hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロンドンにおけるニートおよび不安定就労層の実態と若年移行・就労支援政策の効果

2013年までにすでに実施した若者パネル調査と若者支援サービスに関わった専門スタッフへの聞き取り調査の詳細分析を行い、(ア)NEETのリスクを抱えた若者たちの3年間にわたる移行経路や経験、訓練や学習経験を分析し、就労経験者には、就業形態、労働条件、職場環境、仕事内容、訓練の有無やその詳細、入職の経緯・手段、離転職の有無や理由の分析を行い、(イ)支援機関から提供されたサービス内容やその後の移行過程における効果や影響について、さらに(ウ)広く彼らの人間関係資本などを中心とした日常生活と、その仕事への移行や若者支援サービスの効果への影響や規定関係の分析をおこなった。このイギリスにおける若者調査と日本で実施してきた「若者の教育とキャリア形成に関するパネル調査研究」の分析結果との比較を念頭に置いてた研究成果を、World Congress of Sociology (WCS) 2014 in Yokohama, Japan(世界社会学会議横浜大会)で発表し、そこではまた若者の移行に関する国際比較研究のための研究者のネットワークづくりと研究成果の交流を行う。若者移行研究に携わっている研究者との国際交流の結果、イギリス・スコットランドのグラスゴー大学とドイツ青年研究所の研究者と日独英の国際共同研究を行うことに合意し、両研究機関を訪問し「若者の教育とキャリア形成に関するパネル調査の詳細分析と国際比較」をテーマとした今後の研究計画を策定した(2014年8月28日9月5日)。イギリスの若者移行に関する補足調査として、ロンドンとグラスゴーにおいて継続教育カレッジや若者訓練機関における徒弟訓練に焦点を当てて、教員、訓練指導者、管理者および若者にインタビュー調査を実施した(2014年11月1日9日)。26年度が最終年度であるため、記入しない。学校から仕事への移行(STW)26年度が最終年度であるため、記入しない。コネクションズの統廃合が進められる中、コネクションズに関わる若者の調査をなるべく早く実施する方がよいとの判断の下、当初は平成24年度8月以降に実施する予定の「第一次調査」を、23年度の下旬に前倒しして実施した。そのために予定していた予備調査を省略したが、英国スタッフとの打ち合わせ会議やメールでの情報交換により、予備調査の目的は十分に補足できたので、本調査は問題なく進行している。ロンドンのコネクションズから支援を受けた若者を3年間にわたって追跡するセミ構造化したインタビュー調査を3回にわたり実施し、当初予定していたとおり、2014年3月までに終了した。若者支援に関わる専門スタッフへの聞き取り調査も、2014年2月までに実施、終了した。
偏り解析を用いたプロジェクト型学習自動支援システム

今年度は,これまでに構築してきたバージョン管理システムGitを利用した開発状況データの収集や,Amazon Web Servicesなどの仮想環境を利用して構築したサーバ管理演習におけるユーザのコマンド実行履歴,ファイル編集履歴,サーバ状況確認履歴といったデータ収集環境をブラッシュアップし,数10名の学生が実際に利用可能な環境を構築した.また,データ収集環境を実際の演習に適用し,50名程度のサーバ管理演習における各種ログデータを収集・分析し,ユーザ間の比較による進捗状況の把握手法を提案し,実際に複数の学生が直面したトラブルがGUIを通じて特定できることを確認した.また,今年度に目標としていた社会的活動状況の取得については,ユーザ間の対話状況を360度カメラを利用して記録する仕組みを作成し,6名程度の被験者によるグループディスカッションの評価について,検討を開始した.実際に複数回実験を行った結果,グループディスカッションにおいて,対話相手を見るというコミュニケーションの客観的評価指標の観点において,30%程度の精度で対話状況の評価が可能であることがわかった.今後は,より詳細な分析を行い,顔の向きや発話状況にもとづいて,多様な客観的指標にもとづくコミュニケーション評価につなげていきたいと考えている.また,現時点では映像記録のみからの対話状況の推定・評価を行っているが,今後ユーザに負荷を与えない形での他のデータ収集を行い,より精度の高い社会的活動状況の評価も行っていきたい.技術的活動の収集・分析に加え,社会的活動状況の収集を予定通り開始することができた.今後どのレベルまで持っていくことができるか次第ではあるが,当初目標に沿って進めていくことができると考えている.サーバ管理演習等における学生の開発履歴にもとづく技術的活動状況の分析や顔画像を用いたコミュニケーション評価にもとづく社会的活動状況の分析を現時点では行っている.今後は,開発履歴,コミュニケーション評価の学生間比較による偏りの解析を行い,より具体的な学生の振る舞いのラベル付けを行っていくことを予定している.社会的活動状況と技術的活動状況の関連付けやラベル付けした結果を用いた機械学習による学生の自動評価といった観点で,今後の研究を進めていきたい.また,当初計画ではユーザ着用型と環境設置型の2種類のセンサを利用したデータ収集手法を検討していたが,社会的活動状況分析のための複数の被験者へのインタビューなどを通じて,ユーザ着用型の負荷が当初想定より大きいと思われるため,環境設置型の比重を増やして社会的活動状況の分析につなげていくことも今後の検討課題として考えている.技術的な側面として,これまで我々が収集してきた学生ごとの成果物開発量(ソースコード行数等)やタスク種別(実装,単体テスト,レビューを誰が実施したか)だけでなく,どの種類のタスクをどのようなアプリケーションを用いて,いつからいつまで実施したかといった,技術的活動に関する計測を行っている.具体的には,バージョン管理システムGitを利用した開発状況データの収集やサーバ管理演習におけるユーザのコマンド実行履歴やファイル編集履歴の記録といったデータ収集,ソフトウェア開発におけるビルドログの収集・分析環境の構築を行った.Gitに関するデータ収集では,学生がバージョン管理システム及びバージョン管理システム利用時のワークフローをどの程度正しく遵守できているかについて,4つの基準にもとづいてデータの収集・分析を行っている.サーバ管理演習においては,サーバアプリケーションのインストールや設定に伴うコマンド操作やファイル編集履歴を収集し,どの課題を解決するのにどのように悩んでいるか,課題の解決にどの程度の時間を要しているかを分析する仕組みの構築を進めている.ソフトウェア開発におけるビルドログ分析では,学生らがソフトウェアをどのように実装し,ビルド・テストを行い,サーバにアップロードを行っているかをログとして収集し,バグを含むソースコードがどのような状況で開発されるのかを分析する仕組みを構築した.収集したデータはすべてDB上に保存しており,今後はDBにアクセスし,分析を容易とする仕組みの構築を目指す.技術データの収集・分析環境を構築するという現状の予定は概ね順調に進展している.今年度は,これまでに構築してきたバージョン管理システムGitを利用した開発状況データの収集や,Amazon Web Servicesなどの仮想環境を利用して構築したサーバ管理演習におけるユーザのコマンド実行履歴,ファイル編集履歴,サーバ状況確認履歴といったデータ収集環境をブラッシュアップし,数10名の学生が実際に利用可能な環境を構築した.また,データ収集環境を実際の演習に適用し,50名程度のサーバ管理演習における各種ログデータを収集・分析し,ユーザ間の比較による進捗状況の把握手法を提案し,実際に複数の学生が直面したトラブルがGUIを通じて特定できることを確認した.また,今年度に目標としていた社会的活動状況の取得については,ユーザ間の対話状況を360度カメラを利用して記録する仕組みを作成し,6名程度の被験者によるグループディスカッションの評価について,検討を開始した.実際に複数回実験を行った結果,グループディスカッションにおいて,対話相手を見るというコミュニケーションの客観的評価指標の観点において,30%程度の精度で対話状況の評価が可能であることがわかった.今後は,より詳細な分析を行い,顔の向きや発話状況にもとづいて,多様な客観的指標にもとづくコミュニケーション評価につなげていきたいと考えている.また,現時点では映像記録のみからの対話状況の推定・評価を行っているが,今後ユーザに負荷を与えない形での他のデータ収集を行い,より精度の高い社会的活動状況の評価も行っていきたい.技術的活動の収集・分析に加え,社会的活動状況の収集を予定通り開始することができた.

今後どのレベルまで持っていくことができるか次第ではあるが,当初目標に沿って進めていくことができると考えている.学生が作業をしているPBLスペースにおけるコミュニケーション計測を目的とした社会的活動状況の計測及び分類と異常検知手法にもとづく偏り特定を目指す.社会的活動状況計測では,コミュニケーションの計測を目的として,ユーザ着用型と環境設置型の2種類のセンサを利用する.ユーザ着用型センサはユーザ間の相対位置計測に用いられるセンサタグや腕等に着用し,ユーザの運動傾向の計測を行う加速度センサ等を想定している.また,環境設置型センサはレーザーレンジファインダによるユーザ位置特定やマイク,カメラといったユーザの発話や各種認識技術による解析を目的とした音声・映像記録を想定している.これらの各種センサを利用し,学生間の対話やホワイトボード等のツール利用状況,ディスカッションの経緯を記録する.さらに,音声,動画,各種センサデータを学生,時刻,場所,成果物等の周辺情報を用いて機械学習により自動分類し,どのデータがどのタスク・マイルストーンに属するか推定する.分類されたデータから,各学生の振る舞いを推定し,特定のタスクやマイルストーンにおける異常検知手法を用いた偏りの特定・可視化を目指す.今後はまず環境設置型センサを利用した学生位置の計測や向きの測定を行う.サーバ管理演習等における学生の開発履歴にもとづく技術的活動状況の分析や顔画像を用いたコミュニケーション評価にもとづく社会的活動状況の分析を現時点では行っている.今後は,開発履歴,コミュニケーション評価の学生間比較による偏りの解析を行い,より具体的な学生の振る舞いのラベル付けを行っていくことを予定している.社会的活動状況と技術的活動状況の関連付けやラベル付けした結果を用いた機械学習による学生の自動評価といった観点で,今後の研究を進めていきたい.また,当初計画ではユーザ着用型と環境設置型の2種類のセンサを利用したデータ収集手法を検討していたが,社会的活動状況分析のための複数の被験者へのインタビューなどを通じて,ユーザ着用型の負荷が当初想定より大きいと思われるため,環境設置型の比重を増やして社会的活動状況の分析につなげていくことも今後の検討課題として考えている.当初計画では年度内に国際会議での発表を予定しており,原稿の投稿も行った.しかしながら,その原稿が採択されなかったため,原稿の修正を行い,翌年度に開催される別の国際会議に投稿することとなった.結果として,国際会議発表のための旅費・参加費等の費用として想定していた金額が翌年度にずれこみ,次年度使用額が発生することとなった.次年度に外部発表のための予算として使用する予定になっている.平成29年度に国際会議での発表を予定しており,原稿の投稿を行ったが,その原稿が採択されなかったために原稿を修正し,平成30年度に別の国際会議での発表を行った.そのため,平成29年度に国際会議参加・発表費用として想定していた金額がそのまま利用されず,その金額分が計画のズレとして次年度使用額にそのまま残ることとなった.未使用分は令和元年度に繰り越して,国際会議への参加費用として使用する予定である.
地理情報システムを利用した盲人用触地図の研究

今年度は、1年目の触地図図式の検討に基づき以下の内容について研究実績をあげた。(1)橿原視覚障害者センターへの道案内図を作成橿原市にある盲人センターへの道案内図(1000分の1レベル)の試作触地図を作成し、判読の容易さについて検討を行った。道案内図を作成するには、余分な情報を如何に削除するかが重要であり以下の点に留意する必要がある。A.地下通路入り口へのアプローチの伝達B.点字標識の設置場所の記入C.噴水による道路遮断可能性の情報の明示D.余計な道をできるだけ削減する。E.道に方向性を与え、目的地へ誘導する。(2)奈良市観光マップの試作図作成視覚障害者用の観光マップが少ないという現実が視覚障害者への聞き取り調査でわかり、近鉄奈良駅前から大仏殿、飛び火の公園、猿沢池への観光案内図を試作した。観光触地図作成の留意点は以下のようなものである。A.道路交差点にランドマークを記入し方向性を明確にする。B.道を周囲より低い凹地で示すのが分かりやすい。C.県庁などの建物は斜めのパッチが分かりやすい。D.図面の区切れについては記号により地図の端であることを示す。本年度は、地理学の立場から触地図として望ましい地図の表現法の検討を行い、地形図や主題図から触地図を作製する際に必要な触地図図式についての研究を行った。そのため、コンピュータマッピングを使用して触地図図式の異なる様々な触地図を作製し、触覚と地図の表現法つまり触地図図式との関係について分析した。本年度の触地図図式について以下のようにまとめられる。1、触地図記号の種類には、領域記号、線状状記号、地点記号の3種類がり、建造物や水面等の領域記号は、一定の面積を有さないと識別が困難であり、多種類の領域記号の使用は混乱を招く。また、領域記号が隣接するときは、境界線を明瞭にする必要がある。比較的分かりやすい領域記号は、実線と点実線で、格子状のパターンは判読しにくい。2、建造物、地点の種類を示す地点記号の比較的識別可能なものは、10種類程度で、大きさによる変化は、せいぜい2段階程度である。3、線状記号は、実線、点線、点実線、波線、点波線、鎖線等があるが、間隔が問題である。点字は、点の間隔が重要で、点の上下間隔が、2.5mm、点の大きさは、1.5mmの直径である。また、点のふくらみは0.6ミリ程度である。gisでは、任意に縮尺が変更できるが、盲人にとってもっとも分かりやすい大きさの問題がある。
大脳皮質原基神経幹細胞の成熟、分化へのエタノールの影響と作用機序の解析

エタノールは中枢神経系に対し先天障害を引き起こす可能性のある催奇形因子である。本研究の結果、エタノールがGABA_A受容体を介して大脳皮質原基脳室帯にある神経前駆細胞(神経幹細胞)に正常とは異なる分裂方向の細胞分裂を誘導することが明らかになった。また胎生10日目からGABA_A受容体alpha4サブユニットが神経前駆細胞に発現していること、同じく胎生10日目からTaurineやGABAというGABA_A受容体の内在的なアゴニストが大脳皮質原基に特定の層分布を示しながら、存在することが明らかになった。以上の結果は、エタノール曝露がエタノールのGABA_A受容体への作用を通じ、神経前駆細胞の細胞分裂方向制御を撹乱する結果、エタノールが中枢神経系に対し催奇形性を持つ可能性を示唆する。胎児期におけるエタノール曝露は重篤な神経障害を引き起こす可能性がある。そのメカニズムの一つとしてエタノールが神経幹細胞(神経前駆細胞)の成熟、分化に影響を与え、その結果中枢神経系の組織構築に異常が生じることが考えられる。大脳皮質神経前駆細胞の成熟と分化のどのステップがエタノールに影響を受けるか、またエタノールの神経前駆細胞への作用のメカニズムにγ-アミノ酪酸(GABA)など神経伝達物質の受容体が関与するかを明らかにすることを目的とし、本研究を開始した。大脳皮質原基における神経前駆細胞の細胞分裂の方向性はその細胞の細胞運命(自己複製するかもしくは分化を開始するか)の決定や前駆細胞の大脳皮質原基における位置の制御に大きな役割を果たすことが示されている。平成21年度においては神経前駆細胞の分化や成熟へのエタノールの影響を明らかにする第1歩として、胎生期におけるエタノール曝露が神経前駆細胞の細胞分裂の方向制御に影響を与えるかについて検討した。大脳皮質原基脳室帯における神経前駆細胞の細胞分裂は、胎生12日目において主に細胞分裂面が脳室壁に対して垂直となるように進行する。解析の結果、妊娠10-11日目のエタノール曝露によって神経前駆細胞のうち脳室壁に対して水平な分裂を示すものの割合が有意に上昇することが明らかになった。さらにエタノールの薬理学的作用の1つにGABA_A受容体に対する亢進作用があるが、GABA_A受容体アゴニスト、アンタゴニストを利用した解析の結果、エタノールの神経前駆細胞の細胞分裂方向への影響がGABAA受容体への亢進作用を介したものであることが示された。これらの結果はエタノールの中枢神経系への催奇形性のメカニズムの1つに神経前駆細胞の分裂方向制御の攪乱があること、エタノールばかりでなく他のGABA_A受容体に作用する薬剤も同様に神経前駆細胞の細胞分裂方向に影響を与え、催奇形性を生じる可能性があることを示唆する。胎児期エタノール曝露は神経障害を引き起こす。原因としてエタノールが神経前駆細胞の増殖、分化に影響を与えその結果、中枢神経系の構築異常が生じることが考えられる。本研究の成果として平成21年度までにエタノールがGABA_A受容体を介して脳室帯にある神経前駆細胞に脳室壁に対し平行な細胞分裂を誘導することを報告した(Tochitani et al., 2010)。平成22年度においては、まずGABA_A受容体が実際に発生中の大脳皮質原基に発現するかを検討した。胎生10,12,14日目のマウス胚大脳皮質原基に対して、免疫組織化学染色を行った結果、GABA_A受容体alpha4サブユニットが解析したステージを通じ、脳室帯に発現することが分かった。神経前駆細胞のマーカーであるPax6およびnestinとの2重染色の結果、GABA_A受容体alpha4サブユニットは脳室帯にある神経前駆細胞の特にradial prcessに沿うように発現していることが明らかになった。GABA_A受容体の内在的なアゴニストとしてGABAとTaurineの2つのアミノ酸が知られている。これらのアミノ酸に対する抗体を用いた免疫組織化学的染色の結果、どちらのアミノ酸もE10という早い時期から大脳皮質原基に特定の層パターンをもって存在することが分かった。ついでGABA合成酵素であるGAD65およびGAD67の両方を認識する抗体を用いた免疫組織染色によりGABAを合成分泌する細胞を2種類同定した。1つはE12を過ぎてから大脳皮質原基を側方から包み込むように移動してきて最終的に軟膜を構成する細胞群であり、もう1つはE14前後に大脳皮質原基に移動してくるGABA神経細胞である。

これらの結果はE10という発生の早い時期にGABA_A受容体とそのアゴニストがそれぞれ大脳皮質原基の神経前駆細胞とその周囲に存在しており、神経前駆細胞の性質制御において何らかの機能を持つことを示唆し、さらには平成21年度に報告したエタノールの大脳皮質神経前駆細胞の細胞分裂方向に対する影響が、このGABA_A受容体とその内在的アゴニストの相互作用を撹乱した結果であることを示唆する。
腫瘍組織の循環病態生理の解析とそれに基づく選択的癌化学療法の基礎的・臨床的研究

本研究の目的は、腫瘍組織の循環病態生理を解析し、それに基づきより有効な選択的癌化学療法を確立するにある。そのため、昨年までに明らかにされた腫瘍組織の循環特性の解析をさらに進め、アンキオテンシン【II】(A【II】)昇圧下においては、腫瘍血流の増加に伴って腫瘍血管内外の水力学的圧差が選択的に拡大することを明らかにした。また、ヒト肝細胞癌を対象にして、腫瘍組織内血管ならびに宿主側の担癌動脈枝の変化が病理学的に検討され、その結果、肝癌内血管の中膜平滑筋層には破壊または低形成がみられるが、肝癌外部でも半径1001000μmの動脈域には有意に平滑筋層の菲薄化が生じていることが証明された。これらの所見から、これまで得られたA【II】昇圧時の腫瘍組織血流の選択的増加の現象が説明され、さらに制癌剤の腫瘍組織への到達量の選択的増加が期待された。これを証明するために、実験的、臨床的にA【II】昇圧下における薬剤の静注あるいは動注時の薬動力学的解析を行い、いずれの場合においても、昇圧時には非昇圧時に比べて薬剤の腫瘍組織内到達量の明らかな増加を認め、前記の検討成積を裏付ける結果を得た。代表者はこの腫瘍組織の循環特性を利用した癌化学療法の臨床導入をはかり、これまでにも、A【II】昇圧を併用した本昇圧癌化学療法が種々の固形癌の効果増強に資することを報告してきた。今回は従来化学療法抵抗性といわれている進行膵癌を対象として本療法を展開して50%という高い奏効率を得た。また、現在本療法を原発性肝癌および転移性肝癌に対する動注化学療法に応用した研究も進められている。さらに、昇圧という状態が心臓に与える影響しホルダー型心電図で検討されているが、これまでの解析では、心電図異常の発現は稀であり、安全性も確認された。
小学生のプログラミング行動履歴に基づくラーニングアナリティクス環境の構築

本研究では小学生らのプログラミング行動を収集することで,小学校教諭らが広く利用可能なプログラミング教育における知見の発見,教諭自らがプログラミング教育を目的とした授業の改善及び洗練をすることが可能なラーニングアナリティクス環境を構築する.そのために,micro:bitを用いたブロックプログラミング環境でのプログラミング履歴を収集する環境及び,公開講座等で生徒や教諭らの位置情報を収集するためのシステムを開発する.本研究では小学生らのプログラミング行動を収集することで,小学校教諭らが広く利用可能なプログラミング教育における知見の発見,教諭自らがプログラミング教育を目的とした授業の改善及び洗練をすることが可能なラーニングアナリティクス環境を構築する.そのために,micro:bitを用いたブロックプログラミング環境でのプログラミング履歴を収集する環境及び,公開講座等で生徒や教諭らの位置情報を収集するためのシステムを開発する.
双極性障害と神経オシレーション：聴覚定常脳磁場反応を用いた右半球特異的異常の解明

現在の精神医療において、双極性障害(BD)の診断が遅れ、適切な治療が受けられない理由としてBDの生物学的基盤解明による診断方法や治療マーカーの開発の遅れが挙げられる。今回聴覚神経回路機能の指標の一つである聴覚定常反応(ASSR)の脳磁図研究を行った。両耳刺激のASSRで上側頭回領域における時間周波数解析で、健常者ではパワー値と位相同期度の増強が一貫して見られたが、BDではそれらが認められなかった。また片耳刺激による左右差の検討では、BDにおいてで右半球の安定性の持続が見られた。脳磁図は非侵襲で被験者の負担が少ない利点があり、ASSRのBDバイオマーカーとしての有用性を今後も検討する。聴覚刺激における会話音処理には25Hzの複数振幅変調が複合した時間エンベロープの統合が重要であることが知られており、聴覚定常反応(ASSR)によって被験者のピッチ処理能力を計測できる。申請者は連続クリック音両耳刺激によるASSRを双極性障害に応用し、右半球のASSRパワーと位相同期度がともに低下していること報告した。しかし両耳刺激のため両側聴覚刺激野の神経細胞が活動してしまい、その異常が両半球性であるのか右半球単独であるのかは解明できていない。本研究では両耳、片耳刺激呈示により双極性障害の右半球異常を証明する。平成26年度では精神神経疾患のない健常成人を被験者としデータを計測した。これらのデータをもとに双極性障害患者の右半球異常性の病態解明をさらに発展させることができれば、将来的に症状判断に頼る現在の臨床現場において、双極性障害の客観的なバイオマーカーとしてのASSRが応用できることを目指している。聴覚刺激における会話音処理には25 Hzの複数振幅変調が複合した時間エンベロープの統合が重要であることが知られており、聴覚定常反応(ASSR)によって被験者のピッチ処理能力を計測できる。方法は、被験者に安静座位の姿勢でイヤホンから20,30,40,80Hzの音を片耳からランダムに呈示し、306 ch-MEGを用いて脳磁場を記録した。解析は最小乗る無法によって最大活性化領域を3T-MRI画像上に重ねて被験者が活性化した領域を関心領域(ROI)として設定し、その後ROIのMEG反応に対して時間周波数解析を行いASSRパワー値と位相同期性を定量化した。統計は各周波数刺激のMEGデータについて繰り返しのある反復測定(ANOBA)を行った。両耳刺激においては特に40Hzのパワー値において健常者群では増強が時間周波数領域で明らかであったが患者群では所見が乏しかった。研究実施計画では、精神神経疾患のない健常成人を被験者の対象としてデータを集めることを計画とした。測定できた健常成人うち一部は、機器の状態不良、雑音などのため解析の対象にならなかった。解析できた少ないデータにおいては健常者では右のASSRが有意に大きいという結果が得られた。さらに被験者を集めて大きなデータに基づく解析を要する。精神神経科学今度の研究の推進方策として、引き続き被験者の登録を行い、できるだけ多くの被験者を集める。健常者及び双極性障害患者にご協力を依頼する。ある程度データが集まったところで、解析を進め検証を行う。他の研究とあわせておこなったこともあり予定よりも謝金がかからずにすんだ為翌年度の持ち越しとなった。被験者の数は引き続き集める必要があり前年度よりもさらに登録者の数を増やすことを目指し、またその為に必要な物品購入や学会参加等を行う。
細胞表面ペプチド分解酵素の卵巣機能調節における生理的意義の研究

2体外受精胚移植時に得られた黄体化顆粒膜細胞を初代培養し、培養細胞から蛋白を抽出してwestern blottingを行い、P-LAP蛋白の発現を検討した。その結果、培養黄体化顆粒膜細胞においてOTaseと考えられる分子量(MW=180kDa)の蛋白の発現を認めた。3手術により得られた月経各周期の卵巣組織にて免疫組織染色を行い、P-LAP蛋白の局在を検討した。発育卵胞、成熟卵胞壁の顆粒膜細胞、及び月経黄体にP-LAP蛋白の局在を認め、月経黄体では特に強く染色された。しかしながら、原始卵胞や閉鎖卵胞壁の顆粒膜細胞、白体にはその局在を認めなかった。4 3と同様の組織にてin situ hybridizationを行い、P-LAP mRNAの局在を検討した。その結果、P-LAP mRNAの局在も、蛋白と同様であり、卵巣にてP-LAPを産生して、その生理活性を発揮していることが裏付けられた。以上の結果、P-LAP蛋白及びmRNAが、卵巣で発現していることが初めて明らかとなった。その局在は月経周期に応じて変化していることから、P-LAPが卵巣の機能調節、特に黄体の機能調節に重要な役割を果たしていることが示唆された。今後卵巣の性ステロイド産生の調節との関連、またAP-Aについても研究を進める予定である。
東南アジアにおける貿易財の多様化と経済成長

平成18年度の研究に引き続き,19年度は国際貿易・国際投資と企業のパフォーマンスの間の関係を理論的・実証的に分析し,輸入中間財と国内財の違いが企業パフォーマンスに異なる影響を与えるかどうかをタイ,マレーシア,インドネシアの事業所別のデータを用いて検証した。主要な発見は次のようなものである。タイ,マレーシア,インドネシアの3ヵ国では外資系企業の生産性が地場企業の生産性よりも平均的に高い。またタイとマレーシアでは輸出入を同時に,あるいは単独に行っている企業のほうが,そうでない企業よりも高い労働生産性を持っている。インドネシアは2004年一時点のセンサス・データでの分析であることを考慮しても輸入と高い生産性との正の強い相関関係が認められた。3ヵ国すべてで輸入中間財の役割はきわめて重要であった。さらにタイでは貿易障壁は企業の生産性にマイナスに相関しており,貿易自由化の重要性を示唆している。マレーシアではR&D支出や情報関連技術への投資は予想通り,高い生産性と強い正の相関関係があることがわかった。タイについてはさらに総要素生産性を計測し,詳しく分析した結果,機械輸入,中間財輸入,輸入競争圧力はいずれも総要素生産性にプラスの影響を与えることがわかった。とくに輸入の中でも機械輸入は総要素生産性を押し上げる効果が高いことも明らかになった。ただし,貿易自由化の効果は外資系企業と地場企業に対して異なる可能性が示されている。貿易自由化の直接効果は外資系企業で高く,地場企業で低い。しかし,中間財輸入の総要素生産性に与える効果は地場企業でもきわめて高いことを考慮すると,貿易自由化は中間財や機械輸入を容易にし,その結果,地場企業の生産性を押し上げる可能性がある。平成18年度は既存研究のサーベイ、理論的背景を考察し,現地調査に基づき,タイ、マレーシア、インドネシアのデータの入手とデータの内容を分析した。タイの5年分の工業サーベイ(1996,1998,1999,2000,2002年)と3年分の産業連関表のデータ(1995,1998,2000年)の整理・分析を完了し,第1稿を作成した。タイのデータを用いた初期段階の分析では,国内財だけではなく輸入財を使用している企業(工場)の方が全要素生産性が統計的に有意に高い,という結果が得られた。これはこれまでの諸理論の予想と一致する。さらに輸入財のうち,特に機械輸入が重要であることも判明した。また,外資系企業は地場企業よりも統計的に高い生産性を有しているものの,その程度は投資をしている国によって差があることも明らかになった。日本や韓国,米国,ヨーロッパ諸国の外資系企業では生産性が地場企業よりも高いものの,中国系企業の生産性は地場企業と統計的に有意な差が認められなかった。他にも輸出入を同時に行う企業の生産性は輸入のみ,あるいは輸出のみの企業よりも生産性が高いことが明らかになった。この成果を2006年11月20日に北京で開かれた東アジア経済学会(EAEA)において発表した。平成18年度は同時にインドネシアとマレーシアのデータの収集・整理を行った。インドネシアの工業センサスは8年分(1997年2004年)と産業連関表(2000年)を整理した。マレーシアのデータに関してはマレーシア政府のNational Productivity Corporationにおいてマレーシア政府のtechnical expertとして現在共同研究を行っている。(713字)平成18年度の研究に引き続き,19年度は国際貿易・国際投資と企業のパフォーマンスの間の関係を理論的・実証的に分析し,輸入中間財と国内財の違いが企業パフォーマンスに異なる影響を与えるかどうかをタイ,マレーシア,インドネシアの事業所別のデータを用いて検証した。

タイ,マレーシア,インドネシアの3力国では外資系企業の生産性が地場企業の生産性よりも平均的に高い。またタイとマレーシアでは輸出入を同時に,あるいは単独に行っている企業のほうが,そうでない企業よりも高い労働生産性を持っている。インドネシアは2004年一時点のセンサス・データでの分析であることを考慮しても輸入と高い生産性との正の強い相関関係が認められた。3力国すべてで輸入中間財の役割はきわめて重要であった。さらにタイでは貿易障壁は企業の生産性にマイナスに相関しており,貿易自由化の重要性を示唆している。マレーシアではR&D支出や情報関連技術への投資は予想通り,高い生産性と強い正の相関関係があることがわかった。タイについてはさらに総要素生産性を計測し,詳しく分析した結果,機械輸入,中間財輸入,輸入競争圧力はいずれも総要素生産性にプラスの影響を与えることがわかった。とくに輸入の中でも機械輸入は総要素生産性を押し上げる効果が高いことも明らかになった。ただし,貿易自由化の効果は外資系企業と地場企業に対して異なる可能性が示されている。貿易自由化の直接効果は外資系企業で高く,地場企業で低い。しかし,中間財輸入の総要素生産性に与える効果は地場企業でもきわめて高いことを考慮すると,貿易自由化は中間財や機械輸入を容易にし,その結果,地場企業の生産性を押し上げる可能性がある。(729字)
異種相互作用の協働に基づくハイブリッド型反応制御の解明と設計

本研究では、計算研究を主体として国内外の実験研究と密に連携することによって、触媒/基質間に働く複雑な相互作用ネットワークの体系的な理解を深化させ、分子合成オンデマンドの要請に応え得る分子性触媒の先鋭化やハイブリット化を指向した合理的かつ精緻な触媒設計指針を確立することを目的としている。具体的には、(1)GRRM/AFIR法を用いて反応系に潜在する多様な遷移状態や相互作用ネットワークを網羅探索し、(2)得られた遷移状態群をクラスター分析によって分類し反応制御に関わる核心的要素を精査することで、異種相互作用の協働によるハイブリッド型反応制御を解明する。本年度は異種相互作用が潜在する反応系の1つとして、オレフィン部位でハロゲン化と官能基化を立体選択的に同時に達成する不斉ハロ環化反応やインドールアルカロイド類の立体選択的合成法として重要なPictet-Spengler反応を中心に理論的検討を行った。現在までに、上記のワークフローに従った遷移状態の網羅探索からクラスター分析による分類を経て鍵となる重要な遷移状態を特定する方法について、一定程度確立することができた。また、領域内班員との共同研究として、銅カルベン錯体とイミンの反応、位置選択的CHボリル化反応についての初期検討を行い、今後の検討指針を立てることができた。触媒/基質間に働く複雑な相互作用ネットワークが潜在する反応系として、不斉ハロ環化反応やPictet-Spengler反応を中心に理論的検討を行い、異種相互作用ネットワークによる立体制御機構を解明することに成功した。さらに、理論計算先導型の合理的触媒・反応設計の鍵となる遷移状態の網羅探索から重要な遷移状態を特定する方法について、一定の成果を得ることができた。これらの成果は実験研究へとフィードバックされ、どちらの触媒反応についても新しい触媒・反応系の開発へとつながっており、今後はさらに領域内班員との共同研究にも展開していく予定である。以上より、現在までの進捗状況として、おおむね順調に進展していると判断できる。昨年度(平成30年度)に引き続き、一定程度確立した遷移状態の網羅探索から鍵となる遷移状態を特定する方法論をより先鋭化して完全に確立していく。さらに、領域内班員との共同研究として初期検討を開始した銅カルベン錯体とイミンの反応や位置選択的CHボリル化反応について、鍵となる遷移状態を探索して高精度量子化学計算による詳細な解析を行うことで、「ルイス酸/塩基相互作用」「水素結合相互作用」「分散力相互作用」の協働効果(ハイブリッド型反応制御)を体系的に解明する。進捗に応じて実験研究と密に連携し、互いの成果・知見をフィードバックすることで、分子性触媒のさらなる先鋭化やハイブリット化に展開する。
Fusobacterium necrophorumの血栓形成能について

牛のFusobacterium necrophorum感染症はわが国では肝膿瘍の病型をとるものが多く、畜産経営上、多大の損害を与えている重要な疾病である。本菌は牛では門脈を介し肝臓にいたり病変を形成るとされているが、標的臓器血管内に於ける菌の動態は全く検討されていない。この点を解明することは菌の感染防御または予防上重要なことと考え、先ず実験動物腸間膜循環系に於ける本菌血栓形成能について検討したところ、次の結果を得た。1.モルモットの腸間膜循環系に本菌菌体並びに本菌由来赤血球凝集素を接種したところ、微細循環系に於いて血栓形成と血栓の血管閉塞による血流の停止と鬱血および血管の消失が認められ、これらの変化は時間依存性に増強された。血栓形成部を免疫蛍光法により検討したところ、本血栓が接種菌並びに本菌由来赤血球凝集素に依るものであることが明らかになった。2.F,necrophorumが動物血管内に於いて血栓を形成する機序として、本菌の血管内皮細胞表面への付着もその一原因になると予測される。そこで牛の門脈内皮細胞に対する本菌の付着性を検討したところ、本菌が37°Cに於いて容易に細胞面に付着し、また、本付着性は抗全菌血清および抗赤血球凝集素血清により容量依存性に阻止された。さらに免疫蛍光法により、本凝集素が内皮細胞表面に付着することが判明した。3.血栓形成に関係する本菌の牛血小板凝集性を先に明らかにしたので、今回その機序解明を試みた。本菌に依る血小板凝集性はトリプシン、Nアセチルムラミン酸、ラクトアルブミン水解物に依り阻害され、アスピリン、インドメサチン等に依り軽度に阻止された。以上の知見から、本菌は牛肝臓門脈末梢部で血栓を形成し、さらに定着、病変形成に進むものと思われた。
多次元医用画像誘導による内視鏡下手術支援システムの開発

術中3次元超音波画像の獲得および腹腔鏡・胸腔鏡画像との統合1.磁場歪み補正法の改良(16年度):手術ベッド上での周囲の金属製品によって計測に歪みが生じ、超音波画像と腹腔鏡画像との統合にずれが生じるため、歪み補正法を改良した。2.動物実験(16年度):ブタ肝下面に接着した腫瘍ファントムの三次元超音波を取得し、腫瘍の空間座標を磁場歪み補正の有無、光学式三次元位置センサによる直接計測の三者で比較した。また、歪み補正データを獲得後、肝臓内の血管構築をドップラー超音波で撮影し、三次元に再構成して内視鏡画像に重ね合わせた。3.胸腔鏡下手術への拡張(1719年度):胸腔鏡下手術では片肺換気により肺を虚脱させた状態で手術を行うため、術前画像をそのままナビゲーションに用いることはできない。術中計測情報に基づく高速な肺虚脱予測モデルが必要である。Chuiのアルゴリズムを応用して虚脱肺と従前画像から抽出した肺の位置あわせを行うモデルを作成し、ブタを用いた実験、臨床応用でその有用性を検討した。4.センチネルノードナビゲーションへの応用(1719年度):肝臓を対象として、CT画像をナビゲーションの元画像として利用し、術中の肝臓変形を光学式センサで検出し補正する技術を開発した。また、肝特異的造影剤SPIOを胃粘膜下に投与し、MRIによるセンチネルノードの検出が可能かどうかを臨床例で検討した。臨床例の可視化条件は基礎的検討とやや異なっており、SPIO濃度200倍希釈リゾビスト投与30分でT2強調MRIにてセンチネルノードの出が可能であることを見いだした。本手法は新しいセンチネルノードナビゲーションとしての有効性が示唆されたがさらなる臨床的検討が必要である。5.尿管走行ナビゲーション(18年度):腹腔鏡大腸切除の際の合併症である尿管損傷を回避するために術前MRI画像を用いた尿管走行ナビゲーションを開発し、臨床例に応用して有用性と精度を検証した。術中3次元超音波画像の獲得および腹腔鏡画像との統合1.磁場歪み補正法の改良本システムは磁気式3次元位置センサによって超音波プローブ先端の位置姿勢を計測している。手術ベッド上では周囲の金属製品によってその計測に歪みが生じ、超音波画像と腹腔鏡画像との統合にずれが生じるため、術中に歪み補正データの獲得を行う必要がある。今年度はこの歪み補正法を改良した。改良後の補正方法では、従来必要であった磁場発生器の光学式3次元位置センサによる計測を行わず、獲得した歪み補正データから歪みと同時に磁場発生器の位置推定を行う。磁場発生器の計測が不要になることにより、光学式3次元位置センサの視野内に遮蔽されることなく設置しなければならないという制約がなくなった。従来では設置できなかった手術ベッドの下に配置でき、他の手術器具や術者の妨げになることがない。手術ベッドを用いて歪み補正精度の従来法との比較実験を行った。64mm,17度の磁場歪みが、従来法では1.52mm,0.17度、改良法では1.50mm,0.17度に減少した。改良法は従来法とほぼ同等の歪み補正精度であることが確認できた。2.動物実験1)腫瘍ファントム実験ブタ肝下面に接着した直径7mm大の腫瘍ファントムの三次元超音波を取得し、腫瘍の空間座標を、磁場歪み補正の有無(A,B)、光学式3次元位置センサによる直接計測(C)の3者で比較した。A-

C間が8.5mm、B-C間が15.8mmとなり、補正ありのほうが直接計測(正解値)に近かった。2)血管の重ね合わせ歪み補正データを獲得後、肝臓内の血管をドップラー超音波で撮影し、3次元再構成して内視鏡画像に重ね合わせた。目視による評価では、適切に重なっていると思われた。超音波画像を獲得してから血管を抽出し、重ね合わせを行うまでに要した時間は数分程度であり、円滑に行うことができた。術中3次元超音波画像の獲得および腹腔鏡画像との統合1.胸腔鏡下手術への拡張ナビゲーションシステムの胸腔鏡下領域への拡張のため、以下の検討を行った。胸腔鏡下手術では片肺換気により肺を虚脱させた状態で手術を行うため、術前画像をそのままナビゲーションに用いることはできない。術前情報を術中利用するためには、術中計測情報に基づく高速な肺虚脱予測モデルが必要である。今年度、Chuiのアルゴリズムを応用して虚脱肺と従前画像から抽出した肺の位置あわせを行うモデルを作成し、ブタを用いた実験3回、臨床応用1例でその有用性を検討した。虚脱した肺表面座標、輪郭線を光学式センサで測定し、約30分で肺虚脱状態をシミュレートし、ナビゲーション精度10mmという結果が得られた。来年度はアルゴリズムの改良、計測手法の検討を行いさらなる高速化と精度向上を目標とする。2.センチネルノードナビゲーションへの応用術中超音波が応用できるのは主として肝臓や肺といった実質臓器に限られている。今年度、レジストレーション精度向上を目的として術中リアルタイムMRI画像をナビゲーションの元画像として利用した。MRIのボリュームデータをworkstationと接続し、気腹下など術中環境そのままの画像を用いたナビゲーションが可能であった。体表を用いた剛体レジストレーションにて10mm以下の精度が得られた。また、肝特異的造影剤SPIOを胃粘膜下に投与し、MRIによるセンチネルノードの検出が可能かどうかをブタ2例で検討した。SPIO投与後20分でT2強調MRIにてセンチネルノードの検出が可能であった。また、三次元処理したリンパ節画像を腹腔鏡画像へ重畳させるARナビゲーションシステムを構築した。精度は約5mmで、新しいセンチネルノードナビゲーションとしての有効性が示唆された。今後は臨床研究でその有用性を検討する。術中3次元超音波画像の獲得および腹腔鏡画像との統合1.胸腔鏡下手術への拡張小型肺癌に対する胸腔鏡下肺部分切除術にナビゲーションシステムを導入するため、以下の検討を行った。術前画像を術中利用するためには、術中計測情報に基づく高速な肺虚脱予測モデルが必要である。今年度、虚脱肺と従前画像から抽出した肺の位置あわせを術中に高速に行う手法を開発し、臨床応用7例でその有用性を検討した。虚脱した肺表面、輪郭にレーザーを照射し、胸腔鏡画像の画像処理にて三次元位置情報を取得する手法を新たに開発した。本手法により計測時の肺の変形の影響が少なくなる効果が確認できた。また虚脱シミュレーションモデルの高速化を行い、約20分で虚脱肺モデル構築が可能となった。
Notch-3によるヘルパーT細胞分化修飾機構の解明

CD4陽性T細胞はそのサイトカイン産生能によって1型ヘルパーT細胞(Th1)と2型ヘルパーT細胞(Th2)に分類される。生体は、このTh1とTh2のバランスを保ちつつ微生物の感染に抗しており、そのバランスを保つ因子を見出すことは非常に重要であると考えられる。我々は、本研究において、Th1を誘導する細胞表面分子として、Notch-3の役割を解析することを目標とし、研究を遂行した。まず、CD4陽性T細胞の分化におけるNotch-3の役割を検討する目的でNotch-3の細胞内領域をレトロウイルスベクターに導入した。その後、作製したレトロウイルスを5C.C7T細胞受容体トランスジェニックマウス由来のCD4陽性T細胞に導入し、Notch-3細胞内領域をT細胞内に過剰発現させることに成功した。5C.C7トランスジェニックマウス由来のCD4陽性T細胞をPCCによって低濃度で刺激をすると本来はTh2が分化する抗原濃度でもTh1が優位に分化することを見出した。また、抗インターロイキン12抗体存在下で5C.C7トランスジェニックマウス由来のCD4陽性T細胞を刺激した場合、通常はTh1はほとんど分化しないが、Notch-3をCD4陽性T細胞に過剰発現させると、対象と比較すると若干少ないがTh1が分化する事が確認された。しかしNotch-3細胞内領域をTh2クローンに導入した場合にはそのクローンがTh1に変換することはなかった。これらの結果よりNotch-3はナイーブT細胞からTh1に分化する段階に作用し、Th1の分化を助長していると考えられた。またその作用は部分的ではあるがインターロイキン12の作用を代償可能であった。現在、マウスリーシュマニア感染症モデルを用いて、Notch-3のTh1/Th2バランスに与える影響を検討中である。
アポトーシスを指標にした口腔癌発生の解明とその臨床応用に関する研究

蛋白質脱リン酸化酵素阻害剤は口腔扁平上皮癌細胞(SCC-25,SCCKN, SCCTF)、ヒト唾液腺癌細胞(HSG)及びヒト骨肉腫細胞(Saos-2,MG63)にアポトーシスを誘導する(Morimoto et al.,2000;Morimoto et al.,2001)。これらの細胞のアポトーシスに蛋白質脱リン酸化酵素が関与し、その中でもPP1δは5-7個のドット様構造物として、核小体に強力に発現する。この存在様式はNucleoli Organizer Regions(NORs)の細胞内局在と酷似する(Morimoto et al,2001)。アポトーシスをおこしていない細胞では、核小体に5-7個のドット様構造物としてNORsが検出されるが、アポトーシス細胞では、この構造物は分解されて検出されない。また、アポトーシスを起こした細胞では分子量11OkDaの蛋白の発現が減少し、逆に、分子量80kDaの蛋白が新たに出現し、その発現量は増加した(Morimoto et al.,2001)。ブレオマイシンに対し耐性を示すヒト口腔扁平上皮癌細胞(SCCTF細胞)と耐性をあまり示さないSCCKN細胞とを用い、両者の感受性の違いをアポトーシス誘導能を指標にして検討した。ブレオマイシンとその誘導体であるペプロマイシンはSCCKN細胞とSCCTF細胞にアポトーシスを誘導したが、SCCKN細胞でアポトーシスを誘導するペプロマイシの濃度はSCCTF細胞にアポトーシスを誘導する濃度よりも50倍高かった。つまりこれらの細胞の抗癌剤に対する感受性の一部はアポトーシス誘導能の差であった(Okamura et al.,2001)。我々は初期転写因子(Egr-1)がSCCKN細胞で恒常的に発現していること、オカダ酸がSCCKN細胞のEgr-1mRNAと蛋白の発現を抑制し、そのDNA結合能を低下させることを見いだした。SCCKN細胞はEgr-1を常に発現することにより、癌細胞としての性質を維持し、その動向は蛋白質脱リン酸化により制御されている(Okamura et al., submitted)。蛋白質脱リン酸化酵素1型(PP1)の細胞内局在は非常に特異的で、PP1δは細胞核に5-7個のドット様構造として、核小体に強力に発現し、その分子量は37kDaであった。この存在様式はリボゾームRNA合成の場と考えられ悪性腫瘍細胞に高度に発現し、硝酸銀により染色されるNucleolar Organizer Regions(NORs)の細胞内局在と酷似する。アポトーシスをおこしていない正常細胞では、核小体にPP1δの局在と類似するAgNORsが検出されるが、アポトーシス細胞では、この構造物は分解されて検出されない。アポトーシス細胞では分子量100kDaの蛋白の発現が減少し、逆に分子量80kDaの蛋白が新たに出現し、その発現量は増加した。この分子量100kDaの蛋白はNORsの構成蛋白ニュークレオリン、分子量80kDaの蛋白はニュークレオリンの分解産物である(Morimoto et al.,in press)。

我々はFas抗原が口腔関連各種疾患において特異的に発現し、口腔扁平上皮癌においては腫瘍組織の分化度によって著しく異なることを明らかにし、Fas抗原の発現は化学療法に対する病理的奏功率ならびに患者の予後を左右する因子のひとつである可能性を示した(Muraki et al.,2000)。さらに我々は、各種制癌剤が口腔上皮癌細胞(SCC25,SCCKN,SCCTF)にアポトーシスを誘導し、その作用機構が異なること、抗癌剤による癌細胞の薬剤耐性の一部はアポトーシス誘導能と関係すること(Okamura et al.,in press)等を明らかにしてきた。また、SCC-25細胞はFasレセプターとFasリガンドのmRNAと蛋白を発現し、その発現は抗-Fasモノクローナル抗体とオカダ酸により促進され、SCC-25細胞のアポトーシスはFas抗原を介している(Seta et al.,2000;Goto et al.,in press)。現在制癌剤及び放射線による口腔癌細胞の増殖阻害とアポトーシスの関係について検討中である。蛋白質脱リン酸化酵素阻害剤は口腔扁平上皮癌細胞(SCC-25, SCCKN, SCCTF)、ヒト唾液腺癌細胞(HSG)及びヒト骨肉腫細胞(Saos-2, MG63)にアポトーシスを誘導する(Morimoto et al., 2000;Morimoto et al., 2001)。これらの細胞のアポトーシスに蛋白質脱リン酸化酵素が関与し、その中でもPP1δは5-7個のドット様構造物として、核小体に強力に発現する。この存在様式はNucleolar Organizer Regions (NORs)の細胞内局在と酷似する(Morimoto et al., 2001)。アポトーシスをおこしていない細胞では核小体に5-7個のドット様構造物としてNORsが検出されるが、アポトーシス細胞では、この構造物は分解されて検出されない。また、アポトーシスを起こした細胞では分子量110kDaの蛋白の発現が減少し、逆に、分子量80kDaの蛋白が新たに出現し、その発現量は増加した(Morimoto et al., 2001)。ブレオマイシンに対し耐性を示すヒト口腔扁平上皮癌細胞(SCCTF細胞)と耐性をあまり示さないSCCKN細胞とを用い、両者の感受性の違いをアポトーシス誘導能を指標にして検討した。ブレオマイシンとその誘導体であるペプロマイシンはSCCKN細胞とSCCTF細胞にアポトーシスを誘導したが、SCCKN細胞でアポトーシスを誘導するペプロマイシの濃度はSCCTF細胞にアポトーシスを誘導する濃度よりも50倍高かった。つまりこれらの細胞の抗癌剤に対する感受性の一部はアポトーシス誘導能の差であった(Okamura et al., 2001)。我々は初期転写因子(Egr-1)がSCCKN細胞で恒常的に発現していること、オカダ酸がSCCKN細胞のEgr-1 mRNAと蛋白の発現を抑制し、そのDNA結合能を低下させることを見いだした。SCCKN細胞はEgr-1を常に発現することにより、癌細胞としての性質を維持し、その動向は蛋白質脱リン酸化により制御されている(Okamura et al., submitted)。
伸張性収縮を活用した効率的かつ効果的な筋力トレーニング方法の確立

本年度は、研究課題に関して以下の研究を報告した。【仕事量を等しくした伸張性および短縮性トレーニングに伴う神経系および骨格筋の適応】成人男性12名が、片脚を伸張性脚、もう一方を短縮性脚として、膝関節伸展筋群のトレーニングを10週間実施した。両条件とも、180°/秒の速度で最大努力による力発揮を行った。先にトレーニングする脚は、1セットあたり10回反復を6セット実施し、もう一方の脚は、1セットあたりの仕事量が先に行った脚のそれと同じになるまで反復を行った。トレーニング中の最大トルクに加え、筋電図による主働筋の筋活動の測定、ならびにMRIによる筋横断面積と横緩和時間(T2:浮腫を反映)の測定を、トレーニング前後(プレ・ポスト)およびトレーニング期間を通して毎週実施した。トレーニング条件(伸張性脚は伸張性条件、短縮性脚は短縮性条件)における最大トルクおよび筋活動は、両脚ともにそれぞれ1および4週目でプレよりも有意に増加し、その度合いは伸張性脚が短縮性脚よりも有意に大きかった(ポストにおけるプレからの変化:トルク+75%vs +28%、筋活動+73%vs+20%)。筋横断面積は、伸張性脚でのみ4週目以降でプレよりも有意に増加した(ポスト:+4%)。T2値は、両脚ともにトレーニング期間およびポストにかけてプレからの有意な変化はなかった。重回帰分析の結果、トレーニング期間およびポストにかけてのトルクの変化は筋活動の変化で大部分が説明され(伸張性脚:53-80%、短縮性脚:30-56%)、筋横断面積の変化の貢献度は両脚で小さかった(13-18%)。これらの結果から、たとえ仕事量を等しくしたとしても、伸張性トレーニングは短縮性トレーニングよりも大きな神経系および骨格筋の変化をもたらすこと、また、トレーニング初期における筋力の変化の大部分は神経系の変化に起因することが明らかとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、低い代謝的負担度で(効率的に)十分な筋力増強効果のある(効果的な)トレーニング方法を確立すること、また、その特徴を解明することを目指している。これまでの過程において、まず、膝関節伸展筋群の伸張性運動が主体となる「下り坂歩行」という運動様式を用いて、そのトレーニング効果について検討を行った。特に、「高強度(高負荷or長時間)の伸張性運動に伴う急性の筋損傷はトレーニングによる筋力増強効果を高めうるか?」という点に着目した。健常な成人男性を漸増群(16名)および一定群(14名)に分けた。漸増群および一定群は、トレッドミルを用いて下り坂歩行(担荷重量:体重の10%、傾斜:28%、速度:5km/h)を週1回4週間行った。トレーニングの総運動時間は両群ともに160分とし、トレーニング1回の運動時間を漸増群では1回目から4回目にかけて10、30、50、70分と漸増させ、一定群では全て40分とした。トレーニング期間を通して筋損傷の指標を、また、トレーニング期間の前後に伸張性、等尺性、および短縮性の膝伸展筋力を測定した。その結果、筋損傷指標は、一定群では1回目の運動後に著しく増加したが、漸増群ではトレーニング期間を通して大きな変化は生じなかった。トレーニング後、全ての角速度において両群で同程度の筋力増加が得られ、その増加率は伸張性筋力が他の2つよりも有意に大きかった。この結果から、1)運動時間を漸増する下り坂歩行トレーニングにより、著しい筋損傷を伴わずに膝伸展筋力、特に伸張性の出力を高めることができること、および2)筋損傷を経験するか否かはトレーニングに伴う筋力増強効果に大きな影響を与えないことが示唆された。当初の予定通り進展していることに加え、その研究成果の一部はすでに複数の国際学術誌に掲載されているため。本研究課題は、筋が伸ばされながらブレーキをかけるように力発揮する伸張性収縮に着目し、そのトレーニング効果や特徴を明らかにすることを目的としている。平成28年度は、下肢筋群の伸張性運動の代表例である「下り坂走」によるトレーニングが、下肢筋力や有酸素性作業能力などの様々な運動パフォーマンスに及ぼす効果について、平地走トレーニングのそれとの比較から検証した。若年男性が、乳酸閾値相当の心拍数で、下り坂(傾斜-10%)または平地走トレーニングを1回20分、週3回、5週間実施した。介入前後に、膝関節伸展トルク、脚伸展パワー、垂直跳び跳躍高、直線・方向転換走タイム、有酸素性能力を測定した。その結果、下り坂走トレーニングは膝関節伸展筋力・方向転換走能力を高めるものの、平地走トレーニングで観察されるような有酸素性能力の改善は生じさせないことが示唆された。また、大腿四頭筋の伸張性運動で生じる筋損傷の好発部位とその課題依存性を検証した。成人男性が下降局面のみのニーエクステンション、スクワット、あるいは下り坂歩行のいずれかを行った。課題実施前および24、48、72時間後に、大腿部のT2強調MR画像を取得し、大腿四頭筋4筋それぞれの近位、中間位、遠位におけるT2値を算出した。加えて、大腿前部の押下時筋痛(9部位)および等尺性膝関節伸展筋力を測定した。