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フランス中世王権と貴族制に関する実証研究

2についは、既に原史料の分析、欧米研究者による当該地域についての研究成果の批判的検討は終えているので、支給が予定されている二年目の科研費で不足している文献、史料を補充しつつ、論文に仕上げていく予定である。2.については、パリのC.N.R.S.で12月に催される「司教座に関する史料学的研究」の集会で論文発表を依頼されており、それに向けても、一日も早く、この課題への取り組みを再開しなければならないと考えている。1989年度の課題としては、(1)1986年以降進めてきた司教座権力の確立過程に関する最終的な仕上げをすること、(2)1250年にまで対象時代を拡げ聖俗貴族・領主層全体の身分・階層秩序確立の問題に理論的見通しをつけることを挙げた。(1)に関しては、2回の報告と3論文の作成を手がけた。即ち、(a)フランス中世中期(11・12世紀)司教座の組織編成の面から世俗の各級貴族権力との連関についての報告と(b)同一の問題についてのラングル司教座の事例、実証的研究成果の報告(於C.N.R.S.、パリ)を行なった。後者の報告では併せて仏語論文を用意した。これは1990年中に他のフランス人研究者の司教座に関する研究報告と共にC.N.R.S.から図書として出版される予定である。また、この集会の概要については近々日本の専門雑誌に投稿する予定である。又、論文としては、(イ)司教座の組織編成と人的構成に関するフランス全般の傾向の概括、(ロ)上記報告(b)を論文の形で整理したもの、(ハ)司教座による管区支配権の強化過程を、教区支配をめぐる修道院との関係でラングルに関して行なった実証研究の成果以上3点を1990年2月までに完了したいところである。次に(2)に関しては、本年度も昨年度に引きつづいて、貴族制、王権に関する研究書(新刊書)の主たるものを購入し、又、1989年11、12月には渡仏する機会を得たため、古書、主要雑誌論文を追加入手することができた。この面では、時間の関係で、現在のところ十分に資料を活用し得ていないが、1990年3、4月の段階で、5月の「洋史学会大会」に向けて、所期の目標たる聖俗貴族・領主層の身分・階層秩序確立に関する理論的大枠を作り上げることに努めていることろである。以上、「交付申請書」で策定した本年度の計画はほぼ満足のいく形で実現できたものと考えている。
マラソントレーニングにおける「高強度＋持続走（ガチユル走）トレーニング」の効果

莫大なエネルギーを必要とするマラソンでは、レース後半にエネルギー切れを起こし失速する例が後を絶たない。したがって、マラソンランナーは、運動中のエネルギー源である糖を節約するために、できるだけ脂質を利用する(脂質代謝)能力の改善が重要なトレーニング課題となる。本研究では、脂質代謝の亢進しやすい高強度+持続走(ガチユル走)の運動中の生理応答、そのトレーニング効果を明らかにし、市民ランナーにとって有効なマラソンのトレーニング法を提案する。
二院制の比較立法過程論的研究

衆議院と参議院の多数派が異なる、いわゆる「ねじれ国会」が出現した結果、日本の国会における立法活動は混迷状態に陥った。本共同研究は、この混迷状態の制度的・政治的要因を探りつつ、そうした状態を解消・克服するための方策を従来の二院制に関する憲法学的研究とは異なった視角からの分析を通して明らかにすることを試みた。具体的には、従来の類型論的・解釈論的研究に加えて、統治構造論を視野に入れた実証的な比較立法過程論的研究を実施した。本共同研究は3つの段階を経る形で展開される予定であるが、初年度に当たる平成21年度は、研究開始に必要な資料を収集・整理するとともに、研究組織全体における問題意識の共有と課題の明確化を図ることを目標として掲げ活動した。具体的な活動内容は、1.資料・情報収集の実施(関連図書の購入、連絡網の構築、ヒアリング)、2.研究会の開催、3.国内外の立法実務家・研究者との人的ネットワークの形成、の3つにまとめることができる。2.の研究会は、2009年に2回、2010年に1回開催した。詳細は以下の通りである。(1)夏季研究集会:2009年8月2425日開催(北海道大学)(1)岡田信弘(北海道大学・研究代表者):二院制研究の歴史と現状、(2)向大野新治(衆議院事務局庶務部長):ねじれ国会下の国会運営、(3)大島稔彦(参議院法制局長):いわゆるねじれ国会の立法状況-両院関係を中心として-、(4)加藤一彦(東京経済大学・研究分担者):二院制の例外的形態としてのドイツ連邦参議院、(5)新井誠(東北学院大学・研究分担者):フランスにおける両院制と立法過程、(6)木下和朗(熊本大学・研究分担者):イギリスにおける両院制-近時の動向を素材にして-(2)その他の研究会(1)2009年11月13日開催(北海道大学)田中嘉彦(国立国会図書館):二院制の比較検討(『北大法学論集』61巻1号掲載予定)、コメント・芦田淳((国立国会図書館):イタリアの視点から見た二院制(同上)、(2)2010年3月8日開催(北海道大学)西村裕一(首都大学東京):真の「代表」を求めて-美濃部達吉の議会制度論以上の研究会活動を通じて、二院制の空間的・時間的位置づけに関する理解が共有されることにより、「研究組織全体における問題意識の共有と課題の明確化」という今年度の目標はほぼ達成されたと考える。本共同研究遂行の2年目に当たる平成22年度は、前年度に引き続いて国内外の実務家・研究者との人的ネットワークの構築に努めるとともに、日本と主要国における二院制下での立法動向や立法過程に関する理解を深めることを目標に活動した。具体的な活動内容は、1.国内外の議会実務家との学術交流、2.研究会の開催、の2つに大別することができる。1.の実務家との学術交流については、国内の実務家を研究会に報告者として招聘したのに加えて、研究代表者が行った「列国議会同盟(IPU)」(スイス・ジュネーブ)における聞き取り調査(2011年2月20日実施)を挙げることができる。二院制に関するworld-wideな最新データの提供を受けるとともに、二院制をめぐる最近の動向や議会制研究のあり方に関する情報交換け有益であった。2.の研究会は2回開催した。(1)夏季研究集会:2010年9月12日開催(北海道大学)(1)只野雅人(一橋大学・研究分担者):日本国憲法の政治機構における参議院、(2)武蔵勝宏(同志社大学・研究分担者):民主党政権下の立法過程(『北大法学論集』61巻6号掲載)、(3)伊藤和子(衆議院法制局):ねじれ国会における国会審議の諸相(『北大法学論集』61巻5号掲載)、(4)齋藤憲司(国立国会図書館):イギリスにおける政権交代と議会、(5)徳永貴志(聖学院大学):フランス議会における修正案の審議、総括コメント:芦田淳(国立国会図書館)、(2)春季研究会:2011年3月7日開催(北海道大学)(1)曽我部真裕(京都大学):議会内における反対会派・少数会派の位置づけと議会の政府統制機能について、(2)川岸令和(早稲田大学):アメリカにおける政権交代。以上の研究会活動等を通じて、国内外の実務家との人的ネットワーク構築が着実に進捗し、また主要国における議会制や二院制の実態把握も深まっている。今年度の目標は、概ね達成されていると評価できるように思われる。本年度は、二院制下での立法過程に関する具体的な比較研究を実施し、そこでの問題点の析出とそれの解消策の検討を本格的に開始した。具体的には、(1)研究分担者の深められた研究を前提にした中間報告をまとめる研究会を、昨年9月と本年3月に札幌(北海道大学)で開催した。

9月の研究会には、各研究の問題点や不十分さを明らかにするために、ゲスト・スピーカーを招待した。ゲスト・スピーカーの報告タイトルは次のとおりである。(1)芦田淳氏(国立国会図書館):「イタリアの対等な二院制下における立法過程」、(2)大石眞氏(京都大学):「両院制運用への展望」(研究分担者の淺野善治氏(大東文化大学)によるコメント:「いわゆる「ねじれ国会」の状況における両議院の権能」)、(3)高安健将氏(成蹊大学):「議院内閣制の比較分析」、(4)佐藤治氏(衆議院厚生労働委員会専門員):「現場で見た国会活動の一側面」。これらの報告については、順次、「北大法学論集」で公表する予定である。本年3月の研究会では、研究分担者の高見勝利氏(上智大学)による「衆議院の議員定数不均衡問題に対する国会の対応」についての報告が行われた。(2)平成24年度に開催を予定している国際シンポジウムの準備を兼ねて、主要国における二院制下での立法過程のありようをより明確に理解するために、研究代表者を含む3名のメンバーで、実地調査(イギリス・フランス)を行った。イギリスでは上院改革に深く関わっているメグ・ラッセル氏(UCL)に聞き取り調査を行い、フランスでは元老院(上院)を訪問し、議長事務局で2008年憲法改正後の立法のありようについて調査した。本年度は、主要国における二院制の運用や立法過程に関する具体的な比較研究を実施し、そこでの問題点の析出とそれの解消策の検討を行った。具体的には、(1)昨年8月に、まず、フランスの若手議会制度研究者を招聘し、議会制に関わる理論的検討を行った。ランス大学のセリーヌ・ヴァンゼル氏による「合理化された議会制と立法手続」というタイトルの報告に基づく討論である(『北大法学論集』63巻6号に掲載)。(2)9月には、主要国の二院制研究者を招いて、国際的なワークショップとシンポジウムを開催した。イタリアからCarlo Fusaro氏、フランスからSophie Boyron氏、ドイツからJens Woelk氏、そしてイギリスからMeg Russell氏を招聘するとともに、日本側からは、研究分担者(新井誠氏、加藤一彦氏、木下和朗氏、只野雅人氏)のほかに、芦田淳氏(国会図書館)、田中嘉彦氏(国会図書館)、橘幸信氏(衆議院法制局)、川崎政司氏(参議院法制局)をコメンテーターとして立て、研究者の視点だけでなく立法実務家の見地からの意見を交えて討論を行った。このワークショップとシンポジウムにおける報告・コメント・討論をまとめて今年度内に出版するべく作業を進めている。(2)わが国における両院の運営実務を明確にするために、九州大学の赤坂幸一氏を招聘して研究会を開催した(本年3月、「議院運営実務と公法学」)。(3)上記国際シンポジウムにおける検討対象から漏れていた代表的な二院制採用国、具体的には、いわゆる「ねじれ国会」状況が常態化しているオーストラリアの国会を訪問調査した。以上の研究事業の遂行を通じて、制度的には両院の権限関係と選挙制度のありようが、そして非制度的要因としては政党のあり方が重要であることが明確になったように思われる。主要国における二院制研究を担当している研究分担者の研究成果がいろいろな媒体を通じて公表されるとともに、多様なゲスト・スピーカーによる報告も主に「北大法学論集」で公にしているが、これらは学界で注目されつつある。また、今までに実施した外国における調査などによって、平成24年度に開催予定の国際シンポジウムの準備も順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。
血管ー神経相互作用を担うシグナル分子の網羅的探索

ショウジョウバエの気管網と末梢神経回路網を解析モデルとして、血管(気管)-神経相互作用に介在する新規因子群の網羅的探索を行った。その結果、IgGファミリーに属する細胞接着因子であるFasII/NCAMが成虫羽原基における気管ー神経相互作用に介在することにより、末梢ニューロンの救心性神経軸索投射を制御することを発見した。ヒト末梢組織において血管網と神経網が互いに情報のやりとりを行うことは、個体の恒常性維持や高度な情報処理にとって不可欠である。しかし脊椎動物では、血管もしくは神経のみを簡便かつ直接的に遺伝子操作し、その影響を個体レベルで解析することが困難であることから、血管-神経相互作用に介在する分子機構は十分に理解されていない。我々は、in vivoイメージングと分子遺伝学的解析に優れたショウジョウバエを用いて、血管(気管)-神経相互作用を支える分子群を網羅的に同定し、その作動原理をショウジョウバエと脊椎動物の双方をモデルとして明らかにすることを目指している。その第一段階として、本年度は、血管-気管の伴走構造形成の全ステップの可視化を行う為に、羽成虫原基(wing disc)に位置する感覚ニューロンと気管にそれぞれ異なるレポーター発色団を発現するトランスジェニック系統を作製した。このとき、Gal4/UASシステムを採用したのに対して、ニューロンの可視化はLexA-/VP16システムを採用することにより異なる発現制御を可能とした。さらに、気管に活性化型RacGTPaseを発現させることにより気管走行構造を変化させると、末梢ニューロンの軸索走行性も同様に変化することから、両者間に何らかの相互作用が存在することが示唆された。並行して、神経回路の維持を司る分子ネットワークを全ゲノムサイズで理解することを目指し、RNAiノックダウン法を用いてショウジョウバエ・ゲノム上にコードされる全1万3千遺伝子の神経機能を簡便に評価出来る解析システムの確立を開始した。本研究では、ショウジョウバエ感覚ニューロンと気管を解析モデルとして、血管-神経ワイヤリングに介在する分子機構の解明を目指す。昨年度までに、ショウジョウバエ気管と感覚ニューロンが、発生の様々なステージにおいて伴走構造を形成することを見いだした。本年度は、伴走構造の成り立ちを理解するために、ライブイメージング法により発生過程を詳細に解析することを目的とした。具体的には、気管と感覚ニューロンにおいて発現制御できるエンハンサー下流にmCherryとGFPを繋いだトランスジェニック系統により、気管と羽原基感覚ニューロンをそれぞれ特異的によりマークした。この二重カラー系統を使うことにより、発生初期から気管-神経ネットワークの形成時まで個体レベルでイメージングが可能であることを確認した。現在、これらの系統を使って、長時間ライブイメージングを試みている。これまでのところ市販の共焦点顕微鏡システムでは空間解像度が不足していることが分かってきており、その改善のため光路とディテクターのカスタマイズを行っている。並行して、気管-神経相互作用において働く因子群の網羅的同定を開始した。具体的には、国立遺伝学研究所において作成されだショウジョウバエRNAiコレクションを活用して、ゲノムワイドスクリーニングを行った。本年度までに約2000系統コレクションのスクリーニングを終了し、樹状突起の維持に関わる候補遺伝子32個を単離した。その中から、細胞間相互作用に関与することが予測される5遺伝子に着目して、更なる解析を進めている。脊椎動物の末梢組織においては、血管と神経繊維が並走する構造がよく見られる。この並走構造は、血管の神経支配や、血管から神経への酸素・エネルギー提供に重要であると考えられているが、その生理的意義は不明である。我々は、ショウジョウバエ気管と血管の解析モデルとして、ショウジョウバエ末梢組織における気管ー神経並走構造の成立機構について研究を行った。まず、成虫羽原基において救心性神経軸索と遠心性気管が並走構造を構築する事を見いだした。続いて、気管ー神経並走構造における両者の相互作用を担う分子群についてRNAi法による網羅的解析を行った。その結果、IgGスーパーファミリーに属する接着因子FasII(ほ乳類のNCAM)遺伝子を神経特異的に発現抑制すると、軸索と気管の相互作用が優位に抑制されることを見いだした。さらに、ラブイメージング法をもちいて並走構造の構築過程を追跡したところ、発生初期には、気管と軸索は近傍に存在するが緊密な並走構造をとっていないこと、ある発生ステージを境として、軸索と気管の距離が縮まり、最終的に気管ー神経束が形成されることがわかった。現在、FasIIの発現制御に着目して、FasIIがいつどこで気管と軸索に発現していくるのかを検討している。以上の結果から、接着因子FasIIが気管ー神経相互作用に介在すること、気管ー神経束は恒常的な構造物ではなく、何らかの制御機構を介して構築されることが示唆された。脊椎動物の末梢組織では、血管網と神経網が隣接した道筋を通ることが良く知られている。このような血管ー神経伴走構造の形成機構についてはほとんど情報がない。私たちは、血管ー神経相互作用を担う分子基盤を理解する為に、ショウジョウバエの気管ー神経相互作用をモデルとして研究を行った。ショウジョウバエ羽成虫原基の感覚ニューロン群は救心性軸索を腹部神経節へと投射するが、私たちが生体イメージングを行ったところ、救心性軸索は気管と並走するようにして伸長することがわかった。

遺伝学的に羽成虫原基の気管を特異的に除くと、救心性軸索の伸長が阻害されることから、気管ー神経相互作用が重要であることが示唆された。続いて、気管に発現する接着因子や分泌因子なd約60因子についてRNAiスクリーニングを行い、イムノグロブリンスーパーファミリー接着因子であるNCAM/FasIIが、感覚ニューロン救心性軸索と気管との伴走構造形成に必須であることを見出した。NCAM/FasIIはホモフィリックな相互作用を介して細胞間接着に働くことが示唆されている。GFP融合蛋白質をもちいてNCAM/FasIIの発現パターンを解析したところ、NCAM/FasIIは救心性軸索上と気管上の双方に発現していることから、ホモフィリックな相互作用を介して機能すると考えられた。興味深いことに、感覚ニューロン軸索が気管から離れて、感覚ニューロン軸索束を形成する時期になるときに、軸索上のNCAM/FasII発現が低下することが見出された。従って、NCAM/FasIIを介する相互作用が、気管ー神経伴走構造のダイナミクスを規定することが考えられた。ショウジョウバエの気管網と末梢神経回路網を解析モデルとして、血管(気管)-神経相互作用に介在する新規因子群の網羅的探索を行った。その結果、IgGファミリーに属する細胞接着因子であるFasII/NCAMが成虫羽原基における気管ー神経相互作用に介在することにより、末梢ニューロンの救心性神経軸索投射を制御することを発見した。ショウジョウバエ変態期に形成される羽成虫原基において、気管と感覚ニューロン救心性軸索が伴走構造を形成することを見出した。詳細なタイムラプス解析から、羽成虫原基の気管形成は蛹期10時間頃までに完了する事、感覚ニューロン救心性軸索は蛹期12時間頃に気管へと向かって伸長を開始し、蛹期16時間頃に気管へと到達し、その後、伴走構造を形成しつつ、腹部神経節へと投射することがわかった。次に、羽成虫原基における気管発生に必須の転写因子Homothorax (Hth)に着目し、RNAiノックダウン法を用いて気管特異的にHthの抑制を行った。このとき、羽成虫原基の気管形成は完全に抑制され、さらに、感覚ニューロン救心性軸索の形成不全が起きた。従って、羽成虫原基の気管形成由来の何らかの因子が、感覚ニューロン救心性軸索を誘導し、最終的な伴走構造を形成している可能性が考えられた。そこで、気管由来の軸索誘引因子を同定する為に網羅的RNAiスクリーニングを行っている。具体的には、気管特異的なBtl-GAL4ドライバーを使って、気管特異的に特定の遺伝子群にたいするRNAiノックダウンを行い、それと同時に感覚ニューロン救心性軸索の可視化を行い、その走行性に異常が生じる遺伝子を単離する。これまでに、軸索ガイダンス分子群、増殖誘導因子群、モルフォゲン、接着分子などを含む膜表層タンパク質分子群などに着目してスクリーニングをすすめ、複数の候補因子群を得ている。新たな伴走構造を複数発見し、その分子細胞基盤の解析に進んでいる。当初の計画度通り、おおむね順調に推移している。気管ー血管並走構造の介在因子として接着因子FasII/NCAMを新たに同定した事は大きな進歩である。その意味では十分に順調に進展していると言える。
レーザーパルス加振と偏光高速度カメラによる透明高分子材料の非接触非破壊損傷検知

液晶ディスプレイに使用される位相差フィルムなど,固液界面で使用される,複屈折性を有する光学用の透明な高分子材料(透明体材料)の損傷検出は,カメラなどにより製造工程において検出する手法が実用化されている.しかし,これらの手法では,実際の使用環境における透明体材料の機械的性質の同定や損傷検出を非接触非破壊で実現できない.本研究では,レーザー誘起プラズマによる衝撃波を用いたレーザーパルス加振により,透明体材料に非接触非破壊で弾性波(応力波)を生成する.そして,この弾性波の伝播を偏光高速度カメラによる複屈折計測に基づき可視化する.弾性波の伝播速度やその分布などを観察することにより,実際の使用環境における透明体材料の機械的性質の同定や損傷検出を非接触非破壊で実現する.平成30年度は,(1)透明高分子材料の十数マイクロメートル程度のひっかき傷の検出,(2)モーメントレーザーパルス加振,(3)水中構造物の制振,その他の応用関連研究として(4)金属材料へのLamb波の生成,(5)ウェーブレット解析による損傷検知手法について検討した.国際的な研究論文雑誌に,(1)は投稿準備中であり,(2)(5)は掲載決定となった.(1)では,まずはじめにレーザーパルス加振により透明高分子材料で構成された薄板に,弾性波の一種であるLamb波の0次のSモードを生成する.そして,偏光高速度カメラで可視化されたLamb波の伝播を観察することで,十数マイクロメートル程度のひっかき傷の検出に成功した.(2)では,レーザーパルス加振を用いることでモーメントを入力とした周波数応答関数計測に成功した.(3)では,水中構造物に高分子材料を減衰材として貼付し,これの制振性能評価に成功した.この他,透明体材料の動的粘弾性率の同定を検討していき,国際的な研究論文雑誌に投稿する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。液晶ディスプレイに使用される位相差フィルムなど,固液界面で使用される,複屈折性を有する光学用の透明な高分子材料(透明体材料)の損傷検知は,カメラなどにより製造工程において検知する手法が実用化されている.しかし,これらの手法では,50マイクロメートル以下の損傷は検知できないため,要求精度が数マイクロメートル程度である,次世代の情報端末ディスプレイ用フィルムの損傷検知には対応できない.本研究では,レーザー誘起プラズマによるレーザーパルス加振により,透明体材料に非接触非破壊で弾性波(応力波)を生成し,この弾性波が損傷付近を伝播する際に発生する応力集中を偏光高速度カメラによる複屈折計測に基づき可視化することで,固液界面における透明体材料の数マイクロメートル程度の損傷を非接触非破壊で検知することを目指す.平成28年度は,レーザー誘起プラズマによるインパルス加振力を用いて,透明体材料に弾性波を生成した.まず,はじめに,レーザーアブレーションを用いた非接触インパルス加振により透明体材料内部に弾性波を生成し,これをシュリーレン法により可視化することで,透明体材料の機械的性質を同定した.次に,レーザーブレイクダウンにより生成された衝撃波を用いた,非接触インパルス加振力の動特性を調べた.この加振力は,ほぼ理想的なインパルスであり,高い再現性,50 kHz程度の高周波数帯域までほぼ一様な加振成分を有することがわかった.また,レーザーブレイクダウンの生成位置と対象構造物との距離が近ければ,加振領域は小さく理想的な点加振と仮定できることがわかった.本研究では,レーザー誘起プラズマによるインパルス加振力により,透明体材料に非接触非破壊で弾性波(応力波)を生成し,この弾性波が損傷付近を伝播する際に発生する応力集中を偏光高速度カメラによる複屈折計測に基づき可視化することで,透明体材料の損傷検知を非接触非破壊で実現することを目指す.平成28年度は,レーザー誘起プラズマによるインパルス加振力により,透明体材料に非接触非破壊で弾性波を生成した.(1)レーザーアブレーション加振を用いた透明体材料の機械的性質の同定レーザーアブレーションにより透明体材料(ゲル)に対して非接触にインパルス加振力を作用させ,これに弾性波を生成した.そして,ゲルに伝播する弾性波をシュリーレン法により可視化し,高速度カメラで撮影し,ゲルの密度と弾性波の伝播速度との関係を調べ,得られた弾性波の伝播速度よりゲルのヤング率,およびポアソン比を求めることができた.(2)レーザーブレイクダウンにより生成された衝撃波の動特性の調査レーザーブレイクダウンにより生成された衝撃波を透明体材料に対する加振力として用いる場合について,(i)加振力の動特性(大きさ,周波数特性など),(ii)加振力として作用する領域(面積)を検討した.この加振力は,ほぼ理想的なインパルスであり,高い再現性,50 kHz程度の高周波数帯域までほぼ一様な加振成分を有することがわかった.また,この加振力を対象構造物に対する入力として,周波数応答関数を計測した.本手法(レーザーブレイクダウンの生成位置と対象構造物との距離が6 mm)および有限要素解析より得られた対象構造物の周波数応答関数を比較したところ,両者の振幅および位相は良く一致した.これより,レーザーブレイクダウンの生成位置と対象構造物との距離が近ければ,加振領域は小さく理想的な点加振と仮定できることがわかった.液晶ディスプレイに使用される位相差フィルムなど,複屈折性を有する光学用の透明な高分子材料(透明体材料)の機械的性質の同定や損傷検知は,カメラなどにより製造工程において検知する手法が実用化されている.

しかし,これらの手法では,実際の使用環境(気体中や液体中など)における透明体材料の機械的性質の同定や損傷検知を非接触非破壊で実現できない.本研究では,レーザー誘起プラズマ(Laser-induced Plasma: LIP)による衝撃波を用いたレーザーパルス加振により,透明体材料に非接触非破壊で弾性波(応力波)を生成する.そして,この弾性波の伝播を偏光高速度カメラによる複屈折計測に基づき可視化する.弾性波の伝播速度やその分布などを観察することにより,実際の使用環境における透明体材料の機械的性質の同定や損傷検知を非接触非破壊で実現する.平成29年度は,(1)透明体材料の動的弾性率の同定,(2)LIP衝撃波による金属材料への弾性波の生成及び可視化,(3)LIP衝撃波による透明体材料への弾性波の生成及び可視化,(4)透明体材料の非接触非破壊損傷検知,(5)透明体材料による水中構造物の制振,(6)ウェーブレット解析による損傷検知手法を実施し,(2)と(6)については,英文論文(オープンアクセス)として発表した.本研究において(3)と(4)を実現するために,まず,はじめに(2)を検討した.(2)では,高出力Nd:YAGパルスレーザーを対象構造物の加振点近傍に照射することでLIPを形成し,そのプラズマが周囲に高速で膨張する際に生じた衝撃波が,対象構造物に対するインパルス加振力として作用する.本手法を用いることで,400 kHzまでの周波数成分が含まれるLamb波のA0モードを非接触非破壊で生成できることがわかった.平成29年度は,(1)透明体材料の動的弾性率の同定,(2)LIP衝撃波による金属材料への弾性波の生成及び可視化,(3)LIP衝撃波による透明体材料への弾性波の生成及び可視化,(4)透明体材料の非接触非破壊損傷検知,(5)透明体材料による水中構造物の制振,(6)ウェーブレット解析による損傷検知手法の6項目について実施した.(1)については,透明体材料に伝播する波動を偏光高速度カメラで可視化し,その波動伝播を解析することで動的弾性率の推定に成功した.この動的弾性率により透明体材料の損傷などを検知できるようになる.(2)については,LIP衝撃波により弾性波を生成しこれを可視化できることを,あえて金属材料を対象として実施した.本内容は,既に英文論文(オープンアクセス)として公表された.(3)と(4)については,(2)により得られた知見を透明体材料に適用したものである.本検討により,透明体材料の表面にあるひっかき傷の検知に成功した.(5)については,透明体材料の応用範囲を拡大するために実施したものである.(6)は,ウェーブレット解析を用いることで,損傷検知の効率化を検討したものであり,既に英文論文(オープンアクセス)として公表された.
新しいホルモン、神経ペプチドの分離とその生化学的、生理学的特性に関する総合研究

平成4年度には、当初計画された機器類を購入し中規模のペプチド抽出精製およびペプチドの生理学的研究が可能になったので、平成5-6年度に新しい生理活性ペプチドの分離精製および種々の生理学的研究を行い、以下の結果を得た。1)新生ラット神経細胞の培養法を確立し、脳軟膜細胞から分泌される因子が神経細胞の生存率を高めることを見いだした。2)脳軟膜細胞から分泌され、神経細胞の生存率を高める因子がIGF-2とその結合蛋白であることを明らかにした。3)モチロン受容体に結合する新しい標識モチリン分子を合成し、モチリン受容体を標識することに成功した。4)カエルの皮膚組織から新しい抗菌ペプチドを分離、構造決定し、それらのペプチドをルゴーシンA、B、Cと名付けた。5)86個のアミノ酸残基からなる新しいコレシストキニン(CCK)遊離因子を分離し構造決定した。6)腸抽出液中に未知の消化管運動促進ペプチドが存在すること見いだし、これらがモチリン20、モチリン23などであることを明らかにした。7)分化誘導因子DIFが腫瘍細胞AR42Jに反応し細胞内カルシウムを上昇することを見いだした。8)分化誘導因子DIFが、腫瘍細胞AR42Jのアポトーシスを引き起こすことを明らかにした。9)膵ラ氏島B細胞の細胞内カルシウム上昇にたいするパンクレアスタチンおよびソマトスタチンの効果について検討し、これらがグルコースによる膵ラ氏島B細胞の細胞内カルシウム上昇を抑制することを見いだした。10)GLP-1はラット膵ラ氏島B細胞においてNa^+依存的な脱分極を起こすことを明らかにした。11)ブラジキニンが、腫瘍細胞AR42Jの細胞内カルシウムを上昇することを見いだした。この他、12)腸抽出液中にこれまで知られていないペプチドで強力な食欲抑制作用をもつ物質を発見し、その化学構造を決定した。13)脳軟膜細胞が多量のB trace proteinを分泌することを明らかにし、脳脊髄液中の主要蛋白質の生合成が脳軟膜で行われている可能性を指摘した。14)脳軟膜細胞がapolipoprotein E,cystatin Cなどを産生し、これらが神経細胞死に関連したスカベンジャー蛋白質として役立っていることを見いだした。平成4年度は生理活性ペプチドの抽出精製施設を創設するために、当初計画された大容量冷却遠心機、遠心式濃縮器、凍結乾燥機、大型クロマトグラフカラム、保冷庫、ディープフリーザー、電子天秤などを購入し、セットアップを完了した。これで中規模のペプチド抽出精製が可能となった。一方、分光蛍光光度計の購入で細胞内カルシウムの濃度変化を測定することが可能となったので、種々の細胞モデルを用いて広範囲な生理活性ペプチドのバイオアッセイ法を確立した。現在、このバイオアッセイ法を用いて新しい生理活性ペプチドの分離精製の研究を進めている。また、新生ラット神経細胞の培養法を確立して神経細胞の生存、分化に関する研究を行い、脳軟膜細胞から分泌される因子が神経細胞の生存率を高めること、この因子がIGF-2とその関連物質であることなどを見いだした。さらに、ラット神経細胞を用いたバイオアッセイ法により組織抽出液中に神経細胞の生存率を低下する多数の因子が存在することを見いだし、これらの因子の分離精製の研究も進めた。

その結果、これらが分子量5、000から10、000ダルトンのペプチドであること、IGF-1の作用を強く抑制することなどを明らかにした。最近、そのうちの幾つかのペプチドの単離に成功し、化学構造を測定中である。また、分担研究者、伊藤教授との共同研究でブタの腸抽出液中に未知の消化管動促進ペプチドが存在することが判明し、これらのペチプドの分離精製の研究も進めている。また、生体内において食欲を抑制する因子の研究を行い、腸抽出液中にこれまで知られていないペプチドで強力な食欲抑制作用をもつ物質を発見し、その化学構造を決定した。平成5年度に中規模のペプチド抽出精製が可能となったので新しい生理活性ペプチドの分離精製の研究を行い、以下の結果を得た。1)新生ラット神経細胞の培養法を確立して神経細胞の生存、分化に関する研究を行い、脳軟膜細胞から分泌される因子が神経細胞の生存率を高めること、この因子がinsulin-like growthfactor(IGF-2)とその結合蛋白であることなどを見いだした。2)脳軟膜細胞が多量のB trace proteinを分泌することを明らかにした。B trace proteinが脳脊髄液中に存在することは知られているが、本研究の結果、その生合成が脳軟膜で行われている可能性が指適された。3)膵組織抽出液中に神経細胞の生存率を低下する因子が存在すること、これらが分子量5、、000から10、000ダルトンのペプチドであること、IGF-1の作用を強く抑制することなど見いだした。4)ブタの腸抽出液中に未知の消化管運動促進ペプチドが存在すること、これらのペプチドがモチリン20モチリン23などの新しいペプチドであることを明らかにした。5)腸抽出液中にこれまで知られていないペプチドで強力な食欲抑制作用をもつ物質が存在することを見いだした。6)カエルの皮膚組織から幾つかの新しい抗菌ペプチドを分離、構造決定し、それらのペプチドをルゴーシンA、B、Cと名付けた。7)ブタの腸管から未知のCCK遊離因子の分離精製を行い、その構造を決定した。群馬大学生体調節研究所では生理活性ペプチドの検索に必要な研究材料を供給するために、平成6年度に研究代表者らが中心になって本邦の大学としては初めての大型ペプチド抽出精製装置を導入して、その体制を整えつつある。さらに平成6年度には新しい生理活性ペプチドの分離精製の研究を行い、以下の結果を得た。1)86個のアミノ酸残基からなる新しいコレシストキニン(CCK)遊離因子を腸抽出液から分離し構造決定した。このCCK遊離因子は腸管粘膜から内腔に放出された後、極く微量でも血中へのCCKの遊離を促す外分泌性ホルモンで、新しいタイプの消化機能調節因子である。2)我々は、すでに脳軟膜細胞が多量のIGF-2,IGF-BP,B trace proteinを分泌することを明らかにしたが、さらに脳軟膜細胞がApolipoprotein E,Cystatin Cなどを産生し、これらが神経細胞死に関連したスカベンジャー蛋白質として役立っていることを見いだした。これらの事実は、脳軟膜が生理活性物質を分泌し生理的に重要な役割を果たしている可能性を示唆している。
熱帯植物中のアレロパシー物質の化学構造決定

カバカバは南大洋諸島の原産で、現住民がカバカバ根から絞った抽出液を伝統的な飲料としているものである。カバカバの抽出液は麻酔剤、精神安定剤、鎮痛剤などの医薬品の製造原料としてアメリカ及びヨーロッパで利用されてきた。今回、当研究室ではカバカバ根の残渣を用いて水田雑草の生長を強く抑制をするということを確認した。除草活性を持つ成分を同定するために、TLC及びGC-MSその他の器機分析を行い、いくつかの化合物の構造式を解析した。その内、最も強い除草活性を持つ物質は7,8-dihydrokavainであることを明らかにした。さらに7,8-dihydro-5,6-dehydrokawain(DDK)も同定した。DDKは強い除草活性及び抗菌活性を示す物質であり、以前にDDKがゲットウ(Alpinia speciosa)にも含まれることを報告した。多量のKavalactone類を得るため、いろいろな抽出方法も行った。結果としてAcetone抽出液を再びChloroformで抽出したものはKavalactoneを13種類単離でき、他の抽出方法より簡単にKavalactone類の抽出精製ができた。また、カバカバの根には他にも新たな物質があることが認められ、それらの物質の分子量は明らかにしたが、化学構造式を解析するためにはさらに今後IR及びNMRで分析を行う必要がある。次に沖縄で広く分布し繁殖しているマメ科植物ギンネム中のミモシンの除草活性を検討した。ミモシンは家畜に脱毛、繁殖障害、成長抑制など種々の病気を引き起こすことから利用が制限されてきたが、ミンモシンがアレロパシー物質として作用し、他の植物の生長に強い影響を及ぼすことを見出した。ミモシンが天然の雑草防除剤としての可能性があるか検討した。また、重イオンビーム照射によるギンネム新品種の育種を行い、ミンモシン含量の非常に少ない品種と反対に非常に含量の高い品種を選別した。ミモシン含量の高いギンネムを用いると水田雑草の生長を強く抑制し、ギンネム品種によっては実用化の可能性があることを確認した。ミモシン含量の少ないギンネムは家畜の飼料として利用し、反対にミモシン含量の高いギンネムはミモシン精製にも利用できるので、新たな化学工業資源としての開発が非常に有望であると思われた。
キラルなポリピリジンRu錯体によるアミノ酸の光誘起不斉合成

1.本萌芽的研究では、配位子の修飾により光増感剤としてキラルな環境場を制御したポリピリジン-ルテニウム錯体を用いて、アミノアルキルマロン酸あるいはその金属錯体を出発原料とするアミノ酸の新しい立体選択的光誘起反応を探索し、そのメカニズムを解明しつつ、高選択的な新しい反応系を構築することを目的としている。2.反応場としてのルテニウム二核錯体の混合原子価状態を解明しつつ、架橋配位子の化学修飾等により、適切な電子状態を形成する系を構築し電子移動過程の制御ならびに有機化合物の酸化還元反応における触媒活性能の発現を調べるために、ヘムエリトリン類似骨格をもつ一連の新規(μ-アルコキソ)二核ルテニウム(III)錯体,Na[Ru_2(dhpta)(O_2CR)_2](R=CH_3,C_6H_5,C_6H_4OH,C_6H_4,NH_2)の合成とキャラクタリゼーションを行った。X線構造解析の結果、立体化学が解明された。CVにより一電子還元体が安定に存在することが明らかとなった。磁化率の測定から各ルテニウムサイトの不対電子間に強い反強磁性的な相互作用があることが判明した。3.本年度はルテニウム錯体の基本的な性質を調べるに留まっているが、今後、電子構造の量子化学的検討、一電子還元体の単離を行い、さらには架橋配位子としてN,N′-2-ヒドロキシ-5-メチル-1,3-キシレンビス[N-(カルボキシメチル)グリシン]を用い、フェノキソ架橋された多核錯体を合成し、上述のアルコキソ錯体と比較検討したい。これらの情報を基盤に当初の目的を達成したい。
交易と交流の深化と断絶過程からみた、津軽海峡を挟む古代北方世界の実態的研究

津軽海峡を挟む世界での交易と交流の実態について、文献史料の悉皆調査と続縄文土器や擦文土器の詳細な比較、さらにはそれらのデータベース化によって、具体的なものの流れを解明した。この地域は北からも南からも様々な形でいろんなモノが動いたが、古代の広いスパンを対象にとって考えてみても、一定の共通した相互影響の方式が存在することが明らかになった。陸奥湾岸は北海道と、岩木川流域は出羽方面と、県南地方は陸奥方面と深い交流関係を維持し続けた。これが後世の地域性形成に大きな影響を与えたと考える。1.交易関係史料悉皆調査...文献グループでは、北方交流関係物産史料の総めくりを企画し、最初に基本対象典籍を49点に定め,分担して悉皆調査に入った。そのうち15点については完了している。また重要資料でありながら活字本が刊行されていない『愚昧記』『顕広王記』について、底本の調査を行い、善本の写真版による収集を行った。これらは既往の研究において,この種の調査には全く利用されておらず、北方物産の史料集成の精度をあげることができた。2.土器を素材とする交流の解明...土器グループでは、当該期の津軽海峡を挟む交流を具体的に示すのとして、続縄文及び擦文土器を取り上げることとし、重要観察項目として「外来系土器の製作地及び製作者の確認」「土器の使用形態の確認」「地域性の確認」を定め奥尻島及び津軽半島中泊町を調査対象として具体的な検討に入った。またそれらの成果を共有するために、データベース化することを決め、具体的なフォーマットを検討した。60項目に及ぶ詳細な記入対象を定め(主要なものとしては、遺跡種別・立地・遺構と件数・遺物・科学分析など)、ファイルメーカーを用いて入力し、さらに土器の画像を取り込んだ上で、法政大学のサーバー上で公開する準備に入った。北海道から入力に入った。3.以上を通じての全体の見通しとして、津軽海峡を挟む地域間は,交流による文化的流動性はあったが,本来の地域性・地域文化は保持された可能性が高いことが得られている。1.交易関係史料悉皆調査...文献グループでは、北方交流関係物産史料の総めくりに入っているが、基本対象典籍49点のうち40点について完了。重要資料でありながら活字本が刊行されていない『愚昧記』『顕広王記』について善本の写真版による収集を完了した。北方物産の交流に関する史料集成の精度を、よりあげることができた。2.土器を素材とする交流の解明...土器グループでは、当該期の津軽海峡を挟む交流を具体的に示すのとして、続縄文及び擦文土器を取り上げることとし、前年定めた指標にそって、調査とデータベース化を進めた。北海道については、報告書等で土器図版が掲載されているものをデータベース化の対象とし、1報告書を1件として作業した。稠密地域である道央部域を中心とする265件(167遺跡)のデータベース化を完了。最終年度には道東部を中心とする比較的稠密な地域を主な対象としてデータベースの構築を完成させることとした。3.合同研究会...文献班では津軽・渡嶋蝦夷が関与した元慶の乱について、関係史料の検討を通して乱の再構成を試み、合わせて秋田市・大仙市などの関連遺跡の巡見を行った。また土器班では、北海道埋蔵文化財調査センター収蔵の、本州との関係の深い土器を実見・調査した。その上で本州の土器が北海道の土器に与えた影響について、合同研究会を開催し、北大III式2期と3期の間に画期があること、その時期に東北北部の土器と同形式の土器が渡島半島から道央部に広がることが確認できた。最終年度にはこれらを踏まえて総合的な報告書の刊行を予定しており、それに向けての最終役割分担も確定した。1.交易関係史料悉皆調査...文献グループで実施してきた、北方交流関係物産史料の総めくりについては基本対象典籍49点すべてを終了した。その後の新刊史料集についても終了した。重要未刊史料についても昨年収集した写真版による総めくりを完成した。それらをエクセルファイルに統合し、共同研究のためのスタンドアロン版北方物産交流データベースに仕上げた。近い将来、WEB公開できるように、書式統一整備を進めた。2.土器を素材とする交流の解明...土器グループでは当該期の津軽海峡を挟む交流を具体的に示すものとして続縄文及び擦文土器を取り上げてきた。共同研究者による北海道と北東北の土器比較はほぼ終了した。本年度はそのうち北海道と青森県について、画像付のデータベース化を進めファイルメーカーによるスタンドアロン版ファイルを完成させた。北海道については、1報告書を1件として作業したが、最後まで残っていた道東部地域のデータと、他の地域の補遺作業を進めた。

青森県については、報告書のみならず論文類をも悉皆調査して完成させた。これも近い将来WEB上で公開できるように細部統一をした。3.最終総括研究会...盛岡において「シンポジウム:海峡をはさむ土器と文化の交流」を一般公開で実施した。
森林の分断化が地下微生物群集に及ぼす影響の解明

近年、世界各地で森林の分断化が急速に進行し、生物多様性の危機が深刻化している。森林の分断化は生物の生息地を狭めるだけでなく、生物の移動や遺伝子の流れを妨げて種を絶滅に追いやるなど、生物多様性に大きな影響を及ぼす。本研究では、樹木の共生微生物である外生菌根菌(以下、菌根菌)に着目して、森林の分断化が菌根菌の群集構造(種多様性・種組成)および遺伝構造(遺伝的多様性・遺伝組成)に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。本研究は、これまで動植物を対象として得られてきた生態学的知見を、微生物を用いて検証する新規性の高い研究である。研究対象地には、最終氷期から長期にわたって高山に隔離されてきた歴史を持つハイマツ集団を設定し、共生する菌根菌を本研究の解析対象とした。国内における9カ所のハイマツ林において菌根を含む土壌を採取し、それら菌根から検出された菌種データを取得した。これに環境データ(土壌・気候)と地理情報を統合した多変量解析を実施し、環境に応じた菌根菌の種多様性や種組成の変化に関して考察を行った。分断化が及ぼす遺伝的影響を調べるため、マイクロサテライト領域を用いた集団遺伝解析を実施した。対象種には、胞子の分散様式の異なる2菌種(風散布:ベニハナイグチ、動物散布:ハイマツショウロ)を選んだ。既存のマーカーだけでは解析には不十分であったため、本研究において16マーカー(ハイマツショウロ8座,ベニハナイグチ5座,ハイマツ3座)を新たに開発して解析を実施した。本年度は当初の計画通り、研究を遂行することができた。これらの成果はすでに国内および海外での学会(口頭・ポスター)において発表しており、現在は国際学術雑誌への投稿準備を進めている。29年度が最終年度であるため、記入しない。森林の分断化は、生息地を狭めるだけでなく、生物の移動や遺伝子の流れを妨げ、種を絶滅に追いやるなど、生物の多様性に大きな影響を及ぼす。こうした知見は動植物では得られている一方、目に見えない微生物では全く得られていない。森林の樹木の生育を支えているのは菌根菌という微生物であり、これら微生物に関する知見を得ることは森林生態系を健全に維持する上でも重要であると考えられる。本研究では、森林の分断化が菌根菌の群集構造(種多様性・種組成)および遺伝構造(遺伝的多様性・遺伝組成)に及ぼす影響について明らかにすることを目的とする。研究対象地には、最終氷期から高山に隔離されてきた歴史を持つハイマツ集団を設定し、共生する菌根菌を本研究の解析対象とした。国内のハイマツ分布域を網羅するように調査地(9カ所)を設定し、菌根サンプリングを実施した。菌根のDNA抽出物から得た菌根菌のrDNAの塩基配列に基づいて菌種同定を行い、菌群集のデータを得た。群集構造からは分断化による直接的な影響は検出されなかったものの、菌根菌の種多様性と土壌環境(酸性度など)の間に強い関連が示唆された。さらに、菌種組成ではより広域スケールの気候要因(気温など)との関連が示唆された。これらの成果は、今後の環境変化が菌根菌群集に及ぼす影響の予測に大きく貢献すると考えられる。野外サンプリングにおいて、ハイマツに共生する新種のショウロ属菌の子実体を採取することができた。本菌種は、現時点で8カ所の調査地でDNAが得られていることから、集団遺伝解析の対象種とした。採取した子実体から菌株を取得できたため、これを基に集団遺伝マーカーの開発を行った。これにより、分断化が菌根菌に及ぼす遺伝的な影響を調べるための解析準備が整った。計画当初に予定していた調査地7カ所に加え、さらに2カ所での菌根サンプリングを達成できた。各調査地における菌根菌群集データおよび環境・地理データの取得をすでに完了した。これらを用いて空間・環境要因と菌根菌の種多様性、種組成の関係を解析することができた。また、ハイマツに共生する菌根菌2種に関する新種記載論文も受理された。この新菌種のうち1種(ハイマツショウロ)を対象とした集団遺伝解析のため、本菌種の核マイクロサテライトマーカー(12座)を開発し、それらの有効性の検証まで完了した。これらの成果より、当初の計画通りに作業が進行していると判断したため。

これに環境データ(土壌・気候)と地理情報を統合した多変量解析を実施し、環境に応じた菌根菌の種多様性や種組成の変化に関して考察を行った。分断化が及ぼす遺伝的影響を調べるため、マイクロサテライト領域を用いた集団遺伝解析を実施した。対象種には、胞子の分散様式の異なる2菌種(風散布:ベニハナイグチ、動物散布:ハイマツショウロ)を選んだ。既存のマーカーだけでは解析には不十分であったため、本研究において16マーカー(ハイマツショウロ8座,ベニハナイグチ5座,ハイマツ3座)を新たに開発して解析を実施した。本年度は当初の計画通り、研究を遂行することができた。これらの成果はすでに国内および海外での学会(口頭・ポスター)において発表しており、現在は国際学術雑誌への投稿準備を進めている。新規マーカーを開発したハイマツショウロに加え、既にマーカーが開発されている近縁種とハイマツを対象に集団遺伝解析を実施する。後者2種に関しては解析マーカーを充実させる。これら複数種の解析結果を比較することで、分断化が及ぼす影響を詳細に検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
肝臓幹様細胞の再生能を利用した肝癌に対する細胞移植治療法の開発

[目的]本研究では、(1)代表者らが確立した方法によって肝臓から分離した正常な機能・増殖能を保持していると考えられる幹様細胞を移植に適した形態に加工し、(2)癌の根治切除後にこの幹様細胞を移植することによって肝臓の再生を促し、肝癌の治癒率を向上させることを目的としている。[成果]1.健常SDラット肝臓から増殖可能な幹様細胞と思われる細胞を分離・培養することができた。この幹様細胞にGFP遺伝子を導入することによって、GFPを核内に安定的に発現している細胞株を樹立することができた。2.この幹様細胞は、アルブミンやサイトケラチン18および19など成熟細胞のマーカー蛋白を発現しておらず、α-フェトプロテインを発現していたことから、未分化な細胞であることがわかった。3.この細胞をコラーゲンゲル内で培養したり、スフェロイドを形成させることによって、アルブミンを発現する細胞に分化誘導することができた。しかし、今回用いた培養条件下では、幹様細胞の胆管系細胞への分化は起こらず、このためには他の培養条件あるいは因子が必要であると思われた。4.移植を行う対象として、ウィルソン病のモデル動物で、肝炎および肝癌を自然発症するLECラットを用いた。移植をし易くするため、スフェロイド化した幹様細胞をコラーゲンスポンジ内で培養し、これを50%肝切除を行った若年期LECラットの腹腔内に移植した。移植後6週で、コラーゲンスポンジ内にアルブミンを発現する細胞の生着が観察された。また、移植後9週から血中へのホロ型セルロプラスミンの分泌が認められ、LECラットにおける肝臓内銅代謝が改善された。これらのことは、移植された幹様細胞が肝細胞として機能していることを示しており、幹様細胞を利用した細胞移植治療の有効性を明らかにできた。これまでところ、移植後3ヶ月までの経過しか観察できていないが、現在長期の観察を行っており、発癌抑制についても検討する。今回使用したLECラットは肝癌発症前のものであったが、今後は肝癌を発症したラットに移植を行い、癌治療に対する幹様細胞移植の効果を検討する予定である。また、コラーゲンスポンジ内で培養した幹様細胞を移植に用いるだけでなく、体外補助肝臓として利用することも考慮している。
ウェアラブルセンサによる睡眠の質評価システムの開発とうつ病の早期発見への応用

本研究課題では,うつ病の早期発見システムへの応用を目指し,日常生活における生理信号の計測により睡眠の質を定量的に評価する手法の開発を目標とした.そして,自律神経活動系活動の規則度指標,睡眠の質得点(SQS),標準SQS変動率等,睡眠の質に関する指標を新規に提案した.長期生理信号計測実験を行い,19名の被験者に対し,のべ3500日以上の睡眠の質を計測した.その結果,提案指標について,健常者-うつ病患者間に有意な差が確認され,提案指標がうつ状態の評価指標に応用可能なことが示唆された.本研究課題では,うつ病の早期発見システムへの応用を目指し,日常生活における生理信号の計測により睡眠の質を定量的に評価する手法の開発を目標とした.そして,自律神経活動系活動の規則度指標,睡眠の質得点(SQS),標準SQS変動率等,睡眠の質に関する指標を新規に提案した.長期生理信号計測実験を行い,19名の被験者に対し,のべ3500日以上の睡眠の質を計測した.その結果,提案指標について,健常者-うつ病患者間に有意な差が確認され,提案指標がうつ状態の評価指標に応用可能なことが示唆された.近年、睡眠障害の増加やメンタルヘルスの低下が社会問題になっており、自分の睡眠状態やメンタルヘルスを簡易に計測する手法が期待されている。本研究では、睡眠状態を評価する指標として「睡眠の質」に着目し、日常生活における生理信号を統合的に解析することで睡眠の質を定量的に評価するシステムを開発することを目標とした。さらに、開発したシステムをうつ病の早期発見システムへの応用を目指す。今年度は、(1)非侵襲ウェアラブル生体信号計測装置(Sense Wear Pro3 Armband, Body Media社)を用い、健常者4名、うつ病患者2名、統合失調症患者1名に対し、日常生活における生理信号(熟流束、皮膚表面温度、皮膚周辺温度、皮膚電気伝導度、加速度)をのべ1400日以上計測した。(2)自律神経系生理反応の規則性に着目し、メンタルヘルスの低下によって生理反応の規則度が低下すると考え、生理信号の平均値と標準偏差から推定した平常状態と日々の計測データの偏差に基づく「生理反応の規則度)を新たに提案した。入眠直後および起床直後の皮膚電気伝導度、皮膚表面温度、熟流束の規則度を長期計測し、その平均値を健常者・うつ病患者間で比較した結果、75%の割合でうつ病患者の方が健常者よりも優位に規則度が低下していることが明らかになった。(3)寝返りの頻度が基づく「睡眠の質得点」の長期計測を行った結果、睡眠の質得点の平均値は、健常者よりもうつ病患者の方が優位に低下していることが明らかになった。以上より、睡眠状態に着目した提案指標が、メンタルヘルスの状態を反映することが示唆された。近年、睡眠障害の増加やメンタルヘルスの低下が社会問題になっており、自分の睡眠状態やメンタルヘルスを簡易に計測する手法が期待されている。さらに、開発したシステムをうつ病の早期発見システムへの応用を目指した。今年度は、(1)非侵襲ウェアラブル生体信号計測装置(SenseWearPro3Armband、BodyMedia社)を用い、健常者2名、操うつ病患者1名、統合失調症患者10名、神経症患者1名に対し、日常生活における生理信号(熱流束、皮膚表面温度、皮膚周辺温度、皮膚電気伝導度、加速度)をのべ2000日以上計測した。(2)メンタルヘルスの低下によって、睡眠全体の質が変化するだけでなく、単位時間当たりの睡眠の質や、その変動にも変化が現れると考えた。そこで、睡眠を90分ごとのセクションに分割し、セクションごとに睡眠の質得点(S-SQS)を算出した。さらに、S-SQSの変動を3パターンの標準SQS変動パターンと、それ以外の非標準SQS変動パターンに分類し、標準SQS変動パターンとなる睡眠の割合を標準SQS変動率と定義した。(3)これまでに計測したデータおよび新規に計測したデータに対し、S-SQSおよび標準SQS変動率を算出した。その結果、健常者の標準SQS変動率(平均39.6[%])よりも、うつ状態の被験者の標準SQS変動率(平均21.8[%])の方が低いことが確認された。また、同一被験者(うつ病患者)であっても、うつ状態が強いうつ期と、うつ状態が軽い非うつ期を比較すると、非うつ期よりうつ期の標準SQS変動率が低いことが確認された。さらに、同様の変化はうつ病患者に顕著に現れ統合失調症患者には現れなかった。以上より、本研究で提案した標準SQS変動率がうつ状態の強さを表すことが示唆された。