hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
阪神・淡路大震災後の阪神間の大気環境変化に及ぼす疫学調査に関する研究

阪神・淡路大震災によって引き起こされた阪神地域における大気汚染の悪化は、数年前から継続して測定していたカプセルによる二酸化窒素(NO_2)汚染調査によってその実態を明らかにすることが出来た。震災後6ヶ月目に実施した2600箇所に及ぶNO_2カプセル調査と、同時に調査した1500人の健康アンケート調査、さらに震災1年半後および2年半後に同様の調査を実施した。調査結果は平成8年度の本報告と同様に、次のような特徴が得られた(大気環境学会、投稿中)。(1)震災後に健康を害したと訴えた人々の比率(有訴率)は、半年後25%から1年半後20%、2年半後14%と減少。(2)この有訴率は、カプセル測定者の居住地NO_2濃度が高いほど高く、危険率5%で相関性が有意であると云う傾向は、半年後および1年半後まで続いたが、2年半後ではこの相関性は減少した。(3)さらに、この有訴率は、1年半後および2年半後の調査では、震災以後に出た症状悪化は減少しているのに対して、震災以前からの症状を悪化させた人々が増加していることが見られた。(4)震災後アレルギー症状での有訴率は大きかったが、これは居住地NO_2濃度が高いほど高くなる傾向を示し、さらに、アレルギー花粉症との関係では居住地高NO_2濃度ほどアレルギー有訴率とNO_2濃度との相関性が悪くなる傾向を示した。(5)我々と同様のカプセル調査と健康アンケート調査を行っている大坂府下の地域や東京都内でのそれぞれの調査結果について、比較検討を行った。健康アンケートを実施した地域の特性をクラスター分析する手法で算出した。当地域の結果では震災による影響がアレルギー疾患等で見られた(環境公害測定研究会97年報)。
ポイント論理・オープン論理を用いたアリの道標創発に関する実験と理論

記号の論理的使用には、記号間の関係に関する論理と、記号の意味間の関係に関する論理との両者が必要になる。この両者の関係は、任意の状況に関して整合的ではないことが知られている。両者の矛盾を解決するには、論理操作の使用に制限を加える必要があると言われたきた。これに対して、本研究では、矛盾が出現したその都度、矛盾を解消する局所的な記号が出現する仮説を提案し、これを庭アリにおける道標形成実験として実装した。その結果、庭アリは論理的矛盾に際してこれを解決する新しい記号を形成し、矛盾した状況を一個の状況として知覚するという結果が得られた。2次元パターンを目印として道標学習を行うかについて実験すると共に、探索時のアリの移動様式に関するモデルを考案し、実際の歩行実験結果との比較を行っている。学習に関しては、時間的「または」を空間的「かつ」に置き換える傾向が見出されつつあるが、研究続行中である。移動様式に関しては、過去の履歴に応じて移動方向の確率を調整するモデルにより、レビフライトが実現されるという結果を得、現実のアリでも同様の結果がみられることを確認している。また道標学習のモデルを構築し、局所的道標の貼りあわせとして形成される探索システムを構築し、そのようなシステムが、餌を発見するまでの時間に比べ、極めて短時間で巣へ戻ってくることができることを示した。さらに道標の分布を順序集合としてその上の論理をポイント論理として定義し、道標の意味をロケールとして定義し、それ上の論理をオープン論理で定義するとき、両者の齟齬を局所的に解消するとき、道標順序集合自体が、分配束へ漸近することを示し得た。同じモデルが時間論においてそのまま使用できることが判明し、因果集合との関係においてポイント論理とオープン論理の齟齬の解消が、因果的時間の構造を分配束へ収束させることも判明した。記号の論理的使用に関する矛盾とその解消は、記号間の関係と記号の意味間の関係という二つのロジックの間の矛盾とその解消として研究されてきた。二つの論理は、ポイント論理、オープン論理と呼ばれている。ポイント・オープン論理間の矛盾は、論理的操作に制限を加えることで解消された。本研究では、論理的操作に制限を加えるのではなく、その都度局所的、時間的に矛盾を受入れる(=局所的に解消する)という作業仮説のもと、庭アリを用いて2種類の実験を構築した。第一の実験は、記号をランドマークとして与えた、アリの認知地図に関する実験である。記号に関する論理的関係(順序関係)を地理的関係として与え、その意味に関する論理的関係をアリ個体の現在位置から他の地理を解読する手続きとして与えた。まずアリには複数のランドマークの関係を学習させ、その後、アリを地理上の適当な位置に置く。このとき、アリが、どのようにランドマーク間の位置関係を把握していくかについて、その行動から評価する。ここで或る位置関係とその位置関係の想起、ランドマークの使用に関して矛盾する場合が想定可能である。それは、「または」によって結ばれたランドマークに関する矛盾であるが、アリはこのような場合、空間的に「または」で結ばれたランドマークを、「かつ」を満たすように個物化して扱うことが実験的に明らかとなった。それは矛盾を受け入れる記号の創発を意味するものだ。第二の実験は、記号の関係を道標フェロモンの知覚、記号の意味の関係を風景の知覚として定義し、両者が矛盾する状況をアリに与えることで、矛盾がいかに解消されるかをみた。この場合もアリは、矛盾する場合を排除するように行動を制限するのではなく、むしろ矛盾を受け入れて二つの情報を共に利用するべく振舞うという結果が得られた。動物行動学当初、道標を用いた論理的モデルのみを構築し、クロオオアリの実験と比較・評価する予定であったが、道標の貼りあわせに関するモデルや、探索それ自体のモデルの構築、発展が進み、かつProceeding of Royal Society, InterfaceやPlos Oneなど高いインパクトファクターを有する国際雑誌に掲載された。またこの研究に関する発表で韓国に招待され、研究者を前にした講演と一般講演をおこなっている。アリの餌探索と帰巣に関して、現在のモデルを発展させるとともに、局所的地図の貼り合わせがもたらす限界と意味が明確になるよう、全体を見通せない迷路状の地理を事件環境としてクロオオアリに与え、モデルの意味を検証し、さらにモデルの精度をあげる。申請者の大学異動の予定が年度を越して予定されていたため、アリの実験装置などについて新たな赴任先で、セットアップをする必要があった。そのため予定して額よりも、セットアップ代の余分な予算を確保しておく必要があったアリの飼育設備や、飼育・給餌に関する電子天秤や、メスシリンダー、電熱器などを購入し、クロオオアリ飼育設備を完成させる
アメリカン・ペーパーバック出版史に関する実証的研究

平成14年度については、1960年代末から1970年代にかけて北アメリカ(カナダを含む)地域で流行した「ハーレクイン・ロマンス」という大衆向けロマンス小説専門叢書に焦点を絞り、このペーパーバツク叢書が、従来男性を主たる顧客としていたアメリカのペーパーバツク産業の体質を変え、女性を市場に取り込んでいった経緯について、明らかにすることを目指した。この目標を達成するため、平成14年8月29日より9月17日までアメリカ合衆国に滞在し、主にカリフォルニア大学ロサンゼルス校においてThe Publishers' Weeklyなどの一次資料にあたり、またその他の関連資料の収集などの日査を行なった。また帰国後には収集した資料の整理と分析を行った。そしてその結果、ハーレクイン・ロマンスの出版とその普及に対する世論の反応、とりわけフェミニズム陣営からの賛否両論の反応について、概要を把握することができた。またハーレクイン・ロマンス以前の時代に出版されていた大衆的な女性向けロマンスの出版史についても、ある程度の知識を得ることができた。中でも19世紀末から20世紀初頭にかけて絶大なる人気を博したLaura Jean Libbeyという女流作家についての知識を得られたことの意義は大きく、まだ日本ではその名前すら知られていないこの女流作家の文学史上に占める意味を明らかにすることを今後の研究目標の一つとすることができた。以上のような研究成果については、平成14年11月16日に名古屋の中京大学にて行われた日本アメリカ文学会中部支部会において口頭発表を行った他、その内容をさらに発展させて論文の形にまとめ、論文集『文化のカレードスコープ:英米言語・文化論集』(共著:英宝社より平成15年4月30日刊行予定)の中に掲載されることになっている。平成13年度は、194050年代にかけてのアメリカのペーパーバック産業の実態を、社会的背景も含めた上で実証的に明らかにすることを研究目標としたが、このため、8月1日より4週間、カリフォルニア大学ロサンゼルス校に赴き、集中的に資料収集を行なった。今回は特に1950年代に焦点を絞って調査を行なったのだが、その結果、この時期アメリカで大流行した「ドロップアウト小説」群の普及にペーパーバックというメディアが大きく関与していたこと、さらに正統的な文学史に記述される「ビート・ジェネレーション」の作家達の創作活動も、大局的にみればこの「ドロップアウト小説」の流行の一端と考えられることなどを、資料に基づいて明らかにすることができた。また同じ時期にアメリカのペーパーバック出版社各社から出版され始めた「ペーパーバック版文芸誌」についても調査を行ない、一方では大衆的なメディアと見なされているペーパーバックが、他方では新進作家の育成や世界文学の普及に大きな役割を果たしていたことも明らかにすることができた。これらの調査結果については、既に調査済みの部分と合わせて、(株)研究社出版より『紙表紙の誘惑アメリカン・ペーパーバック・ラビリンス(仮題)』として平成14年4月に出版する予定である。またこれとは別に、1960年代から1970年代にかけて流行したペーパーバック叢書である「ハーレクイン叢書」についても調査を開始し、この叢書がそれまで男性の専有物と思われがちだったペーパーバック市場を女性に開放するのに大きな役割を果たしたことを明らかにしつつある。この調査に関しては平成14年度も引き続き行ない、その結果をまとめたものを年度内に出版される論文集に掲載する予定である。
ニパウイルスの病原性発現機構の解析

ニパウイルスは致死率の高い新興感染症で、オオコウモリからブタを介してヒトに伝播した。様々な動物種に感染することが知られているが、病原性には動物種によって相違が認められる。また、ヒトへの病原性もマレーシアでの大流行の際には致死率40%であったのに対し、近年散発的流行を起こし続けているバングラディシュやインドでの致死率は70%と極めて高い。このような病原性の違いが起こる原因の解明は重要である。そこで、病原性の異なるニパウイルス2株の各種遺伝子について、我々が以前確立したreverse genetics系を用いて組換えウイルスの作出を行った。遺伝子構築を我が国で行い、infectious clonesから感染性ウイルスをBSL4施設で回収することに成功した。また、昨年度から遅延していたサルの感染モデル系の確立について、死亡個体の臓器でのウイルス分布などの詳細な解析を行った。さらに、ニパウイルスの各種蛋白に蛍光標識を行い、細胞内に発現させた生細胞でそれらの動きを追跡した結果、N蛋白とP蛋白が相互作用する際にドット状になることを見いだし、これを指標にdeletion mutantsを作製して解析した結果、western blotなどのこれまでの手法では発見できなかった新たな部位を発見することができた。この結果は、ニパウイルスの細胞内での増殖様式の一端を明らかにするものである。この手法の有用性が明らかになったので、続いて他のウイルス蛋白の蛍光タグ付き蛋白の作出も行い、現在詳細な解析を行っている。様々な動物種に感染することが知られているが、病原性には相違が認められる。この動物実験モデルとして我々はハムスターで致死性となる優れた実験モデル系を持っている。しかしながら、ヒト固有の病原性の特徴を解析する基礎的研究やワクチンや治療薬の開発研究のためには、非ヒト霊長類の感染モデル動物系を確立することが重要である。既に小型霊長類では感受性が良くないことがわかったため、旧世界ザルを用いて感受性試験を行った。サルの輸入が当該機関の都合により著しく延期されたため、本実験部分は繰り越し申請を行って、時期を変更して行った。サルの輸入検疫後状態が安定するのを待って感染実験を行った。ニパウイルスをアフリカミドリザルに様々な経路から感染させ、その後の臨床症状を観察した。その結果、腹腔内に接種した場合には食欲不振の後激しい体重減少を起こして死亡すること、経鼻および口腔内接種でも著しい体重減少を起こして瀕死状態にまで至ることがわかった。瀕死状態後死亡しない場合の経過を観察したところ、次第に回復することがわかった。死亡個体において剖検を行い、各種臓器でのウイルス増殖様式を検索し、また病理組織学的解析を行ったところ、ヒトの感染症と同様の病態を示すことが明らかとなった。この結果からサルを用いた感染動物モデルとして有用であると考えられた。
固体高分解能NMR新規手法の開発と生理活性ペプチドの膜結合構造の決定への適用

本研究では、脂質と相互作用する生理活性ホルモン、内因性オピオイドペプチドβ-エンドルフィン、および副腎皮質刺激(ACTH)ホルモンのリン脂質二重膜への結合構造の決定、さらにこれら含水試料に適した新規固体NMR感度向上法、構造解析法の開発を行った。^<31>P-固体NMR測定による脂質極性質、^<13>C-固体NMR測定によるペプチド主鎖の二次構造解析から、β-エンドルフィンは中性膜DMPC多重膜リポソームではペプチド:脂質が1:30以下のペプチド濃度で均一な構造を取り、14-26残基間はα-ヘリックス構造を取ることが判明した。さらにN末端受容体結合部位はβ-turn構造を取ることが示唆された。一方ACTHは酸性膜DMPG多重膜リポソーム膜表面と主に静電相互作用で強く結合し、10-14残基間はα-ヘリックス構造を、7、20残基目はランダムコイル構造を取ることが判明した。これよりC、N両末端ではランダムコイル構造を取ることが示唆された。これら多くの水分子を含有する運動性の高い生体試料の活性構造解析のために、試料発熱を伴わない低出力ラジオ波を用いた^<13>C、^<15>N核等の希薄核観測のための新規感度向上法TANMA-CP(Time Averaged Nutation at Magic Angle Cross Polarization)法の開発、および異種核間磁気双極子相互作用と化学シフト異法性を選択的に観測し、分子の幾何情報の決定を可能にする新規2次元相関NMR、TANSEMA(Time Averaged Nutation Spin Exchange at Magic Angle)法の開発に成功した。これら測定法では観測する情報め精度、確度を犠牲にすることなく、試料発熱を生じるラジオ波出力を既存の測定法の1/10以下に設定可能にし、試料発熱が極めて抑制できることを理論的、実験的に証明した。含水、含塩量の多い生体試料ではラジオ波の照射による発熱を生じる。またこのような試料は局所運動性が高いため、磁化の緩和が速い。本研究では、試料発熱を生じないような弱いラジオ波を照射し、かつ観測核の感度を向上させる新規固体核磁気共鳴法の開発を行った。^1H同種核間磁気双極子相互作用のデカップル条件下で、観測核に任意の強度の弱いラジオ波を適用し、交差分極に基づく観測核の感度向上を可能にする新規方法(Time Averaged Nutation at Magic Angle-CPの開発を行った。^1H核に適用するラジオ波を特定の短い周期内でLee-Goldburgの条件を満たすよう、位相と周波数の双方を同時に反転させ、歳差周波数の時間平均を行った。これにより^1H同種核間磁気双極子相互作用を消去しながら、交差分極を行うためのHartmann-hahn条件を、任意に調節が可能にした。自発磁場配向試料を用いて、既存の交差分極法と比較を行い、本方法では観測核の接触時間中のラジオ波強度に依存することなく、既存の交差分極法以上の感度を1/10の出力で維持可能であることが理論的、実験的に観測された。また上述のような性質を持つ脂質膜に結合したホルモンペプチドの膜上での立体構造の解析を行った。^<13>C-、^<31>P-NMRスペクトルの線形解析から、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)は中性脂質であるDMPC膜とは弱く結合するが、DMPG膜とは静電相互作用により強く結合することが判明した。さらに主鎖のPhe^7残基ではランダムコイル、Gly^<15>残基ではα-helix構造をとっていることが判明した。一方オピオイドペプチドβ-エンドルフィン(endorphin)は、主にβ-sheet構造をとって、DMPC膜表面と強く結合していることが判明した。

これら測定法では観測する情報め精度、確度を犠牲にすることなく、試料発熱を生じるラジオ波出力を既存の測定法の1/10以下に設定可能にし、試料発熱が極めて抑制できることを理論的、実験的に証明した。
多人数参加型遠隔協調学習のためのマルチモーダル集合ポインタの開発と評価

多人数が参加し、相互に通信が可能な学習環境において、多人数の協調を支援する集合ポインタおよび代理ポインタを提案・研究した。ここで、集合ポインタはすべての利用者によって操作される集約された共有ポインタである。集合ポインタは、統合関数によって個別ポインタ群から位置や色・透明度などの視覚属性が決定される。基本的かつ明確に定義できる複数の個別ポインタの重心を求めるという課題を用いて実験を行い、多数の個別ポインタの重心を求めることは容易ではなく、集合ポインタによる集約情報が役立つことが示した。集合ポインタによって個別ポインタの重心等の集約した情報をより効果的に利用者にフィードバックできるが、グループの意思としてボタンを押す操作等に利用するのは困難である。この問題を解決するために、新たにポインタ委譲機能を考案した。委譲機能を有するポインタを代理ポインタと呼ぶ。委譲には複数の制御方式があることとそれらの特徴を明らかにした。また、遠隔協調とグループアウェアネス機能をサポートするマルチモーダル・ツールキットを開発した。そのツールキットは、複数のテレポインタ、ビデオ処理、ポインタやビデオの状態の触覚フィードバック等の機能を有している。ツールキットを利用して、グループアウェアネス機能を有する2次元ビデオおよび3次元ビデオ(立体ビデオ)を使用する多地点遠隔協調学習ツールを構築した。さらに、裸眼立体液晶ディスプレイを用いた3次元映像および3次元ポインタ、3次元線画描画の評価実験を行い、立体視が容易な被験者においては、3次元映像、3次元ポインタ、3次元線画描画が高く評価され、有効性が示された。本年度は、集合ポインタの実験システムの構築および基礎的な実験を中心に研究を行った。ここで、個別ポインタと集合ポインタはいずれもすべての利用者で共有される共有ポインタである。その大きさなどの視覚的属性を利用者が指定できるものが個別ポインタであり、個別ポインタ群からの統合関数によって属性が決定されるものが集合ポインタである。実験および評価のために、ポインタ動作を模擬するシミュレータ、および、実際のポインタの動きを記録・再生するソフトウェアを開発した。また、2次元個別ポインタ群から2次元集合ポインタへの統合機能を開発した。また、遠隔ビデオ会議システムに、2次元共有ポインタ(2次元個別ポインタ)のプロトタイプ機能を実現した。集合ポインタの必要性を明らかにする基礎的な実験として、基本的かつ明確に定義できる複数の個別ポインタの重心を求めるという課題を用い、個別ポインタのみを提示した場合と集合ポインタを提示した場合の比較を行った。重心を求めた際の誤差および質問紙調査の結果によって、多数の個別ポインタの重心を求めることは容易ではなく、特に個別ポインタが動いている場合は困難が多く、集合ポインタのような補助が必要なことが示された。また、多地点で共有可能な3次元個別ポインタ、3次元個別ポインタ群から3次元集合ポインタへの統合機能、マルチモーダルインタフェースへのマッピング機能のためのソフトウェアモジュールの設計および開発を進めた。立体ビデオを利用した多地点での遠隔ビデオ会議システムを構築し、基礎的な評価実験として、3D液晶ディスプレイを用いた立体映像の提示を行い、その主観評価を質問紙調査によって行った。集合ポインタ表現の評価実験を行った。ここで、集合ポインタはすべての利用者によって操作される共有ポインタである。共有ポインタには、集合ポインタ以外に個別ポインタがある。集合ポインタは、統合関数によって個別ポインタ群から属性が決定される。ポインタの重みを表す視覚的属性として、大きさ、透明度、周辺領域の大きさを選び、実験評価によってそれらの特徴を明らかにした。

集合ポインタによって、個別ポインタの重心等の情報をより効果的に利用者にフィードバックできるが、グループの意思としてボタシを押す操作等は困難である。この問題を解決するために、新たにポインタ委譲(pointerdelegation)を考案した。委譲機能を有するポインタを代理ポインタ(delegationpointer)と呼ぶ。委譲には複数の制御方式があることと特徴を明らかにした。また、代理ポインタを評価するための実験用システムのプロトタイプ構築を行った。AJAX技法を用いてWebサーバーとWebブラウザによる複数ポインタの共有システムを開発した。今後、ポインタ委譲機能を追加することによって実験システムを構築する予定である。また、立体ビデオを利用した多地点での遠隔ビデオ会議システムを利用して、昨年度の基礎的な評価実験に引き続き、裸眼立体液晶ディスプレイを用いた3次元映像および3次元ポインタ、3次元線画描画を2次元と比較する評価を質問紙調査によって行った。立体視が容易な被験者においては、3次元映像、3次元ポインタ、3次元線画描画が高く評価され、有効性が示された。また、マウスを利用した3次元ポインタ操作・線画描画が容易であり、操作上の障害がないことが示された。ただし、立体視が困難な被験者がおり、3次元映像・ポインタ等の普及のためには、装置の簡便さと立体視の容易さの両立が必要である。多人数が参加し、相互に通信が可能な学習環境において、多人数の協調を支援する集合ポインタおよび代理ポインタを提案・研究し、その機能を有する2次元ビデオおよび3次元ビデオ(立体ビデオ)を利用した遠隔協調学習環境を構築することを目標に研究を進めた。ここで、集合ポインタはすべての利用者によって操作される集約された共有ポインタである。集合ポインタは、統合関数によって個別ポインタ群から位置や色・透明度などの視覚属性が決定される。代理ポインタは、委譲機能を有するテレポインタである。集合ポインタによって、個別ポインタの重心等の情報をより効果的に利用者にフィードバックできる。しかし、グループの意思としてボタンを押す操作等は困難である。一方、代理ポインタによって集約後も特定の個人がポインタを直接制御し、ボタンを押す操作等が可能である。国際会議において代理ポインタの委譲には複数の制御方式があることとそれらの特徴の概要を発表した。また、昨年度までに研究開発したマルチモーダル遠隔ポインタのためのソフトウェアモジュールを整理し、汎用的な利用に不足している機能を追加することによって、ポインタを利用した遠隔協調作業支援に関する今後の研究に役立つソフトウェアツールキットとして整理した。本研究の最終年度にあたり、これまでの3Dビデオと3Dポインタおよび通常の2Dビデオ、2Dポインタの比較実験のデータを整理、解析し、その研究成果を国際会議において発表した。また、研究において開発した、共有ポインタとビデオ処理によるグループ・アウェアネス機能をサポートし、遠隔操作が可能な遠隔協調支援のための多地点ビデオ会議システムについて論文としてまとめ、海外の論文誌に投稿し、採録された。
神経栄養因子を産生する免疫担当細胞の神経保護・再生作用

神経細胞はダメージを受けると修復不可能であるため痴呆・脊髄損傷・脳梗塞などの神経疾患から患者を救うことは困難と考えられている。神経細胞に対して生存維持活性や保護効果をもつタンパクは神経栄養因子と総称され、その中でも神経成長因子を代表とするニューロトロフィンやグリア細胞株由来神経栄養因子を神経疾患を神経変性疾患の治療薬として用いようとする試みがなされている。しかし、これらタンパクは安定性や輸送経路に問題があり、動物実験ですら、よい結果は得られていない。そこで、我々は直接これらタンパクを神経障害部位に到達させることは諦め、本研究課題においてT細胞やマクロファージのような免疫担当細胞にこれら因子を産生させ神経させ神経再生を試みた。昨年度までは、マクロファージにグリア細胞株由来神経栄養因子や脳由来神経栄養因子を遺伝子導入することを試みてきた。今年度は損傷部への集結性のより高いT細胞への遺伝子導入を試みた。また導入するベクターは昨年度までの本研究で作成し、発現を確認しているものを使用した。先ず最初に脊髄を損傷させたラットにT細胞を静脈注射した後、脊髄を取りだし、免疫染色をおこなったところT細胞の集結が確認できた。またこれらT細胞を培養し、グリア細胞株由来神経栄養因子や脳由来神経栄養因子を強制発現させたところ、過剰な発現が観察された。今後、このような細胞をラットに投与したときの脊髄損傷への治療効果について検討するつもりである。神経細胞に対して生存維持活性や保護効果をもつタンパクは神経栄養因子と総称され、その中でも神経成長因子を代表とするニューロトロフィンやグリア細胞株由来神経栄養因子を神経性疾患の治療薬として用いようという試みがなされている。しかし、これらタンパクは安定性や輪送経路に問題があり、動物実験ですら、よい結果は得られていない。そこで、我々は直接これらタンパクを神経障害部位に到達させることは諦め、アプローチの仕方を変え、本研究課題においてT細胞やマクロファージのような免疫担当細胞にこれら因子を産生させ神経再生を試みた。今年度はマクロファージに脳由来神経栄養因子およびグリア細胞株神経栄養因子の遺伝子を導入し、強制発現させることを試みた。株化されていない細胞に遺伝子を導入することは、技術的に難しいとされている。私は、リポフェクタミン2000を用い、条件を詳細に検討することでマクロファージへの遺伝子導入に成功した。組織免疫染色法で脳由来神経栄養因子やグリア細胞株由来神経栄養因子の発現は確認した。神経損傷モデル動物として、脊髄損傷モデルを確立した。このモデルは、脊髄を切断するだけで作成可能であるが、歩行機能の回復具合や切断後の脊髄中の神経栄養因子含量の変化等については、まだ明らかになっていない。そこで、先ず、それらのことを明らかとした。脊髄切断直後はラット後肢は全く運動機能を持たないが、時間経過と共に回復することが分かった。また切断1週間以内では、脊髄内のグリア細胞株由来神経栄養因子の含量は変化が観察されなかった。次年度はこのように確立した脊髄損傷モデルラットに脳由来神経栄養因子やグリア細胞株由来神経栄養因子を強制発現させたマクロファージを投与する予定である。
ヒトゲノム解析結果に基づいたマウスモデルによる統合失調症の病態の解析

本研究は、ヒトゲノム解析の結果に基づいて作製される統合失調症のマウスモデルでのヒトの統合失調症で重要とされる認知機能の解析方法の検討を行った。また、認知機能を司る前頭前野のマウスの発達の過程を明らかにした。これらの結果は、今後こういったマウスモデルを利用した統合失調症の病態の解明にむけた研究の中で、遺伝及び環境因子の相互作用で前頭前野の発達がどのように影響され認知機能を中心とした行動表現型につながるかを解析していく上での基礎的知見となる。統合失調症は遺伝的要因に環境要因等が加わって脳の発達段階に何らかの異常が起こった結果青年期に発症すると考えられる慢性の精神疾患である。その病態の理解にはヒトで見られる遺伝的変化を反映するマウスモデルが有用であると考え、本研究ではそのマウスモデルの開発と解析を通じて脳の発達期に起こる現象とその異常を捉えることを目標とする。当該年度はヒト染色体の1q21.1に対応するマウスの3qの領域を欠損するマウスの作製を従来のノックアウトの手法を用いた染色体修飾を行う予定であったが、幾つかのテクニカルな問題があることが判明、またCRISPRシステムを用いた新しい染色体修飾の方法が開発されその応用が様々な方面で見られるという事実から、従来の方法ではなく、新しい技術を用いた染色体修飾を行う可能性を探り、その予備実験を行った。その結果、CRISPRを用いた染色体修飾の方法でマウスの作製を目指す方向に計画の修正を行った。それに伴い、当該年度は上記の予備実験とマウス開発後に備えた発達期の遺伝子発現解析のデータ収集、及び行動実験のセットアップを行った。まず発達期の脳、特に統合失調症で変化の見られる認知機能に関与する前頭前野での遺伝子発現の変化について網羅的な解析をqPCRを用いて行い、この領域が他の脳領域よりも成熟の過程が遅いことを見いだした。また、行動解析については新たに開発された集団飼育型の自動行動記録解析装置であるインテリケージが導入されたのに伴い、より日常の環境下に近い状態で認知機能を測定するシステムのセットアップを行った。その結果、集団飼育においても認知機能の解析が十分行えるとの感触を得た。その病態の理解にはヒトで見られる遺伝的変化を反映するマウスモデルが有用であると考え、本研究ではそのマウスモデルの開発と解析を通じて統合失調症の病態に関わる脳の発達期に起こる現象とその異常を捉えることを目標とする。昨年度に引き続き、統合失調症を伴う微小染色体欠損が起こる領域であるヒト染色体の1q21.1に対応するマウスの3qの領域を、CRISPRを用いた手法でマウス染色体から欠損させることを試みたが、この領域はリピート配列が多くまた欠損のサイズがマウスで1.1Mbpと巨大であることなどから未だに我々の目的に合致した欠損を持つ染色体領域の修飾を得られていない。一方、目的とするマウスを得られた際に計画しているマウスの脳の発達期に起こる現象とその異常を捉えそれをヒトでの成果と比較できる体制を整えるため、マウスの脳発達過程の詳細を明らかにすることをめざしているが、認知機能に関わるマウスの前頭前野の発達過程をそのマーカー遺伝子の発現によって明らかにし、その過程で環境要因が加わる時期によってそれぞれ影響を受ける生物学的過程が異なり、成熟してから見られる行動異常にも差がある可能性を見いだした。これは脳発達の時期に応じた生物学的過程とそれによって獲得される脳機能(行動)をマウスにおいて今一度詳細に解析して整理する必要性を示唆する。そのためには発達段階における行動の発達を評価する系が必要があるが、昨年度に導入した集団飼育型の自動行動解析システムインテリケージは発達段階の行動を見る上では少し系が複雑であると考えられたので、タッチパネルを利用した認知機能計測する行動タスクをマウスの発達段階を追って行える様に最適化を行っている。ヒトゲノム解析によって明らかにされた染色体の微小欠損によると考えられる統合失調症の病態を探るために、このヒト染色体領域と相同なマウスの染色体領域を欠損したマウスモデルの作製を行い、そのマウスモデルをヒトの統合失調症に見られる前頭前野(PFC)を中心とした認知機能の異常という観点から解析を行うための準備を整えるのが本研究の目的である。最終年度は昨年まで様々な問題のあった染色体の微小欠損をもつマウスモデルの作製を目指して遺伝子欠損をもつ胚性幹細胞の作製を現在得られる遺伝子エディティングの手法を用いて行ったが、目的とする遺伝子領域を欠損する細胞は分離出来なかった。問題点は染色体欠損領域が大きすぎる事が考えられるが、またこの領域に胚性幹細胞の生育に関与する遺伝子が含まれている可能性もある。マウスモデルの時限内での完成が難しい事が判明したので、マウスモデルが完成した時点で必要となる統合失調症の病態の解明につなげる解析法の確立を平行させて行った。マウスのPFCの発達の過程がどのようなシークエンスで起こるかを遺伝子発現の解析を用いて明らかにし、モデルマウスの発達をモニターするマーカー遺伝子のリストを得た。また、認知機能を調べるための行動解析の手法として、タッチパネルを利用したタスクを最適化したが、インテリケージによる社会性行動の解析は結果の解釈が難しい事が判明したため、3チャンバーを使った社会性行動のパラダイムでPFCを使用するタスクを確立し、そのタスクにPFCが関与している事を神経細胞活性化マッピングで明らかにした。

本研究は、ヒトゲノム解析の結果に基づいて作製される統合失調症のマウスモデルでのヒトの統合失調症で重要とされる認知機能の解析方法の検討を行った。また、認知機能を司る前頭前野のマウスの発達の過程を明らかにした。これらの結果は、今後こういったマウスモデルを利用した統合失調症の病態の解明にむけた研究の中で、遺伝及び環境因子の相互作用で前頭前野の発達がどのように影響され認知機能を中心とした行動表現型につながるかを解析していく上での基礎的知見となる。発達精神障害の病態を明らかにするためのマウスモデルの解析方法に関しては順調にデータを蓄積しているが、マウスモデルの作製において目的とする染色体修飾がその領域の構造の複雑さや目的とする欠損のサイズのためかうまくいっていないため。分子神経科学、発達精神障害、トランスレーショナルリサーチ最近マウスで1Mbpの欠損を約1%の効率で達成することが出来たという報告が海外のグループからでたのでそれをもとに国内国外の研究者と連絡を取り情報交換を進めながら目的とする染色体修飾を達成する様に努力する。認知機能に関わる前頭前野の発達の過程とそれに合わせた発達期における行動タスクにおける能力の獲得の程度を関連させるため発達期での認知機能の行動解析法をマウスで確立しそのベースラインのデータ収集を行う。さらに統合失調症に関わるとされている神経回路に含まれる様々な脳領域の発達期における生物学的過程のタイムコースを前頭前野と比較しながら解析し、回路レベルでの脳機能の発達への関与を明らかにする。染色体修飾の方法が従来の方法ではテクニカルに難しいことが判明し、技術革新に伴う新しい方法論の導入を検討し計画の修正を行ったため、達成度は少し遅れていると評価する。しかしながらそれと平行しマウス解析に必要な行動解析や遺伝子発現解析のデータ収集を先に行うことにより、マウス開発後に必要となってくる研究環境の整備を行っている。目的とする染色体修飾が遅れておりそれに伴い次年度使用額が生じた。今後はマウス開発のためのCRISPRによる染色体修飾の方法の確立とマウス解析に必要なデータ収集の両方を平行させて行っていく。CRISPRの技術導入に関しては現在日本で進行中のコンソーシアムにも連絡を取り、目的とするマウスの開発に全力をあげる。発達期における遺伝子発現の変化に関しては、インテリケージシステムを利用した発達期の行動解析による機能発達の過程と比較し、その意義を検討する。染色体修飾の新しい方法論の確立と最適化に使用する。染色体修飾の方法の計画変更につき、新たな方法論の確立に資金が必要であることから次年度にその経費を計上した。年度内にこの資金を利用して染色体修飾の方法の確立を目指す。
シリル基を基本骨格としたストレス応答性PPM1ホスファターゼ阻害剤の開発

ストレス応答性ホスファターゼPPM1ファミリーは、様々な情報伝達を制御している。その機能および制御機構の解明は極めて重要であり、悪性腫瘍をはじめ虚血性脳梗塞、心筋梗塞の治療のターゲットとして注目されている。本研究では、PPM1Aに対する阻害剤のスクリーニングを実施した。その結果、PPM1Aに対する阻害活性有する化合物が数種存在したが、サブμMのIC_<50>を持つ強力な阻害剤は得られなかった。また、PPM1D阻害剤のin vivoにおける阻害活性評価系の確立のため、これまでに同定したPPM1D阻害剤SPI-001の細胞内における活性評価を実施した。PPM1Dはリン酸化p53を脱リン酸化することが知られている。PPM1Dが過剰発現している乳癌由来のMCF7細胞に対してSPI-001を作用させた結果、p53のリン酸化は著しく増加し、SPI-001がヒト癌細胞内においてもPPM1D阻害能を有することが示唆された。さらに細胞数を計測することで細胞増殖に対する効果を解析した結果、MCF7細胞増殖を抑制することを明らかとした。一方で、PPM1Dの発現量に異常がないA549細胞の増殖に対して、SPI-001は影響を与えなかった。加えて、FACSによる細胞周期の解析によりSPI-001はアポトーシスを誘導することを示した。PPM1D阻害能を持たないSPI-001誘導体SL-104を細胞に投与した結果、細胞増殖や細胞周期に変化が見られなかった。以上のことから、SPI-001はヒト癌細胞内においてPPM1D活性を阻害し、細胞増殖抑制能を有することを明らかとした。SPI-001は抗癌剤のリード化合物としての展開が期待される。PPM1ファミリーは、悪性腫瘍をはじめ虚血性脳梗塞、心筋梗塞の治療のターゲットとして注目されており、その機能および制御機構の解明は極めて重要である。本研究では、各PPM1タイプホスファターゼに対するin vitroにおける阻害剤のスクリーニングを行うため、これまでに当研究室で確立した方法により、一連のPPM1タイプホスファターゼの発現・精製を実施した。pNPPを用いた測定から、全ての酵素が活性を保持していることが示された。PPM1タイプホスファターゼ阻害剤のスクリーニングのための優れた基質を同定するため、p53およびp38由来の多様なリン酸化ペプチドを合成し、それらのペプチドに対する各酵素の脱リン酸化能を分析した。その結果、PPM1Fに対してはp38の180位リン酸化Thrペプチドが優れた基質であり、PPM1Bはp53の20位リン酸化Thrペプチドに対して高い触媒能を示すことを見出した。加えて、各酵素における金属イオン依存性について解析した結果、PPM1AとPPM1BはMg^<2+>存在下で高い酵素活性を示し、PPM1FとPPM1LにおいてはMn^<2+>が適することを明らかとし、阻害剤のスクリーニングに重要である金属イオン嗜好性に関する重要な知見が得られた。さらに、PPM1D特異的阻害剤のPPM1Aに対する効果を解析し、これらの阻害剤のPPM1Aに対する阻害活性は極めて弱く、PPM1Dに対する高い選択性を有していることが明らかとなった。
新しい血管新生阻害剤,エンドスタチンの腫瘍増殖抑制,退縮及び休眠状態誘導機構

エンドスタチンは血管基底膜を構築するXVIII型コラーゲンの分解産物であるが、強力な血管新生阻害作用及び抗腫瘍作用を有することから抗癌剤としての開発が進められ、米国では第II相臨床試験が進行中である。臨床試験が進行する一方、エンドスタチン/XVIII型コラーゲンの作用機作に関しては解明が進んでいないことから、、本研究はエンドスタチンによるがんの増殖、浸潤、転移抑制の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。平行して腫瘍動物モデルを用いてエンドスタチンの有効性を検討することを計画した。1.エンドスタチン受容体を同定するためアフィニティークロマトにて結合する蛋白質を調製した。アミノ末端分析により配列の決定を試みたが、末端が修飾されていたためアミノ酸配列を得ることが出来なかった。現在酵素消化によりペプチド断片を調製し、配列の決定を行っている。2.細胞増殖因子に対する走化性阻害機構に関しては、VEGFにより細胞内に誘起されるシグナル伝達系との関係を検討した。VEGFにより誘起される伝達経路の活性化において、エンドスタチンによる反応性の低下は明らかではなかったが、エンドスタチン単独でMAPキナーゼが活性化されることを見出した。活性化の競合による阻害の可能性について現在検討中である。3.エンドスタチンの活性中心部位の探索については、種々のミュータントを用いた活性比較実験から分子表面の部位を特定出来たが、合成したペプチドは代替えとなり得る程度の活性を示さなかった。コードするアミノ酸配列の範囲を変えて新たにペプチドを合成すると共に、立体構造の寄与に関しても検討している。4.動物の脳内に腫瘍を形成させるモデルにおいて、組換えエンドスタチンは腫瘍の増殖を抑制し結果的に腫瘍の体積は対照群の約1/4であった。プラスミドを腫瘍細胞に導入するなど遺伝子治療法に対するアプローチを開始した。エンドスタチンは内因性の血管新生阻害因子、すなわち基底膜組織を構成するXVIII型コラーゲンの分解産物であり、強力な抗腫瘍作用を示すことが報告されてきた。ところがエンドスタチンの腫瘍増殖抑制、血管新生阻害作用の機序は全く解明されていないことから、本研究では分子レベルで作用メカニズムを解析することを目的とした。またヒトの腫瘍に対する知見が少ないことから、動物モデルを利用してヒト脳腫瘍並びに大腸癌に対する有効性を評価する事を計画した。エンドスタチンは内皮細胞特異的にその増殖、遊送を阻害することから内皮細胞に受容体の存在を仮定し、まず細胞とエンドスタチンの結合を顕微鏡下で観察した結果、細胞膜に点状の特異的な染色像が認められた。またエンドスタチンを固定化したカラムを用いて内皮細胞抽出液中の結合画分を調製したところ、分子量約6万、6.6万の蛋白が含まれており、現在シークエンス解析から蛋白の同定を進めている。エンドスタチンに対する特異抗体を作成し性状解析を行った結果、nativeな抗原を認識するクローンが得られたので、その抗体を利用して免疫沈降法の確立、抗体カラムの作製を行った。ヒト脳腫瘍摘出組織の抽出液にはウエスタンブロットで25kDのエンドスタチン様のフラグメントが検出され、その発現量はグレードの高い悪性グリオーマで有意に増加していた。従って悪性度との相関性からマーカーとしての有用性が考えられた。ラットの脳内に腫瘍を移植し、エンドスタチンを投与して腫瘍の増殖に対する影響を検討した。腫瘍の大きさをMRIにより測定したところ投与群では対照群に比して明らかな増殖の抑制が認められた。エンドスタチンは血管基底膜を構築するXVIII型コラーゲンの分解産物であるが、強力な血管新生阻害作用及び抗腫瘍作用を有することから抗癌剤としての開発が急速に進められ、米国で第I相臨床試験が終了し第II相臨床試験が進行中である。

エンドスタチンの臨床試験が進行する一方、エンドスタチン及びXVIII型コラーゲンの作用機作に関しては解明が進んでいないことから、本研究はエンドスタチンによるがんの増殖、浸潤、転移抑制の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。平行して腫瘍動物モデルを用いてエンドスタチンの有効性を検討することを計画した。1.エンドスタチン受容体を同定するためアフィニティークロマトにて結合する蛋白質を調製した。アミノ末端分析により配列の決定を試みたが、末端が修飾されていたためアミノ酸配列を得ることが出来なかった。現在酵素消化によりペプチド断片を調製し、配列の決定を行っている。2.細胞増殖因子に対する走化性阻害機構に関しては、VEGFにより細胞内に誘起されるシグナル伝達系との関係を検討した。VEGFにより誘起される伝達経路の活性化において、エンドスタチンによる反応性の低下は明らかではなかったが、エンドスタチン単独でMAPキナーゼが活性化されることを見出した。活性化の競合による阻害の可能性について現在検討中である。3.エンドスタチンの活性中心部位の探索については、種々のミュータントを用いた活性比較実験から分子表面の部位を特定出来たが、合成したペプチドは代替えとなり得る程度の活性を示さなかった。コードするアミノ酸配列の範囲を変えて新たにペプチドを合成すると共に、立体構造の寄与に関しても検討している。4.動物の脳内に腫瘍を形成させるモデルにおいて、組換えエンドスタチンは腫瘍の増殖を抑制し結果的に腫瘍の体積は対照群の約1/4であった。プラスミドを腫瘍細胞に導入するなど遺伝子治療法に対するアプローチを開始した。
防災減災と連動した救急医療施設とドクターカー・ヘリとの連携による医療圏域の構築

都市・地域計画における救急医療の救命率・社会復帰率の向上へと,地域医療・コミュニティとの関係性から実態を把握し,救急医療システムを,各行政単位のみではなく,狭域から広域における有効な医療圏の設定モデルを作成の上,施設適正配置の道路ネットワークモデルを構築し,防災・減災に関してGIS(地理情報システム)の生命を守るシステムの構築に向け,生命環境のモデル化を全ての生物種が永続的に生存しえる関係性によって成り立つサステナブルな環境形成について,生命を育む社会に向けた空間モデルの提案までを視野に海外の地域にても利活用できるシミュレーションモデルとして,地域医療や災害時の国際的な課題にも対応できる,生命環境モデルの構築を目指し研究を進めている。特に当該年度に実施した研究の成果として、「救急医療システムにおける病院船の地域間連携による圏域の可視化について」日本建築学会技術報告集( 23巻(54号) 725-730 2017年6月)にて首都圏を含む東京湾及び海域に位置する東京都・千葉県・神奈川県を対象地域とする。病院船については、船舶の輸送力、船舶の有する多目的に利用可能な空間、ライフライン機能の搭載や備蓄機能等の船舶の自己完結性に鑑みれば、様々な役割が期待される。陸路の搬送が困難になることに備え、地域にて最短で治療を開始出来える救急医療システムと施設配置のあり方を把握する為の、病院船・ドクターカー・ドクターヘリの三者をふまえた広域救急医療連携の定量的に救急医療の有効な圏域を可視化することが出来た.以上のことからも、これらの成果は救急医療施設の適正配置の有効な資料となる.救急医療に関して救命率・社会復帰率の向上と、医療の適正化を目標に、救急医療システムのドクターカー・ヘリと地域医療・コミュニティとの関係性から実態を把握し、地方自治体で個別に行われていた救急医療システムの対応を、各行政単位のみではなく、狭域から広域における相互の補助・共同運用体制を確立することにより有効な医療圏の設定モデルを構築し防災・減災と連動した救急医療のドクターカー・ドクターヘリと救急医療関連施設との連携による有効な医療圏域の提示を目的とします。平成26年度においては千葉県千葉市と船橋市のきれい研究を行い、病院・消防署の複合したサービス需給を一体化した圏域として可視化した。さらに、全国内外におけるドクターカー・ドクターヘリや遠隔医療等の試行段階にあるものも含め、医療船等も含め救急医療に有効なシステムの精査を行った。平成27年度は欧州における救急医療システムの運用に関する状況を把握するため、救急医療システムの遠隔医療等の試行段階にあるものも含め、救急医療に関して有効なシステムの検討を行う前段階として、主にEUの5カ国に対して現地調査及びヒアリングを行った。具体的には1救急医療システム(ドクターカー、ドクターヘリ、他)の現状把握、2消防における情報システム(GIS・GPS、救急救命士、他)の現状把握、3自治体における都市・地域計画等からの取組み(地域ICTとの連動、他)の検討、4地域住民をはじめ医療機関及び消防関連機関へのヒアリング他を欧州にて現地調査を行った。これら地理的条件をふまえた時間的指標に基づく救急車両・ドクターカー・ヘリと基地病院・ランデブーポイントとのネットワークや運用効果の視覚的かつ定量的な検討方法を見据え、都市の密集市街地や農山漁村地域の過疎地域等も視野に入れ、多様な都市の整備状況に即した、生命を守る生命環境モデルの構築に向け、時間的指標を治療開始時間として可視化するという点に着目し、国土交通計画及び、都市・地域計画における救急医療情報システムと道路配置・施設配置モデルの構築に向けて、調査研究項目等の妥当性と有効性を検証した。研究項目は、救急医療情報システム各に消防署から出動現場、搬送先の病院までにおける有効出動範囲を明らかにし、各地域の人口・道路の救急活動に与える影響との関係性の分析・考察を行い、救命率の向上と、医師の負担軽減における評価指数を提示した。また、救急医療業務における時間的指標を構築し、圏域的指標として可視化し、地域における救命率向上の施設配置計画の指標を検討した。さらに、災害情報・活動支援・車輌動態・位置把握など、救急医療におけるシステムと国土交通計画、都市・地域計画の分野とによる道路道路網計画、施設配置計画における整備指針の指標化を行う予定である。GIS(地理情報システム)において空間データを用いた道路ネットワーク解析を行うことにより、救急隊の有効な出動範囲を道路網形態より把握でき、出動圏域としてフラクタル次元解析により評価の可視化について検討出来た。これらは、今後さらに、サービスの受給可能な圏域設定におけるガイドラインの検討が可能になると考えられる。平成28年度は救急医療に関して救命率・社会復帰率の向上と、医療の適正化を目標に、救急医療システムのドクターカー・ヘリと地域医療・コミュニティとの関係性から実態を把握し最適距離のネットワーク解析・情報理論によるケーススタディと検証を地方自治体で個別に行われていた救急医療システムの対応を、各行政単位のみではなく、狭域から広域における相互の補助・共同運用体制を確立することにより有効な医療圏の設定モデルを作成できた。地域経済も含めた医療機関の経費の適正化の検討を行う。さらに施設適正配置の道路ネットワークモデルを構築し、地域の密集市街地や農山漁村地域の過疎地域も含めた多様な地域の整備状況に即した救急医療ネットワークの構築を行い、防災・減災と連動した救急医療のドクターカー・ドクターヘリと救急医療関連施設との連携による有効な医療圏域の提示を目途に、具体的には医療・保険・福祉関連の法整備を一体的にとらえ法施策上の問題点を整理し、サービス需給に着目した圏域的分析手法により、都市・地域計画における救急医療システムと都市・地域計画の整備指針の判断基準を検証した。

以上のことから1道路交通法の検討2航空法からドクターヘリと消防防災ヘリとの位置づけ3ドクターヘリの緊急離着陸場の設置基準4高速道路における緊急離着陸について5運営経費の適正化の検討6過疎地域、限界集落等の人口減少地域の問題点・都市・地域計画の法整備等を整理することが出来た。地域住民の生活領域の形成地域における多様な生産活動との関連性を把握し構造を検討し、都市・地域の類型化と地域空間モデル化への検証の準備が整いつつある.具体的には、ドクターカーについては,搬送記録を基に有効医療圏域を現状の定量的な評価として提示し、地域にて早期に医療行為を開始出来得る救急医療システムと施設配置のあり方を把握するために,救急車・ドクターカー・ドクターヘリの三者をふまえた広域救急医療連携における関連施設の定量的な配置計画を提示した。さらに地理的条件(消防署・病院・RP・道路網・人口分布)に応じた任意地点毎のドクターヘリ及びドクターカー運用効果として,医師による医療行為開始までに要する時間の短縮時間と短縮による救命率向上率の算出とそれを享受可能な人口の算出を行った。それにより,ドクターヘリ及びドクターカー運用における現場毎の要請判断に関わる資料の提示と,RPや基地病院といった関連施設の配置計画の定量的な評価が可能となった。都市・地域計画における救急医療の救命率・社会復帰率の向上へと,地域医療・コミュニティとの関係性から実態を把握し,救急医療システムを,各行政単位のみではなく,狭域から広域における有効な医療圏の設定モデルを作成の上,施設適正配置の道路ネットワークモデルを構築し,防災・減災に関してGIS(地理情報システム)の生命を守るシステムの構築に向け,生命環境のモデル化を全ての生物種が永続的に生存しえる関係性によって成り立つサステナブルな環境形成について,生命を育む社会に向けた空間モデルの提案までを視野に海外の地域にても利活用できるシミュレーションモデルとして,地域医療や災害時の国際的な課題にも対応できる,生命環境モデルの構築を目指し研究を進めている。特に当該年度に実施した研究の成果として、「救急医療システムにおける病院船の地域間連携による圏域の可視化について」日本建築学会技術報告集( 23巻(54号) 725-730 2017年6月)にて首都圏を含む東京湾及び海域に位置する東京都・千葉県・神奈川県を対象地域とする。病院船については、船舶の輸送力、船舶の有する多目的に利用可能な空間、ライフライン機能の搭載や備蓄機能等の船舶の自己完結性に鑑みれば、様々な役割が期待される。陸路の搬送が困難になることに備え、地域にて最短で治療を開始出来える救急医療システムと施設配置のあり方を把握する為の、病院船・ドクターカー・ドクターヘリの三者をふまえた広域救急医療連携の定量的に救急医療の有効な圏域を可視化することが出来た.以上のことからも、これらの成果は救急医療施設の適正配置の有効な資料となると考えられる.
Isaacs症候群の発症機序に関する研究

研究目的:Isaacs症候群で電位依存性Kチャネル(VDKC)がどのような機序で障害されるかについて、パッチクランプ法を用いた電気生理学的手法で検討し、また分子生物学的手法によりIsaacs症候群ならびにその関連疾患の患者血清中におけるVDKCに対する自己抗体の有無について検討する。研究成果:今年度はPC12の他にIsaacs症候群患者免疫グロブリンを添加した培養液中で3日間培養したNB1 cellてもwhole-cell clamp法によりVDKCガ抑制されることが確認された。昨年度と同じように外向きK+電流の中で刺激直後に発生するfast K+channelによると考えられるpeak電流の方が、主にslow K+channelによると考えられるsteady state電流よりもより強く抑制され、Isaacs症候群患者血清中の抗体は主にfast K+channelに対する抗体であると考えられた。この事はwestern blotで患者血清が認識する抗原蛋白がfast K+channelのブロッカーであるdendrotoxinとcrosslinkする結果と一致すると考えられた。一方今年度はNB1 cellの電位依存性Na+チャンネル(VDNC)に対する患者血清の効果も検討したが、コントロールと比較してVDNCの抑制、活性亢進等は見られなかった。この事からIsaacs症候群における末梢神経の興奮性異常はVDNCの活性亢進によるものではなく、自己抗体によるVDKCの抑制によることが明らかとなった。一方Isaacs症候群ほど典型的な症状を欠き、myokymiaや軽いmuscle crampのみの患者(IGM)の中にもNB1 cellのVDKCを抑制する抗体の存在が明らかとなった。さらにGuillain-Barre症候郡においてもその発症初期に同様のVDKCに対する自己抗体が産生され、これが発症初期に見られるmyokymiaや異常知覚と関連することを明らかにした。平成7年度研究目的Isaacs症候群で電位依存性Kチャネルがどのような機序で障害されるかについて、パッチクランプ法を用いた電気生理学的手法で検討し、また分子生理学的手法によりIsaacs患者血清中における電位依存性Kチャネルに対する自己抗体の有無について検討すること。平成7年度研究成果PC12でのパッチクランプ法(whole-cell)を用いた検討で、Isaacs症候群6例中5例で電位依存性Kチャネルが抑制される事が明らかとなった。また抑制されなかった1例は臨床的に寛解を示していること、更に1例において血漿交換後の血漿では抑制されないことより、Isacs症候群における末梢運動神経の興奮性亢進は患者血清中の抗体が関与することが確認された。また1例のIsaacs症候群では免疫グロブリン分画の中でIgM分画のみがこの電位依存性Kチャネルを抑制する事が明らかとなった。電位依存性Kチャネルの障害様式としては灌流実験で抑制されないことから、4-アミノピリジン等のようにチャネルを直ちにブロックするものでなく、恐らく抗体依存性に電位依存性Kチャネルが障害されることが予想された。またwestern-blot法では6例中5例で患者血清特にIgM分画がPC12細胞成分中の50kDaの蛋白に対し反応することが明らかとなり、かつこの蛋白は電位依存性Kチャネルをブロックするαdendrotoxinと結合する事から、血清中の抗体は電位依存性Kチャネルそのものないしその関連蛋白に対するものであることが示唆された。以上のことより少なくとも一部のIsaacs症候群は電位依存性Kチャネルに対する自己抗体による自己免疫疾患の一つである事が明らかとなった。