hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人体運動シミュレータとしての応用を目指した2足ヒューマノイドロボットに関する研究

本年度は,ヒューマノイドロボットによる,ヒトの定常歩行の模擬を目的とした研究を行い,主にヒトの定常歩行中に観察される,足部の踵接地・爪先離地動作のロボットによる模擬を目標とした.・踵接地・爪先離地が可能な足部機構を設計・製作実際のヒト足部データを測定し,そのデータより各パラメータを決定した,踵接地が可能でありかつ離地時の爪先立ちを再現できるよう,爪先に受動的な1軸を持つ足部機構を設計・製作した.・踵接地・爪先離地歩行パターン生成アルゴリズムの開発ロボット遊脚足先軌道の設定に際し,一歩を爪先離地期・完全遊脚期・踵接地期の3つの期間に分割し,個々の期間においてそれぞれ軌道を設定する手法を考案した.本設定法を用いることで必要なパラメータを個々に設定できることから,多様な足部軌道生成が可能となる.また,これらの足先軌道に関するパラメータを,脚部関節軸の角速度に注目した評価関数を設け,これを最小化するパラメータ探索を行うアルゴリズムを開発した.最適化探索にはGenetic Algorithmを用いた.・ヒューマノイドロボットWABIAN-2Rを用いた実験本年度開発した歩行パターン生成法および,爪先受動関節を持つWABIAN-2Rによる0.50m,0.96s/stepでの踵接地・爪先離地動作を伴う歩行を実現した.実験における垂直床反力をヒトによるそれと比較し,ヒト歩行の特徴と言われる一歩行周期中における垂直床反力のダブルピークが再現されていることを確認した.結論として,従来のヒューマノイドロボットに比べ,ヒトの定常歩行に近いロボットの歩行を実現できたと考えられる.これより,ヒューマノイドロボットの人体運動シミュレータとしての活用が期待できる.これまでに報告者は,早稲田大学理工学部高西研究室において,2足ヒューマノイドロボットWABIAN-2 LL(WAse da BIpedal humANoid-2 Lower Limb)の開発に従事し,従来の2足歩行ロボットでは困難である膝関節を伸展させることが可能な膝関節伸展型歩行を実現した.しかしながらこれまでの研究成果のみによっては,本研究の目的である人体運動のシミュレートの実現は困難であると考えられたため,本年度は,これまでに開発された膝関節伸展型歩行のパターン生成,および機械モデル(ロボット)の問題点を明らかにし,その改良を行った.膝関節伸展型歩行パターン生成においては,立脚の膝関節軌道を歩行運動の初期パラメータ指定することで,膝関節伸展時の逆運動学を用いることによる特異姿勢の問題を回避していたが,その問題点として,立脚と遊脚の切り替え期に膝関節で生じる運動パターンの急激な速度変化が挙げられた.そこで本研究では,歩行中の膝関節軌道をその全周期にわたって任意に指定することで前述の問題を解決し,腰の旋回運動を用いることで,両脚による腰の平面運動の幾何学的拘束を免れることの出来る膝関節軌道指定型下肢運動パターン生成法を開発した.また,ソフトウエアシミュレーション上の歩行パターンを実際の機械モデルに適用した場合の誤差について,その主な原因が機械剛性の不足によるものであることが明らかになった.そのため,構造部材の強化・アクチュエータシステムの見直しを行った.改良されたWABIAN-2 LLに膝関節軌道指定型下肢運動パターンを適用して歩行実験を行い,従来,一歩0.20[m]であった最大歩幅を0.35[m]へと伸ばした歩行を実現した.これによって,人間と同等の歩行を2足ヒューマノイドロボットによって実現する基盤の一つを構築することが出来たと考えられる.本研究は,人間の四肢・体幹部に関して,それらが可能にする人体運動と同等の能力を持つ2足ヒューマノイドロボットを開発し,これを人体運動のハードウエア・シミュレータとして活用することを提案するとともに,これに関する基盤研究を行うことを目的としている.昨年度までの成果として,2足ヒューマノイドロボットの下肢機構WABIAN-2/LLを開発し,腰部の揺動運動を活用することによる膝関節の伸展位を伴った歩行を実現した.本年度はロボットの体幹部・上肢部を製作し,上記下肢機構を2足・腰部・体幹部・2腕を持つ人体運動シミュレータWABIAN-2として拡張することを研究の目的とした.この評価指標として,リハビリテーション機器の一つである歩行支援機を取り上げ,ヒューマノイドロボットが歩行支援機を用いることによる,模擬アシスト歩行を行った.新たに考案・開発された体幹部は,屈曲/伸展・左右側屈を可能にする2自由度のアクチュエータを持つ.また昨年度までに開発された2自由度腰部との組み合わせで,体幹部の左右回旋も可能にする.これらの運動方向と可動範囲は,整形外科・リハビリテーション分野における人体運動測定の指標を参考にした.これによって,人間が行う腕支持部への寄りかかり,上体部による歩行時の重心移動等を再現できると考えられる.また,ロボットがその両腕で歩行支援機に寄り掛かる場合,剛体としてのロボットのポーズは冗長自由度をもつ不静定となり,ロボットの最適な姿勢を一意に決定することは難しい.そこで,下肢部・上肢部に6軸力センサーを用いた仮想コンプライアンス制御を導入し,ロボットの地面・歩行支援機に対する柔らかい倣い動作を実現させるアルゴリズムを構築した.

開発されたヒューマノイドロボットとその制御アルゴリズムを用いて,模擬歩行アシスト実験を行い,一連のシステムの妥当性を検証した.本年度は,ヒューマノイドロボットによる,ヒトの定常歩行の模擬を目的とした研究を行い,主にヒトの定常歩行中に観察される,足部の踵接地・爪先離地動作のロボットによる模擬を目標とした.・踵接地・爪先離地が可能な足部機構を設計・製作実際のヒト足部データを測定し,そのデータより各パラメータを決定した,踵接地が可能でありかつ離地時の爪先立ちを再現できるよう,爪先に受動的な1軸を持つ足部機構を設計・製作した.・踵接地・爪先離地歩行パターン生成アルゴリズムの開発ロボット遊脚足先軌道の設定に際し,一歩を爪先離地期・完全遊脚期・踵接地期の3つの期間に分割し,個々の期間においてそれぞれ軌道を設定する手法を考案した.本設定法を用いることで必要なパラメータを個々に設定できることから,多様な足部軌道生成が可能となる.また,これらの足先軌道に関するパラメータを,脚部関節軸の角速度に注目した評価関数を設け,これを最小化するパラメータ探索を行うアルゴリズムを開発した.最適化探索にはGenetic Algorithmを用いた.・ヒューマノイドロボットWABIAN-2Rを用いた実験本年度開発した歩行パターン生成法および,爪先受動関節を持つWABIAN-2Rによる0.50m,0.96s/stepでの踵接地・爪先離地動作を伴う歩行を実現した.実験における垂直床反力をヒトによるそれと比較し,ヒト歩行の特徴と言われる一歩行周期中における垂直床反力のダブルピークが再現されていることを確認した.結論として,従来のヒューマノイドロボットに比べ,ヒトの定常歩行に近いロボットの歩行を実現できたと考えられる.これより,ヒューマノイドロボットの人体運動シミュレータとしての活用が期待できる.
新規LRP6結合蛋白Krtap13によるWnt経路活性化の生理的意義の解明

WntのCo-receptorである膜蛋白LRP6に結合する蛋白として、Keratin associated protein 13 (Krtap13)を、見いだした。Wnt非存在下、Krtap13を強制発現させるだけで、Wnt経路の著しい活性化が生じた。Krtap13は、細胞膜上でLRP6-Dvl凝集体を形成させ、そこへWnt経路の負の制御因子Axinを引き寄せる事を介して、Wnt経路を活性化していた。Krtap13を組織特異的に発現するTransgenicマウス系を開発し、悪性リンパ腫/白血病の発症をみた。WntのCo-receptorであるLRP6の細胞質ドメインに結合する新規蛋白として、Keratin associated protein13(Krtap13)を、見いだした。驚いた事に、Wnt非存在下、Krtap13を強制発現させるだけで、Wnt経路の著しい活性化が生じる事が、明らかになった。Krtap13は、毛包、汗腺などでの発現が知られているが、その機能やWnt経路との関係は不明である。Krtap13の高発現の影響を、in vivoで解析するため、公汎な組織での発現が可能なCAGプロモーターとヒトKrtap13のcDNAの間にlox-polyA-lox配列を挿入したTrans gene(Tg)を作成した。このTgは、Creの存在下、Krtap13を発現し得る。この遺伝子を導入したTgマウスと組織特異的にCreを発現するTgマウスを交配する事によって、組織特異的にKrtap13を高発現させる。現在、4系統のTgマウスを作成しており、Tgマウスでの腫瘍の発生の有無や、器官形成への影響を解析している。WntのCo-receptorである一回膜貫通型蛋白LRP6の細胞質ドメインに結合する蛋白として、Keratin associated protein 13 (Krtap13)を、見いだした。Krtap13の強制発現は、β-catenin蛋白質の蓄積を誘導し、細胞の増殖を促進した。Krtap13は、細胞膜上で、LRP6-Dv1凝集体を形成させ、そこへWnt経路の負の制御因子Axinを引き寄せる事を介して、Wnt経路を活性化しているとのモデルが考えられた。Krtap13の強制発現によるWnt経路の活性化が与える影響を、in vivoで解析する為、公汎な組織での発現が可能なCAGプロモーターとヒトKrtap13のcDNAの間にlox-polyA-lox配列を挿入したTrans gene(Tg)を作成した。このTgは、Creの存在下においてのみrecombinant Tg (R-Tg)が生じ、Krtap13の発現がなされる。従って、このTgマウスと組織特異的にCreを発現する種々のCreマウスを交配する事より、Krtap13を種々の組織で高発現させる事が出来る。Keratin5-Creマウスとの交配による皮膚での発現の場合、R-Tgを持つマウスが生まれ、正常に生育した。一方CAG-Creマウスとの交配によっては、全くR-Tgを持つマウスは、誕生しなかった。従って、公汎な組織でのKrtap13の高発現は、胚死を誘導すると考えられ、現在その詳細を解析している。またalbumin-Creマウスを用いて、肝臓でのKrtap13の高発現の効果も解析中である。柳川は、WntのCo-receptorである一回膜貫通型蛋白LRP6の細胞質ドメインに結合する蛋白として、Keratin associated protein 13 (Krtap13)を、見いだした。Krtap13は、細胞膜上で、LRP6-Dvl凝集体を形成させ、そこへWnt経路の負の制御因子Axinを引き寄せる事を介して、Wnt経路を活性化しているとのモデルが考えられた。Krtap13の強制発現によるWnt経路の活性化が与える影響をin vivoで解析する為、公汎な組織での発現が可能なCAGプロモーターとヒトKrtap13のcDNAの間にlox-polyA-lox配列を挿入したTrans gene (Tg)を作成した。このTgマウスと組織特異的にCreを発現する種々のCreマウスを交配する事より、Krtap13を種々の組織で高発現させる事が出来る。Keratin5-Creマウスとの交配による、皮膚での発現の場合、生後8ヶ月をすぎると、RecombinantーTgマウスの25%が、アトピー性皮膚炎と類似した炎症を示した。白内障を併発する個体も観察された。

一方CAG-Creマウスとの交配によっては、RーTgを持つマウスは、仔マウスの5%と低い確率で生まれてきたが、そのうちの15%のマウスは、生後12年を経ると、悪性リンパ腫/白血病を発症した。更に、albumin-Creマウスを用いて、肝臓でのKrtap13の高発現の効果も解析中である。CAG-promoterによりKrtap13が、公汎な組織で発現された場合、多くの組織でWnt経路の活性化が生じ、胚死に至る事を予想していたが、本研究は、それを実証し得た。また、Keratin5-Cre、Albumine-Cre-マウスを入手し、それぞれ、皮膚および肝臓でのKrtap13の発現の準備を整えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。多くの組織でKrtap13が高発現すると、胚死に至る理由を、解明する事によって、Krtap13が発生初期に及ぼす影響を解析する。更に、皮膚および肝臓でのKrtap13の高発現が、組織の異常や、腫瘍を誘発するかに注目して解析する。
合理的・実践的観点からの自己知論の可能性

自己知にはなぜ他の種類の知識にはない「不可謬性」や「直接性」などの特徴があるのか。本研究では、この問いに対する新たな解答の試みとして近年、注目されている「合理性説」「コミットメント説」の妥当性を考察した。その結果、命題的態度の直接的な自己帰属が、主体の合理的能力と実践的能力を具現する技能知によって支えられているということ、また、それゆえ自己知は上記の特徴を示すということが明らかになった本研究の目的は、「合理性説」「コミットメント説」などの新たな自己知論によって光が当てられた自己知の合理的側面や実践的側面に特に焦点を当て、これらの新たな試みの妥当性を考察することである。初年度には、「合理性説」と「コミットメント説」を明確化し、命題的態度の直接的な自己帰属が、主体の合理的能力と実践的能力を具現する技能知によって支えられているということを明らかにした。この研究の成果は、論文「自己知・合理性・コミットメントー英語圏の心の哲学における自己知論の現在ー」(『現象学年報』27)において発表された。最終年度は第一に、初年度の研究で明らかになった自己知の合理的側面や実践的側面の理解に基づいて、初年度に引き続き、不合理な心のあり方の一例である自己欺瞞と自己知および自己の関係について考察した。具体的には、自己欺瞞的信念を所有する主体には、自己知が欠如しているがゆえに自己の分裂が生じているということ、それゆえ、自己欺瞞を「自らを欺くこと」として理解する伝統的枠組みでは、自己欺瞞を文字通り「自己欺瞞」として理解できなくなるという「パラドクス」が生じるということ、しかし、自己概念が多面的であることを理解すれば伝統的理解の下で部分的にパラドクスを回避できるということが明らかになった。この研究の成果は、論文「自己欺瞞のパラドクスと自己概念の多面性」(『科学哲学』45-2)において発表された。第二に、同じく不合理な心のあり方の一例である意志の弱さについて考察した。具体的には、意志の弱さが示される意志の弱い行為をあくまでも自由な意図的行為として理解するためには、行為の動機づけは一般に、実践的推論の合理性によって説明されるべきであるということが明らかになった。この研究の成果は、論文「行為の反因果説の可能性ー意志の弱さの問題と行為の合理的説明ー」(『哲学』63)において発表された。本年度は、第一に、「合理性説」と「コミットメント説」がどのような立場であるかを明確化し、「合理的・実践的観点からの自己知論」のあるべき姿を探究した。具体的には、命題的態度の直接的な自己帰属は、主体が合理的能力と実践的能力を持つということを具現する技能知によって支えられていると考えるのが、あるべき「合理的・実践的観点からの自己知論」であるということが明らかになった。第二に、以上のような自己知論と、D. Zahaviらによる現象学的自己知論を比較し、両者の関係性を探究した。具体的には、以上の自己知論では、現象学的自己知論が中心的に扱う知覚的感覚的経験についての自己知が十分に捉えられないのに対して、以上の自己知論が扱う自己知の合理的側面や実践的側面は、現象学的自己知論では十分に捉えられていないことも明らかになった。以上の研究成果はともに、金杉武司「自己知・合理性・コミットメントー英語圏の心の哲学における自己知論の現在ー」(『現象学年報』27日本現象学会編2011年所収)において発表された。また本年度は第三に、以上の研究で明らかになった自己知と合理性の関係に基づいて、不合理な心のあり方の一例である自己欺瞞と自己知および自己の関係について考察した。具体的には、自己欺瞞的信念を所有する主体に自己知が欠如していること、それゆえそのような主体には部分的に自己の分裂が生じているということが明らかになった。この研究の成果は、金杉武司「自己欺瞞のパラドクス」(認知哲学研究会2011年11月12日)において発表された。本研究の当初の計画では、本年度は、「合理的・実践的観点からの自己知論」の中核を成す「合理性説」と「コミットメント説」の明確化・批判的検討を行うほかに、以上の自己知論と根本的に対立すると考えられる「内的知覚説」の明確化・批判的検討や、認知科学等の経験科学的研究の成果についての考察も行う予定であったが、本年度は後者の二つの研究を十分に進めることができなかった。しかし他方で、当初の研究計画では次年度に行う予定であった現象学的自己知論との関係の明確化を、本年度中に行うことができた。

以上の理由から、本研究の現在までの達成度は「おおむね順調に進展している」に相当すると判断した。今後は、引き続き、「合理的・実践的観点からの自己知論」の定式化と課題の明確化に必要な情報を収集するため、文献調査や国内外学会参加を行い、論点を整理する。そして、この論点整理に基づいて、仮のとりまとめを行う。その妥当性を、国内の研究者と開催する研究会や学会のワークショップ(たとえば、日本科学哲学会年次大会、科学基礎論学会年次大会、科学基礎論学会研究例会で開催されるワークショップ)等で批判的に検討し、検討の後、研究成果をまとめる。「収支状況報告書」の「次年度使用額」が13,421円生じたのは、当初の研究計画で予定していた以上に図書を購入する必要が生じた一方で、情報収集のため参加を検討していた国際学会として、本年度は日本国内で開催された国際学会を選択したため、旅費使用額が当初の研究計画よりも大きく減少したことによる。次年度は、本年度に引き続き当初の研究計画よりも多くの図書を購入する必要があると予想されるが、できる限りそれは少額に抑え、当初の研究計画の通りに、情報収集と研究成果の発表のための国内外学会参加のために旅費を使用する。
相対論的数値コードを用いた非球対称爆発による超新星外層の加速の研究

最新の観測および理論計算の結果をもとに、新しい軽元素合成シナリオを提案した。Ib/c型超新星になるような星の周りには、その星が進化の過程で放出した物質が密度の高い星周物質を形成しているはずである。爆発で加速された星の外層が、星周物質と相互作用することによって軽元素が合成されるであろう。特に、星の表面にHe/N層が残っていれば、破砕反応による^9Be生成やHe+Heの融合反応による^<6,7>Li合成が効率的に起こることが期待される。Hirschi博士(キール大学)から提供を受けた金属欠乏星のモデルを初期条件として超新星爆発の数値計算を行い、外層の加速を調べた。また、そのモデルに対応する質量放出のデータをもとに星周物質の分布を求め、加速された粒子が星周物質を通過する際のエネルギー損失をモンテ・カルロ法によって算出した。計算の結果、爆発で加速された粒子の大部分は星表面近くの密度の高い星周物質領域でエネルギーを失い、従って軽元素合成反応もその領域でほぼ完結してしまうことがわかった。これより、合成される軽元素の量や比は、星表面と表面近くの星周物質の化学組成に強く依存することが予想される。この結果を受けて、銀河ハロー中の金属欠乏星の表面に存在する軽元素は、その星が形成される引き金となった超新星の特性を反映しているのではないかと推測した。軽元素の相対比から表面組成を、軽元素と酸素などの重元素との比から爆発エネルギーを算出することが可能である。^6Li量が測定されている最も金属量の少ない星LP815-43の観測から、この星は、質量比にして(He,C,N,0)=(0.95,0.01,0.03,0.01)という表面組成を持つ星が1.2×10^<52>ergsの爆発エネルギーでlb型の超新星爆発を起こしたときに、星間空間に放出されたガスから形成されたと結論付けた。銀河ハローにある星の表面組成の観測から、非常に金属量の少ない星にも^6Liが存在し、9^BeとNの両方が過剰に存在する金属欠乏星があることが明らかになった。これらの観測事実は、銀河の化学進化の初期段階において6^Liと9^Beを生成する機構が働いていること、さらにそのプロセスでNが重要な働きをしていることを示唆している。そこで我々は、星周物質に覆われた星が超新星爆発を起こし、加速された星の外層が星周物質とぶっかるというシナリオを提案した。外層および星周物質にHeが含まれればHe+He反応によってLiが合成されるであろうし、Nが含まれれば破砕反応によって大量のBeが生成されることが期待できる。すでに得ている1次元の相対論的数値流体コードを用いて爆発の数値計算を行い、加速された粒子のエネルギー損失と軽元素合成をthick target近似によって計算した。爆発させる星のモデルとしては、SN 1998bwモデルの表面組成をHe/Nで置き換えたものを使用した。計算の結果、星表面に0.01-0.1太陽質量程度の薄いHe層が存在し、かつ質量比1%前後のNを含んでいる状態で超新星爆発を起こすと観測量をよく説明できることがわかった。さらにより現実的なモデルとしてHirschi 2006の計算結果を使って爆発のシミュレーションを行った。また、質量放出率の時間変化のデータをもとに星周物質の分布を出し、加速された外層がその中でエネルギーを失う過程をモンテ・カルロ法を用いて計算した。その結果、加速された粒子の大部分は星周物質のごく内側でエネルギーを失ってしまうこと、軽元素合成反応は星の近傍で完結してしまうことがわかった。したがって、合成される軽元素の量や比率は、星の外層および星周物質の内側の組成に強く依存することになる。このプロセスが銀河の化学進化の初期段階で働いているとすれば、金属欠乏星表面で観測される軽元素量には大きなばらっきがあることが期待される。

^6Li量が測定されている最も金属量の少ない星LP815-43の観測から、この星は、質量比にして(He,C,N,0)=(0.95,0.01,0.03,0.01)という表面組成を持つ星が1.2×10^<52>ergsの爆発エネルギーでlb型の超新星爆発を起こしたときに、星間空間に放出されたガスから形成されたと結論付けた。
カルデラ湖決壊型・降雨型ラハールの堆積量と水理条件，河川回復過程の定性定量的解明

カルデラ火山周辺で起こるラハール(火山泥流)は,甚大な災害を及ぼす可能性が非常に高い現象である。本研究では,このカルデラ火山周辺に分布するラハール堆積物を,堆積学・地形学・古洪水水理学の視点および物理探査的手法(地中レーダ探査:Ground Penetrating Radar (GPR))により解析を行った。さまざまなラハール堆積物のGPR断面を検討した結果,1)これまで物質的に不利と考えられてきた火山砕屑物でもGPR断面を得ることができた,2)流量の大きな決壊洪水型ラハール堆積物と,降雨に由来するラハール堆積物はGPR断面でそれぞれ特徴を持ち,区別できること,が明らかとなった。本年度は,屈斜路カルデラ北方の斜里平野周辺の台地を構成する火砕流堆積物・ラハール堆積物の地質断面観察と堆積相解析を行い,上下流方向や側方への堆積物の分布を把握し,次年度のGPR探査のための用地を選定した。また,沼沢カルデラ周辺では,実際の露頭断面が広く観察できる土採場などでGPR探査を実施し,露頭で認められる堆積構造とGPR断面とのすり合わせを行った。斜里平野周辺では,屈斜路カルデラから発生したKp1火砕流噴火後のラハール堆積物を検討した。ラハール堆積物は開析された火砕流台地を埋積するように発達したsupra-ignimbrite lahar相と考えられる。堆積物には,トラフ型斜交層理やscour and fill構造が顕著に発達し,まれにガラス質火山灰層の挟在が認められる。このことは,噴火後,斜里平野周辺では浅い網状流路が発達し,ラハールイベントやその後の網状流路内での火砕物の再堆積が起きたことを示す。このような流路の形態はGPR探査でも確認できる可能性が高い。沼沢カルデラ(沼沢湖火砕流噴火)周辺でのGPR探査では,Sensors & Software社製Pulse EKKO PRO(1000V),アンテナは100MHzを使用した。CMP (common mid-point)法により地層中の波の伝わる速度を求めることで,GPR断面のパタンだけでなく,深度についても正確に一致させることができた。探査では,表層から深度12m程度までの堆積物の内部構造を読み取ることができた。いずれの地点でも下位にある火砕流堆積物の深度には,GPR断面では明瞭な反射面が見られなかった。また,降雨型ラハール堆積物と決壊洪水堆積物とは,GPR断面がそれぞれ特徴的で差異が認められた。カルデラ火山周辺で起こるラハールは,より下流域にインパクトを与え,甚大な災害を及ぼす可能性が非常に高い現象である。本研究では,日本の代表的なカルデラ火山周辺に分布するラハール地形と堆積物を,堆積学・地形学・古洪水水理学の視点および物理探査的手法(地中レーダ探査:Ground Penetrating Radar (GPR))により解析することで,過去に発生したラハールによる流れの挙動と物質輸送を定性定量的に明らかにし,火山噴火後に起こる多様なラハール現象の噴火後シナリオを示すことで,総合的な火山土砂災害評価を行うことを目的とする。本年度は十和田カルデラ周辺奥入瀬川下流域のラハール堆積物と地形について調査を実施した。ラハール堆積物の地質断面観察と堆積相解析を行い,上下流方向や側方への堆積物の分布を把握した。また,1)カルデラ湖決壊由来の洪水堆積物,と2)十和田八戸火砕流堆積物の上位に発達するラハール堆積物について,GPR探査を実施した。機器はSensors & Software社製Pulse EKKO PRO(アンテナは,50MHz,100MHz)を用いた。探査の結果,決壊洪水堆積物中に,露頭では追跡不可能なスケールでの,セット高が数m,かつ長波長の大規模な堆積構造が明らかとなった。また巨礫の含有を示唆するような放物線状のイメージも得ることができた。火砕流堆積物の上位に発達するラハール堆積物からは,短波長のチャネル構造を示唆するイメージを得た。CMP (common mid-point)法により地盤の速度を解析し,決壊洪水堆積物もラハール堆積物も約0.05m/nsの値であった。また電磁波の浸透が良いところでは,表層から8m程度の深度までの堆積物の内部構造を読み取ることができた。本年度は,屈斜路カルデラ北方の斜里平野周辺の火砕流堆積物・ラハール堆積物により構成される台地上でGPR探査を実施した。また,実際の露頭断面が広く観察できる土採場でも探査を実施し,露頭で認められる堆積構造と,GPR断面との比較を行った。探査機器は,Sensors & Software社製Pulse EKKO PRO(出力1000V),アンテナは100MHz(アンシールド型)と250Mhz(シールド型)を使用した。

CMP (common mid-point)法により地層中の波の伝播速度を求めた結果,2つの地域(三井,小清水周辺で)それぞれ0.06 m/ns, 0.07 m/nsの値を得た。結果,表層から深度8m程度までの堆積物の内部構造を読み取ることができた。斜里平野周辺では,前年度までの調査により,屈斜路カルデラから発生したKp1火砕流噴火後のラハール堆積物の堆積相が,火砕流台地を埋積するように発達した,supra-ignimbrite lahar相であることが明らかとなった。ラハール堆積物には,トラフ型斜交層理やscour and fill構造が顕著に発達することから,ラハールイベントや網状流路内での火砕物の再堆積が起きたと解釈できる。GPR断面では,下に凸のチャネル状形状がよく見られ,反射面の側方への連続性が悪い。GPR断面でのチャネルは深さ数10cmから1m,幅が数m-10m程度のもので,supra-ignimbrite lahar相に特徴付けられる堆積構造を顕著に反映している。また,これを覆う止別軽石層の板状の層理も相当する深度のGPR断面に反映されていると解釈する。とくに,アンテナ250Mhzを用いた場合,チャネルの形状や斜交層理のより細かい構造がGPR断面に現れた。このことからも,ラハール堆積物のGPR探査は,堆積物の分布や,チャネルの形態,古流向解析にも使われる堆積構造の把握に,極めて有用であることが示された。地質学当該年度は,屈斜路カルデラ周辺については,調査対象となる地域が広域であるので,地質・地形調査を実施し,地層や堆積相の分布を把握したにとどまり,GPR探査を行うことができなかった。しかしながら,その他の地域については順調にGPR探査が実施できており,さまざまな堆積物に対するGPR断面を得ている。本年度は十和田カルデラ周辺のラハール堆積物(降雨由来・カルデラ湖決壊洪水由来)に対する地質・地形調査および地中レーダ探査を行った。GPR機器も出力が大きなものを使用し,より低周波のアンテナを用いたことにより,地下深くまでの画像を得ることができた。そのため,決壊洪水堆積物や降雨型ラハール堆積物の基盤となる軽石質火砕流堆積物との概ねの境界を把握することができた。このことは,埋没している火砕流堆積物およびそれを覆うラハール堆積物の分布や堆積量を知る上で非常に重要である。地質調査から判断できる決壊洪水堆積物と降雨型ラハール堆積物の層相・堆積相の違いは, GPR断面においても,両者のパタンの違いとして反映されることが理解できた。またCMP法により,正確な地盤速度を得ることができた。次年度の屈斜路カルデラ周辺でのGPR探査は調査地域を絞って行う。その他の地域については,順調にGPR探査を実施しており,さまざまなカルデラ火山周辺地域における火砕流堆積物・火砕サージ堆積物・ラハール堆積物(降雨型・決壊洪水型)のGPR断面を得ているため,それに基づく各堆積物の堆積構造やベッドフォーム,チャネル形状の検討を行う。また,GPR断面から推察できる堆積物の分布から堆積量の見積もりを行う。初年度の研究の結果,地中レーダ探査が,火山地域において非常に有用であることが明らかとなった。
「骨髄移植が統合失調症の究極的根治療法となるか？」を解明する

1)血液疾患を合併する統合失調症の患者の治療の実態調査:血液疾患関連の学会および関係各所に実態調査にむけての協力を依頼した。更に、調査方法についての指導をしていただいた。それらをふまえて、島根大学医学部において医の倫理委員会へ申請するためのプロトコル作成に着手した。2)骨髄移植治療を受けた統合失調症患者の経過および予後調査:1)で得た情報から症例を抽出して解析を行うため、1)の実態調査後に着手する。3)骨髄移植治療を受けた統合失調症患者の精神症状および精神科治療の実態調査:2)と同様に、1)で得た情報から症例を抽出して解析を行うため、来年度1)の実態調査後に着手する。4)統合失調症モデル動物での骨髄移植の治療発現効果解明のための基礎研究:我々がすでに確立した統合失調症モデル動物を用い、骨髄移植による行動異常改善効果を確認する。その前段階として、統合失調症モデル動物の対照群であるWistarラットを用いて、骨髄移植の前処置となる放射線照射の適正な放射線照射量を判断するための予備実験を行った。また、骨髄移植細胞をラットの大腿骨から採取し、それらを移植する手技の確立に向けた実験を行った。5)ヒト死後脳および血液検体を用いた骨髄移植の治療発現効果解明のための基礎研究:統合失調症の成立過程におけるグリア細胞機能異常の関与について、統合失調症死後脳を用いて免疫組織染色を行い形態の変化を観察するため、予備実験を行い、具体的なプロトコル作成に着手した。血液疾患を合併する統合失調症の患者の治療の実態調査においては、関係各所からの情報提供が得られる目途がたったため、来年度、実態調査を行う準備が整いつつある。基礎研究においては、本実験に向けて手技の確立および実験プロトコルの調整をおこなっている。関係各所の専門家と意見交換を行い、実態調査にむけてのデータ集積方法および解析計画を立てて、実際の解析にむけて調査を開始する。基礎研究においては、昨年度の基礎実験をもとに骨髄移植後の骨髄移植細胞がどこに生着したかを観察し、行動異常改善効果ならびに脳、血液、腸管などの器官における骨髄移植後の変化について検討を行うための基礎データを収集する予定である。血液疾患を合併する統合失調症の患者の治療の実態調査において、研究をより充実させるためのプロトコルを作成したため、次年度の解析に利用するための費用として繰り越しが生じた。当初の予定通り、基礎実験および調査解析の費用とともに、研究打ち合わせおよび成果発表の旅費、英文校正費に支出する予定である。
自然環境水中のリン回収・肥料化のためのタンニン/無機複合体吸着剤の開発

自然環境中に存在しているリンを低コストで、再資源化する手段の一つとして、安価な天然由来のタンニン分子をゲル化した三次元網目構造を有するタンニンゲル担体に鉄を導入したタンニン/無機複合体(FeO_xTG)を創製し、鉄の形態評価およびリン吸着能試験を行った。タンニン/鉄複合体(FeO_xTG)中の鉄の形態評価:鉄が71.5mg-Fe/g-gel導入されたFeO_xTG中の鉄の形態をメスバウアーおよびX線吸収微細構造解析(XAFS)を用いて評価した。その結果、鉄は3価の鉄としてタンニンゲルのB環にあるオルト位フェノール性水酸基の部位にモノ錯体として導入されていることを明らかにした。ついで、XAFSの結果から、鉄の化学形態はα-FeOOH類似の水酸化物形態で存在することを示した。リン吸着能試験:FeO_xTG単位表面積当りのリン吸着容量は51.897.2mg/m^2であった。この値は現在、水処理用リン吸着剤(各種鉄酸化物)の容量に比べて6001130倍と極めて大きいことが明らかとなった。FeO_xTGのリン酸イオンの吸着は、各種塩(Na_2SO_4, NaNO_3,NaCL)が、解離した共存イオン下においても吸着量が減少しないことから、この現象は、ゲル/液界面において、カチオン交換により溶離した鉄イオンが、ゲルネットワーク近傍でリン酸イオンと結合し、ゲルを構成している分子鎖上に吸着・析出する機構に基づくと推察される。本研究で開発したFeO_xTGは、水処理用の吸着剤としての利用はもとより、自然環境中のリンの循環過程において、余剰のリンを回収し、リン肥料として再資源化することが可能であることを示した。大量の環境水中に存在している微量のリンを環境中で、直接、分離・回収して肥料化することでリンの環境負荷を低減すること、肥料化したリンを適切な時期に施肥すること、でリンの有効利用を図ることを目的としている。本年度(初年度)はリン回収・肥料化のためのタンニン/無機複合体の開発を試みた結果、下記に示す様々な成果を上げると共に高容量リン吸着剤の開発に成功した。1、天然由来の安価なワットルタンニン分子に架橋を施すことで、3次元網目構造を有するタンニンゲルを合成し、ついで、硝酸処理(2M、333K、2h)を行うことでタンニン分子鎖のいち部を酸化、さらに、硝酸鉄水溶液中で処理(1M、298K、120h)を行うことで、鉄をタンニン分子鎖中に導入することができた。2、タンニンゲルに導入された鉄はタンニンゲル粒子表面に分布していること、メスバウアー分光分析により導入された鉄は非晶質で3価の状態で存在していることが明らかとなった。3、リンの吸着挙動に及ぼす水素イオン濃度(pH)の影響について検討した結果、pH3以下の酸性域ではリンの吸着量は低下するものの、pH3以上の酸性、中性、アルカリ域ではpHに関係なくほぼ一定値を取ることが明らかとなった。通常、自然環境水のpHは37の領域にあることから、本研究で創製したタンニンゲル/鉄複合体は環境水中からのリンの分離・回収にとって、極めて有効である。4、開発したタンニン/鉄複合体のリン吸着量は吸着剤単位面積当り4060mg-P/m^2と極めて高い値を示し、これまでの鉄系酸化物のリン吸着量0.086mg-P/m^2に比べて500倍以上の容量を有することが判明した。
動物の移動・定着に伴う病原体の伝播に関する分子疫学調査:病原体生態史観から日本在来馬の起源を韓国・中国・モンゴルへと遡る

平成14年度は、韓国・済州島の4カ所の済州馬の牧場と6カ所のサラブレッド種の牧場から採取した糞便と土壌よりRhodococcus equiを分離した。10カ所の牧場から強毒株は7つの牧場から分離され、分離率は2%(508株中10株)であった。10株の強毒株のうち、4株は日本の木曽馬から分離された90-kb II型の病原性プラスミドを保有し、残りの6株はこれまでに報告のある10種類の病原性プラスミドDNAのEcoRIとEcoT22Iの制限酵素切断像の何れにも一致しない新しいプラスミド型を示した。90-kb II型のEcoRI像との類似性から、この新しいプラスミド型を90-kb V型と呼称した。平成15年度はSARSの流行で中国での調査を断念し、韓国での調査を継続した。平成16年度は、モンゴル在来馬(Mongolian Horse)におけるRhodococcus equiの分離や分布については殆ど知られていない。モンゴル・ウランバートルから100km以内の3つの地域で遊牧民の26の家族が保有する子馬114頭の糞便、そのキャンプ地の周辺土壌を71検体、さらに、Hustai国立公園に導入された蒙古野馬(Przewalski's Horses)の子馬糞便5検体を採取した。R.equiはモンゴル在来馬の糞便及びその環境土壌から全く分離できなかった。しかし、2検体の蒙古野馬糞便から3コロニーのR.equiが分離された。3株とも無毒で、毒力関連15-17kDa抗原(VapA)と20kDa抗原(VapB)遺伝子を保有していなかった。モンゴル在来馬とその飼育環境がR.equiに汚染されていないことが初めて明らかとなった。中国・内蒙古自治区の22馬牧場より土壌と糞便を計118検体採取した。118検体中45検体で菌分離陽性となり、676菌株が分離されたが、全てが無毒株であった。以上、韓国、中国、モンゴルの調査を行い、強毒株の起源は韓国済州島まで追跡できた。しかし、中国・モンゴルの調査はSARSの流行により1年間遅れ、調査地域も限定されているため今後はさらに現地協力者と情報交換を密にして、調査地域の選定などを行い、第二次調査を継続する予定である。本研究の目的は、東アジア地域(朝鮮半島、中国東北部・モンゴル)の在来馬とその子孫(交雑種)の中でのロドコッカス・エクイ強毒株の病原性プラスミドの分布をアジアの在来馬の伝播と分布とに対比させながら宿主寄生体関係の変遷を分子疫学的に検討し、病原体の伝播を日本在来馬の祖先の末裔と考えられる蒙古馬を遡ることによって解明するものである。平成14年度は韓国の在来馬として保存されている馬は済洲島で飼育されている済洲馬を対象とした研究を行った。

済洲大学獣医学部のDr. Sonの協力を得て、韓国の在来馬である済洲馬と、競走馬として済洲島で飼育されているサラブレッド種の糞便と飼育環境土壌の調査を行った。サラブレッド飼育環境土壌37検体、同糞便1検体、済洲馬糞便20検体、土壌18検体から選択培地を用いてロドコッカス・エクイを分離したところ、全ての検体から合計508株を分離した。次に、強毒株の存在の有無を毒力マーカー遺伝子vapAを検出するPCRで検討したところ、10検体が強毒株であることが確認された。そこで、これらの菌株についてプラスミドプロファイルを検討したところ、我が国の木曽馬において認められた90kb typellの病原性プラスミドを保有する株と、これまでに世界中で確認されている10種類のプラスミド型とは明らかに異なるタイプの病原性プラスミドを認めた。現在、このプラスミドが11番目の新しいプラスミド型であるか否かの検討を行っている。以上の成績から、これまで、日本特有のプラスミド型であると思われていた90kbtypeIIが済洲島の分離株からも認められ、私たちの仮説を実証する第一歩となった。本研究の目的は、東アジア地域(朝鮮半島、中国東北部・モンゴル)の在来馬とその子孫(交雑種)の中でのロドコッカス・エクイ強毒株の病原性プラスミドの分布をアジアの在来馬の伝播と分布とに対比させながら宿主寄生体関係の変遷を分子疫学的に検討し、病原体の伝播を日本在来馬の祖先の末裔と考えられる蒙古馬を遡ることによって解明するものである。平成15年度は中国の在来馬の調査を行うため、長春農牧大学獣医学院王哲学部長並びに関係教員との打ち合わせを平成15年4月に行った。同時期にSARSが中国国内で流行し、平成15年度夏季期間の本格調査は平成16年度に延期となった。そこで、平成15年度は韓国・済州島の調査を済州大学獣医学部のDr.Sonの協力を得て継続した。韓国の在来馬である済州馬と、サラブレッド種の糞便から分離された89株とその飼育環境土壌から分離された98株、さらに感染子馬の肺病変部から分離された16株の合計203株について毒力と病原性プラスミドを検索した。VapA陽性を示す強毒株は34株分離され、その病原性プラスミドは、90-kbII型が15株、90-kbV型が19株分離された。これは、済州島での本症初発報告であり、さらに、昨年度と同様に、2種類の病原性プラスミドが強毒株に広く分布していることが明らかとなった。更に・平成16年2月にはモンゴル・ウランバートルのState Central Veterinary Laboratory(動物衛生研究所)を訪問し、平成16年度のモンゴルにおける調査の打ち合わせを行い、平成16年6月の本格調査の詳細を決定した。平成16年夏にはSARSで中止になった中国の調査も行う予定である。平成16年度は、6月にモンゴルのState Central Veterinary Laboratoryの協力の下にウランバートル近郊の3地域の遊牧民27家族とプジェワルスキー馬保護公園より土壌と糞便を計262検体、7月には中国・長春農牧大学の協力の下に内蒙古自治区の22馬牧場より土壌と糞便を計118検体採取しR.equiの選択培地であるNANAT培地で分離培養し、分離菌についてPCR、プラスミド抽出を行った。
遺伝子発現プロファイルより導かれたリンパ管腫関連遺伝子の機能解析

当研究の目的は、リンパ管腫発症のメカニズムの解明、それに応じた新規治療法の開拓であった。リンパ管腫由来細胞培養法の確立、その解析から得られた異常発現遺伝子を疾患関連候補遺伝子として解析を行った。近年、リンパ管腫に対して漢方薬(越婢加朮湯、黄耆建中湯)の内服により病変の縮小を示した、との報告が増えており、新規の治療として期待される。同漢方薬、構成生薬がリンパ管腫由来細胞に与える影響を検討した結果、リンパ管腫内皮細胞の増殖抑制、遊走能の阻害、管腔形成阻害、リンパ管腫内皮細胞の透過性を亢進させる効果がみられた。in vitroの実験結果からはリンパ管腫病変の縮小と関連する可能性が示唆された。(1)リンパ管腫患者由来リンパ管内皮細胞株(Human lymphangioma-derived lymphatic endothelial cells,HL-LEC)の樹立に関して昨年度は手術時の切除検体からリンパ管内皮細胞3株を得ることができた。また、HL-LECを効率的に得る方法として、磁気細胞分離装置を用いた細胞の精製を確立し、1株に対して成功している。今後もHL-LECの樹立を継続すると共に、磁気細胞分離装置を用いた細胞の精製を行ってゆく。(2)HL-LECにおける異常発現遺伝子の確認に関して藤野らが得たリンパ管腫の病態と関連する候補遺伝子(約15遺伝子、未公表)に関し、HL-LECと正常LECを用いて、RT-PCRによる遺伝子発現の確認を行った。(3)異常発現遺伝子の機能解析に関して遺伝子の性質上疾患との関連が強く疑われる遺伝子に関し、機能解析を開始している。上記(2)のごとく、RT-PCRによる遺伝子発現の確認を行った。正常LECにLenti virusによるTransfectionで遺伝子導入を行い、過剰発現モデルを作成した。この過剰発現モデル細胞株を用いたRT-PCRにより遺伝子発現を確認できており、今後はこの細胞株の機能解析を進める予定である。現在、同細胞株をNOGマウスに移植し、リンパ管腫様組織の形成実験を行っている。また、HL-LECにおいて、siRNAによる遺伝子ノックダウンモデルを作成しており、今後はこの細胞株の機能解析を進める予定ある。(4)HL-LECに対する漢方薬の影響の検討近年、リンパ管腫の患児に対して特定の漢方薬の内服により病変の縮小効果を示した、との報告が増えてきている。これらの漢方薬の作用機序を解明するためにHL-LECに対する漢方薬の効果を検討した。この結果は第52回日本小児外科学会学術集会、European Pediatric Surgery Association 2015で発表予定である。(1)リンパ管腫患者由来リンパ管内皮細胞株(Human lymphangioma-derived lymphatic endothelial cells, HL-LEC)の樹立に関して昨年度は手術時の切除検体からリンパ管内皮細胞1株を得ることができた。また、HL-LECを効率的に得る方法として、磁気細胞分離装置を用いた細胞の精製を確立した。今後もHL-LECの樹立を継続すると共に、磁気細胞分離装置を用いた細網の精製を行う。(2)HL-LECにおける異常発現遺伝子の機能解析に関して遺伝子の性質上疾患との関連が強く疑われる遺伝子に関し、機能解析を行っている。(3)HL-LECに対する漢方薬の影響の検討近年、リンパ管腫の患児に対して特定の漢方薬の内服により病変の縮小効果を示した、との報告が増えてきている。これらの漢方薬の作用機序を解明するためにHL-LECに対する漢方薬およびその構成生薬の効果を検討し、これらの漢方薬や構成生薬がHL-LECに対して増殖抑制を生じ、また細胞透過性の亢進を生じることが示唆された。この結果は第52回日本小児外科学会学術集会、European Pediatric Surgery Association 2015、第12回日本血管腫血管奇形学会学術集会、第31回日本小児外科学会秋季シンポジウムで発表した。今後、リンパ管腫モデルマウスに対するin vivoでの実験を予定している。(2)HL-LECにおける異常発現遺伝子の機能解析に関して遺伝子の性質上疾患との関連が強く疑われる遺伝子に関し、機能解析を継続している。(2)HL-LECにおける異常発現遺伝子の確認現在までに得られたHL-LEC株と市販の正常LEC株についてはgenechipを用いて遺伝子発現解析を行い、HL-LECにおいて共通して発現異常を認める遺伝子が同定され、リンパ管腫の病態と関わる候補遺伝子と考えている(約15遺伝子、未公表)。細胞株にてPCRによる発現の確認を行った。(3)異常発現遺伝子の機能解析genechipによる検討、及びメチル化解析によるepigeneticな解析の結果、正常LECとHL-LECの遺伝子発現の相違が明らかにされた遺伝子については、遺伝子の性質上疾患との関連が強く疑われる遺伝子から順に機能解析を行った。具体的には異常発現遺伝子についてはHL-LEC及びその不死化細胞おいて、siRNAによる遺伝子ノックダウンモデルを作成した。

一方正常LECに対して同遺伝子導入による過剰発現モデルを作成した。研究期間内では一種類の遺伝子に関して、上記モデルを用いて、増殖能や遊走能の検討、管状構造形成アッセイを行い、遺伝子導入または抑制による遺伝子の関与を検討したが、これに関しては正常リンパ管内皮細胞との明らかな差異は認められなかった。(4)HL-LECに対する漢方薬の影響の検討近年、リンパ管腫の患児に対して特定の漢方薬の内服で病変の縮小効果を認めた、との報告が増えている。これらの漢方薬の作用機序を解明するためにHL-LECに対する漢方薬およびその構成生薬の効果を検討した。当研究の目的は、リンパ管腫発症のメカニズムの解明、それに応じた新規治療法の開拓であった。リンパ管腫由来細胞培養法の確立、その解析から得られた異常発現遺伝子を疾患関連候補遺伝子として解析を行った。近年、リンパ管腫に対して漢方薬(越婢加朮湯、黄耆建中湯)の内服により病変の縮小を示した、との報告が増えており、新規の治療として期待される。同漢方薬、構成生薬がリンパ管腫由来細胞に与える影響を検討した結果、リンパ管腫内皮細胞の増殖抑制、遊走能の阻害、管腔形成阻害、リンパ管腫内皮細胞の透過性を亢進させる効果がみられた。in vitroの実験結果からはリンパ管腫病変の縮小と関連する可能性が示唆された。(2)HL-LECにおける異常発現遺伝子の確認に関して藤野らが得たリンパ管腫の病態と関連する候補遺伝子(約15遺伝子、未公表)に関し、HL-LECと正常LECを用いて、RT-PCRによる遺伝子発現の確認を行った。(3)異常発現遺伝子の機能解析に関して遺伝子の性質上疾患との関連が強く疑われる遺伝子に関し、機能解析を開始している。上記(2)のごとく、RT-PCRによる遺伝子発現の確認を行った。正常LECにLenti virusによるTransfectionで遺伝子導入を行い、過剰発現モデルを作成した。現在、同細胞株をNOGマウスに移植し、リンパ管腫様組織の形成実験を行っている。また、HL-LECにおいて、siRNAによる遺伝子ノックダウンモデルを作成した。(4)HL-LECに対する漢方薬の影響の検討近年、リンパ管腫の患児に対して特定の漢方薬の内服により病変の縮小効果を示した、との報告が増えてきている。これらの漢方薬の作用機序を解明するためにHL-LECに対する漢方薬の効果を検討した。この結果は第52回日本小児外科学会学術集会、European Pediatric Surgery Association 2015で発表予定である。(1)リンパ管腫患者由来リンパ管内皮細胞株(HL-LECs)の収集新たなHL-LEC株の樹立は継続して年間13株を目標とする。
死因に関連する骨折の受傷後経過時間推定:免疫組織学的、分子生物学的手法による解析

[目的]骨折の受傷後経過時間は法医学的に重要な情報の一つである。我々はこれまで皮膚を中心とした検討を行ってきたが、mRNAは蛋白に先んじて変動しており、外部環境への曝露度が低いほどマーカーの死後保存性は高いことを示唆するデータを得ている。よって骨折試料に分子生物学的手法を導入することにより、骨折後急性期から有用で死後変化に耐えうる診断法の確立が可能であると考えられる。本年度はIL 10、tissuetypeplasminogen activator(tPA)、urokinase type plasminogenactivator(uPA)について検討した。[方法]マウスを用い、Bonnarensらの大腿骨骨折モデルにより骨折を作成した。すなわちハロセンで吸入麻酔後、右大腿骨にL字鋼をあて固定した。さらにこのL字鋼に200gの分銅を高さ20cmのところから衝突させ骨折を作成した。骨折作成後、240時間まで経時的に骨試料を採取し、quantitative PCRを用いて定量的に、またin situ hybridization法を用いて発現部位の経時的変化を検討した。[結果および考察]骨折部位を肉眼的に観察すると骨折作成後144時間後には骨折断端に化骨が形成され、240時間後には骨折断端の肥厚を認めたが、それ以前の期間には変化を認めなかった。IL 10 mRNA発現量は骨折後24時間にピークとなり、組織学的には骨細胞、骨芽細胞、macrophageに発現が認められた。またtPA mRNA発現量は骨折後1時間から24時間後にかけて軽度の上昇があり、72時間後にピークとなり、144から240時間後までの発現量は健常組織と同等であった。一方uPA mRNAには骨折治癒過程における発現量の変動を認めなかった。本検討の結果からIL 10 mRNA、tPA mRNAは骨折後急性期のエイジングに応用可能な因子と考えられた。本年度は骨折治癒過程での発現の報告があるbasicfibroblast growthfactor (bFGF)とurokinase typeplasminogenactivator (uPA)について検討した。さらにこのL字鋼に200gの分銅を高さ20cmのところがら衝突させ骨折を作成した。骨折作成後、240時間まで経時的に骨試料を採取し、quantitative PCRを用いて定量的に検討した。[結果および考察]骨折部位を肉眼的に観察すると骨折作成後240時間後には骨折部位に化骨が形成されており癒合していたが、それ以前の時間には経時的な特徴を認めなかった。またbFGF mRNA発現量は8時間後にピークとなるが、72時間後に再上昇を認めた。一方uPA mRNA発現量は72時間後にピークとなり、240時間後もなお健常骨に比べて有意差をもって高かった。これまでの骨折治癒過程におけるサイトカインおよび増殖因子の検討は亜急性期、慢性期を中心としたもので、法医学的に問題となる急性期についての詳細な検討は我々の調べる限りでは行われていない。しかし本検討によると急性期においてもその発現は変動しており、特にbFGFは骨折後まもなく死亡した事例に応用可能な因子の一つと考えられた。

またtPA mRNA発現量は骨折後1時間から24時間後にかけて軽度の上昇があり、72時間後にピークとなり、144から240時間後までの発現量は健常組織と同等であった。一方uPA mRNAには骨折治癒過程における発現量の変動を認めなかった。本検討の結果からIL 10 mRNA、tPA mRNAは骨折後急性期のエイジングに応用可能な因子と考えられた。