hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Snail発現間葉細胞を上皮細胞へ転換する因子の同定

転写抑制因子Snailは初期発生期に上皮-間葉転換(Epithelial-Mesenchymal Transition : EMT)を引き起こし、組織の形態形成において重要な働きをなす分子として知られている。また、腫瘍の転移能亢進、すなわち悪性化にもこのSnailの発現が関与しているという報告が近年増えてきている。我々は数種類の培養上皮細胞のSnail発現株を樹立し、実際にEMTが引き起こされている事を確認している。この細胞株を解析しているうちに、Snail発現細胞が細胞死を起こしやすくなっているという事を見いだした。この現象は腫瘍が悪性化すると細胞死が起こりにくくなる、という従来の概念と相反するものである。現在、Snail依存性の細胞死の動態を解析中であり、その効果が顕著にみられる条件を検討するなどしている。また、Snail発現によって多種多様な分子の発現が変化しており、そのうち上記の細胞死に大きく関わっていると考えられている分子に着目して解析している。実際の具体例として、細胞周期・細胞死・腫瘍化に大きく関与しているP53に着目してみた。P53はSnailによりタンパク発現が低下しているので、Snail発現細胞にさらにP53遺伝子を導入してP53強制発現株を樹立し、細胞死の動態をしらべてみたところ、特に変化はみられなかった。現在、Snail依存性の細胞死に大きく関わっていると思われる分子の解析をSnail発現細胞株を用いて行っている。
学校での学習内容と成人の科学的知識の関係性についての日独比較研究

本研究は、日本とドイツの国際共同研究として行った。3年間の期間内に2度の日独比較研究調査を設計し、調査を行った。調査データはコンピュータによる処理を行い、統計的な分析を加えて結果を出した。結果についてはその都度日独双方の学会で発表するとともに、最終報告書にとりまとめた。2回の調査は次の通りである。第1弾調査:高校1年生を対象とし、『科学』の概念についての認知面及び情意面についての日独比較を行うことを目指し、自由連想法、自由定義法、極性プロフィールテスト、多肢選択テスト、直接的態度テストの5通りの調査問題を課した。第2弾調査:同じく高校1年生を対象とし、科学に対する心構えの日独比較を行うことを目指し、多肢選択式テストを課した。調査データの分析結果から、次の点が明らかとなった。1.「科学」からの連想語は、日本では『化学』分野の言葉が多いのに対し、ドイツでは『生物学』分野の言葉が多い。2.極性プロフィールテストの結果から、日本では「科学」と「科学技術」が未分化なのに対し、ドイツでは2つの言葉の意味の違いが意識されている。3.日本の回答は、ドイツの回答に比べて判断が曖昧である。例えば極性プロフィールテストの平均値、多肢選択式テストの回答率、直接的態度テストの回答結果など。4.理科の授業に対する意見は、ドイツでは日本よりも時間を増やすべきであり面白くすべきであるという割合が高く肯定的で積極的である。5.科学に対する心構えは、日本に比べてドイツの方が正の心構えの得点は高く、負の心構えの得点が低いという結果がえられ、心構えに関してはドイツの方が日本よりも優れているということが分かった。6.両国における性差や学校間の差についても、いくっかの調査結果の中では存在することを否定できないが、要因を考える十分な追加調査が必要である。今年度の具体的な研究活動は、実質的には9月にドイツにおける全体会議から開始した。全体会議において本年度の調査対象者、調査問題の概要について検討し、研究スケジュールを定めた。具体的な決定事項は次の通りである。・調査対象は、学校教育における標準的な理科の学習が終了している学年として第10学年(高校1年生)を選んだ。・調査様式はペーパーテストとし、連想テスト、PPテスト(SD法)、定義テスト、選択肢式テスト、態度判定テストの5種類を課すこと・調査対象用語は、科学とし、科学を構成する概念としてシステム、エネルギー、粒子を取り上げる。・具体的な調査用紙のひな型はドイツ側で作成し、日本側はその翻訳を使用する。・データの処理、分析は日本側で行う。・本年度の研究の流れは次の通りである。1.予備調査面接調査日独各4人(11月)2.面接プロトコルについてのディスカッション(12月)3.テスト問題作成(1月20日まで)4.テストの実施30人×10クラス=300人の被験者に対して実施システム、エネルギー、粒子の3概念に対してそれぞれ100人ずつ実施する。すべてのテストには次のものを含むa)「科学」を刺激語とした連想語テストb)6概念についてのPPテスト:科学、技術、楽しみ、力、不安、3概念のいずれかc)「科学」に対する定義テストd)「科学」に対する選択肢テスト5.データ入力(2月3月上旬)6.分析(3月中旬)

7.結果に対する総合討論(3月17,19日、於東京)8.4月7日ドイツMNUの年会にてLangletが中間結果報告今年度の具体的な研究活動は、昨年度第10学年(高校1年生)を対象として実施した調査データの分析結果をとりまとめ学会で報告すること及び、第2段調査計画の策定と調査の実施である。具体的には以下の通り実施した。○前年度第2回全体会議にて行った役割分担に従い、5種類の調査からなるデータを日独それぞれの視点から比較分析を行う(45月)○学会報告のための原稿の執筆及び発表準備(6月7月)○日本科学教育学会第28回年会での研究成果報告(8月68日)○第2段調査計画策定のための全体会議の開催(10月)・今回はドイツ側のラングレット氏の地元リューネブルク市において会議を実施することとし、現地の高校での理科の授業を参観し、担当教師とのディスカッションを通して、ドイツにおける理科教育の状況にっいての意識の共通化を図った。・第1段調査に関する分析結果から、ドイツ側の被験者を増やし再分析を行うこととした。その他追加の分析項目・手法について検討した。・第2段調査は、多肢選択式テストによる調査を行うこととし、「正直さ/公正さ」「几帳面さ/正確さ」「自然に対する熱愛」「好奇心/探究心」「合理性」「客観性」「経験的な態度(事実指向)」「抽象化に対する傾向/形式主義」の8つの科学に対する基本的態度(心構え)に関する評価問題を作成し、調査を実施することとした。データの処理、分析は今回も日本側で一元的に行うこととした。○第1段調査データ追加及び再分析(11月12月)ドイツ側調査データ175名分を追加し、合計で日本531名、ドイツ463名とした。○第2段調査問題の作成及び調整(12月1月)○第2段調査の実施(2月3月)両国でそれぞれ100名の被験者を得ることを目標に調査を実施した。調査問題は全25題からなり、1校時を要する。○データ入力(3月)被験者数は、日本160人、ドイツ92人となっている。今年度の具体的な研究活動は、昨年度末(平成17年23月)に第10学年(高校1年生)を対象として実施した第2段調査データの分析結果をとりまとめ学会で報告すること、及び、これまでの調査データ及び分析結果の確認・検証と総合的な考察、最終報告書の作成を行った。具体的には次のように進めた。1、第2段調査データの入力・分析を行う(34月)2、第1回全体会議を行い第2段調査結果の分析と調査モデルの妥当性の検証、及び、学会報告のための分担、今後の研究計画について話し合った。(5月812日)(1)調査の結果、ドイツの高校生の方が日本の高校生よりも科学に対する望ましい心構えを持っていることが分かった。(2)(1)の結果は、国際学力調査の成績とは一致しないため、分析の枠組みを見直し再分析することとした。(3)再分析の結果については改めて検討会を開く。3、学会発表のための原稿の執筆及び発表準備(6月8月)4、日本科学教育学会第29回年会での研究成果報告(9月9日)5、第2回全体会議の開催(10月13日)(1)第1段調査のうちこれまで分析が遅れていた自由連想テストと自由定義テストの分析結果を検討した。また、直接的態度テストについて再分析を行った結果からの発見項目を詳細に吟味した。
農村における男女共同参画の評価手法と女性のエンパワーメント・モデルの開発

本年度は,(1)農村の男女共同参画の進展の地域差,(2)農業経営における経営参画を規定する要因,(3)社会参画を規定する要因の課題に取り組んだ。(1)全国規模の市町村アンケート調査データから,男女共同参画指標の女性比率と地域特性の相関分析を行った。経営参画については,専業農家率が高く,女性の農業就業者が多く,果実,花卉生産の盛んである地域では,女性農業経営者が多い。一方で,農業所得が高く,水稲地域では,女性経営者は少ない。社会参画については,都市的地域では女性の市議会議員は多く,また人口が少なく,高齢化・農家・専業農家率が高く,農業所得が低い地域では女性の農業委員が多いことが明らかになった。(2)(3)栃木市において,農業関係組織の所属会員を対象としたアンケート調査を実施。夫婦それぞれが回答する調査票から,農業経営の意思決定の参画,農業関連組織活動への役職経験等の実態を把握した。本調査の農業経営における具体的な意思決定内容から把握した女性の経営参画をみると,施設野菜専業農家や米麦高齢農家では,女性の参画も進んでいた。一方で,長男後継ぎ農家では,女性の経営参画は進展していなかった。また,社会参画については,男性の揚合,高齢者で,兼業農家地域に居住する人が市議会議員や農業委員に就任し,女性の揚合,農業従事日数の少ない女性が市議会議員や農業委員に就任し,男女で役職経験者に違いがあった。そして,これまで農業委員に就任した女性に対して,地区内での選出のあり方や登用された経緯について聞き取り調査をし,女性農業委員の選出の困難性や今後の課題を把握した。研究成果は,栃木市に「栃木市農業・農村における男女共同参画に関するアンケート調査結果報告書」を提出した。その他の成果は,学会報告や学会誌への投稿を予定している。日本農業経済学会論文集に「複合経営における夫婦間の部門分担」の論文が掲載された。本年度は,まず,既往研究の男女共同参画とエンパワーメントの概念および分析方法を整理し,本研究での分析方法を検討した。とくに,農業経営における女性のエンパワーメントの実態について解明することを目的とし,関連する研究会や女性農業者の全国組織に出席し,事例収集や最新の議論の情報収集を行った。ここで,全国で初めて女性農業者自らが認定農業者制度の夫婦連名を提案し,家族経営協定の普及・推進に実績のある,熊本県を調査対象地として選定した。農業経営におけるエンパワーメント(経営における意思決定)の調査方法を明確化し,農村女性起業としても,農業経営者としても注目される農家女性の経営調査を実施した。そして,当該地域での女性経営者の存立可能性を検討するため,地域農業の展開や農家構造について統計データの分析と,農協や普及センターなどの関連機関への聞き取り調査を行い,農家調査を実施した。4事例の比較分析から,以下の点が指摘できる。1.複合化の程度の低い順に,女性の意思決定の関与は,労務管理→生産管理→部門分担という特徴がみられたこと。2.女性が部門を持つには,女性自身の情報的資源の蓄積が重要となっていたが,現状では,とくに生産管理や戦略的な意思決定への対応力が不足していたこと。3.既存のトマト経営が安定する下では,複合化の方向には向かわないため,女性の経営参画は規模拡大にともなう雇用拡大に対応した,雇用者の管理にとどまると示唆されることである。以上の研究結果は,日本農業経済学会において,「複合経営における夫婦間の部門分担-大規模施設園芸を対象として-」として口頭報告を行い,報告論文を投稿した。また,あわせて,熊本県の市町村別の男女共同参画指標に係るデータ(家族経営協定締結数,認定農業者の共同申請・女性単独申請件数),農山漁村パートナーシップ推進状況調査資料などを収集し,現在分析を行っている。
新しい非線形インバージョン法：波形から２次元データまでの幅広い応用を目指して

波形の比較では、位相の周期性による任意性の困難が内在する。そこで、時間領域のWienerフィルタを介した指標を用いた新しい解析法を開発した。核・マントル境界での多重S波反射波を例とした短い記録長の場合、従来のスペクトル比に比べ、より安定した広帯域の推定が可能となった。また、水平2成分記録の相互相関を用いたS波スプリッティングの計測から地殻内での異方性の推定では、これまで十分な解像度がなかった時間差(異方性の強度)も方位と同様に、安定して精度よく求められることが示された。これらの結果は、地震波形記録に留まらず、2次元空間データも含めた広範囲な分野での多様な応用が可能である。波形記録などの比較(例:観測波形と合成波形、複数の波形間の相互相間)の際には、位相の周期性のために局所的な極小で推定され、真の一致に対応する極小への探索が困難となる。本研究では、従来の時間領域での波形残差を基準とは全く異なった、ウィーナーフィルタを介しての残差を評価する新しい手法の開発を目指した。基本的理論を確立し、主に地震学に関する具体的な応用例を試みた。短い時間幅の波形データに対しては、FFTによる周波数解析では精度が落ちる。2016年5月30日の小笠原西方沖の巨大深発地震での、日本列島のF-netの広帯域波形記録より、マントル内をほぼ垂直に地表と核・マントル境界を往復するScS多重反射波を扱った。二つの波群(例:ScSとScS2)の記録を、入力と出力としたウィーナーフィルタで比較した。フィルタの係数(長さ)の任意性があるが、誤差と係数の個数のトレードオフをAICなどの統計的手法により最適フィルタを決定した。こうして得られたフィルタのフーリエ解析より、振幅や位相の周波数特性が広い周波数帯域で安定・精度よく求められた。例えば、小笠原西方沖の深発地震のF-net波形では、周期20秒から0.5秒まで太平洋沿岸の観測点ではQ値が150-500程度に求まり、観測点毎の相違も議論できた。また、重力下の粘性流体の理論を応用し、有限な圧縮性のある流体より、津波の変位成分についての運動方程式・構成方程式を導入した。速度成分による非圧縮性流体での従来の理論では、人為的な静的成分の導入が必要だったのに対し、海底面変動から自然に導出されることを示した。津波データは観測点数・密度で劣っているばかりか、海深で伝搬速度が異なることで不均質性が強く、位相の周期性による局所的極小の影響が地震データより深刻であり、新しい励起・伝搬理論との組み合わせ、観測記録の正しい解釈が可能となった。地震波形記録については、提案するウィーナーフィルタによる新しい手法を具体的に示すことができた。観測される複数の波形の相互相関は、最近の地震学では数多くの適用例が見られ、特に特定の波群、すなわち時間幅が短い記録について幅広い応用が期待され、新しい成果となった。そのために、合成波形記録との比較による逆問題については定式化の進展はあったが、具体例での応用に取り組む余裕がなかった。一方で、津波波形記録(特に、ここ数年で展開された海岸線の複雑な影響のない沖合での海底水圧計による記録)の定量的解釈について、理論的にも不十分な点が多かったが、伝搬・励起についてより正確な定式化を得られることができた。このような新しいデータについて、地震波形記録と同様にウィーナーフィルタを介した新しい解析方法への視野を広げることができた。複数の波形(ここでは地震波形記録)の比較では、時間毎の差や相互相間係数といった、時間領域での直接的な解析が行われてきた。そこには位相の周期性による任意性による多数の局所的準最適点のため、初期推定の精度が十分でないと、最適解の推定が困難でなる。本研究では、時間領域のWienerフィルタにより波形全体の比較の指標を用いて、この困難を取り除き、広範囲の分野での波形記録への解析法を開発した。前年度に引き続き、記録長の短い波形記録に対して、フィルタによる解析法を従来のスペクトル比をより詳細に比較した(例:日本列島全体の観測点での核・マントル境界での多重S波反射波)。フィルタ解析法は記録の両端の切断の影響を受けず、広周波数帯域のスペクトル比、ここでは減衰定数が求めらえた。赤池情報量基準によるフィルタ係数の最適数の制約に加え、出力とみなす波形を入力波形の主要部分より遅れてずらすと常に安定した結果が得られ、その解析手法はほぼ確立された。一方、相互相関については、S波スプリッティングの計測から地殻内での異方性の推定に適用した。水平2成分の回転角と走時遅れの2パラメターを推定するが、従来の相互相関では回転角は比較的安定して求められ、最新の研究ではその時間変動までも議論されている。しかし、位相の任意性のため、走時遅れの推定は曖昧で、定量的な議論ができなかった。フィルタによる推定では、回転角と同程度の精度と信頼性で走時遅れも求められることがわかった。さらに、単純に波形を時間軸でずらすモデルによる相互相関との結果と若干異なる事例も見つかった。これらは実際の異方性に周波数依存性(分散)が強くあり、単純な波形の走時遅れでは説明できない場合である。

本研究の手法は、これまで扱われなかった異方性の分散を安定して求め、地震学に限らず、多くの分野で有用であることが示された。波形の比較では、位相の周期性による任意性の困難が内在する。そこで、時間領域のWienerフィルタを介した指標を用いた新しい解析法を開発した。核・マントル境界での多重S波反射波を例とした短い記録長の場合、従来のスペクトル比に比べ、より安定した広帯域の推定が可能となった。また、水平2成分記録の相互相関を用いたS波スプリッティングの計測から地殻内での異方性の推定では、これまで十分な解像度がなかった時間差(異方性の強度)も方位と同様に、安定して精度よく求められることが示された。これらの結果は、地震波形記録に留まらず、2次元空間データも含めた広範囲な分野での多様な応用が可能である。地震波形記録については、これまで有効性が確認された複数の波群の相互相関の応用例を広げる。まず、S波スプリッティングによる異方性強度、とりわけその時間変動の検証を考える。2つの水平成分記録のS波部分の相関の直接計測では、偏向面の方位の測定はよく求まるが、その時間差は波の凸凹もあって測定が困難である。ウィーナーフィルタで2つの記録を比較すれば、安定して走時差を測定できるばかりか、その時間変化の検出も向上し、火山地帯や断層付近でのイベント前後の微妙な変動の有無を正しく評価できることが期待される。また、表面波の位相速度分散(周波数依存性)の解析は、地下構造の推定の基本手法である。これまでの長周期から徐々に短周期へと2-piの位相の飛びの追跡を用いると、ノイズを含む実データでは見逃し等の発生の可能性があり、本研究のアプローチでより安定かつ自動的な検出ができるはずである。さらに、InSARなどの2次元データへの拡張に取り組む。2次元フィルタの効率的なアルゴリズムを検討する。また地震波形などの1次元データに比べて、データの1部分のみが全体のフィルタの評価に大きく影響する可能性もあり、その定量的な挙動を明らかにすることで、ノイズも相当含まれる、あるいは領域の一部が欠損している実データで大きなバイアスが混入しないかの基準を確立する。前年度に開発した津波の励起・伝搬については、従来の波形記録の合成波形との比較に加え、昨年から本格的運用が始まったS-netなどの最新の2次元に近い観測網でのデータ、すなわち時空間変動に本研究の手法の応用を試みる。地震観測網に比べると、密度で劣り、さらに不均質性の伝搬への影響がより強いので、観測点間の波形について位相の2-piの飛びが頻繁に発生することが容易に想像される。このような状況では本研究の手法の有効性がより際立つ可能性があり、定量的な検討を進める。固体地球物理学極めて少額のため、有効な該当物品等がなかったため。極めて少額なので新年度に合算して使用する。
食道癌放射線治療後の微小環境適応におけるオートファジーの関与の解明

消化器癌におけるオートファジーの意義について検討するためにオートファジー・マーカーとしてMicrotubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3),の免疫染色を消化器癌で行った。対象は当科で切除を行った消化器癌163例(食道癌106例、胃癌38例、大腸癌19例)と前癌病変としての食道intraepithelial neoplasia 70例。食道癌においてはLC3発現と細胞増殖マーカーとしてのKi-67、低酸素マーカーとしてのCA-IXの発現との関係を調べた。LC3免疫染色の評価は陽性細胞数のfrequencyとintensityの総合評価をスコア化し高発現/低発現の2群に分けて検討を行った。LC3発現は正常組織ではみられず癌組織のcytoplasmのみに見られ、食道癌では53%、胃癌では58%、大腸癌では63%がLC3高発現であった。食道前癌病変から早期癌にかけてLC3スコアは増加したが、進行癌ではそれ以上の増加はなかった。またLC3とKi-67の関係ではLC3高発現を示す癌部分はKi-67陽性となる傾向があり、特に早期癌ではLC3発現とKi-67陽性率は相関した。一方、LC3とCA-IXの関係ではCA-IXが癌巣の中心部で染色されるのに対してLC3は癌巣の辺縁で染色され、早期癌、進行癌のいずれにおいても両者の染色性に相関はみられなかった。また食道癌におけるLC3発現と患者予後の間には関連はみられなかった。以上より、LC3は癌組織で高発現がみられオートファジーが亢進していると考えられた。特にオートファジーは癌進展の早期において重要な役割を果たすことが考えられた。ヒト食道癌組織におけるオートファジーの関与について検討するために、オートファジー関連タンパクであるLC3の食道癌組織における発現を免疫組織学的に評価した。対象は術前未治療の食道癌切除例99例で抗LC3抗体による免疫染色を行い、陽性細胞数のfrequencyとintensityの総合評価によりLC3高発現/低発現の2群に分けて臨床病理学的因子との関連を比較検討した。LC3発現は正常組織ではほとんどみられず食道癌組織のみに見られた。食道癌組織の中では腫瘍の先進部においてLC3発現が強い傾向がみられた。99例中51例(51.5%)においてLC3が高発現しており48例(48.5%)は低発現であった。LC3の発現と腫瘍深達度、リンパ節転移、組織型(分化度)との間に明らかな関連は見られなかったが、LC3発現別に予後をみると、LC3低発現の5年生存率73%に対してLC3高発現では38%でありLC3高発現の症例は低発現症例に比べて有意に予後不良であった(p=0.0006)。またLC3発現と腫瘍増殖のマーカーであるKi-67の発現の比較検討を行ったところ、LC3が強発現する癌部に一致してKi-67の発現が見られた。以上の結果からヒト食道癌組織におけるLC3発現(=オートファジー)は悪性度と関連することが示唆された。さらに腫瘍の低酸素・低栄養環境下での飢餓適応におけるオートファジーの関与を検討するために低酸素マーカーであるCA9、GLUT1とLC3発現の関連を免疫組織学的に評価しているところである。これらの検討はまず術前未治療の食道癌組織において行っているが、次の段階として放射線治療後や化学療法後の腫瘍組織におけるLC3発現を調べることで、我々の仮説のように放射線治療や化学療法による腫瘍環境の変化に対して癌細胞がオートファジーを利用して生存適応を行っているかどうかを検討していく予定である。
多項式の再帰的因数分解に基づく,変換長への制約が緩和された高速アルゴリズム

信号処理や通信の分野に於いて、離散的フーリエ変換(DFT)やたたみ込みを効率良く計算する手法が重要である。DFTを高速に計算するアルゴリズムとして多項式の再帰的因数分解に基づく手法がある。この研究は、複素数演算を必要としない、変換長が2のべき乗でない場合にも適用できる再帰的因数分解高速アルゴリズムを提供することを目的とする。報告書の内容を以下に示す。DFTを高速に計算するアルゴリズムとして、高速フーリエ変換(FFT)が良く知られているが、この研究では多項式の再帰的因数分解に基づく手法を一般化する。複素数演算を必要としない、変換長が2のべき乗でない場合にも適用できる再帰的因数分解高速アルゴリズムを提供することを目的とする。再帰的因数分解高速アルゴリズムは多項式1-z^<-N>に対する再帰的因数分解に基づいている。長さがNの信号をX(z)とすると、多項式1-z^<-N>に対する再帰的因数分解の過程に従って、X(z)の剰余多項式を順次求めることで、計算の高速化を図っている。この研究では、Nが2のべき乗でない正整数として、多項式1-z^<-N>の実数多項式の再帰的因数分解を求め、その分解の過程に従って、X(z)の剰余多項式を順次求める。平成13年度の研究実績の概要を以下に述べる。1.変換長への制約が緩和された高速アルゴリズムを得るためには、変換長Nが素数の時のアルゴリズムを求めなければならない。そこで、Nが素数の場合の、多項式1-z^<-N>の再帰的因数分解が存在することを確認し、それらを求めた。2.変換長が素数の場合のDFTの計算法としてRaderアルゴリズムやウィノグラッドアルゴリズムが、知られているので、提案した手法と従来の手法との比較検討を行った。複素数演算を必要としない、変換長が2のべき乗でない場合にも適用できる再帰的因数分解高速アルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは多項式1-z^Nに対する再帰的因数分解に基づくもので、長さがNの信号をX(z)とすると、多項式1-z^Nに対する再帰的因数分解の過程に従って、X(z)の剰余多項式を順次求めることで、計算の高速化を図っている。平成14年度では、以下のような事柄を主に行った。(a)Nが2のべき乗でない正整数として、多項式1-z^Nの実数多項式の再帰的因数分解法を求め、その分解の過程に従りて、X(z)の剰余多項式を順次求めた。この方法に従い、シミュレーション実験等を行い、その計算効率を実験的に確認した。また、この手法の計算効率を解析的に求め、WinogradやRaderなどの変換長が2のべき乗でない場合でも適用できる他の高速計算アルゴリズムと比較し、提案する手法の有用性を理論的に確認した。(b)上記で得られた成果を主要な国際学会の論文として発表可能な形式としてまとめた。その原稿はIEEE Tr. on Signal Processingの論文として採録された。
細胞工学を用いた神経活動モニタリング法の開発とインビボへの応用

本研究は,インビボでの神経分泌細胞の同定と神経活動の可視化およびそのモニタリングシステムの開発を目的としている。(1)これまでにトランスジェニック技術によりバゾプレッシン-GFP(緑色蛍光タンパク)トランスジェニックラットおよびオキシトシン-CFP(シアン蛍光タンパク)トランスジェニックラットを作製した。さらに,これらのトランスジェニックラットの交配によりダブルトランスジェニックラットを得ることに成功した。本ダブルトランスジェニックラットでは,視床下部内に緑色蛍光ニューロンと青色蛍光ニューロンが存在し,下垂体後葉では軸索終末に緑色蛍光と青色蛍光を観察することができた。(2)Fos-RFP(赤色蛍光タンパク)トランスジェニックラットを作製した。本トランスジェニックラットでは,ストレス刺激(侵害ストレス)後に視床下部室傍核ニューロンの核内に赤色蛍光を観察することができた。今後,バゾプレッシン-GFP(緑色蛍光タンパク)トランスジェニックラットおよびオキシトシン-CFP(シアン蛍光タンパク)トランスジェニックラットとFos-RFP(赤色蛍光タンパク)トランスジェニックラットを交配することによりダブルトランスジェニックおよびトリプルトランスジェニックラットを作製する予定である。(3)緑色蛍光タンパクをインビボで経時的にモニターするための装置を開発したが,さらに青色および赤色蛍光タンパクをモニターするために改良する予定である。本研究は、インビボでの神経細胞の同定と神経活動の可視化およびそのモニタリングシステムの開発を目的とし、下垂体後葉系に焦点を当てて行っている。本年度は、(1)インビボでの神経細胞の同定のためにトランスジェニック技術を用いて、バゾプレッシンーGFP(緑色蛍光タンパク)トランスジェニックラットに引き続き、オキシトシンーCFP(シアン蛍光タンパク)融合遺伝子を発現したトランスジェニックラットを作製することに成功した。本ラットでは、視床下部のオキシトシン産生ニューロンおよび下垂体後葉の軸索終末が青色蛍光を発しており、蛍光顕微鏡下で容易に同定することができた。現在、本学動物センターにおいて系統維持および繁殖を行っている。今後、バゾプレッシンーGFPおよびオキシトシンーCFPのダブルトランスジェニックラットを作製する予定である。(2)神経活動の指標として汎用されているFosタンパクの発現をインビボで捉えるために、Fos-DsRed融合遺伝子を用いたトランスジェニックラットの作製に着手した。現在、Fos-DsRed融合遺伝子のコンストラクト作製の途中である。(3)蛍光タンパクをインビボで経時的にモニターするための装置を開発した。本装置を用いてバゾプレッシンーGFPトランスジェニックラットから取り出した下垂体後葉からGFP蛍光を経時的にモニターすることに成功した。このGFP蛍光シグナルは高カリウム溶液の潅流後に有意に減少し、この反応は分泌抑制剤でブロックされたので、GFPが開口分泌によって分泌されることがモニターできていると考えられる。今後、より感度を上げてインビボでのモニタリングに応用して行く予定である。
ガスセル周波数安定化レーザの周波数安定度極限追求と単一イオン光時計への応用

光周波数標準の候補の一つである単一イオン光時計では,イオンが一個であるため信号対雑音比が悪く,基準スペクトルを検出するため100秒程度の積算時間が必要である.一方,基準スペクトル線を検出するレーザは,その発振線幅がイオンのスペクトル幅より狭い必要がある.発振線幅の狭窄化は光共振器の共鳴に高速で負帰還制御を行うことで実現する.しかし,光共振器の共鳴周波数は熱膨張などにより,10秒以上では変動する.そこで,イオンの信号に制御がかかるまでの10100秒の間の周波数安定度を,ガスセル安定化レーザを用いて改善した光時計のシステムを考える.この目的のため,Cs 6S-8S二光子吸収線を基準スペクトルとしてレーザ周波数を安定化し,その周波数安定度を追求する.二光子吸収では,対向する光子を同時に吸収させることでドップラーフリーのスペクトルを得る.さらに,二光子吸収の信号強度は光強度の二乗に比例し大きくなるため,ガスセルを光共振器内に設置し共振器内光強度が外部よりも増強されることを利用しスペクトル強度を改善する.一方で,二光子吸収では光強度に比例した光シフトが生じる.昨年度に行ったシフト量の予備計測の結果から,長期周波数ゆらぎが共振器内光強度のゆらぎによって生じる光シフトと同程度であった.このため,光強度安定化を行い安定度の改善を試みた.はじめに,レーザの発振周波数を共振器の共鳴周波数に安定化する.次に共振器長に変調を加え,共振器の共鳴をCs6S-8S遷移に安定化する.続いて,音響光学変調器を用いて共振器内光強度の安定化を行う.このレーザを2台構築し両者のビート周波数のゆらぎから安定度をアラン分散で評価した.光強度安定化により積算時間10秒以降の安定度が改善し,アラン分散の平方根は積算時間10秒まで1.4×10^<-13>(τ/s)^<-1/2>,積算時間16秒で最大安定度4.4×10^<-14>となった.単一イオン光時計や可搬型の光周波数標準への応用を目的として,ガスセル安定化レーザの周波数安定度を追求する.ガスセル安定化レーザとして,外部共振器型半導体レーザを光源に波長822nmセシウム6S-8S二光子吸収遷移を基準スペクトルとしたものを用いる.今年度は2台の安定化レーザを構築し周波数安定度の評価を行った.はじめに,ガスセル周波数安定化レーザの周波数安定度を積算時間10100秒で高めるために,周波数安定化の基準信号に用いる二光子吸収線の信号強度を極限まで増強した.大きな信号強度を得るために,内部にガスセルを設置した光共振器の鏡の反射率を高めて共振器内の光強度を高くし(共振器のEnhancement factorは12と22),高出力の半導体レーザを外部共振器構造として(出力パワーは102mWと116mW)利用した.レーザの周波数安定化には二段階の負帰還制御を用いた.まず,外部共振器型半導体レーザの発振周波数をFMサイドバンド法により共振器の共鳴周波数に安定化した.次に共振器の共鳴周波数を変化させることによりレーザの発振周波数をセシウムの二光子吸収遷移に安定化した.2台のレーザをそれぞれ別の超微細構造間の遷移であるF=3→F'=3およびF=4→F'4に安定化し,両者のビート周波数のゆらぎから周波数安定度をアラン分散で評価した.アラン分散の平方根は平均時間30秒まで7.0×10^<-13>(τ/s)^<-1/2>で改善され,積算時間300秒で最大安定度7.3×10^<-14>であった.また,光シフトおよび圧力シフトの予備測定を行った.光周波数標準の候補の一つである単一イオン光時計では,イオンが一個であるため信号対雑音比が悪く,基準スペクトルを検出するため100秒程度の積算時間が必要である.一方,基準スペクトル線を検出するレーザは,その発振線幅がイオンのスペクトル幅より狭い必要がある.発振線幅の狭窄化は光共振器の共鳴に高速で負帰還制御を行うことで実現する.しかし,光共振器の共鳴周波数は熱膨張などにより,10秒以上では変動する.そこで,イオンの信号に制御がかかるまでの10100秒の間の周波数安定度を,ガスセル安定化レーザを用いて改善した光時計のシステムを考える.この目的のため,Cs 6S-8S二光子吸収線を基準スペクトルとしてレーザ周波数を安定化し,その周波数安定度を追求する.二光子吸収では,対向する光子を同時に吸収させることでドップラーフリーのスペクトルを得る.さらに,二光子吸収の信号強度は光強度の二乗に比例し大きくなるため,ガスセルを光共振器内に設置し共振器内光強度が外部よりも増強されることを利用しスペクトル強度を改善する.一方で,二光子吸収では光強度に比例した光シフトが生じる.昨年度に行ったシフト量の予備計測の結果から,長期周波数ゆらぎが共振器内光強度のゆらぎによって生じる光シフトと同程度であった.このため,光強度安定化を行い安定度の改善を試みた.はじめに,レーザの発振周波数を共振器の共鳴周波数に安定化する.次に共振器長に変調を加え,共振器の共鳴をCs6S-8S遷移に安定化する.続いて,音響光学変調器を用いて共振器内光強度の安定化を行う.

このレーザを2台構築し両者のビート周波数のゆらぎから安定度をアラン分散で評価した.光強度安定化により積算時間10秒以降の安定度が改善し,アラン分散の平方根は積算時間10秒まで1.4×10^<-13>(τ/s)^<-1/2>,積算時間16秒で最大安定度4.4×10^<-14>となった.
消化管再建腸管における壁内自律神経の変性と機能的再生に関する研究

悪性疾患の多い消化管手術ではリンパ節郭清操作などにより外来神経は切除されることが多いが、その場合、denervateされた再建腸管がどのような異常運動を引き起こすのか、また、外来神経が切除された腸管では壁内神経にどのような形態的変化が生じるのかは殆ど解明されていなかった。そこで、臨床例において直腸癌に対し低位前方切除術を行なった症例を対象に腸管内圧測定と放射線非透過マ-カ-を用いたtransit studyを行ない、再建腸管のどの部位に、どの程度の異常が発現しているのかを検討した。その結果、内圧測定では吻合部より口側の腸管に不規則でかつ有意に高い最大圧、静止圧を伴う異常収縮波が出現した。また、transit studyでは検索した症例の85%ではマ-カ-の輸送は健常人に比べて遅延しており、特に吻合部より口側の左側結腸にマ-カ-が停滞する傾向が明らかとなった。これらの結果より、低位前方切除術後には吻合部より口側の再建腸管に異常な運動が出現していることが示唆された。次に、実験動物を用いて腸管に分布する外来神経の切除および腸管の切離・吻合操作によって大腸壁在神経にどのような形態的変化が出現するのかを観察した。腰部結腸神経(交感神経)または骨盤神経叢から分枝する直腸枝(副交感神経)を切除すると、筋層内の平滑筋細胞の間に介在する無髄神経や筋間神経叢の中の神経節細胞の周囲の軸索終末に軸索の変性所見が出現した。特に、副交感神経切除後には知覚系に関与する有髄神経の変性が高度にみられた。また、腸管の切離・吻合を行なうと筋間神経叢の中の神経の変性所見はより高度であった。一方、再生神経線維の出現をみると、術後3ヵ月目頃より直径の小さな再生軸索が観察されるようになった。しかし、術後6ヵ月めでも再生軸索の密度は低く、軸索の径も小さかった。これらの所見から、外来神経の損傷を受けた再建腸管の壁内自律神経系の機能的再生が完成するまでには、それ以上の期間を要するものと思われた。徹底したリンパ節郭清ガル-チンに行なわれるようになった消化管悪性疾患の手術では再建腸管の血流は保たれているが、外来神経は切断されdenervationされていることが多い。本来、多数の壁内自律神経細胞をもつ腸管神経系の場合には独立性(自動能)が強いため、中枢神経や交感・副交感神経など外来神経への依存度は比較的少ないと考えられてきた。しかし消化管手術、特に直腸癌低位前方切除術の再建腸管の運動を観察するとspasticな運動が出現し、術後排便機能に大きな影響を及ぼしていることが示唆され、かかる病態には下腸間腹動脈に伴行する交感神経結腸板切断によるコリン作動性ニュ-ロ抑制系の障害や骨盤神経切断に由来する壁内神経節細胞の二次的な障害が関与していることが予想された。

そこで、平成元年度は雑種成犬を用いて、ヒト下腸間膜動脈に相当する尾側腸間腹動脈に伴行している交感神経結腸枝(節後線維)を切断し、その支配腸管の壁内神経叢、ことにAuerbach神経叢を中心に神経節細胞やその周囲の軸索終末について電顕的に微細構造の変化を観察した。その結果、交感神経切断3日目頃よりAuerbach神経叢内の神経節細胞周囲の軸索に空胞化や電子密度の高い顆粒物質の蓄積像などが出現し、その後3ヵ月、6ヵ月と経時的にみると再生軸索の出現が認められた。しかし、これらの形態的変化は研究当初に予想したほど高度なものでなく、腸管のspasmなど異常運動の出現などを裏付ける程のものではなかった。従って、今後は肛門側から口側へと走行する骨盤神経板(副交感神経)や陰部神経末梢板(体性神経)などと切断して検討を進めるとともに、腸管切除操作それ自体に起因する壁内神経の変化などに着目して研究を進めたいと考えている。1)腰部結腸神経(交感神経)切除後の変化:イヌ尾側腸間膜動脈に随行している腰部結腸神経を切除し、大腸壁の壁内神経の変化を経時的に観察した。縦走・内輪筋の間には(1)無髄神経線維から構成される神経束(2)有髄神経線維からなる神経束および(3)筋間神経叢の3種が観察された。このうち、腰部結腸神経切除後にWaller変性を示すものは無髄神経線維から構成される神経束であり、神経切除後24時間目頃より明らかな変性所見が認められ、電顕的に観察すると筋層内の平滑筋細胞間に介在する無髄線維や筋間神経叢内の神経節細胞に近接する軸索終末にも認められた。次に、再生線維の出現を観察すると、切除後3ヶ月目頃から変性軸索に介在して小径の再生軸索がみられ6ヶ月目にはより顕著となった。しかし、再生軸索の密度は低く、軸索径も小さいため機能的には不完全であると予想された。2)副交感神経(直腸枝)切除後の変化:仙骨副交感神経系に属する骨盤内臓神経からの線維は骨盤神経叢、中直腸動脈神経叢(直腸枝)を経て腸管に進入するが、直腸枝切除後、最も著明な変化は縦走・内輪筋の間に分布する小径有髄神経を含む神経束の変化であり、早期からSchwann細胞の増加を伴うWaller変性が出現した。電顕的にはミエリン鞘が崩壊しSchwann細胞によって処理されている変性有髄神経や軸索の腫大・膨化を示す無髄神経が認められた。この神経は多数の無髄神経と、それに介在して知覚系に関与する少数の有髄神経を含み筋層間を口側に向かって上行していた。一方、筋間神経叢では神経膠細胞の増加を伴い神経節細胞周囲の軸索や軸索終末に変性が観察され、24時間目には神経節細胞周囲には通常の2倍くらいに腫大し内部に多数の崩壊産物が凝集した軸索終末もみられ、一週目頃には顕著であった。また、腰部結腸神経と同様に神経切除後36ヵ月を経過すると再生神経と考えられる小径軸索の出現がみられた。外来神経切除後の大腸壁内自律神経の変性と再生現象の課程をみる目的でイヌを用い尾側腸間膜動脈に随行している腰部結腸神経(交感神経)と骨盤神経叢より分枝する直腸枝(副交感神経)を切除し光顕的・電顕的に観察した。いずれの神経を切除した場合にも神経切除後24時間目頃より変性が認められ、筋層内の平滑筋細胞間に介在する無髄神経および筋間神経叢ないの神経節細胞に近接する軸索終末に変性が顕著であった。特に、副交感神経切除後、最も著明な変化は縦走筋・内輪筋の間に分析する小径髄神経を含む神経束の変化であり、知覚系に関与するこれら有髄線維のミエリン鞘の崩壊やSchwann細胞の増加などが認められた。一方、再生線維の出現を観察すると、切除後3ヵ月目頃から変性軸索に介在して小径の再生軸索が観察されるようになったが、6ヶ月目にも再生軸索の密度は低く、軸索径も小さいため機能的再生にはそれ以上の期間を要する事が推察された。しかし、これら外来神経切除後の大腸壁内自律神経の変性所見は研究当初に予想したほど高度の変化ではなく、実際の臨床で経験される腸管の異常運動を裏付ける所見は得られなかった。
脳外科手術試技のための術具イン・ザ・ループシミュレータ

本年度は脳外科手術における鈍的な剥離、切断のような両手を用いて術具を操作する場合において、そのシミュレーションと任意の術具の使用可能な手術シミュレータの構築を行った。この構築したシステムでは,これまで用いてきたハプティックインタフェースの姿勢部の改良に加え,実際の手術機器をハプティックインタフェースの先端に簡単な操作で取り付けられる器具着脱機構の設計を行った。構築したシステムでは、手術中において、脳べら、剥離子、マイクロ剪刀などの交換および組み合わせての使用を想定している。また、手術する際、手術機器が脳組織に与える動的な影響を考慮することから、動的な変形の表現可能なモデル化手法について提案した。この提案した手法を脳べらによる押し込み操作シミュレーションに適用し、その有効性を確認した。この手法を導入したことにより、脳組織の変形挙動は、従来までの手術機器の操作速度、加速度を考慮しない静的なものから,生体軟組織の振動を含む動的なものに拡張でき、より現実に近いものになってきている。そのうえで、手術手技の基礎的な部分、なかでも鈍的剥離操作に重点をおいて研究を行った。鈍的剥離操作は組織をメスやハサミなどの鋭利な部分で切開するのではなく、鈍的なものを用い、押し広げながら切開していく方法である。これは脳深部を対象とした手術において、重要な手技の一つである。この研究において、操作者が実際の剥離子を用いて剥離操作を行う際、発生する鈍的剥離現象を対象に、剥離モデル、リアルタイムシミュレーションに必要な反力、変形計算手法を提案した。また、提案した剥離モデルと計算手法を実物における剥離現象に適用し、評価を行って、その有効性を確認した。本年度は、従来までに開発を行ってきた脳外科手術シミュレータのハプティックインタフェースに対して、アタッチメントを介して着脱可能な手術器械モジュールと、手術器械モジュールの自動認識機能を付加することにより、手術器械の交換が可能な脳外科手術シミュレータの基本システムの構築を行った。手術器械モジュールには実物のマイクロサージェリー用手術器械の装着を行った。装着対象の手術器械は、器械自体の自由度の有無と拘束部形状により,脳べらなどの板型,剥離子などの棒型,マイクロ剪刀などの鋏型,鑷子などのピンセット型,鉗子などのシャフト型の五種類に分類した。これらのうち、本年度は脳べら、剥離子を対象にした二種類の手術器械モジュールを製作した。アタッチメントは各手術器械モジュールの底部とハプティックインタフェースの手先部に設置され、位置決めピンとプッシュロックを利用した機械的な固定・着脱を実現した。一般に脳外科手術の一つの術式で用いる手術器械は十種類以上であり,一連の手術シミュレーションの実現には、シミュレーション最中における手術器械モジュールの交換が必要となる。手術器械モジュールの自動認識機能は、モジュールの交換時における誤認識の防止、シミュレーションのリアルタイム性の向上を目的として付加したものであり、磁気を利用したRFIDを用いた非接触での認識を実現した。また、モジュール化による6自由度力覚提示装置への搭載には至らなかったが、実マイクロ剪刀を利用した切断感覚提示装置の製作を行った。切断感覚提示装置には、マイクロ剪刀の各柄に対して独立に支持軸周りのトルクを与えるための力覚提示機構を搭載し、操作者の操作力・シミュレーションモデルからの反力の定量的評価を行うことを目的とし、本研究室で開発中のH型溝力センサを各柄に対して付加した。
ビッグデータを活用したテクスチャの感性的質感評価モデルの構築

当該年度に実施した研究成果は以下の通りである。これまでに申請者らが効率化してきた主観評価実験手法に基づき、クラウドソーシングを用いた大規模主観評価実験の計画を立案した。その際、前もって小規模のサブセットによる予備実験を実施し、データセットの規模、実験参加者数、評価方法や評価数を検討した。その結果、1万枚のテクスチャ画像に対し、1画像あたり20項目、30人分の評価データを付与する実験を行うこととした。当初より実験規模が大きくなったのは、予備実験によりクラウドソーシングを使用した際、評価データの質が落ち、収集するデータの内、信頼できるデータの割合がラボレベルでの実験よりも低いことに起因している。上記実験計画を踏まえ、テクスチャを形容する語(評価語)を自由記述実験、先行研究、テキストマイニングにより網羅的に収集し、統計的妥当性を考慮し選定した。その結果、テクスチャを表現する上で、網羅的かつ代表的な語を20語選定した。さらに、インターネット上のテクスチャ画像データベースおよびテキスタイル企業に協力いただき、実験に使用する画像を収集した。収集した画像から極端に解像度が低い画像や、実写画像などは排除し、十分、質感情報を保持している画質のプリント柄デジタルデータを8956枚選定した。本データ収集作業は来年度も引き続き行い、予定している1万枚に到達するまで継続する。上記データが整い次第、クラウドソーシングを用いた大規模主観評価実験を行い、感性的質感に関する評価データが付与されたデータセットを完成させる。テクスチャ画像データの収集以外は順調に進捗している。画像データ収集に関しても目標1万枚に対し、8000枚強のデータの収集・選定は完了しているため、おおきな研究の遅れは生じていない。データセットが完成次第、クラウドソーシングを用いた大規模主観評価実験を行う。得られた評価データに対し、統計的解析を行うことで、感性的質感を定量化し学習用データセットを完成させる。テクスチャ画像の収集に対して、企業の協力があったため当該作業に関わる費用が次年度使用額として計上された。
骨粗鬆症、サルコペニアの疼痛（特に腰痛）メカニズム及び治療法の検討に関する研究

1発症メカニズムの解明:骨粗鬆症モデルの卵巣摘出マウスは骨密度が有意に低下し、筋肉量、運動量も有意な低下を認め、さらには有意に疼痛閾値の低下を認めた。骨粗鬆症マウスは疼痛閾値の低下及びサルコペニアを有する可能性が示唆された。2治療法の解明:抗NGF抗体、プレガバリンは骨粗鬆症群で疼痛行動評価の有意な改善を認め、ビスフォスフォネートは骨粗鬆症群で骨密度及び疼痛行動評価の有意な改善を認めた。モルヒネは疼痛行動の有意な改善は認めず、骨粗鬆性疼痛への効果が乏しいことが示唆された。骨粗鬆性疼痛への治療は骨密度を改善し、疼痛を軽減させうるビスフォスフォネートが最も望ましいと考えられた。(研究の目的)1骨折のない骨粗鬆症由来の疼痛(骨粗鬆性疼痛)についての評価・検討2骨粗鬆症とサルコペニア、骨粗鬆性疼痛とサルコペニアの関連を明らかにする骨粗鬆症群とコントロール群における骨密度、筋量、および運動量を評価し、骨粗鬆症とサルコペニアとの相関について評価する。さらに、疼痛行動評価、免疫組織化学染色の結果を統計学的に解析し、骨粗鬆性疼痛とサルコペニアの関連についても検討を行う。1について、卵巣摘出マウスを用いた骨粗鬆症群、及びsham手術を施行したコントロール群を疼痛行動評価と免疫組織化学染色で比較検討を行なった結果、骨粗鬆症群ではコントロール群に比し有意な疼痛過敏性を認めた。さらに免疫組織化学染色では、骨粗鬆症群の後根神経節において、炎症性疼痛マーカーであるCGRPの有意な上昇を認めたことより、骨粗鬆症モデルマウスでの骨粗鬆性疼痛の存在を示す結果を得る事ができた。2について、骨粗鬆症群とコントロール群の間には、骨密度はもちろんのこと、grip force testで有意差を認め、骨粗鬆症群での筋力低下を示唆する結果を得、サルコペニアとの関連を示唆した。1発症メカニズムの解明:骨粗鬆性疼痛とサルコペニアの関連性2治療法の解明:骨粗鬆性疼痛とサルコペニアに対する薬物療法の検討治療薬として抗NGF抗体、ビスフォスフォネート、モルヒネ、プレガバリンを用いる。治療群はControl+生食群、骨粗鬆症+生食群、骨粗鬆症+抗NGF抗体群(各n=20)とする。ビスフォスフォネート製剤、モルヒネ、プレガバリンについてはControl+生食群、Control+治療薬群、骨粗鬆症+生食群、骨粗鬆症+治療薬群(各n=15)の4群とし、以下の評価項目を投与前後に経時的に評価する。A)骨密度測定:各群共治療開始前、及び初回投与から4週間後の計2回実施する。B)筋肉量測定:A)同様の方法で各群の筋肉量を測定する。C)運動量測定及び疼痛行動評価1発症メカニズムの解明:骨粗鬆性疼痛とサルコペニアの関連性骨粗鬆症モデルである卵巣摘出マウスはコントロール群に比し骨密度が有意に低下し、筋肉量、運動量も有意な低下を認め、疼痛行動評価においても、コントロール群に比し有意差に疼痛閾値の低下を認めた。2治療法の解明:骨粗鬆性疼痛とサルコペニアに対する薬物療法の検討抗NGF抗体、プレガバリンは骨粗鬆症群で疼痛行動評価の有意な改善を認め、ビスフォスフォネートは骨粗鬆症群で骨密度及び疼痛行動評価の有意な改善を認めた。対してモルヒネは疼痛行動の有意な改善は認めず、骨粗鬆性疼痛への効果が乏しいことが示唆された。以上により骨粗鬆性疼痛への治療については骨密度を改善し、疼痛を軽減させうるビスフォスフォネートが最も望ましいと考えられた。しかし、いずれの薬物においても筋肉量、運動量共改善は認めず、サルコペニアの改善は以上の薬物では困難である可能性が示唆された。

研究計画の中でH26年度まで行なうべき研究内容の2骨粗鬆症とサルコペニア、骨粗鬆性疼痛とサルコペニアの関連を明らかにするという項目の中の骨粗鬆症群とコントロール群における筋量、および運動量、免疫組織化学染色の結果について評価する部分が現在進行形であり、当初の予定よりやや遅れていると言えるが、研究自体は概ね順調に進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。整形外科学、予防医学研究自体は概ね順調であるため、大筋を変える必要はないと思われる。ただしこの研究はマギル大学との共同研究ということもあり、相互の連絡系統をさらに密にし、すばやく行なうことが律速段階となりうると考えられ、今後の推進対策として挙げられる。
ダウン症のある子どもを育てる母親の体験：出生前診断に続く出産・育児

様々な出生前診断が広がるなか,検査を受ける女性とそのパートナーへの心理的影響はより複雑になることが予測される.超音波検査を含めた画像診断および,DNA検査の進歩により子どもの先天異常の約8割が妊娠期に診断可能となり,超音波検査は広義の出生前診断として位置づけられ,通常の妊婦健康診査においても予期せず胎児の異常を知る機会も増加している.しかし,出生前診断に関連した情報提供やカウンセリングのニーズが高まる一方で,産科と治療領域を結ぶコーディネータや遺伝カウンセラーは不足している.妊娠・分娩管理の多くが一次施設で行われる現状や少子化,診断率の上昇から支援体制の構築は重要な課題である.様々な出生前診断が広がるなか,検査を受ける女性とそのパートナーへの心理的影響はより複雑になることが予測される.超音波検査を含めた画像診断および,DNA検査の進歩により子どもの先天異常の約8割が妊娠期に診断可能となり,超音波検査は広義の出生前診断として位置づけられ,通常の妊婦健康診査においても予期せず胎児の異常を知る機会も増加している.しかし,出生前診断に関連した情報提供やカウンセリングのニーズが高まる一方で,産科と治療領域を結ぶコーディネータや遺伝カウンセラーは不足している.妊娠・分娩管理の多くが一次施設で行われる現状や少子化,診断率の上昇から支援体制の構築は重要な課題である.
初期う蝕の硬組織状変性化の検出器の開発とEBMに即した客観的評価方法の確立

現行のう蝕評価方法は、う窩の有無のみを評価し、う蝕の面積や重症度に関して客観的な数値化がされていない。よって本研究では、う蝕の進行状況を再現性良く詳細に把握する為に、超音波の非破壊検査をベースとした新しい初期う蝕診断装置を提案し、世界的に標準となるう蝕評価の標準化を提言するものである。初年度は、超音波診断装置の試作器を制作した。この試作測定子は、直径が5mm、長さが20mmと小さく、口腔内で初期う蝕の表面性状を測定する事が可能である。また、測定子の制御回路も診療室で容易に持ち運び可能な小型のものが制作された。さらに、歯面への測定子の接触圧を調整する機構も利用可能となり、臨床的な応用に必要な機械的な用件を満たしていると考えられた。実際のう蝕歯の測定に先だって、測定の精度と再現性を確認するために、歯を固定して装置を正確に再現性良く作用させる試料固定台、その制御プログラムを制作した。この装置を用いてう蝕の各段階の歯や歯根面の歯石などの実際に臨床で診断が必要となる状況を想定し、歯面の測定を繰り返し行った所、う蝕歯の表面状態に応じた計測値を再現性良く測定できることが示された。さらに、エナメル質や象牙質、歯石などを含む歯面の状態を超音波測定器で明白に判別できる可能性も示された。この研究成果は、う蝕診断の新たなツールとなりうる可能性を示し、実際の臨床研究応用への道を開くものとなった。この装置は、う蝕の進行を詳細に評価できるので、歯の表面で行われている脱灰と再石灰化のバランスを評価する重要な測定機器となるであると考えられた。現行のう蝕評価方法は、歯面を最小単位にし、う蝕の進行状況も客観的な数値化がされていないので、う蝕の進行状況を再現性良く詳細に把握する手法が確立されていないのが現状である。本研究では、超音波の非破壊検査をベースとした新しい初期う蝕診断装置を提案し、世界的に標準となるう蝕評価の標準化を提言するものである。この試作測定子は、直径が5mm、長さが20mmの大きさであり、そのままでも口腔内で測定する事が可能である小ささである。また、測定子の制御回路も非常に小さいものが制作された。この超音波測定装置を用いて、実際に歯の表面の観察を試みたが、装置の長期周波数安定性が問題となり、長時間の観察には周波数のドリフトが観察されて測定値が安定しなかった。これは測定子の制御回路の調整で問題が解決できた。さらに、歯の表面を正確に再現性良く測定を繰り返すために、試料固定台の専用測定ステージにはXYZ軸制ステージを準備し、これの制御プログラムを制作することによって自由な方向へ測定子を移動させながらの実験が可能となった。さらに、この専用測定ステージに微圧センサを組み込んで測定子の歯への接触圧を微細にコントロール可能な自動化測定装置を組み上げて、次年度の歯のう蝕の評価方法の確立への実験の準備が整ったことになる。一方で、多彩な臨床症状をもつう蝕のある抜去歯を収集中であり、評価装置の完成後には、各種のう蝕の診断法との比較を行い、この結果を元に試験器の測定条件にフィードバックさせて、より広い臨床症状の歯面を診断出来る機器設定へと発展させる予定である。エナメル質表層の詳細なう蝕や白斑(白濁)の進行状況を客観的に数値化評価する方法は未だ確立されていない。