hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細菌細胞表層タンパク質のターゲティング機構の解明

本来LytEは細胞の分裂面および側壁に局在するが、SPf-LytEの場合は主に分裂面に局在し、側壁にはほとんど局在していなかった。また分泌量に関しても、SPf-LytEはLytEに比べて減少していることがわかった。さらにこのSPf-LytEが、LytEと同様に細胞側壁の限定分解に機能しているかどうか調べた。実際には、lytEとcwlOの二重欠損が合成致死性を示す表現型を利用して、LytEの機能を相補可能であるかどうかについて調査した。その結果、SPf-LytEは本来のLytEの機能を相補できないことが判明した。この結果は、SPeがLytEの機能において重要な役割を担っていることを示している。またCwlOのSPでLytEを発現させる株については、次年度以降に計画していた他の分泌タンパク質(LytC、LytD、AmyE、PhoD)のSPを用いてLytEを発現させる実験に含めて、それらの構築を進めている。今後これらのキメラタンパク質についても、それらの局在性とともに、lytEとcwlOの合成致死性を相補可能であるかどうかについて調査する予定である。さらにSPeとSPfの前半部分と後半部分を入れ替えたキメラSP(SPefおよびSPfe)についても構築が完了したので、今後これらのキメラSPを用いて発現させたLytEの局在性と機能について調査する予定である。LytEに関する詳細な解析を進めた結果、そのC-末端DL-endopeptidaseドメインがMreBHと相互作用することにより、細胞側壁に誘導されることが明らかになった。この要因を排除するために、mreBHを欠損させた株を構築した。これにより、今後は個々のシグナルペプチドが有する局在部位調節における役割について解析することが可能となった。次年度以降に実施する予定であった、他の分泌タンパク質(LytC、LytD、AmyE、PhoD)のSPを用いてLytEを発現させる場合のキメラ遺伝子についても、その構築がほぼ完了している。今後も交付申請書に記載した研究実施計画に基づき、適切な研究の遂行を実施する。次年度は、LytEのSPを用いてLytFを発現させた場合に、局在性や機能面における変化を明らかにすることを試みる。これまで得られた知見に基づき、本来はlytEおよびcwlOの二重欠損株が示す合成致死性を相補できないLytFについて、そのシグナル配列やC-末端DL-endopeptidaseドメインを変化させることにより、LytEが有する機能を相補できるようなキメラタンパク質の構築を目指す予定である。次年度は他の分泌タンパク質のSPを用いてLytEを発現させた場合に、局在性や機能面における変化の有無について明らかにすることを目的とする。さらに25年度にはLytEのSPや、LytFのSPをそれぞれの局在部位まで誘導するシステムが存在するのかどうか調査することを試みる。当初、サンプル保存用のフリーザーを購入する予定であったが、退職される先生からフリーザーを供与いただいたため、購入の必要性がなくなった。次年度は、ウエスタンブロットに使用する電気泳動槽が不足しているため、その購入費に充てるとともに、当初より予定していた消耗品費や旅費、論文投稿関連経費として使用する予定である。本年度購入する予定であった微量高速冷却遠心機が、他研究室より借用できたため、早急に購入する必要がなくなった。
アグロバクテリウムによるリンドウの形質転換と毛状根のよるゲンチオピクロサイド生産

今年度は、前年度までの段階でAgrobacterium rhizogenesにより形質転換させて得られたリンドウ(Gentiana scabra)の毛状根に生産される生薬`竜胆'の苦味成分であるゲンチオピクロサイド(gentiopicroside)の含量は、野生株の根に含まれるゲンチオピクロサイド含量よりも低下することが明らかになっているため、形質転換リンドウの毛状根に生産されるゲンチオピクロサイド含量が、野生株と比較した場合、なぜ生合成が阻害されているのかを明らかにしたいと考えた。しかしそこでリンドウの根に生産されるgentiopicrosideの生合成経路に着目し、生合成される際の前駆物質をいくつか取り上げ、それらの根に生産されるgentiopicroside含量の変動について、前年度同様に根をメタノールに浸漬することにより抽出した後高速液体クロマトグラフ(HPLC)により調べた。特に取り上げた前駆物質のうちでも、メバロン酸、ロガニン、ゲンチオピクロサイドに着目し、それらを増殖用の培地中に添加して、培養後の根のそのゲンチオピクロサイド含量について調べた。その結果、いずれの物質を添加しても、根に含まれるゲンチオピクロサイド含量にはほとんど有為な差がみられなかった。従って、生合成の過程において、前駆物質がゲンチオピクロサイド生産量を制御しているのかということに関しては、ほとんど関与していないのではないかと考えられた。リンドウの根に多く含有するゲンチオピクロシドは生薬として貴重である。ここでは野生型のアグロバクテリウム・リゾジェネスを感染させ毛状根を誘導し、形質転換体を作出するとともに、毛状根のin vitro培養によりゲンチオピクロシドの大量生産が可能かどうかを検討する。平成7年度は、腋芽培養で得られた植物体の節間や葉柄に1724野生株を感染させ毛状根を得た。毛状根をBAP2.0mg/lとNAA0.1mg/lを添加した1/2MS培地で培養し不定芽を得た。その後、MS固定培地で植物体を得た。形質転換体であることの確認のためのPCR法を用いてT-DNA遺伝子のうちのrol C遺伝子の検出を行った。その位置は、rolC遺伝子のコーディング領域全長である540bp付近であった。また、この増幅産物とrolC遺伝子とのハイブリダイゼーションの結果、形質転換体のすべてで、実際に植物ゲノム中に取り込まれていることが分かった。今回得られたリンドウ形質転換体に起きた形質変化のうち、発根能力の増加、矮化、花卉化等は農業用有用な形質と考えられるので育種素材としても利用できそうであった。次年度からは、毛状根から得られたゲンチオピクロシドの生産状況を検討したい。リンドウの根が生産するセコイリドイド配糖体のゲンチオピクロサイド(Gentiopicroside)は、痛風・解熱などの生薬成分として重要である。Agrobacterium rhizogenesにより誘導された毛状根の大量培養系の確立を目指して研究を進めた結果、継代培養による成分の減少は見られるものの、期間的には普通栽培で得られるのに23年を必要とする量が一年以内に生産できることがわかった。平成8年度は、ゲンチオピクロサイドの前躯体の添加および培養中のサッカロースの濃度の再検討を行った。メバロン酸(Mevalonic acid)は生体内活性イソプレン・ユニットの直接の前駆物質である。そこで、その前駆体を1/2MS培地に0100ppmまでを添加して5週間後の毛状根(Op 8系統)についてゲンチオピクロサイドの定量を行った。その結果、1ppm,10ppmではcontrol区より増加し、それ以上ではcontrolと変わらなかった。このことより毛状根内にメバロン酸が取り込まれていることがわかった。したがって、sucrose濃度22.5g/lを1/2MS培地に添加し、メバロン酸を10ppm前後添加することによって毛状根を培養することが、ゲンチオピクロサイドの増量に効果的であった。

平成9年度は、毛状根の膜の透過性を良くするために、Mevadolactonや中間体Loganinなどを添加して、さらに毛状根培養などによるゲンチオピクロサイドの供給を高める研究を行いたい。今年度は、前年度までの段階でAgrobacterium rhizogenesにより形質転換させて得られたリンドウ(Gentiana scabra)の毛状根に生産される生薬`竜胆'の苦味成分であるゲンチオピクロサイド(gentiopicroside)の含量は、野生株の根に含まれるゲンチオピクロサイド含量よりも低下することが明らかになっているため、形質転換リンドウの毛状根に生産されるゲンチオピクロサイド含量が、野生株と比較した場合、なぜ生合成が阻害されているのかを明らかにしたいと考えた。しかしそこでリンドウの根に生産されるgentiopicrosideの生合成経路に着目し、生合成される際の前駆物質をいくつか取り上げ、それらの根に生産されるgentiopicroside含量の変動について、前年度同様に根をメタノールに浸漬することにより抽出した後高速液体クロマトグラフ(HPLC)により調べた。特に取り上げた前駆物質のうちでも、メバロン酸、ロガニン、ゲンチオピクロサイドに着目し、それらを増殖用の培地中に添加して、培養後の根のそのゲンチオピクロサイド含量について調べた。その結果、いずれの物質を添加しても、根に含まれるゲンチオピクロサイド含量にはほとんど有為な差がみられなかった。従って、生合成の過程において、前駆物質がゲンチオピクロサイド生産量を制御しているのかということに関しては、ほとんど関与していないのではないかと考えられた。
局所相関の強いスピン液体と相互作用する遍歴電子系における伝導特性の数値的研究

本年度は、これまでに作成したコードを用いて(1,2)パイロクロア格子および(3,4)カゴメ格子上の近藤格子模型の解析を行った。また、(5)これまでのコードを拡張し、面心立方格子上のハイゼンベルグスピン近藤格子の解析も行った。最後に、これまでの成果を論文にまとめた。(1)スピンクラスター相の発見:パイロクロア格子上のイジングスピン近藤格子模型の解析をさらに進め、本年度は特に強結合極限に注目した解析を行った。摂動計算に基づいた有効スピン模型、および近藤格子模型に対する解析を行い、このモデルがスピンクラスター形成を伴う中間相を生じることを示した。さらに、このスピンクラスター相がスピンホール効果を生じることを見出した。(2)パイロクロア格子近藤格子摸型の有効スピン模型:上記(1)の模型に対して弱結合側に対応する有効スピン模型を解析した。そして、近藤格子模型の相図がこの模型によって半定量的に再現できることを確認した。(3)ループ液体状態の発見:カゴメ格子上のイジングスピン近藤格子模型について、スピン電荷相互作用がバンド幅と等しい程度の領域に注目して、モンテカルロ法を用いた解析を行った。その結果、この領域においそ、分数磁化を有し、majority spinによるループで特徴付けられる特殊な中間状態(ループ液体状態)が生じることを示した。(4)カゴメアイス絶縁体の安定性:昨年度発見したカゴメアイス絶縁体の安定性を数値的に評価した。そして、カゴメアイス絶縁体相、幅広いキャント角、および3次元性にたいしても一定の安全性を有することを示した。(5)面心立法格子における磁場中相転移:面心立法格子上の古典的ハイゼンベルグスピン近藤格子模型を解析した。そして、磁場中における強磁性・常磁性相転移近傍において、スピンの熱揺らぎの特異的な発達を見出した。これは、伝導電子との結合を通じて伝導特性に大きな影響を与える可能性がある。(抄録なし)本年度は、解析手法として用いる多項式展開法のコードの開発(1)や伝導性フラストレート磁性体における幾何学的フラストレーションによる低温磁気構造や伝導特性の解析(2、3、4)、およびフラストレーションによる特異なスピン状態に対する量子揺らぎの効果についての解析(5)を行った。(1)厳密対角化およびモンテカルロ計算用のコードの開発:スピンアイス近藤格子模型における磁性や伝導特性の評価を行うため、多項式展開法を用いた物理量の計算およびモンテカルロ計算用のコードを作成しベンチマークを行った。(2)スピンアイス近藤格子模型における低温磁気相図の解析:(1)で開発したコードを用いてスピンアイス近藤格子模型の低温磁気状態を解析した。その結果、電荷密度波を伴う32サイト副格子からなる複雑な超周期構造が広範囲に安定に存在することを示した。(3)三角格子イジングスピン近藤格子模型における部分無秩序状態に関する数値的研究:近年の擬二次元系における部分無秩序状態の発見を念頭におき、イジングスピンよりなる三角格子近藤格子模型の解析した。モンテカルロ計算による解析から古典スピン模型では不安定であった部分無秩序状態が電子密度が伝導電子との結合によって安定化することを示した。(4)カゴメアイス近藤格子模型における局所相関と伝導特性の数値的解析:本研究の一つの目標である局所相関による伝導特性への影響を調べる目的で、カゴメアイス近藤格子模型における局所相関による伝導特性への影響を解析した。(5)チェッカーボード格子上の横磁場イジング模型における液体状態の解析:四角酸結晶における誘電転移を対象として、有効模型と考えられるチェッカーボード格子上の横磁場イジング模型における幾何学的フラストレーションと量子揺らぎの影響を解析し、基底状態に強い局所相関の発達があるものの長距離秩序を伴わない相が存在する可能性を指摘した。本年度は、三角格子(1、2)およびカゴメ格子(3、4)上のイジングスピン近藤格子模型のモンテカルロ法を用いた解析を行った。また、これまでに得られた結果を論文にまとめた。(1)部分無秩序のSlater機構による安定化:昨年見出した、三角格子上の近藤格子模型における部分無秩序状態に対して、その安定化機構を調べるため、スピン自由度の温度揺らぎの効果を平均場として扱い、部分無秩序状態における電子構造の解析を行った。さらに、モンテカルロ法を用いて電子とスピンの結合が弱い領域における相図の振る舞いを詳細に調べた。それらの結果として、部分無秩序の安定化がSlater機構によるものであることを指摘した。(2)三角格子フェリ磁性体におけるディラックハーフメタル:上記の部分無秩序状態に隣接する3副格子フェリ磁性状態における電子構造について、厳密対角化に基づくバンド構造の解析と、電子系の低エネルギーハミルトニアンの解析を行った。その結果、この系がグラフェンと同じ低エネルギーハミルトニアンであらわされるディラック電子系であることを確認した。また、フェリ磁性を反映して、このディラック電子は完全スピン偏極していることを確認した。(3)カゴメ格子上のイジングスピン近藤格子模型を解析し、この系においても部分無秩序状態が生じることを確認した。この結果は、伝導電子による部分無秩序の安定化が三角格子に特有のものではなく、2次元格子系に一般に見られるものである可能性を示唆している。(4)昨年度、厳密対角化を用いて解析を行っていたカゴメアイス型の近藤格子模型について、モンテカルロ法を用いて有限温度での振る舞いを解析した。

その結果、このモデルの磁場中相図に磁化プラトーとしてカゴメアイス型の局所相関が発達するものの、磁気秩序を伴わない絶縁体状態が実現することを見出した。本年度は、これまでに作成したコードを用いて(1,2)パイロクロア格子および(3,4)カゴメ格子上の近藤格子模型の解析を行った。また、(5)これまでのコードを拡張し、面心立方格子上のハイゼンベルグスピン近藤格子の解析も行った。最後に、これまでの成果を論文にまとめた。(1)スピンクラスター相の発見:パイロクロア格子上のイジングスピン近藤格子模型の解析をさらに進め、本年度は特に強結合極限に注目した解析を行った。摂動計算に基づいた有効スピン模型、および近藤格子模型に対する解析を行い、このモデルがスピンクラスター形成を伴う中間相を生じることを示した。さらに、このスピンクラスター相がスピンホール効果を生じることを見出した。(2)パイロクロア格子近藤格子摸型の有効スピン模型:上記(1)の模型に対して弱結合側に対応する有効スピン模型を解析した。そして、近藤格子模型の相図がこの模型によって半定量的に再現できることを確認した。(3)ループ液体状態の発見:カゴメ格子上のイジングスピン近藤格子模型について、スピン電荷相互作用がバンド幅と等しい程度の領域に注目して、モンテカルロ法を用いた解析を行った。その結果、この領域においそ、分数磁化を有し、majority spinによるループで特徴付けられる特殊な中間状態(ループ液体状態)が生じることを示した。(4)カゴメアイス絶縁体の安定性:昨年度発見したカゴメアイス絶縁体の安定性を数値的に評価した。そして、カゴメアイス絶縁体相、幅広いキャント角、および3次元性にたいしても一定の安全性を有することを示した。(5)面心立法格子における磁場中相転移:面心立法格子上の古典的ハイゼンベルグスピン近藤格子模型を解析した。そして、磁場中における強磁性・常磁性相転移近傍において、スピンの熱揺らぎの特異的な発達を見出した。これは、伝導電子との結合を通じて伝導特性に大きな影響を与える可能性がある。本年度の課題として計画していた大規模計算向けのモンテカルロ計算用コードの開発は概ね完了し、作成したコードを用いてスピンアイス近藤格子模型の低温磁気相図の解析を実施するなど、当初予定していた本年度の目標を達成することが出来た。加えて、三角格子系における長距離秩序としての部分無秩序状態の発見やカゴメ格子における局所相関と伝導特性の解析など、本研究のテーマと強く関連する領域において多くの成果を上げることが出来た。これらの成果は、現在、論文にまとめつつあり、近日中に投稿予定である。以上のことから、平成23年度において本研究は当初の計画以上に進展していると考えている。本年度は、昨年度見出した部分無秩序状態の発現機構に関する解析や、他の格子での実現可能性について解析を行った。また、カゴメ格子におけるカゴメアイス絶縁体の伝導特性や有限温度での振る舞いについても調べた。
感性デザインおよび感性データベースの研究

本研究の目的は,超多様かつ超大量な高次情報としての感性情報データベース(DB)実現と創作活動支援ツール開発に向けての基礎的研究を行うことにある.本年度の研究成果ならびに研究課題の進展状況を以下に示す。1)感性情報の基本特性である不完全原理が環境内での因果性知覚の生成に深くかかっていることを実証し得た.また3次元シンメトリー構造内ノイズ検出処理特性が2次元対称構造に比べて系列的処理の度合が高いこと,運動映像からの視覚起因性めまい感を指標としネガティブ感性と周辺視との間の密接な関係を導き出した.(計画研究a)2)光による物体の半影・本影の高速表示実現に向けてのグラフィックス用ハードウェア最大限活用のアルゴリズムの考案し,光による完全拡散反射及び鏡面反射,太陽の大きさを考慮にいれた半影,水中の散乱・吸収,写りこみを考慮した水面を含む画像の高速生成ならびにリアルな景観アニメーションの制作を可能にした.(計画研究b)3)画像・映像情報の感性処理利用可能なDB実現へのモデリング法・構築法,オブジェクト空間・心理因子空間重層化の感性DB管理構造の開発,配色に着目した映像解析・デザイン診断システムの開発,キーワード自動抽出を実現する画像DB開発,感性的操作可能なマルチメディアプラットフォーム,などの開発を行った.(計画研究c)4)標本資料の画像DBを対象として,名称などの文字情報のみに頼るのではなく,感覚にうったえる色や形態の特徴を示すことによって検索できるシステムのインターフェイスを研究した.また画像データに色彩の変更や形態の変形を加えることにより新しいデザインのヒントを得る方法の考察を行った.(計画研究d)5)製品開発の“前向き(感性からデザイン)"と“逆向き(デザインから感性評価,診断)"感性工学的アプローチ2手法統合のハイブリッド型感性工学システムの開発を行い,デザイン支援の基礎的検討・プロトタイプシステムの構築(住環境,自動車インテリア)・デザイン認識率の検討によるシステム評価,などを行った.(計画研究e)明確な構造をもたずその内容を特定できないような不完全情報に対し、能動的アクティブな働きかけを通して情報構造の完結化をはかる処理過程が受容者側に準備されていることが示唆された。“感性"というものは、あらかじめ与えられる情報自体に内容のすべてが準備されているのではなく、受け取る側の主体との協調関係においてのみその完結化を達成し得るように設定された感覚に関するピクアトリアル情報特性と定義され得る。かかる“不完全情報"特性とその構造に関する討議を中心に、美的評価・創造性に関係する感性デザインの問題が多角的に論じられた。計画研究a班では、イメージ情報に代わるピクトリアル情報へのアプローチが生体動作情報を素材として模索され、情報受容者側の情報処理過程におけるイメージ形成能力と感性モデリングの関係が考察された。計画研究b班では、人の感性を刺激する視覚情報の構造特性に注目し、CGと手書きの比較、モデルの精密度と視野角の影響などの観点からCGの景観評価に活用することの有効性と、新たな解析手法の開発が示された。計画研究c班では、マルチメディア情報を対象とし、感性情報を含む対象画像の抽象度を段階的に上昇させる多目的データベースモデルと、変動する感性を扱うデータベース利用モデルを加味した形のデータベースの基本構造が提案された。計画研究d班では、民族学と感性の立場から多種感性の問題が考察され、そのために必要な画像や音響データ検索システムの導入、また自由な表現をとるためのシソーラスの導入が試みられその成果が示された。本年は初年度ということもあって、計画研究班単独のみならず他研究班との合同、また広く一般の研究者達の参加をもよびかけて3回にわたる研究集会(東京、広島・呉、大阪)を開くことができた。本研究の目標は、超多様かつ超大量な高次情報としての感性情報データベース実現に向けての基礎研究を進めて行くとともに、具体的なシステム開発を通じて創作活動支援ツールとしての必要なメカニズムの追究にある。本年度研究実施に伴う研究の成果、ならびに研究課題の進展状況を以下に示す。1)感性デザイン3次元レイアウトにおよぼす各種要因、遮蔽・透視・肌理(きめ)、相称性など視覚特性の感性情報処理への寄与率を求めた。とくに遮蔽等に備わる知覚情報の不完全性は感性をより深化させ、逆にシンメトリーなどにそなわる知覚情報の完全性は感性をより浅いものとすることを確かめ、それら視覚系感度についての測定が行われた。(計画研究a)2)物理現象にできるだけ忠実な画像を生成するため、空間に分布する気体・液体の光学的特性を考慮した光シミュレーションモデルが考案された。光源としては太陽直射光および天空光を考慮し、被照体としては固体のほか大気および水分子、漂遊微粒子からなる水を対象として光学現象をシミュレートした。(計画研究b)3)感性情報を含む対象画像の抽象度の自動的な段階的上昇によるデータモデルに基づく感性データベースのマルチメディア情報基本構造を提案した。さらにオブジェクト空間/心理因子空間を重層化した感性データベース管理構造の開発、配色に着目した映像解析/デザイン診断システムの開発、カラー画像/映像シーンの色相ベクトルを用いた感性データベースアクセス、感性情報管理のための空間データ構造の開発、感性的操作を可能とするマルチメディアプラットホームの開発などの研究を行った。(計画研究c)4)高速画像処理用ワークステーションに付属する簡易カメラを用いて、映像を入力を行った。色彩・形状などを手がかりとする画像検索、またその画像を変形することによって行われる特徴分析のために、イメージビジョンライブラリーなどを利用した分かりやすいインタフェイスの開発が試みられた。

(計画研究d)本研究の目的は,超多様かつ超大量な高次情報としての感性情報データベース(DB)実現と創作活動支援ツール開発に向けての基礎的研究を行うことにある.本年度の研究成果ならびに研究課題の進展状況を以下に示す。1)感性情報の基本特性である不完全原理が環境内での因果性知覚の生成に深くかかっていることを実証し得た.また3次元シンメトリー構造内ノイズ検出処理特性が2次元対称構造に比べて系列的処理の度合が高いこと,運動映像からの視覚起因性めまい感を指標としネガティブ感性と周辺視との間の密接な関係を導き出した.(計画研究a)2)光による物体の半影・本影の高速表示実現に向けてのグラフィックス用ハードウェア最大限活用のアルゴリズムの考案し,光による完全拡散反射及び鏡面反射,太陽の大きさを考慮にいれた半影,水中の散乱・吸収,写りこみを考慮した水面を含む画像の高速生成ならびにリアルな景観アニメーションの制作を可能にした.(計画研究b)3)画像・映像情報の感性処理利用可能なDB実現へのモデリング法・構築法,オブジェクト空間・心理因子空間重層化の感性DB管理構造の開発,配色に着目した映像解析・デザイン診断システムの開発,キーワード自動抽出を実現する画像DB開発,感性的操作可能なマルチメディアプラットフォーム,などの開発を行った.(計画研究c)4)標本資料の画像DBを対象として,名称などの文字情報のみに頼るのではなく,感覚にうったえる色や形態の特徴を示すことによって検索できるシステムのインターフェイスを研究した.また画像データに色彩の変更や形態の変形を加えることにより新しいデザインのヒントを得る方法の考察を行った.(計画研究d)5)製品開発の“前向き(感性からデザイン)"と“逆向き(デザインから感性評価,診断)"感性工学的アプローチ2手法統合のハイブリッド型感性工学システムの開発を行い,デザイン支援の基礎的検討・プロトタイプシステムの構築(住環境,自動車インテリア)・デザイン認識率の検討によるシステム評価,などを行った.(計画研究e)
集束イオンビームによるダイヤモンド工具の高機能化と表面機能創成への応用

本研究では工具表面に微細なテクスチャを作製し、そこで発現する摩擦の低下の作用を応用することで、優れた加工特性を有する超精密加工用のダイヤモンド切削工具の作製と機能性表面創生への応用を目的とする。工具の応用化のため、マイクロレンズアレイ作製などを想定した、単結晶ダイヤモンド製のボールエンドミルへの適用について検討した。集束イオンビーム照射と熱処理を併用することで、工具すくい面に微細なテクスチャを作製した。これを用いてNiPおよびアルミニウム合金の加工実験を行い、加工特性の違いについて検討した。溝加工を行った場合、テクスチャを作製した工具で工具・被削材間の摩擦が減少し、切削力が小さくなった。これより、ボールエンドミルにおいてもテクスチャによる効果を得ることが可能なことがわかった。一方、加工面に大きな変化は見られず、テクスチャによって加工面性状を維持したまま、加工特性を改善できることがわかる。また本実験条件下においては、送り量を変化させた場合でも一様なテクスチャの効果を得ることが可能であり、送り量が小さな場合でもテクスチャが十分に加工に関与する。穴加工した場合にも同様に効果が得られ、切削力の減少量は大きくなった。またテクスチャのない工具では加工距離の増加にともない切削力が大きくなり、摩耗が進行することを示唆している。一方、テクスチャを作製した場合にその増加量は小さく、摩耗が進行しにくい。これより、これより、ボールエンドミル加工においては耐摩耗性を改善することが可能であり、テクスチャがこれらの加工に対し、有効であることがわかった。本研究では、集束イオンビーム加工およびその影響層の除去処理技術を応用することで、切削加工特性や切れ刃形状の点で優れた超精密・微細加工用ダイヤモンド工具を開発するとともに、本工具の特長を生かした新たな機能を有する機能性表面の作製技術への応用化について検討することを目的とする。超精密加工用の単結晶ダイヤモンド工具にテクスチャを作製することで、その加工特性を改善できる。この技術を用いたダイヤモンド工具を作製し、そのテクスチャ形状の最適化および材料種の影響を明らかにするため、テクスチャの形状や被削材種、加工条件の影響について検討した。被削材種の影響について検討した結果、比較的硬度が低いアルミニウム合金や無酸素銅の場合には同様な傾向となり、切削速度にかかわらず強いテクスチャの効果が得られる。一方、NiPの場合には低速切削の場合にのみ、その効果が得られた。これより、被削材の材料特性によって、その効果が大きく異なることがわかった。またテクスチャ形状の最適化を目的として、テクスチャの本数を変化させた実験を行った結果、切れ刃に近いテクスチャで、最も強い効果が得られることがわかった。さらに切れ刃に近いテクスチャの位置を変化させた結果、NiPではテクスチャ1本で十分な効果が得られるのに対し、他の材料では23本のテクスチャが必要であるなど、加工条件、加工材料によって最適なテクスチャの形状が異なることがわかった。本年度は、集束イオンビームを利用して作製した、テクスチャを有するダイヤモンド工具について、そのテクスチャ形状の最適化および材料種の影響について検討した。これより、被削材種によって加工特性が変化し、また最適なテクスチャも変化することを明らかにした。本年度は主に上記の成果を得ることができ、各条件における最適なテクスチャ形状を設計する上での指針を得ることができた。本年度得られた知見を基に、下記の項目について検討する。(1)テクスチャを作製したダイヤモンド工具を用いて加工実験を行い、特に耐摩耗性の点での違いについて検討し、本工具の優位性を明らかにする。(2)集束イオンビーム加工および影響層の除去処理により、微細切れ刃形状を有する工具を作製し、これを用いた微細加工実験を行う。これより、作製方法や作製条件が加工形状の精度や耐摩耗性等へ及ぼす影響を明らかにする。(3)集束イオンビーム加工の特長を生かした工具形状の作製を行い、これを機能性表面の作製技術への応用を試みる。

(理由)本年度は主にダイヤモンド等の工具を購入し、実験を行う予定で費用を計上していたが、基礎的なデータ収集を目的として、既存の工具を再研磨することで実験を行った。このため経費に残りが生じた。(使用計画)次年度では本年度の結果を基に、数種類の工具を用いた加工実験を行う。そのための費用とする予定である。
免疫抑制剤の体内動態と薬効の速度論的解析に基づく個別化投与設計法確立に関する研究

タクロリムスやシクロスポリンなどのカルシニューリン阻害剤は、移植後の拒絶反応抑制剤として汎用されているが、薬効の個体差を含め不明な点が多い。本研究では、臓器移植患者におけるカルシニューリン阻害剤の個別化投与設計法の確立を目的として、薬効について母集団速度論的解析を行い、薬効パラメータの算出を試みた。また、生体肝移植後のシクロスポリン至適投与法についても検討した。生体肝移植患者を対象に、タクロリムスまたはシクロスポリンの血中濃度と末梢血単核球中のカルシニューリン活性のデータをE_<max>モデルに当てはめ、非線形混合効果モデルプログラムNONMEMを用い解析した結果、両薬剤のカルシニューリン阻害特性が異なることを移植患者において初めて明らかにした。シクロスポリンのEC_<50>値は200ng/mLと推定され、約700ng/mL以上の血中濃度において、カルシニューリン活性はほぼ完全に抑制されることが判明した。一方、タクロリムスのEC_<50>値は26.4ng/mLと推定され、治療域の上限とされる20ng/mL以上の濃度においても、活性は部分的にしか阻害されないことが明らかとなった。腎機能障害は両薬剤の高濃度のトラフ値と有意に相関することが判明した。さらに、カルシニューリン活性に大きな個体間変動が認められ、急性拒絶反応と上昇したカルシニューリン活性の間に関連が認められた。また、シクロスポリン1日1回投与法を用いた免疫抑制導入療法は、生体肝移植後早期のシクロスポリンの吸収プロファイルを改善し、カルシニューリン阻害効果を損なうことなく腎臓への負担を軽減することが示唆された。以上、当初の目標を概ね達成することができた。本研究成果は、カルシニューリン阻害剤の至適モニタリング法や最適投与法に関する科学的根拠を提供するものであり、上記の検討で構築したタクロリムスの母集団薬効モデルと従来の母集団薬物動態モデルを連結することによって、個別化免疫抑制療法へと発展できると考えられる。タクロリムスやシクロスポリンは、末梢血リンパ球中のカルシニューリン活性を阻害することにより強力な免疫抑制効果を発揮し、臓器移植後の拒絶反応抑制剤として広く用いられている。本研究では、両薬剤の体内動態と薬効特性の相違を明らかにすることを目的に、Wistar系雄性ラットを用いて詳細な検討を行った。各臓器中のカルシニューリン活性は、脳で最も高く、次いで脾臓、胸腺、精巣、腎臓、心臓の順であり、肝臓で最も低かった。また、1μMのタクロリムス及びシクロスポリン共存による阻害効果は、脳以外の臓器でシクロスポリンの方が有意に強いことが明らかになった。次に、タクロリムスまたはシクロスポリンを静脈内投与した後の薬物血中濃度と全血中カルシニューリン活性の関係について検討を行った。両薬剤を単回投与した場合、薬物血中濃度に対するカルシニューリン阻害には反時計回りの履歴特性が認められたが、反復投与した場合にその履歴は消失した。また、シクロスポリン反復投与後のカルシニューリン活性は血中濃度推移と対応して変化し、活性の回復はタクロリムスよりシクロスポリンの方が速いことが判明した。これらの結果に基づき、E_<max>モデルを用いて解析を行った結果、薬効コンパートメントを仮定することにより、両薬剤投与後の全血中カルシニューリン活性の経時変化を良く再現することが出来た。本検討結果は、カルシニューリンに対するタクロリムスとシクロスポリンの薬効特性が異なることを初めて明らかにしたものであり、薬効の発現並びに消失過程に関わる制御因子、または律速因子を同定することによって、薬効の個体間変動要因の解明へと発展出来ると考えられる。今後、生体肝移植患者を対象に母集団速度論的解析を行うことによって、ポピュレーションファーマコダイナミックスモデルを構築し、有効血中濃度域及びカルシニューリン活性域を明らかにし、免疫抑制剤の個別化投与設計法の確立を目指す。

また、シクロスポリン1日1回投与法を用いた免疫抑制導入療法は、生体肝移植後早期のシクロスポリンの吸収プロファイルを改善し、カルシニューリン阻害効果を損なうことなく腎臓への負担を軽減することが示唆された。以上、当初の目標を概ね達成することができた。本研究成果は、カルシニューリン阻害剤の至適モニタリング法や最適投与法に関する科学的根拠を提供するものであり、上記の検討で構築したタクロリムスの母集団薬効モデルと従来の母集団薬物動態モデルを連結することによって、個別化免疫抑制療法へと発展できると考えられる。
外国人留学生と日本人受入れ側の異文化接触による相互の意識変容に関する縦断的研究

本研究の目的は、1)留学生と受入れ側である日本人大学院生の大学生活への適応状況と異文化接触の実情について把握すること、2)留学生と日本人大学院生の教育やライフスタイルに関する価値観を捉えること、3)時間的経過の中で、留学生と日本人大学院生の適応度や価値観の変化を捉えることである。そのために、留学生に対しては、研究留学生の大学での研究生活への適応に関わる諸要因と教育やライフスタイルに関する価値観について1999年度と2002年の2回、日本人大学院生に対しても、大学生活への適応と留学生と同様の教育やライフスタイルに関する価値観に関し、2000年度と2002年度の2回にわたって質問紙調査を実施した。留学生は、学習・研究領域に関して非常に高い適応を示した。しかし、研究方法に関しては不適応の面も見られた。日本人との接触は限られている。また、価値観についてはホフステードの結果に反して、文化差によらない共通の価値観傾向を示すものがあり、それらは、留学生あるいは研究者特有なものと考えられた。その反面、価値観が2極に分離する項目もいくつかあった。これは、文化差の影響と考えられ、「留学生」をひとまとめではなく、出身地域に分けて分析する必要性が確認された。受入れ側のピアとしての存在である日本人大学院生は、大学生活に比較的良く適応しているが、とりわけ教官との関係が非常に良いことがわかった。個人主義的で権力格差の小さい価値観を持ち、欧米系の留学生と同じような傾向を示した。留学生と接触経験のある日本人大学院生は、コミュニケーション能力が高く、異文化を受け入れる寛容さ、対処能力の高さが見られた。縦断的データからは、留学生・日本人大学院生ともにコミュニケーションに関する価値観に変化が見られ、留学生は日本人的な明確さを欠くが対人的調和を図る方向に、日本人大学院生は、もっと明確な言語的表現を用いる方向にシフトした。本研究の目的は、留学生の日本社会、とりわけ大学内での研究生活への適応に関わる諸要因について、留学生自身の要因と、彼らと直接接触する受け入れ側日本人の要因との相互作用を時間的経過の中で検討することにより、留学生の日本文化への適応に寄与する要因を抽出することである。本年度は、留学生の教育および対人関係に関する背景的価値観の多様性を捉えるため、Hofstede(1992)の文化の次元モデルをもとに質問項目を検討した。また適応尺度に関しては、上原(1992)と神谷(1997)の尺度を参考に、41項目(「学習・研究」8項目、「心身の健康」5項目、「生活」5項目、「経済状況」6項目、「日本の文化」7項目、「対人関係10項目)を設定し、属性21項目、配偶者の適応に関する31項目と合わせて質問紙調査票を作成した。質問紙は日本語・英語版、中国語版、韓国語版、スペイン語版を用意した。12月中旬に北海道大学に在籍する全留学生(595人)に対し、学内便で調査票を送付した。回答者は334人(63カ国)、回収率は56.1%であった。回答者のうち、242人が今後の追跡調査に協力を承諾し、氏名と連絡先電話番号等を記入の上返送してきた。留学生の価値観については、因子分析の結果、2要囚を抽出し、第1因子を「他者依存-自主性重視」因子、第2因子を「研究優先-個人の生活優先」因子と命名した。それぞれの因子で極端な価値観をもつ回答者の属性を見ると、国や地域、宗教、性によって特徴ある差が見られた。しかし、適応尺度とは明かな差は見られなかった。この成果は日本教育心理学会第41回大会(8月開催)で発表する予定である。

今後は、さらにデータを別な視点からの分析を試みるとともに、面接調査によって不適応状況について質的な側面から捉えていきたい。さらに日本人側の要因については、『外国人留学生受入れと教育・指導に関する意見調査』(関他1996)のデータを再分析し、留学生の価値観との関連を見ている。本研究の目的は、留学生の大学での研究生活への適応に関わる諸要因について、留学生自身の要因と、かれらと直接接触する受け入れ側日本人の要因との相互作用を、時間的経過の中で検討することにより、留学生の日本文化への適応に寄与する要因を抽出することである。本年度は、初年度12月に北海道大学に在籍する全留学生(595人)に適応尺度および価値観についての質問紙調査(回収率56.1%)で得られたデータを分析した。その結果は、8月に開かれた日本教育心理学会第41回大会で、「異文化接触による相互の意識変容に関する研究(1)-異国人留学生の教育に対する価値観の多様性と適応要因との関連-」という研究題目で発表した。また、本年度2月には、留学生の受け入れ側として重要な位置を占める大学院生に対し、日本人学生としての大学への適応と、大学教育に関する基本的な価値観について質問紙調査を行った。対象は北海道大学大学院に在籍する修士課程と博士課程の院生のうち、休学、留年などを除いた約5000名の中から、ランダムに抽出した600人とし、学内便により調査票を送付し、237人の回答(39.5%)を得た。この調査の分析の成果および、前年度の留学生のデータとの比較について、次年度9月開催予定の日本教育心理学会第42回大会で発表する予定である。本研究の目的は、留学生の大学での研究生活への適応に関わる諸要因について、留学生自身の要因と、彼らと直接接触する受け入れ側日本人の要因との相互作用を時間的経過の中で検討することにより、留学生の日本文化・社会への適応に着よする要因を抽出することにある。本年度は、昨年2月に行った日本人大学院生の大学への適応と大学教育に関する基本的な価値観についての質問紙調査で得られたデータを分析し、初年度に収集した留学生のデータと比較した。その結果を9月に開かれた日本教育心理学会第42回大会で、研究代表者の関道子が「異文化接触による相互の意識変容に関する研究(3)-日本人大学院生と外国人留学生の大学への適応と価値観の比較」、研究協力者の神谷順子が「異文化接触による相互の意識変容に関する研究(4)-日本人大学院生の異文化接触経験に関する一考察」の研究題目で発表した。適応尺度の結果では、留学生の方が、研究に対して積極的で自信を持ち、留学先での研究生活に満足していることが浮かび上がった。しかし、日本人院生が友達感覚で指導教官と接しているのに対し留学生は気軽に話しかけることに困難を示した。留学生と友人関係が持てないと答えた日本人院生が多かった。日本人院生の留学生との接触は、主として研究活動場面に限られていたが、その接触を通して、自分自身の英語力の欠如、日本語の語彙不足などに気づき、留学生の行動規範・価値観などの文化的要因の重要性を認識するようになっている。さらには、互恵的関係の構築や留学生施策への提言など、理解から影響を与えつつ共に生きるという方向への移行が見られた。本年度2月末には、韓国留学生の日本留学前と留学中の対日イメージの変化についてアンケート調査を実施し、現在回収中である。
体内埋込み型補助人工心臓による生体機能測定と人工心臓故障早期予測の基礎的研究

体内埋込み型補助人工心臓装着患者の生体機能予測として,モータ駆動型補助人工心臓からシリアル通信により送られてくるモータ回転角度およびモータ電流より人工心臓拍出流量おYび動脈圧を推定する方法を考案した.人工心臓拍出流量は,4msecごとのモータ回転角度分と血液ポンプ断面積より瞬時ポンプ拍出流量を推定し,リアルタイムで体外ホストコンピュータ画面上に再現することができた.動脈圧推定は,最高血圧の算出,平均血圧の推定,最低血圧の算出の3つのプロセスを経てコンピュータ画面へ動脈圧波形を表示する.最高血圧は,最高モータ電流にトルク係数をかけモータ発生トルクをもとめ,ボールねじの幾何学的形状よりモータ軸推力に換算し,ポンプ断面積で除することで最高血圧の算出を行った.また,平均動脈圧は,ポンプ拍動数をパラメータに,平均モータ電流との相関からもとめた.そして,最高血圧と平均血圧より最低血圧を算出し,最高血圧,最低血圧を線で結ぶことで動脈圧波形をリアルタイムで推定することができた.人工心臓故障予測では,人工心臓アクチュエータで使用されている機械部品のうち最も耐久性に不安のあるボールベアリングについて,人工心臓駆動条件とボールベアリングから発する振動の関係について検討を行った.その結果,ベアリングに拍動的に負荷をを加えると,ベアリングから発する振動のうち低周波数振動成分(100Hz)が大きくなること,拍動性負荷が大きいほど周波数中域(1.5KHz)の振動が大きくなること,ベアリング回転速度が小さいほどベアリングから発生する振動が小さくなることが分かった.体内埋込み型補助人工心臓装着患者の生体機能予測として,モータ駆動型補助人工心臓からシリアル通信により送られてくるモータ回転角度およびモータ電流より人工心臓拍出流量おYび動脈圧を推定する方法を考案した.人工心臓拍出流量は,4msecごとのモータ回転角度分と血液ポンプ断面積より瞬時ポンプ拍出流量を推定し,リアルタイムで体外ホストコンピュータ画面上に再現することができた.動脈圧推定は,最高血圧の算出,平均血圧の推定,最低血圧の算出の3つのプロセスを経てコンピュータ画面へ動脈圧波形を表示する.最高血圧は,最高モータ電流にトルク係数をかけモータ発生トルクをもとめ,ボールねじの幾何学的形状よりモータ軸推力に換算し,ポンプ断面積で除することで最高血圧の算出を行った.また,平均動脈圧は,ポンプ拍動数をパラメータに,平均モータ電流との相関からもとめた.そして,最高血圧と平均血圧より最低血圧を算出し,最高血圧,最低血圧を線で結ぶことで動脈圧波形をリアルタイムで推定することができた.人工心臓故障予測では,人工心臓アクチュエータで使用されている機械部品のうち最も耐久性に不安のあるボールベアリングについて,人工心臓駆動条件とボールベアリングから発する振動の関係について検討を行った.その結果,ベアリングに拍動的に負荷をを加えると,ベアリングから発する振動のうち低周波数振動成分(100Hz)が大きくなること,拍動性負荷が大きいほど周波数中域(1.5KHz)の振動が大きくなること,ベアリング回転速度が小さいほどベアリングから発生する振動が小さくなることが分かった.
ステロイド性薬とラジカルスカベンジャーを用いた感音難聴の新規薬物治療戦略

強大音響曝露により酸化ストレスが誘導されることと共に、蝸牛外側壁らせん靭帯線維細胞のイオン輸送関連蛋白質であるコネキシン蛋白質が減少しギャップ結合能を低下させることを見出し、さらに、これらの現象は抗酸化ストレス剤であるtempolやL-NAMEによって抑制されたことから、蝸牛外側壁の機能破綻を誘発することで音響外傷性難聴を引き起こしている可能性が示唆される。感音難聴は、酸化ストレスによるコルチ器の有毛細胞障害や外側壁の機能障害などが考えられているが、その詳細は不明な点が多く、有効な治療法は乏しいのが現状である。また、蝸牛外側壁は内リンパ液内のイオンバランスの調整に重要であり、内リンパ液内のイオンバランスが崩れることが難聴の原因となることが考えられている。外側壁にはイオンバランスを調整するために重要な蛋白質が多く存在しているが、今回、音響外傷後の外側壁においてギャップ結合蛋白質であるコネキシン26(Cx26)の発現が著明に減少するという先駆的な事実を見出した。このような研究成果に基づいて、外側壁線維細胞における聴覚障害刺激による変化を解析した。ddY系雄性マウスに8kHz octave band noise、110dBの騒音を1時間曝露し、2時間後の線維細胞よりtotal RNAを抽出後cDNAを調製し、コネキシンをコードするgap junction遺伝子(GJA1、GJB2、GJB6)の発現をリアルタイムPCR法により解析した。さらに、音響曝露各日数経過後のコネキシン(Cx26、Cx30)の発現を免疫組織化学法により検討した。また、もう一つの重要なイオン輸送関連蛋白質であるNa^+,K^+-ATPaseの活性を測定した。その結果、Cx26をコードする遺伝子であるGJB2の発現は音響曝露2時間後で発現の減少が認められたが、GJA1およびGJB6の発現に変化はなかった。また、Cx26の発現減少は音響曝露7日後まで続いており、GJB6のコードするCx30の発現減少も2日後から認められ、その減少は7日後まで続いた。さらに、Na^+,K^+-ATPaseの活性も音響曝露2時間後より低下し、その低下は7日後まで続いていた。従って、感音難聴の原因の一つにイオン輸送関連蛋白質の障害によるイオンバランスの崩壊が関与していることが推察される。感音難聴は、酸化ストレスによるコルチ器の有毛細胞障害や外側壁の機能障害などが考えられているがその詳細は不明な点が多く、有効な治療法は乏しいのが現状である。そこで、新たな治療標的として蝸牛外側壁におけるコネキシン蛋白質やNa^+,K^+-ATPaseに着目し、音響外傷性難聴に対する抗酸化剤の効果を検討した。音響曝露30分前にNOS inhibitorであるL-Nitroarginine methyl ester(L-NAME)、ラジカルスカベンジャーである4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine(Tempol)を投与し、音響曝露後の聴力を測定した。そうすると音響誘発性聴力損失は有意に抑制された。また前年度、音響外傷性感音性難聴とコネキシン蛋白質やNa^+,K^+-ATPase活性の低下による蝸牛外側壁の機能低下の関係性を明らかにしたことから、これら蛋白質への効果を検討した。その結果、両薬物とも蛋白質の減少や活性化の低下を有意に抑制した。したがって、コネキシン蛋白質の発現減少やNa^+,K^+-ATPase活性の低下にNOや活性酸素種が関与することが示唆された。さらに、音響曝露後に蝸牛各部位において脂質過酸化物の一つである4-hydroxynonenal(4-HNE)付加蛋白質の発現が有意に増加することを確認しており、4-HNE付加蛋白質の生成も両薬物の前投与によって抑制された。また、成体マウス蝸牛外側壁らせん靭帯線維細胞由来培養細胞を用いて4-HNEの直接的な影響を検討したところ、コネキシン蛋白質やNa^+,K^+-ATPaseの4-HNE付加体が多数認められ、その後コネキシン蛋白質の減少やNa^+,K^+-ATPaseの活性低下が認められたことから、感音難聴の原因の一つに酸化ストレスによるイオン輸送関連蛋白質の発現減少が関与することが推察される。
腸内環境に着目した栄養教育による肥満および心理的健康の改善効果に関する介入研究

平成30年度は、研究参加者のリクルート、腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連に関する横断調査、腸内環境の改善に着目した栄養教育の肥満および心理的健康の改善効果に関する介入研究、インタビュー調査を実施した。研究参加者のリクルートは、対人サービスや夜勤を含む交代勤務など、強いストレス環境下に置かれており、抑うつ度や自覚ストレスが高いこと、肥満を有する者の割合が高いことが指摘されている看護・介護職員、家族介護者などの医療・介護に従事する肥満女性を対象に行った。対象者数は、平成28年度に研究代表者が行った介入研究を参考に42名とした。リクルート後、研究参加者にアンケート及び採便キットを配布し、身体的指標、心理的指標に関するデータを把握し、便サンプルを回収した。便サンプルから細菌由来DNAを抽出し、16Sリボソーム遺伝子をターゲットとした次世代シークエンサーIllumina MiSeq(Illumina Inc.)によるメタゲノム解析を実施した。これらのデータを用いて、腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連を検証した。横断調査後、研究参加者42名を年齢・BMIで層別化し、無作為に、介入群(21名)と対照群(21名)割り当てた。介入群は、約2カ月間、栄養教育プログラムを受講した。インタビュー調査では、研究参加者にプログラム受講前後の食生活や健康状態について一対一でインタビューを行った。これらの調査から得られた知見について学会で報告した(日本疫学会、日本国際保健医療学会西日本地方会大会)。平成30年度は、平成29年度の産休・育休の取得に伴い生じた遅れを取り戻し、腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連に関する横断調査を実施した。また、申請時に予定していた通り、研究参加者のリクルート、栄養教育プログラムの作成を完了し、研究参加者に栄養教育プログラムを実施した。加えて、食生活や健康状態についてインタビュー調査を実施した。以上のように、本研究目的の達成に向けた準備が進んでいることから、「おおむね順調に進展している」と評価した。平成31年度には、栄養教育プログラムの受講前後で、腸内細菌叢、身体的指標、心理的指標がどの程度改善したか分析を行う。同時に、研究参加者に行ったインタビュー調査データを用いて質的分析も行い、より効果的な栄養教育プログラムの作成を目指す。また、これらの分析結果を学術論文等によって報告する予定である。平成29年度は産休・育休の取得に伴い職場を休職したため、当初予定していた腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連に関する横断調査を実施することができなかった。この横断調査は、平成30年度に介入研究(腸内環境の改善に着目した栄養教育の肥満および心理的健康の改善効果に関する介入研究)と合わせて実施する予定である。職場復帰後(平成29年度11月3月)は、平成30年度に実施予定である栄養教育プログラム(介入プログラム)で用いる教育ツールの作成、研究参加者のリクルート、関連研究および先行研究の調査、腸内細菌叢の解析について専門家との打ち合わせを行った。栄養教育プログラムは、先行研究や既存のガイドライン(日本人の食事摂取基準、食事バランスガイド、WHOのガイドラインなど)に則り、管理栄養士と医師によって繰り返し検討を重ねて作成した。介入プログラムの受講にかける時間や教育ツールの提供方法については、介入プログラムを実施する地域から集めたエキスパートパネルとディスカッションを重ねて決定した。研究参加者のリクルートは、対人サービスや夜勤を含む交代勤務など、強いストレス環境下に置かれており、抑うつ度や自覚ストレスが高いこと、肥満を有する者の割合が高いことが指摘されている看護・介護職員、家族介護者などの医療・介護に従事する女性を中心に行っている。尚、対象者数は、平成28年度に研究代表者が行ったパイロット研究を参考にして決定した。職場復帰後は、平成30年度に実施予定の栄養教育プログラム(介入プログラム)で用いる教育ツールの作成、研究参加者のリクルート、関連研究および先行研究の調査、腸内細菌叢の解析について専門家との打ち合わせを行った。以上のように、介入プログラムの準備は順調に進んでいると言えるが、腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連に関する横断調査が遅れていることから、総合的に判断して「やや遅れている」と評価した。

インタビュー調査では、研究参加者にプログラム受講前後の食生活や健康状態について一対一でインタビューを行った。これらの調査から得られた知見について学会で報告した(日本疫学会、日本国際保健医療学会西日本地方会大会)。平成30年度は、平成29年度の産休・育休の取得に伴い生じた遅れを取り戻し、腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連に関する横断調査を実施した。また、申請時に予定していた通り、研究参加者のリクルート、栄養教育プログラムの作成を完了し、研究参加者に栄養教育プログラムを実施した。加えて、食生活や健康状態についてインタビュー調査を実施した。以上のように、本研究目的の達成に向けた準備が進んでいることから、「おおむね順調に進展している」と評価した。平成30年度には腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連を横断的に検証する。続いて、肥満や心理的ストレスを有する成人女性を対象に栄養教育プログラムを実施し、腸内細菌叢組成、肥満、心理的ストレスの改善効果を検証する。栄養教育プログラム受講後には追跡調査を実施し、介入効果の持続性を評価する。平成31年度には得られたデータを解析し、論文作成や学会発表を行う。平成31年度には、栄養教育プログラムの受講前後で、腸内細菌叢、身体的指標、心理的指標がどの程度改善したか分析を行う。同時に、研究参加者に行ったインタビュー調査データを用いて質的分析も行い、より効果的な栄養教育プログラムの作成を目指す。また、これらの分析結果を学術論文等によって報告する予定である。腸内細菌叢と身体的指標および心理的指標の関連に関する横断調査に遅れが生じ、腸内細菌叢組成の検査、アンケート調査等に使用予定の委託費や消耗品費等に未使用額が生じた。次年度の横断調査及び介入研究に必要な腸内細菌叢組成の検査、アンケート調査等の委託や消耗品の購入に使用予定である。次年度使用額が生じたのは、当初の予定よりも安価に物品の購入やプログラムの作成ができたことと、本来予定していた成果発表が当該年度内に完了できなかったためである。次年度使用額の使用用途については、今年度までに得られたデータの分析及び成果発表などに使用する予定である。