hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
濃縮幹細胞と機能性microRNAのデリバリーによる唾液腺再生促進システムの開発

本研究では、骨髄由来の血管内皮前駆細胞群(CD34陽性細胞群)と導管部幹細胞の増殖や腺房細胞分化に関わるmiRNAを生体内にデリバリーすることで、放射線性萎縮唾液腺に対する効果的な細胞治療法を開発することを企図した。実験は、まずCD34陽性細胞群のマウス唾液腺萎縮モデルへの投与効果の検討から開始したが、投与群において移植後4, 8, 12週のいずれの時期においても唾液分泌量の回復を認め、組織学的に血管新生の亢進と導管部幹細胞の活性化が認められた。現在、唾液腺上皮細胞の増殖分化に関わるmiRNAの併用投与の効果について、検討を行っているところである。本年度は、まず骨髄由来細胞(BMDC)に含まれる血管内皮前駆細胞群(EPCs)と間葉系幹細胞群(MSCs)について、これらの幹細胞濃縮液を尾静脈へ直接投与することで、効果発現のメカニズムを解析し、投与効果の高い細胞群の候補を決定することから開始した。実験は、まず放射線性の萎縮唾液腺モデルをC57BL/6マウスの顎下腺領域を含んだ頭頸部に18Gyのgamma-rayを照射することで作出し、照射直後のマウス尾静脈に各細胞群を投与することで行った。又、濃縮幹細胞群は、比重遠心法により分離した単核球細胞からFACSにて抽出したCD34陽性細胞群をEPCsとして使用し、さらに、BMDCから接着培養にて増幅させた細胞群をMSCsとして投与に使用した。その結果、BMDCsを投与した群と比較して、濃縮幹細胞群(EPCs、もしくはMSCs)を投与した群にて唾液分泌量の回復の程度が高い傾向にあった。しかしながら、その回復の程度に有意な差は認められなかった。そのため、現在、それぞれの細胞群の投与効果発現のメカニズムを解析すると同時に、MSCsとEPCsについて、FACSや培養を用いてさらに均一な幹細胞集団を抽出することで、唾液分泌の回復効果の高い細胞集団の同定を行っているところである。又、唾液腺上皮細胞の培養を開始しており、導管部細胞の増殖や腺房細胞分化の時点で発現するmiRNAの発現プロファイルを解析していく予定である。本年度は、前年度に引き続きマウス骨髄から濃縮したMSCsとEPCs投与による萎縮唾液線の組織再生効果について検討を行った。前年度は両細胞群の尾静脈投与による一定の再生効果を認めたものの、両細胞群間にて明らかな投与効果の差異は認められなかった。そのため、本年度はまず唾液腺への局所投与を行うことで、両細胞群の投与効果や効果発現メカニズムの違いについて検討を加えることとした。その結果、放射線照射初期における抗炎症効果については大きな違いを認めなかったものの、照射後13週以後の唾液分泌量の回復の程度については、EPCを投与した場合に長期にわたり高い分泌量が維持されることが分かった。さらに、局所投与をおこなった顎下腺重量や萎縮組織における腺房細胞の占める面積の増加についても、EPCを投与した場合に照射後長期にわたり維持されていた。そのため、唾液腺上皮細胞の培養において、EPCとの共培養により発現が大きく変動するmiRNAの発現プロファイルの解析を開始し、現在変動の大きいmiRNA投与の併用効果について、順次検討を開始しているところである。口腔外科学・再生医学当初の実験計画の通りに概ね実験が進行しているため。候補となるmiRNAを抽出は、より詳細に多方面から機能を評価した上で行っていく。年度末に予定していた移植実験が、培養細胞の調整の都合により延期となったため、移植に関わる動物の購入も延期したため。移植用の実験動物の購入を予定している。
植物細胞質膜と液胞膜の水チャネルの分子特性と細胞機能の解析

水チャネルは1990年代になって発見された膜輸送分子で、浸透圧に応答した水の膜透過を促進するチャネル分子である。動物、植物に共通して存在する。本研究ではダイコンを主研究材料として、細胞膜と液胞膜の水チャネルについて、多数の分子種の一次構造の特徴および細胞機能を解明することを研究課題とした。具体的には次の成果を得た。(1)ダイコンから液胞膜型(γ-,δ-VM23)、細胞膜型(PAQl,1b,1C,2,2b,2c)の水チャネルcDNAを得た。細胞膜型は液胞膜型よりもN端側が20-30残基長く、一次構造上の相同性は低い(identity,40%)。(2)いずれの水チャネルもダイコン実生の胚軸、生長中の根・葉などでmRNAが多く蓄積しており、細胞の生長時に活発に合成されていた。これ以外の組織においては、各分子種は独自の発現パターンを示し、個別に発現が調節されているものと推定された。(3)特に液胞膜水チャネルは量が多く、最も多い場合液胞膜タンパク質の40%を占める。その60%以上はγ-VM23であること、さらにダイコンの細胞膜では約10%に達することが明らかになった。本研究では、水チャネルの細胞膜、液胞膜への局在化機構を解明することを目的に、green fluorescent protein(GFP)と水チャネル分子の融合タンパク質をタバコ培養細胞BY-2で発現させることを試みた。いずれの水チャネル分子も目的の膜に局在することを確認できた。本研究により、水チャネル分子を通して植物の成長、組織分化、水生理現象を、今後さらに解明していくための基礎的知見と実験系が整った。研究の目的は、植物の液胞膜、細胞質膜に存在する複数種の水チャネルの分子構造の特徴を明らかにし、各分子種の遺伝子発現とタンパク質量が、細胞、生育段階、水ストレスへの応答において特異性があるか否かを明らかし、植物における水チャネルの役割を明確にする点にある。本年度は、次の成果を得ることができた。(1)ダイコン細胞膜水チャネルとしてPAQ(plasma membrane aquaporin)1に加えて、PAQ2のクローンを得た。両者はアミノ酸レベルで67%一致し、液胞膜水チャネルVM23とは相同性は40%以下であった。したがって水チャネルは液胞型と細胞膜型は進化のかなり早い段階で2つに分岐し、多様化したものと推定される。また構造・機能協関においる厳密度は小さいといえる。(2)ダイコンの生長成熟段階をおって、細胞膜(PAWQl,2)と液胞膜(γ-,δ-VM23)のmRNAを定量したところ、実生の根、胚軸、植物体の葉柄と主葉脈で多いことが明らかになった。すなわち実生の胚軸のように細胞伸長の盛んな部分、葉脈のように維管束の発達した部位での遺伝子発現量が多いと言える。なお、細胞レベルでの特異性を確認する必要がある。(3)実生での光の影響をみると、胚軸は光照射で伸長が抑制されるが、この時いずれの水チャネル遺伝子の発現も低下した。すなわち、水チャネルが、細胞膜と液胞膜の発達をともなう細胞伸長に密接に関連して発現調節されていると考えられる。

(1)ダイコンから液胞膜型(γ-,δ-VM23)、細胞膜型(PAQ1,1b,1c,2,2b,2c)の水チャネルcDNAを得た。細胞膜型は液胞膜型よりもN端側が20-30残基長く、一次構造上の相同性は低い(identity,40%)。(2)いずれの水チャネルもダイコン実生の胚軸、生長中の根・葉などでmRNAが多く蓄積しており、細胞の生長時に活発に合成されていた。これ以外の組織においては、各分子種は独自の発現パターンを示し、個別に発現が調節されているものと推定された。(3)特に液胞膜水チャネルは量が多く、最も多い場合液胞膜タンパク質の40%を占める。その60%以上はγ-VM23であること、さらにダイコンの細胞膜では約10%に達することが明らかになった。本研究では、水チャネルの細胞膜、液胞膜への局在化機構を解明することを目的に、green fluorescent protein(GFP)と水チャネル分子の融合タンパク質をタバコ培養細胞BY-2で発現させることを試みた。いずれの水チャネル分子も目的の膜に局在することを確認できた。本研究により、水チャネル分子を通して植物の成長、組織分化、水生理現象を、今後さらに解明していくための基礎的知見と実験系が整った。
オボアルブミン経口感作マウスにおける腸管のアナフィラキシ-反応とサイトカイン発現

平成8年度までに、PCAで平均640倍のOVA(オボアルブミン)特異的IgE抗体の上昇を誘導したOVA腹腔感作Balb/cマウスにOVAまたはコントロールとしてPBSを経口投与させた系において以下の結果を得ている。平成9年度は好酸球遊走能のあるIL-5、RANTES、eotaxinの腸管局所におけるmRNA発現、好酸球遊走に関与のあるとされるICAM-1、VCAM-1の腸管におけるmRNA発現をRT-PCRで検討した。OVA経口投与前、3時間後、6時間後、12時間後、24時間後にduodenumを生検後、RNAを抽出しRT-PCRを行った。IL-5は3時間後をピークとする抗原特異的なmRNA発現を認めた。RANTESは全経過中発現がみられたが、抗原特異的ではなかった。eotaxinは皮膚の遅発型反応の系では発現みられたが、この腸管の系では全経過中、発現はみられなかった。ICAM-1、VCAM-1はOVA経口投与6時間後に発現がみられた。以上の結果より、この系においてはIL-5が好酸球浸潤において重要な働きをしていることが考えられた。Balb/cマスにオボアルブミン(OVA)とalumを腹腔に感作し、passive cutaneous anaphylaxis(PCA)で平均640倍のOVA特異的lgE抗体の上昇を確認した。alumのみの感作マウスではOVA特異的lgE抗体の産生は認められなかった。同感作マウスにgastric tubeにてOVAまたはコントールとしてPBSを経口投与し、duodenumを3、6、12、24時間後生検して腸管の反応をみた。OVA+alum感作、OVA経口投与群のみに6時間をピークとする腸管の絨毛に著明な浮腫と好酸球浸潤を認めた。インターロイキン-5(IL-5)のin situ hybrioizaiton(ISH)においても6時間をピークとするIL-5mRNA陽性細胞がlaminapropriaにみられた。また、この好酸球浸潤はOVA経口チャレンジ30分前に抗IL-4モノクロナール抗体を腹腔に投与することによって有意に抑制された。さらに同感作マウスのspleencellをin vitroでOVAで刺激したところ、IL-5mRNAの発現が見られることをrever se tr anscription polymer ase reaction(RT-PCR)で、上清にIL-5の遊離がみられることはELISAで確認した。同感作マウスのspontaneocus、alumのみの感作のOVA刺激、spontaneousのIL-5産生は有意に低かった。以上の結果より、OVA腹腔感作マウスにおいてOVAの経口投与で腸管のアナフィラキシ-反応と好酸球浸潤が誘導できること、その好酸球浸潤は少なくとも一部はIL-5依存性であることが、示唆された。OVAの経口感作も試みているが、現在までにOVA特異的lgE抗体産生の誘導がうまく行かず、adjuvantのcholera toxinのlot、マウスのstrain、週歳を変えて再検討する予定である。平成8年度までに、PCAで平均640倍のOVA(オボアルブミン)特異的lgE抗体の上昇を誘導したOVA腹腔感作Balb/cマウスにOVAまたはコントロールとしてPBSを経口投与させた系において以下の結果を得ている。1.OVA抗原特異的に6時間をピークとする腸管の好酸球浸潤がみられた。2.好酸球浸潤はOVA経口チャレンジ30分前に抗IL-5モノクロナール抗体を腹腔に投与することによって有意に抑制された。3.in situ hybridizaiton(ISH)により、lamina propriaにIL-5 mRNA陽性細胞がみられた。IL-5は3時間後をピークとする抗原

特異的なmRNA発現を認めた。RANTESは全経過中発現がみられたが、抗原特異的ではなかった。eotaxinは皮膚の遅発型反応の系では発現がみられたが、この腸管の系では全経過中、発現はみられなかった。ICAM-1、VCAM-1はOVA経口投与6時間後に発現がみられた。以上の結果より、この系においてはIL-5が好酸球浸潤において重要な働きをしていることが考えられた。
神経栄養因子欠乏による神経細胞死の機序

(1)SCG及びPC12細胞の細胞死、変性における情報伝達機構の機序ラット新生児上頸神経節神経節細胞を1週間NGF存在化で培養した後、培地中にNGF抗体を加え、NGFを除去すると、細胞死が起こる。死細胞の割合は、培地中に出てくるアデニル酸リン酸化酵素の活性から定量化した。この細胞死は細胞内カルシウムの上昇の他、cAMPの上昇によっても阻止された。即ち、細胞死はカフェイン等のメチルキサンチンによって阻止されたが、それはこの薬物による細胞内カルシウムの一過性の上昇によるのではなく、cAMPフォスフォジエステラ-ゼ阻害剤としての作用によっていた。これは同時に持続的な細胞内カルシウムの上昇が必要とするカルシウムセットポイント仮説を支持するものと考えた。シクロヘキシミド(CHX)により蛋白合成を抑えると細胞死は阻止されることが知られているが、CHX投与による実験から細胞死への最終的なコミットメントはNGFを除いて15時間後に起こった。カルシウムやcAMPはこのCHX感受性部位より下流の部位に作用することで細胞死を阻止することが判った。又PC12細胞をモデルとして使うことにより、神経突起の変性の機構を細胞体の変性とは別に追求することが可能になり、特にプロテア-ゼ阻害剤の効果を中心に調べた。又、NGF除去によりcーfos等のprotooncogeneの初期の遺伝子の発現を促進するかNorthern Blotにより調べた結果、発現を促進することが判った。その他、Cキナ-ゼ系の関与、リソゾ-ム系の関与はなかった。(2)小脳granule神経細胞のin vitroでの細胞死小脳granule細胞を7日目のラット小脳から調製した。この時点で細胞はまだ増殖している為、90%pureなgranule細胞を得られる利点がある。栄養因子説によれば、postmitoticな神経細胞はそのtarget細胞から栄養因子の補給をうけないと細胞死が起こる。実際、小脳granule細胞は培養6日目には全て死に、この細胞死は脱分極によって阻止される。この脱分極は細胞内カルシウムの上昇と相関していた。この細胞死はシクロヘキシミド又はコルジセピンにより蛋白RNA合成を抑えると細胞死は阻止されることから、交感神経節細胞の細胞死と共通の特徴を持つ。この系を中枢神経細胞の細胞死のモデルとして更にその機構に関する研究を続ける予定である。
平安朝物語の女房の研究―『源氏物語』を中心に―

本研究は、『源氏物語』を中心とする平安朝物語の女房の特徴について、検討を行うものである。女房とは、平安時代、貴人に仕え、様々な仕事を担う女性たちのことを指す。本研究では、歴史的実態や、先行文学の発想との関わりから、女房の特徴を分析する。作中女房に注目することで、物語の虚構性や、文学史上の位相を再評価することを目指す。本年度は、『源氏物語』宮の君の女房出仕や、『うつほ物語』俊蔭女の尚侍就任、『源氏物語』玉鬘の女房集め、朧月夜の尚侍就任について検討した。尚侍(ないしのかみ)は、女官のなかでも最上位の存在を指す。宮の君の女房出仕については、従来、物語成立期の実態が反映したものと捉えられてきた。一方、本研究では、平安朝物語の女房の描写を調査し、高貴な女君の出仕は、一種の物語展開の類型でもあることを指摘した。宮の君の出仕は、物語成立期の史実と接点を持ちながらも、先行物語の型を踏襲したものであることが明らかになった。俊蔭女の尚侍就任は、その過程に先行する説話・漢詩文・物語の引用がみられる。先行研究では、とくに王昭君説話の引用について、『源氏物語』の引用方法より劣ったものと捉えられてきた。しかし、本研究では、重層的な引用が、帝の寵愛の重さを具現し、朧月夜が女官でありながら、他后妃に優る存在になることを必然化していることを指摘した。玉鬘の女房集めについては、歴史的実態や平安朝物語の女房集めとの比較を独自に行った。それにより、女房によって行われている玉鬘の女房集めは、頼りがたい女房を女君の身辺に招き入れ、のちの鬚黒闖入の布石になっていることを明らかにした。朧月夜の尚侍就任は、物語成立期の尚侍の実態に重なるものと捉えられてきた。しかし、俊蔭女との共通性から、先行物語の尚侍像の型を一面で踏襲したものとも考えられる。朧月夜の尚侍像は、光源氏の須磨流離や、女君の心情変化を導いていることを指摘した。本年度は、当初の研究計画におおむね沿う形で、『源氏物語』や『うつほ物語』の女房や女官について、検討を行うことができた。具体的には、『源氏物語』の宮の君の女房出仕、玉鬘の女房集め、朧月夜の尚侍就任のほか、『うつほ物語』の尚侍就任について、史実や先行文学との関わりから、分析を加えた。『源氏物語』宮の君の女房出仕や、朧月夜の尚侍就任については、従来物語成立期の実態が反映したものと捉えられてきが、先行物語の型を踏まえたものであることを指摘した。物語は、歴史的実態と一面で接点を持ちながらも、既存の型によりながら、物語展開を実現させているといえる。また、玉鬘の女房集めの検討では、先行物語の型から逸脱した発想が試みられていることを指摘した。平安時代の歴史的実態において、女性の女房集めは、その親が担うものであると考えられる。一方、物語では、男君によって女君の女房が集められる事例がしばしばみられ、一種の物語展開の類型が存在していたと考えられる。それに対し、玉鬘の女房集めでは、光源氏による関与の跡がみられず、女房によって女房が集められている。玉鬘の女房による女房集めは、のちの鬚黒闖入の布石となってゆく。物語は、既存の型から外れることで、女君の人生の転変を導いたといえる。なお、『うつほ物語』俊蔭女の尚侍就任の検討では、物語が先行する説話や漢詩分、物語を重層的に引用させることで、女君の尚侍像を実現させていることを指摘した。以上のように、今年度の研究では、歴史的実態や先行文学との関係を視野に収めながら、女房の描写に分析を加えることで、『源氏物語』や『うつほ物語』の作品形成の方法や、文学史上の位相の一端を明らかすることができた。当初の研究計画は、おおむね遂行できていると考えられる。本年度に引き続き、今後も、平安朝物語の女房の特徴について検討を進める。歴史的実態や、先行文学との発想に目を配りながら、とくに『源氏物語』や『うつほ物語』の女房について考察する。具体的な対象としては、『源氏物語』の朧月夜の女官出仕、桐壺朝まで三代に仕えた典侍、女三宮に仕える女房のほか、『うつほ物語』俊蔭女の輦車の宣旨などを予定している。『源氏物語』の朧月夜は、尚侍に就任する以前、御匣殿として出仕している。また、光源氏との縁談の可能性が生じながらも、姉弘徽殿大后の意向によって、女官としての出仕が継続させられる。先行研究では、この弘徽殿大后の判断について、解釈が分かれている。本研究では、女官出仕の歴史的実態を調査することで、弘徽殿大后の政治的意図について再検討することを予定している。『源氏物語』桐壺巻には、桐壺帝の治世に至るまで、三代の天皇に仕えたとされる典侍が登場する。この典侍は、光源氏に藤壺を紹介し、恋のきっかけを作る重要な人物である。しかし、典侍の経歴については、歴史的実態や先行物語の典侍像との関連が調査されていない。典侍の検討を通して、光源氏と藤壺の恋を始発させる物語の方法について再考する。『源氏物語』女

三宮は、若菜上巻にて光源氏と結婚する。これ以後、物語は、光源氏が女三宮の女房を監督しているか否か、という問題を、のちの鈴虫巻に至るまで、追及している。しかし、歴史的実態からすれば、妻の女房の世話を担うのは、妻方の親であるはずである。先行物語の女房の描写なども視野に入れながら、歴史的な慣習からは逸脱した描写の意義を考察する。『うつほ物語』俊蔭女は、尚侍就任後、楼の上巻にて秘琴の伝授を完遂するが、その際、弾琴の功によって、輦車の宣旨が下されている。この場面に関して、歴史的実態との関係が問題になる。後代の物語に、輦車の宣旨が下される尚侍が存在することとの関連も検討したい。本研究は、『源氏物語』を中心とする平安朝物語の女房の特徴について、検討を行うものである。女房とは、平安時代、貴人に仕え、様々な仕事を担う女性たちのことを指す。本研究では、歴史的実態や、先行文学の発想との関わりから、女房の特徴を分析する。作中女房に注目することで、物語の虚構性や、文学史上の位相を再評価することを目指す。本年度は、『源氏物語』宮の君の女房出仕や、『うつほ物語』俊蔭女の尚侍就任、『源氏物語』玉鬘の女房集め、朧月夜の尚侍就任について検討した。尚侍(ないしのかみ)は、女官のなかでも最上位の存在を指す。宮の君の女房出仕については、従来、物語成立期の実態が反映したものと捉えられてきた。一方、本研究では、平安朝物語の女房の描写を調査し、高貴な女君の出仕は、一種の物語展開の類型でもあることを指摘した。宮の君の出仕は、物語成立期の史実と接点を持ちながらも、先行物語の型を踏襲したものであることが明らかになった。俊蔭女の尚侍就任は、その過程に先行する説話・漢詩文・物語の引用がみられる。先行研究では、とくに王昭君説話の引用について、『源氏物語』の引用方法より劣ったものと捉えられてきた。しかし、本研究では、重層的な引用が、帝の寵愛の重さを具現し、朧月夜が女官でありながら、他后妃に優る存在になることを必然化していることを指摘した。玉鬘の女房集めについては、歴史的実態や平安朝物語の女房集めとの比較を独自に行った。それにより、女房によって行われている玉鬘の女房集めは、頼りがたい女房を女君の身辺に招き入れ、のちの鬚黒闖入の布石になっていることを明らかにした。朧月夜の尚侍就任は、物語成立期の尚侍の実態に重なるものと捉えられてきた。しかし、俊蔭女との共通性から、先行物語の尚侍像の型を一面で踏襲したものとも考えられる。朧月夜の尚侍像は、光源氏の須磨流離や、女君の心情変化を導いていることを指摘した。本年度は、当初の研究計画におおむね沿う形で、『源氏物語』や『うつほ物語』の女房や女官について、検討を行うことができた。具体的には、『源氏物語』の宮の君の女房出仕、玉鬘の女房集め、朧月夜の尚侍就任のほか、『うつほ物語』の尚侍就任について、史実や先行文学との関わりから、分析を加えた。『源氏物語』宮の君の女房出仕や、朧月夜の尚侍就任については、従来物語成立期の実態が反映したものと捉えられてきが、先行物語の型を踏まえたものであることを指摘した。物語は、歴史的実態と一面で接点を持ちながらも、既存の型によりながら、物語展開を実現させているといえる。また、玉鬘の女房集めの検討では、先行物語の型から逸脱した発想が試みられていることを指摘した。平安時代の歴史的実態において、女性の女房集めは、その親が担うものであると考えられる。一方、物語では、男君によって女君の女房が集められる事例がしばしばみられ、一種の物語展開の類型が存在していたと考えられる。それに対し、玉鬘の女房集めでは、光源氏による関与の跡がみられず、女房によって女房が集められている。
低成長期における地方都市再生に向けた韓国の都市構造に関する研究

本研究の目的は,低成長期における韓国の地方都市の変容を特に商業機能に着目して現地調査を実施するとともに,土地利用の分析を通じてその都市構造を解明し,地方都市再生に向けた都市構造モデルを開発することにある。2018年度は全羅北道全州市,光州広域市および全羅南道潭陽郡昌平面における現地調査および地域活性化へ向けた取り組みに関する聞き取り調査を実施した。加えて,2016年度に実施した忠清南道公州市および扶余郡の市街地における土地利用の変化を明らかにするために,2年前と同範囲かつ同様の調査手法で土地利用調査を実施しデータベースを作成した。全羅北道全州市の調査では,韓屋マウルおよびスローシティ指定による地域活性化の事例を調査するとともに,全州南部市場における青年モールの活動実態を観察した。光州広域市の調査では,市街地中央部を流れる光州川の景観変化と住民による地域活性化の取り組みから,近年の河川環境の創造が住民意識や地域活性化にもたらす影響について調査した。潭陽郡昌平面においては,当地がスローシティとして指定されている状況を4度にわたり現地調査し,そこでの地域活性化への取り組みを検証した。2017年度に慶尚南道梁山市で実施した新旧市街地における土地利用調査の結果について,「韓国地方都市の中心商業地における店舗構成の変化」としてまとめ,都市地理学会の学術雑誌「都市地理学」第14巻に受理され掲載される予定である。日韓における地方都市の都市構造と地域活性化について,2018年7月に愛媛大学において仁川大学校日語日文学科及び日本文化研究所と共同で研究会を実施するとともに,日本の地方都市に関する実地調査を実施して両国における地方都市の課題を議論した。同大との研究交流は今後とも継続する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は韓国内における地方都市の位置づけと研究対象都市の選定,対象とした都市圏の全体像を明らかにするような広域スケールでの分析を実施した。平成27年5月,7月に中部大学においてメンバー全員で研究会を実施し,研究内容のすりあわせと対象都市の選定および調査方法を検討した。研究会での成果をもとに,7月に釜山市およびその周辺都市である金海市,昌原市,梁山市を対象として,事前調査を行った。事前調査の成果をもとに,9月の日本地理学会秋季学術大会でミーティングを実施するとともに,12月に韓国側の調査協力者である仁川大学校の李虎相講師ともミーティングを行い,現地調査でのアドバイスを得た。ミーティングでの結果,平成28年3月に本調査を実施することとし,1月に中部大学において調査日程,調査対象地域,調査方法・データに関する研究会を実施した。研究会での検討の結果,調査対象地域を慶尚南道梁山市の新市街地と旧市街地と設定し,調査項目,ベースマップ,調査範囲の詳細について決定した。3月に上記対象地域において土地利用調査を実施し,土地区画ごとの詳細な土地利用データを収集した。収集したデータは,いずれも位置情報を有した土地利用形態,店舗名,ファサード写真,各区画の境界線である。これらを統合して,対象地域の土地利用データベースを作成した。以上の結果について,3月に早稲田大学で開催された日本地理学会春季学術大会において,「土地利用からみた韓国地方都市における中心商業地の構造ー釜山大都市圏の梁山市を事例としてー」(メンバー連名)としてポスター発表を行った。平成27年度は3回の研究会(平成27年5月,7月,平成28年1月)と2回のミーティング(平成27年9月,12月)を実施し,研究目的に合致する対象地域と調査方法の選定を行った。具体的に調査対象地域を選定するために,7月に現地調査を行い,韓国の地方都市の特徴と本研究の調査ポイントについて議論することができた。これらの議論と予備調査の結果から,韓国慶尚南道梁山市を調査対象地域として設定し,中心市街地の土地利用調査を実施した。調査に先立って,韓国の地方都市の特徴を表すことができること,将来土地利用変化を比較できること,日本の地方都市の現状と比較できることを念頭に置いて,調査方法・データに関する準備を実施した。3月の本調査では,土地区画ごとの詳細な土地利用データを収集した。これらの成果について,3月に早稲田大学で開催された日本地理学会春季学術大会においてポスター発表を実施し,韓国地方都市の特徴について,議論することができた。調査体制について,仁川大学校の李虎相講師と中山大学の全志英研究員の協力を得ることができ,次年度以降の調査体制を確立することができた。ただし,平成27年度は春にMERSコロナウイルスによる感染症が発生したため,現地調査をする回数を減らさざるを得なかった。また,メンバーの一人が半年産休に入ったこともあり,複数の都市での調査を平成28年度に持ち越すことになった。

平成28年度は平成27年度に慶尚南道梁山市の新旧中心市街地で実施した土地利用調査のデータベース化と,他地域の中心市街地を選定して,聞き取り調査や土地利用調査を実施した。梁山市の土地利用調査のデータベース化においては,土地利用区画ごとの記録を表データにまとめ,地表部分および建物ごとの属性表として調査結果を整理しなおし,各行に固有の区画コードおよび建物コードを付す作業を行った。同時に,調査地域における地表部分の土地利用の区画および建物の敷地について,それぞれポリゴンタイプのGISデータを作成し,属性表と同じコードを付してテーブル結合できるようにした。以上の結果について,「韓国梁山市における新旧街地の土利用比較」と題して,GIS学会大会にて口頭発表した。平成28年度の現地調査について,公州大学校の鄭還永教授のアドバイスの下,忠清南道公州市と扶余郡の都市活性化の動向に関する聞き取り調査を,両都市の行政担当者,商業活性化団体,現地事業者等に対して行った。公州市では済民川の改修に伴い,衰退していた地区のハード面での環境整備が進むとともに,カフェやゲストハウスと行った新しい観光客を惹きつける動きが確認された。扶余郡では,郊外地区に大型アウトレットモールができるなど,中心市街地を取り巻く環境は厳しいものがあり,いくつかの活性化への取り組みに進捗がみられない。しかし,中心市街地が世界遺産に認定されるなどの追い風もあり,新たな活性化への取り組みは依然として活発な状況にある。本研究では,両都市中心市街地の土地利用調査を実施して,それをデータベース化する作業を実施している。平成28年度は,平成27年度に実施した慶尚南道梁山市での土地利用調査をデータベース化した。この作業では,同市の新旧中心市街地の土地利用について,土地利用や業種構成に着目して,旧市街地と新市街地の地域特性を比較分析すること目的とした。分析結果から新市街地では,肉料理屋や居酒屋,および若者向けの衣料品店や娯楽施設,カフェが多い一方,旧市街地では,伝統的な食品店や衣料品店が卓越することなどが明らかになった。調査地域における地表部分の土地利用の区画および建物の敷地について,それぞれポリゴンタイプのGISデータを作成した。上記の調査に加えて,平成28年度は他の地域および他のタイプの地方都市を調査することを目的として,忠清南道公州市と扶余郡に対する現地調査を7月と8月に実施した。両都市とも公州大学校の鄭還永教授の指導の下,扶余郡の副郡守と商業活性事業団への聞き取り調査を実施することができた。これらの聞き取り調査から,当該地域の地域特性と活性化への取り組みや課題等を把握した。公州市でも同様に,行政担当者への聞き取り調査を実施し,特に旧市街地において衰退していた済民川周辺の活性化が進行していることが明らかとなった。これは河川とその周辺の改修というハード整備事業の他に,古民家再生を通じて賑わいを見せるカフェの存在が明らかとなった。こうした成功事例に続いて,周辺地域では同類の業種やゲストハウスの新設が顕著である。1月と2月の現地調査においては,これらの結果を明示するために両都市における土地利用調査を実施した。
コア-シェル-コロナ型高分子ミセルを鋳型とする中空無機微粒子の合成とその応用

ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)(略称:PS-b-PVP-b-PEO)をジメチルフォルムアミドに溶かした後、水に対して透析し、PSをコア、PVPをシェル、PEOをコロナとする高分子ミセルを得た。高分子ミセル形成の確認は動的光散乱法及び原子間力顕微鏡測定によって行った。その結果、直径約95nmのミセルの形成が確認された。前記の高分子ミセルを鋳型として中空シリカ微粒子の合成を行った。前記の高分子ミセル溶液に、シリカの前駆体であるテトラメトキシシラン(TMOS)を加え、2日間撹拌してゾル-ゲル法によりシリカ層を形成させた。次に、500°Cで4時間焼成して鋳型の高分子ミセルを取り除き、シリカの中空微粒子を得た。得られた中空シリカ微粒子を透過型電子顕微鏡測定で測定したところ、粒径は30nm、空洞径は11nm、シリカ層の厚さは10nmであった。この成果はJ.Am.Chem.Soc.誌に掲載された。さらに、高分子の鎖長やシリカ前駆体の濃度を変化させることにより、中空シリカ微粒子の空洞サイズやシリカ層の厚さを制御することを試みた。そのため、PSブロック鎖長の異なる三種類のPS-b-PVP-b-PEOを用い、そのミセルを鋳型として中空シリカ微粒子を合成した。そめ結果、数ナノメートルのオーダーで中空サイズを制御することができた。さらに、前駆体TMOSの濃度を変化させることにより、シリカ層の厚さも数ナノメートルのオーダーで制御することができた。この成果は国際的に評価の高い学術雑誌に投稿すべく、準備中である。本申請研究で開発された中空無機微粒子の合成法は、シリカ以外の無機材料にも適用できることを既に確認している。一般性の高い方法を確立するために、研究を継続中である。ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)のようなABC型(非対称型)トリブロック共重合体をB、Cに選択的な溶媒に溶解すると、Aをコア、Bをシェル、Cをコロナとするミセルを形成することが知られている。本研究は、(i)このようなコア-シェル-コロナ型高分子ミセルを鋳型とする新しい中空無機微粒子の合成法を確立すること、(ii)その微粒子の種々の応用を検討することを目的とした。平成17年度は本研究計画の初年度であり、以下のような実験を行った。(1)高分子ミセルの調製ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)(略称:PS-b-PVP-b-PEO)をジメチルフォルムアミドに溶かした後、水に対して透析し、PSをコア、PVPをシェル、PEOをコロナとする高分子ミセルを得た。高分子ミセル形成の確認は動的光散乱法によって行った。さらに、溶液をpH5以下に調整してPVPブロックを陽イオン化した。(2)中空金微粒子の合成とキャラクタリゼーション前記の高分子ミセルにAuCl_4^-イオンを加え、PVPブロックに静電結合させた。PVPブロックに対するAuCl_4^-イオンの結合はゼータポテンシャルの測定によって確認した。これをNaBH_4で還元してAuCl_4^-イオンを金属Auに変化させた。その後、窒素雰囲気下で焼結して高分子を取り除き、中空金微粒子を得た。

得られた中空金微粒子を透過型電子顕微鏡測定で測定したところ、収率が極めて悪く、ほとんどは直径10nm前後の通常の金微粒子であった。これは、還元の際にAuCl_4^-イオンが高分子ミセルから脱着し、鋳型の外での金微粒子形成が行われるためであろうと思われる。従って、今後、還元条件の検討を行う予定である。さらに、同様の実験を他の金属及びシリカなどの他の無機材料についても行う予定である。ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)のようなABC型(非対称型)トリブロック共重合体をB、Cに選択的な溶媒に溶解すると、Aをコア、Bをシェル、Cをコロナとするミセルを形成することが知られている。本研究は、(i)このようなコア-シェル-コロナ型高分子ミセルを鋳型とする新しい中空無機微粒子の合成法を確立すること、(ii)その微粒子の種々の応用を検討することを目的とした。平成18年度は本研究計画の2年目である。前年度は中空金微粒子の合成を試み、条件を種々に変えて実験を行ったが、直径10nm前後の通常の金微粒子のみが得られて中空微粒子は得られなかった。従って、中空金微粒子の問題はしばらく保留にしておき、平成18年度は下記のように中空シリカ微粒子の合成を試みた。【1】高分子ミセル鋳型の調製ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)(略称:PS-b-PVP-b-PEO)をジメチルフォルムアミドに溶かした後、水に対して透析し、PSをコア、PVPをシェル、PEOをコロナとする高分子ミセルを得た。さらに、溶液をpH4に調整してPVPブロックを陽イオン化した。【2】中空シリカ微粒子の合成と特性解析前記の高分子ミセル溶液に、シリカの前駆体であるテトラメトキシシランをミセル溶液に加え、2日間撹拌してゾル-ゲル法によりシリカ層を形成させた。次に、500°Cで4時間焼成して鋳型の高分子ミセルを取り除き、シリカの中空微粒子を得た。得られた中空シリカ微粒子を透過型電子顕微鏡測定で測定したところ、粒径は30nm、空洞径は11nm、シリカ層の厚さは10nmであった。この成果はJ.Am.Chem.Soc.誌に掲載された。今後、得られた中空シリカ微粒子について、表面修飾や薬物の徐法などの応用面での検討を行う予定である。さらに、同様の実験を他の無機材料についても行う予定である。ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)のようなABC型(非対称型)トリプロック共重合体をB、Cに選択的な溶媒に溶解すると、Aをコア、Bをシェル、Cをコロナとするミセルを形成することが知られている。本研究は、このようなコア-シェル-コロナ型高分子ミセルを鋳型とする新しい中空無機微粒子の合成法を確立することを目的とした。平成18年度にPSをコア、PVPをシェル、PEOをコロナとする高分子ミセル水溶液を鋳型とし、テトラメトキシシラン(TMOS)を前駆体として中空シリカ微粒子の合成に成功した(J.Am.Chem.Soc.,129,1534(2007))。この成功をふまえ、平成19年度は以下の研究を行った。【1】中空サイズ及びシリカ層の厚さの制御中空シリカ微粒子の空洞サイズはPSブロックの長さとともに大きくなり、シリカ層の厚さは前駆体の濃度とともに大きくなることが予想される。PSブロック鎖長の異なる三種類のPS-b-PVP-b-PEOを用い、そのミセルを鋳型として中空シリカ微粒子を合成した。その結果、数ナノメートルのオーダーで中空サイズを制御することに成功した。
ヒトiPS細胞をもちいた小児悪性腫瘍に対する新規免疫療法の開発

小児悪性腫瘍細胞に対する免疫学的治療法として、WT1ワクチン療法とヒトiPS細胞技術を組み合わせ、治療抵抗性の悪性腫瘍に対するより効果的ながん免疫療法の開発を目指した。患者末梢血から効率よくiPS細胞を樹立する方法を確立することができた。しかしながら数の少ない末梢血WT1-CTLからiPS細胞を樹立することは困難であり、さらに改善が必要と考えられた。一方で、WT1によるワクチン効果をより侵襲性強く、小児においても患者への負担が少なくなる効果を目指して、WT1を発現する町内細菌を経口投与することによるガン免疫療法の確立を目指しある程度の効果が認められた。本研究では、小児悪性腫瘍における新たな治療戦略としてのがん免疫療法による効果をより高くより長く維持するために、WT1特異的キラーT細胞からiPS細胞を樹立し、再度T細胞へ分化誘導することによって、WT1抗原のみを認識するキラーT細胞を大量に得ることを目指している。初年度となる今年は患者末梢血中に存在するWT1-CTLを採取しそこからヒトiPS細胞を樹立することと、ゲノム編集技術の確立を行った。多くの小児悪性腫瘍ではWT1が発現されており、患者は末梢血中にWT1-CTLを有しているため、この内因性WT1-CTLを、MHCテトラマー試薬を用いたフローサイトメトリーによって採取することをめざしたが、細胞数が少なくiPS細胞樹立のために十分な数の細胞を得るに至らなかった。現在、末梢血をWT1ペプチドで直接刺激し、WT1-CTLを作製する方法を検討中である。また腫瘍細胞のもつ免疫逃避作用の解除を狙うため、iPS細胞での遺伝子改変技術の確立を目指した。マウスES細胞とは異なり、ヒトES/iPS細胞では相同組換え頻度が低く、これまでの技術では遺伝子改変は極めて困難である。そこで近年発明されたゲノム編集技術をもちいることによって、ヒトiPS細胞における遺伝子改変を行うことをめざした。Golden Gate TALENシステムをもちいたTALE Nuclease(TALEN)およびCRISPR/Cas9システムの導入を行い、複数個での遺伝子改変に成功し、その基盤技術を確立することができた。本研究では、小児悪性腫瘍におけるがん免疫療法の効果を上げるため、WT1特異的キラーT細胞由来iPS細胞の樹立と、そこから分化誘導して得られたT細胞を作成することによって、WT1抗原のみを認識するキラーT細胞を得ることを目指している。多くの悪性腫瘍ではWT1を発現しており、患者末梢血中には内因性WT1-CTLを有していることから、この内因性WT1-CTLを採取し、そこにセンダイウイルスをもちいた初期化因子の導入によって、iPS細胞の樹立を目指した。しかしながらMHCテトラマー試薬を用いたフローサイトメトリーによる採取ではiPS細胞樹立のために十分な数の細胞を得られなかった。さらに末梢血をWT1ペプチドで直接刺激し、WT1-CTLを作成する方法についても試みたが、やはり十分な細胞数は得られなかった。そこで得られる細胞の数がごく少ない場合に、iPS細胞への初期化効率を上げる方法について検討を行った。センダイウイルスをもちいたヒトiPS細胞の作成効率を上げる方法については以下のように検討し、通常の皮膚線維芽細胞をもちいた場合の発生コロニー数をカウントした。1.リプログラミング時の温度をあげる(3839度)2.初期化因子の効率をあげるような追加のファクターを加えるその結果、追加因子としてのLin28およびBrg1+BAF155を加えることで明らかにコロニー数が増加し、とくにBrg1+BAF155が搭載されたセンダイウイルスをMOI=3で加えたときに最大の効率が得られることが分かった。患者検体からの内因性WT1-CTL細胞の採取については、十分な数の細胞が得られず、その細胞数をあげる処理も効果が見られなかった。そこでこの少ない細胞数からiPS細胞を作成できる、効率のよい樹立方法を探している。これまでのところ、少なくとも皮膚線維芽細胞を用いた実験では、極めて効率の高い樹立方法を見つけることができたため、次はこの手法をWT1-CTL細胞に用いる予定である。一方、ゲノム編集技術については確実なものを確立することができた。小児悪性腫瘍の予後は飛躍的に向上しているが、依然として多くの治療抵抗例・再発例が存在する。近年がん免疫療法が注目されており、とくに再発リスクの高い白血病および悪性固形腫瘍の小児患者に対してWT1ワクチンが優れた治療効果を発揮する。しかしながら腫瘍細胞は本来抗原刺激によるT細胞の活性化を抑制する作用をもっており、WT1ーCTLの細胞数はごく少数であるうえに、ワクチン投与後に活性化されたT細胞の寿命は1週間程度と非常に短い。そのため頻回のWT1ワクチン接種が必要となり、小児では強い侵襲となる。そこで本研究では、この高い効果が期待されながら、投与方法などに問題を残すWT1療法の改善を目指し、ふたつの方法でアプローチを行った。まずWT1特異的キラーT細胞からiPS細胞を樹立し、再度T細胞へ分化誘導することによって、WT1抗原のみを認識するキラーT細胞を大量に得ること、iPS細胞での遺伝子改変を行うことにより腫瘍細胞のもつ免疫逃避作用の解除を行うことのできる系の確立を目指した。患者血液検体から採取したT細胞からのiPS細胞樹立に成功し、さらにヒトiPS細胞におけるゲノム編集技術についても確立することができた。しかしながら患者末梢血中にWT1に特異的に反応するキラーT細胞(内因性WT1-CTL)は非常にわずかであり、WT1ペプチドで直接刺激する方法によっても、iPS細胞を樹立する系は確立できなかった。

今後、より高率の高いiPS細胞樹立方法を試す予定である。次に、WT1ワクチンによる効果をより侵襲性少なく、小児においても患者への負担が少なくなる効果を目指して、WT1を発現する腸内細菌を経口投与することによるガン免疫療法の確立を図った。WT1を発現するビフィズス菌を28日間経口接種したマウスでは、移植した腫瘍のサイズがコントロールに比較して小さくなった。今後さらに解析が必要である。小児悪性腫瘍細胞に対する免疫学的治療法として、WT1ワクチン療法とヒトiPS細胞技術を組み合わせ、治療抵抗性の悪性腫瘍に対するより効果的ながん免疫療法の開発を目指した。患者末梢血から効率よくiPS細胞を樹立する方法を確立することができた。しかしながら数の少ない末梢血WT1-CTLからiPS細胞を樹立することは困難であり、さらに改善が必要と考えられた。一方で、WT1によるワクチン効果をより侵襲性強く、小児においても患者への負担が少なくなる効果を目指して、WT1を発現する町内細菌を経口投与することによるガン免疫療法の確立を目指しある程度の効果が認められた。ゲノム編集技術の確立については、当初予定していた以上に進み、しっかりとした技術が確立された。しかしながら患者検体からの内因性WT1-CTL細胞の採取については、十分な数の細胞が得られず、今後改良を加える必要があると思われる。患者検体からの内因性WT1-CTL細胞に対し、初期化4因子に加えてBrg1+BAF155を搭載したセンダイウイルスを感染させることでiPS細胞の樹立を進める。同時に、通常のiPS細胞から造血分化させて得られた血球細胞における転写ネットワークについての遺伝子発現プロファイルを行うことで、T細胞系に重要な遺伝子発現系を明らかにする。小児血液学患者末梢血をWT1ペプチドで直接刺激し、WT1-CTLを作製する方法を検討している。すなわち患者末梢血単核球を3度にわたってWT1ペプチドで刺激を行い、その都度細胞を濃縮していく方法である。この方法は時間(数ヶ月)がかかるものの、iPS細胞を樹立するには十分量のWT1-CTLを得ることが可能と考えられる。
形状記憶合金人工筋肉アクチュエータを用いた小児用前腕動力義手の研究開発

本研究では,形状記憶合金アクチュエータを用いることで,軽量で騒音がなく複数の把持動作が可能な小児用前腕動力義手の開発を目的に,以下の2項目の研究を行った.(1)小型で義手内部に搭載できる冷却機構を搭載した形状記憶合金アクチュエータを提案し,その特性を明らかにした.(2)6歳児を対象とした小児用動力義手の試作を通じて,設計および製作手法を検討した.特に指を柔軟な素材のみで構築することで安全性を高めた義手を提案した.また,義手の把持力,応答性,把持動作やジェスチャー動作,手首の可動能力などを実験により明らかにした.本研究の目的は,独自に開発した形状記憶合金人工筋肉アクチュエータ(以下,SMAアクチュエータ)を用いることで,日常生活での基本動作と小児の要求を達成する小児用前腕動力義手を開発することである.そして,義手要素開発技術と駆動メカニズムの確立し,本義手の有用性を実証する.平成25年度は, SMAアクチュエータを開発し,これを駆動源とした小児用前腕動力義手を設計試作した.手指の開閉動作実験では,伸展稼働時間が4.3秒および屈曲稼働時間が2.3秒であった.手首および前腕の可動実験では,目標とした各動作角度に対して約半分の結果が得られた.また,手指の動きが滑らかでないことやSMAアクチュエータの復元力が十分でないことも明らかとなった.これらのことから,本義手の構造変更およびSMAアクチュエータの駆動後の放熱や応答性の問題に対する改善が必要であることがわかった.上記の結果を踏まえて,SMAアクチュエータの改善を試みた.すなわち我々は,フッ素系不活性液体を冷媒に用いた冷却機構を有するSMAアクチュエータを考案し,試作を通じて本アクチュエータの発生力特性および冷却特性を明らかにした.発生力特性は,冷媒がない条件で最大46N,冷媒がある場合の条件で最大21Nの発生力が得られた.冷媒がない場合に比べて発生力は低下したが,SMAに発生する過剰な熱量を抑えられることを確認した.また冷却特性は,発生力を10Nで停止したとき,冷媒がない場合では411.4秒,冷媒がある場合では69.3秒の冷却時間が得られた.冷媒がある場合では,冷媒がない場合に比べて,約1/6時間で冷却されており,大幅な冷却時間の短縮が期待できることが確認できた.そのためフッ素系不活性液体を用いた強制冷却は,SMAに伝わる過剰な熱量を抑え,SMAアクチュエータの応答性の向上に有効であることを確認した.平成26年度は,前年度に引き続き,(1)SMAアクチュエータと(2)小児用前腕動力義手の開発を進めた.以下にその成果を列挙する.(1)前年度試作したフッ素系不活性液体を冷媒に用いた冷却機構を有するSMAアクチュエータをさらに発展させるために,使用するコイル状SMAワイヤの本数やアクチュエータの構造を見直し,新たな試作機を開発した.駆動試験の結果,発生力や応答性が従来のものより改善した.しかしながら,小児用前腕動力義手の指の開閉に求められる駆動速度を達成することができなかった.そこで,冷却方式をアルミ製の放熱板を用いることにし,放熱板型SMAアクチュエータを試作した.駆動試験の結果,フッ素系不活性液体を用いた冷却方法より応答性は約7分の1となり,その有効性を確認した.(2)前年度に試作した小児用前腕動力義手の掌および手指の構造を,小児に必要な動作を再調査することで見直した.その結果,2種類の把持動作(握り動作と摘み動作)を可能とするため,手指のMP関節とPIP関節が可動できる構造とした.また,親指は柔軟に折れ曲がり固定できるフレキシブルロッドを用いて掌と接続できる構造とした.SMAアクチュエータによって駆動制御する指は,親指を除く4指とし,SMAアクチュエータは掌の内部に格納できることとした.把持試験の結果,縦と横の幅40mm,高さ85mmの物体を把持できることを確認した.しかしながら,摘み動作を実現することはできなかった.平成27年度は,(1)SMAアクチュエータとハンド部の試作および(2)手首および前腕部の試作を実施した.以下に,それらの成果を列挙する.(1)小児用前腕動力義手の構造について,手指・手掌は手掌全体で包み込む動作と,親指・人差し指・中指の3指を使った摘む動作の2種類の把持動作を行うことができる.また,人差し指と中指はSMAアクチュエータで駆動させ,親指を装着者が受動的に動かせるようにした.そして,薬指と小指は,支えの役割があるので外力で動く仕組みとした.手指は,超弾性のSMA板ばねで屈曲,SMAアクチュエータでワイヤを牽引することで伸展動作を行う.また,親指は柔軟性があり,曲げた状態を維持できるフレキシブルチューブを用いた.試作した義手とSMAアクチュエータの評価を行ったところ,設計通りの動きが出来なかった.その原因として,義手の4指は板ばねの力の不足やたわみ,親指は取り付けるために切断したフレキシブルチューブが曲がりにくくなることが考えられる.また,SMAアクチュエータは,SMAの取り付け時に両側から押される力が発生したからだと考えられる.

(2)手首は,掌屈・背屈の動作に加え,物体を把持した状態を維持する機構を設けた.前腕は,回外・回内動作を行っているが,健常な部位で代替可能であると判断し,内部にSMAアクチュエータ駆動用の回路や電源を搭載する機構とした.これらを製作し評価試験を行ったところ,前腕は収納スペースとして十分に機能したが,手首は耐荷重の面で問題が残る結果となった.指の把持を行うSMAアクチュエータの制御回路の製作においては,筋電センサを用いた制御手法を設計した.入力の処理にはArduinoを使用し,増幅回路で電流を増幅し,SMAアクチュエータを制御した.応答速度の評価試験の結果,伝達の遅延はほぼ無く,応答速度の良いものであることがわかった.当初の計画では,平成27年度の目標は,小児用前腕動力義手の試作とモデルケースによる有用性評価であった.小児用前腕動力義手の試作では,前腕部からハンド部までの一連の試作は完了したが,義手の動作が不十分となった.このことから,モデルケースによる有用性評価に至ることができなった.これらのことから,やや遅れていると判断している.平成28年度は,柔軟な指の設計および試作を行い,柔軟指を持つ小児用前腕動力義手の動作評価を実施した.以下に,それらの成果を列挙する.小児用の前腕動力義手の指の構造に着目し,柔軟な素材により指を構成することで,機能性と安全性を持つ小児用前腕動力義手を検討した.義手の動作は,日常生活動作とコミュニケーション動作の2種類を想定した.具体的な動作として日常生活動作では,握力把握(物体を握って掴む動作),精密把握(物体を指先で摘まむ動作)を行い,日常生活動作を応用した両手動作(両手を使用して行う動作)とした.またコミュニケーション動作では,意思伝達手段として,グー・チョキ・パーと指差しを行うことにした.手指を柔軟樹脂のカバーで覆い,指関節にはシリコンゴム(硬度50)を用いた.特に指関節に柔軟性を持たせ,指への多方向からの過度な力を逃がす事で,義手が衝突した時に他者や物に危害を与えにくい構造とし,安全性を高めた.また,第4,5指は同時駆動,それ以外は独立駆動とした.指の動作原理は,屈曲状態からワイヤを牽引して指関節のシリコンゴムが変形することにより伸展し,張力が無くなると,シリコンゴムの弾性力により指形状が元に戻り,物体把持を行う.義手の大きさは,指を伸展した状態で全長340mm,手掌の幅が64mm,手掌の厚さが20mmである.また,義手の把持力は,3.8Nであった.義手の握力把握,精密把握,両手動作,ジェスチャー,指差しについて,実験者が指に取り付けられたワイヤを駆動させることで評価した.実験結果から,握力・精密把握では,最大把握重量は150gであった.しかし,手掌より大きく手が包み込めない物体,紙の様に薄い物体では把握不可能であった.また,両手動作では,物体を抑えて動作できることを確認した.ジェスチャー・指差しでは,想定した全ての動作が可能であった.本研究では,形状記憶合金アクチュエータを用いることで,軽量で騒音がなく複数の把持動作が可能な小児用前腕動力義手の開発を目的に,以下の2項目の研究を行った.(1)小型で義手内部に搭載できる冷却機構を搭載した形状記憶合金アクチュエータを提案し,その特性を明らかにした.(2)6歳児を対象とした小児用動力義手の試作を通じて,設計および製作手法を検討した.特に指を柔軟な素材のみで構築することで安全性を高めた義手を提案した.また,義手の把持力,応答性,把持動作やジェスチャー動作,手首の可動能力などを実験により明らかにした.当初の計画では,平成26年度の目標は,小児用前腕動力義手の試作と評価であった.小児用前腕動力義手の試作では,義手部のみの試作と評価しかできておらず,前腕部の検討が不十分となった.