hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高性能低価格希土類磁石の開発

4.焼結後の冷却過程は保磁力に大きな影響を与え、500°Cまで徐冷することによって高い保磁力が得られる。5.Ceは本系焼結磁石の焼結性の向上に有効で、焼結温度を低下することができる。Ceは焼結時にR_2Fe_<14>B相界面に倫析し易い傾向を示すが含有量の増加に伴ってR_2Fe_<14>B相内の固溶量が増加し、磁化の強さおよび異方性磁界を低下する。37%Ceの含有量で、300kJ/m^3なる最大エネルギ-積を得ることができる。またCe量が20%以下であれば、Sm-Co系焼結磁石以上の最大エネルギ-積を得ることができる。6.ジジム中のPr量の増加に伴い保磁力は増加するが、残留磁束密度は僅かに減少する。そのため最大エネルギ-積は含有量の増加によって低下するが、Ceの影響に比較して少なく、鉱石中のNdとPrの含有比率による変動は実用上の重要な問題とはならないと考える。現在,最大エネルギ-積30MGOe以上の高性能磁石にはSmCo系,NdーFeーB系など希土類系化合物が用いられている。しかし、それらの主成分にはSm,NdあるいはCeを用いるため、資源的な問題をかかえた工業材料であり、価格あたりの性能は低い。本研究では鉄が主成分である希土類(R)ーFeーB系に注目し、Rとして希土類元素の分離精製過程で得られる中間生成物で価格および資源的に有利である混合希土類Ceジジム(主成分Ce,Pr,Nd)を用い、(BH)max=300KJ/m^3以上の希土類化合物系永久磁石を開発することを目的とした。昨年度までにおいて5%Ceジジムを用いることにより高い磁気特性が得られ(BH)max=300KJ/m^3以上の特性を得る主目的は達成できた。本年度は組織解析を行い、組織と磁気特性の関連性を明確にすること、また磁気特性に及ぼす添加元素の影響を検討することを目的とした。試料の作製は従来の粉末治金法に従って行い、磁気特性は自動磁気記録計にて測定した。また組織観察はEPMA,TEMを用いて観察した。結果を要約すると以下の通りである。1.Ceジジム中のCe量の増加に伴い保磁力および残留磁束密度は、共に5%までほぼ一定の値あるいは、やや増加する傾向を示しその以上では減少する。2.Ceジジム中35%のCe含有は強磁性相R_2Fe_<14>Bの磁気的性質をほとんど変化させず焼結性を向上させる。これはCeが焼結組織においてR_2Fe_<14>B相界面に偏析しやすい傾向をもち、焼結温度を低下させるためである。3.Co添加によりキュリ-温度は上昇するが残留磁束密度は低下する。4.Al添加により保磁力は上昇し、2at%の添加により14kOeの値が得られた。本年度は,Ce-Didymiumを原料としたR-Fe-B系磁石について,その工業化およびボンデッド磁石用磁性粉としての応用を検討した。実験室規模において(BH)max=300kj/m^3以上の特性が得られることは低価格高性能磁石として本系磁石の工業化は重要である。しかも製造方法はNa-Fe-B系とほぼ同一であることから,既存の設備を用いることが可能である。しかしCe,Prの含有は磁化の強さを低下するので,高(BH)max型の磁石(例えば350kj/m^3以上)として不適当である。しかし(BH)max=280kj/m^3が安定して得られることから,汎用性の希土類磁石として発展することが充分に期待できる。2.ボンデット磁石への応用ゴム,プラスチックと磁性粉とを混合したボンデッド磁石は磁気特性は低いが,機械的性質の向上,高い生産性などの特長から,その進展が著しい。本研究ではCe-Didymium-Fe-B系焼結磁石の作製において得られた知見に基ずき,ボンデッド磁石用粉末としての利用を検討した。粉砕によって保磁力が低下するのを焼鈍によって回復させることによって磁性粉を作製した。
ポリグルタミン病に対する凝集阻害ペプチドの遺伝子治療と凝集阻害薬のスクリーニング

ポリグルタミン(PolyQ)病は種々の脊髄小脳変性症、ハンチントン病などを含む一群の難治性神経変性疾患の総称で、原因蛋白質内の異常伸長PolyQ鎖がβシートへの異常コンフォメーション変移を獲得し、難溶性凝集体の形成を含む異常蛋白質間相互作用などにより神経変性を引き起こすと考えられている。我々はこれまでに異常伸長PolyQ鎖選択的に結合するペプチドQBP1がin vitroでβシートへのコンフォメーション変移・アミロイド線維様凝集体形成を阻害し、培養細胞およびショウジョウバエモデルにおいて異常伸長PolyQ蛋白質の封入体形成・神経変性を抑制することを明らかにしてきた。本研究では(1)QBP1を発現するウイルスベクターをマウス脳内に感染させて,PolyQ病モデルマウスに対する遺伝子治療を行った。まずアデノ随伴ウイルスベクター5型(AAV5)をマウス線条体に注射したところ、HSV-1など他のウイルスベクターに比べ、脳内広範囲で長期間にわたり高レベルの遺伝子発現が得られることを確認した。次にQBP1を発現するAAV5-QBP1ベクターを作成し、4週齢のハンチントン病モデルマウスR6/2の線条体へAAV5-QBP1の注射を行なったところ、やはり注射側線条体広範囲で長期間のQBP1の発現を認めたが、4週齢マウスでは既に異常伸長PolyQ蛋白質の封入体蓄積があり、十分な治療効果は得られなかった。現在生後7日齢のマウスを用いてAAV5-QBP1の遺伝子治療を試みている。また(2)PolyQ病の発症分子機構に基づいた薬物治療を目指して、QBP1と同様のPolyQ凝集阻害活性を持つ低分子化合物のハイスループットスクリーニングを行なった。既に大規模な低分子化合物ライブラリー(45,000個)のスクリーニングを終了し、約100種類の新規PolyQ凝集阻害化合物を見い出した。そのうち15種類の化合物は非常に強力なPolyQ凝集阻害活性を示した。以上の結果から、異常伸長PolyQ鎖選択的結合ペプチドQBP1を用いたPolyQ病の遺伝子治療の可能性が示された。また、薬物治療確立を目指して新規のPolyQ凝集阻害化合物を同定しており、これらはPolyQ病治療薬のシード化合物として期待される。
構造的可塑性仮説に基づくうつ病の発症・治療機序についての基礎研究

神経回路網を構成するニューロン・グリア群の構造的可塑性に関する神経科学的研究を進め、以下の成果を得た。(1)海馬神経新生は、うつ病への関与が推定される腹側海馬の方が背側海馬よりも加齢により有意に減少することを発見した。(2)海馬アストロサイトの空間分布密度は、認知への関与が示唆される背側アンモン角の網状分子層で加齢により有意に増加することを明らかにした。(3)軸索切断モデルを用いてニューロン・グリア連関に関する研究を行い、ミクログリアではなくアストロサイトが神経細胞保護に関わっている可能性を見出した。本年度は,高齢者におけるうつ病の構造的基盤としての神経可塑性を明らかにすることを目的とし,海馬神経新生に関する研究を進めた.実験には,中年マウス(10カ月齢)と若年マウス(2カ月齢)を使用し,海馬の長軸・短軸による差異を検討した.神経新生を定量的に評価するために,6種類の内因性マーカー(Sox2, GFAP, S100β, BLBP, DCX, PCNA)を使用し,optical disector法に基づいて,これらのマーカーによって標識される細胞の空間分布密度を求めた、Sox2陽性放射状グリア細胞や,BLBP陽性放射状グリア細胞,DCX陽性神経前駆細胞の空間分布密度は,若年マウス,中年マウスのどちらも背側海馬の方が腹側海馬より高かった.海馬の仮想スライスに含まれる細胞数は,放射状グリア細胞,神経前駆細胞のいずれも加齢による減少を示した.減少率は,放射状グリア細胞(50-70%)よりも神経前駆細胞(90-95%)の方が大きかった.興味深い結果として,放射状グリア細胞,神経前駆細胞のどちらも,腹側海馬の方が背側海馬よりも減少率が大きいことが示された.一方で,S100β陽性グリア前駆細胞の空間分布密度は,若年マウス,中年マウスのいずれも腹側海馬の方が背側海馬より高かった.S100β陽性グリア前駆細胞の空間分布には,若年マウスと中年マウスで有意な差が認められなかった.これらの結果は,海馬神経新生の加齢による減少は,腹側海馬で背側海馬よりも先行するが,グリア新生に加齢による変化がないことを示している.近年の報告によって,背側海馬が記憶に,腹側海馬が不安関連行動に関与していることが示されていることから,本研究の結果は,高齢者に多いうつ病から初発する認知症の病態基盤を理解する上で,重要な示唆を与えるものである.近年になり,アストロサイトの多様性が,ニューロンの栄養や支持,シナプス伝達の調節などに関わっている可能性に注目が集まっている.本年度は,加齢に伴う記憶と情動の変化について,構造的な知見を得ることを目的に,海馬のアストロサイトの免疫学的多様性と空間分布様式に関するダイセクター定量解析を行った.実験には,中年マウス(10カ月齢)と若年マウス(2カ月齢)を使用し,海馬の長軸・短軸による差異を検討した.アストロサイトの同定には,glial fibrillary acidic protein(GFAP)とS1OOβを用いた.さらに,近年アストロサイトへの発現が報告されているsex determining region Y-box2 (Sox2)の海馬における発現様式を解析した.解析の結果,海馬においては,90%以上のアストロサイトがSox2を発現しており,層や領域による差異は殆どないことが示された.一方で,アストロサイトにおけるGFAPの発現率も多くの層で90%を越えていたが,腹側海馬CA3領域の錘体細胞層では,発現率が70%程度と低かった.S1OOβのアストロサイトにおける発現率も同様に,多くの層で90%を越えていたが,腹側歯状回門では,発現率が70%程度と低かった.Sox2,GFAP,S100βの発現率はいずれも加齢による有意な変化はほとんど認められなかった.我々は次に,加齢に伴うアストロサイトの分布様式の変化を調べた,背側アンモン角の網状分子層で,アストロサイトの数が有意に増加していた.一方で,背側・腹側アンモン角の透明層ではアストロサイトの数が有意に減少していた.アンモン角の網状分子層は空間記憶に関わっている嗅内野と,透明層は情動に関わる扁桃体との線維結合があることから,これらの結果は,加齢に伴ううつ病や認知症の構造的基盤として,神経回路特異的なアストロサイトの空間分布様式の変化が関与していることを示唆している運動神経の軸索を切断すると、ミクログリアによるシナプス入力の遮断(synaptic stripping)が生じる。従来からこの現象は、神経細胞の保護・再生などに重要な役割を果たしていると考えられてきた。本年度の研究では、舌下神経切断モデルを用いて、神経細胞死とシナプス伝達、グリア細胞の活性化の関連についての解析に取り組んだ。

最初に、マウス(C57BL/6)では、軸索切断後に神経細胞死が起こるのに対して、ラット(Wistar)では細胞死は認められないことを確認した。次に、スライスパッチ記録を行い、微少シナプス後電流の頻度がマウスよりラットの方が有意に低いことを見出した。続いて、運動神経の細胞体周囲を取り囲んでいるアストロサイトとミクログリア、シナプス前終末について、共焦点顕微鏡による超微形態解析を行った。定量的画像解析によって、シナプス部におけるアストロサイトの突起の入り込みは、マウスよりラットの方が有意に多く、ミクログリアの突起の入り込みはラットよりマウスの方が多いことが明らかになった。また軸索切断ラットでは、シナプス外部においてもアストロサイトによる神経細胞体の取り囲みが増加していたのに対して、マウスではそのような変化は認められないことが示された。これらから、先行研究とは異なり、ミクログリアではなく、アストロサイトによるシナプス入力の遮断が、神経細胞死の抑制に関わっている可能性が提示された。また、シナプス外部におけるアストロサイトの突起の増生は、過剰なグルタミン酸の取り込みによって、神経細胞の保護に関わっていることも示唆された。本研究の結果から、ニューロン・グリア連関におけるミクログリアとアストロサイトの反応性の違いは、神経細胞死やシナプス伝達の可塑的制御を理解する上で、重要な標的となりうると考えられる。
カスパー・ダーヴィト・フリードリヒの近代性と受容の歴史をめぐる諸問題

ドイツのドレスデン美術館やロシアのエルミタージュ美術館を始めとした国外調査を経て、ドイツ・ロマン主義画家のフリードリヒの作品分析を行い、画家の世界観、および近代における視覚の変容がいかに作品に反映されたかを考察した。また、フリードリヒの作品の受容をめぐる諸問題を、フリードリヒが"再発見"された1906年の「ドイツ100年展」を主軸に調査し、国家権力に左右された経緯とともに考察した。さらにこうした受容の反省に立つ戦後のドイツ美術作品を"崇高性"、"アイロニー"、"社会関与"の観点から分析し、ドイツ・ロマン主義の20世紀における継承と変容を指摘した。研究結果は、まず、フリードリヒ研究成果をまとめた著書、『C.D.フリードリヒ、《画家のアトリエの眺め》-視覚と思考の近代』(三元社、2007年3月)である。第1章《画家のアトリエからの眺め》、第2章フリードリヒの「抽象」、第3章リューゲン島の風景-自然、主体をめぐる言説、第4章北方の風景-トポグラフィーとアイデンティティ、第5章観照の美学から新しい美学へ、第6章「ドイツ100年展」、第7章メランコリーとロマン的イロニー-フリードリヒから今日のドイツ美術へ、から構成されている。また、フリードリヒの手記を翻訳・解説した『ドイツ・ロマン派風景画論』(共訳、三元社、2006年)を出版した。次に、海外共同研究者のエアランゲン=ニュルンベルク大学のハンス・ディッケル教授を日本に招聘し、2007年9月21日に京都国立美術館でシンポジウム「ドイツ・ロマン主義の<現在>」、24日に国立新美術館で講演会「ドイツ・ロマン主義と現代美術」を開催し、ドイツ・ロマン主義の伝統と今日性について様々な角度からの報告とパネリストを交えた討論の機会を得た。C.D.フリードリヒの近代性の考察において、《画家のアトリエからの眺め》の一対の作品を画家の近代的視点、つまり、一点集中的・伝統的遠近法から乖離する視点を駆使した最初の作品として捉え、この作品が"断片的"構成であるとの結論を導き出した。この結論付けには、画家のアトリエの位置の確認が必要であり、ザクセン州立図書館地図部門他で調査を行った。そこで判明した、描かれた風景の実際の風景とは異なる構成は、さらなる資料・文献調査からこの画家特有の物語形成を目的とし、田園対都市という精神的図式の表現として解釈すべきであるとの結論を得た。それはまた時代の視覚の変容に対応した創作であること、さらに初期ロマン主義思想の影響が不可欠な観点であると理解された。フリードリヒの独自の遠近感を含めた幾何学的構成を確認するため、ドレスデン素描・版画館にある作品群を徹底的に調査した。また、ベルリン芸術図書館、ミュンヘン芸術研究所の資料から、同時代の批評は、今日の「センチメンタリズム」的受容ではなく、むしろ「抽象的」という構成にみる近代的特徴に基づく分析である点が明確となった。受容に関しては、フリードリヒの作品が20世紀前半のモダニズム対ナショナリズム論争に巻き込まれていく過程を「ドイツ100年展」(1906年)の資料調査で確認することができた。フリードリヒの作品の近代性こそ、100年展企画者の重視した特質であるが、結局反フランス美術の動向のなかで、「ドイツ精神」の体現者というフリードリヒ像が形成される過程を新たな資料で確認することができた。ドイツ帝国によるモダニズム批判のなかで、フリードリヒの近代美術としての特質が見過ごされ、19世紀初期のフリードリヒの時代の人々が敏感に捉えていた画家の近代的独創性は、20世紀前半のナショナリズムとともに「精神的・内面性」の画家として国家の象徴的存在へと変質されたのである。ドイツ・ロマン主義の画家、カスパー・ダーヴィト・フリードリヒの芸術をその近代的視覚性と思考を論点に研究を進めた。

なかでも《画家のアトリエからの眺め》(1805/06年)、《海辺の修道士》(1809年頃)、《大狩猟場》(1832年頃)を取り上げ、フリードリヒの風景画における近代性を、初期ロマン主義のノヴァーリスやフリードリヒ・シュレーゲルの「断片」の思想に関連させ、考察した。さらにこの絵画構成における「断片的」特質を時代の視覚の変容の次元から再考した。文献資料の調査については、ドレスデン美術館素描室で、フリードリヒの芸術批評「現在の芸術家と最近逝去した芸術家の作品を主とするコレクションを見ての意見」の原本を展覧し、画家の芸術観および自然観を第一次資料から確認した。ザクセン州立図書館においては、資料の収集と、複数の地図の参照によって、当時のドレスデンの実際の風景と、フリードリヒの風景画との比較を試み、これによってフリードリヒの風景画がそのモチーフとなった風景から自由に構成されていることが明らかになった。この事実の実証は、伝統的な風景画とは異なるブリードリヒのモンタージュ的風景画の近代性の裏付けとなる重要な作業であった。近代性の分析と並ぶもうひとつの研究課題であるフリードリヒの作品の時代性に関連して、リューベックのヤコービ教会など、おもに作品のモチーフとなったゴシック教会の調査を行った。書簡にはゴシック教会への傾倒は単なる過去への憧憬ではなく、新たな時代精神の誕生への期待に基づくことが綴られ、一方ナポレオン解放戦争時においてゴシック教会が愛国の象徴であった事実は、時代と取り組む画家の政治的アンガージュマンを示しているからである。なお、ドイツでの調査は、エルランゲン-ニュルンベルク大学のハンス・ディッケル教授との意見交換にも支えられ、行うことができた。平成19年度は最終年度としておもに以下の研究・調査をおこなった。まずはフリードリヒの重要なパトロンであったロシア皇帝ニコラス一世が購入した油彩、セピア画などを多数所蔵するエルミタージュ美術館での調査である。同館の学芸員で、フリードリヒ研究者のB.I.Asvarishch氏に協力を得て、主にセピア画の《公園の眺めのある窓》を調査し、文献資料とともにこの作品に見る窓の風景への精神的な物語の付与、画家のモンタージュ的手法などを確認した。次にフリードリヒの芸術批評「現存の芸術家と最近逝去した芸術家の作品を主とするコレクションを見ての意見」を所蔵するドレスデン版画素描室から特別に許可を得、この貴重な手書き資料の調査を行った。本研究および調査は、ドイツのフリードリヒ研究者、エルランゲン-ニュルンベルク大学のHans Dickel教授の協力を得ている。Dickel教授を日本に招聘し、2007年9月21日に京都国立美術館で「ロマン主義の<現在>-美術、音楽、思想から-」を開催した(京都国立近代美術館共催、京都ドイツ文化センター後援)。シンポジウムにおいては、「ゲルハルト・リヒター-ロマン主義の風景画家?」(Dickel)、「日本におけるロマン主義の受容について」(神林恒道、立命館大学教授)、「ドイツ・ロマン主義の分岐点?-トポスと.してのシュレッケンシュタイン」(藤野一夫、神戸大学教授)の報告と仲間の司会によるパネル・ディスカッションを行った。
ヒメツリガネゴケで植物ホルモンオーキシン、サイトカイニン機能解明への網羅的研究

本研究は、ヒメツリガネゴケをモデルとして、植物の形態形成に重要な働きを持つ植物ホルモンであるオーキシンとサイトカイニンの作用機作に関わる遺伝子群を網羅的に探索することを目的とした。研究方法は、(1)ホルモン無処理、オーキシン処理、サイトカイニン処理サンプルを用いて完全長cDNAライブラリーを作成、(2)ESTの配列決定、(3)カタログ化したクローンを順次ヒメツリガネゴケで過剰発現させオーキシン処理、サイトカイニン処理したときと同じ表現型を示す遺伝子を網羅的に探索するという3段階ですすめた。その結果、1)予定全ライブラリーについて合計5万ESTの塩基配列を決定しほとんどを一般公開した(遺伝研、新井理、小原雄治との共同研究)。2)本研究で構築したEST配列データと既公開のものを合わせた統合ヒメツリガネゴケESTデータベースを構築した(投稿準備中)。各クローンのBLAST検索結果、contig地図、過剰発現時表現型などが一覧できる。3)ESTの中から興味深いクローンについて全長塩基配列を決定し遺伝子系統樹解析から被子植物ゲノムとヒメツリガネゴケゲノムの比較、その進化について考察した。4)単離プロトプラストにDNAを導入後偏光下で培養することにより第1不等分裂の方向を一方向にそろえる条件を確立した。これにより効果的スクリーニングができるようになった。5)過剰発現用に約1500クローンをサブクローニング、約500cDNAの過剰発現表現型の観察をし、オーキシン、サイトカイニンに対する応答性が異なる10cDNAの単離に成功した。これに加え不等分裂異常など生物学的に興味深い表現型を示すcDNAをカタログ化した。
線虫における新規リガンドに対する化学受容体分子群の同定と機能解析

我々は、線虫の転写因子をバイオインフォマティクスによりデータベース化し、そのノックアウト株をシステマティックに分離して、機能を解析するという研究を進めている。この経過中に、tm866というC42D8.4というEtsファミリー転写因子を標的としたノックアウト株が、化学走性において、複数の化合物に対して反応性が低いことを見出した。レポーター解析により、この転写因子が頭部神経系で発現していることから、この転写因子が嗅覚受容体の発現を制御している可能性を想定した。変異体をバッククロスしている過程で、この変異体株にはもう1個の遺伝子の変異を持っていることが判明し、1塩基多型がマップされているCB4856株との交配を行い、遺伝子型をPCR-RFLP法で決定して原因遺伝子の同定を行った。その結果、同一染色体上に存在するF32A6.2という名前のIFT-81(Intraflagellar Transport)蛋白質が原因遺伝子であった。バイオインフォマティクスにより、同一の蛋白質複合体の中で働いていると考えられるIFT-74(C18H9.8)遣伝子に着目した。我々は、ift-81とift-74両遺伝子のノックアウト株を追加して分離し、いずれも同一の表現型(化学走性の異常、短い体長、餌有り培地の上であまり移動しない)などが再現されること、IFT-81とIFT-74などがyeast two hybridアッセイで結合すること、IFT-81とIFT-74はどちらも感覚神経細胞で発現し、神経突起へ輸送されていることなどを見出した。さらに、この2つの遺伝子の変異体では、感覚繊毛の構造が異常になること、蛍光色素の取り込みが部分的に異常になることなど、既知のintraflagellar transportを司るとされてきた遺伝子の変異体に比べてやや弱いが、類似の表現型を呈することを見出した。線虫は、遺伝学的解析に適した単純な多細胞生物である。ゲノム配列が解読されており、神経系の構造や発生の基本的な記載が充実している。当研究室では、線虫の遺伝子構造に基づいて、逆遺伝学的にシステマティックに変異体を分離している。転写因子を中心に分離を進めており、大半の遺伝子についての分離ができている。本研究では、その中でも、Etsファミリーに属する転写因子C42D8.4の変異体を用いた機能解析を進めている。C42D8.4遺伝子の発現パターンを検索したところ、頭部の少数ニューロンで発現していることが明らかになった。その中に、嗅覚受容ニューロンAWAが含まれていると思われる。C42D8.4の変異体アリルtm866では、オドラントに対する走化性が低下していることが明らかになった。さらに、tm866では、体の大きさが2割程度小さくなること、移動距離が小さくなることなどが見いだされた。C42D8.4のゲノムDMでレスキューを試みたが、移動距離が小さくなるなどの行動異常は復帰しなかった。近傍の別の遺伝子の変異による可能性が示唆される。現在、少数遺伝子まで絞り込みを行っているので、近日中に遺伝子同定が期待される。一方、C42D8.4の変異体の別アリルにより、嗅覚異常が再現することを確認するため、C42D8.4遺伝子の新しい欠失変異体tm1734とtm1755を分離した。現在、行動アッセイを進めている。以上かち、現時点では、嗅覚受容体群の遺伝子制御を行っているのは、Etsファミリー転写因子C42D8.4であり、近傍の別の遺伝子が個体の大きさと運動時の移動範囲などを規定していることが推測される。これらは、元々の変異体株から別々のストレインとしても分離されたことから支持される。Etsファミリー遺伝子C42D8.4遺伝子の欠失

変異体アリルtm866は、G蛋白質シグナリングに関わる分子AGS-3の変異アリルtm1859も持っていた。この変異体は、基本的な運動は正常であるが、餌のあるプレート上で自由に行動させても、狭い範囲でしか動かない。また、体の大きさが野生型より若干小さい。AGS-3はGolocomotifとTetratrico peptidemotifを持ち、前者は三量体G蛋白質のαサブユニットに結合して、GiのGDIとして働くことにより、結果的にcyclic AMPカスケードを活性化することが知られていた。AGS-3は哺乳類では、コカインなどの薬物中毒の際に発現増加し、これを抑制することで中毒を軽減できることも知られている。ags-3変異体の表現型は、既知の感覚異常変異体che-2などと酷似しているがags-3変異体の場合には、信号伝達の低下という形で表現型を呈していると考えられた。che-2変異体の表現型は体が大きくなり、動きの範囲が広いegl-4変異体によって抑圧されることが知られている。EGL-4はcyclic GMP依存性プロテインキナーゼ(PKG)であることが知られている。ags-3変異体の表現型もegl-4変異体によって抑圧を受けた。線虫AGS-3蛋白質は線虫EGL-4蛋白質と結合することが明らかになった。さらに、各々のマウスホモログを用いて解析を行ったところ、脳に高発現するタイプのマウスAGS-3ホモログはマウスPKGと結合活性があるが、ユビキタスに発現しているAGS-3ホモログはPKGと結合しないことが明らかになった。遺伝学的解析により、AGS-3は、PKGを抑制していることが明らかになったので、AGS-3の機能においては、cAMPカスケードのみならず、cGMPカスケードが極めて重要であることが示唆された。我々は、線虫の転写因子をバイオインフオマティクスによりデータベース化し、そのノックアウト株をシステマティックに分離して、機能を解析するという研究を進めている。この経過中に、tm866というC42D8.4というEtsファミリー転写因子を標的としたノックアウト株が、化学走性において、複数の化合物に対して反応性が低いことを見出した。レポーター解析により、この転写因子が頭部神経系で発現していることから、この転写因子が嗅覚受容体の発現を制御している可能性を想定した。変異体をバッククロスしている過程で、この変異体株にはもう1個の遺伝子の変異を持っていることが判明し、1塩基多型がマップされているCB4856株との交配を行い、遺伝子型をPCR-RFLP法で決定して原因遺伝子の同定を行った。その結果、同一染色体上に存在するF32A6.2という名前のIFT-81(Intraflagellar Transport)蛋白質が原因遺伝子であった。バイオインフォマティクスにより、同一の蛋白質複合体の中で働いていると考えられるIFT-74(Cl8H9.8)遺伝子に着目した。我々は、ift-81とift-74両遺伝子のノックアウト株を追加して分離し、いずれも同一の表現型
生命現象から学ぶ科学の創造性を培う数学学習プログラム

生命現象について高校生が学ぶ教科「生物」においての生命現象についての記述は、定性的記述がほとんどである。本研究では生命現象について、高校数学を用い現象を定量的に理解する過程で、科学の創造性を培う数学学習プログラムを研究した。積極的にパーソナルコンピュータと電卓の利用を行い、数学を手段として定量的に生命現象を知る活動を行った。これにより、生命現象を題材として生徒の中に、「解く数学」でない、「現象を理解するための数学」「数値的に検証可能な生物学」を感じさせると共に実践させ、実際に数学が様々な現象の理解の強力な手段となることを体験させる題材と具体的な授業を展開するプログラムを研究した。(1)機能の形への反映として、眼の進化から形が機能の反映となっていることを示し、定性的な理解のみならず定量的な理解も行うことで最初の導入とした。(2)(1)を発展させ、生物は生きていくために身体の形状を変え機能を高めていることを、チンパンジーとヒトの頭蓋骨で比較し、機能の増大が変形という形で現れることを定量的に理解することを行った。具体的には、チンパンジーとヒトの頭蓋骨の側面に現れた形状の違いに対し、一点からの距離の比較という従前とは異なる視点を導入し、比較学習することを行った。この学習では、距離、極座標、曲線近似等を活動として行った。(3)アンモナイトの化石を題材として、生物個体の成長と形の関係を調べた。化石を実施に測定し数値化されたデータを基にして、巻き貝の成長において規則性を見い出す活動を行った。この学習では、等比数列、漸化式、指数関数等を用いた。(4)個体でなく集団として増加する例としてウキクサが、限られた面積の容器で増える様子を調べた。限られた面積は無制限に増えることはできず,密度が高くなるに従い成長が抑制されることを観察し数理的な理解を行った。漸化式、指数曲線、成長曲線(S字曲線)を学んだ。
ラプラス圧による繊維中のナノ孔の圧壊とその孔径制御

クレージングによりナノ多孔化したポリプロピレン(PP)の孔径はラプラス圧によりコントロールができた。そのボイド径は、融点より大幅に低い100°C以下で縮小・消滅するため、このクレーズが生じたPPは、機能素材の担持に応用が可能である。そのため、孔径を維持しながら単位面積あたりのクレーズ領域の拡張を試み成功した。このPPフィルムのヒーリング温度(孔が縮小を開始する温度)は、大気中で60°Cだが電解液中では110-135°Cとなり、界面張力に依存していることが分かった。このような、ナノ多孔PPファイバーにカロテノイドの一種であり化粧品やサプリメントとして用いられるアスタキサンチンを複合した。高分子材料は、その成形方法に関わらず若干の微細孔を含むことは避けられない。しかし、物質中の微細孔は、その表面張力により自己収縮する力が働いている(ラプラス圧)。例えば水面付近の泡の内圧は、ほぼ1気圧だが、直径20nmの泡では286気圧に達する。高分子中の微細孔も大きな力で縮小しようとしているはずであり、この力を利用して従来樹脂に溶融混錬できなかった酵素などの薬剤を閉じ込めることを可能にする。本研究では高分子のクレージングを利用してナノ多孔化したフィルムを利用する。初年度の目的は、孔径の制御であり二つの方法が考えられる。1.クレージングによりナノ孔を形成する際に孔径を制御する。2.クレーズ相のヒーリング(回復)により孔径を制御する。今回は、両方の方法で検討するとともに、研究中に第3の方法を追加した。3.クレージングしたフィルムに一定張力下でアニールし、孔径を拡大する。3番目の方法は、温度と張力を加えることで生じたナノ孔をさらに拡大する単純な方法である。1.について、多孔化の諸条件を系統的に実験し、フィルム断面の走査型電子顕微鏡写真および液体透過率と気体透過率の差より求めた値から、孔径を20 nmから30 nm付近でコントロールできた。さらに小さな値については、評価が難しいが2.の方法を用いて気体透過性が完全に失われ閉孔することを確認できた。逆にさらに大きな孔径にするために、3.の方法を使用し、50-60 nmに拡大した。注目すべき点は、孔径を拡大し固定するような熱固定を行っても再度温度をヒーリング温度以上に挙げることで閉孔することである。このことは、残留応力によりクレーズが熱緩和することとヒーリングが異なることを示唆している。孔径制御に関しては引き続き検討を進めさらに制御範囲を拡大する予定である。クレージングを利用した孔径の制御に関する基礎的データの収集は順調に進んでおり、新たに多孔化後にアニールして孔径をコントロールする手法を取り入れたため、大幅に気体透過性に優れたフィルムが得られた。さらに、次年度以降に予定している薬剤の担持に関しても試験的に実験を開始し、良好な結果を得ている。当該年度の目的は次の2点である。1.ラプラス圧によるボイドの縮小機構を解明する。2.クレーズのボイドに薬剤を導入する。初年度の結果を参考に、各温度における熱収縮を測定し、見かけの活性化エネルギーを算出した。同時に静的光散乱測定により、相間長を求め、同じくラプラス圧によるボイド収縮を評価した。これらの結果と光学顕微鏡によるクレーズ相の消失、SEMによるボイド径の評価や気体透過性の結果を合わせて、径の制御および縮小プロセスを検討した。ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンおよびポリプロピレンといった非晶性と結晶性の違いや、ガラス転移温度の違いによらず、ほぼ60°C付近に転移点があることが分かった。これは、クレーズ相の収縮が残留応力による熱緩和ではないことを示唆している。断面SEMの結果から推定したボイド径分布から発生するラプラス圧を見積もった。すると、高分子の降伏応力より若干低めの値となった。このボイド径が10nm付近に達した場合に、相対的に表面積が増すため、表面分子の運動性の高さに起因する低ガラス転移表面の寄与が大きくなり、バルクの弾性率より低くなっていると考えられる。その結果、バルクの性質との乖離が起こり、容易にラプラス圧によるボイドの収縮が起こる。次に、薬剤の浸透についても検討した。まず、目的分子を浸透させる。このままでは、洗浄により溶出してしまうため、クレーズ相のボイドを収縮させ、ボイド径を縮小し溶出を防ぐ。コーティングに比べ高い耐久性が期待できる。そこで、実用性も考えアスタキサンチンの含浸を試みた。これは、抗酸化剤として化粧品やサプリメントとして期待されている素材である。その結果、フィルムおよび繊維状にしたクレーズを持つポリプロピレンに含浸固定することができた。これについては、企業からも注目され実用化の検討を進めている。研究は予想以上に進捗している。当初の研究予定に加え、リチウムイオン電池セパレータとしての応用に新たな展開が見られた。ラプラス圧によるボイド径の制御を利用して、リチウムイオン電池の熱暴走時の自己停止に利用することができる。特に今年度は、ラプラス圧による収縮効果を維持したまま、透過性を高めることが可能であることが分かった。現在特許を申請中である。最終年度の目的は次の通りである。「ラプラス圧によるボイド径の変化を制御し、薬剤の担持を試みる。」昨年度は試験的に、抗酸化剤として化粧品やサプリメントとして期待されている素材であるアスタキサンチンを含浸した。

その結果、ポリプロピレンに含浸固定することができた。アスタキサンチンをフィルムに20wt%程度まで担持させたが、フィルムが極端に脆弱になることはなかった。非常に高い担持量を達成している。このフィルムをエタノールに浸すと、アスタキサンチンは急速に溶解するが、これまでに確認したラプラス圧によるボイドの収縮を利用することで大幅に抑制できた。そこで、アスタキサンチンを含有した繊維による布帛を作成した。まず、フィルムの状態で多孔化し、それをスリットして繊維化する方法をとった。この多孔繊維にアスタキサンチンを担持し、手袋などの形に編み上げた。また、ラプラス圧によるボイド径の制御を利用して、リチウムイオン電池の熱暴走時の自己停止に利用する検討を始めた。電解液を多孔内に導入すると、ラプラス圧が大幅に低下することが分かった。進捗状況について:研究は予想以上に進捗している。当初の研究予定に加え、リチウムイオン電池セパレータとしての応用に新たな展開が見られ、特許申請準備中であることは昨年度も記した。今年度に、特許の申請が終了し、企業との共同研究も開始した。今後の研究の推進方策:薬剤の担持に関しては、実用に移せるところまで来たと考えている。また、リチウムイオン電池セパレータに関する応用も、実用化を目指した研究に移っていくはずである。しかし、ラプラス圧を孔の収縮に利用する際に、孔内の高分子界面エネルギーを、高分子と接したガスあるいは液体との差だけで議論して良いとは思えない。実際に孔が閉じる温度が低すぎるようである。この点は、今後の課題として残った。クレージングによりナノ多孔化したポリプロピレン(PP)の孔径はラプラス圧によりコントロールができた。そのボイド径は、融点より大幅に低い100°C以下で縮小・消滅するため、このクレーズが生じたPPは、機能素材の担持に応用が可能である。そのため、孔径を維持しながら単位面積あたりのクレーズ領域の拡張を試み成功した。このPPフィルムのヒーリング温度(孔が縮小を開始する温度)は、大気中で60°Cだが電解液中では110-135°Cとなり、界面張力に依存していることが分かった。このような、ナノ多孔PPファイバーにカロテノイドの一種であり化粧品やサプリメントとして用いられるアスタキサンチンを複合した。「1.クレージングによるボイド径とヒーリング効果」に関して、さらに制御範囲を広げることを目指す。また、「2.クレーズのボイド径制御と薬剤担持」を開始する。今年度の研究結果からナノ孔間の連結により形成される経路のつながり(曲路率)にも変化が現れることが分かったので検討項目に加える。初年度の結果を参考に、1.について各温度における熱収縮を測定し、内部構造を評価する。これらの結果と光学顕微鏡によるクレーズ相の消失、SEMによるボイド径の評価や気体透過性の結果を合わせて、径の制御および縮小プロセスを検討する。次の点に注目する。(1)ボイド径分布に従いラプラス圧の効果が表れるため、この点が諸物性の転移と相関するか。(2)ボイド径が10nm付近に達した場合に、バルクの強度を超えるため、この点で力学物性に変化が見られるか。
脱分化脂肪細胞と凝固因子由来タンパク質を用いた新しいケロイド治療の開発

平成31年度にヒトケロイド由来の組織を実験で使用予定である。平成30年度には、手術中に採取したヒトケロイド組織の研究利用のため、当施設の臨床研究倫理審査委員会での承認を受けた。ケロイド組織の採取のエントリーを開始した。ケロイドや肥厚性瘢痕は、膠原線維の増殖が組織学的な特徴である。異物に対する被膜も同様の組織学的特徴を有し、これらは良性線維増殖性病変として類縁疾患と考えることができ、基礎データの蓄積のため前年度に引き続き以下の実験を行った。ラットを用いた動物実験で異物に対する被膜を作成し、第IX凝固因子由来上皮成長因子(以下EGF-F9)による治療効果について検討を行った。前年度は、ラットの背部にシリコンシートを埋入と同時にPBSとEGF-F9を投与する群を作製し検討した。その結果、被膜形成の予防効果が得られることを明らかにした。平成30年度は、インプラントを4週間挿入し被膜を形成した後に、PBSをインプラントの表層の皮下組織に3回/週×4週間かけて注入する対照群と同様にEGF-F9を投与する群を作製した。シリコンシートの埋入後8週間で組織採取を行い評価した。EGF-F9により形成された被膜拘縮を治療し得るかを検討した。対照群で246.1±64.4μm、EGF-F9投与群で229.7±68.8μmの厚さの被膜がインプラントの周囲に形成された。対照群、投与群ともに4週間の留置よりも厚い被膜が形成されていた。しかしながら、対照群と投与群で被膜の厚さには有意差を認めなかった。また、組織学的にも差異を認めなかった。EGF-F9には、線維増殖性疾患に対して一定の予防効果があるものの、完成された線維増殖性疾患の病態への治療効果は乏しいことが示唆された。インプラント挿入モデルを利用した線維増殖性疾患に関する検討を行ってきた。第IX凝固因子由来上皮成長因子(EGF-F9)を使用した検討を行っている。線維成分が形成されるのと同時期にEGF-F9の投与を行うことで、薄い被膜が形成されることが明らかとなり、線維増殖性疾患に対して一定の予防効果が得られることが示唆された。一方で、線維成分が形成された後のEGF-F9の投与では、対照群と比較して被膜の厚さに有意差を認めず、治療効果は乏しいことが示唆された。このモデルで脱分化脂肪細胞を使用した実験を予定しているため、細胞の調製を進めている。ケロイド組織を用いた実験を計画している。ケロイドは、動物実験での再現が困難であるため、ヒトからの組織の提供が必要となる。ケロイド患者の切除手術の際に得られた切除検体の一部を使用するため、臨床研究倫理審査委員会の審査と承認を受けた。手術検体の提供に関して協力者のエントリーを開始した。平成31年度よりケロイド組織を利用した実験が開始できる見込みとなった。これまでに行ってきた被膜に関する実験について、脱分化脂肪細胞(DFAT)を用いた検討を予定している。第IX凝固因子由来上皮成長因子(EGF-F9)の実験と同様に、ラットの背部に埋入したシリコンシートの周囲の被膜形成の時期にDFATを投与し予防効果について検討する実験と被膜が形成された後にDFATを投与する治療効果について検討する実験を予定している。いずれも被膜の厚さなど組織学的検討を行い、線維増殖性疾患の治療への基礎データとしたい。ケロイド患者からの組織採取と実験を開始する予定である。ケロイド患者の手術検体よりケロイド組織の一部の提供を受け、凍結保存を行う。実験に使用するのに十分な検体数が確保できたら、DFAT及びEGF-F9を用いたin vitroおよびin vivoでの実験を予定している。in vitroの実験としてヒト由来ケロイド線維芽細胞とDFAT/EGF-F9の共培養を行う。共培養後に、細胞数・ケロイド発現に関与する遺伝子の発現・サイトカインの評価を行い、DFAT/EGF-F9のヒト由来ケロイド線維芽細胞に対する影響を評価する。in vivoの実験としてヒトケロイド組織を移植した免疫不全マウスへのDFAT/EGF-F9の作用についての検討を行う。免疫不全マウスの背部に作製した皮下ポケット内に、ヒトケロイド組織を移植した後に、DFAT/EGF-F9の投与を行いケロイドの形態および組織学的変化を評価する。脱分化脂肪細胞(以下、DFAT)ならびに凝固因子由来のたんぱく質である第IX凝固因子由来上皮成長因子(以下EGF-F9)によるケロイド治療に関する検討を行っている。ケロイド患者の切除手術の際に採取したヒトケロイド組織の研究利用のため、プロトコール作成ならびに当施設での臨床研究審査委員会での審査の準備を行った。これらの準備に並行して、基礎データの蓄積のため以下の実験を行った。ケロイドや肥厚性瘢痕は、膠原線維の異常な増殖が組織学的な特徴である。異物に対する被膜も同様の組織学的特徴を有し、これらは良性線維増殖性病変として類縁疾患と考えることができる。平成29年度は、ラットを用いた動物実験で異物に対する被膜を作成し、EGF-F9による治療効果について検討を行った。

ラットの背部にシリコンシートを埋入し、PBSをシリコンシートの表層の皮下組織に注入する対照群とEGF-F9を注入するEGF-F9投与群を作成した。EGF-F9により被膜拘縮を抑制し得るかを検討した。4週間のシリコンシートの埋入により、対照群で95.3±47.8μm、EGF-F9投与群で48.1±12.8μmの厚さの被膜がシリコンシートの周囲に形成された。EGF-F9投与群で一定した有意に薄い被膜が形成された。また、組織学的にはEGF-F9投与群で薄い被膜においてもMMPの発現を多く認め、ASMAの発現が少ない傾向を認めた。これらMMPやASMAなどが、EGF-F9による薄い被膜形成に関与していると考える。EGF-F9が良性線維増殖性病変に対し、一定の効果を持つことが示唆された。当初予定していた実験系では、ケロイド患者の切除手術の際に生じた組織検体を実験に使用する予定であった。ケロイド組織から得られた線維芽細胞とDFATならびにEGF-F9の共培養を行う予定であった。患者から得られる生体組織を使用するため、当施設の臨床研究審査委員会での審査が不可欠である。プロトコール作成ならびに臨床研究審査委員会での審査などの準備に時間を要したため、ケロイド患者の組織を利用する実験の開始には、遅れが生じている。しかしながら、これらの準備に並行し被膜拘縮に関する実験を行った。ケロイドと類縁疾患である異物に対する被膜拘縮に関する動物実験である。ラットの背部に挿入したシリコンの周囲に形成される被膜が、EGF-F9の投与により有意に抑制されることを明らかにした。皮下に挿入したシリコンシートの周囲にEGF-9を投与することにより、対照群よりも有意に薄い被膜が形成されいた。EGFF-9が良性繊維増殖性疾患に対して一定の効果を持つことが示唆された。平成31年度にヒトケロイド由来の組織を実験で使用予定である。平成30年度には、手術中に採取したヒトケロイド組織の研究利用のため、当施設の臨床研究倫理審査委員会での承認を受けた。ケロイド組織の採取のエントリーを開始した。ケロイドや肥厚性瘢痕は、膠原線維の増殖が組織学的な特徴である。異物に対する被膜も同様の組織学的特徴を有し、これらは良性線維増殖性病変として類縁疾患と考えることができ、基礎データの蓄積のため前年度に引き続き以下の実験を行った。ラットを用いた動物実験で異物に対する被膜を作成し、第IX凝固因子由来上皮成長因子(以下EGF-F9)による治療効果について検討を行った。前年度は、ラットの背部にシリコンシートを埋入と同時にPBSとEGF-F9を投与する群を作製し検討した。その結果、被膜形成の予防効果が得られることを明らかにした。平成30年度は、インプラントを4週間挿入し被膜を形成した後に、PBSをインプラントの表層の皮下組織に3回/週×4週間かけて注入する対照群と同様にEGF-F9を投与する群を作製した。シリコンシートの埋入後8週間で組織採取を行い評価した。EGF-F9により形成された被膜拘縮を治療し得るかを検討した。対照群で246.1±64.4μm、EGF-F9投与群で229.7±68.8μmの厚さの被膜がインプラントの周囲に形成された。対照群、投与群ともに4週間の留置よりも厚い被膜が形成されていた。しかしながら、対照群と投与群で被膜の厚さには有意差を認めなかった。また、組織学的にも差異を認めなかった。
フラーレン誘導体による多彩なナノ・メゾスコピック構造の作製と機能開拓

機能炭素ユニットであるフラーレンを材料として有効利用するため、ごく微細レベルで自由に成型加工しうる技術の開発を行った。フラーレンに炭化水素鎖を導入した化合物を各種有機溶媒中で、ワイア、球状、フラワー状等の構造へと組み上げることに成功した。フラワー状構造体を基板上に塗布することにより、超撥水性の表面を得た。また、純粋フラーレン物質を様々な液体間の界面でひし形や六角形のナノシートに成型できること、それらの一部は水を加えることによってナノロッドに変形できることも見出した。本研究では、超分子・高分子の概念から同一フラーレン誘導体を素材としてその超分子自己組織化構造体をベースとした、ナノ・メゾスコピックオーダーの球状、ファイバー状、単層二分子膜、コーン状などの多種多様なナノカーボン集合体新素材の開発を提案する。有機・超分子化学を出発とするために、分子レベルにおける組織化形態を予測、制御でき、これまでにないナノ・メゾスコピックカーボンをセレンディピティー的に開発できる可能性を秘めている。さらに、本研究提案では、フラーレン超分子からなる次元規制型新素材の次世代カーボンマテリアルへの可能性を検討すると共に、デバイス上へのファイバー、ナノシートなどの位置選択的な配置及び実用化を視野に入れたナノデバイスの構築に取り組む。本年度の具体的な成果としては、フラーレンにアルキル鎖が3本導入された分子を合成し、それらを各種溶媒中で自己組織化することによって、様々な形態の物質を得たことが挙げられる。例えば、フラーレン二分子膜を単位構造としたディスク構造の作製に成功した。XRD、FT-IR, DSC、AFMなどの分析手法を用い、アルキル鎖部分が相互に入り組んで貫入した形の二分子膜構造を撮っていることが明らかとなった。また、溶媒を変えるだけで、ファイバー状構造、ベシクル状構造、コーン状構造が得られることも明らかとなった。さらに、スピンコート法によってHOPGなどの基板上に塗布することによって、単分子ワイアー状構造が得られることも確かめられた。さらに、分子構造の改変によって、これまでに得られたことがない室温液状のフラーレン物質が得られることも実証された。これまで、フラーレンニ分子膜を単位構造としたディスク構造の作製に成功し、また、溶媒を変えるだけで、ファイバー状構造、ベシクル状構造、コーン状構造が得られることも明らかとなった。本年度は、フラーレン誘導体からフラワー状の構造体が得られることを見出し、その塗布膜を作成したところ、顕著な超撥水性を発現することが明らかとなった。これまで、フラーレン二分子膜を単位構造としたディスク構造の作製に成功し、また、溶媒を変えるだけで、ファイバー状構造、ベシクル状構造、コーン状構造が得られることも明らかとなった。さらに、フラーレン誘導体から比表面積が極めて大きいフラワー状の構造体が得られることを見出し、その塗布膜を作成したところ、顕著な超撥水性を発現することが明らかとなった。フラワー状構造体の形状は金属などに転写することが可能で、光学測定の基盤として有用であることが新たに見出された。
ITを利用した地域健康増進策としてのe-healthシステムの構築

これまでの地域における健康増進事業は,自治体の限られた人材で実施するため,十分な施策を実行しえていないのが現状であった.それゆえ多くの人員を配置しなくても健康増進事業を推進できるシステムの確立は緊急の課題である.本研究では,自治体がIT環境を利用して少ない人員と専門家(医師,健康運動指導士等)最小限の支援で,大勢の住民を対象にした健康増進策を展開するための支援システム(e-health)の開発を行うことを目的とした.研究対象地域で本システムを使用した運動トレーニングの介入研究を継続し,計3年間の介入が終了した.この介入研究では中高齢者の筋量や筋力,持久力などの寝たきり予防を主眼とした生活機能に密接に関わる要因を測定した.その結果これらの要因は運動トレーニングによって加齢による衰えを軽減あるいは改善することができるということが明らかとなった.また中高齢者の体力を6種目から構成される体力測定によって評価し,その結果から適切なトレーニングプログラムを導き出すe-healthシステムにおけるアルゴリズムも完成し,全国10の地域で4000名に実施したところ,体力年齢の若返り効果と1年後の継続率が平均で85%維持され,継続要因を住民調査から検討したところ,e-healthシステムの有効性が確認された.また複数の自治体において一人当たりの医療費削減が確認された.このe-healthシステムは,本研究では体力測定からトレーニングプログラムの提供までをシステム化し,これまでの自治体の事業では不可能であった大人数での運動教室運営を可能とした.また,日常の運動実施記録や体重・体組成の変化を高性能歩数計に記録させ,定期的にシステムのデータベースへ保存するようにした.システムはこれらの記録を分析することで運動プログラムのアルゴリズムに反映され,運動継続の支援に役立てることが可能となった.これまでの地域における健康増進事業は,自治体の限られた人材で実施するため,十分な施策を実行しえていないのが現状であった.それゆえ多くの人員を配置しなくても健康増進事業を推進できるシステムの確立は緊急の課題である.本研究では,自治体がIT環境を利用して少ない人員と専門家(医師,健康運動指導士等)最小限の支援で,大勢の住民を対象にした健康増進策を展開するための支援システム(e-health)の開発を行うことを目的とした.研究対象地域で本システムを使用した運動トレーニングの介入研究を継続し,計3年間の介入が終了した.この介入研究では中高齢者の筋量や筋力,持久力などの寝たきり予防を主眼とした生活機能に密接に関わる要因を測定した.その結果これらの要因は運動トレーニングによって加齢による衰えを軽減あるいは改善することができるということが明らかとなった.また中高齢者の体力を6種目から構成される体力測定によって評価し,その結果から適切なトレーニングプログラムを導き出すe-healthシステムにおけるアルゴリズムも完成し,全国10の地域で4000名に実施したところ,体力年齢の若返り効果と1年後の継続率が平均で85%維持され,継続要因を住民調査から検討したところ,e-healthシステムの有効性が確認された.また複数の自治体において一人当たりの医療費削減が確認された.このe-healthシステムは,本研究では体力測定からトレーニングプログラムの提供までをシステム化し,これまでの自治体の事業では不可能であった大人数での運動教室運営を可能とした.また,日常の運動実施記録や体重・体組成の変化を高性能歩数計に記録させ,定期的にシステムのデータベースへ保存するようにした.システムはこれらの記録を分析することで運動プログラムのアルゴリズムに反映され,運動継続の支援に役立てることが可能となった.筑波大学と大洋村との間でITによる相互通行システム(ハードおよびソフト)の試験的に運用し,トレーニング実施者やシスチム管理者を対象に利便性や安全性を検証した.その結果,高齢者を対象にした場合のシステムの操作性に問題が複数確認された.地理的問題(筑波大学-大洋村間60km)で,対処に必要以上に時間を要することから,大学からより近い場所での予備実験の必要性が指摘された.そこで,新たに筑波大学のあるつくば市を研究対象地区に加えた.また,対象者数増大を図る目的で,埼玉県小鹿野町も研究対象地区に加えた.各地区の保健センターと対象者(約110世帯,180名)の家庭に,通信機能付自転車エルゴメータと通信用パソコンを設置し,インターネットを介した筑波大学とのネットワーク環境の整備を完了した.体重や体脂肪の経時的変化や,自転車エルゴメータ以外のトレーニング状況(ウォーキング)などのデータを集積するためのデータベース環境も整備した.データの入力はインターネットの専用ホームページに対象者が入力する方式をとった.また,歩数データは万歩計からUSB接続でパソコンへ自動転送される方式をとった.いずれも,筑波大学で実施している運動教室参加者(中高齢者60名程度)を対象に試験運用し,利便性などを検証している.これらの作業により,15年度以降,システムの円滑な運用試験が展開できる.また,日常の歩数や生理的パラメータの経時変化をデータベース化できるようになり,健康維持・増進のための効果的なトレーニング介入法の探索が容易になる.1)運動継続に関する知見