hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大型浮体用新形式機械継手の開発に関する基礎的研究

平成18年度には、17年度までの研究によって得られた情報を使用して設計された、想定実機の1/100スケールの機械継手を、セミサブ構造の甲板縦桁の長さ中央に組み込んだ水槽模型を製作し規則波による波浪強制実験を実施した。甲板桁の鉛直方向変位と機械継手凸部平行部の軸方向歪を計測した。セミサブ波浪応答解析プログラム(VODAC)による周波数応答関数と計測結果とを比較、検討し、本実験において使用されたセミサブの動的応答特性には機械継手の組み込みの影響は殆ど現われないことが検証された。また、想定実機の機械継手の空隙部に充填する球状体として薄肉鋼球を想定し、必要な肉厚を試算した。以上、平成17年度、18年度の成果を合わせ、提案する機械継手の基本設計の考え方として纏めた。
子宮体癌の進展・転移に関与する糖鎖の解明

近年、癌細胞膜に存在する糖鎖が癌の転移に関与していることが明らかになった。また糖鎖の合成に関与する糖転移酵素の活性を変化させることによって実験的転移を抑制させ得ることが報告されている。そこで子宮体癌に発現される1型糖鎖や2型糖鎖が癌の進展・転移にいかなる関与を有するかを明らかにするため、1型糖鎖や2型糖鎖の発現機序をガラクトース転移酵素のレベルで解析し、さらに2型糖鎖の合成に関与するガラクトース転移酵素の遺伝子を導入することによる糖鎖変化や浸潤・転移能の変化について検討した。まず、1型糖鎖と2型糖鎖の合成を規定するβ1,3およびβ1,4ガラクトース転移酵素(GT)の測定系を新たに作成し、β1,3およびβ1,4GT活性を測定した結果、子宮体癌ではβ1,3GT活性はβ1,4GT活性に比べ低下していることが判明した。そこで、β1,4GTの発現が低い子宮体癌由来株にヒトβ1,4GTcDNAを導入したところ、β1,4GTのmRNAおよび蛋白の発現レベルが増加したβ1,4GT高発現株が得られた。β1,4GTの高発現株は1型糖鎖であるnLc3Cerの発現は低下し、一方2型糖鎖であるLewisX型糖鎖の発現は亢進した。また、接着分子の一つであるインテグリンβ1の発現はvector controlとβ1,4GT高発現株の間で差違は認められなかった。β1,4GT高発現株はin vitroにおける細胞の浸潤能は亢進した。さらに細胞外基質蛋白への接着能に関してもβ1,4GT高発現株は亢進した。以上より、子宮体癌ではβ1,3GT活性はβ1,4GT活性に比べ低下していること、またβ1,4GTを高発現することによって細胞の浸潤・接着能が高まることが示唆された。従って、子宮体癌細胞の浸潤・転移の分子機構にはβ1,4GTが関与している可能性が示唆された。平成8年度は、子宮体癌細胞における糖鎖発現の改変が細胞機能に与える影響について以下の結果を得た。1.ガラクトース転移酵素(GT)の遺伝子導入によるトランスフェクタント作成まず子宮体癌由来培養細胞株へのβ1,4ガラクトース転移酵素(GT)の導入に先だって、分化度の異なる子宮体癌由来培養細胞株におけるβ1,4GTの発現をノーザンブロッテイングならびにウエスタンブロッテイングにより解析した。その結果、中分化型体癌由来株であるSNG-Mにおいてβ1,4GTのmRNAおよびタンパクの発現レベルが低いことが判明した。そこで、SNG-Mにネオマイシン耐性遺伝子に付加したβ1,4GTcDNAをリポフェクシン法にて導入した。なお、ヒトβ1,4GTcDNAはpCAGGS表現ベクターに挿入されたもの(米国The Burnham Institute福田道子博士よりご供与)を用いた。β1,4GTcDNA導入株の中で、5種類のトランスフェクタントについてβ1,4GTmRNAならびにタンパクの発現は親株であるSNG-Mに比べ亢進していることが明らかになった。2.β1,4ガラクトース転移酵素(GT)高発現亜株を用いた細胞機能に関する検討1.にて作成した子宮体癌由来培養株SNG-Mのβ1,4ガラクトース転移酵素(GT)の高発現亜株を用いてin vitroにおける細胞外基質との接着態度を検討した。

ラミニンとコラーゲンタイプIVを用いてトランスフェクタントならびに親株の接着細胞数を解析した。その結果、β1,4ガラクトース転移酵素高発現亜株は親株に比べラミニンあるいはコラーゲンタイプIVに対する接着細胞数は多かった。このことより、体癌細胞はβ1,4ガラクトース転移酵素を高発現させることによって細胞外基質への接着能が高くなる可能性が示唆された。近年、癌細胞膜に存在する糖鎖が癌の転移に関与していることが明らかになった。また糖鎖の合成に関与する糖転移酵素の活性を変化させることによって実験的転移を抑制させ得ることが報告されている。そこで子宮体癌に発現される1型糖鎖や2型糖鎖が癌の進展・転移にいかなる関与を有するかを明らかにするため、2型糖鎖の合成に関与するガラクトース転移酵素の遺伝子を導入することによる糖鎖変化を解析すると同時に、浸潤・転移能の変化について検討した。まず、β1,4ガラクトース転移酵素(GT)の発現が低い子宮体癌由来株にヒトβ1,4GTcDNAを導入した。その結果、β1,4GTのmRNAおよび蛋白の発現レベルが増加したβ1,4GT高発現株が得られた。β1,4GTの高発現株は1型糖鎖であるnLc3Cerの発現は低下し、一方2型糖鎖であるLewisX型糖鎖の発現は亢進した。また、接着分子の一つであるインテグリンβ1の発現はvector controlとβ1,4GT高発現株の間で差異は認められなかった。β1,4GT高発現株はin vitroにおける細胞の浸潤能は亢進した。さらに細胞外基質蛋白への接着能に関してもβ1,4GT高発現株は亢進した。以上より、子宮体癌ではβ1,4GTを高発現することによって細胞の浸潤・接着能が高まることが示唆された。従って、子宮体癌細胞の浸潤・転移の分子機構にはβ1,4GTが関与している可能性が示唆された。
3次元ディスプレイに向けた任意曲面物体からのホログラム生成アルゴリズムの開発

ホログラフィによる3次元ディスプレイの実用化には複雑な曲面を有する3次元物体からの光伝搬を計算し,ホログラムを高速に生成する必要がある.現状では曲面から光伝搬を直接計算する手法は知られておらず,平面の集合として近似的に曲面を表現するためポリゴン数に比例した回数の光伝搬を計算する必要があり,高速計算の妨げとなっている.任意曲面をそのまま取り扱える光伝搬計算があればホログラム生成に有用であるが,このような手法は知られていない.本研究では点光源で表現された任意曲面から高速にホログラム計算ができる手法を開発し3次元像を再生する.ホログラフィを応用した3次元ディスプレイは人間の立体知覚を完全に満たすことができる唯一の方式であり究極の3次元ディスプレイと言われている.ホログラムの計算時間が膨大なためリアルタイム生成が困難であり実用化への妨げとなっている.3次元物体は任意曲面を持つため,本来は任意曲面から回折計算を直接実行することでホログラムを生成することが望ましいが,このような回折計算を高速に実行できる手法は知られていない.本研究課題は任意曲面から高速にホログラム計算ができる手法を開発し3次元像をリアルタイム再生することを目的とする.本年度は任意曲面からのホログラム計算を行うために,波面記録法による方法を検討した.波面記録法は3次元物体とホログラムの間に仮想面を設ける.波面記録法では,まずはじめに仮想面上に3次元物体の情報を記録する.仮想面を3次元物体の曲面近傍に配置すれば,この計算量を削減できる.次に仮想面からホログラムまで光波伝搬計算を行う.従来の波面記録法はホログラムに平行に仮想面を配置していたが,本年度は仮想面を傾けて配置することで計算量の削減を図った.また,生成したホログラムのカラー再生を行うため,時分割法によるカラー再生システムの構築をを行った.また,カラーのホログラム計算を高速化するアルゴリズムの開発も行った.カラーのホログラム計算は従来はRGB色空間上で行われていたが,このアルゴリズムはYCbCr色空間上でホログラムの計算を行う.YCbCr色空間の特性としてCbCr成分をダウンサンプリングしても画質が劣化しないため,ホログラム計算の計算量削減ができた.ホログラフィによる3次元ディスプレイは光波面を忠実に再現できるため究極の方式として期待されている.この実用化には複雑な曲面を有する3次元物体からの光伝搬を計算し,ホログラムを高速に生成する必要がある.現状では曲面から光伝搬を直接計算する手法は知られておらず,平面(ポリゴン)の集合として近似的に曲面を表現するためポリゴン数に比例した回数の光伝搬を計算する必要があり,高速計算の妨げとなっている.ポリゴンを使用せずに任意曲面を点光源の集合として取り扱う点光源モデルは,各点光源からの光波を積分すれば良いので任意曲面の取り扱いは簡単ではあるが,その計算量はポリゴンモデルよりもい更に大きなものとなる.任意曲面をそのまま取り扱える光伝搬計算があればホログラム生成に有用であるが,このような手法は残念ながら知られていない.本研究ではポリゴンで近似することなく任意曲面から高速にホログラム計算ができる手法を開発し3次元像をリアルタイム再生することを目的としている.本年度の成果の一つは,申請者が開発を進めている点光源モデルでの高速化手法(波面記録法)を任意曲面生成向けに改良したことがあげられる.波面記録法は2ステップの計算法で,任意曲面とホログラム間に仮想面を置く手法であり,点光源モデルのホログラムを高速生成できる.従来の波面記録面は仮想面をホログラムと垂直にしか配置できなかったが,本年度は,仮想面を任意曲面を計算しやすいように傾いても配置できるようにし高速化を達成した.また3次元のカラーシーンからホログラムを計算する際に,RGB空間ではなくYCbCr空間上での計算手法を開発した.この手法により,RGB空間でのホログラム計算よりも最大で3倍の高速化を達成できる.ホログラフィによる3次元ディスプレイは光波面を忠実に再現できるため究極の方式として期待されている.この実用化には複雑な曲面を有する3次元物体からの光伝搬を計算し,ホログラムを高速に生成する必要がある.本研究ではポリゴンで近似することなく任意曲面から高速にホログラム計算ができる手法を開発し3次元像をリアルタイム再生することを目的としている.前年度に申請者が開発を進めている点光源モデルでの高速化手法(波面記録法)を任意曲面生成向けに改良した.本年度は波面記録法の考えを拡張し,ホログラム計算でよく使われる角スペクトル法を任意曲面向けに拡張を行った.この方法は,最生像の高周波数成分がカットされてしまう問題があるが,計算量を抑えつつ任意曲面の計算が行える角スペクトル法の第一歩になる.この問題点は引き続き検証を行っていく.前年度には3次元のカラーシーンからホログラムを計算する際に,RGB空間ではなくYCbCr空間上での計算手法を開発した.この手法により,RGB空間でのホログラム計算よりも最大で3倍の高速化を達成できたが,ランダム位相を使用していたため画質が劣化する問題があった.本年度は,ランダム位相を用いずにきれいな最生像が得られる手法の開発を行った.

この手法をさらにYCbCr空間上での計算手法に適用することで,画質を劣化させずに計算を高速化できることを示した.ホログラフィによる3次元ディスプレイの実用化には複雑な曲面を有する3次元物体からの光伝搬を計算し,ホログラムを高速に生成する必要がある.現状では曲面から光伝搬を直接計算する手法は知られておらず,平面の集合として近似的に曲面を表現するためポリゴン数に比例した回数の光伝搬を計算する必要があり,高速計算の妨げとなっている.任意曲面をそのまま取り扱える光伝搬計算があればホログラム生成に有用であるが,このような手法は知られていない.本研究では点光源で表現された任意曲面から高速にホログラム計算ができる手法を開発し3次元像を再生する.本年度に開発した技術は主に,波面記録面を任意曲面計算に適用できるよう仮想面を複数導入し各仮想面を適切に傾けることで計算量を削減するアルゴリズムとなっている.従来の波面記録法では3次元物体の形状により,計算量に大きな差が生じていたが,開発した手法では計算量はほぼ均一となり,計算時間の削減にも効果があることが確認できた.また,カラー3次元シーンからホログラムを計算する際に,RGB空間ではなくYCbCr空間上でホログラム生成をする手法を開発した.この手法により,RGB空間でのホログラム計算よりも最大で3倍の高速化を達成できた.これら2つの開発により研究の進捗はおおむね順調であると判定した.ホログラフィ次年度も引き続き,より効率的な任意曲面からのホログラム計算の開発に取り組む.また,ホログラム計算時には3次元物体の表面に対して,光を拡散させるためにランダム位相を乗ずる必要がある.これは,再生像にスペックルと呼ばれるノイズを生成してしまうことと,本年度に開発したYCbCr空間でのカラーホログラム生成手法との相性が悪い.本年度は,ランダム位相を使わないホログラム計算手法を開発することも目標の一つとする.本年度は波面記録法に基づく任意曲面のホログラム計算について検討を行った.従来の波面記録法は仮想面をホログラムと平行に配置していたため,計算量の削減に限界があった.本年度は計算量が最小になるように仮想面を傾けて配置できるようにした.この際,仮想面の配置決定にRANSAC(RANdom SAmple Consensus)アルゴリズムを採用した.波面記録法による任意曲面計算は一定の進展があった.一方,当初計画していた任意曲面からダイレクトにホログラムを計算する手法については,申請者が以前に提案している不等間隔フーリエ変換による方法を拡張することを考えてており,次年度以降に検証を行う.当該年度は出張費が想定よりも低く抑えることができたことが,繰越金が発生した理由となっている.ただし,研究成果発表が減ったわけではなく,投稿論文数は維持していおりその分の英文校正や出版費は当初予定より増えている.任意曲面の回折計算を実現する方法はいくつか考えられる.最も単純な方法は,任意曲面を点光源の集合として扱い,その点光源からの光波を直接ホログラム上で足し合わせう方法である.ただし,この方法は計算量が膨大なものとなる.平成25年度に申請者は波面記録法を用いた任意曲面計算について検討を行った.次年度以降はこの方法を更に高速化させるために,GPU(Graphics Processing Unit)への実装と波面記録法の第2ステップ(仮想面ホログラム)の光波伝搬計算に申請者が開発している帯域制限ダブルステップフレネル回折を適用することを予定している.
マントル670km不連続面についての実験岩石学的研究

X線その場観察実験により決定したオンファス輝石の高温高圧状態方程式についての研究成果をまとめAmerican Mineralobist誌に発表した。兵庫県のSPring-8において、放射光とマルチアンビル型高圧発生装置SPEED-1500を用いたX線その場観察実験によりCaフェライト型NaAlSiO_4の高温高圧状態方程式の決定を試みた。この鉱物は下部マントルに沈み込んだ海洋地殻物質中に存在すると考えられているが、その高温高圧状態方程式は確立していない。最高で25万気圧、1273Kまでの温度圧力条件下で圧力-格子体積-温度のデータセットを得ることが出来、解析の結果この鉱物の熱弾性パラメータ(体積弾性率、その温度微分・圧力微分、熱膨張率)を得られた。得られた体積弾性率の値は、高密度な下部マントル鉱物に対して予測される値より小さかった。また、この結果を地球惑星科学関連学会合同大会において口頭発表した。地球のマントル中におけるもっとも重要な化学的不均質成分である海洋地殻の挙動を知るために、これらの物質の高温高圧下における密度と弾性波速度を計算により求めた。計算にはこれまでわれわれが調べてきた関連鉱物の熱弾性パラメータ、過去の相平衡実験の結果を用いた。この結果、下部マントルに見つかっている地震波散乱体が海洋地殻として説明可能であること、などいくつかの重要なことが明らかになった。また、この結果を高圧討論会において口頭発表した。以上の研究を含む博士課程における研究成果をまとめ、博士論文として発表した。
すべり案内面の微小および過渡的運動領域における摩擦特性に関する研究

すべり案内面の微小および過渡的運動領域における摩擦特性の解明を目的に,一定低速往復運動における摺動体変位と摩擦力の関係を,質量150kgのスライダと高い位置決め分解能と高い駆動剛性を持つ超精密位置決め機構から成る実験装置を用いて測定した.摺動体運動速度を50nm/minから5μm/minとし,連続運動時の特性に加えて数値制御運動の基礎となる微小ステップ状運動時の特性を調べた.ステップ状運動時のステップサイズは1nmから1000nmとした.得られた成果は次の通りである.1.従来明確にされていなかった運動反転後の“変位-摩擦力特性"を明らかにし,その数式モデルを提案した.スライダと案内面との相対運動の運動方向が反転するとき、反転直後の変位の増大に伴って摩擦力が増大し,等価ばね定数が数N/nmにおよぶ数百ナノメータの領域-過渡領域が反転直後に存在する.2.過渡領域の後に,変位が増大しても摩擦力がほぼ一定の領域-定常領域が存在する.3.数値制御運動においては,摩擦力が連続運動における定常領域の摩擦力より著しく小さな値や,負の値を取り得ることを明らかにした.4.上記の特異な摩擦挙動は,過渡領域を内包するすべり案内面の“変位-摩擦力特性"と、微小ステップ状運動の過渡状態に発生するオーバーシュートや振動的運動との関連によって起こることを明らかにした.この特異な摩擦挙動は,精密工作機械における運動方向の反転や,フィードバック制御機能によるオーバーシュートの修正運動などを含む実働状態での運動時に発生する可能性がある.5.すべり案内面の過渡領域と定常領域における変位-摩擦力特性の大きな違いは,フィードバック制御系から見た負荷特性の大きな違いとなり,精密加工機械などの精密位置決め制御機構の制御性に大きな影響を与え、切り込み運動などの精密な送り運動に悪い影響を及ぼす可能性があることを明らかにした.すべり案内面の微小および過渡的運動領域における摩擦特性の解明を目的に,一定低速往復運動における摺動体変位と摩擦力の関係を,質量150kgのスライダと高い位置決め分解能と高い駆動剛性を持つ超精密位置決め機構から成る実験装置を用いて測定した.摺動体運動速度を50nm/minから5μm/minとし,連続運動時の特性に加えて数値制御運動の基礎となる微小ステップ状運動時の特性を調べた.ステップ状運動時のステップサイズは1nmから1000nmとした.得られた成果は次の通りである.1.従来明確にされていなかった運動反転後の“変位-摩擦力特性"を明らかにし,その数式モデルを提案した.スライダと案内面との相対運動の運動方向が反転するとき、反転直後の変位の増大に伴って摩擦力が増大し,等価ばね定数が数N/nmにおよぶ数百ナノメータの領域-過渡領域が反転直後に存在する.2.過渡領域の後に,変位が増大しても摩擦力がほぼ一定の領域-定常領域が存在する.3.数値制御運動においては,摩擦力が連続運動における定常領域の摩擦力より著しく小さな値や,負の値を取り得ることを明らかにした.4.上記の特異な摩擦挙動は,過渡領域を内包するすべり案内面の“変位-摩擦力特性"と、微小ステップ状運動の過渡状態に発生するオーバーシュートや振動的運動との関連によって起こることを明らかにした.この特異な摩擦挙動は,精密工作機械における運動方向の反転や,フィードバック制御機能によるオーバーシュートの修正運動などを含む実働状態での運動時に発生する可能性がある.5.すべり案内面の過渡領域と定常領域における変位-摩擦力特性の大きな違いは,フィードバック制御系から見た負荷特性の大きな違いとなり,精密加工機械などの精密位置決め制御機構の制御性に大きな影響を与え、切り込み運動などの精密な送り運動に悪い影響を及ぼす可能性があることを明らかにした.NC工作機械を始めとする数値制御機械の運動は,微小なステップ運動の集積として実現され,その運動はインディシャル応答のような過渡的運動の連続である.このようなステップ運動時の案内面の摩擦特性は,連続運動時の摩擦特性と異なることを予測して研究を始めた.平成7年度は,すべり案内される質量150kgのスライダを運動体とする実験装置を用いて,ステップサイズが1nm, 10nm, 100nm, 1000nmで,平均速度が0.15μm/secから5μm/secの往復繰り返し運動実験を行い,ステップ運動で構成される数値制御運動におけるすべり案内面の摩擦特性とそのときのスライダの運動挙動について検討した.潤滑油,面圧およびすべり面材料については固定して実験した。その結果、ステップサイズが小さいときの数値制御運動における摩擦特性は,連続運動時の特性と同じであるが,ステップサイズが大きくなると,たとえばステップサイズが100nm/stepの運動では摩擦力が連続運動のときの2分の1に,また1000nm/stepの運動では摩擦力が負になることがあるなど,従来知られていない特異な摩擦特性が発生することが明らかとなった.そして、この現象は運動方向の反転に伴う反転直後のquasi-elastic region (QE領域)、すなわち運動変位の増加と共に摩擦力が徐々に増加する領域の存在に起因することが明らかになった。この領域は反転直後数百nmの変位領域に存在し、微小ステップ運動を基礎にする超精密運動機械の運動にとって無視できない。

さらに、この領域に運動変位の増加に関わらず摩擦力が一定となるconstant force region (CF領域)が続き、両領域の摩擦特性の根本的な違いが、ステップサイズの違いによるスライダの運動の制御性の違いの原因となることを突きとめた。次年度は、この摩擦特性とスライダの微小ステップ運動の挙動との定量的関係を明確にすること、およびこれらの特性に及ぼす潤滑油、面圧、すべり面材質の影響について研究を進める。すべり案内面の微小および過渡的運動領域における摩擦特性の解明を目的に,一定低速往復運動における摺動体変位と摩擦力の関係を,質量150kgのスライダと高い位置決め分解能と高い駆動剛性を持つ超精密位置決め機構から成る実験装置を用いて測定した.摺動体運動速度を50nm/minから5μm/minとし,連続運動時の特性に加えて数値制御運動の基礎となる微小ステップ状運動時の特性を調べた.ステップ状運動時のスッテプサイズは1nmから1000nmとした.得られた成果は次の通りである.1.従来明確にされていなかった運動反転後の“変位-摩擦力特性"を明らかにした.スライダと案内面との相対運動の運動方向が反転するとき、反転直後の変位の増大に伴って摩擦力が増大し,その等価ばね定数が数N/nmにもおよぶ数百ナノメータの領域-過渡領域が反転直後に存在する.2.過渡領域の後に,変位が増大しても摩擦力がほぼ一定の領域-定常領域が存在する.3.数値制御運動においては,摩擦力が連続運動における定常領域の摩擦力より著しく小さな値や,負の値を取り得ることを明らかにした.4.上記の特異な摩擦挙動は,過渡領域を内包するすべり案内面の“変位-摩擦力特性"と、微小ステップ状運動の過渡状態に発生するオーバーシュートや振動的運動との関連によって起こることを明らかにした.この特異な摩擦挙動は,精密工作機械における運動方向の反転や,フィードバック制御機能によるオーバーシュートの修正運動などを含む実働状態での運動時に発生する可能性がある.5.すべり案内面の過渡領域と定常領域における変位-摩擦力特性の大きな違いは,フィードバック制御系から見た負荷特性の大きな違いとなり,精密加工機械などの精密位置決め制御機構の制御性に大きな影響を与え、切り込み運動などの精密な送り運動に悪い影響を及ぼす可能性があることを明らかにした.
運動機能評価が可能なヒト神経-筋アクチュエータの創出

本年度は、ヒト骨格筋組織とヒト運動神経を融合させ、筋線維と運動神経の間に神経筋接合部を確立し、運動神経からの信号伝達による筋組織の収縮運動実現を目指した。まずシャーレ上でヒト骨格筋線維とヒト運動神経を共培養したところ、ヒト運動神経と接しているヒト骨格筋線維が弱っていく様子が観察された。そこで、培養条件を調整し、神経軸索のみが接しているヒト骨格筋線維を用意したところ、運動神経のみを活性化させる薬剤の添加にてヒト骨格筋線維の収縮運動を確認することに成功した。また、神経筋接合部の機能を抑える薬剤を添加したところ、運動神経を活性化させてもヒト骨格筋線維の収縮運動は観察されなかった。本結果は活性化したヒト運動神経が神経筋接合部を介して刺激をヒト骨格筋線維に伝達できていることを示している。ヒト運動神経から伝達される神経刺激にてヒト骨格筋組織の収縮運動が実現可能か調べるため、アンカーを用いた申請者独自の組織構築方法にてヒト骨格筋組織を構築した後に、シャーレでの実験で確立した培養条件にてヒト骨格筋組織とヒト運動神経の共培養を行った。その結果、薬剤にて運動神経のみを活性化させると、ヒト骨格筋組織にて収縮運動を観察することに成功した。本結果は申請者が確立した培養方法で形成した共培養組織において、神経筋接合部を介して伝達されるヒト運動神経からの刺激にてヒト骨格筋組織も収縮運動可能なことを示唆しており、目的が達成されたと考えている。本年度の主目的であった、ヒト骨格筋組織とヒト運動神経の融合による筋線維と運動神経の間での神経筋接合部の確立、および運動神経からの信号伝達による筋組織の収縮運動実現に成功しており、研究課題は概ね順調に進捗していると考えている。今後は骨格筋組織の収縮運動で駆動するバイオアクチュエータを構築し、その収縮運動制御を実現すると共に、神経刺激起因の収縮運動が骨格筋組織の成熟に与える影響、および神経接合部を標的とした薬剤への応答性の解明を目指す。
活性酸素消去発光分析による疾患予防と治療のための医療補助食品の創出

従来、活性酸素消去食品として知られているお茶類に着目し、活性酸素消去発光の有用性について検討した。お茶類は製造方法により顕著な発光強度の差がみられ、その発光強度が従来の方法を用いた活性酸素消去能と一致した。これら結果は活性酸素消去発光の有用性を裏付けるものであり高い評価を得ている。特に当該研究の結果に基づき改良したCCDカメラによるフォトン検出法は食品の活性酸素消去能を視覚的に判断できることから、加工工程の見直し、生産ラインの管理、品質管理の指標として注目されている。また、当該研究ではheatストレス条件下におけるミトコンドリアからのO_2発生率の増加を明らかにし、疾病時、ストレス負荷時における外因性あるいは食事性の抗酸化物質の取り込みの重要性を明らかにした。そこで、これまで疾病に至るまでのプロセスで同一視されてきた食品の抗酸化性をその機能により1)予防的抗酸化能、2)補足型抗酸化能、3)保護型抗酸化能、4)再生型抗酸化能、の4種に細分化する概念を導入し再検討した。その結果、味噌、納豆は典型的な補足型抗酸化食品、テンペは保護型抗酸化食品、醤油および豆乳は予防型、補足型、保護型抗酸化食品であった。大豆配糖体成分の予防型抗酸化作用から、そのキレート作用を利用した分画法を確立し、大豆配当体成分の抗酸化能を調べた結果、再生型抗酸化能の一つである放射線防御作用が確認され、腸癌に対する大豆食品の有用性が示唆された。これら一連の研究から、食品を薬物治療の補助的な位置へ向上させるためには、食品の機能性についてさらに細分化した考え方の必要性が示唆された。その他、健常者と疾病者血液の活性酸素消去発光分析が疾病判断のためのバイオマーカーとなり得る結果が得られており、疾病時における発光分析と食品の発光分析の組み合わせから疾病予防のための食品選出が可能となる予備的知見を得ることができた。従来活性酸素消去食品として知られているお茶類に着目し、活性酸素消去発光の有用性について検討した。お茶類は製造法(発酵茶、班発酵茶、無発酵茶)により顕著な発光強度の差がみられ、その発光強度が従来の方法を用いた活性酸素(O_2,DPPHラジカル,H_2O_2)消去能と一致した。これら結果は国際学会発表ならびに論文として投稿し、活性酸素消去発光検出の有用性とその応用性について高い評価を得ている。特に視覚的に活性酸素消去能を捕えるCCDカメラによるフォトン検出は、専門外の研究者ならびに一般にも容易に食品の活性酸素消去能が判断できることから食品加工工程の検査技術の一つとしてその応用性が注目されている。また、食品の活性酸素消去能を数値評価する段階で、従来のXYZの3因子による活性酸素消去発光を増幅させる因子(E因子)を見いだし、この第4因子(E因子)として微量金属元素が該当することを明らかにした。XYZ系にE因子を加えることで基本形の発光波長は630nmから530nmとなる。反応系のエネルギー計算からE因子の付加はより高いエネルギー放出を行うことで活性酸素をより早く消去すると推定された。疾病者として現代病の一つであるアレルギーに着目し、血清の活性酸素消去発光分析を行った。発光検出(Y発光ならびにZ発光)でアレルギーと健常者との比較を行った結果、Y発光強度の分布に違いが見られた。発光分析結果の差を明確にするため、これら結果にSOD様活性を付加した3D解析を行った結果、YおよびZ発光強度差がより顕著となり、Y, Z発光-SODの3D分析が健常者とアレルギー疾患のバイオマーカーとなりうることがわかった。

生体内必須成分である不飽和脂肪酸やDNAを標的とした酸化的細胞障害を引き起こさないために、生体内には常に適度な防御機能が働いている。しかしながら、老年期、ストレス負荷時、疾病時にはこれら防御機能の低下がおこる。当該研究ではheatストレス条件下におけるミトコンドリアからO_2が発生しその発生率が顕著に増加することを明らかにした。これら結果から疾病時、ストレス負荷時には外因性あるいは食事性の抗酸化物質の取り込みの重要性が示唆された。そこで、これまで疾病に至るまでのプロセスで同一視されてきた食品の抗酸化性をその機能により1)予防的抗酸化能、2)補足型抗酸化能、3)保護型抗酸化能、4)再生型抗酸化能、の4種に細分化する概念を導入し再検討した。その結果、味噌、納豆は典型的な補足型抗酸化食品であったのに対し、テンペは保護型抗酸化食品であった。特に醤油および豆乳は予防型、補足型、保護型抗酸化作用を合わせ持ち、総合的に優れた抗酸化食品であることを明らかにした。大豆配糖体成分の予防型抗酸化作用を明らかにしたことから、そのキレート作用を利用した分画法を確立した。大豆配糖体成分は精製が困難であり、生理活性実験の範囲が限られている。当該研究で確立した分画法はグラム単位で精製配糖体を得ることができることから、大豆配糖体成分の生理活性解明に大いに貢献することができる。その一つとして大豆配当体成分の抗酸化能を調べた結果、再生型抗酸化能の一つである放射線防御作用をin vivo実験で確認することができ、腸癌に対する大豆食品の有用性が示唆された。これら一連の研究から、食品を薬物治療の補助的な位置へ向上させるためには、食品の機能性についてさらに細分化した考え方の必要性が生じてきていることが示唆された。
コンピュータの体内留置化により生体信号の直接記緑に関する研究

神経活動などの生体電気信号,血流速度信号,心拍出量等の生体力学信号など,生体内で発生する種々の信号を長時間にわたって記緑,解析することは生体の機能を解明する上でも,種々の疾患の発生機序を明らかにする上でも重要である。本研究の最終目標は,センサ,刺激電極,記緑解析ならびに通信用のコンピュータなど,生体内信号の記緑,解析に必要な一切の要素を体内に埋め込み,いわば生体内信号記緑解析ステーションを実現することによって,生体の内部で発生する種々の生体信号を直接記緑,解析する手法を確立しようとするものである。本研究では,特に体内コンピュータシステムとしての持つべき条件を検討した。問題は,体外から体内のコンピュータを完全にリモートコントロールすることが出来るかどうかであり,電力消費節減のためにほとんどの時間をスリープ状態で過ごす体内コンピュータを,赤外線などの通信手段でいかにコントロールするかである。結果は,スリープ状態にあるコンピュータシステムが完全に通信回線を介してコントロールしうることが明かとなり,計測データの回収,計測プログラムの送出,周辺回路のリモートチェックなどが可能であることが示された。また,本装置がスリープ状態にある場合の消費電流は約1mAであり,装置全体は名刺大の大きさにまで小型化できることを確認した。また,本装置を動物の行動分析や身体活動量測定などに使う場合には携帯型生体信号収集処理装置として,体外に装着することができる。この点に関しては,心電計アンプ,加速度計を内蔵した装置を作成し,人の1日のこれらの信号の変動が記緑できることを明らかにし,この種の装置の臨床上の有効姓を確認した。神経活動等の生体電気信号,血流速度信号,心拍出量等の生体力学信号など,生体内で発生する種々の信号を長時間にわたって記録,解析することは生体の機能を解明する上でも,種々疾患の発生機序を明らかにする上でも重要である.本研究は,センサ,刺激電極,記録解析ならびに通信用コンピュ-タなど,生体内信号の記録,解析に必要な一切の要素を体内に埋め込み,いわば生体内信号記録解析ステ-ションを実現することによって,生体の内部で発生する種々の生体信号を直接記録,解析する手法を確立しようとするものである.平成3年度においては,生体内信号記録解析ステ-ション実現のためのハ-ドウェアの開発を行った.そのプロトタイプとしての電池駆動型ハンディタイプの生体信号収集処理装置は開発を終了した.それを更に体内に埋め込み可能なように,小型かつ軽量化すべく,基板上での電子回路チップの配置や,配線,多層化の工夫を凝らした.その結果,コンピュ-タ本体は名刺サイズまで小型,軽量化することが出来,大型の実験動物を対象とすれば,体内留置化が可能であることが示された.残された問題は,装置のより小型,軽量化,防水化,耐水コネクタの開発などのケ-シングの問題と,長期の充放電に耐えうる電池の選択である.ただ本生体信号記録解析装置を動物の行動分析や身体活動量測定などに使う場合には,体外に装着しても良い.このような観点から,既に開発を終了した生体信号記録解装置を用い,人の日常生活における心活動,身体活動の記録,解析を行った.その結果,人のまる1日の生体信号の変動の計測が出来るなど,本装置の無拘束計測装置としての臨床応用の有効性が確認された.神経活動などの生体電気信号,血流速度信号,心拍出量等の生体力学信号など,生体内で発生する種々の信号を長時間にわたって記緑,解析することは生体の機能を解明する上でも,種々の疾患の発生機序を明らかにする上でも重要である。神経活動などの生体電気信号,血流速度信号,心拍出量等の生体力学信号など,生体内で発生する種々の信号を長時間にわたって記録,解析することは生体の機能を解明する上でも,種々の疾患の発生機序を明らかにする上でも重要である.本研究の最終目標は,センサ,刺激電極,記録解析ならびに通信用のコンピュータなど,生体内信号の記録,解析に必要な一切の要素を体内に埋め込み,いわば生体内信号記録解析ステーションを実現することによって,生体の内部で発生する種々の生体信号を直接記録,解析する手法を確立しようとするものである.

本年度は,特に体内コンピュータシステムとしての持つべき条件を検討した.問題は,体外から体内のコンピュータを完全にリモートコントロールすることが出来るかどうかであり,電力消費節減のためにほとんどの時間をスリープ状態で過ごす体内コンピュータを,赤外線などの通信手段でいかにコントロールするかである.結果は,スリープ状態にあるコンピュータシステムが完全に通信回線を介してコントロールしうることが明かとなり,計測データの回収,計測プログラムの送出,周辺回路のリモートチェックなどが可能であることが示された.また,本装置がスリープ状態にある場合の消費電流は約1mAであり,装置全体は名刺大の大きさにまで小型化できることを確認した.また,本装置を動物の行動分析や身体活動量測定などに使う場合には,携帯型生体信号収集処理装置として,体外に装着することができる.この点に関しては,心電計アンプ,加速度計を内蔵した装置を作成し,人の1日のこれらの信号の変動が記録できることを明らかにし,この種の装置の臨床上の有効性を確認した.
超音波による微細固体粒子スラリの流れの可視化

平均粒径が数μmの固体粒子が水の中に懸濁する低濃度スラリの流動はニュ-トン粘性として近似できるにもかかわらず,遷移が促進したり,球の抗力などを減少させる興味ある現象を呈することが知られている。本研究はこれらの流体の流動の様相を明らかにすることを目的として,今年度は円管内流れの超音波による流れの可視化を実施した。本研究によって得られた成果は以下の通りである。(1)光切断法による可視化;長さ約2m,直径22mmの垂直な円管内流れの実験装置を製作して,超音波による実験を行なう前に,水道水のみの光切断法による可視化とトレ-サ粒子の追跡による速度分布測定を実施した。ポアズイユの式と比較することにより,得られた実験値は最大誤差20%で一致することが明らかにされた。(2)超音波による可視化;上記(1)で用いた実験装置で電子走査形超音波断層装置による微細固体スラリの流れの可視化を実施した。供試微細固体スラリとして二酸化珪素及びカ-ボンブラックの重量濃度0.15%で,流れの領域は層流及び乱流域である。トレ-サ用の粒子は混入させていない。得られた画像を時間送りして、その速度分布を定量的に求めた結果,いずれの供試スラリで濃度が3%以下であれば平均流速が7cm/sで限界流速としてみなせ,実験値は最大20%以内の似差で一致することが判った。また,得られた画像に対する高次反射によるゴ-ストの影響について検討した結果、パイプの肉厚をなるべく薄くし,材質についてその音波伝達速度が供試液体と極端な差を有しないことが望しいことが判った。以上、本研究のまとめとして微細固体スラリの超音波による可視化は特別なトレ-サ粒子を用いなくとも、平均流速が約7cm/s程度まで十分定量的測定に対する精度で実施できることが明らかにされている。
サハリン先住民の言語資料を対象とする記録と保存に関する総合的研究

(1)サンクトペテルブルグにおけるロウ管音声資料からの音声再生作業への協力本テーマに関し,平成15年1月12日より1月21日まで,海外研究協力者T.de Graaf氏の協力を得て,サンクトペテルブルグ大学ロウ管研究所,音声学研究所において第2次調査を行った.今回は光学的再生装置を持ち込み,非破壊による再生が可能であることを現地スタッフに示して協力を依頼したが,結局現地では,ドキュメント(保存資料の明細書類)により樺太アイヌ語が記録されたロウ管の保管を確認するにとどまり,保管状況の問題から,ロウ管そのものの現物確認はできず,今後に課題を残した.(2)樺太アイヌ語音声資料の整理とデジタルアーカイブ化.継続本テーマに関し,研究協力者村崎恭子氏が所持する樺太アイヌ語(第2次大戦後,北海道へ移住した樺太アイヌからの聞き取り資料)について,オープンリールのアナログテープからのデジタルデータ化を行った.DATで30本以上となったが,テープ劣化による資料消滅の危険を逃れることができた.今年度は資金的制約からアーカイブ作成までは至らなかった.今後の課題として,テープからの活字資料化,これをもとにしたアーカイブ作成,データ処理による音質向上,などの研究が残されている.当初提出した平成13年度研究計画は以下の通りに実施した。(1)古蝋管のより高音質で可搬性のある再生システムの構築。中村は可搬型再生システムの基礎的研究と可搬性システムのための駆動系作製を試みた。(2)樺太アイヌ語音声資料の整理とデジタル化。(前年度より継続)研究協力者、丹菊逸治(千葉大院生)以下2名の協力を得て、『CD-ROM浅井タケ昔話全集』(CD2枚、700分の音声とテキストを収録)を使って、音声の音響学的分析を開始した。手始めにteとreの声紋画像を作成する作業を行った。このために備品と謝金を使った。(3)ピウスツキ資料の総合的調査。国際交流基金の助成による村崎の海外出張(詳しくは(5)を参照)の期間に適宜行った。(4)ニヴフ語の実地調査。(サハリン)中村、デグラーフ、丹菊の3名は、2001年10月6日から10月16日までサハリンを訪問し,ユジノサハリンスクにおいて各国の研究者との研究交流を行った。10月11日から14日にかけては、ティモスク,チルムンド,アレクサンドロフスクを訪問し、ニブフ民族に関する現地調査を行った。特に,チルムンドにおいては,ニヴフ民族の小学校を訪問し,ニヴフ語および民族文化保存のための教育活動の現状について調査を行った。(5)樺太アイヌ語講座を東ヨーロッパで開講。村崎は2001年9月27日から12月7日まで束ヨーロッパに滞在し,ポーランドの3大学とスロヴェニアの1大学において樺太アイヌ語講座(それぞれ15コマ)を開講した。(国際交流基金の助成による)。(1)サンクトペテルブルグにおけるロウ管音声資料からの音声再生作業への協力本テーマに関し,平成15年1月12日より1月21日まで,海外研究協力者T.de Graaf氏の協力を得て,サンクトペテルブルグ大学ロウ管研究所,音声学研究所において第2次調査を行った.今回は光学的再生装置を持ち込み,非破壊による再生が可能であることを現地スタッフに示して協力を依頼したが,結局現地では,ドキュメント(保存資料の明細書類)により樺太アイヌ語が記録されたロウ管の保管を確認するにとどまり,保管状況の問題から,ロウ管そのものの現物確認はできず,今後に課題を残した.(2)樺太アイヌ語音声資料の整理とデジタルアーカイブ化.継続本テーマに関し,研究協力者村崎恭子氏が所持する樺太アイヌ語(第2次大戦後,北海道へ移住した樺太アイヌからの聞き取り資料)について,オープンリールのアナログテープからのデジタルデータ化を行った.DATで30本以上となったが,テープ劣化による資料消滅の危険を逃れることができた.今年度は資金的制約からアーカイブ作成までは至らなかった.今後の課題として,テープからの活字資料化,これをもとにしたアーカイブ作成,データ処理による音質向上,などの研究が残されている.
推定可能な母数に附随する統計量の研究

推定可能母数の推定量としては、U-統計量とV-統計量が広く知られており、従来の殆ど全ての研究ではこの二つの統計量が対象とされている。ところが、今回の研究によりV-統計量およびLB-統計量が何れもU-統計量の線形和として表されると言う新しい知見を得た。この事実を用いるとLB-統計量およびV-統計量の両者の性質が統一的に議論出来き、個々の統計量についての研究が統一化された。更には、線形和の重み関数を変えることにより、新しい推定量を提案出来た。研究成果は以下の通りである。(1)従来に無い線形和の重み関数に基づき新しい推定量S-統計量を提案した。(推定可能母数の)核が退化していない場合には、S-統計量とV-統計量の間には2次の有効性の意味で違いが見られないことから、両者を4次の有効性により比較した。(2)U-統計量の線形和について、確率標本の数の増加による変化を区間[0,1]上の確率過程として表し、これがブラウン運動に近づくと言う不変原理(関数的極限定理)を、幾つかの形で、示した。(3)U-統計量の線形和の概収束の早さを評価した。(4)漸近的な分布の評価として、エッヂワース展開を得た。以上の結果は何れも、核が退化していない場合である。核が退化している場合には、極限分布は複雑になる。以下は、核が退化している場合についての結果である。(5)U-統計量の線形和の極限分布を求めた。これは、これまで多くの研究がされてきたV-統計量についてさえ、一般的な極限分布に新しい知見を与えている。(6)U-統計量の線形和について、不変原理を示した。(7)U-統計量の線形和の極限分布への収束の早さを求めた。推定可能母数の推定量としては、これまでの殆ど全ての研究でU-統計量とV-統計量のみが研究されている。ところが、このV-統計量および研究代表者によるLB-統計量が何れもU-統計量の線形和として表される事を発見したので、この事実を用いるとLB-統計量およびの両者の性質が統一的に議論出来き、V-統計量あるいはLB-統計量についての個々の研究が統一化された。更には、線形和の重み関数を変えることにより、非常に多くの推定量が考察の対象になる。研究成果については、まず(1)従来に無い線形和の重み関数に基づき新しい推定量S-統計量を提案した。(推定可能母数の)核が退化していない場合には、S-統計量とV-統計量の間には2次の有効性の意味で違いが見られないことから、両者を4次の有効性により比較し、例を与えた。(4)U-統計量の線形和の極限分布を求めた。(5)U-統計量の線形和について、不変原理(関数的極限定理)を示した。

この原理からも特別な場合として、U-統計量の線形和の極限分布を与えている。核が退化している場合の、この極限分布への収束の早さを求めることは今後の課題である。推定可能母数の推定量としては、U-統計量とV-統計量が広く知られており、従来の殆ど全ての研究ではこの二つの統計量が対象とされている。ところが、今回の研究によりV-統計量およびLB-統計量が何れもU-統計量の線形和として表されると言う新しい知見を得た。この事実を用いるとLB-統計量およびV-統計量の両者の性質が統一的に議論出来、個々の統計量についての研究が統一化された。更には、線形和の重み関数を変えることにより、新しい推定量を提案出来た。研究成果は以下の通りである。(1)従来に無い線形和の重み関数に基づき新しい推定量S-統計量を提案した。(推定可能母数の)核が退化していない場合には、S-統計量とV-統計量の間には2次の有効性の意味で違いが見られないことから、両者を4次の有効性により比較した。(2)U-統計量の線形和について、確率標本の数の増加による変化を区間[0,1]上の確率過程として表し、これがブラウン運動に近づくと言う不変原理(関数的極限定理)を、幾つかの形で、示した。(3)U-統計量の線形和の概収束の早さを評価した。(4)漸近的な分布の評価として、エッヂワース展開を得た。以上の結果は何れも、核が退化していない場合である。核が退化している場合には、極限分布は複雑になる。以下は、核が退化している場合についての結果である。(5)U-統計量の線形和の極限分布を求めた。これは、これまで多くの研究がされてきたV-統計量についてさえ、一般的な極限分布に新しい知見を与えている。(6)U-統計量の線形和について、不変原理を示した。(7)U-統計量の線形和の極限分布への収束の早さを求めた。
血管内皮機能の規定因子、高血圧臓器障害との関連：地域住民コホート研究

一般住民232名(61.9歳、男性90人)において、脈波伝播速度(PWV)はAugmentation Index (AI)と有意な関連を認めた(β=ー0.23922, P=0.0013、補正項:年齢、性別、収縮期血圧、頸動脈中膜内膜複合体厚IMT、頸動脈プラークの有無、および降圧薬内服)。女性31人(年齢38.5±4.7歳)において、Flow Mediated Dilation(FMD)を測定した(平均8.8±3.5%)。単相関において脈拍(r= 0.39)およびBMI (r= 0.35)と比較的強い関連が見られたが、血圧、LDLおよびHDLとの関連は僅かであった(r < 0.12)。本研究の目的は、動脈硬化の変化を捉えるとされる血管内皮機能の規定因子、高血圧臓器障害との関連に関して、一般地域住民を対象とした大迫コホートにて横断的・縦断的検討を通じ臨床的意義を検証することである。H25度は、血管内皮機能を測定するためにUNEXEF〔ユネクスイーエフ〕・タイプBを用いてFMD(Flow Mediated Dilation)を測定し、上記を実施する計画であった。しかし、本コホートの対象者の年齢は55歳以上(平均69歳)であること、また高血圧者が7割以上であるため、既に動脈硬化が進行していることから超早期の動脈硬化の変化を捉える血管内皮機能が、必ずしも本コホートにおいて動脈硬化の変化を捉えることに最適ではない可能性があることから、他の動脈硬化と関連する指標であるPWV(脈波伝播速度)およびAI(Augmentation Index)によって動脈硬化を捉えることとした。H25年度は131名の岩手県花巻市大迫町の一般住民にAIを実施した。うち129名にPWVを実施した。AIおよびPWVの平均値は、それぞれ1690.0および86.5であった。両者の相関は無かった(r= -0.02361)。両者は動脈硬化と関連する指標であるがお互いに異なる指標であることが再確認された。次に従属変数としてAI、独立変数として性、年齢、随時収縮期血圧、中性脂肪、総コレステロールおよび頸動脈平均IMT(中膜内膜複合体厚)を投入した重回帰分析を行ったところ女性(P<0.0001)、随時収縮期血圧(P=0.0252)のみに関連が見られた。同様に従属変数としてPWVを従属変数としたところ年齢(P<0.0001)、随時収縮期血圧(P<0.0001)に関連が見られた。したがって、AIおよびPWVともに血圧に大きく依存するパラメーターであることが確認された。本研究は、動脈硬化の変化を捉えるとされる血管内皮機能の規定因子、高血圧臓器障害との関連に関して、一般地域住民を対象として横断的・縦断的検討を通じ臨床的意義を検証することである。H26度は、前年度に引き続き動脈硬化と関連する指標であるPWV(脈波伝播速度)およびAI(Augmentation Index)を用いて、岩手県花巻市大迫町の一般住民にたいして健康調査を継続しデータ収集を行った。本研究は当初は、血管内皮機能を測定するためにUNEXEF〔ユネクスイーエフ〕・タイプBを用いてFMD(Flow Mediated Dilation)を測定し、上記を実施する計画であったが、本コホートの対象者が比較的高齢(平均69歳)、また高血圧者が7割以上であるため、FMDではなく、PWV(脈波伝播速度)およびAI(Augmentation Index)によって動脈硬化を捉えることとした経緯は前年度に報告をしたとおりである。H25年度に引き続き、H26年度も岩手県花巻市大迫町の一般住民にAIおよびPWVを実施した。H25H26年度を通じた232名(61.9歳、男性90人、女性142人)のAIおよびPWVの平均値は、86.7±14.0%、1658.0±336.4 cm/secであった。従属変数をAI、独立変数をPWV、補正項を頸動脈中膜内膜複合体厚IMT、頸動脈プラークの有無、年齢、性別、収縮期血圧および降圧薬内服とした重回帰分析において、PWVはAIと有意な関連を認めた(β=ー0.23922, P=0.0013)。しかし、他の動脈硬化の指標として従属変数をIMT、脳白質病変およびラクナ梗塞とした重回帰分析、共分散分析ではAIおよびPWVとの関連は認められなかった。Nが十分ではない可能性が考えられ引き続き対象者数を増加させ次年度も解析を行う。本研究は当初は、血管内皮機能を測定するためにFMD(Flow Mediated Dilation)を測定する計画であったが対象者が比較的高齢(平均69歳)、また高血圧者が7割以上であり、上腕の加圧が著しく対象者の比較的強い苦痛を伴うため、FMDではなく、PWV(脈波伝播速度)およびAI(Augmentation Index)によって動脈硬化を捉えることとした経緯は前年度までに報告をしたとおりである。そのためH26年度までは、動脈硬化と関連する指標であるPWV(脈波伝播速度)およびAI(Augmentation Index)を用いて、岩手県花巻市大迫町の一般住民232名(61.9歳、男性90人、女性142人)に対してデータ収集を行った。

補正項を頸動脈中膜内膜複合体厚IMT、頸動脈プラークの有無、年齢、性別、収縮期血圧および降圧薬内服とした重回帰分析において、PWVはAIと有意な独立した関連(β=ー0.23922, P=0.0013)を報告した。一般住民232名(61.9歳、男性90人)において、脈波伝播速度(PWV)はAugmentation Index (AI)と有意な関連を認めた(β=ー0.23922, P=0.0013、補正項:年齢、性別、収縮期血圧、頸動脈中膜内膜複合体厚IMT、頸動脈プラークの有無、および降圧薬内服)。女性31人(年齢38.5±4.7歳)において、Flow Mediated Dilation(FMD)を測定した(平均8.8±3.5%)。単相関において脈拍(r= 0.39)およびBMI (r= 0.35)と比較的強い関連が見られたが、血圧、LDLおよびHDLとの関連は僅かであった(r < 0.12)。H26年度の当初の目的として1)血管内皮機能と既存の動脈硬化指標との関連の横断的な確認、および血管内皮機能と頸動脈中膜内膜複合体厚IMT、PWV、AIとの関連の検証、2)血管内皮機能と中間イベント指標(頭部MRI)の関連を横断的に検討(血管内皮機能と脳白質病変、ラクナ梗塞、脳体積、海馬体積との関連)の検討の2点があった。しかし、概要の部分で述べたように本コホートにおいては動脈硬化のパラメーターとしてFMDではなく、AIおよびPWVを採用することとしたため、1)2)についてもAIおよびPWVを用いた解析を実施し概要で述べた結果を得た。1)に関しては目的を達成できたが、2)に関しては頭部MRIの脳体積、海馬体積の画像的な算出が遅れており、その部分に関しては分析の実施が遅れているが、1)2)を通じて全体としては概ね目的は達成されていると考えられる。また、H25年度H26年度のAIおよびPWVの測定済みの対象者数がまだ232人であるため、引き続き継続して対象者を積み上げ、最終的に全対象者での再度の分析を行っていく必要がある。予防医学・疫学大迫コホートでは、家庭血圧測定および予後の追跡を地域住民1200人に対して行っており、そのうち一部の対象者に対しては詳細な調査を繰り返し行っている。本申請の基本的なスキームは、上記の大迫コホートを基盤として、それにデータを収集していくものである。本コホートでは毎年150名の地域住民を対象に詳細調査を行っており、3年間の本申請の研究期間で450人の大迫コホートの詳細調査のデータを得られる見込みである。H25H26年度までで、概要で述べたように232名のデータが得られた。H27年度も引き続きデータの収集を続けていく。同時に、高齢者を中心とした大迫研究コホート以外にも、より若年者で血管内皮の障害がまだ進んでいないと思われる若年成人を対象とした研究実施について検討していく必要がある。H27年度はAIおよびPWVとミニメンタル(MMSE)、うつスケール(SDS)との関連の横断的として、MMSE、SDSを従属変数としたロジスティック分析を行い、関連を明らかにする。また、血管内皮機能の予後予測能を既存の動脈硬化指標と縦断的に比較検討を行う。つまり、脳心血管死亡、脳卒中発症、慢性腎臓病(CKD)発症をアウトカムとして、AIおよびPWVと既存の動脈硬化指標の予後予測能の比較を、各種交絡因子を補正したCox比例ハザードモデルで分析する。同モデルに既存の動脈硬化指標(頸動脈中膜内膜複合体厚IMTなど)を適宜投入することで、血管内皮機能がそれらの指標を上回る予測能を追加できるのかを明確にする。H25年度の当初の目的は1)血管内皮機能の規定因子を確認