hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯肉溝滲出液中のTIMP-1量とCollagenase活性の動態に関する研究

歯肉溝滲出液(GCF)中のコラゲナーゼ活性、線維芽細胞型コラゲナーゼ(MMP-1)及び好中球型コラゲナーゼ(MMP-8)、それらのMMPのインヒビターであるTissue inhibitor of MMPs(TIMP)-1及びTIMP-2のレベルと歯周組織の炎症あるいは組織破壊のレベルとの関連性について検索した。研究には歯周炎患者(11名)、歯肉炎患者(10名)、健常者(10名)より採取したGCFを供し、TIMP-1及びTIMP-2はELISAにより、また、コラゲナーゼ活性[活性型及びAPMA(p-aminophenyl mercuric acetate)活性型]については酵素分解物をSDS-PAGE電気泳動後、画像解析を応用して測定した。その結果、GCF中のTIMP-及びコラゲナーゼ活性のレベルは健常者に比較し歯肉炎及び歯周炎患者群で有意に高かった[TIMP-1(ng):健常者3.49±2.91、歯肉炎11.18±6.30、歯周炎13.68±9.64、活性型コラゲナーゼ活性(Units):健常者0.226±0.181、歯肉炎0.360±0.387、歯周炎0.623±0.409、APMA活性型コラゲナーゼ活性(Units):健常者0.318±0.205、歯肉炎0.664±0.372、歯周炎0.880±0.403]。TIMP-2は全被検者の29.0%のみで検出できた(2.06ng)。また、ウェスタンブロットの結果、MMP-8が歯肉炎及び歯周炎患者群GCF中の主要なコラゲナーゼであることが確認された。さらに、今回得られたデータをいくつかの臨床指数と共に主成分分析という統計学的手法にかけることにより、全体を87%説明できる3つの主成分が抽出され、コラゲナーゼ活性(特に活性型)が歯周炎の病態を特徴付ける極めて重要な因子であり、診断あるいは治療上有意義なマーカーである可能性が示唆された。本年度は、歯周炎患者(11名)、歯肉炎患者(10名)、健常者(10名)より採取した歯肉溝滲出液(GCF)中のコラゲナーゼ活性、線維芽細胞型コラゲナーゼ(MMP-1)及び好中球型コラゲナーゼ(MMP-8)、それらのMMPのインヒビターであるTissue inhibitor of MMP-1(TIMP-1)及びTIMP-2のレベルを検索し、これらの酵素群とインヒビター群のレベルに、健康から歯周炎への過程でどのような特徴があるのかについて興味ある知見を得ることができた。TIMP-1及びTIMP-2はELISAにより、また、活性型及びAPMA(p-aminophenyl mercuric acetate)にて活性化されたコラゲナーゼ活性についてはSDS-PAGE電気泳動と画像解析を応用した酵素機能により測定した。その結果、GCF中のTIMP-及びコラゲナーゼ活性のレベルは健常者に比較し歯肉炎及び歯周炎患者群で有意に高まった[TIMP-1(ng):健常者3.49±2.91、歯肉炎11.18±6.30、歯周炎13.68±9.64、活性型コラゲナーゼ活性(Units):健常者0.226±0.181、歯肉炎0.360±0.387、歯周炎0.623±0.409、APMAにより活性化されるコラゲナーゼ活性(Units):健常者0.318±0.205、歯肉炎0.664±0.372、歯周炎0.880±0.403]。また、ウエスタンブロットの結果、MMP-8が歯肉炎及び歯周炎患者群GCF中の主要なコラゲナーゼであることが確認された。今後は、今回得られたデータをいくつかの臨床指数と共に主成分分析という統計学的手法にかけることにより、歯肉炎及び歯周炎の病態についてさらに詳細に検索していく予定である。

その結果、GCF中のTIMP-及びコラゲナーゼ活性のレベルは健常者に比較し歯肉炎及び歯周炎患者群で有意に高かった[TIMP-1(ng):健常者3.49±2.91、歯肉炎11.18±6.30、歯周炎13.68±9.64、活性型コラゲナーゼ活性(Units):健常者0.226±0.181、歯肉炎0.360±0.387、歯周炎0.623±0.409、APMA活性型コラゲナーゼ活性(Units):健常者0.318±0.205、歯肉炎0.664±0.372、歯周炎0.880±0.403]。TIMP-2は全被検者の29.0%のみで検出できた(2.06ng)。また、ウェスタンブロットの結果、MMP-8が歯肉炎及び歯周炎患者群GCF中の主要なコラゲナーゼであることが確認された。さらに、今回得られたデータをいくつかの臨床指数と共に主成分分析という統計学的手法にかけることにより、全体を87%説明できる3つの主成分が抽出され、コラゲナーゼ活性(特に活性型)が歯周炎の病態を特徴付ける極めて重要な因子であり、診断あるいは治療上有意義なマーカーである可能性が示唆された。
フォトボイスを用いた高齢者をエンパワメントする介護予防プログラムの開発

高齢者が住み慣れた地域で、できるだけ自立して、自分らしく生活していくためには、内発的な動機づけにより主体的に活動に参加し、潜在しているパワーを発揮できるような支援、つまり高齢者をエンパワメントする視点に立った介護予防のプログラムが必要であるが、その視点に立った介護予防プログラムとして確立された方法はない。写真(フォト)とそれについての自身の語り(ボイス)をとおして問題解決を促すフォトボイスは、エンパワメントを促す手法として有用である。そこで、本研究ではフォトボイスの手法を用いて高齢者をエンパワメントする介護予防プログラムを開発し、その評価を行う。
ポリシラン及びそのラジカルイオンの電子構造決定

本研究では,光電導電性高分子であるポリシランの電気電導を担っている分子軌道である,ポリシランの最高被占軌道および最低空軌道の電子構造を実験的に知り,電導性の高いポリシランの合成指針となる情報を提供することを目的とする。この目的のため,ポリシランのラジカルカチオンおよびラジカルアニオンを低温マトリックス中に生成させ,その不対電子が与えるESRスペクトルおよび電子スペクトルを解析した。ラジカルカチオンあるいはアニオンの不対電子は親分子の最高被占軌道あるいは最低空軌道にあるから,ラジカルカチオンあるいはアニオンのスペクトル解析により,最高被占軌道あるいは最低空軌道の電子構造が決定できる。その結果以下の事実が判明した。ラジカルアニオンの不対電子はこれまで考えられていたようなSi原子のsp混成原子軌道から構成される軌道ではなく,Si原子のp軌道からなる疑似π軌道をつくって安定化している。またこの疑似π軌道は主鎖全体には広がっておらず,Si原子56個上に局在化している。ラジカルカチオンの不対電子も同様に,-Si-S-主鎖全体には広がっておらず,Si原子56個上に局在化している。このように中性高分子の電子伝導に関与する最低空軌道および最高被占軌道内で不対電子の局在化が生じるのは,σ共役による安定化の程度が低く,価電子帯および伝導帯のバンド幅が狭いことによるものである。電子の局在化が生じれば伝導機構は熱エネルギーによるホッピングとなるが,電気伝導の実験結果もホッピング機構を支持している。
超希薄予混合気ガスにおけるプラズマ支援着火・燃焼技術に関する研究

近年、地球温暖化防止や原油代替燃料の観点から注目される天然ガスを燃料とする予混合気希薄燃焼方式(リーンバーン)ガス機関は、超希薄予混合気ガスの安定着火・燃焼により、更なる高出力化(高効率化)および温室効果ガスの削減等の高性能化が可能と考えられており、そのためには、超希薄予混合気ガスの着火・燃焼支援技術の開発が重要な研究要素となっている。本研究課題では、予混合気リーンバーンガス機関の高性能化に寄与する超希薄予混合ガスにおける安定着火・燃焼速度維持向上を実現する技術として、強力な着火エネルギーおよびラジカルやオゾン等の燃焼促進物質の供給が可能なプラズマ支援着火・燃焼技術を確立することを目的としている。平成30年度は、平成29年度に製作した2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置(本装置は、マグネトロン(600 W)ー同軸変換器ー同軸レセプタクルー金属棒(直径2 mm、長さ約30 mm)を接続した簡易構造であり、金属棒には、周囲金属への直接放電を防止するため、石英ガラス管を設置している。また、金属棒周囲に各種ガスを流通させるチーズユニオンおよび石英ガラス管(内径約15 mm)を配置した構成となっている)を用い、希薄混合気ガスの空気過剰率を増加しながら、希薄予混合気ガスに対するプラズマ支援着火・燃焼を検証した。その結果、当量比約0.26程度の予混合気ガスを着火・燃焼できることを確認した。また、同装置を用いて空気をプラズマ化することも可能であり、その際、燃焼促進物質であるオゾンや空気中の水分に起因するOHラジカル等の生成を確認した。平成30年度は、交付申請書に記載した「研究の目的」に対して、平成29年度に製作した2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置を用いて、当量比約0.26程度の予混合気ガスに対して、プラズマによる着火・燃焼が可能であることを確認した。また、同装置を用いて空気をプラズマ化することにより、燃焼促進物質であるオゾンや空気中の水分に起因するOHラジカル等の生成を確認した。これらの研究の進捗から本研究課題は、「(2)おおむね順調に進展している」と考える。平成31年度は、平成29年度に製作した2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置を用いた希薄予混合気ガスのプラズマ支援燃焼技術および支援着火技術の効果を定量的に評価するため、プラズマ生成に寄与するマイクロ波出力エネルギーを計測するための改修を行うと共に、改修した装置を用いて、希薄予混合気ガスに対する燃焼速度および着火性の計測を実施する。燃焼速度の計測に関しては、高画質カメラにより撮影したバーナー火炎内の火炎面の角度から燃焼速度を評価し、プラズマ支援燃焼技術の効果を定量的に評価する。また、着火性の計測に関しては、希薄混合気ガスの空気過剰率を増加しながら、マイクロ波出力エネルギーと希薄混合気ガスの着火との関係を評価し、プラズマ着火支援技術の効果を定量的に評価する。本研究課題では、予混合気リーンバーンガス機関の高性能化に寄与する超希薄予混合ガスにおける安定着火・燃焼速度維持向上を実現する技術として、強力な着火エネルギーおよびラジカルやオゾン等の燃焼促進物質の供給が可能なプラズマ支援着火・燃焼技術を確立することを目的としており、平成29年度は、超希薄予混合気ガスのプラズマ支援着火・燃焼技術として、以下の研究・開発を行った。1.低周波誘電体バリア放電を用いた非熱平衡プラズマによる燃焼促進物質の生成装置の開発:高周波・高電圧スイッチング電源(数百kHz・数十kV)を製作し、円筒石英ガラスおよび円筒電極を用いて、石英ガラス内の希ガス(ヘリウム:Heおよびアルゴン:Ar)による非熱平衡プラズマ空気に照射することにより、燃焼促進物質であるオゾンを生成可能であることを確認した。2.2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置の開発:マグネトロンとアンテナとなる金属棒を接続しマイクロ波(2.45 GHz)を希ガスに照射することにより熱平衡プラズマを生成する、高温プラズマジェットトーチ生成装置を構築し、熱平衡プラズマが生成可能であることを確認した。平成29年度は、交付申請書に記載した「研究の目的」に対して、1.低周波誘電体バリア放電を用いた非熱平衡プラズマによる燃焼促進物質の生成装置の開発、および2.2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置の開発、における装置の基盤構築が完了し、それら構築した装置を用いた動作検証および基礎データ取得が予定通り終了した。

本研究課題では、予混合気リーンバーンガス機関の高性能化に寄与する超希薄予混合ガスにおける安定着火・燃焼速度維持向上を実現する技術として、強力な着火エネルギーおよびラジカルやオゾン等の燃焼促進物質の供給が可能なプラズマ支援着火・燃焼技術を確立することを目的としている。平成30年度は、平成29年度に製作した2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置(本装置は、マグネトロン(600 W)ー同軸変換器ー同軸レセプタクルー金属棒(直径2 mm、長さ約30 mm)を接続した簡易構造であり、金属棒には、周囲金属への直接放電を防止するため、石英ガラス管を設置している。また、金属棒周囲に各種ガスを流通させるチーズユニオンおよび石英ガラス管(内径約15 mm)を配置した構成となっている)を用い、希薄混合気ガスの空気過剰率を増加しながら、希薄予混合気ガスに対するプラズマ支援着火・燃焼を検証した。その結果、当量比約0.26程度の予混合気ガスを着火・燃焼できることを確認した。また、同装置を用いて空気をプラズマ化することも可能であり、その際、燃焼促進物質であるオゾンや空気中の水分に起因するOHラジカル等の生成を確認した。平成30年度は、交付申請書に記載した「研究の目的」に対して、平成29年度に製作した2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置を用いて、当量比約0.26程度の予混合気ガスに対して、プラズマによる着火・燃焼が可能であることを確認した。また、同装置を用いて空気をプラズマ化することにより、燃焼促進物質であるオゾンや空気中の水分に起因するOHラジカル等の生成を確認した。これらの研究の進捗から本研究課題は、「(2)おおむね順調に進展している」と考える。平成30年度は、構築したプラズマ支援燃焼技術および支援着火技術の効果を定量的に評価するため、予混合気バーナー実験装置を構築してプラズマ支援燃焼技術および支援着火技術を適用した際の希薄予混合気ガスに対する燃焼速度および着火性の計測を行う。燃焼速度の計測に関しては、高画質カメラにより撮影したバーナー火炎内の火炎面の角度から燃焼速度を評価し、プラズマ支援燃焼技術の効果を定量的に評価する。また、着火性の計測に関しては、希薄混合気ガスの空気過剰率を増加しながら、マイクロ波出力エネルギーと希薄混合気ガスの着火との関係を評価し、プラズマ着火支援技術の効果を定量的に評価する。平成31年度は、平成29年度に製作した2.45 GHzのマイクロ波を用いた熱平衡プラズマによる高温プラズマジェットトーチ生成装置を用いた希薄予混合気ガスのプラズマ支援燃焼技術および支援着火技術の効果を定量的に評価するため、プラズマ生成に寄与するマイクロ波出力エネルギーを計測するための改修を行うと共に、改修した装置を用いて、希薄予混合気ガスに対する燃焼速度および着火性の計測を実施する。
発汗パーソナル冷却服の開発と実証

身体を蒸発によって冷やす冷却衣服を開発した。30°C・RH50%、または25°C・RH50%の人工気候室で被験者実験を行い、送風冷却システムと比較した場合の冷却衣服の特性を調べた。冷却衣服を送風冷却システムと併用することで高温環境を受容しやすくなることを確認した。サーマルマネキン実験を29°C・RH50%の人工気候室で行い、胸、背、首において42.3 W/m2の冷却効果が得られることを確認した。夏期のオフィスを想定し,電力使用量の削減と快適性の両方を実現できる身体を冷却するシステムとして,水の蒸発を利用した冷却衣服を作成した.衣服を用いることで,個人ごとに調節できる上,冷却対象の空間を限定できるため熱負荷も軽減できる.また,水の蒸発潜熱は大きく,少量であれば入手が容易である.水の蒸発を促すため,小型のデスクファンを併用した.水を供給するモーターポンプを駆動する直流電源をコンピュータによって外部制御し,使用者が冷却力調節できる様, "強", "中", "弱"の冷却レベルを設けた.供給する水分量の制御法として,滴らない水分量の中で最大の冷却力を与える最大蒸発量に基づく制御を採用した.この冷却衣服をその他の送風式パーソナル空調と比較する目的で, 30°C・50%RH, 25°C・50%RHの環境条件で被験者実験を行った.比較に用いた冷却機器は, USBファン(消費電力2.5W),小型デスクファン(同25W),大型デスクファン(同40W),等温パーソナルデスク空調(消費電力は不明)である.冷却衣服はその他の冷却機器よりも冷却力が高く,高温環境をより受容しやすくなることがわかった.冷却衣服の冷却力を定量的に評価するため,人工気候室でサーマルマネキンを用いた実験を行った.29°C・50%RHに設定した環境でサーマルマネキンの表面温度を一定に発熱させ,表面温度を維持するために要した発熱量の冷却衣服の使用に伴う増加分により,冷却衣服の冷却効果を評価した.水分を供給した胸,背中襟元では高い冷却力を確認したが,全身で見るとわずかな冷却力であった.冷却部位を背や上腕の後側へも拡大し,空調服と併用させた条件では,胸部前や背中襟元に加え,背や腰でも高い冷却効果を発揮した.身体を蒸発によって冷やす冷却衣服を開発した。本研究は、夏期に身体からではなく衣服自体から汗を発し、環境を冷やさず、蒸発を利用して身体を直接冷やす発汗パーソナル冷却服の開発と効果の実証を目的としている。べたつきによる不快を防ぐ為、吸水速乾性の生地と、片面撥水・片面吸水性の生地を組み合わせた衣服を作成した。冷却部は胸とし、胸の衣服外表面には柔軟性に優れ、強い引張強度を有する撥水性多孔チューブによる水分供給網を配し、撥水性多孔チューブからのモータポンプにより水の滲出させることで、効率よく胸の衣服外表面に水を行き渡らせ、デスクファンにより衣服外表面の対流と蒸発を促進、身体を冷やす冷却衣服システムを構成した。個人の好みに合わせた冷却を実現するため、モータポンプの作動時間に“強(+3)"、“中(+2)"、“弱(+1)"、“切(0)"の4段階の出力を設けた。“強(+3)"での水分供給量は、29°C・RH60%の環境下で、小型デスクファンを使用したときの胸からの最大蒸発量と一致させている。30°C・RH50%の環境下で20名以上の男性被験者を用いた実験を行い、開発した冷却衣服が涼感を得る上で有効であることを確認した。一方で、実験後の印象アンケートにおいて、制御に手間がかかり過ぎる問題を改善すべき、と報告された。当初計画では、H24年度に冷却衣服の試作品の開発までを行う予定であった。冷却衣服の試作品を開発でき、被験者実験も進んでいることから、おおむね順調と判断できる。平成24年度の被験者実験では、胸への過度な冷却による不快を申告する例も見られた。局所への過度な冷却を抑えつつ、全身として十分な冷却を確保するため、長袖の冷却衣服を作成し、単位面積当たりの水分供給を抑え局所への過度な冷却を抑えつつ、広い面積を弱く冷やすシステムを構築する。外部の送風システムと水分供給を連動させたシステムを構築し、冷却衣服の水分供給制御に関する煩わしさを解消する。該当なし
不均一酸化反応による大気エアロゾル中有機化合物の生成消失機構の研究

今年度は、有機エアロゾルの生成過程を森林観測にて研究した。苫小牧フラックスサイト(人工カラマツ林)において、有機エアロゾルの前駆体である揮発性有機物(VOC)としてイソプレン、α-ピネンを、またその酸化生成物である半揮発性有機物(SVOC)としてグリコールアルデヒド、ヒドロキシアセトン、グリオギザール、メチルグリオギザールを測定した。その濃度の時間変化の結果から、植物起源のイソプレン・ピネンが光化学的に酸化され、含酸素の極性有機物が新たに生成していることが確認された。これらSVOCは一部がガス相に一部がエアロゾルとして存在することが示された。この結果は、森林においてVOCからSVOCや有機エアロゾルの生成が起こっていることを示唆している。また、湿度が増加する夜間から朝方かけて、グリオギザールなど極生有機物の粒子/(ガス+粒子)比が増加する傾向にあることが観測された。この結果は、森林起源の有機エアロゾルが凝結核として作用している可能性を示している。同時に、エアロゾル試料中に極性有機物を検索し、シュウ酸などの低分子ジカルボン酸やピノン酸を測定した。しかし、硫酸イオンなど無機成分の解析の結果、これらの一部は森林外からもたらされた可能性が示唆された。本観測において、タンデムDMAを用いて粒子の粒径分布を測定した。その結果、湿度が増加する夜間から朝にかけて粒子の成長が観測された。本研究の結果は、有機エアロゾルとその前駆体の昼間に生成すること、それらの一部は夜間にエアロゾルを生成し、あるいは水蒸気を吸収し大型粒子への成長過程で重要な役割を果たすものと考察された。今後、森林大気で起こっていると予想される大気過程を想定した室内実験環境を本研究で作成した光化学反応チャンバーで作り、エアロゾルの生成と成長の過程を化合物レベルで明らかにしていく予定である。今年度は、エアロゾル表面での反応を行うための人工粒子の生成装置を購入し、実験の目的にあうようなシステムとして組み立てた。疑似海塩粒子を発生させるために、塩化ナトリウム水溶液を出発物質として様々な粒径サイズの海塩粒子を作れることを各種条件下で確かめた。また、反応容器としてテフロン製の反応容器を購入し、生成する粒子のサイズ分布の測定装置と反応実験容器の結合系のための予備的検討を行った。光源となるキセノンランプを購入し、反応容器の検討を行っている。一方、反応系における前駆物質を選択する目的で、森林大気中で採取したエアロゾルとガスの試料を分析した。イソプレン・ピネンなど植物から放出された揮発性有機物をキャニスター・ガスクロマトグラフ法で測定するとともに、その酸化生成物と思われるピノン酸などを検出した。一方、シュウ酸など低分子ジカルボン酸を高濃度で検出し、生物起源の揮発性炭化水素の酸化とエアロゾル表面での変質が進行しているとの状況証拠を得ることが出来た。更に、都市大気中でのエアロゾルの組成分布から、グリオギザール酸・フタル酸などがエアロゾルに大きく寄与していることがわかった。これらの結果から、前駆物質として植物からのイソプレンとピネンが重要であること、また、人為起源有機物としてはベンゼン・トルエンおよび各種のアルカンが有機エアロゾルの起源物質として重要であることが示唆された。
六弗化硫黄希釈法による身体組成評価

六弗化硫黄(SH)希釈法による体積および身体組成評価の再現性,妥当性および交差妥当性について、1)平成7年度においては、18歳から64歳までの成人、2)平成8年度には6歳から17歳までの子供と65歳から81歳までの高齢者を対象としたデータから検討した.その結果、SH希釈法による体積は、各年齢層の男女においても、高い再現性(r=0.999)と基準値に対する高い相関関係(r=0.999)が認められた.しかし、体積の絶対値は、基準値に比べて約1%の有意な高値を示した.本研究では、SH希釈法による体積から身体組成を求める補正式を以下のごとく考案した.ただし,Dbは体積(g/ml),Wtは体重(kg),Vは腸内ガス量を考慮したSH希釈法による体積(1)を示す.本研究で考案した補正式の交差妥当性について,異なる成人から検討を加えた結果、SH希釈法による身体組成は、基準値と概ね同値であることが認められた.これらの成績から、SH希釈法は、新たな身体組成評価法として利用できることを明らかにした.六弗化硫黄(SH)希釈法による体積および身体組成評価の再現性,妥当性および交差妥当性について、1)平成7年度においては、18歳から64歳までの成人、2)平成8年度には6歳から17歳までの子供と65歳から81歳までの高齢者を対象としたデータから検討した.その結果、SH希釈法による体積は、各年齢層の男女においても、高い再現性(r=0.999)と基準値に対する高い相関関係(r=0.999)が認められた.しかし、体積の絶対値は、基準値に比べて約1%の有意な高値を示した.本研究では、SH希釈法による体積から身体組成を求める補正式を以下のごとく考案した.ただし,Dbは体積(g/ml),Wtは体重(kg),Vは腸内ガス量を考慮したSH希釈法による体積(1)を示す.本研究で考案した補正式の交差妥当性について,異なる成人から検討を加えた結果、SH希釈法による身体組成は、基準値と概ね同値であることが認められた.これらの成績から、SH希釈法は、新たな身体組成評価法として利用できることを明らかにした.本研究は、水中体重秤量法による体積および身体組成を妥当基準として、SH希釈法による成人の体積と身体組成評価の有用性について、以下のごとく検討した.1.SH希釈法の妥当性対象は、18から64歳までの男性60名と女性90名である。SH希釈法による体積は、2回の測定値間に、高い再現性(男性r=0.9997、女性r=0.9997:以下同順)を示し、また基準値に対しても高い相関関係(r=0.008、r=0.999)が認められた.その値は、基準値よりも1.3%の有意な高値を示したものの、従来の機器に比べて小さな差異であった。しかしなら、この差を体脂肪率に換算すれば、有意な過大評価となった.これらの結果から、SH希釈法による身体組成の評価には、補正式が必要であることが示唆された.2.補正式の作成とその交差妥当性ここでは基準値を基に補正式を作成し、同式における交差妥当性を前述の対象とは異なる男性30名と女性41名について検討を加えた.その結果、SH希釈法は、補正式を利用することによって、例えば体脂肪率(19.1±5.9%、28.6±9.8%)は基準値(19.4±5.8%、30.6±6.6%)と概ね同値を示し、身体組成評価にも利用できる可能性を有することが認められた.3.補正式の提案本研究では、全対象でのデータを利用して、SH希釈法による体積から体密度(Db、g/ml)を求める補正式Db=Wt/(1.0002V-0.975)、(r=0.998、SEE=0.613)を開発した。ただし、Wtは体重(kg)、VはSH希釈法による体積(残気量を減じた値、1)を示す.ちなみに、同式を用いた身体組成は、基準値との間に高い相関関係(体脂肪率:r=0.799、r=0.775;除脂肪体重:r=0.911、r=0.836)を示し、既方法に加えて新たな評価法になり得ることが認められた.今後は、本研究で提案した補正式を用いたSH法による身体組成の有用性ついて、若年者からも検討することを計画(平成8年年度、継続)している。六弗化硫黄(SH)希釈法による身体組成評価法について、1)平成7年度においては、14.0(リットル: 1)から104.0 1までの樹脂製のダミ-および18歳から64歳までの成人(男性90名、女性131名)、2)平成8年度には6歳から17歳までの子供(男性46名、女性35名)および65歳から81歳までの高齢者(男性21名、女性14名)を対象として、体積と身体組成の再現性、妥当性および交差妥当性の面から詳細に検討することを主な目的とした.妥当基準は、水中体重秤量法による体積および身体組成とした。

その結果、SH希釈法による体積は、ダミ-および各年齢層や男女のいずれにおいても、高い再現性(r=0.999)を示し、また基準値に対して高い相関関係(r=0.999)が認められた.しかし、体積の絶対値は、基準値に比べて約1%の有意な高値を示した.この差は、体脂肪率に換算した場合に、有意な過大評価となった.本研究では、SH希釈法による体積から身体組成を求める場合の補正式を次のように作成した.ただし、Dbは体密度(g/ml)、Wtは体重(kg)、Vは腸内ガス量を考慮したSH希釈法による体積(1)を示す.同補正式の交差妥当性を異なる成人について検討を加えた結果、SH希釈法による体脂肪率(男性:19.1±5.9%、女性:28.6±9.8%)は、基準値(19.4±5.8%、30.6±6.6%)と概ね同値であることが認められた.これらの成績から、SH希釈法は、新たな身体組成評価法として利用できることが示唆された.
青斑核ノルアドレナリン神経機能の全解明

本研究課題では、1様々な生理機能発現時におけるノルアドレナリン神経活動変化、2その活動操作による行動発現変化を、自由行動する動物個体を用いて解析した。1においては、ファイバーフォトメトリーシステムの独自システムによる開発を達成した。このシステムにより、末梢への侵害刺激に青斑核ノルアドレナリン神経が応答することを明らかとした。2においては、光操作により青斑核ノルアドレナリン神経活動を特異的に制御しながら、心拍数、体温変化をリアルタイム測定する実験系を立ち上げた。これにより、青斑核ノルアドレナリン神経活動が、心拍制御に一部関与している可能性が示唆された。本研究では、(1)無麻酔下かつ無拘下の動物個体における行動発現時の青斑核ノルアドレナリン(NA)神経活動を検出する方法の独自開発、(2)光遺伝学を用いて青斑核NA神経の活動のみを任意のタイミングで調節するin vivo実験系の立ち上げを計画していた。まず、ドパミン-β-水酸化酵素(DBH)プロモータを用いてDBH神経細胞特異的にtTA(テトラサイクリントランスアクチベータ)を発現するDBH-tTAマウス、およびtTA依存的に遺伝学的カルシウム蛍光プローブ(GCaMP6)、チャネルロドプシン2(ChR2)、アーキロドプシン(ArchT)を発現可能なマウス(TetO-GCaMP6マウス、TetO ChR2マウス、TetO ArchTマウス)を作成した。(1)において、AAV-TetO GCaMP6を用いて青班核ノルアドレナリン神経特異的にGCaMP6を発現させ尾部へ侵害刺激(機械刺激)を与えたところ、刺激に呼応したノルアドレナリン神経活動に伴うカルシウム応答をGCaMP6の蛍光変化により検出することに成功した。このことから、開発中であった本システムにより、in vivo条件下において脳深部の神経活動をファイバーを介して検出可能であることが確認された。(2)においては、DBH-tTAマウスをTetO ArchTマウスと交配させ、NA神経細胞特異的にArchTを発現させたマウスを作成した。このマウスを用いて、急性スライスを用いて緑色光照射によって神経活動が抑制されることを確認した。そこで、自由行動下で心拍・体温を測定しながら緑色光照射を行ったところ、心拍が過活動状態時のみ、光照射がそれを減少させることが明らかとなった。本研究課題において平成27年度実施予定だった(1)無麻酔下かつ無拘下の動物個体における行動発現時の青斑核ノルアドレナリン(NA)神経活動を検出する方法の独自開発においては、当初予定していなかった研究代表者の所属機関の異動があったことにより、本システムの開発が一時中断し、新任地でシステムを再構築する必要が生じたため、当初の実施計画予定よりやや遅れることとなった。なお本システムにより神経活動を検出するところまでは終了しており、疼痛行動時及び睡眠覚醒パターン変化時における青班核ノルアドレナリン神経活動の記録は、平成28年度に行う。本研究課題では、睡眠覚醒、痛みの知覚、自律応答などの行動発現時における青斑核ノルアドレナリン神経の活動パターンとその機能的役割について、自由行動する動物個体を用いて、神経活動の記録と操作の両方向からのアプローチによって詳細に解析することを目的としていた。そのためにまず、無麻酔下かつ無拘下の動物個体における行動発現時の青斑核ノルアドレナリン神経活動を検出する方法の独自開発を行った。ファイバーフォトメトリー法と呼ばれる神経活動記録法の独自開発を達成するために、まずは視床下部オレキシン神経特異的にG-CaMP6を発現させたマウスを用いて検討を行った。その結果、末梢へ侵害刺激を与えた際の、侵害刺激誘発オレキシン神経活動に伴うカルシウム応答を、G-CaMP6の蛍光変化により検出することに成功した。そこで、ドパミン-β-水酸化酵素(DBH)プロモータを用いてDBH神経細胞特異的にtTA(テトラサイクリントランスアクチベータ)を発現するDBH-tTAマウスの青斑核に、tTA依存的に遺伝学的カルシウム蛍光プローブ(G-CaMP6)を発現可能なAAVを感染させることで、青斑核ノルアドレナリン神経細胞にG-CaMP6を発現する動物を作成した。この動物を用いても、侵害刺激誘発ノルアドレナリン神経活動に伴うG-CaMP6蛍光変化を検出することに成功した。続いて、機能的役割を解明する目的で、DBH-tTAマウスをTetO ArchTマウスと交配させ、ノルアドレナリン神経特異的にArchTを発現させたマウスを作成した。この動物の青斑核へ光照射を行い神経活動を抑制したところ、心拍の減少が確認できた。本研究により、青斑核ノルアドレナリン神経活動が心拍といった自律応答へ影響を与えていることが明らかとなった。

平成28年度は、(2)光遺伝学を用いて青斑核NA神経の活動のみを任意のタイミングで調節するin vivo実験系の立ち上げを予定していたが、まずは研究代表者の異動により遅れていた(1)の続きを行う。(2)においては、すでに実験系の立ち上げは終了し、本実験系を使用してin vivo条件下において青班核ノルアドレナリン神経を光抑制することで、心拍数変化を誘導することに成功している。よって(2)の研究計画に関しては予定より少し進んでいるので、(1)の遅れをリカバーし、本実験計画を研究期間内に遂行することは、十分可能と考えている。神経科学
プライオメトリックスにより思春期後期の疾走能力を改善する実験型体育授業の展開

本研究の目的は,両脚同時型および片脚交互型プライオメトリックスにより思春期後期にある男子生徒の50m疾走能力が改善するのか明らかにすることであった.被験者は,両脚同時型(箱への跳び乗りとハードルジャンプ)および片脚交互型(ボックスバウンディングおよびバウンディング)の2つのグループに分類され,週1回の頻度で6週間のトレーニングを実施した.その結果,片脚交互型において30-40mおよび40-50m区間の疾走速度が有意に改善した.本研究の目的は,両脚同時型および片脚交互型プライオメトリックスにより思春期後期にある男子生徒の50m疾走能力が改善するのか明らかにすることであった.被験者は,両脚同時型(箱への跳び乗りとハードルジャンプ)および片脚交互型(ボックスバウンディングおよびバウンディング)の2つのグループに分類され,週1回の頻度で6週間のトレーニングを実施した.その結果,片脚交互型において30-40mおよび40-50m区間の疾走速度が有意に改善した.本研究では,高等専門学校に在籍する一年生を対象に,体育授業(陸上競技)を利用した両脚運動系と片脚運動系に分類したプライオメトリックスによる身体の適応変化を手がかりに,疾走能力に影響を及ぼす下肢の体力因子について考察する「実験型体育授業」の展開を考えた.平成20年度の予算執行時に陸上競技の単元が終了していたため,運動部に在籍する学生を対象に研究を行うことで,平成21年度の研究実施に向けた準備を進めた.被験者は,高等専門学校運動部に在籍する男子学生17名とした.プライオメトリックスは両脚運動系とし,高さ60cmの障害を連続して跳び越えるハードルジャンプ(10台×8本)と,高さ80cmの台に跳び乗る垂直跳(6台×8本)を週3回の頻度で8週間継続した.その結果,各種測定項目の平均値は以下の通り変化した,(1)最大脚伸展筋力(359.7kg→374.6kg),(2)垂直跳(52.1kg→51.1kg),(3)立幅跳(2.41m→2.43m),(4)立五段跳(12.36m→12.51m),(5)リバウンドジャンプ接地時間(0. 165sec→0.170sec), (6)リバウンドジャンプ滞空時間(0.606sec→0.603sec), (7)リバウンドジャンプパワー(69.7W/kg→67.7W/kg), (8)0m-10m疾走記録(2.24sec→2.24sec), (9)10m-20m疾走記録(132sec→1.31sec)(10)20m-30m疾走記録(1.22sec→120sec), (11)30m-40m疾走記録(1.20sec→1.17sec), (12)40m-50m疾走記録(1.21sec→1.17sec).現在,前述の被験者については,片脚運動系のプライオメトリックスが疾走能力に及ぼす影響について調査を進めている.また, 21年4月より当初予定の体育授業を利用したトレーニング研究に着手している.疾走能力は,形態的要因の発達速度が減少する思春期後期に停滞することが知られており,この年代の疾走能力を改善する体育授業を展開するには,疾走能力に関連する体力要因を向上させるトレーニングを導入する必要がある.本研究では,上方への両脚同時または前方への片脚交互ジャンプを複合反復するプライオメトリックトレーニング(以下,プライオメトリックス)で疾走能力が改善したという報告を参考に,39名の男子生徒に両脚同時(19名)または片脚交互(20名)のみのプライオメトリックスを体育授業で実施させ,50m疾走速度,垂直跳(CMJ),立幅跳(SLJ)および立五段跳(SFJ)の変化を明らかにする研究を立案した.そして,授業に参加する生徒が測定やトレーニングを実践し,測定項目の相互関係から疾走能力に関係するジャンプカの構造を考え,トレーニング効果がどのように疾走能力へ転移されるのか検討することで,体力を高めるトレーニング手段や導入手順を理解できるよう配慮した.本研究の結果,CMJがSLJに,SLJがSFJに,SFJが疾走能力に影響する階層構造が示された.また,トレーニング前後で,CMJは両群とも変化せず,SLJは両群とも増加し,SFJは片脚交互群のみ増加した.50m疾走速度は両群とも増加したが,10m区間疾走速度は20-30mから40-50m区間まで片脚交互群において増加した.これらのことから,疾走能力に関係する体力要因は,単純な動作で発揮される力が,複雑な動作で発揮される力へ影響していることや,プライオメトリックスにより前方への片脚交互ジャンプカを向上させると最大疾走局面の疾走能力が改善されること,が考えられた.本研究の授業評価は良好であり,自らが実践した結果を論理的に思考させる実験型体育授業を展開することは,受講する生徒が体力向上を図る方策を理解する上で有益な方法であったと思われる.
イネ・ミトコンドリアゲノム:全構造と発現・転写後調節様式の解明

イネ緑葉のミトコンドリアゲノムの全塩基配列を決定するため、すでに当研究室でクローニングしてあったイネ品種「日本晴」のミトコンドリアゲノム全体をカバーする54個からなるラムダクローンを用いて塩基配列を決定した。その結果、イネミトコンドリアゲノムの全長は490,520bpであり、ゲノム上にある遺伝子として、35個のタンパク質をコードする遺伝子、3個のリボソームRNA(5S,18S,26S)遺伝子、および18個の転移RNAの遺伝子が同定された。転移RNAでは発現していないのもあり、少なくとも7種類のアミノ酸に対応するtRNAはコードされておらず、それらのtRNAは細胞質から輸送されると考えられる。これらの結果は同じイネの葉緑体ゲノムに比べ、ミトコンドリアゲノムでは遺伝子密度が非常に低いことを示している。高等植物ではすでにアラビドプシスとテンサイでミトコンドリアゲノムの全塩基配列が決定されているが、本研究の結果は単子葉植物では初めての成果であり、もちろん主要穀類の作物で初めてである。イネ・ミトコンドリアゲノムに於けるエディティングについても調べた。植物ミトコンドリアゲノムにおいては、タンパク質をコードする遺伝子のmRNAの大半は、脱アミノアシル化(Deamination)機構を介した部位特異的な転写後修飾の一つである、RNAエディティングを受ける。450塩基以上をコードしうる全てのORF18個と、エディティングが調べられていない遺伝子の転写を、cDNAを用いたRT-PCR法によって解析した。その後、RNAエディティングサイトを調べるため、RT-PCRによって転写が確認されたORFに関しては、そのPCR産物を鋳型としたダイレクトシークエンスを行った。その結果22個の遺伝子に関しては、RT-PCRによって全て転写が確認でき、その大半でRNAエディティングが見られた。イネ緑葉のミトコンドリアゲノムの全塩基配列を決定し、遺伝情報を解読するため、当研究室ですでにクローニングしてあるイネ品種「日本晴」のミトコンドリアゲノム全体をカバーする54個からなるラムダクローンのミトコンドリアDNA挿入部の塩基配列を決定した。まずラムダファージDNAのアーム部分にプライマーを置き、long PCRで挿入部を増幅し、それらを音波処理で細分化し、プラスミドにクローニングした。その後shot gun方式でクローンの塩基配列をDNAシークエンサーで決定し、これをプログラム「LASERGENE,を用いてつなぎ合わせて、ラムダクローンの挿入部の塩基配列とした。その結果、イネミトコンドリアゲノムの全長は490,520bpであり、平均GC含量は43.8%であることが明らかになった。また、イネミトコンドリアゲノムには6カ所の大きなダイレクトリピートが認められ、それは全ミトコンドリアゲノムの26.8%(131.7kb)を占めていた。イネミトコンドリアゲノム上にある遺伝子は現在までに、35個のタンパク質をコードする遺伝子、3個のリボソームRNA(5S,18S,26S)遺伝子、および18個の転移RNAの遺伝子が同定されている。これは同じイネの葉緑体ゲノムに比べ、遺伝子密度が非常に低いことを示している。イネ緑葉のミトコンドリアゲノムの全塩基配列を決定し、遺伝情報を解読するため、すでにクローニングしてあったイネ品種「日本晴」のミトコンドリアゲノム全体をカバーする54個からなるラムダクローンのミトコンドリアDNA挿入部の塩基配列を決定した。その結果、イネミトコンドリアゲノムの全長は490,520bpであることが明らかになった。

また、同ゲノム上にある遺伝子は、35個のタンパク質をコードする遺伝子、3個のリボソームRNA(5S,18S,26S)遺伝子、および18個の転移RNAの遺伝子が同定されている。しかしこれ以外に450塩基以上のORFが18個見つかり、機能が未知の遺伝子である可能性がある。転移RNAについては発現していないのもあり、少なくとも7種類のアミノ酸(G、A、V、L、I、T、R)に対応するtRNAはイネミトコンドリアゲノム上にはコードされておらず、それらのtRNAは細胞質から輸送されてその欠失が補われていると考えられる。植物ミトコンドリアDNAにはミトコンドリアゲノム以外の外来DNA断片が多数存在することが知られている。イネにおいては17個の葉緑体ゲノム由来の配列が同定され、その長さは全体として22,593bpを占め、全ミトコンドリアゲノムの6.3%に相当した。これは、シロイヌナズナの約1%、テンサイの2.1%と比較して格段に大きいものであった。また核ゲノム配列と高い相同性を示す300bp以上の長さの配列が43個同定された。それらの配列は全体として48,060bpの長さになり、全ミトコンドリアゲノムのうち13.4%を占めていた。このうち6個は、ミトコンドリアゲノム特異的な配列を含んでおり、少なくこともこれらはミトコンドリアゲノムから核ゲノムヘ移行したと考えられる。イネ・ミトコンドリアゲノムに於けるエディティングについて調べた。植物ミトコンドリアゲノムにおいては、タンパク質をコードする遺伝子のmRNAの大半は、脱アミノアシル化(Deamination)機構を介した部位特異的な転写後修飾の一つである、RNAエディティングを受ける。それにより塩基置換が起こり、RNAレベルで遺伝情報が変化するのである。この現象はタンパク質のコード領域で頻繁に起こり、非コード領域ではほとんど起こらないことが分かっている。アラビドブシスミトコンドリアゲノムにおいては、全てのRNAエディティングサイトのうち97%はORFで同定された。従って、転写とともにRNAエディティングを調べることが、遺伝子発現解析においては非常に重要である。葉緑体ゲノム由来配列を除いたミトコンドリア配列において450塩基以上をコードしうる全てのORF18個と、これまでエディティングが調べられていないイネミトコンドリア遺伝子の転写を、逆転写酵素によってミトコンドリアRNAから生成したcDNAを用いたRT-PCR法によって解析した。その後、RNAエディティングサイトを調べるため、RT-PCRによって転写が確認されたORFに関しては、そのPCR産物を鋳型としたダイレクトシークエンスを行った。イネミトコンドリアにコードされる遺伝子のうち、そのエディティングサイトが調べられていないもの22個の遺伝子に関しては、RT-PCRによって全て転写が確認でき、その大半でRNAエディティングが見られた。この結果と、これまでに解析されているRNAエディティングの結果から、イネミトコンドリアゲノムにおいては、シチジン(C)からウリジン(U)への塩基配列の置換が見られるが、ウリジンからシチジンへの置換はないことが明らかとなった。
ナイキストパルスと線形な手法による時間レンズを用いた光シリアル－パラレル変換

本研究では、超広帯域システムのフロントエンドで帯域整合を行う光シリアルーパラレル変換のための新しい手法の創出を目的とし、“線形な"時間レンズを用いた独創的な方法の実現に挑戦した。一連の基本動作の実現を目指し、25 ps間隔の時間的に高密度なナイキストトリプルパルス列に10GHzの正弦波状の広帯域シリアル信号を重畳し、光シリアルーパラレル変換を介して、各パルスに重畳された振幅情報をRMS誤差5%以下の精度で並列に出力することに成功した。ナイキストパルス由来の高いスペクトル利用効率を担保した状態で、従来の非線形な手法の報告と比較して、低消費電力化を大きく低減できることを確認した。本研究では,帯域の異なる超広帯域システム間の境界において,帯域整合を行う光シリアルーパラレル変換のための新しい高密度な手法の創出を目的とし,新しい“多重化方式"と“時間レンズ"を利用した独創的な方法の実現に挑戦する.特に,本研究では,時間的に高密度なナイキストパルスの導入に挑戦することにより,低消費電力化とスペクトル利用効率に関して構成デバイスの物理的制限を受けていた従来の光シリアルーパラレル変換における性能限界の打破を試みる.今年度は,“線形な"時間レンズを用いたナイキストパルスの発生方法を実験的に確立するために,ナイキストパルスと時間レンズを介して理論的に変換が可能な新しい多重化方式であるフラクショナル光周波数分割多重方式(Fr-OFDM)からのナイキストパルス列の発生を試みた.本研究では,低消費電力化を念頭に“線形な"時間レンズとして光ファイバの伝搬現象を直接的に用いるために,実際の光ファイバの仕様(波長分散,偏波分散,損失,長さ等)によって発生するナイキストパルスの状態が大きく影響を受ける.そこで,計算機シミュレーションにより発生の様子を検証した.また,発生されるパルスの波形計測結果を適宜フィードバックしながらマルチキャリア生成用の波形整形器を精密に調整し,実際の光ファイバの仕様に整合した高密度なナイキストパルス列の生成を目指した.その結果,Fr-OFDMにおける三つのマルチキャリアが,時間レンズを介してトリプルナイキストパルス列への変換が可能であることを確認した.今年度は,“線形な"時間レンズを用いたナイキストパルスの発生方法を実験的に確立する事を目標に設定した.具体的には,ナイキストパルスと時間レンズを介して理論的に変換が可能な新しい多重化方式であるフラクショナル光周波数分割多重方式(Fr-OFDM)からのナイキストパルス列の発生を試みた.発生されるパルスの波形計測結果を適宜フィードバックしながらマルチキャリア生成用の波形整形器を精密に調整し,実際の光ファイバの仕様に整合した高密度なナイキストパルス列の生成を目指した結果,Fr-OFDMにおける三つのマルチキャリアが,時間レンズを介してトリプルナイキストパルス列への変換が可能であることを計画通り確認したため上記の評価とした.本研究では、帯域の異なる超広帯域システム間の境界において、帯域整合を行う光シリアルーパラレル変換のための新しい高密度な手法の創出を目的とし、新しい“多重化方式"と“時間レンズ"を利用した独創的な方法の実現に挑戦した。特に、本研究では、時間的に高密度なナイキストパルスの導入に挑戦することにより、低消費電力化とスペクトル利用効率に関して構成デバイスの物理的制限を受けていた従来の光シリアルーパラレル変換における性能限界の打破を試みた。初年度は、“線形な"時間レンズを用いたナイキストパルスの発生方法を実験的に確立するために、時間レンズを介して理論的にナイキストパルスとの変換が可能な新しい多重化方式であるFr-OFDMからのナイキストパルス列の発生を試みた。その結果、間隔の3つのFr-OFDMマルチチャネルから間隔の時間的に高密度なナイキストトリプルパルス列を生成することに成功した。最終年度は、初年度に実験的に確立したナイキストパルス列の新しい線形な発生方法に加え、逆の工程となるナイキストパルス列から各マルチキャリアへの並列変換方法を実験的に検討し、光シリアルーパラレル変換の一連の基本動作の実現を目指した。その結果、25 ps間隔の時間的に高密度なナイキストトリプルパルス列に正弦波状の広帯域シリアル信号を重畳し、光シリアルーパラレル変換を介して、各パルスに重畳された振幅情報をRMS誤差13%以下の精度で並列に出力することに成功した。ナイキストパルス由来の高いスペクトル利用効率を担保した状態で、従来の非線形な手法の報告と比較して、消費電力を大きく低減できることを確認した。本研究では,帯域の異なる超広帯域システム間の境界において,帯域整合を行う光シリアルーパラレル変換のための新しい高密度な手法の創出を目的とし,新しい“多重化方式"と“時間レンズ"を利用した独創的な方法の実現に挑戦する.

特に,本研究では,時間的に高密度なナイキストパルスの導入に挑戦することにより,低消費電力化とスペクトル利用効率に関して構成デバイスの物理的制限を受けていた従来の光シリアルーパラレル変換における性能限界の打破を試みる.今後は、得られたトリプルナイキストパルス列への変調信号の重畳を試み、さらに逆の時間レンズを介してFr-OFDMにおける各マルチキャリアに変換することによりシリアルーパラレル変換の一連の基本動作実証を試みる。光信号処理
ＭＲＩによる頭頸部病変のｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ及びｐｅｒｆｕｓｉｏｎの総合評価

dynamic撮影にコンパートメントモデル解析を行った。動脈入力関数は、位相画像を利用して算出し、平均化し用いた。臨床応用の結果、良性の多形腺腫は、造影剤の移行定数(Ktrans)が悪性腫瘍に比較し低い事、細胞外血管外腔の割合(ve)は、病変に特徴的で、多形腺腫がもっとも高く、悪性リンパ腫が最小であった。口腔扁平上皮癌症例では、N stageが進むとKtransが減少し、原発巣の低酸素状態と関連していると考えられた。スピンラベリング法では、小脳と比較して相対的血流量(rBF)を算出した。rBVとKtrans、vpとは強い相関を示したが、スピンラベリング法では描出できない病変も多かった。permeabilityの研究において、血漿中の造影剤濃度(動脈入力関数AIF)の算出が必要であるが、頸部では血流速の早さなどもあり、算出が困難であった。また臨床で使用される2ml/sの注入時における頸部でのAIFは、平均的な値の報告すらほとんどない状態であった。昨年度より、MRIの位相情報に注目し、ファントム実験を継続し、位相変化から得られる造影剤濃度と実際の濃度に高い相関がある事を証明した。本年は、57検査に対して左右内頸動脈(ICA)をAIF測定ポイントとした際のpermeabilityの各パラメーターの変動に関して評価した。左右のICAをAIFの計測点とし、AIFおよび薬物動態解析による病変部のパラメーターの算出を行った。AIFのpeak値およびpeakまでの時間(peak time)は、左右頸動脈を測定部位とした場合に、変動が少なかった。(RSM Cov: peak=0.063, peak time=0.014)。一方、蓄積する誤差のため、撮像後半の平衡相での変動は、左右内頸動脈で大きかった。このことを反映し、特にAIFの立ち上がりの部分に関わるKtrans(血漿から組織への移行係数)の変動は比較的小さいものの、平衡相のAIFが大きく関わるve(血管外細胞外腔の割合)は、変動が大きかった。現時点では、平均的なAIFを求め動脈入力関数とする事が望ましいと考えられたため、平均的AIFを算出したが、Parkerの報告(オムニスキャン3ml/sの高速注入)とWeinmannの報告(マグネビスト持続点滴血液サンプリング)の中間となり、妥当なものと考えられた。臨床的な応用として平均的AIFを用いて、術前放射線治療前後における耳下腺損傷の評価をおこなった。耳下腺の平均照射線量が増えるとve (血管外細胞外腔の割合)が増える事、すなわち腺細胞が減少する事が証明され、耳下腺の急性期放射線障害の評価に有効という結果であった。permeabilityの研究、特に動脈入力関数の研究をおこなった。permeability解析には、組織造影剤濃度の算出および血漿中の造影剤濃度の算出が必要である。ただし、血漿中の造影剤濃度の算出は、一般的なMagnitude imageでは、頭頸部領域では、流速が速いため、困難である。H24年度は、MRの位相イメージ(phase image)を活用を検討した。まず、流体ファントムをもちいて、造影剤濃度と位相差の検討をおこなった。ファントム実験としては、内径10mmのポアロンチューブに、定常流ポンプを用い、流量を調整し、水を循環させた。次にマグネビストを加え、濃度を0.21mMずつ増加させた。チューブと静磁場方向は垂直になるように設定した。撮像は、フィリップ社製1.5T MRIを用い、3D-T1FFE (TR/TE 6.1/4.6ms; FA,15°)にて撮像した。結果として、位相差と造影剤濃度には強い相関、高い直線性を示した。これは、造影剤濃度変化ΔCによる位相変化Δφの理論式Δφ= TE πγB0 χm ΔC (cos2θ-1/3)に従っている事が解明された。ただし、γ:proton gyromagnetic ratio, B0:静磁場強度, TE:エコー時間, χm:造影剤の分子磁化率, θ:静磁場と血管のなす角である。この結果をもちいて、臨床例において、顎顔面領域の腫瘤性病変のある27名を対象とし、頸動脈での動脈入力関数の算出をおこなった。体動、グラフの変動などより、5名が除外されたが、22名のデータは、比較的安定した変動をしめし、左右頸動脈での、動脈入力関数の相関はたかいものであった。本結果より、phase imageをつかった個人AIF,集団AIFの検出の算出が可能になり、permeabilityの解析の精度も向上すると考えられた。