環境圧と各種/株の環境耐性の関連が示唆された。非酸素発生型光合成能を持つと推察されるグループの進化過程を復元するため、同定された種/株の塩基配列を近縁種を含む多様なシアノバクテリアの既知配列とともに分子系統解析を行った。また、分子系統樹と野外環境条件および地史学的な環境の変遷との対応から、進化の背景について考察した。なお、成果の一部については日本地球惑星科学連合大会にて発表した。シアノバクテリアの起源については、光化学系の構造の類似性や分子系統解析などに基づき、非酸素発生型の光合成細菌から進化したと考えられてきた。しかし、その進化過程は未だ不明である。そこで研究代表者は、非酸素発生型と酸素発生型光合成生物むすぶ過渡段階ともいえる、シアノバクテリアの非酸素発生型光合成に着目した。本研究では、野外から非酸素発生型光合成を行うシアノバクテリアを探索し、その光合成特性を生理学的実験により検証し、さらに分子系統・地史学的情報と統合することで、シアノバクテリアの初期進化過程とその背景の解明を目的としている。H24年度は野外試料からの新規株単離を効率的に進める選別法の確立と単離を目的に研究を進めた。酸素発生型光合成を阻害した条件で、光独立栄養的に生育可能なグループを同定するため、好気/嫌気、阻害剤の有/無を組み合わせた4実験環境下での選択培養系を構築した。環境条件と、光合成微生物の活性と群集組成との関係を明らかにするため、潮間帯に生息する野外シアノバクテリア群集を13C存在下で培養し、同位対比の測定によりその活性を定量化する一方、16S rRNA配列に基づくcDNAライブラリーの作成・解析を通じ、構成微生物群の定量・定性的記載と環境条件に応じた構成の変化について比較考察した。研究の実施にあたり、オランダ海洋研究所を訪問し酸化還元境界における光合成微生物を用いた実験・解析に関する議論を行った。また、成果の一部については第14回国際微生物生態学会にて発表した。非酸素発生的に生育可能なシアノバクテリアを効率的に選別し単離に供するため、嫌気環境下で阻害剤を用いた選択培養を行い、目的とする形質を持つ可能性のある生物群を検出、分類群の絞り込みまで進めることができた。今後さらに実験環境下でその生理学的特性や系統進化を検証するためには、株を単離し、純粋培養系を確立することが必要である。しかし、試料にその他の多様なバクテリア・菌類等が混在すること、野外環境と実験室での培地・培養条件の違い等により、現在のところ、野外試料からの単離・無菌化には至っていない。

研究計画ではこのような遅れを想定し、培養施設から入手した培養株を用いて生理学的特性の検証を進めることとしており、H25年度には引き続き野外試料からの単離株の作成を進める一方で、並行して培養株での実験を進めていく。今後は、シアノバクテリアの初期進化過程とその背景の解明を目指し、以下の研究を行う:1)単離・培養株を用いた新規光合成特性の生理学的検証H24年度に引き続き、野外試料からの株の単離を行う。同時に、分子系統解析や生理学的検証の比較対象として、培養株保存施設より生態・系統的な特性を考慮して10株を入手し、実験・解析に用いる。非酸素発生型光合成能を探るため、各株を嫌気環境下で培養し、多様な電子供与体の利用した光合成活性を測定する。また、非酸素発生型光合成による生育を確認するため、増殖速度を求める。2)酸化還元環境変動への適応過程の復元と酸素発生型光合成生物の初期進化過程生理学的実験・検証で用いた生物種の系統進化過程を明らかにし、その進化の時期と地球史における酸化還元環境の変遷を対応づけるため、分子系統樹の構築と分子時計による多様化の時期の推定を行う。まず1)で用いた単離株を材料にマーカー遺伝子の塩基配列を決定し、既知遺伝子配列とともに、分子系統樹を構築、分子時計を計算する。1)で実験的に検証した各株の光合成特性と分子系統樹・分子時計、さらに各時代の地球環境を比較することで、非酸素発生型から酸素発生型へ進化の過程の復元を試みる。該当なし
メルトドラッグ法による発泡アルミニウムを用いたサンドイッチパネルの作製

単ロール薄板連続鋳造法の一種であるメルトドラッグ法を応用し,接着剤を使用しない発泡アルミニウムおよびハニカムアルミニウムのサンドイッチパネルの作製に成功した.最適作製条件,接合界面,曲げ強度,剥離強度を明らかにした.接合は溶融接合と機械的接合の混合接合であった.プロセスの拡大としてパネル材に実用合金であるA5052,A6063,A7075を適用しサンドイッチパネルの作製に成功した.単ロール薄板連続鋳造法の一種であるメルトドラッグ法を応用し,接着剤を使用しない発泡アルミニウムおよびハニカムアルミニウムのサンドイッチパネルの作製に成功した.最適作製条件,接合界面,曲げ強度,剥離強度を明らかにした.接合は溶融接合と機械的接合の混合接合であった.プロセスの拡大としてパネル材に実用合金であるA5052,A6063,A7075を適用しサンドイッチパネルの作製に成功した.近年、製造技術の研究開発が進みつつあるポーラス金属は、実用金属で最も軽量なMg合金による軽量化を超えるいわば緻密材の軽量化の限界を超える軽量化を実現するものである.主に自動車の構造材用途を目的として,2枚の金属板の間に発泡アルミニウムを挟んだサンドイッチパネルの利用が期待されているが,接着剤を使用している,パネル材の合金が限定されている,という問題がある.そこで本研究では,接着剤を使用せず様々な合金がパネル材に適用可能なメルトドラッグ法によるサンドイッチパネルの作製プロセスの確立を目的とした.この技術を応用することにより,ポーラス金属を用いたサンドイッチパネルの適用拡大が期待される.本年度の成果として,パネル材の材質がAl-6mass%Siにて,パネル材の板厚が3mmである発泡アルミサンドイッチパネルの作製に成功した.続いて,最小1mである発泡アルミサンドイッチパネルの作製に成功した.また,実用合金であるA6061においても板厚1mmのサンドイッチパネルの作製に成功した.接合強度を高めるため,作製したサンドイッチパネルに熱処理を行い,接合界面にて拡散接合を試みた結果,パネル材の材質がAl-6mass%Siでは550°C,圧力0.08MPa,3時間のときに接合強度として剥離強度の向上が見られ,接着剤を使用したサンドイッチパネルと同等程度の強度を得た.また,拡散接合熱処理により,Al-6mass%SiおよびA6061ともに,パネル材とコア材の間の界面が見られなくなり,互いの元素が拡散している様子が観察された.近年、製造技術の研究開発が進みつつあるポーラス金属は、実用金属で最も軽量なMg合金による軽量化を超えるいわば緻密材の軽量化の限界を超える軽量化を実現するものである.主に自動車の構造材用途を目的として,2枚の金属板の間に発泡アルミニウムを挟んだサンドイッチパネルの利用が期待されているが,接着剤を使用している,パネル材の合金が限定されている,という問題がある.そこで本研究では,接着剤を使用せず様々な合金がパネル材に適用可能なメルトドラッグ法によるサンドイッチパネルの作製プロセスの確立を目的とした.この技術を応用することにより,ポーラス金属を用いたサンドイッチパネルの適用拡大が期待される.本研究においては,発展研究として,コア材にA5052ハニカムアルミを使用したサンドイッチパネルの作製を試みた.本年度の成果として,パネル材の材質が実用合金であるA5052,A6063,A7075にて,パネル材の板厚が約3mmのハニカムアルミサンドイッチパネルの作製に成功した.実用合金を適用するにあたり,実験装置の改良を行い,最適な溶湯溜めとなるノズル材質や形状を明らかにし,実験パラメータとして接合に影響を与える溶湯温度,ロール周速等の因子を変化させ,最適な作製条件を明らかにした.その結果,目的とした作製条件であるハニカム箔が座屈しない条件を明らかにした.接合界面観察の結果,ハニカムの一部が溶融しパネル材と一体化し溶融接合が部分的になされていることを確認した.本研究におけるサンドイッチパネルは,機械的接合と溶融接合の複合的な接合によるものであることを明らかにした.圧縮試験の結果,従来材と同等程度の圧縮特性を示した.本研究の成果は,軽量構造材料の新たな製造技術を示すものである.
低損失密閉環境内および反射箱内高周波電磁界の大規模数値計算法に関する研究

低損失密閉環境(エレベータ・函体等)中および反射箱(放射イミュニティ試験装置の一種)中の高周波電磁界は、生体影響や電子機器影響の観点から重要だが、現在も大規模高精度計算が困難な計算対象の一つである。本研究では無損失立方体空洞内電磁界のモーメント法解析につき、計算精度と収束性の改善法の開発・改良に取り組んだ。積分方程式と反復法には電界積分方程式とBiCGSafe法とを用いた。この場合、空洞辺長にほぼ比例し収束性が悪化し、共振条件近傍で収束性が重度に悪化し、共振条件の更に近傍で精度と収束性が重度に悪化した。そこで残差切除法を適用し収束性改善を試み、以下の成果を得た。[1]空洞内電磁界解析に適した残差切除法の運用法(パラメータ設定や補助的工夫等)を示した。[2]複数の近似解を用いる残差切除法と呼ぶ改良法を新規開発した。[3]特に悪条件の(BiCGSafe法単体で収束しない)場合の収束性を改善した[2]の変種を2種開発した。立方体空洞辺長を1約38波長(0.2波長刻み)および約38約53.6波長(不等間隔刻み)で変更し、収束性を調査した(これ自体、前例のない貴重な調査結果である)。[2]の手法の収束性改善率は38波長前後で約2倍に留まったが、悪条件時には最大約8.5倍となった。[3]の手法は常に収束を保証するものではないが、BiCGSafe法単体で収束不能でも収束する例が示され、この意味で無限大の改善率を得た。本研究では最終的に残差切除法の改良と性能調査に注力したが、得られた成果は以下の観点からも意義深い。[i]空洞内電磁界問題に限らず様々な分野の問題に適用可能(有効性は検証しなければ不明)。[ii]任意の前処理および反復解法と組み合わせられ、適用自体は比較的容易。[iii]残差切除法の運用面および手法の拡張面に発展の余地が示された。[iv]今後、広範囲な応用と発展を期待可能。低電磁界損失の密閉環境(エレベータ・移動体・函体等)中あるいは反射箱(放射イミュニティ試験装置の一種)中の高周波電磁界は、生体や電子機器影響の観点から重要な研究対象となっているが、現在も大規模高精度計算が非常に困難な計算対象の一つである。ここでは特に無損失立方体空洞を対象とし、解析解計算法を整備するとともに、モーメント法の構成要素(境界条件式、反復解法、前処理手法などの種類)やパラメータ設定が解精度に与える影響、ならびに求解所要時間(主に反復解法の収束性)を調査し、精度改善策と計算時間の短縮策の開発や改良に取り組んだ。直方体空洞の解析式としてダイアディックグリーン関数に基づく計算法を用い、モーメント法の求解結果の精度評価を行えるようにした(ただし解析式計算に4倍精度計算を要したため計算速度には改良の余地がある)。モーメント法については、定番と言える混合積分方程式を使用すると解精度が極めて低下し実用解が得られないことを明確にした。COCG法系列の解法(COCR法やその改良版)やリスタート付きGMRESは、問題規模が増加するにつれ不安定化し収束が不能となる事が分かった。これらと比較してBiCGSafe法は、大規模問題でも安定に求解可能な解法であることが分かった。それでも、[a]空洞の辺長にほぼ比例して収束性が悪化し、[b]共振条件近傍で収束性が重度に悪化し、[c]共振条件の更に近傍で精度と収束性が共に重度に悪化した。そこでBiCGSafe法に残差切除法を適用し、[a]と特に[b]のケースで収束性の大きな改善を得た。さらに残差切除法の改良法(複数の近似解を用いる残差切除法)を新規に開発し、[a][b]のケースで更なる改善を得た。加えてカルデロン前処理と呼ばれる手法の導入により収束性を改善したが、反復一回当たりの計算時間が増加したため、全体としての計算時間の改善は不十分であった。低電磁界損失の密閉環境中あるいは反射箱中の高周波電磁界は、現在も大規模高精度計算が非常に困難な計算対象の一つである。モーメント法を用いる場合、特に混合積分方程式の使用による精度劣化が激しく、電界積分方程式を用いざるを得ず、この場合は、さらに収束性が悪化してしまう。このような極めて困難な条件下でも、安定して求解ができる反復解法(=BiCGSafe)法を見つけることができ、BiCGSafe法に適した反復解法の収束性改善技法である残差切除法が、モーメント法に対しても有効であることを示すことができ、さらに残差切除法の改良手法を新規開発でき、その新規開発手法は、カルデロン前処理という原理の全くことなる収束性改善手法と併用ができることが示された。さらに無損失直方体空洞内の電磁界の解析式計算法の整備により、モーメント法の解の精度検証も可能となり、全体的には順調に研究成果や研究支援ツールが獲得できている。計算機の整備についても、メインメモリ512Gバイト機が1機、メインメモリ256Gバイト機が2機整備され、大規模計算に対応可能となっている。これにより、大規模密行列での条件数計算や固有値計算の対応可能範囲の上限が改善されたとともに、メモリ消費量の大きいカルデロン前処理も実用可能としており、計算環境の整備も順調に進んでいる。

低電磁界損失の密閉環境(エレベータ・移動体・函体等)中あるいは反射箱(放射イミュニティ試験装置の一種)中の高周波電磁界は、生体や電子機器影響の観点から重要な研究対象となっているが、現在も大規模高精度計算が非常に困難な計算対象の一つである。本研究では特に無損失立方体空洞を対象とし、解析解計算法を整備するとともに、モーメント法の構成要素(境界条件式、反復解法、前処理手法などの種類)やパラメータ設定が解精度に与える影響、ならびに求解所要時間(主に反復解法の収束性)を調査し、精度改善策と計算時間の短縮策の開発や改良に取り組んでいる。モーメント法での求解については、定番と言える混合積分方程式を使用すると解精度が極度に低下し実用解が得られず、COCG法系列の解法(COCR法やその改良版)やリスタート付きGMRESは、問題規模が増加するにつれ不安定化し収束不能となる事を、既に明らかにしている。一方、BiCGSafe法は、大規模問題でも安定に求解できるが、それでも、[a]空洞の辺長にほぼ比例して収束性が悪化し、[b]共振条件近傍で収束性が重度に悪化し、[c]共振条件の更に近傍で精度と収束性が共に重度に悪化する。そこでBiCGSafe法に残差切除法およびその改良手法(複数の近似解を用いる残差切除法;独自開発)を適用し、[a][b]のケースで改善を得た。立方体反射箱の辺長が波長の1.0倍から32.6倍(0.2倍刻み)までの計算結果では、BiCGSafe法と提案手法とが共に収束する場合の最良ケースで5.94倍速の結果を得た。また、BiCGSafe法では収束が完全に停滞するが、提案手法では収束に成功するケースも観察された。なお、カルデロン前処理と呼ばれる手法の導入により収束性の改善には成功しているが、反復一回当たりの計算時間が増加したため、現状では全体の計算時間の改善は不十分な状況である。低電磁界損失の密閉環境中あるいは反射箱中の高周波電磁界は、現在も大規模高精度計算が非常に困難な計算対象の一つである。モーメント法を用いる場合、特に混合積分方程式の使用による精度劣化が激しく、電界積分方程式を用いざるを得ず、この場合は、さらに収束性が悪化してしまう。このような極めて困難な条件下でも、安定して求解ができる反復解法(=BiCGSafe法)を見つけ、反復解法の収束性改善技法である残差切除法が、BiCGSafe法とモーメント法との組み合わせに対しても有効であることを示した。さらに残差切除法の改良手法を新規開発し、カルデロン前処理という収束性改善手法とも併用可能であることを示した。立方体反射箱の辺長が波長の1.0倍から32.6倍(0.2倍刻み)までの計算では、BiCGSafe法と提案法とが共に収束する場合の最良ケースで5.94倍速の結果を得た。また、BiCGSafe法では収束が完全に停滞するが提案法では収束に成功するケースも観察された。加速率は辺長の増加とともに(変動は激しいものの)概ね線形に改善し、辺長の1次式で加速率をフィッティング(BiCGSafe法が収束しないケースは除外)すると、波長の32.6倍の場合で平均加速率は2.01倍速となった。なお、反射箱の辺長が波長の47.0倍の計算にも成功しており、単発計算であれば更に大規模な問題でも取り扱いが可能である。モーメント法で境界面上の電流場が求められた後に、空間全域の電界・磁界を計算する必要があるが、この計算の高速化と関連して、三次元等間隔直交格子上磁界の高速計算アルゴリズム(逆手順版ツリー法;独自開発)の検討も行った。
顆粒球コロニー刺激因子による動員幹細胞の体内動態制御と肝臓の組織修復促進の研究

平成15年度および平成16年度の研究計画として提出した下記項目の進行状況を報告する。1.肝部分切除後急性期の組織修復環境に与えるrhG-CSFの影響を、残存肝内の免疫環境(NK細胞の活性と分布、およびサイトカイン産生パターン)をモニタすることで検討した。細かな手術操作が可能なラット(F344/DuCrj)を実験動物として用いて肝の部分切除手術を行い、残存肝の再生程度の評価を3H-thymidinを用いた生体内でのDNA合成速度を比較したところrhG-CSFによる有意な改善がみられた。残存肝から組織サンプルを採取し、肝類洞NK細胞の活性を検討したがrhG-CSFによる変化は検出できなかった。免疫組織染色法によりNK細胞の分布をみると、rhG-CSFにより肝内NK細胞の数が半減していることを発見した。サイトカイン環境のうちで炎症性サイトカインや増殖因子に対するrhG-CSFの影響はほとんど認められなかったのに対し、免疫サイトカイン(特に、IL-12,IFN-gamma)の低下と細胞外マトリックス分解酵素のMMP-9の発現亢進が検出された。これらの結果から、rhG-CSFの作用は肝NK細胞の肝外移動促進による新しい機序に基づくと考えた。論文投稿中である。2.動員幹細胞実験については、研究期間中に動物供給施設の感染事故が生じ中断せざるを得ず、まとまった結果を得ていない。背景:肝臓の修復過程における再生と免疫の相互作用の詳細については未だ不明な点が多い。顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)は幹細胞動員作用を介して再生に、好中球活性化を介して炎症に関与しているが、近年その細胞性免疫制御作用も知られるようになったため肝修復における役割を検討した。方法:F344ラットを使用し70%肝部分切除の前に実験群に対してはリコンビナント・ヒトG-CSF(rhG-CSF)を250μg/kg5日間皮下投与を行い、肝切除の6時間および20時間後の残存肝組織中のサイトカインのmRNA発現をRT-real time-PCRで定量した。また20時間後の肝内の蛋白レベルをELISAで、DNA合成速度を^3H-TdR取込法で測定した。結果:肝切除により残存肝の炎症惹起性サイトカイン(TNF-α,IL-1β,IL-6)、抗炎症性サイトカイン(TGF-β,IL-10)、ならびに増殖因子(HGF,c-Met)の転写レベルは有意に上昇したが、rhG-CSFの前投与による影響は認めなかった。内因性G-CSFの転写レベルは肝切除後著明に上昇した。これらに対して、免疫関連サイトカイン(IFN-γ,IL-4,IL-12p35,IL-15)の転写レベルは肝切除により抑制され、rhG-CSF投与によりIL-12p35がさらに低下した。蛋白レベルでは残存肝のIL-12p70、IFN-γおよびTNF-αはrhG-CSFの前投与により肝切除無しの群に比べ有意に減少していた。また、rhG-CSF前投与により肝切除後の血清ALTおよびASTの上昇が抑制され、残存肝のDNA合成速度は約2倍に促進した。結論:肝切除後に内因性G-CSFの著明上昇とIL-12、IFN-γの産生抑制が認められ、rhG-CSF前投与による後者と肝再生の促進が示された。部分肝切除後の肝内におけるG-CSFを介した細胞性免疫と再生の相互作用が強く示唆された。今後の展開:メカニズム解析のために、再生肝細胞に対する肝NK細胞の障害性と肝内分布とこれに対するrhG-CSFの影響を検討する。論文投稿中である。
動物急性肺傷害モデルにおける保護的換気法と抗サイトカイン療法の相互作用の検討

従来型人工呼吸中には高二酸化炭素血症が出現する。抗サイトカイン療法を試みる前に高頻度換気中の換気状態が実験結果に影響する可能性を検討するため換気中のCO2分圧による炎症性サイトカインへの影響を調べた。pHを1.25に調整した塩酸を5mL/kg気管内に注入し肺傷害を作成した。注入30分後に血液ガスを計測した後、無作為に正常CO_2群(n=10)と高CO_2群(n=10)の2群に分け高頻度換気による人工呼吸を4時間行った。正常CO_2群はPaCO_2が40-50mmHgに、高CO_2群で180mmHg程度になるように圧振幅を調節した。人工呼吸終了後動物を処分し右肺で気管支肺胞洗浄を行った。気管支肺胞洗浄液のTNF-α、IL-6、CINC-1をELISAにて計測したが正常CO_2群と高CO_2群で差を認めなかった。さらにreal-time RT-PCR法によるmRNA定量の評価系を確立を行った。ここでは以前に確立していた腸炎モデルの消化管粘膜から分離した病原性T細胞のmRNAを用いて各種ケモカインレセプター(CCR4,CCR5,CCR6,CCR7,CCR9,XCR3,CXCR4)と代表的なTh1型サイトカインIFN-γ,Th2型サイトカインIL-4の評価系を確立した。この定量によると発症したマウスではケモカインレセプター全てとIFN-γの増加を認めた。さらに興味深いことに、病変の最も強い大腸ではCCR7,CXCR4の発現が強かった。上述した方法を駆使して保護的換気法と高頻度換気法の肺障害モデルに与える影響を検討中である。TNF-αなどの炎症性サイトカインは肺傷害における炎症の指標として用いられてきたが、肺傷害の治療における位置づけは確立されていない。炎症性サイトカインを抑制することによる急性肺傷害の治療と保護的人工呼吸法の関連はこれまで研究されていない。本年度は急性肺傷害のモデルとして塩酸注入モデルの開発と実験条件の確立を行った。実験法は以下の通りである。Sprague-Dawley系ラットを用い、麻酔下に気管切開を行う。内径動脈に24Gカテーテルを留置した後、気管切開チューブを通して1規定塩酸を1.2mL/kg投与し肺傷害を作成した。肺傷害作成までの人工呼吸は吸入酸素濃度100%,PCV 10cm H_2O, PEEP 5cmH_2Oで行った。一時間後のPaO_2は平均150mmHgまで低下しており肺傷害が確認された。肺傷害作成後高頻度換気に切り替えた。条件は振動数15または30Hz、平均気道内圧10cmH_2Oとした。振動数の2群は無作為に分けた。振動数の違いにより肺胞レベルでの平均気道内圧に違いがでる可能性があるためpilot studyとして肺傷害作成後に30分おきに15と30Hzを切り替えて肺容量をbodyplethysmographで評価を行ったが肺容量に変化はなかった。(n=5)高頻度換気は両群とも肺傷害作成後4時間行った。4時間後のPaO_2は30Hz群が有意に高値を示したことから高い振動数を用いた方が高頻度換気においては肺保護作用が高いことが示唆された。肺内サイトカイン計測のため方肺で気管支肺胞洗浄を行った。残りの肺は病理組織評価のため固定の後、標本作製を行った。現在サイトカイン計測と病理組織評価を行っている。