hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝性結合織疾患モデルを用いた侵襲性歯周炎の分子病因解析

本研究では、侵襲性歯周炎の分子病因の一端を明らかとすることを目的として、侵襲性歯周炎を随伴する遺伝性結合織疾患に特異的な遺伝子変異(変異型TGF-bI型受容体)を再現した疾患モデルマウスを作製した。現在までのところ、同変異ヘテロマウスは、正常な発育を示し、繁殖も可能であった。一方、ヘテロ変異マウス同士での交配実験において、ホモ変異マウスは作出されないことから、同遺伝子のホモ変異は、致死性を示すことが示唆された。変異型TGF-bI型受容体では、TGF-bシグナルが活発化していることが明らかとなり、変異マウスにおいてもTGF-bシグナルが活性化している可能性が示唆された。1)遺伝性結合織疾患モデルマウス(TGF-bI型受容体変異マウス)の作製TGF-bI型受容体変異F1マウスのゲノム上に存在するネオマイシン耐性遺伝子カセットを、Cre発現マウスとの交配により除去した。その結果、TGF-bI受容体変異マウスの樹立に成功した。同遺伝子変異ヘテロマウスは、正常な発育を示し、繁殖も可能であった。ヘテロ変異マウス同士での交配実験においてホモ変異マウスは作出されないことから、同遺伝子のホモ変異は、致死性を示すことが示唆された。正常型TGF-bI型受容体のcDNAクローンを鋳型として、変異型TGF-bI型受容体cDNAクローンを作製した。同クローン発現ベクターを構築し、293細胞へ遺伝子導入した。そして、同293細胞をTGF-bにて刺激した際のTGF-bシグナル伝達をリン酸化smad2ウエスタンブロットにて解析したところ、変異型TGF-bI型受容体は、野性型と比較して、TGF-bシグナルが過剰になる可能性が明らかとなった。1)遺伝性結合織疾患モデルマウスの作製TGF-betaI型受容体のGSドメインにmissense変異を導入した相同組換え用ノックインベクターを構築した。同ノックインベクターをES細胞へ遺伝子導入し、G418にて薬剤選択することにより、相同組換えES細胞クローンを樹立した。同ES細胞クローンを胎盤胞へマイクロインジェクションし、生まれたマウスを解析することにより、キメラマウスを産出した。同キメラマウスを野生型マウスと交配させ、生まれたF1マウスのゲノム解析を行った結果、germ line transmissionが確認され、相同組換えF1マウスを樹立した。現在、Cre発現マウスと交配させることで、F1マウスゲノム上のネオマイシン耐性遺伝子カセットを除去している。2)遺伝性結合織疾患in vitroモデル解析正常型TGF-betaI型受容体のcDNAクローンを取得し、タンパク発現ベクターに組換え体を作製した。現在、同受容体cDNAから、遺伝子変異cDNAを作製している。歯根膜細胞をTGF-betaにより刺激することで、歯根膜細胞の細胞分化を制御しているコラーゲン分解酵素cathepsinKの発現が抑制を受けることを見出した。マウスモデルおよびin vitroモデルにおいて、遺伝子変異体の作製を行っており、完成まであと僅かながら、時間を要している。マウスモデルおよびin vitroモデル用の遺伝子変異体を完成させ、それぞれを用いた機能解析を進めていく予定である。タンパク発現解析用の実験試薬の購入を予定している。
木質構造接合部のぜい性破壊の低減に関する基礎的研究

木質構造の他構造と著しく異なる点は接合の“あそび"と局部塑性およびせん断や割裂ようなぜい性破壊が混在することにある。接着接合は一般に変形が少ない剛なものとしてみられる反面、ぜい性なものととらえられている。また、釘やボルトなどの機械的接合では、初期の段階から局部的な弾塑性を介し、木部の圧潰が生じるときは塑性的で、比較的粘りのある抵抗を有するが、せん断や割裂が主体になるときわめて脆い性状を示す。したがって信頼性に乏しく、剛性の低いものとして安全率をきわめて高くすることを余技なくされている。本研究ではぜい性破壊の生じやすい接着接合に“あそび"の少ない機械的接合を併用した粘りを付与した場合と、機械的接合部に粘着剤を併用し瞬間的な力に対する剛性と破壊エネルギ-の増加、局部に集中させないでぜい性破壊の生じにくくさせた場合を検討した。1.接着接合にラグスクリュウによる“あそび"の少ない機械的接合で粘りを付与したときは接着接合にみられる急激なぜい性破壊は緩和され力の伝達をスム-ズに局部圧縮のような塑性機構に移行させることが可能であることを認めた。併用接合の場合、フェイルセイフとして評価が可能であると思われるので、接着接合単独より許容耐力をあげる設計概念が考慮されるべきであろう。2.機械的接合に粘着剤を併用すると粘着剤の粘弾性特性によって短時間では接着接合にみられるように伝達される力が全面に分散されるので局部的な力によるせん断や割裂といった脆さが緩和される可能性が認められた。また、接合部に減衰付与機構をもたすことは粘着剤の粘弾性特性によっているので、今後木構造の接合部に作用する力に対して分子設計で粘弾性の特性を変えることによって、その破壊形態と許容耐力評価体系への対応を考察する必要があろう。
水酸化オミクス解析を駆使した低酸素応答による代謝制御機構の全貌解明

利用出来る酸素が少ない環境(低酸素環境)に直面したときの生体の防御反応(低酸素応答)は、(頸動脈小体における呼吸調節や、肺・脳における血管の拡張/収縮のような秒単位・分単位での応答反応を除くと)主に転写因子HIFによって制御されているが、そのHIFも自身の-サブユニット(HIF)の特定のプロリン残基がプロリン水酸化酵素PHD (α-ケトグルタル酸依存的dioxygenase)によって水酸化されることで蛋白分解へと導かれる。すなわち、HIFを介した低酸素応答はプロリン残基の水酸化によって制御されていると言える。このPHDの他にも、我々の身体の細胞内には酸素添加酵素(oxygenase)が多数存在する。これらの酵素は、それぞれ酸素に対するKm値にこそ差はあるものの、酸素濃度が低下すると酵素活性が低下するのだが、これは即ち、PHDだけに限らず、これらの酸素添加酵素(oxygenase)の何れもが“低酸素センサー"として機能していると言うことができる。代表的な低酸素センサーであるPHDを阻害すると、転写因子HIF依存的低酸素応答の活性化が観察されるが、申請者の予備実験の結果、よく知られている「PHD-HIF依存的な低酸素応答」以外に、「PHD依存的だがHIF非依存的な低酸素応答」や、ヒストン脱メチル化酵素KDM、DNA脱メチル化酵素TETなどの酸素添加酵素(oxygenase)のように「PHD非依存的な低酸素応答」が、細胞内エネルギー代謝制御において重要な役割を果たしていることが明らかとなりつつある。今まではPHD-HIFで全て説明されてきた感のある低酸素応答の分子メカニズムではあったものの、本研究では、“HIF依存的/非依存的を問わず、低酸素に対する応答反応の全貌を、低酸素による細胞内の水酸化反応"に焦点を合わせて解き明かすことを目標としている。水酸化酵素の反応は低酸素によって抑制されるため、正常酸素濃度環境下で酸素を利用して水酸化されているペプチド断片の質量は、水酸化されていないペプチド断片と比較して、水酸化されたアミノ酸1残基につき酸素原子1つ分の原子量16だけ大きい。すなわち、この水酸化反応が抑制される低酸素環境化において、質量が16減ったペプチド断片は、酸素を利用して水酸化されていた(=低酸素によって水酸化が低下する)ことになる。ところが、proline残基のように細胞内で酵素によって水酸化されるアミノ酸残基は低酸素応答の指標となり得るが、methionine残基のようにサンプル調製の間に非酵素学的に酸素原子が添加されて酸化されてしまうアミノ酸の存在が、この実験系において無視出来ないことも解ってきた。そのため、細胞の酸素濃度に関係無く自然酸化されるアミノ酸を、細胞内で水酸化酵素によって水酸化されるアミノ酸残基とを区別する実験系を構築する必要に迫られた。まず、サンプル調整の過程で生じるartificialな水酸化(酸化)によって正確な低酸素応答全貌の把握が妨げられることを防ぐ。そのために、細胞内で水酸化酵素によって酸素濃度依存的に生じた水酸化修飾を保護器によって置換したのちに、サンプルを調製することで、生理的な水酸化反応のみを抽出・凝集する実験系の構築に注力する。そののちに、低酸素応答によって水酸化修飾が抑制されるペプチド(=低酸素応答性ペプチド)を網羅的に同定し、プロジェクトの目標達成へと迫る。PHD2のHIF以外の基質の探索申請者の基礎実験の結果、生体内でdominantな低酸素センサーPHD2のHIF以外の基質が、細胞代謝制御のうえで重要な働きを担っていることが解っており、PHD2の新規基質の探索は生化学的に非常に重要な意味を持つ。

まず、PHD2の既知の基質の、PHD2によって水酸化されるプロリン残基の周囲のアミノ酸配列の比較から、PHD2にはL(XY)LAPという基質認識配列が存在することがわかる。公共データベースを用いたin silico探索でL(XY)LAP配列を持つ蛋白を、PHD2の基質候補としてリストアップした。次いで、それら基質候補の、PHD2による予想水酸化部位を含むトリプシン断片の配列情報を元にして、プロリンが水酸化されたペプチドと水酸化されていないペプチドを合成し、それら水酸化/非水酸化合成ペプチドを分離同定できるLC-MSのコンディションを連携研究者の協力のもとに最適化中である。利用出来る酸素が少ない環境(低酸素環境)に直面したときの生体の防御反応(低酸素応答)は、(頸動脈小体における呼吸調節や、肺・脳における血管の拡張/収縮のような秒単位・分単位での応答反応を除くと)主に転写因子HIFによって制御されているが、そのHIFも自身の-サブユニット(HIF)の特定のプロリン残基がプロリン水酸化酵素PHD (α-ケトグルタル酸依存的dioxygenase)によって水酸化されることで蛋白分解へと導かれる。すなわち、HIFを介した低酸素応答はプロリン残基の水酸化によって制御されていると言える。このPHDの他にも、我々の身体の細胞内には酸素添加酵素(oxygenase)が多数存在する。これらの酵素は、それぞれ酸素に対するKm値にこそ差はあるものの、酸素濃度が低下すると酵素活性が低下するのだが、これは即ち、PHDだけに限らず、これらの酸素添加酵素(oxygenase)の何れもが“低酸素センサー"として機能していると言うことができる。代表的な低酸素センサーであるPHDを阻害すると、転写因子HIF依存的低酸素応答の活性化が観察されるが、申請者の予備実験の結果、よく知られている「PHD-HIF依存的な低酸素応答」以外に、「PHD依存的だがHIF非依存的な低酸素応答」や、ヒストン脱メチル化酵素KDM、DNA脱メチル化酵素TETなどの酸素添加酵素(oxygenase)のように「PHD非依存的な低酸素応答」が、細胞内エネルギー代謝制御において重要な役割を果たしていることが明らかとなりつつある。今まではPHD-HIFで全て説明されてきた感のある低酸素応答の分子メカニズムではあったものの、本研究では、“HIF依存的/非依存的を問わず、低酸素に対する応答反応の全貌を、低酸素による細胞内の水酸化反応"に焦点を合わせて解き明かすことを目標としている。水酸化酵素の反応は低酸素によって抑制されるため、正常酸素濃度環境下で酸素を利用して水酸化されているペプチド断片の質量は、水酸化されていないペプチド断片と比較して、水酸化されたアミノ酸1残基につき酸素原子1つ分の原子量16だけ大きい。すなわち、この水酸化反応が抑制される低酸素環境化において、質量が16減ったペプチド断片は、酸素を利用して水酸化されていた(=低酸素によって水酸化が低下する)ことになる。ところが、proline残基のように細胞内で酵素によって水酸化されるアミノ酸残基は低酸素応答の指標となり得るが、methionine残基のようにサンプル調製の間に非酵素学的に酸素原子が添加されて酸化されてしまうアミノ酸の存在が、この実験系において無視出来ないことも解ってきた。
コンクリート系建物の骨組崩壊過程把握のためのサブストラクチャ振動台実験

高層マンションや高層オフィスに対する現行の耐震設計法では,骨組の粘りに期待する,すなわち塑性化を予定する設計規範が重要な位置を占めている。しかし,直下地震の強烈な揺れにより設計想定を大きく超える大変形を受ける骨組,南海トラフ巨大地震による長時間多数回の繰り返し変形を受ける骨組,さらには繰り返す直下地震を複数回受ける骨組は,強度劣化とともに複雑な弾塑性挙動を呈することとなる。本研究では,高層マンションや高層オフィスを対象に,以上を踏まえた地震応答評価,損傷度評価,終局限界評価,崩壊限界評価の実現に取り組んだ。本実験では,想定建物骨組を切り出してきたサブストラクチャ試験体に振動台の加振力を利用して変形を継続的に加える実験装置を構築した(防災科学技術研究所のつくば大型耐震実験施設を利用)。第二年度の実験では,動的加力(周期1秒)に基づき,骨組の損傷過程,剛性劣化性状,強度劣化性状に,設計ディテールが与える影響に関する資料を蓄積した。数値解析モデルとして,大変形時の耐力低下(骨格曲線の負勾配),変形の繰り返し(エネルギー吸収量)に応じた剛性劣化,強度劣化,ピンチング挙動を表現できるKrawinklerモデル(米国最新の超高層設計指針Tall Building Initiativeで推奨)を採用し,実験結果の履歴を追跡する分析を実施した。本年度は,実大骨組振動台実験の実験結果を参照して,全体骨組の評価方法構築に取り組んだ。骨組試験体に対する忠実なフレームモデルを作成し,特に柱梁接合部破壊の発生,床スラブの影響に着目することとした。新たな解析手法として,外力分布を一次モード形状に固定する条件において,1次モード等価高さの代表変位を実験応答履歴と一致させる静的繰り返し漸増解析を採用した。本解析手法により,解析モデルの妥当性を詳細に分析することが可能となった。さらに,新たな設計評価体系への適用性を確認した。現行の設計法では骨組の塑性化による粘りに期待する耐震設計思想が重要な位置を占めている。本研究では,7-8層を超えるような高層マンションや高層オフィス,超高層建物における耐震骨組の損傷過程,および終局限界(崩壊限界)を考える。具体的には,直下地震の強烈な揺れにより大変形を受ける骨組,南海トラフ巨大地震による長時間くり返し変形を受ける骨組,さらには繰り返す直下地震を複数回受ける骨組の耐震性評価,終局限界評価が対象となる。本実験では,想定建物骨組を切り出してきたサブストラクチャ試験体に振動台の加振力を利用して変形を継続的に与える実験装置を構築した(防災科学技術研究所のつくば大型耐震実験施設を利用)。初年度の実験では,静的加力(周期100秒),および動的加力(周期1秒)に基づき,骨組の損傷過程,強度劣化性状に,設計ディテール,くり返し変形,歪速度等が与える影響に関する実データを取得した。骨組用数値解析モデルとして,大変形時の耐力低下(骨格曲線の負勾配),エネルギー吸収量(変形のくり返し)に応じた強度劣化,ピンチング効果を表現できる提案モデル(米国最新の超高層設計指針で紹介されるIMKモデル)を採用し,実験結果の履歴を追跡する分析を実施した。実験の進行に伴う強度劣化度合い,エネルギー吸収特性の再現を試み,特に通常の設計では考えない大変形領域における整合を確認した。さらに,想定の多層骨組の地震応答解析に対して,提案モデルを複数ケース導入し,骨組強度劣化に伴い生じる下層部の変形集中現象を考察した。初年度において,実験手法を整備し,第1実験を完了できた。現行の耐震設計法では骨組の塑性化,すなわち粘りに期待する思想が重要な位置を占めている。本研究では,7-8層を超えるような高層マンションや高層オフィスにおける耐震骨組の複雑な弾塑性挙動の高精度評価を考える。具体的には,直下地震の強烈な揺れにより大変形を受ける骨組,南海トラフ巨大地震による多数回繰り返し変形を受ける骨組,さらには繰り返す直下地震を複数回受ける骨組における地震応答評価,損傷度評価,終局限界評価,崩壊限界評価が対象となる。第二年度の実験では,動的加力(周期1秒)に基づき,骨組の損傷過程,剛性劣化性状,強度劣化性状に,設計ディテールが与える影響に関して,さらなる実データを蓄積した。数値解析モデルとして,大変形時の耐力低下(骨格曲線の負勾配),変形の繰り返し(エネルギー吸収量)に応じた剛性劣化,強度劣化,ピンチング挙動を表現できるIMKモデル(米国最新の超高層設計指針Tall Building Initiativeで推奨)を採用し,実験結果の履歴を追跡する分析を実施した。加えて,2010年実施の実大骨組振動台実験の実験結果を参照しつつ,全体骨組検証を実施した。同フレームモデルに対して,外力分布を一次モード形状に保ちつつ,1次モード高さの代表変位を振動台実験結果と一致させる静的繰り返し骨組解析を実施し,数値解析モデルの妥当性を検証した。第二年度において,当初目的の実験を完了できた。

本研究では,高層マンションや高層オフィスを対象に,以上を踏まえた地震応答評価,損傷度評価,終局限界評価,崩壊限界評価の実現に取り組んだ。本実験では,想定建物骨組を切り出してきたサブストラクチャ試験体に振動台の加振力を利用して変形を継続的に加える実験装置を構築した(防災科学技術研究所のつくば大型耐震実験施設を利用)。第二年度の実験では,動的加力(周期1秒)に基づき,骨組の損傷過程,剛性劣化性状,強度劣化性状に,設計ディテールが与える影響に関する資料を蓄積した。数値解析モデルとして,大変形時の耐力低下(骨格曲線の負勾配),変形の繰り返し(エネルギー吸収量)に応じた剛性劣化,強度劣化,ピンチング挙動を表現できるKrawinklerモデル(米国最新の超高層設計指針Tall Building Initiativeで推奨)を採用し,実験結果の履歴を追跡する分析を実施した。本年度は,実大骨組振動台実験の実験結果を参照して,全体骨組の評価方法構築に取り組んだ。骨組試験体に対する忠実なフレームモデルを作成し,特に柱梁接合部破壊の発生,床スラブの影響に着目することとした。新たな解析手法として,外力分布を一次モード形状に固定する条件において,1次モード等価高さの代表変位を実験応答履歴と一致させる静的繰り返し漸増解析を採用した。本解析手法により,解析モデルの妥当性を詳細に分析することが可能となった。さらに,新たな設計評価体系への適用性を確認した。実験結果の分析について考察を進める。初年度の実験結果を土台に性能向上についての視点からの第2実験を計画,実施していく。過去の実大骨組実験を含めて総合的な検討に取り組む。検討を経て,実験用試験体が当初見積よりも安価にできたため。(理由)検討を経て,実験用試験体が当初見積よりも安価にできたため。(使用計画)次期実験への補填とする。第二実験への補填とする。
受動走行現象の力学原理に基づいた走行ロボットの開発

受動走行は,アクチュエータ,センサおよび制御を一切用いずに,重力のみによって走ることができる.本研究ではまず,受動走行を低次元化したバネ付きリムレスホイール(リムなしの車輪)を実験とシミュレーションから解析を行う.次に,従来のホッピングロボットのような脚の伸展運動(バネ要素)ではなく,走行スピードを利用した身体の起こし回転運動に注目し,当該運動に基づいた受動走行の実験および解析を行う.最後に,これらの研究結果を踏まえて,2脚受動走行機を試作開発および検証実験を行う.受動走行は,アクチュエータ,センサおよび制御を一切用いずに,重力のみによって走ることができる.本研究ではまず,受動走行を低次元化したバネ付きリムレスホイール(リムなしの車輪)を実験とシミュレーションから解析を行う.次に,従来のホッピングロボットのような脚の伸展運動(バネ要素)ではなく,走行スピードを利用した身体の起こし回転運動に注目し,当該運動に基づいた受動走行の実験および解析を行う.最後に,これらの研究結果を踏まえて,2脚受動走行機を試作開発および検証実験を行う.本研究の目的は,受動走行原理に基づいたより良く走れる走行ロボットを開発することである.本年度は,実験機として最も簡単なバネ付きリムレスホイールを用いることによって,走行現象の実験的発現に成功し,以下のような移動特性をもつことが分かった.1)スロープ角度が低い状態では,移動形態は歩行となる.低速および高速の二つの定常状態が存在する. (歩行)2)スロープ角度が上がると,歩行から走行へと遷移する.走行の定常状態は一つしかなく,スキップのような走り方となる. (スキップ走行)3)あるスロープ角度を越えると,ボールが転がり落ちるように加速していき,定常状態には至らない. (転がり走行)そして,バネ付きリムレスホイールの走行現象をモデル化し,同モデルが実験とほぼ合うことを確認した固有値解析から走行現象が安定であることを示し,スロープ角度が45度のとき最も安定性(収束性)が良くなることを明らかにした.このときの安定性は非常に高く,制御を一切用いず,機体のもつダイナミクスだけで,これほどの収束性が実現できることは興味深い.また,起こし回転運動に関する基礎実験を行った.起こし回転運動とは,バーを斜めに地面に投げつけると,水平方向の速度が上昇方向の速度に変換されて,バーが回転しながら跳ね上がる現象のことである.平坦な地面に対して実験者が適切に投射することで, 4回の連続起こし回転を実験的に成功した.平均速度は4.4[m/s](15.8[km/h])となっている.今後は,これらの知見を深めて平衡点の生成と安定化メカニズムを明らかにし,これらのメカニズム基づいた走行ロボットを開発する予定である.(1)ホッピングロボットのような脚の伸展運動(バネ要素)ではなく,走行スピードを利用した身体の起こし回転運動に注目し,当該運動に基づいた受動走行の実験をトレッドミル上で行った.連続9回の起こし回転運動,すなわち一種の受動走行に成功した.このときのトレッドミルのベルト速度は約14.5[km/h](トレッドミルの限界速度)であった.なお,最適なスロープ角度は試行錯誤的に探し,約18.5[deg]となった.(2)起こし回転型受動走行における平衡点を解析的に導いた.平衡点では着地姿勢は鉛直となり,スロープ角度を上げると移動速度が遅くなる.また,平衡点の安定性をヤコビ行列の固有値から導いた.平衡点は不安定となるが,スロープ角度を上げると不安定性は減少する.さらに,ヤコビ行列を簡単化して,平衡点の安定条件式を導いた.安定領域は存在するが,平衡点がこの領域から外れているため不安定となる.(3)起こし回転型受動走行の実機実験・解析の結果を踏まえ,2脚受動走行機を試作し,走行実験を行った.コンパスタイプの2脚受動走行に成功した.機構としては,起こし回転と同じグラスファイバー製のロッドを2本用意し,単純に腰軸に接続しただけである.ここで,4脚では構造が複雑化するのと,2本の同一脚の衝突が同時に起こらない可能性があるので,2脚とした.脚長は36.5[cm],全質量は2.8[kg]である.現段階では,安定性・再現性はまだ低く,数歩が限界であるが,平均速度は7.9[km/h],フルード数は1.16の高速走行を実現した.
口腔内シリカコーティング法の開発とプラーク抑制シランの合成

ペルヒドロポリシラザン(PHPS)を塗布したエナメル質に過酸化水素水を滴下して炭酸ガスレーザーを照射することによりシリカ薄膜を生成することに成功した。このシリカ薄膜の硬さと耐摩耗性はエナメル質より優れ、酸に対しても十分な抵抗性を有していた。義歯床(PMMA)にも同様に適応できることができた。また、合成に成功した数種類の抗菌性シランカップリング剤の内10-Iは細胞毒性が無く、口腔常在菌に優れた抗菌活性を有していた。7×7mm四方の研磨ウシエナメル質にペルヒドロポリシラザン(PHPS)を塗布し、3%過酸化水素水を滴下後、1分の炭酸ガスレーザー照射によりシリカ薄膜を生成することに成功した。このシリカ薄膜の超微小硬さは5,600MPaであり、ウシエナメル質の3,000MPaと比較し有意に硬いことが示された。一方、300°Cで1時間焼成したシリカ薄膜の超微小押込み硬さは8,330MPaと極めて高く、成膜方法を改善することによりさらに硬い薄膜を得ることが可能であることも示唆された。ウシエナメル質は10,000サイクルの歯ブラシ摩耗により平均2.33μmの摩耗量を示したのに対し、シリカ薄膜は平均0.17μmと10分の1以下の摩耗量で、明らかにウシエナメル質に比較して耐摩耗性に優れていることが示された。これらの結果は想定をはるかに超えて優れていたため、現在、海外研究協力者のKarl-Heinz Kunzelmann教授(Ludwig-Maximilians大学、ミュンヘン大学)の研究室で追加研究を行っている。本低温シリカコーティング法の応用として、室温において修復物あるいは補綴装置上にシリカ薄膜の生成が可能性を検討したところ、3%過酸化水素水に37°Cで3日間浸漬するのみでPHPSからシリカ薄膜に転化出来た。PMMAをシリカ薄膜で被覆することにより義歯の吸水やプラークの付着を制御可能になり、高齢者の口腔をよりよい状態に維持できる可能性が示唆された。義歯床用PMMAレジンにアミン系触媒を含有する10% Perhydropolysilazane (PHPS、NP-110)を流し塗り法により塗布、乾燥後、3%過酸化水素水に37°Cで1時間浸漬した。これらの薄膜試料の微小押込み硬さは平均4,500MPaであり、PMMA研磨面の900MPaと比較し有意に硬かった。しかしながら,300°Cで1時間焼成したシリカ薄膜の微小押込み硬さは9,000MPaと極めて高く,成膜方法を改善することにより,より硬い薄膜を得ることが可能であることも示唆された。シリカ膜密着性試験を碁盤目テープ試験(JIS K5400)にて行ったところ、シリカ転化直後では,切れ込みの交点および正方形の一目に剥離は認められなかった。さらに、460°C、5,000サイクルのサーマルストレス試験後も切れ込みの縁の部分ではごくわずかにチッピングのようにして剥離したのみであったことから、本シリカコーティング法は母材を問わないきわめて汎用性の高いコーティング法であることが示唆された。21年度から継続しているエナメル質に対するコーティングに関しては、母材であるエナメル質よりはるかに耐摩耗性に富んだサブミクロンの薄膜を成膜することができた。以上の研究成果は日本歯科保存学会2010年度秋季学術大会、神奈川歯科大学学会総会、および88^<th> IADR General Session報告した。研磨したウシ歯冠部エナメル質にPHPS溶液を塗布して自然乾燥後、3%H_2O_2を40μl滴下し、炭酸ガスレーザーを1.0W、10mmで1分間照射し、24時間37°C精製水中保管後、以下の試験に供した。1)エナメル質上に成膜されたシリカ薄膜の耐酸性獲得を0.1mMHCI溶液10ml中に30分間浸漬し、溶出したカルシウムを吸光光度法により検討したところ、カルシウムの溶出量は測定限界付近の値であったことから優れた耐酸性を付与することが示された。2)サーマルストレスを5,000回与えた後、本シリカ薄膜の残存状態をFT-IRにて検討したところ、シリカ膜は歯面上に残存しており、優れた耐久性を有することが示された。一方、対照のGコートは下地のエナメル質に起因するピークが測定され、剥離していた。3)22年度にて合成に成功したて第4級アンモニウム塩の構造を有するシランカップリング剤N-allyl-N-decyl-N-methyl-N-trimethoxysilylpropylammonium iodide(以下、10-I)の口腔常在細菌に対する抗菌活性を、カンジダ菌、歯周病原細菌および騙蝕病原細菌を含む

8菌株に対する最小発育阻止濃度(MIC)で検討したところ、A.viscosus、F.nucleatum、L.casei、P.gingivalisおよびP.intermediaの5菌株に対するMIC値は各々200ppm、一方、C.albicans、S.aureusおよびS.mutansのMIC値は400ppmであり、また、10-I処理面の生菌数の減少率は、6.2×10^7CFU/mlでは56.5%、1.1×10^5CFU/mlでは67.1%、1.1×10^4CFU/mlでは92.5%であったことより、10-Iは優れた抗菌活性を有することが示された。以上、エナメル質に強固に結合して耐酸性を与え、シリカに結合する10-Iは優れた抗菌性を有していたことなどの実験結果より、本PHPSを用いる歯面シリカコーティング法は齲蝕のみならず、高齢者や免疫機能低下者に多発する誤嚥性肺炎などの全身疾患併発の抑制、あるいは予防に繋がることが示唆された。
MEMSを用いた可変メタマテリアルによるTHzビームステアリング素子

本研究は、可変マイクロ構造を用いてテラヘルツ光をアクティブに操作する光学素子を新規開発することを目的として行った。これまでの研究の多くが、可変マイクロ構造の光学的応答を調べることに終始していたことに対して、本研究では、実用化へ向けて大面積化の課題抽出やシンプルな駆動方法の基礎検討を進めたことが主な成果である。具体的には、大面積化に向けてマイクロ構造の支持構造を入れたときの悪影響に関して実験・シミュレーションの両面から丁寧に解析を行った。また、シンプルな駆動方法として、音響波による駆動を試みて、実現可能であることを示す結果を得た。本研究課題は、テラヘルツ領域の小型ビームステアリング素子を実現することにより、テラヘルツ光学系の小型化を図ることを目的としている。平成27年度においては、これまで試作してきたメタマテリアルの光学応答を、シミュレーションを用いて詳細に調べた。本試作デバイスの特徴は入射波長と比較してわずか1000分の1以下の大きさの構造をアクティブに制御することにある。このとき、電磁はとその構造の相互作用は、波長オーダーの構造との相互作用と比べて複雑なものとなる。シミュレーションにより光学応答を調べることにより、試作デバイスが、この微小な構造付近に生じる電場増強を上手く利用できていることが明らかになった。さらに、上記のシミュレーションを実施する過程で新たな知見が生まれた。具体的には、次のようなものである。現在試作しているデバイスは、光学応答する構造として厚さ100nm程度の金の配線構造を用いている。ただし、マイクロマシーンの製作プロセスの制約上、この金配線は厚さ300nmのシリコン基板上にパターニングしている。このとき、テラヘルツから見てシリコンは透明であり、かつ、300nmはテラヘルツの波長のわずか1000分の1に当たるので、ほぼ影響がないと考えていた。しかしながら、金構造のみでシミュレーションした結果と実験結果では10%程度応答波長が異なっていた。さらに詳細に調べると、金構造とシリコン構造が近接場効果により強く応答していることを示唆する結果を得た。これはMEMS (Micro Electro Mechanical Systems)を用いたアクティブメタマテリアルを作製する上で広く使える知見であると期待している。以上のように、平成27年度は試作デバイスの光学応答をシミュレーションを用いて詳細に調べることにより、小型ビームステアリング素子の設計に有用な知見を複数得ることに成功した。本成果は、学術論文誌の形でまとめ、Optics Expressに掲載された。昨年度はシミュレーションを用いて試作したデバイスの光学応答の理解を深めることに成功した。この成果は、本研究の目的であるビームステアリングメタマテリアルの実現において、基礎的知見を与えるものである。さらに、その結果を論文として出版することができた。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。平成28年度においては、これまで試作してきたメタマテリアルの新たな駆動方法の検討を行った。本試作デバイスの特徴は空気圧駆動方法による機械的な変形を用いて光学応答をアクティブに制御するところにある。空気圧駆動方法は、従来広く用いられてきた静電駆動方法と比較して大きな力を印加できるという特徴を有する。しかしながら一方で、空気圧印加に用いるシステムは非常に大きくなってしまう。さらに空気圧チャンバを要するため、テラヘルツ波の透過率が低下し、さらにチャンバに用いる窓材による多重反射により透過したテラヘルツ波が乱れてしまう。これらは、本研究課題の目的である「小型化」と「ビームステアリング」の実現へ向けて本質的な課題である。そこで、新たな駆動方法として、音響波を用いた駆動方法を検討した。試作したメタマテリアル構造を用いて構造の特性を計測すると、20 kHz付近に共振点を持つことが確認できた。そのうえで、音響波を試作デバイスに印加して構造の変位量および位相を計測した。その結果、共振点付近で3 μm程度の変位を得ることに成功した。さらに、共振周波数の10分の1程度の周波数(2 kHz)において変位量が4 μm程度に達していることが分かった。これは、メタマテリアル素子が薄膜上に形成されているため、その薄膜とメタマテリアル素子の練成運動により共振周波数以外で大きな変位量が得られたものと考えられる。音響波印加時の位相を見てみると、2 kHz付近では位相差ゼロで駆動できることも分かった。以上のように、平成28年度は試作デバイスの新たな駆動方法を提案し、小型ビームステアリング素子の実現に適用可能であることを示した。昨年度は新たな駆動方法を提案し、デバイスへの適用が現実的であることを示した。この成果は、本研究の目的である「小型」ビームステアリング素子の実現を加速する大きな一歩となりうる。さらにこの技術はMEMSメタマテリアルと呼ばれる分野全体に対する提案ともなりうる。従来の計画にはなかった検討であったものの、研究の目的達成のための新たなツールを実証できたことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。本研究課題は、テラヘルツ領域の小型ビームステアリング素子を実現することにより、テラヘルツ光学系の小型化を図ることを目的としていた。平成29年度においては、これまで試作してきたメタマテリアルの大面積化に伴い出てくる課題に関する定量評価を実験・シミュレーションの両面から行った。本研究で提案・試作してきたデバイスの特徴は300nmの非常に薄いシリコン膜の上に可変メタマテリアル構造が多数配置されていることにある。

デバイスの基礎検討に置いては、ごくわずかな領域のメタマテリアルが機能すればよかったので、例えば3mm角のデバイスを作製し、検討することができた。しかしながら、本研究課題の目的である、テラヘルツ光学系の素子の一部として用いることを考えると、デバイスの巨大化は必須の課題となる。そこで、本年度は、微小シリコンフレームを3mmごとに配置して、メタマテリアルを作製することにより、デバイスの巨大化を試みて、そのデバイスの機能を定量的に評価した。試作したメタマテリアル素子を用いて、テラヘルツ光の透過特性を評価すると、基礎検討時の動作とは明らかに異なる応答を示した。このことから、微小シリコンフレームの影響を実験及びシミュレーションにより詳細に調べた。その結果、微小シリコンフレームが導波路のように働いていることを示唆する結果を得た。さらなる検討のため、導波路モードを解析的に計算してみると、実験結果およびシミュレーション結果とぴったり一致した。このことにより、デバイスの巨大化における知見を得ることができた。これらの検討は、新規デバイス開発に比べて非常に地味なものであったが、重要な知見であると高く評価され、電気学会論文誌に採択(2018年7月掲載予定)され、さらに、第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウムにてポスター賞を受賞した。本研究は、可変マイクロ構造を用いてテラヘルツ光をアクティブに操作する光学素子を新規開発することを目的として行った。これまでの研究の多くが、可変マイクロ構造の光学的応答を調べることに終始していたことに対して、本研究では、実用化へ向けて大面積化の課題抽出やシンプルな駆動方法の基礎検討を進めたことが主な成果である。具体的には、大面積化に向けてマイクロ構造の支持構造を入れたときの悪影響に関して実験・シミュレーションの両面から丁寧に解析を行った。また、シンプルな駆動方法として、音響波による駆動を試みて、実現可能であることを示す結果を得た。昨年度は光学応答の理解を深めることに集中していた。今年度は、それを発展させて、本研究の目標であるビームステアリング素子の実現に向けた検討を始めるつもりである。具体的には、メタマテリアルの素子単体(メタ原子)の集団としての光学応答の予測と最適制御方法などに関して検討を行う。昨年度はメタマテリアルの小型駆動システムの提案および実現に集中し、小型ビームステアリング素子実現に一歩前進した。今年度は、提案した駆動方法とメタマテリアルの光学応答特性の関係をシミュレーションおよび実験の両面から詳細に検討し、小型ビームステアリング素子の実現を目指す。平成27年度は一度作製したデバイスを詳細に分析することで研究を進めたため、当初予定していた材料費を消費することなく研究を進めることができた。また、海外での学会発表および海外の研究者とのディスカッションを予定していたが、タイミングが合わず、見送った。
オープンウォータースイミングトップ選手の生理学的特性と競泳競技への影響について

オープンウォータースイミング(以下、OWSと記載)は海や湖等の水辺で泳ぐ速さを競う競技で、2008年北京五輪からオリンピック正式種目に採択された。OWSに関する研究は国内外を通して少なく、指導者は強化方法を模索しながら指導を行っている。そこで本研究では、2018年度2021年度のOWS強化指定選手を対象に、流水プールにおいて最大酸素摂取量、乳酸性作業閾値の測定を行うことで、OWSトップ選手の生理学的特性を明らかにすると共に、OWSレースへの参加が競泳の競技成績に影響するか否かを明らかにすることを目的とした。2018年度は、本研究立ち上げ年度となった為、上半期に物品の購入を行い、予備実験を繰り返し行い、研究環境を整えることに従事した。下半期から公益財団法人日本水泳連盟が定めるOWS日本代表強化指定選手男女各10名を対象とし、研究協力依頼を行った。その結果、研究協力の同意を得られた女子7名、男子8名を対象に、最大酸素摂取量、乳酸性作業閾値の測定を実施した。また、競泳およびOWS競技成績の集約は、OWS日本代表強化指定選手男女各10名全員を対象に実施した。研究実施にあたり、有害事象や不具合等は発生せず、対象者に対する危険又は不利益の発生も起きなかった。測定結果は対象者に個別に即時フィードバックを行い、全被験者の測定が終了した時点で再度平均値と各個人データをフィードバックした。2019年度には統計処理を行い、学会や論文での発表を行う予定である。実験は、当初の予定通り、公益財団法人日本水泳連盟が定めるOWS日本代表強化指定選手男女各10名を対象とし最大酸素摂取量、および乳酸性作業閾値の測定協力依頼を行った。その結果、研究協力の同意を得られた女子7名、男子8名を対象に、最大酸素摂取量、乳酸性作業閾値の測定を実施することができた。測定データも各個人に即時フィードバックを行うことができ、全対象者測定後は、平均値のフィードバックも実施した。今後は2019年度に、2018年度の測定データを解析し、学会発表を行い、論文執筆・投稿を行う予定である。また、2019年度以降も2018年度と同様に、最大酸素摂取量や乳酸性作業閾値の測定、及び競泳とOWS競技成績の集約を行う予定である。2018年度の実験対象者の交通費が当初の予定より少なかった為、当初の予定使用額より4,302円少なかった。この金額を来年度の実験対象者への謝金にあてる予定である。
下肢機能の健康指標としての検証

本研究は下肢機能を床反力による指標によって示し、健康状態の指標とすることを試みるものである。対象者は青年期から老年期までとし、発達段階ごとの状態や身体活動との関連等を示すことと、高齢者においては転倒との関連を検討することを目指している。2018年度は、下肢機能を転倒予防の指標とすることができるかを確認するために、介護認定を受けた高齢者を対象として、下肢機能、バランス力、生活習慣等と転倒歴との関連について調査を行った。調査の結果、介護認定を受けている高齢者の下肢筋力と床反力による指標は、青年期中年期の約35割であることが示された。また、80歳代の地域高齢者と比較すると約5割6割であった。この調査は、必要な対象者数となるまで続ける予定である。また、2019年度には同様の対象者について、下肢機能と日常生活の活動量との関連を調べるため、その準備として生活習慣記録器(SUZUKEN:LifecorderGS)を用いた予備調査、およびデータ解析を行った。要介護認定を受け、かつ立ち上がり動作の調査に参加できる条件の対象者が少なかったため、予定した対象者数に満たなかった。今後さらに対象者を増やし、データの信頼性を増していく必要がある。今後は、現在の調査を続行すると共に、各年代の対象者を増やすように調査を行っていく予定である。また、運動介入による下肢機能の変化を確認するために、介入する運動の種類、強度、頻度、期間、時間について検討していく予定である。本研究は、健康づくりや生活の質を維持向上することを目的とした身体機能の評価に役立つ指標を見出すために、立ち上り動作における力の立ち上がり率(RFD:Rate of Force Development:以下、立ち上がりパワー)を用いることの有用性を検討することを目的とする。各年代別に、ライフスタイル・身体活動量と、筋力・立ち上がりパワーの関連を調べ、立ち上りパワーがどのように生活や身体活動の状況を反映するのか明らかにしていく。本研究ではこれまでに地域住民を対象とした事前調査を行い、立ち上りパワーの年代による違いや運動習慣と立ち上りパワーの間には有意な関連があることを確認している。今年度は、今後、高齢者のフレイルや転倒予防に役立つ指標としての検討も行うために、デイサービス・福祉施設への入所等の福祉サービスを利用している高齢者(n=23)を対象として調査を実施した。その結果、虚弱高齢者の場合、自立高齢者と比較し、立ち上りパワーと下肢筋力の年齢による低下率や低下のパターンに差がある可能性を確認した。しかし、今年度採用した転倒に関連する指標や転倒イベントとの関連は不明であった。虚弱高齢者に関しては、対象者数をさらに増やして検討していく必要がある。また今後、身体活動と立ち上りパワーとの関連を定量的に明らかにするために、60歳以上の人を対象として高強度中強度の運動を定期的に実施している運動群(n=41)の調査を行い、同年代の非運動群のデータと比較した。その結果、運動群の立ち上りパワーは非運動群よりも高く、年齢による低下率や低下のパターンが異なる可能性があることを確認した。年度当初の計画では、過去の研究に引き続き各年代の調査を進める予定であったが、高齢者については、地域で自立して生活している方だけではなく、介護予防や介護度の悪化を防ぐことを視野に入れた調査も重要である。そこで、虚弱高齢者のライフスタイル・筋力・立ち上がりパワーを調べ、次年度以降の研究計画に活かせるように検討を行った。また、今後身体活動と立ち上りパワーの関係を定量的に明らかにすることを目的とした調査を行うため、明確に運動習慣がありその運動強度も確認できる対象者の立ち上がりパワー等の状態を調べ、運動が立ち上がりパワーに与える影響について検討した。これらの知見は次年度以降の研究計画やデータ解釈の際に、具体的に活かすことができるため、今年度の研究の進捗状態は概ね順調であると判断した。本研究は、今後各年代におけるライフスタイル・身体活動の状況と下肢機能の調査を続行するとと共に、身体活動を定量的に把握することにより、身体活動と下肢機能との関連を明確にしていく。

さらに、高齢者向きの調査内容については、高齢者の身体状況の特性を分けて調査することにより、虚弱や転倒予防に役立つ指標とすることができるかどうか、検討していく予定である。今後は、現在の調査を続行すると共に、各年代の対象者を増やすように調査を行っていく予定である。また、運動介入による下肢機能の変化を確認するために、介入する運動の種類、強度、頻度、期間、時間について検討していく予定である。次年度には、対象者の身体活動の状況を定量的に把握し、立ち上りパワーとの関連を調べるために、加速度により身体活動量を把握する装置(ライフコーダー:SUZUKENを予定)15台の購入を予定している。また、調査は20回/年予定しているが、調査ごとに最低3名の調査員や、データ入力要員を要すことから、人件費が必要である。調査会場によっては、会場の借り上げ費が発生する。また、対象者には500円/人相当の謝礼を渡すため、謝礼金が必要である。以上のことより、次年度使用額が生じる。調査測定用専用PC以外に研究用のデータ解析専用のPCおよびディスプレイを購入する必要が生じたため。
脂質代謝能力と身体特性・生活習慣および遺伝子との関連ー大規模コホートによる検討ー

脂質代謝能力とは体内の脂質をエネルギー基質として利用する能力を指す。脂質代謝能力には個人差があり、脂質代謝能力の低下は肥満の成因となりうる。これまでに、脂質代謝能力を規定する要因として性別、身体組成、心肺体力などの「身体特性」や身体活動量、食事内容などの「生活習慣」が示されているが、十分な検証は行われていない。そこで我々は本邦の中高年男女を対象に脂質代謝能力の規定要因を横断的に検討した。4087歳の日本人991名(男性660名、女性331名)を対象に性別、年齢、身体組成、最大酸素摂取量、エネルギー摂取量、運動習慣、喫煙習慣、飲酒習慣と脂質代謝能力との関連を重回帰モデルで検討した。身体組成の指標として磁気共鳴画像法(MRI)での内臓脂肪断量および二重エネルギーX線吸収測定法(DXA)での体脂肪率を用いた。食事内容はエネルギー摂取量とアルコール摂取量を自記式質問紙で調査した。脂質代謝能力の指標は運動負荷試験により測定した脂質酸化量の最大値(maximal fat oxidation:MFO)とした。調整変数を他の全ての項目として、それぞれの項目の標準化係数を算出した。性別、年齢、内臓脂肪量、最大酸素摂取量、アルコール摂取量、運動習慣の有無が最大脂質酸化量と有意に関連した。特に最大酸素摂取量は標準化係数が0.40と他の項目と比べて大きかった。また、男女別での検討において、男性ではアルコール摂取量が有意に関連したのに対し、女性では関連が認められなかった。これまでに報告されている、性別、身体活動量、最大酸素摂取量などに加えて、加齢やアルコール摂取量も脂質代謝能力の規定要因である可能性が示された。脂質代謝能力には個人差があり、脂質代謝能力の低下が肥満の成因の1つである可能性が示唆されている。脂質代謝能力の規定要因として性別、身体組成、心肺体力などの「身体特性」や身体活動量、食事内容などの「生活習慣」が示されている。しかし、いずれの要因が脂質代謝能力をどの程度規定しているかについて十分な検討は行われていない。また、脂質代謝能力には「遺伝因子」の関与が示唆されているが、脂質代謝能力を規定する遺伝子は不明である。そこで本研究では大規模コホートでの横断研究により、「身体特性」「生活習慣」のいずれの要因が脂質代謝能力を最も規定しているか明らかにする。さらに、脂質代謝能力と網羅的に解析した遺伝子多型との関連について検討し、脂質代謝を規定する候補遺伝子を明らかにする。平成28年度は脂質代謝能力を規定する候補遺伝子を推定するため、健康な男性123名を対象に網羅的に解析した263164個の一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism:SNP)と脂質代謝能力との関連を年齢と体脂肪率を共変量とした線形回帰分析で検討した。脂質代謝能力の指標は運動負荷試験により測定した脂質酸化量が最大となる運動強度(Fatmax)および脂質酸化量の最大値(maximal fat oxidation:MFO)を用いた。MFOに対して33個、Fatmaxに対して35個のSNPで強い関連が示唆された。興味深いことにMFOとFatmaxどちらにも関連するSNPは認められなかった。そのため、MFOとFatmaxでは異なる遺伝子が関連している可能性が推察される。今後は別の集団およびより大規模なコホートにおいて再現性を検討すると共に、「身体特性」や「生活習慣」の種々の規定要因と脂質代謝能力との関係についても検討する。本研究では肥満の発症率が高い中高年男女1000名を対象とした大規模コホートでの横断研究を行い、脂質代謝能力を規定する要因について明らかにするのが主な目的である。平成28年度までに698名の測定を終えており、当初の計画通り平成29年内には1000人の測定を完了できそうである。また、これまでに測定した健康な男性123名のデータおよび試料を用いて脂質代謝関連遺伝子の探索を行い、候補遺伝子を推定した。よって、研究はおおむね順調に進展しているといえる。本研究の目的は脂質代謝能力を規定する要因および遺伝因子を明らかにすることである。脂質代謝能力とは体内の脂質をエネルギー基質として利用する能力を指し、脂質代謝能力の低値は肥満の成因の1つであるだけでなく生活習慣病の危険度やインスリン抵抗性とも関連する。脂質代謝能力の個人差には性別、身体組成、心肺体力などの「身体特性」や身体活動量、食事内容などの「生活習慣」だけでなく「遺伝因子」の関与が示唆されている。しかし、脂質代謝能力を規定する明確な遺伝子は未だ不明である。そこで我々は脂質代謝能力の低値がインスリン抵抗性と関連する点に着目し、インスリン抵抗性に関連する遺伝子多型が脂質代謝能力とも関連すると仮説立て次の検討を実施した。4087歳の日本人937名(男性629名、女性308名)を対象にインスリン抵抗性と強く関連する6つの遺伝子多型を解析し、遺伝的リスクスコア(insulin resistance-geneticriskscore:IR-GRS)を算出した。脂質代謝能力の指標は運動負荷試験により測定した脂質酸化量の最大値(maximal fat oxidation:MFO)を用いた。MFOの値を基準に対象者を脂質代謝能力の高い群、中程度の群、低い群の3群に分け、IR-GRSと脂質代謝能力との関連を共分散分析で検討した。

共変量は年齢、性別、体脂肪量、最大酸素摂取量、喫煙歴、代謝に影響する疾患の既往歴および服薬状況とした。脂質代謝能力が高い群において、脂質代謝能力が中程度の群と比べてIR-GRSは有意に低値を示したが、脂質代謝能力が高い群と低い群とではIR-GRSに違いは認められなかった。よって、インスリン抵抗性と関連する遺伝子多型は脂質代謝能力とはあまり関連しないかもしれない。今後、身体活動量や食習慣などの他の脂質代謝能力の規定要因を加えてより詳細な解析を実施する予定である。本研究は肥満および肥満を基盤とした生活習慣病の発症率が高い中高年男女1000名のコホートを用いて、脂質代謝能力を規定する要因および脂質代謝能力の遺伝因子を明らかにするのが目的である。平成29年度までに当初の研究計画通り、中高年男女1000名の測定を終えた。データ整理の遅れから、当初の予定と異なり2年目の網羅的遺伝子多型解析を平成29年度内に完了できなかったものの、すでに解析に用いる試料の選定は終えている。また、脂質代謝能力とインスリン抵抗性が関連する点より、インスリン抵抗性と関連する遺伝子多型に着目しての検討も実施した。よって研究はおおむね順調に進展しているといえる。脂質代謝能力とは体内の脂質をエネルギー基質として利用する能力を指す。脂質代謝能力には個人差があり、脂質代謝能力の低下は肥満の成因となりうる。これまでに、脂質代謝能力を規定する要因として性別、身体組成、心肺体力などの「身体特性」や身体活動量、食事内容などの「生活習慣」が示されているが、十分な検証は行われていない。そこで我々は本邦の中高年男女を対象に脂質代謝能力の規定要因を横断的に検討した。4087歳の日本人991名(男性660名、女性331名)を対象に性別、年齢、身体組成、最大酸素摂取量、エネルギー摂取量、運動習慣、喫煙習慣、飲酒習慣と脂質代謝能力との関連を重回帰モデルで検討した。身体組成の指標として磁気共鳴画像法(MRI)での内臓脂肪断量および二重エネルギーX線吸収測定法(DXA)での体脂肪率を用いた。食事内容はエネルギー摂取量とアルコール摂取量を自記式質問紙で調査した。脂質代謝能力の指標は運動負荷試験により測定した脂質酸化量の最大値(maximal fat oxidation:MFO)とした。調整変数を他の全ての項目として、それぞれの項目の標準化係数を算出した。性別、年齢、内臓脂肪量、最大酸素摂取量、アルコール摂取量、運動習慣の有無が最大脂質酸化量と有意に関連した。特に最大酸素摂取量は標準化係数が0.40と他の項目と比べて大きかった。また、男女別での検討において、男性ではアルコール摂取量が有意に関連したのに対し、女性では関連が認められなかった。これまでに報告されている、性別、身体活動量、最大酸素摂取量などに加えて、加齢やアルコール摂取量も脂質代謝能力の規定要因である可能性が示された。平成29年8月までに完了予定の800名のデータを用いて、脂質代謝能力と性別、身体組成、心肺体力などの「身体特性」、身体活動量や食事内容などの「生活習慣」のいずれの要因が脂質代謝能力を最も規定しているかを重回帰分析により検討する。脂質代謝能力と「身体特性」「生活習慣」との関連についての結果は9月に愛媛県で開催される「日本体力医学会」にて学会発表を行う。