hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複数自動車乗員連成系の斜衝突事故シミュレーションと人体内部構造の影響評価

人体の1/3ダミ-を試作し、衝突角度と速度を種々に変えた、ダミ-カート系の剛壁への斜衝突実験を行って得られたダミ-の斜衝突実験解結果と上述の理論による数値シミュレーションの結果を比較した結果、正面衝突及び一般の斜衝突のいずれの場合についても、シミュレーションの結果は実験結果と比較的よく一致し、本解析の有効性が明らかになった。以上の結果、上記の上体系シミュレーションシステムを拡張し、委員挙動シミュレーションはこのようなUpdated Lagrange法の手法によって、その応答特性が予測できるようになった。本研究ではこれまで事故時の各種衝突条件,即ち衝突角度や衝突相対速度などについて比較的簡単パラメータ解析が行える.複数車の斜衝突時の人体-車体連成系の衝突応答解析システムを構築した.その際車体は骨部材から成る多質点系でモデル化し,車体損傷時のエネルギー吸収特性は,これと等価なクラッシュ部材を相互の車体周辺に配置させて取扱い簡便化を計っている.また自体多関節系の動力学モデルについては,関節部に6自由度のバネ・ダンパ系を有する全体モデルを用い,特に重要な関節内部構造については,これとは別に,生体力学の筋骨格系解析モデルと解析システムを構築して,上記連成解析の結果得られる各関節部作用力や質点加速度の時刻歴をこれに与えて内部構造の各部筋肉の筋力予測が行えるシステムを構築した.解析システムの妥当性を評価するため,試験台車に,試作ドール(簡易内部構造付)を装着した斜衝突実験を各種の基本的条件で実施してシステムの有効性を検証している.これらの成果に基づいて今年度は以下に述べる一連の研究を実施し次の事を明らかにした.(1)自動車の車体サスペンション系,ステアリング系,アクセル・ブレーキ系,タイヤ系からなる3質点24自由度のマス・バネ系の動力学モデルの運動方程式をラグランジュ法により求めた.(2)これにブレーキ系,アクセル系およびハンドリング系など各種の操作系の動力学モデリングを行い,これらを組み合わせる事により自動車のドライビングや,衝突により生じる運動および動的応答特性が解析できるコンピュータ・シミュレーションシステムを構築した.(3)アクセル・ブレーキやハンドルの各種の操作により生じる自動車のドライビング・シミュレーションを行ってその有効性を明らかにした.(4)ブレーキ・アクセルとハンドルの連成操作や,自動車が,対抗車に衝突する場合の応答特性を解析できるようにした.(5)代表的な自動車教習所のテストコースの走行シミュレーションを行って,軌道計画と各種の操縦条件を与えて自動車のドライビング・シミュレーションを行い,その有効性を明らかにした.
グリア-ニューロン・クロストークに関与するATP/グルタミン酸放出性チャネル

アストロサイトはニューロンに構造的かつ機能的なサポートを与えると共に、他のアストロサイトやニューロンとの間に精巧なネットワークを構築して、双方向的に情報伝達を行っていることが明らかになってきた。このアストロサイトーニューロン間情報伝達には、両細胞から放出されるグルタミン酸などが重要な役割を果たしている。しかしながら、この放出路についての詳細は未だ不明である。本研究の目的は、その放出路を決定することにある。まず第1に、アストロサイトは炎症関連因子であるブラジキニンによる刺激によってグルタミン酸を放出することが知られているが、その放出メカニズムは不明であった。そこで、このグルタミン酸放出やマキシアニオンチャネルや容積感受性外向整流性(VSOR)アニオンチャネルの活性への種々のグルタミン酸放出候補路に対するブロッカーの影響をしらべた。その結果、マキシアニオンチャネルではなくVSORアニオンチャネルを介してグルタミン酸が放出されることが明らかとなった。次にニューロン・アストロサイト共培養系にCaイメージング法を適用し、ブラジキニン刺激によってアストロサイトからニューロンへ情報伝達されるかどうか、そのシグナルはグルタミン酸なのかATPなのか、その放出路は何なのかを検討した。その結果、ブラジキニン刺激によって(マキシアニオンチャネルではなく)VSORアニオンチャネルが活性化され、これを介して(ATPではなく)グルタミン酸が放出され、ニューロンのNMDAレセプターを刺激してCa^<2+>増がもたらされる、即ちCaシグナルの伝達がもたらされることが明らかになった。更に、アストロサイトにおけるブラジキニン刺激はB2レセプターを介すること、そしてその結果活性酵素種ROSの産成がもたらされてVSOR活性化を誘導することを明らかにした。このアストロサイト-ニューロン間情報伝達には、両細胞から放出されるグルタミン酸、ATPなどが重要な役割を果たしていることが知られている。しかしながら、これらの放出路の分子実体についての詳細は未だ不明である。本研究の目的は、それらの放出路を決定することである。平成18年度における本研究では、まず第1にアストロサイトの低酸素/虚血又は細胞腫脹刺激下でのATP放出の通路は、マキシアニオンチャネルであることを決定した。これまで他種細胞においてATP放出路として示唆されてきたエキソサイトーシス、ABCトランスポータ、ギャップジャンクション・ヘミチャネル、CFTRアニオンチャネル、マキシアニオンチャネル、VSORアニオンチャネルなどに対するブロッカーは低酸素/虚血刺激や低浸透圧性細胞腫脹刺激時におけるマウスアストロサイトからのATP放出に影響を全く与えなかった。一方、マキシアニオンチャネルのブロッカーはいずれの刺激によるATP放出をも著しく抑制した。また、マウスアストロサイトにこれらの刺激を与えると、ATP透過性を示すマキシアニオンチャネルが実際に活性化されることを明らかにした。
細胞死を引き起こすDNA二本鎖切断酵素遺伝子を標的とする化学療法剤の開発

マウス乳癌由来FM3A細胞にチミジル酸合成酵素阻害剤である制癌性ヌクレオシド5-fluorodeoxyuridine(FUdR)を作用させると、DNA合成の前駆体である細胞内dNTPプールに不均衡が生じた後、DNA二本鎖切断、及びそれに伴う細胞死が引き起こされることが観察された。そのDNA二本鎖切断はapoptosisの特徴であるnucleosome単位のladder状断片、及び100200kbpの特異的な長さの断片に細胞内DNAを切断した。この細胞死における形態学的変化をギムザ/ライトギムザ染色法によって調べたところ、apoptotic bodyを形成していることが観察された。また、FUdRを作用させた細胞をフローサイトメーターで解析すると、細胞内pHの酸性化した小さな細胞の出現、及び細胞死がS期の細胞に起きていることが観察された。酸性化した細胞をセルソーターで集め、細胞内DNA鎖切断を調べると酸性化した細胞の方が中性の細胞よりもDNA鎖切断が起きていた。以上のことから、この細胞死は細胞内pHの酸性化が関与しているapoptosisであると考えられた。さらに、我々はFUdRを作用させたFM3A細胞からendonucleaseの精製を行った。この酵素の分子量は約38kDa、至適pHは6であり、酵素活性の発現には二価金属イオンを要求せず、この酵素はZn^<++>によって著しく阻害され、二価金属イオン非依存的DNA二本鎖切断活性を有する新規のendonucleaseである事が分かった。
人工股関節置換術を受けた患者の日常生活情報提供アプリケーションの開発

先行研究にてWeb上で閲覧可能な人工股関節全置換術(Total Hip Arthroplasty,以下THA)を対象とした遠隔看護システムを開発してきた.しかし,利用にはインターネット通信が必須となり,施設によっては入院中は閲覧が難しい場合がある.そのため,入院中から情報提供が可能となるよう,一部の機能をインターネット接続なしで利用できるTHAを対象とした日常生活情報提供モバイルアプリケーションを構築を行った.構築したシステムを用いて,看護師を対象としたシステム評価を行った結果,良好な反応を得ることができた.本年度は,平成2426年度に開発したTHAを受けた患者を対する日常生活情報システムの有効性を検証することを目的とした.研究参加者はTHAを受けた患者28名で,iPad miniによるシステム使用後,Web Usability Scaleを用いたシステム評価を行った.平均年齢は65歳,タブレット端末やスマートフォンの使用経験がある者は15名で,所持人数15名であった.WUSの結果,7つの座標軸それぞれの平均点は,『好感度』『役立ち感』『内容の信頼性』『操作のわかりやすさ』『構成のわかりやすさ』『見やすさ』『反応性』ともに基準値より高値であった.『好感度』『内容の信頼性』『構成のわかりやすさ』『反応性』は基準値と比較すると有意に高かったが,『役立ち感』『操作のわかりやすさ』『見やすさ』は有意差を認めなかった.『役立ち感』については,様々な場面を想定した日常生活に関する情報を提供ができるよう,データベースの改善が必要であり,『操作のわかりやすさ』『見やすさ』は高齢者の認知機能に配慮した文字の大きさや色・画像,操作手順にするなど,インターフェースの改善が必要であることが明らかになった.計画では日常生活情報提供システムの有用性や役立ち度について検証することとしていたが、システムの有効性・効率性・満足度の検証することに変更した.この変更により,システムの改善点が明確になった.今年度は、日常生活情報提供アプリケーションを開発することを目的とし、まず、人工股関節全置換術を受けた患者に退院指導をしている看護師を対象として提供している情報とその工夫点についてグループインタビューを行った。その結果を参考にし、データベースとアルゴリズムの作成を行い、タブレット端末で閲覧可能なアプリケーションを作成した。コンテンツは、人工股関節全置換術の説明、左右別の日常生活情報、ご家族向け情報、リハビリ施設情報、掲示板とした。グループインタビューの結果、文献での情報だけでなく、それぞれの患者の生活に近い情報を提供していたことから、アプリケーションでは、人工股関節置換術の説明と日常生活情報については、看護師をはじめとしたスタッフが患者に合わせて選択できるようにし、より個別性を重視した患者にとって必要な情報を提供できるように構築した。また、日常生活情報に関しては、画像や動画を用いて情報提供しているが、左股関節手術と右股関節手術では、日常生活動作の手順が異なるため、左右別の情報提供を行うように構築した。リハビリ施設情報と掲示板については、研究者が開発した既存のシステムを継続利用した。リハビリ施設情報は、Googlemapを用いて人工股関節全置換術のリハビリテーションを行っている施設の場所や情報の提供を行っており、現在近畿圏内の病院の情報を提供している。今後も継続して施設情報を増やしていく予定である。今年度の目的どおり、アプリケーションの開発を行ったため、概ね順調に進展していると言える。平成28年度に作成した日常生活情報提供アプリケーションの信頼性、有用性、使いやすさについて検証するため、整形外科経験のある看護師を対象としてシステム評価を行った。方法は、対象者にタブレット端末を1週間貸し出し、タブレット端末内の日常生活情報提供アプリケーションを自由に閲覧してもらった後、質問紙調査を行った。システム評価内容は、トップページと各コンテンツの信頼性、有用性、使いやすさについて、「そう思う(5点)」、「どちらかと言えばそう思う(4点)」、「どちらでもない(3点)」、「どちらかと言えばそう思わない(2点)」、「そう思わない(1点)」で点数をつけた。また、「どちらかと言えばそう思わない」「そう思わない」の回答した質問について、具体的な内容について自由記述を求めた。その結果、平均点は4.0点であった。それぞれのコンテンツ別の平均点は、トップ画面は4.2点、選択機能は3.5点、人工股関節置換術については4.0点、日常生活情報は3.7点、家族への情報は4.5点であった。自由記述については、画面遷移についての問題や、選択一覧がわかりにくい、選択機能のボタンの使い方がわかりにくい、選択項目が多い、などの意見があった。平均点が4.0点、コンテンツの平均点は3.54.2点であるため、良好な反応が得られたと考える。しかし、点数が一番低値であった選択機能については、自由記述を元に改善する必要がある。先行研究にてWeb上で閲覧可能な人工股関節全置換術(Total Hip Arthroplasty,以下THA)を対象とした遠隔看護システムを開発してきた.しかし,利用にはインターネット通信が必須となり,施設によっては入院中は閲覧が難しい場合がある.そのため,入院中から情報提供が可能となるよう,一部の機能をインターネット接続なしで利用できるTHAを対象とした日常生活情報提供モバイルアプリケーションを構築を行った.構築したシステムを用いて,看護師を対象としたシステム評価を行った結果,良好な反応を得ることができた.今年度の調査結果から,データベース内容の不足や高齢者へのインターフェースに関する配慮方法などについて明らかとなったため,これらのことに配慮しながら,計画通り,日常生活情報提供アプリケーションの開発を行う.

平成29年度は、平成28年度に開発した日常生活情報提供アプリケーションの試用実験による評価を実施する予定である。対象は看護師及び患者とする。その結果をもとにアプリケーションの問題点を抽出し、修正を行い、システムの改善をはかる予定である。看護情報学当該年度にタブレット端末を多数購入予定であったが、計画変更に伴って現在所持しているタブレット端末で研究を進めることができたため、次年度使用額が生じた。本研究はタブレット端末を使用するが、病院の入院患者の負担を軽減するため、貸出を予定している。15台を予定していたが、価格が上がったことと、約20台購入するため、次年度使用額が生じた。今後の研究の方向性として、入院中の患者にタブレット端末を用いて使用してもらうため、病院で多数のタブレット端末の保管・充電が必要となる。病院でのタブレット端末保管スペース限られているため、整理整頓ができるよう、タブレット端末を充電・保管できるキャビネットの購入費に充てる予定である。今後の研究の方向性として、できるだけ多くの入院中患者にタブレット端末を用いてシステムを利用してもらう予定である。
中部山岳地におけるトウヒ類さび病菌の生活環と発生生態に関する研究

中部山岳地のトウヒ属植物に寄生するさび病について,それらの発生生態や分布を広範な調査によって明らかにするとともに,病原菌についての分類学的検討,接種実験による生活環の解明ならびに病原菌個体群の遺伝解析を行った.その結果,ヤツガタケトウヒとヒメマツハダに同種寄生種のChrysomyxa abietis,トウヒに異種寄生種のC.succineaの発生をそれぞれ認めた.さらに本研究によって初めてハリモミにさび病の発生を認め,接種実験ならびに分類学的検討により同菌がミツバツツジ類を冬胞子世代宿主とする異種寄生性のChrysomyxa属さび菌の新種であることを明らかにした.また,中部山岳地のトウヒおよびハクサンシャクナゲに広く発生が見られたC.succineaについて,発生生態が異なる個体群を用いてリボソームDNA IGS領域を指標としてPCR-RFLP解析を行ったところ,供試菌個体間で多型が認められた.異種寄生型生活環を有する八ヶ岳,富士山三合目,富士山御殿庭の個体群ではいずれも遺伝的変異が多数認められたのに対して,同種寄生型生活環を有する富士山五合目,富士山御庭の個体群ではすべての個体が同一のバンドパターンを生じ,さらにそのバンドパターンは異種寄生型生活環を有する個体群にみられるものとは異なっていた.したがって,中部山岳地のC.succineaには生活環の異なる個体群が存在し,さらにこれらの個体群は遺伝的にも分化を生じていることが明らかとなった.中部山岳地のトウヒ属植物に寄生するさび病について,それらの発生生態や分布を広範な調査によって明らかにするとともに,病原菌についての分類学的検討,接種実験による生活環の解明ならびに病原菌個体群の遺伝解析を行った.その結果,ヤツガタケトウヒとヒメマツハダに同種寄生種のChrysomyxa abietis,トウヒに異種寄生種のC.succineaの発生をそれぞれ認めた.さらに本研究によって初めてハリモミにさび病の発生を認め,接種実験ならびに分類学的検討により同菌がミツバツツジ類を冬胞子世代宿主とする異種寄生性のChrysomyxa属さび菌の新種であることを明らかにした.また,中部山岳地のトウヒおよびハクサンシャクナゲに広く発生が見られたC.succineaについて,発生生態が異なる個体群を用いてリボソームDNA IGS領域を指標としてPCR-RFLP解析を行ったところ,供試菌個体間で多型が認められた.異種寄生型生活環を有する八ヶ岳,富士山三合目,富士山御殿庭の個体群ではいずれも遺伝的変異が多数認められたのに対して,同種寄生型生活環を有する富士山五合目,富士山御庭の個体群ではすべての個体が同一のバンドパターンを生じ,さらにそのバンドパターンは異種寄生型生活環を有する個体群にみられるものとは異なっていた.したがって,中部山岳地のC.succineaには生活環の異なる個体群が存在し,さらにこれらの個体群は遺伝的にも分化を生じていることが明らかとなった.中部山岳地におけるトウヒ類さび病の調査の結果、八ヶ岳、南アルプス、富士山においてトウヒとハクサンシャクナゲ上にChrysomyxa succinea、八ヶ岳のヒメマツハダ上にC.abietis、さらに南アルプス南部と山梨県山中湖村のハリモミとミツバツツジ上にChrysomyxa属菌とみられるさび病の発生がそれぞれ認められ、したがって3種のChrysomyxa属菌によるさび病がこの地域に発生していることが明らかとなった。八ヶ岳と富士山でのC.succineaの発生生態についての経時的観察では、八ヶ岳の発生地においてトウヒ上に精子・さび胞子世代とハクサンシャクナゲ上に冬胞子世代を認めたのに対して、富士山の発生地においてはトウヒ上に精子・さび胞子世代とハクサンシャクナゲ上には夏胞子世代のみが認められ、さらに精子・さび胞子世代の発生地と夏胞子世代の発生地は異なっており、距離的にも離れていた。このことから八ヶ岳と富士山でC.succineaの発生生態が異なっており、それぞれ異なる生活環を有することが示唆された。ハリモミ上のさび病菌はその形態においてC.succineaやC.abietisとは明らかに異なり、また発生状況からミツバツツジ上のChrysomyxa属菌冬胞子世代との同根関係が示唆された。さらにハリモミ上のさび胞子とミツバツツジ上の冬胞子についてリボソームDNAのシークエンス解析を行ったところ、その塩基配列データはきわめて高い相同性を示した。ミツバツツジ上のChrysomyxa属菌の発生はこれまで報告がなく、さび胞子世代と冬胞子世代のいずれの形態もChrysomyxa属既知種のそれらとは異なっていたことから、同菌は未記載種と考えられた。中部山岳地のトウヒさび病菌およびハクサンシャクナゲさび病菌を用いてシャクナゲ類およびトウヒ類への接種実験を行った。その結果、八ヶ岳と富士山のトウヒさび病菌さび胞子はハクサンシャクナゲに対して寄生性を示し、冬胞子を形成した。また、八ヶ岳と南アルプスのハクサンシャクナゲさび病菌冬胞子はトウヒに対して寄生性を示し、さび胞子を形成した。リボソームDNAのITS領域ならびにD1/D2領域のシークエンス解析では、トウヒさび病菌さび胞子およびハクサンシャクナゲさび病菌の夏胞子、冬胞子はきわめて高い相同性を示した。一方、IGS領域のRFLP解析ではトウヒさび病菌さび胞子とハクサンシャクナゲさび病菌冬胞子はいずれも高い遺伝的変異を示したのに対して、富士山のハクサンシャクナゲさび病菌夏

胞子では遺伝的変異が認められず、バンドパターンもさび胞子や冬胞子でみられたものとは異なっていた。これらのことから、トウヒさび病菌とハクサンシャクナゲさび病菌冬胞子世代の同根関係が明らかになったが、富士山の一部で認められたハクサンシャクナゲさび病菌の夏胞子世代はトウヒへの宿主交代を経ずにハクサンシャクナゲ上での無性生活環を繰り返していることが示唆された。富士山と南アルプスで発生したハリモミさび病菌のさび胞子とミツバツツジさび病菌の冬胞子は、ツツジ・シャクナゲ類やトウヒ類への広範な相互接種実験からその寄生性と生活環が明らかになった。さらにリボソームDNAのITS領域ならびにD1/D2領域の塩基配列データにおいて、これらのさび胞子と冬胞子はきわめて高い相同性を示したが、トウヒ類やツツジ・シャクナゲ類に発生が知られているさび病菌既知種とは明らかに異なっていた。これらのことから、同菌はハリモミに精子・さび胞子世代を生じ、ミツバツツジに冬胞子世代のみを形成するChrysomyxa属菌の未記載種と考えられた。これまでの調査研究の結果から生活環が異なることが明らかになった富士山と八ヶ岳のChrysomyxa succineaについて発生地ごとに病原菌試料を多数サンプリングし、病原菌個体群の遺伝解析を行った。その結果、すべての供試菌はリボソームDNA ITS領域とD1/D2領域のいずれの塩基配列においてもきわめて高い相同性を示した。一方、IGS領域のPCR-RFLP解析では供試菌間で多型が認められ、異種寄生型生活環を送る八ヶ岳、富士山三合目、御殿庭の個体群では病原菌個体間で遺伝的変異が認められたのに対して、同種寄生型生活環を送る富士山御庭と五合目の個体群では遺伝的変異が認められず、同一のバンドパターンを示した。さらにそのバンドパターンは異種寄生型生活環を有する病原菌個体群においてみられるものとは異なっていた。これらの遺伝子解析の結果は、発生生態や接種実験結果とよく一致しており、中部山岳地に分布するC.succineaはトウヒ上で精子・さび胞子世代、シャクナゲ上で冬胞子世代を生じる異種寄生型生活環を有する個体群と、シャクナゲ上で夏胞子世代のみを繰り返す同種寄生型生活環を有する個体群に分化していることが明らかとなった。また、中部山岳地で採集したトウヒ類さび病菌の多数の供試菌を用いたリボソームDNAのシーケンシング解析によりトウヒ類さび病菌の種間の系統関係を明らかにし、トウヒ、ハリモミ、ヤツガタケトウヒ・ヒメマツハダの各トウヒ属植物への寄生性分化ならびに生活環の分化がさび病菌の種分化に大きく関わっていることが示唆された。以上の研究成果は、現在Mycoscience誌および日本菌学会会報に投稿準備中である。
カルシウムシグナルによる細胞質分裂制御機構の解明

高等生物に極めて近い細胞内情報伝達経路を有する分裂酵母モデル生物を用いて、カルシウムシグナル伝達経路による細胞周期制御機構を解析した。特にカルシウム依存性に活性化されるカルシニューリン、およびProtein Kinase C, MAPキナーゼなどを中心に解析を行った。カルシニューリンの特異的阻害薬であるFK506に対して感受性を示す変異体を取得した。これらの変異体は<細胞増殖に対してカルシニューリン活性が必須である>ことからこれらの変異体の原因遺伝子を同定することで、カルシニューリン経路と密接に関連する遺伝子が同定できると考えられる。現在までにこれらの変異体の原因遺伝子として、細胞内輸送に関与する低分子量Gタンパク質Rab11のホモログ,Ypt6のホモログ、クラスリンアダプター複合体のμ1サブユニットApm1、などを同定してきた。さらに、これらのタンパク質は細胞内輸送におけるゴルジ・エンドゾームから細胞膜へ至る分泌の過程を制御することによってカルシニューリンと共同的に細胞質分裂に関与することを報告した。また、Protein Kinase C経路において機能する分子を同定した結果、細胞質分裂に関与するセプチンを同定した。セプチンノックアウト細胞は細胞質分裂の異常を示し、細胞の成長端やmedial regionに局在するが、これらの局在がProtein kinase Cをノックアウトすることで異常になること、さらに、Protein Kinase Cとセプチンが複合体を形成することも見出した。またセプチンのPKCコンセンサス配列に変異を入れるとセプチンの機能低下が起こることを証明した。これらの結果から、セプチンはProtein kinase C経路において細胞質分裂をコントロールしている可能性が示唆された。分裂酵母は動物細胞タイプの細胞分裂を示すことから、細胞周期のメカニズムを分子遺伝学的手法により明らかにすることのできる、優れたモデル生物である。我々はタンパク質脱リン酸化酵素であるカルシニューリンのノックアウト細胞が著しい細胞質分裂の異常を示すことに着目し、カルシニューリンノックアウトと合成致死を示す変異体を取得してきた。またこれらの変異体の原因遺伝子として低分子量Gタンパク質であるRab/Ypt3,イノシトールリン脂質代謝に関わるPI4P5K,細胞質分裂に重要なType IIミオシンであるMyo3、細胞分裂に必須なリン酸化酵素であるCdc7などを同定してきた。さらに高等生物のERKのホモログであるPmk1MAPKも細胞質分裂に重要な働きをすることを明らかにし、Pmk1経路において機能する分子の同定を進めている。本年度は新たにカルシニューリン経路において機能するmu adaptinがGolgiにおける細胞内輸送を制御することを明らかとしたが、mu adaptinのノックアウト細胞が細胞質分裂の異常を示すこと、Apm1-GFPがspindle pole bodyに局在することを示した。これらの結果は細胞内輸送と細胞周期という二つの極めて重要な生命現象が機能的に関連する可能性を示唆している。また、Pmk1 MAPK-PKC経路において機能すると考えられる因子として細胞質分裂に必須な因子であるセプチンを同定し、ノックアウト細胞およびGFP融合タンパク質の作製により細胞内局在を明らかにした。またセプチンとPKCあるいはPmk1ノックアウトとのダブルノックアウト細胞を作製し、表現型を解析した。その結果セプチンとこれらのシグナル伝達経路の間に遺伝学的かつ機能的関係があることを示唆する結果が得られた。
地区計画等における裁量的判断を要する基準の運用過程の分析と実効性の評価

本研究では、地区計画の運用実態を把握し、その実効性と課題を明らかにすることを目的として、以下の調査・分析を行った。1.昨年度実施した地区計画を策定している全国自治体へのアンケート調査の追加分析を行い、今後の地区計画の活用意向に関して、地区計画を積極的に活用していきたい自治体が6割以上を占めていること、活用の対象としては住宅地が主体となることが明らかになった。2.地区計画策定のきっかけとしては、行政の主導に替わって住民からの要望が増えつつある。しかしながら、住民のまちづくりの発意を都市計画決定ができるだけのレベルに高めるには、法令で用意されている都市計画提案制度だけでは地区計画策定の支援制度としては不十分であることが分かった。合意形成の促進や合意確認のための諸手続き(登記簿の収集や確認)、都市計画決定に必要な図書作成等の事務手続き補助のための専門家派遣など、地区計画策定までの様々な段階に応じたきめ細かな支援が必要であることが明らかになった。3.住民発意のまちづくりでは、地域がもとめるまちづくりの質・レベルが、法定都市計画である地区計画で索敵できる内容に留まらないことがしばしば生じている。その場合、地区計画と関連諸制度(まちづくり協定や建築協定など)の連携が重要な鍵となる。地区計画の策定及び運用実績の多い横浜市では、地元との連携によって、より質の高い開発を規制誘導している地区もあり、このような制度連携が有効であるとの示唆を得た。1.地区計画を策定している全国の自治体に対してアンケート調査を行い、策定されている地区計画のタイプや規制内容、運用上の課題、変更状況、今後の活用可能性を把握した。これによると、住宅地系地区計画が7割近くを占め、今後の活用対象としても、主として住宅地が想定されていること、行政主導の策定が主流であること、裁量的判断を要する項目(形態・意匠等)の運用に問題が生じやすいことなどが明らかになった。2.地区計画の策定及び運用実績の多い横浜市において地区計画と他制度(まちづくり協定等)を併用している戸建住宅地を対象として、関係者ヒアリングを実施し、各種制度の連携の仕組みや規制項目・基準を比較するとともに、現地踏査や運用実績の詳細分析を行って、制度連携による環境整備の効果と課題を分析した。裁量的判断を要する項目の審査を地元にゆだねることで、より質の高い開発を規制誘導している地区もあり、制度連携が有効であるとの示唆を得た。3.地区計画策定から一定期間が経過し、地区や社会経済状況が変化する中で、計画内容の変更を検討・実施した地区について、自治体へのヒアリング調査及び現地踏査を行い、地区計画変更の実態と課題を整理した。地区計画変更の多くは、関連法制の改正やベースの用途地域等の変更に合わせた仕組み上の変更であり、地区の市街地整備目標やニーズ自体の変化を受けた見直しはさほど多くないこと、社会環境変化を受けた見直しでは、マンション建設やミニ戸建などをきっかけとした環境維持のための規制強化型と、建替えや増改築の必要性から生じる住宅二ーズに合わせた規制緩和型、居住者の高齢化などに伴う新たな地区施設ニーズを受け入れるための規制緩和型の3タイプが存在していることが明らかになった。
脳梗塞モデルにおける中枢性AT_2受容体の機能解析と虚血性障害予防の試み

AT1a受容体欠損(AT1aKO)マウスおよびAT2受容体欠損(AT2KO)マウスに中大脳動脈を閉塞し脳虚血障害モデルを作成、術後24時間目に、虚血領域、中大脳動脈支配域周辺部における血流低下の程度、superoxide産生はAT1aKOマウスにおいて野性型マウスより有意に減少していたが、AT2KOマウスにおいては逆に増強していた。さらに対照マウスにAT1受容体プロッカーであるValsartan(1.03.0mg/kg/day)をあらかじめ10日間投与しておくと、血圧の変化に影響することなく、閉塞術後の脳虚血域、脳表層血流の変化、虚血部位におけるsuperoxide産生の変化が有意に抑制されたが、これらの作用はAT2KOマウスでは減弱していた。以上の実験結果は、虚血性脳障害においてAT1a受容体がそれを増強する作用を有しており、これに対してAT2受容体は拮抗的に働くことを示唆している。以上の結果は、Circulation,110,843-848,2004に報告している。次に、電撃回避試験により中大脳動脈閉塞後の認知・学習能の変化の検討したところ、AT2KOでは回避能力の顕著な低下が認められた。野生型マウスの梗塞領域では神経分化因子であるMMS2のmRNA発現が増加を認めるが、AT2KOマウスではMMS2の発現増加は認められなかった。培養ラット神経細胞では、アンジオテンシンII刺激によりMMS2の発現は亢進し、AT2受容体ブロッカー、PD123319の同時投与ではその作用が阻害された。MMS2をRNAiでノックダウンすると神経突起の伸長が有意に抑制されることにより、MMS2が神経分化に重要であることが示唆された。以上の結果より、AT2受容体からのシグナルは神経細胞分化促進や認知機能障害の抑制に効果的に働いている可能性が示唆され、現在詳細について検討を進めている。シリコンを先端に塗布したフィラメントをマウスの頸動脈より導入して中大脳動脈を閉塞することにより脳虚血障害を作成し、このモデルをAT1a受容体遺伝子欠損(AT1aKO)マウスおよびAT2受容体遺伝子欠損(AT2KO)マウスに施行した。中大脳動脈閉塞術後24時間目に虚血領域を測定すると、虚血領域はAT1aKOマウスにおいて対照群より有意に減少していたが、AT2KOマウスにおいては逆に増強していた。AT1aKOマウスにおいては神経障害の指標である神経学的スコアも対照群に比して軽減しており、術後の死亡率も低かった。これらの変化もAT2KOマウスにおいては対照群よりも増強していた。中大脳動脈閉塞前後の脳表層血流変化を調べると、中大脳動脈支配域周辺部における術後の血流低下の程度がAT1aKOマウスにおいては抑制されており、AT2KOマウスにおいては逆に増強していることが判明した。これに加えて、superoxide産生をdihydroethidiumによって組織化学的に検出すると、脳虚血部位においてその産生が増加していたが、この変化はAT1aKOマウスにおいて減弱しており、AT2KOマウスでは増強していた。さらに対照マウスにAT1受容体ブロッカーであるValsartan(1.03.0mg/kg/day)をあらかじめ10日間投与しておくと、血圧の変化に影響することなく、閉塞術後の脳虚血域、脳表層血流の変化、虚血部位におけるsuperoxide産生の変化が有意に抑制されたが、これらの作用はAT2KOマウスでは減弱していた。以上の結果は、Circulation,110,843-848,2004に報告しております。

以上の結果より、AT2受容体からのシグナルは神経細胞分化促進や認知機能障害の抑制に効果的に働いている可能性が示唆され、現在詳細について検討を進めている。
翻訳後修飾としてのチロシン-O-硫酸化の機能解明(タンパク質の分泌および選別輸送機構におけるチロシン-O-硫酸化の役割)

生体内での硫酸化反応が発明されて以来、その役割は生体に取り込まれた薬物や異物の解毒代謝反応とみなされてきた。本硫酸化反応は食品や含硫アミノ酸の分解物由来の無機硫酸がATPと酵素反応して活性硫酸となり硫酸転移酵素によって行われる。現在までに、タンパク質の硫酸化には、チロシン残基のみ報告されている。本年度の研究では、タンパク質に特有な硫酸化されたチロシン残基に特異的結合性を持つ分子量175kの膜結合性糖タンパク質硫酸化チロシンレセプター(TyrSR)をイヌ肝臓より精製し、補体成分C3とのホモロジー、特異性及び交差性について検討した。イヌ肝臓を材料として、ホモジナイズと遠心分離を繰り返し、ミクロソーム膜画分を得た。それを界面活性剤により可溶化し、内在性膜タンパク質(含TyrSR)を得た。その後、硫酸化チロシンをリガンドとしたAffi-Gel-10により精製した。次に、イヌ血清中より補体成分C3の精製を行った。精製したTyrSRとC3の硫酸化チロシンへの結合特異性をバッチ法により確認し、さらに、それぞれに対する抗血清を用いてウエスタンブロッティング法及びELISA法によって交差性を検討した。イヌ硫酸化チロシンレセプターはSDS-PAGEを行うと、ウシ硫酸化チロシンレセプターと同じ分子量175180kの位置にバンドが見られたが、ウシ硫酸化チロシンレセプターとは少し異なり、2本のバンドが確認された。アミノ酸配列はm-RNAの塩基配列より決定した。ウシ硫酸化チロシンレセプターは、マウス及びラットの補体成分C3やヒトの補体成分C3に対して、どのペプチドも70%以上の非常に高いホモロジーを示した。結合特異性については、補体成分C3も硫酸化チロシンSepharoseに結合した。各種抗血清によりウエスタンブロッティング法及びELISA法による交差性について検討したところ、TyrSRと補体成分C3の交差性が見られ同一性が示唆された。タンパク質やポリペプチドは、ポリソームから離れたあと、種々の形でいわゆる翻訳後修飾(Post-translational modification)をうける。タンパク質の翻訳後の修飾の一つであるチロシン硫酸化の機能意義はまだ不明なところが多く、その解明は極めて重要である。今回の研究では、タンパク質のチロシン硫酸化が細胞内の輸送機構とくに分泌に極めて重要に関与していることから、Sorting(選別輸送)のシグナルの可能性があるので、ゴルジ体から細胞外への分泌機構解明を目的に研究した。今年度はゴルジ体中の硫酸化チロシンタンパク質に特異的に結合するBinding proteinの分離精製および諸性質を明らかにすること目的とした。硫酸化チロシンタンパク質Binding proteinの分離・精製は牛肝臓のミクロゾーム画分からショ糖密度勾配超遠心分離し、その界面(0.8/1.0モル)からゴルジ体を分離し、次に1%Triton X-100処理を行い、可溶性画分から行った。この画分を硫酸化チロシンセファロース、DEAE-セファロース、ヒドロキシアパタイトおよび硫酸化チロシンセファロースで精製した。その結果、175Kのタンパク質が精製できた。ConA-セファロースに結合することから、糖タンパク質であることが判明した。また、硫酸化チロシンセファロースとこのタンパク質との結合に関するpHの影響を検討した結果、pH6.0以上では強い結合を示したが、pH5.5以下では解離した。

このことから、分泌小胞内で解離することが予想される。現在、このタンパク質のN端アミノ酸配列を決定している。また、モノクローナル抗体も作製している。翻訳後修飾としてのチロシン硫酸化の機能解明のため、今年度の研究では、タンパク質のチロシン硫酸化が細胞内の輸送機構とくに分泌に極めて重要に関与していることから、Sorting(選別輸送)のシグナルの可能性があるので、ゴルジ体から細胞外への分泌機構解明を目的に研究した。そのために、申請者等がはじめて見出したゴルジ体中の硫酸化チロシンタンパク質に特異的に結合する結合タンパク質の諸性質を明らかにし、またそれらのモノクローナル抗体の作製を行った。そして硫酸化チロシンタンパク質とそれらの相互作用を明らかにすることを試みた。硫酸化チロシンタンパク質Binding proteinの分離・精製は牛肝臓のミクロゾーム画分からショ糖密度勾配超遠心分離し、その界面(0.8/1.0モル)からゴルジ体を分離し、次に1%Triton X-100処理を行い、可溶性画分から行った。この画分を硫酸化チロシンセファロース、DEAE-セファロース、ヒドロキシアパタイトまた硫酸化チロシンセファロースで精製した。次に、硫酸化チロシンタンパク質に特異的に結合するBinding proteinの諸性質を明らかにするために、このタンパク質は硫酸化チロシンのみを認識するかどうか、硫酸化(例えばフィブリノーゲン)または非硫酸化チロシンタンパク質(例えばアルブミン)を用いてその結合特異性を調べた。また、in vivoにおいて本タンパク質とその硫酸化チロシンタンパク質との複合体が存在するか検討したその結果、本タンパク質は硫酸化チロシンタンパク質のみを認識した。また、in vivoにおいてそれらの複合体を確認することができた。これらのことから、タンパク質のチロシン硫酸化は、タンパク質のゴルジ体から細胞外へのレセプターを介した分泌のためのシグナルであることが強く示唆された。生体内での硫酸化反応が発見されて以来、その役割は生体に取り込まれた薬物や異物の解毒代謝反応とみなされてきた。本硫酸化反応は食品や含硫アミノ酸の分解物由来の無機硫酸がATPと酸素反応して活性硫酸となり硫酸転移酵素によって行われる。現在までに、タンパク質の硫酸化には、チロシン残基のみ報告されている。本年度の研究では、タンパク質に特有な硫酸化されたチロシン残基に特異的結合性を持つ分子量175kの膜結合性糖タンパク質硫酸化チロシンレセプター(TyrSR)をイヌ肝臓より精製し、補体成分C3とホモロジー、特異性及び交差性について検討した。イヌ肝臓を材料として、ホモジナイズと遠心分離を繰り返し、ミクロソーム膜画分を得た。それを界面活性剤により可溶化し、内在性膜タンパク質(含TyrSR)を得た。その後、硫酸化チロシンをリガンドとしたAffi-Gel-10により精製した。次に、イヌ血清中より補体成分C3の精製を行った。精製したTyrSRとC3の硫酸化チロシンへの結合特異性をバッチ法により確認し、さらに、それぞれに対する抗血清を用いてウエスタンブロッティング法及びELISA法によって交差性を検討した。イヌ硫酸化
馬鈴薯収穫機械における馬鈴薯と土塊の高精度選別システムの開発

馬鈴薯と土塊を自動選別するシステム開発を研究目的とした。マシンビジョンとして, RGBカラーCCDデジタルカメラ,ハイパースペクトルカメラ,紫外線カメラの3つを供試した。その結果,紫外線画像が最適と結論付けられた。動画像対応の画像処理プログラムを開発し,馬鈴薯の搬送コンベアシステムを製作した。コンベアの上方に紫外線カメラを設置し,コンベア終端に自動選別機構を装備させた。カメラで撮影した画像情報に基づき馬鈴薯と土塊を識別し,自動選別する。開発したシステムは,ほぼ100%に近い正答率で,馬鈴薯と土塊を選別してコンテナに入れる性能を持つことを確認した。北海道の馬鈴薯収穫は,ポテトハーベスターによる機械化が達成されている。しかし,実際には,ポテトハーベスターの選別コンベア上で人手による馬鈴薯正品と損傷品等や土塊との選別が行われている。本研究の目的は,選別コンベア上の土塊を画像処理技術により馬鈴薯と識別し,高精度に分離できるシステムの開発である。平成18年度は,主としてマシンビジョンを利用した馬鈴薯と土塊の識別について研究を行った。(1)カラーCCDカメラ,ハイパースペクトルカメラ,紫外線カメラの3種類のマシンビジョンシステムを利用した馬鈴薯と土塊の識別について検討した(黒色紙を背景として使用)。RGBカラー画像を用いた場合,馬鈴薯が湿っている色の濃い状態では約90%の精度で,馬鈴薯と土塊を識別できた。しかし,表面が乾いて白っぽく見える状態では60%まで識別精度は低下した。ただし,カラーCCDカメラを使用した場合,腐れイモあるいは青イモを認識できる可能性が示された。ハイパースペクトル画像では,馬鈴薯が土中から掘り起こされた直後のように湿った色をしている場合,約99%の精度で識別できた。この時,光源の影響はほとんどなかった。ハイパースペクトル画像解析から,馬鈴薯と土塊の識別のためには,540nmと760nmの2つの波長バンドの組み合わせが有効であると分かった。紫外線画像では,300420nmのグレースケール画像に対して輝度レベル80の一定値で馬鈴薯と土塊を識別することができた。画像処理アルゴリズムという観点からは,紫外線画像を使うことが最も簡便であると結論付けられた。(2)画像処理に適応する背景(コンベア)の検討ポテトハーベスター上では,梯子状のコンベア上に馬鈴薯,土塊が乗ってくるため,現物に近い背景での識別が必要となる。このためのコンベアシステムを製作した。コンベアの速度は自由に設定できる。本研究の目的は,ポテトハーベスターで機械化収穫されている馬鈴薯収穫作業において,ポテトハーベスターの選別コンベア上で人手による馬鈴薯正品と損傷品等や土塊との選別を自動化するシステムの開発である。平成19年度は,紫外線カメラを利用して,コンベアで移動する馬鈴薯と土塊の動画像からの識別について研究を行った。(1)ポテトハーベスターの選別コンベアを模倣したコンベア搬送モデル実験装置を製作した。(2)紫外線カメラを供試し,グレースケール画像である紫外線画像から馬鈴薯と土塊の識別アルゴリズムを作成した。この時,可視光領域をカバーするカラー写真用レフランプを人工光源とした。反射光量および識別対象物の輝度値から,人工光源が必要であることが見出された。(3)馬鈴薯と土塊はコンベアで搬送されるので,その動画像から馬鈴薯と土塊を識別することができる画像処理アルゴリズムを開発した。本アルゴリズムは,両者の輝度値をしきい値処理することを基本的な考えといている。このため,土塊が画像内になく馬鈴薯のみの画像では識別エラーが起きた。アルゴリズムの改良が今後の課題とされた。(4)動画像は,一般的なビデオ画像であるため1秒間に30フレームである。コンベアの搬送速度を調整し,その速度とリンクさせて1秒間に1画像の割合で画像取得できれば,コンベアで搬送される全ての馬鈴薯を漏れなく識別の対象とすることができるということが分かった。識別プログラムの処理時間は約0.17s(CPUにPentiumM-1.1GHzを使用)であり,十分リアルタイム処理可能であった。本研究の目的は,ポテトハーベスタによる馬鈴薯収穫作業の内,ハーベスタ上の選別コンベアでの人手による馬鈴薯正品と損傷品等や土塊との選別を自動化するシステムの開発である。平成20年度は,市販ポテトハーベスタで使用されているコンベアを用いて,選別コンベア搬送システムを製作し,そのコンベアを背景とした馬鈴薯と土槐の画像による識別,及び識別後の自動選別システムを構築した。

(1)選別コンベア搬送システムにおいて,紫外線動画像を用いて,馬鈴薯と土槐の識別を行い,ほぼ100%に近い正答率を得た。これは,従来の研究成果に基づいて画像処理アルゴリズムを改良した結果である。(2)画像の視野内にある全ての対象物(馬鈴薯と土塊)に対して上限となる個数はなく,対象物が2段に重なることだけを避ければ,システムは正常に動作する。(3)現状のコンピュータ(CPU ; Pentium 1. 8GHz)と画像処理システムを用いた場合,選別コンベアの速度は20cm/sであった。これは,ポテトハーベスタの選別コンベア速度4cm/sと比べて4倍の速度である。ただし,現状のシステムは,さらに3倍程度コンベア速度を挙げられると見積もられているので,馬鈴薯と土槐のリアルタイム識別には十分な性能を持っているといえる。(4)画像による識別情報に基づいて,馬鈴薯と土塊を選別してコンテナに入れる機構を開発した。電動アクチュエーターを使用し, ON-OFF制御で選り分けるシステムである。本システムも上記コンベア速度で十分稼動することを確認した。
青色発光ナノ微結晶Si材料の開発と応用に関する研究

1.結晶サイズに依存したナノ微結晶Siの青色発光--本研究では、高純度のアモルファスSi薄膜の中にErを添加し、Erを結晶の核にしてnc-Si材料を作製するプロセスを開発した。この方法ではErの添加濃度を制御することによりSi微結晶のサイズが制御でき、結晶サイズを変えずに結晶相のシェアを増やすこともできる。本研究では、結晶サイズ2.7nmから15nmまでの試料が制御性良く製作できた。結晶サイズ10nm以下の試料では、室温の青色発光とEr発光が観測されている。この青色発光は結晶サイズの減少に従い高エネルギー側ヘシフトする傾向を示しているが、そのシフト量が水素終端したSiドットの理論計算値より少なく、平均結晶サイズが10nmのnc-Si試料でも青色発光が観測されている。この結果はナノ微結晶Siにおける新しい量子サイズ効果により説明される。2.ナノ微結晶Siの吸収と反射スペクトルにおける量子サイズ効果--本研究では結晶サイズか制御されたナノ微結晶Si薄膜の吸収と反射スペクトルを測定した。ナノ微結晶Siの吸収も反射もSiナノ微結晶の結晶サイズの減少に従い、高エネルギー側ヘシフトする。そのシフトは次の理論計算を良く一致する。この結果はSiなの構造における量子サイズ効果のはじめての証明である。3. Siナノ微結晶内の量子サイズ効果の理論解析--ナノ微結晶Si材料は微結晶とアモルファス相が混在する系であり、量子サイズ効果により、結晶相に電子の共鳴状態ができる。これらの共鳴状態間の直接遷移が青色発光の起源である。今までの理論計算はSiナノ微結晶のような原子が数千個の系では有効性を失う。本研究では量子ドットモデルを提案し、Si原子を10万個も扱うことができる新しい計算法を開発し、ナノ微結晶Si材料の電子状態を明らかにした。4. Er添加ナノ微結晶Siレーザーの作製--本研究では、Si基板上にEr添加ナノ微結晶Siの光り導波路を作製し、それをヘキ開して光り共振器を作製し、1.54μmの室温レーザー発振を実現した。この結果はSiを用いた発光素子研究の大きなブレークスルーであり、Applied Physics Letters誌のレフリーからSiをベースにした光りエレクトロニクスの一里塚になると称された。原子の数が数百から数千、結晶の寸法が35nmのナノ微結晶Si(nc-Si)では、電子の動きが制限され、量子サイズ効果が現れ、室温において強い青色発光を示す。本研究では、nc-Siのサイズなどを制御することにより、nc-Si材料を製作するプロセスを確立し、ゼロ次元の量子サイズ効果、nc-Si材料系の特徴的な性質(量子準位間の直接遷移、大きな表面積、微結晶間の電子トンネルなど)を明らかにし、これを用いて新しい機能を持つ光学素子、電子素子を試作することを目的とし、下記の研究成果を得た。本研究では、高純度のアモルファスSi薄膜の中にErを添加し、Erを結晶の核にしてnc-Si材料を作製するプロセスを開発した。このプロセスにより、nc-Si材料のアモルファス領域を減らすことができたとともに、平均結晶サイズを最小2.7nmまで製作できた。

本研究では、結晶サイズ2.7nmから15nmまでの試料が制御性良く製作できた。結晶サイズ7nm以下の試料では、室温の青色発光とEr発光が観測されている。本研究では現在、nc-Siの青色発光の波長と結晶サイズの関係を評価している。nc-Si材料は微結晶とアモルファス相が混在する系であり、量子サイズ効果により、結晶相に電子の共鳴状態ができる。これらの共鳴状態間の直接遷移が青色発光の起源である。今までの理論計算がnc-Siのような原子が数千個の系では有効性を失う。本研究ではnc-Si/a-Si量子ドットモデルを提案し、新しい計算法を開発した。この計算法はSi原子を1万個も扱うことができ、nc-Si材料の電子状態を明らかにできる。本研究では現在、計算結果と結晶サイズによる発光エネルギーのシフトとの関係を評価している。(3)nc-Si材料の光学的、電気的特性の評価と素子の開発本研究では、nc-Si材料の光学特性と電気的特性を評価したとともに、nc-Si:Erを用いた発光ダイオードを製作し、その発光特性を評価した。1.54μm近辺に電流注入による発光が観測された。まだ発光がブロードで、素子の電気的特性も改善する余地があるが、十分応用できることが明らかである。数nmのSi結晶では量子サイズ効果により電子のエネルギーか離散的になり、直接遷移や可視光発光が期待される。本研究はこのようなSiの量子ドットで構築される新しい半導体材料--ナノ微結晶Si(nc-Si)を開発し、その光学的、電気的特性を評価し、新しい光電子デバイスを実現する。本研究では既に、平均結晶粒径は5nm以下のnc-Si薄膜を製作し、世界ではじめて紫外から青色の強い発光を室温で観測した。本年度はnc-Siを用いた新しい発光素子の実現を目指し、下記の研究成果を得た。(1)ナノ微結晶Si薄膜の作製と微結晶のサイズ制御--本研究では、高純度a-Si薄膜の中にErを添加し、Er-を結晶の核にしてnc-Si材料を作製するプロセスを開発した。この方法ではErの添加濃度を制御することによりSi微結晶のサイズが制御できる。本研究では、結晶サイズ2.7nmから15nmまでの試料を制御性良く製作した。10nm以下の試料では、室温の青色発光とErの発光が観測されている。(2)ナノ微結晶Si発光の結晶サイズ依存性--nc-Siからの青色発光は結晶サイズの減少に従いブルーシフトするが、そのシフト量が水素終端のSiドットの理論計算値より少なく、結晶サイズが10nm-でも発光が観測されている。nc-Siは結晶相とa-Si相が混在する系であり、結晶相に電子の共鳴状態が形成されることにより直接遷移が可能になる。この結果はSiナノ微結晶中の量子サイズ効果を示す最初のものである。(3)Siナノ微結晶内の量子サイズ効果の理論解析--nc-Si材料は微結晶とa-Si相が混在する系であり、量子サイズ効果により、結晶相に電子の共鳴状態ができる。これらの共鳴状態間の遷移が青色発光の起源である。今までの理論計算はSiナノ微結晶のような系では有効性を失う。
女性薬物依存症者の月経前症候群がライフスタイルに与える影響の解明

2017年6月から8月の期間で、20歳以上かつ6ヶ月以上依存薬物を使用していない女性薬物依存症者425名を対象に匿名自記式による郵送質問紙調査を実施した。有効回答であった168名(回収率50.6%、有効回答率78.1%)を分析対象とした。調査内容は、月経随伴症状日本語版(MDQ)、首尾一貫感覚(SOC)評価尺度、ライフスタイル、PMSの対処方法、PMSの認知度とした。なお、MDQ47項目に薬物依存症による症状として4項目を追加した。分析方法として、記述統計を求め、各変数別のMDQ得点を評価するために対応のないt検定、一元配置分散分析を行った。これらの分析では、有意水準を5%未満とし、統計処理にはSPSS Statistics 24.0を用いた。対象者の年齢は40歳代が44.6%であり、主要疾患はアルコール依存症が64.9%、薬物依存症が25.6%であった。月経前のMDQ平均得点は58.5点(SD45.1)であり、SOCの平均得点は35.5点(SD10.9)であった。月経前MDQ得点とSOC得点には負の相関がみられ、ストレス対処能力が低い者ほどPMS症状が強いといえる。月経前MDQ得点と属性では、同居家族、配偶者のいる者は、いない者よりも有意に低かった。家族など対象者をサポートする機能がPMS症状を軽減させると示唆する。また、栄養バランスを考慮する者は、そうでない者よりも有意に低く、月経前MDQ得点が高い者ほどPMSの対処行動をとっていた。月経前MDQ得点と薬物依存症による症状の間にも出産経験、配偶者、栄養バランスの考慮、PMSへの対処行動で有意差がみられた。以上より、SOC、栄養バランス、PMSへの対処行動を視野に入れた教育の重要性が示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。女性薬物依存症者の回復は、生理など女性ホルモンが来す身体的精神的負荷の影響を受けやすい。わが国において、月経前症候群(Premenstrual syndrome;以下PMSとする)によって日常生活に支障を及ぼす者は53%、治療を要する者は2030%といわれている。PMSの発症原因は明らかにされていないが、生活習慣やストレスがPMSの症状を左右する。女性薬物依存症者においてもPMSは、断酒および断薬継続の阻害要因になり得ると考える。そこで本研究では、女性薬物依存症者におけるPMSの実態を調査し、女性薬物依存症者のライフスタイルがどのようにPMSの症状に影響するかを明らかにする。調査方法は、匿名自記式による留置質問紙調査である。本研究の結果は、社会復帰を目指す女性薬物依存症者の月経周期に特化した看護介入を検討する上で示唆を提供し、その結果、飲酒および薬物再使用の防止に貢献できると考える。平成28年度は、薬物依存がPMSに影響を与える可能性、またそれをめぐって看護職者が女性薬物使用障害者を支援できる可能性を検討するために、薬物依存とPMSに関する国内外の先行文献をレビューした。レビューした結果をまとめたものを、第15回日本アディクション看護学会学術集会で「薬物依存と月経前症候群に関する文献レビュー」として発表した。また、第38回日本アルコール関連問題学会、第36回日本看護科学学会、アディクション研修・施設交流会等に参加して、依存症に対する医療・看護の展望についての情報収集と、質問紙調査への研究協力対象者の紹介依頼を行った。質問紙を作成するにあたり、用いる尺度を検討した。質問紙については、当事者回復者の意見を取り入れた質問紙を作成した。平成28年度は、薬物依存とPMSに関する先行文献をレビューし、国内外の研究動向を明らかにした。先行文献より、女性薬物依存症者が薬物使用に至る背景には、幼少期における重要他者との基本的信頼の揺らぎがあり、アルコール使用障害者や薬物依存症者は、「物」のみを信用し「人」に頼ることができないためアルコールや薬物を使用するという対人関係の特徴をもつと報告されている。AronAntonovskyによって提案された首尾一貫感覚(Sense of Coherencs;以下SOCとする)は、ストレスやトラウマに耐えて心身の健康を保持し、対処に成功している人々に共通して存在する健康要因であり、SOC評価尺度は健康保持能力、ストレス対処能力を測れる。アルコール依存症者を対象にしたSOCの研究があり、SOC評価尺度はアルコール使用障害者や薬物依存症者の対人関係の特徴に適していると考えた。その結果、質問紙を作成するにあたり、当初予定していた尺度である月経随伴症状日本語版(Menstrual Distress Questionnaire;以下MDQとする)とコーネル医学指数健康評価表簡易版から、MDQとSOC評価尺度へ変更したため、質問紙作成に時間を要したが、大学の倫理審査の承認を得たため、今後、研究対象者へ質問紙を配布する段階である。