hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
燐光偏光に基づく電位センサー回転運動の定量解析

電位センサードメインの状態遷移機構を調べる事を目的に、燐光色素の偏光を利用したセグメント回転の時系列観測系を構築した。燐光計測に必要な低酸素下では膜が顕著に脆弱になる事、及び、背景光の寄与を正しく見積る事が困難な事、という二つの主要な課題により、信頼性のある定量計測には至らなかった。今後、全反射照明系を用いて背景光を低減させる、より明るい燐光色素や特異性の高いラベル手法を用いる事で対処できる可能性がある。研究最終年度には、環境応答性の非天然アミノ酸を用いて、電位センサーがグローバルな構造変化を行うことを示した。また、電位センサーの二価カチオン透過性に関する諸性質を明らかにした。時間分解レーザー燐光偏光計測装置の構築、及び、データ解析プログラムの開発を行った。光源にはパルスYAGレーザーを用いた。パワーアッテネータ用の偏光子、ファイバー、投影レンズを介して、倒立顕微鏡の背面ポートに入射させた。偏光子を通して線偏光状態とした後、ダイクロイックミラーを介して対物レンズに入射させる。燐光は同じ対物レンズを通して集め、干渉フィルターと結像レンズ、角度検出の為の偏光子を介して時間ゲート付の光電子増倍管(浜松フォトニクス)に入射させた。市販の電動回転ステージ(シグマ光機)と独自に設計したマウント部品を用いて、偏光子の回転機構を組み込んだ。十分なりん光・遅延蛍光シグナルを得るために、低酸素状態で膜電位固定実験を行う必要がある。アクリル製の特殊なサンプルチャンバーを自作し、電極、溶存酸素プローブ用に小さな孔を3つあけ、窒素で飽和するためのチューブを備えた。低酸素状態は、glucose, glucose oxidase, catalaseを用いた化学法により実現する。この条件で20-30分間の計測が可能な事が確認できた。酸素濃度は、ファイバー酸素センサプローブ(Ocean Optics)を用いて径時的にモニターする系を構築した。光電子増倍管からの出力電流の記録と、偏光子の回転、光電子増倍管のゲート信号、励起パルス、膜電位のコマンド制御を同時に行うためのシステムを構築した。ある時刻における燐光の角度依存性を元に、三角関数によるフィッティングを行い、モーメントの角度を自動的に算出するソフトウェアを開発した。以上の方法で、10マイクロ秒の時間分解能、4度の角度分解能で、数ミリ秒間にわたって標識領域の回転を定量的に追跡できる装置を構築できた。電位センサーの状態遷移機構に関して、「S4のみが局所的な構造変化を引き起こす」のか、あるいは「センサー全体がよりグローバルな構造変化を引き起こす」という相対するモデルが提唱されている。これはS4の回転運動と同様に本質的な問題として捉えられている。2013年に我々が発表した結果は、電位センサーN末に繋いだ蛋白質の光学レポータから状態遷移に付随する光学信号を検出したもので、後者を支持していた。これに対して2014年にPerozoのグループから発表された電位センサードメイン変異体の結晶構造比較の結果(Li et al., Nat. Struct Mol Biol. 2014)は後者を支持していた。ただし、これらの計測では、蛋白質レポータが電位センサーの機能を干渉する可能性や、非生理的な結晶化条件がもたらす影響が必ずしも明らかではなかった。本研究において、平成27年度には環境応答性の非天然蛍光アミノ酸レポータをアンバーサプレッションコドンを用いて電位センサーの各部位に導入し、膜電位固定実験と組み合わせ、状態遷移時の蛍光変化をミリ秒の時間分解能で光学計測した。その結果、S1等などにおける結晶構造比較では静的であると考えられる残基からもロバストは信号が発生する事を明らかにした。即ち、本研究の結果は、状態遷移はS1を含むよりグローバルな構造変化を伴うとする概念を支持するものであった。平成26年度中に構築した時間分解レーザー燐光偏光を膜電位と時間の関数として測る装置を用い、Xenopus Oocyteの発現系で予備計測を行った結果、次のような問題点が明らかとなった。(1)燐光計測のために溶存酸素を低下させる必要がある一方で、長時間の繰り返し計測により微弱な燐光光を積算する必要がある。低酸素下でのXenopus Oocyteの長期間の膜電位固定実験の報告はこれまで殆どなかったが、多くの細胞で時間とともにリーク電流が増え、膜がダメージを受ける事が解った。(2)Eosin-Maleimideで電位センサードメインのシステイン残基をラベルする場合、無視出来ない非特異的吸着が発生した。これは、燐光信号のベースラインとなり回転運動を定量的に評価する事を難しくする。その後、画像解析による検討の結果、非特異的吸着の約7割以上は、ビテリン膜との結合であり、細胞膜脂質や膜たんぱく質との結合では無い事が解った。ビテリン膜の除去は原理的には可能であるものの、前述の低酸素下における膜の健常性をさらに悪化させた。このような理由の為、本計測は状態の良い細胞を用いて細心の注意を払って計測を行っていく必要があり、結果を急ぐべきではないと考えられた。回転運動に関しては、当初考えていたようなスピードでデータが得られなかったが、前述のように、状態遷移機構に関して、当該分野において重要な結果が得られた。これらを総合して、「おおむね順調」とした。

燐光計測に必要な低酸素下では膜が顕著に脆弱になる事、及び、背景光の寄与を正しく見積る事が困難な事、という二つの主要な課題により、信頼性のある定量計測には至らなかった。今後、全反射照明系を用いて背景光を低減させる、より明るい燐光色素や特異性の高いラベル手法を用いる事で対処できる可能性がある。研究最終年度には、環境応答性の非天然アミノ酸を用いて、電位センサーがグローバルな構造変化を行うことを示した。また、電位センサーの二価カチオン透過性に関する諸性質を明らかにした。平成26年度中に予定していた、時間分解レーザー燐光偏光計測装置の構築、及び、データ解析プログラムの開発をおおむね、行う事が出来たため。本年度(平成27年度)に得られた環境応答性の非天然蛍光アミノ酸レポータの結果を基礎に、再現性の確認、電位依存性の詳細な解析、既に発表されている結晶構造との対比を行いつつ、論文として発表するための量と質を持ったデータを蓄積する。燐光偏光の計測実験に関しては、本年度に得られた問題点に十分に留意しつつ基礎実験を継続する。また、新たに、電位センサー分子のS4セグメントを金ナノ粒子で標識し、一分子散乱を計測する事によりS4の運動を検出するための実験系の構築にも取り組む。生理学単量体で動作し、極めて安定的な発現が可能な事が分っている電位依存性フォスファターセの電位センサードメインに対して、二つの方法で、エオシンをラベルする。一つは、システインの点変異を導入し、Eosin-maleimideを用いてシステインのチオール基を修飾する方法である。これは細胞外からアクセス可能な、任意の箇所において行う事が出来る。もう一つは、HaloTagドメインをS1のN末側、もしくはS4のC末側に配置し、Eosin-HaloTagリガンドを用いて特異的に共有結合ラベルを行う方法である。この方法は、細胞内領域の特異的ラベルを可能にし、システインを用いる方法と相補的である。状態遷移を示さない事が既に分っている変異体を用いて計測系のチェックを行い、モーメントの角度がドリフトしない事を確認する。また、アフリカツメガエルの細胞膜は滑らかな膜ではなく、実際には入り組んだ構造をしていて、理想的な二次元膜ではない事が知られている。これによってモーメントの角度決定を困難にしてしまう可能性がある。その場合には、光全反射照明となるように光学系を追加し、ガラス基板と接している領域のみからのりん光・遅延蛍光を計測することで対処する。既存の研究機器・試薬を一部、今回の研究に使用できるようになった為、次年度使用額が生じた。他の実験に使っていた機器を一部、今回の研究に流用できるようになったため、未使用額が生じた。金ナノ粒子で標識した電位センサー蛋白質からの散乱光を、膜電位固定実験と組み合わせて高感度に時間計測する実験を行う。このための光学部品の購入費などに充てる。非天然アミノ酸の導入を検討する為に新たに試薬類を物品費で購入する予定である。また、燐光計測ではバックグランウド信号により回転運動の過小評価が起きる可能性がある。これを克服するために、平成27年度、一分子計測の観察系を構築するための光源や光学部品の購入費に充てることも検討している。
婦人科癌の血管新生過程におけるアミノペプチダーゼの関与と遺伝子治療への応用

In vitroにおいては、子宮体癌細胞株(HEC-1A)にA-LAPを遺伝子導入した細胞株HEC-1A-A-LAPでは親株に比較し、アンジオテンシンIIによるVEGFの分泌促進は完全に抑制された。また、アンジオテンシンII(10-8M)を添加した親株とHEC-1A-A-LAPの培養液を血管内皮細胞(HUVEC)に添加し、遊走能の変化を検討したところ親株の培養液では遊走能が約2倍に増加したのに対して、HEC-1A-A-LAPの培養液では遊走能に変化を与えなかった。親株の遊走能の促進はVEGFの中和抗体により完全に抑制された。以上の結果から、アンジオテンシンIIは子宮体癌細胞のVEGF分泌を促進し、血管内皮細胞の遊走能を促進した。次に、実験動物を用いて、腫瘍増殖におけるA-LAPの機能を検討する目的でHEC-1Aの親株とHEC-1A-A-LAPをヌードマウスに皮下移植し、腫瘍増殖の変化及び腫瘍組織の病理学的検討を行った。腫瘍増殖能は両群間に有為な差を認めなかった。腫瘍を摘出し、VEGF及び血管内皮細胞のマーカーであるCD31の免疫組織染色を行ったところ、HEC-1A-A-LAPの腫瘍組織ではVEGF、CD31発現はともに親株に比較し著明に減少していた。つまり、HEC-1A-A-LAP細胞はin vivoにおいても腫瘍増殖には影響しなかったが、血管新生が抑制された。子宮体癌患者94例よりインフォームドコンセントを得た上で、アンジオテンシンII、A-LAPの免疫組織染色を行い、発現強度別に無病生存率をKaplan-Meier法にて比較検討した結果、アンジオテンシンIIは強発現ほど予後不良であり、逆にA-LAPは強発現ほど予後良好であることがわかった。以上の結果から子宮体癌において局所のレニンアンギオテンシン系が腫瘍の進展に密接に関与していることが示唆された。婦人科癌(子宮体癌、子宮頚癌、卵巣癌)の血管新生におけるアンジオテンシンIIおよび、その分解をするアミノペブチダーゼであるA-LAP, AP-Aの関与をしらべるため、はじめに、それぞれの組織におけるアンジオテンシンII、アンジオテンシンIIレセブター、A-LAP、AP-Aの免疫組織染色を行い、その発現を確認した。子宮体癌細胞株、子宮頚癌細胞株、卵巣癌細胞株に対して、アンジオテンシンIIを各種濃度及び時間で添加してVEGFの分泌の変化をESISA法にて測定したところ、子宮体癌細胞株(HEC-1A)においては、コントロールに対して、アンジオテンシンII(10-8M)48時間の刺激で2.2倍のVEGFの分泌を認めた。また、ウエスタンプロット法により、細胞内でのVEGFの合成も約2倍に促進されていることを確認した。そしてこれは、アンジオテンシンIIType1レセブターのアンタゴニストであるカンデサルタンにてほぼ完全にブロックされた。さらに、子宮体癌細胞株(HEC-1A)においてアンジオテンシンIIを添加した培養液を血管内皮細胞(HUVEC)に添加し細胞増殖および浸潤能に与える影響を観察したところ、細胞増殖は有意な変化は認めなかったが、浸潤能が有意に促進された。そしてVEGFの中和抗体により、この浸潤能の促進は抑制されたことから、アンジオテンシンIIにより、誘導された、VEGFにより、HUVECの浸潤能が促進することが示された。さらに、A-LAP, AP-Aの関与をしらべるため子宮体癌細胞株、子宮頚癌細胞株、卵巣癌細胞株に対してA-LAP、AP-Aの遺伝子導入株の作成を行い、子宮体癌細胞株(HEC-1A)において蛋白レベルでWild Typeの約10倍のA-LAP発現を認める細胞株の樹立に成功した。"子宮体癌細胞株(HEC-1A)にA-LAPを遺伝子導入した細胞株HEC-1A-A-LAPを作製した。HEC-1A-A-LAPは親株に比較し、細胞内のA-LAP発現は約5倍に増加しており、また、培養液中のA-LAPも増加していた。アンジオテンシンIIを添加したところ、親株ではアンジオテンシンII(10-8M)でVEGFの分泌が約2.2倍に増加したのに対し,HEC-1A-A-LAPではアンジオテンシンIIによるVEGFの分泌促進は完全に抑制された。A-LAP遺伝子導入細胞では、A-LAPがアンジオテンシンIIを分解することにより、アンジオテンシンII添加によるVEGF発現の促進が認められず、血管内皮細胞の遊走能の促進も認めなかった。

腫瘍を摘出し、VEGF及び血管内皮細胞のマーカーであるCD31の免疫組織染色を行ったところ、HEC-1A-A-LAPの腫瘍組織ではVEGF、CD31発現はともに親株に比較し著明に減少していた。つまり、HEC-1A-A-LAP細胞はin vivoにおいても腫瘍増殖には影響しなかったが、血管新生が抑制された。In vitroにおいては、子宮体癌細胞株(HEC-1A)にA-LAPを遺伝子導入した細胞株HEC-1A-A-LAPでは親株に比較し、アンジオテンシンIIによるVEGFの分泌促進は完全に抑制された。また、アンジオテンシンII(10-8M)を添加した親株とHEC-1A-A-LAPの培養液を血管内皮細胞(HUVEC)に添加し、遊走能の変化を検討したところ親株の培養液では遊走能が約2倍に増加したのに対して、HEC-1A-A-LAPの培養液では遊走能に変化を与えなかった。親株の遊走能の促進はVEGFの中和抗体により完全に抑制された。以上の結果から、アンジオテンシンIIは子宮体癌細胞のVEGF分泌を促進し、血管内皮細胞の遊走能を促進した。次に、実験動物を用いて、腫瘍増殖におけるA-LAPの機能を検討する目的でHEC-1Aの親株とHEC-1A-A-LAPをヌードマウスに皮下移植し、腫瘍増殖の変化及び腫瘍組織の病理学的検討を行った。腫瘍増殖能は両群間に有為な差を認めなかった。子宮体癌患者94例よりインフォームドコンセントを得た上で、アンジオテンシンII、A-LAPの免疫組織染色を行い、発現強度別に無病生存率をKaplan-Meier法にて比較検討した結果、アンジオテンシンIIは強発現ほど予後不良であり、逆にA-LAPは強発現ほど予後良好であることがわかった。以上の結果から子宮体癌において局所のレニンアンギオテンシン系が腫瘍の進展に密接に関与していることが示唆された。
介護保険補完システムの構築に関する理論的・実証的研究

兵庫県内の40歳以上3000名に対して介護と地域社会に関するアンケート調査を実施し、その結果の分析を通じて、地域コミュニティを基盤にしたさまざまなシステムが、施設介護の利用意向を低めることなどを通じて、介護保険を補完する可能性があることを明らかにした。そして、どのようなシステムがそのような「介護保険補完システム」としての可能性があるかどうかを、理論的に考察するとともに、具体的事例やさまざまなデータから実証的に検討を加えた。1.「地域社会と介護に関するアンケート」を実施した。調査は、住民基本台帳より層化二段階無作為抽出された兵庫県内の男女3000名を対象に、郵送調査法による質問紙調査として実施された。有効回収率は51.5%である。本調査は地域社会における諸活動や諸システムと介護保険制度との間の補完的な関係を記述・実証するための基礎データとして実施された。従来、介護および地域活動等に関する個別の調査は実施されてきたが、両者を明示的に問題設定した単一の調査はほとんど実施されておらず、その意味で貴重なデータが得られた。初年度の基礎的な分析においても、在宅介護か施設介護かに関する介護志向について、地域における自治会活動や高齢者見守り活動等の展開状況との関連が見られるなど、介護保険補完システムの可能性につながる結果が得られた。今後、調査結果の報告書を作成するともに、介護保険と地域社会との関係についてさらに分析をすすめる。2.理論的検討においては、介護保険補完システムについての基本類型の整理を試みた。さらに、個別システム分析の成果と合わせながら、基本類型を洗練させる。3.個別システム分析においては、(1)兵庫県における高齢者見守りシステムの現状と課題ならびに介護保険補完システムとしての可能性について、市町別データ分析を軸に明らかにした。(2)ドイツにおける介護と地域の関係について、文献調査と現地調査を行った。(3)中高年世代の地域活動の状況について、兵庫県において実施された調査データを基に分析を行なった。(4)対人関係についての自己効力感(対人スキル)について、兵庫県高齢者生きがい創造協会の実施したパネル調査のデータを分析し、高齢者大学に所属する高齢者と一般在宅高齢者のいずれにおいても有意な得点の上昇がみられた。今後、継続的な変化をとらえると共に、関連要因も含めて検討する。1.前年度に実施した「地域社会と介護に関するアンケート」の調査結果について、引き続き分析を進めていった。在宅介護か施設介護かに関する将来の介護志向について、年代別に分析を行い、いずれの世代においても地域組織や見守り活動等展開、自治体の福祉への積極性が在宅志向と有意に関連があることが明らかになった。この成果は、地域諸活動の介護保険補完システムとしての効果の実証的な成果と位置付けられ、さらに詳細な分析と検討を進める。2.理論的成果としては、介護保険補完システムについて基本類型をさらに洗練させることを試み、具体的システム分類の視点からではなく、介護保険制度とシステムとの「関係」をメルクマールに整理しなおすことで、一般化を試みた。さらに、個別システム分析の成果と合わせながら、総合的で政策提言に役立つ形で類型化を進めていく。3.個別システム分析においては、(1)兵庫県における保険者別データによるクラスター分析をおこない、兵庫県内の介護保険者の類型化を試みた。これにより、同様の都市度の地域でも多様な介護保険類型が展開されていることが確認されるとともに、他方地理的要因の関連可能性が確認された。(2)三田市で2006年に実施した調査データのコンジョイント分析のモデルを改良し、家族介護の金銭的評価を測定した。(3)介護労働者を対象に実施した調査の経年比較を通じて介護労働市場の変化について分析を行い、人材確保の観点からの持続可能性の方向性を明らかにした。(4)シルバーハウジングにおける認知症住民への対応などから、介護保険との補完的関係を明らかにした。(5)ドイツにおける介護と地域の関係について、文献調査と現地調査を行った。(6)兵庫県生きがい創造協会の実施したパネル調査のデータを分析し、社会参加活動の補完システム的効果について明らかにした。1. 20年度に実施した「介護および地域社会に関するアンケート」の調査結果について、引き続き分析を進めるとともに、分析結果をもとに調査報告書を取りまとめた。分析結果では、性別、年代、所得階級、住宅状況、家族状況といった要因が、介護意向や介護保険料とサービス水準に関する意識にも影響を及ぼしていることが明らかとなった。また、地域活動の展開と介護意向の関連についての分析を引き続きすすめ、査読論文にまとめることができた。これらの成果は、介護保険補完システムの必要性とその構築上の必要条件等についての実証的な成果と位置付けられ、今後の研究展開上重要な起点となりうるものと考えられる。2.理論的成果としては、介護保険補完システムの基本類型をさらに洗練させることを試み、介護保険制度とシステムとの「関係」をメルクマールに、「代替」「補充」「予防」「統御」の4つに整理しなおすことで、一般化を試みた。これらは補完システムの機能の4側面として応用可能であり、政策提言と個別システム分析に重要な視点を提供しうる成果が得られた。

3.個別システム分析においては、(1)兵庫県における保険者別データによるクラスター分析による介護保険の類型化を行い、その成果を踏まえた介護保障体制のあり方について提言を行った。(2)阪神淡路大震災の被災地における老人クラブの状況について、調査データを分析し、介護保険補完システムの具体的展開としての地域組織の現状と課題を検討した。(3)ドイツにおける介護と地域の関係について、文献調査と現地調査を行った。(4)ドイツにおける基礎保障制度の現状について調査し、基礎保障制度における介護保険補完システムの要因について検討した。
アルケン類に対する触媒的不斉窒素官能基化反応の開発

我々の研究グループでは分子状酸素を酸化剤とし、通常酸素酸化反応が困難とされているα、β-不飽和カルボン酸誘導体に対して触媒量のビス(ビバロイルメタナト)マンガン錯体存在下、2-プロパノール溶媒中フェニルシランを還元剤とし、不斉補助基を用いることにより高ジアステレオ選択的に対応するヒドロキシル体が得られることをすでに報告した。さらにキラルな錯体触媒とモノアルコキシフェニルシランを用い、様々な金属錯体触媒で検討を行ったところ、収率50%、不斉収率27%で対応するα-ヒドロキシルエステル誘導体を得た。今回、本反応をさらに高効率的なエナンチオ選択的な反応に展開できると考え研究に着手した。その結果、用いる錯体触媒の合成過程において塩基をナトリウムメトキシドからトリエチルアミンにすることで、より純度の高い錯体合成を可能とした。サイクリックボルタンメトリーを用いて錯体の酸化電位を測定することで適切な配位子の設計を行い、ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)エチレンジアミンを有する光学活性ケトイミナトコバルト錯体を用いて、エナンチオ選択的に化合物が得られることを見出した。また、還元剤、反応条件を検討することで、還元剤に2-プロパノール、共溶媒に加キシレンを用いることで不斉収率が28% eeまで向上した。我々の研究グループでは分子状酸素を酸化剤とし、通常酸素酸化反応が困難とされているα、β-不飽和カルボン酸誘導体に対して触媒量のビス(ピバロイルメタナト)マンガン錯体存在下、2-プロパノール溶媒中フェニルシランを還元剤として用いることにより位置選択的なヒドロキシル化反応が高収率で進行し、さらに不斉補助基を用いることにより高ジアステレオ選択的に対応するヒドロキシル体が得られることをすでに報告した。今回、キラルな錯体触媒を用いることによりこの反応を触媒的かつエナンチオ選択的な反応に展開できると考え研究に着手した。まず本反応を詳細に解析した結果、フェニルシランと2-プロパノールがビス(ピバロイルメタナト)マンガン錯体存在下において脱水素反応を起こし、イソプロピルオキシフェニルシランが生成していることが確認され、これが真の還元活性種であることがわかった。これまでにモノアルコキシフェニルシランの効率的な合成法は報告例がなかったため種々検討を行ったところ、ビス(ヘキサフルオロアセチルアセトナト)銅(II)錯体を触媒量用いることにより高収率でモノアルコキシフェニルシランを合成することに成功した。このモノアルコキシフェニルシランを用い、様々な金属錯体触媒で検討を行ったところ、不斉ジアミン部位に1,2-ジフェニルジアミン、側鎖部シクロオクチルエステル基を有するケトイミナト型錯体において収率50%、不斉収率27%で対応するα-ヒドロキシルエステル誘導体を得た。
二元系アモルファス半導体薄膜作製のためのラジカルビームCVD装置の開発

光学バンドギャップが大きく光電導率の高いアモルファス炭化シリコン薄膜の作製法として、メタンとシランガスを別々のプラズマ室に導入して分解する分離励起型プラズマCVD法を提案し、その有用性について研究を行ってきた。本研究ではさらに発展させた方法として、プラズマ室先端にキャピラリーを設置することによりラジカルを膜成長表面上へ選択的にかつ方向性を揃えて導入することができるラジカルビームCVD法を考案した。この方法は、分離励起型プラズマCVD法に比べ膜堆積速度が1桁以上速い。また従来のプラズマCVD法により作製された膜に比べ、光学バンドギャップが2.9eVと大きい膜が得られた。光学バンドギャップが2.5eVから2.9eVの膜の光電導率は、従来法による膜の値より2桁程度大きい。しかし、光電導度の暗電導度に対する比(感度)は数十程度と小さい。これは、暗電導率が従来法の値に比べて3桁程度大きくなっているためである。この原因は、膜中の水素含有量が多く、多くのボイドが存在するためと考えられ、水素含有量を低減する方法を併用する必要がある。キャピラリを用いることによりプラズマ室と堆積室との間に圧力差を設けたが、その圧力差は十分ではなく、メタン側プラズマ室にシランガスが堆積室より逆流し完全な分離ができていない。またキャピラリアの穴の大きさによっては、アモルファスの膜が堆積するのではなく、微粒子が堆積する場合がある。そのため、膜作製に適したキャピラリの穴の大きさおよび穴の数(開孔率)の最適値を求める必要がある。また、本研究において計画していたラジカルの測定も併せて行っていかなければならない。
セルロースナノファイバー塗工法による脆弱化した酸性紙資料の大量強化処理の開発

セルロースナノファイバーなどの微細セルロースファイバー(FCF)塗布による強化処理では、研究代表者である国立民族学博物館の園田直子、東京農工大学の岡山隆之(研究分担者)、前高知県立紙産業技術センター所長の関正純(研究協力者)が、適宜、FCFの調製条件や塗布条件を精査し、研究計画の遂行を促進した。経年劣化紙の強度向上処理に適したFCFの製造開発は、水中カウンタ・コリジョン装置(研究協力者の殿山真央が所属する高知県立紙産業技術センター既存設備)を用いて、東京農工大学研究分担者チームの岡山および小瀬亮太を中心に進めた。FCF塗布実験は、東京農工大学研究分担者チームおよび当該研究室に所属する学生1名が担当した。FCF塗布実験は、劣化紙資料をドライ・アンモニア・酸化エチレン法またはブックキーパー法によって脱酸性化処理後、水で湿潤させた紙表面にFCF懸濁液を塗工し、真空乾燥する手法を検討した。また、FCF塗布による劣化紙の強化処理の実用化には、大量強化処理に向けて工程のシステム化、特に連続的で均質なFCF塗布を実施できる工程の設計が重要となる。そこで、紙を湿潤状態にした後、小型サイズプレスを用いて、2ロールサイズプレス方式によって紙の両面に均一なFCF塗液膜を作成する手法を検討した。開発された手法が文書資料等の文化財に安全に適用できるかの検証に関しては、FCF塗工後の紙表面の状態を三次元画像データにより確認する手法を国立民族学博物館の末森薫(研究分担者)が検討した。園田と同館の日髙真吾(研究分担者)は保存環境の調査をおこなった。FCF塗布実験においては、脆弱化した劣化紙資料をドライ・アンモニア・酸化エチレン法またはブックキーパー法によって脱酸性化処理後、水で湿潤させてからFCF懸濁液を紙表面に塗工し、真空乾燥する手法を検討した。FCF塗工後の紙資料の強度、とくに紙の引裂強さとゼロスパン引張強さの向上、ならびに耐折強さの低下抑制効果が確認された。塗工後に40°Cで真空乾燥処理を施すと、60°C真空乾燥や80°C回転乾燥にくらべて、紙の引裂強さの向上が顕著であった。また、加速劣化試験によってもFCF塗工による劣化抑制効果が示された。紙資料の強化および劣化抑制効果は、靱皮繊維、機械パルプ、針葉樹亜硫酸パルプなど異なる繊維組成を有する内外の酸性紙で確認された。FCF塗布による劣化紙の強化処理の実用化に関しては、小型サイズプレスを設計し、そのプロトタイプが年度内に完成した(東京農工大学に設置)。強化・劣化抑制効果を得る適切な塗工量を、ばらつきなく塗工するにあたっては、今後、コーティングロッド(ワイヤーバー)の種類、コーティング速度、2本のコーティングロールの間隙、CNF塗工液の濃度など塗工条件の最適化を図るための条件設定が必要である。FCF塗工後の紙表面の状態を三次元画像データにより確認したところ、FCFの繊維を画像として捉えることはできなかったが、断面画像の比較によりFCF塗工によって紙の厚みが均一となり、古紙の表面が平滑になっている状況を確認した。保存箱内、棚の中、部屋、それぞれにおける温度湿度をモニタリングすることで、外部の温度湿度の変動がどの程度、棚および保存箱の中で緩衝されるのか、継続的にデータを蓄積した。本研究代表者らは、劣化した酸性紙資料の強化処理と同時に、劣化抑制効果を付与することを目的として、自然劣化した酸性紙にドライ・アンモニア・酸化エチレン(DAE)処理またはブックキーパー(BK)処理のいずれかの脱酸性化処理を施した後、湿潤処理の上、FCFコーティングによる強化処理を行う手法を検討したところ、引裂強さおよび引張強さの向上効果だけでなく劣化抑制効果が示された。実用化に当たってはFCF塗工後の乾燥処理を常温付近で実施することが不可欠であり、乾燥方法、乾燥温度および乾燥時間について検討したところ、約40°Cの真空乾燥処理が適していた。また、劣化紙のFCFコーティングを実用化することを目的として、連続的なコーティングを可能にする小型サイズプレスを試作した(昨年度、東京農工大学に導入済)。今後は、試作した小型サイズプレスを用いてFCFをより効果的に塗工する手法を技術的に確立する。コーティングロッド(ワイヤーバー)の種類、コーティング速度、2本のコーティングロールの間隙、CNF塗工液の濃度など塗工条件の最適化を図り、安定したFCF塗工量コントロールを可能にする塗膜形成法を確立する。加えて、ボール衝突タイプチャンバー(東京農工大学に導入予定。既存設備のチャンバーを交換、改良する。)を取り付けた水中カウンターコリジョン装置を用いて、パルプ繊維の粉砕条件の異なるFCFを調製して材料面からも最適化を図る。これまで検討したコーティングロッドを用いた手塗り塗工による試験結果と比較しながら、小型サイズプレスを用いたFCF塗工の品質を最適にコントロールすることによって実用化に向けた大量強化処理法の確立を図る。あわせて、開発された手法が文書資料等の文化財に安全に適用できるかの検証をかさねるとともに、保存環境調査を継続する。

経年劣化紙の強度向上処理に適したFCFの製造開発は、水中カウンタ・コリジョン装置(研究協力者の殿山真央が所属する高知県立紙産業技術センター既存設備)を用いて、東京農工大学研究分担者チームの岡山および小瀬亮太を中心に進めた。FCF塗布実験は、東京農工大学研究分担者チームおよび当該研究室に所属する学生1名が担当した。FCF塗布実験は、劣化紙資料をドライ・アンモニア・酸化エチレン法またはブックキーパー法によって脱酸性化処理後、水で湿潤させた紙表面にFCF懸濁液を塗工し、真空乾燥する手法を検討した。また、FCF塗布による劣化紙の強化処理の実用化には、大量強化処理に向けて工程のシステム化、特に連続的で均質なFCF塗布を実施できる工程の設計が重要となる。そこで、紙を湿潤状態にした後、小型サイズプレスを用いて、2ロールサイズプレス方式によって紙の両面に均一なFCF塗液膜を作成する手法を検討した。開発された手法が文書資料等の文化財に安全に適用できるかの検証に関しては、FCF塗工後の紙表面の状態を三次元画像データにより確認する手法を国立民族学博物館の末森薫(研究分担者)が検討した。園田と同館の日髙真吾(研究分担者)は保存環境の調査をおこなった。FCF塗布実験においては、脆弱化した劣化紙資料をドライ・アンモニア・酸化エチレン法またはブックキーパー法によって脱酸性化処理後、水で湿潤させてからFCF懸濁液を紙表面に塗工し、真空乾燥する手法を検討した。FCF塗工後の紙資料の強度、とくに紙の引裂強さとゼロスパン引張強さの向上、ならびに耐折強さの低下抑制効果が確認された。塗工後に40°Cで真空乾燥処理を施すと、60°C真空乾燥や80°C回転乾燥にくらべて、紙の引裂強さの向上が顕著であった。また、加速劣化試験によってもFCF塗工による劣化抑制効果が示された。紙資料の強化および劣化抑制効果は、靱皮繊維、機械パルプ、針葉樹亜硫酸パルプなど異なる繊維組成を有する内外の酸性紙で確認された。FCF塗布による劣化紙の強化処理の実用化に関しては、小型サイズプレスを設計し、そのプロトタイプが年度内に完成した(東京農工大学に設置)。強化・劣化抑制効果を得る適切な塗工量を、ばらつきなく塗工するにあたっては、今後、コーティングロッド(ワイヤーバー)の種類、コーティング速度、2本のコーティングロールの間隙、CNF塗工液の濃度など塗工条件の最適化を図るための条件設定が必要である。FCF塗工後の紙表面の状態を三次元画像データにより確認したところ、FCFの繊維を画像として捉えることはできなかったが、断面画像の比較によりFCF塗工によって紙の厚みが均一となり、古紙の表面が平滑になっている状況を確認した。保存箱内、棚の中、部屋、それぞれにおける温度湿度をモニタリングすることで、外部の温度湿度の変動がどの程度、棚および保存箱の中で緩衝されるのか、継続的にデータを蓄積した。本研究代表者らは、劣化した酸性紙資料の強化処理と同時に、劣化抑制効果を付与することを目的として、自然劣化した酸性紙にドライ・アンモニア・酸化エチレン(DAE)処理またはブックキーパー(BK)処理のいずれかの脱酸性化処理を施した後、湿潤処理の上、FCFコーティングによる強化処理を行う手法を検討したところ、引裂強さおよび引張強さの向上効果だけでなく劣化抑制効果が示された。
神経障害性疼痛により後根神経節において発現変化を受ける遺伝子群の検索

一次知覚神経が傷害されることによって起こる神経障害性疼痛のモデルとして、障害部位の違う3種類のモデルを作成した。実験動物はラットを用いた。後根神経節よりもすぐ遠位で神経を結紮するモデル(いわゆるChungのモデル)、椎間孔にステンレスロッドを挿入し後根神経節を直接圧迫するモデル(Hu&Xingのモデル)および後根神経節よりもすぐ近位で神経を結紮するモデルの3種類であった。またそれぞれの神経障害性疼痛モデルに対応するSham手術群を作成した。それらのラットに対し行動学的検査を行うと、3種類の神経障害性疼痛モデルはいずれも、von Frey刺激毛による機械的刺激に対しても、熱刺激に対しても、処置後過敏な状態となっていた。それに対しSham手術群では変化はなかった。障害神経の後根神経節を摘出してRNAを抽出し、RT-PCR法により遺伝子発現変化を検索した。Chungのモデルで後根神経節において発現の増加が報告されているCaチャンネルα2δサブユニットおよびNaチャンネルαサブユニットのひとつであるtypeIIIに関しては、我々の結果においてもChungのモデルでは著明な発現の増加が確認されたが、後根神経節圧迫モデルや後根神経節よりも近位での結紮モデルでは変化がなかった。一方、末梢神経切断により後根神経節において発現の現象が報告されているNaチャンネルαサブユニットのひとつであるSNSおよびNaNに関しては、Chungのモデルでは報告と同様に著明な発現の減少を認め、また後根神経節圧迫モデルや後根神経節よりも近位での結紮モデルでも発現が減少する傾向がみられた。
中枢性カンナビノイド受容体の内因性リガンド(アナンダミド)の代謝

マリファナの有効成分のカンナビノイドに対する特異的受容体が中枢神経系に存在することがわかっていたが、この受容体の内因性リガンドとしてアナンダミド(アラキドニルエタノールアミド)が脳から単離され、種々のマリファナ様薬理活性を有することが報告されている。アナンダミドはアラキドン酸とエタノールアミンに加水分解されて不活化されるので、この反応に関与するアミド加水分解酵素が注目されている。我々はブタ脳のミクロソーム画分から部分精製した酵素標品を用いて、この酵素がアナンダミド加水分解反応のみならず、その逆反応であるアラキドン酸とエタノールアミンの脱水縮合によるアナンダミドの生成を触媒することを示唆した。そこで、両方向の酵素反応を測定することにより、ラットにおけるこの酵素の臓器分布を調べた。種々の臓器から得たホモジネートを比較すると、肝臓に圧倒的に強いアナンダミド加水分解酵素活性と合成酵素活性が認められた。次いで、脳、精巣、耳下腺などに強い活性が見られた。多くの臓器では、二つの活性は同程度の値を示したが、小腸では合成酵素活性が加水分解酵素活性よりも5倍程度強いことがわかった。しかしながら、小腸ホモジネートののからアセトンで抽出される種々の脂質が、加水分解酵素活性をより強く阻害することを見出したので、アセトンで脱脂したホモジネートを用いてあらためて酵素活性を測定すると、小腸には肝臓に次いで高い加水分解酵素活性が認められた。また、アナンダミドを加水分解することが報告されている脂肪酸アミド加水分解酵素のmRNAの臓器分布をノザンブロッティングで調べると、小腸では肝臓に次いで高い含量を認めた。アナンダミドが眼圧を低下させる知見に基づいて、ブタ眼組織における加水分解酵素活性の分布についても調べたところ、網膜、脈絡膜、虹彩、涙腺、視神経に、脳に匹敵する強さの活性が認められた。
暗号アルゴリズムのハードウェア実装およびプロトコルの形式検証の研究

暗号をはじめとするセキュリティ技術は、アルゴリズム・実装・プロトコル・応用からなるが、安全性の確保が重要な課題となる。しかしながら、安全性のチェックには人手が必要であり、正確な評価がしにくい面がある。そこで、論理学的手法を用いて形式的に安全性を評価することを目指す。従来、暗号プロトコルについてはかなりの研究が進んでいるが、アルゴリズムや実装、および応用については不十分であった。そこでここでは論理学、特にModal Logicを用いたモデルリングを行う。Modal Logicは攻撃を定式化すに役立つもので、楕円曲線暗号の解読、コンピュータウィルスをはじめとするマルウェアのアタックの解析、防御に適用していく。実質研究期間は半年であったが、今年度は、昨年度実施したマルウェアに関する不正ソフトウェアや対策システムのフォーマルメソッドによる定式化をさらに一般化し、評価及び改良を行った。これにより、従来人手で行っていた多くのセキュリティシステムの安全性チェックのかなりの部分を改良できた。具体的には、前年度までに行ったマルウェア(malicious software)の概念のフォーマルメソッドでの定義を一般化し、ある種のModal Logic言語における単一文とみなした。この抽象化により具体例とは切り離した形で定式化可能となるが、実際の事例に応用はできるようになる。ベースとなる概念は正当性(不正当性)の因果関係の明確化にあり、マルチエージェントシステムにおけるアカウンタビリティ、トラストエージェントの計算可能性、インターアクティブ計算などを考慮・検証する。副産物として、良性ソフトウェアであるベンウェア(benign software)や耐マルウェアであるanti-malware、具体的な形態のメドウェア(medical software)などを定式化した。また実用的な成果としては、マルウェアやその派生物の検知、比較、分類を行うための理論的基盤を示した。論理学、特にModal Logicを用いたモデルリングを行う。Modal Logicは攻撃を定式化する際に役立つもので、コンピュータウィルスをはじめ多くのアタックの解析、防御に適用していく。課題の解決のために、アルゴリズムと実装に対してはCPL(Cryptographic Protocol Logic),プロトコルに対してはC3(Calculus of Cryptographic Communication)、応用に対してはMM(Malware Modeling)に分けて実施する。今回、完全性と健全性を定式化した。完全性の方は正しくないエージェントの振る舞いを記述しており、健全性の方は正しいエージェントの振る舞いを記述している。これを利用して、システムの動作保証を別の簡単なシステムへ帰着することができた。この結果を論文誌に投稿したところである。本研究では論理学、特にModal Logicを用いたモデルリングを行う。Modal Logicは攻撃を定式化する際に役立つもので、楕円曲線暗号の解読、コンピュータウィルスをはじめとするマルエェアのアタックの解析、防御に適用していく。今年度は暗号プロトコルの安全性検証のために、当事者が協力して行うPKIに対してインターアクティブプロトコル証明ロジックを明らかにし、ディペンダブルシステムの通信プロトコルの正当性証明に適用した。そしてそれらをまとめ、インターアクティブ計算に対する直観的基礎について論文に仕上げた。また、マルウェアに関する不正ソフトウェアや対策システムのフォーマルメソッドによる定式化を行った。この関係の研究を行っている国内外の機関を訪問して研究討議を行うとともに、調査のために、研究会等に参加して情報収集を行った。さらにはシステムにおけるノード間の信頼構造も定式化した。この際、強信頼、弱信頼を導入して現場に適したシステムとなるよう、心がけた。
気道炎症におけるホスホリパーゼCεの役割

ホスホリパーゼCε(PLCε)は低分子量GTP蛋白質Ras/Rapの標的タンパク質である。本研究は、PLCεの遺伝子改変マウスとブレオマイシン誘導性肺線維症モデルを用いて、肺線維症におけるPLCεの役割を明らかにすることを目的としている。病理組織学的に、PLCε欠損マウスでは、炎症細胞の浸潤やコラーゲンの沈着が著明に抑制されていることを明らかにした。また、PLCεの欠損により、気管支肺胞洗浄液中の好中球やリンパ球の増加が抑制されることが明らかとなった。以上より、PLCεは好中球やリンパ球を介する肺線維症の形成に重要な役割を果たしていることが示唆された。当該年度は予定通り、phospholipaseCε(PLCε)の肺線維症における役割を明らかにするために、まず(1)線維芽細胞におけるPLCεの発現を解析し、(2)ブレオマイシン誘導性肺線維症モデルの表現型に与えるPLCεの遺伝子型の影響について解析を行った。まず、C57Bl/6マウスより麻酔下に肺を摘出し、DNaseやcollagenase処理下で線維芽細胞を単離し、初代培養した細胞にPLCεが発現することをqRT-PCRにより確認した。また、PLCεの野生型(WT)とノックアウト(KO)マウスにブレオマイシン60 mUを経気道投与し、ブレオマイシン誘導性の肺線維症マウスモデルを作成したところ、野生型マウスでみられるday7の体重減少やday21の病理切片における肺胞腔の炎症細胞の浸潤がKOマウスで著明に抑制されることが明らかとなった。また、マッソン・トリクローム染色で評価したところ、肺胞腔の膠原繊維の沈着がKOマウスでWTマウスに比較して著明に抑制されていた。以上の事から、PLCεは線維芽細胞に発現しており、肺線維症の表現型に遺伝子型の影響が見られることを明らかにした。肺線維症の有病率は人口10万人あたり20人程度と推定され、慢性、進行性では生存期間中央値は2-5年と極めて悪性度が高い。本研究によって肺線維症の表現型におけるPLCεの役割が明らかになったことは、新しい治療標的となり得る可能性を示したこととなり極めて大きな意義がある。また、申請者の研究を除くと、PLCεが呼吸器領域の炎症に関与しているかどうかに関する研究はなく、世界に先駆けた成果として重要である。ホスホリパーゼCε(PLCε)は低分子量GTP蛋白質Ras/Rapの標的タンパク質で、非免疫細胞に高発現しており、ヘルパーT細胞2型の気道炎症において重要な役割を果たしていることを報告してきた。近年、肺線維症の病態として、ヘルパーT細胞2型の免疫応答が線維化関連のサイトカインの分泌を介して肺の線維化に促進的に作用することが報告されている。そこで、本研究では、PLCεの遺伝子改変マウスとブレオマイシン誘導性肺線維症モデルを用いて、肺の線維化におけるPLCεの役割を明らかにすることを目的に解析を行った。まず、PLCεの遺伝子型の肺線維症の表現型に与える影響を調べるために、ブレオマイシン誘導性肺線維症マウスモデルを作成し、ブレオマイシン投与後21日目に肺組織を取り出し、病理組織学的に解析を行ったところ、PLCε欠損マウスでは、炎症細胞の浸潤やコラーゲンの沈着が著明に抑制されていることを明らかにした。また、PLCεの欠損により、ブレオマイシン投与後7日目の気管支肺胞洗浄液中の好中球やリンパ球の増加が抑制されることが明らかとなった。今後の予定として気管支肺胞洗浄液中のヘルパーT細胞2型のサイトカインをELISAで定量し、ヘルパーT細胞2型の免疫応答の関与を明らかにすること、上皮からの炎症性サイトカインの産生に与えるPLCεの影響を明らかにすること、PLCεの過剰発現マウスを導入して表現型の解析を行うことなどの実験を継続して行う予定である。肺線維症モデルの実験として計画していた2PLCεの遺伝子型の肺線維症の表現型に与える影響の解析は研究実績の概要に記載した通り全て終了しており、4上皮間葉系細胞のヘルパーT細胞の制御機構の解析は一部が終了している。喘息モデルの実験として計画していた1PLCεの気道リモデリングに与える影響の解析は今年度に実施する予定であり、3ヘルパーT細胞を中心とした炎症細胞のサブセットの決定は現在進行中である。呼吸器内科肺線維症、気道リモデリングの実験を行うにあたって、書類上の準備、必要マウスの準備は終了しており、計画書に記載した計画通りに実験を行なっていく。

すなわちブレオマイシン肺線維症モデルを作成し、気管支肺胞洗浄を行い、ヘルパーT細胞を中心とした炎症細胞のサブセットを決定し、PLCεが上皮系サイトカインの分泌を制御する機構について上皮間葉系細胞の初代培養を行い解析していく。気道リモデリングマウスモデルについては、慢性喘息マウスモデルを作成して表現型を解析する。また、肺線維症と同様に、気管支肺胞洗浄液中の炎症細胞のサブセットを解析していく。
超磁歪素子を用いた骨導デバイスの開発

これまで、超磁歪素子を用いた補聴器用骨伝導デバイスの実用化に向けて安全性及び有効性の検証を行ってきた。安全性の検証については、強大音(入力音圧80dBSPL,90dBSPL)に対するパワースペクトルの比較を行っており、超磁歪素子を用いた骨伝導デバイスと従来用いられている磁気コイル式骨導端子(oticon,BC462)との両者において同等であり、従来型との非劣性をもって安全性を確認した。有効性の実験において、超磁歪素子を用いた骨導端子の方が従来の骨導端子に比べ、パワーベクトルの値が高い傾向が認められているが、統計解析では有意差が出るところまでは至っていなかったため、1年間延長をして追加実験を行って来た。刺激音は、会話音圧である30-60dBSPLで入力し錐体部での最大出力を計測すると、中音域から高音域における周波数において、従来型の磁気コイル式骨導端子に比べ超磁歪素子を用いた骨導端子の方がパワーベクトルの値が有意差を持って高いことが確認できた。周波数帯域は主に2000Hzから8000Hzの周波数帯域であった。2000Hzから6000Hzの周波数帯域は、子音の判別に重要な周波数帯域である。このことは、子音における語音明瞭度の改善や実際に聞こえる音質の改善が期待できる裏付けとなる基礎データが収集できたと考えている。このデータは、あくまで側頭骨モデルを使用した基礎データであり、今後このデータを利用し、臨床応用に向けて治験などで実際の患者のデータを集積する必要があると考えられた。超磁歪素子を用いた補聴器用骨伝導デバイスの実用化に向け必要なことは、有効性および安全性の確認である。平成27年度は、有効性、安全性の確認のため成人ヒト側頭骨を用い超磁歪素子を用いた骨導デバイスからの各周波数帯域の出力測定をおこなった。ヒト側頭骨を糸で固定し宙へ浮かせる状態にし、乳突部に骨導端子を装着した。骨導端子としては従来型の磁気コイル式骨導ヘッドホン(oticon、BC462)と超磁歪素子を用いた骨導ヘッドホン(真幸電機)を使用し、それを重度難聴用ポケット型補聴器(リオン、HA-78P)へ接続した。防音室、音場にて側頭骨前方1mに設置したスピーカーから250Hz8000Hzの各周波数の純音で音刺激をくわえた。出力の測定は、購入したレーザードップラー振動計(LV-1800、小野測器)を用い、測定点は側頭骨錐体部とした。使用した音圧は、30、40、50、60、70、80、90dBであり、補聴器の設定はボリュームレベルを使用頻度の高い4に設定し計測した。強大音刺激である80、90dBの音圧を使用したレーザードップラーのパワーステクトルの値は、従来型の磁気コイル式骨導端子と超磁歪素子を用いた骨導端子の結果はほぼ同等であり、強大音に対する安全性は、従来型との非劣勢を持って確認ができた。また、刺激音を通常の会話音圧である30-60dBの音圧で最大出力を調べてみると、超磁歪素子を用いた骨導端子の方がパワーステクトルの値が高く、子音の言語明瞭度の改善や音質の改善などが期待できる結果であった。また、28年度におこなう予定である臨床試験にむけ、50人の伝音難聴、混合性難聴、正常聴力者の選定はおおむね完了している。平成27年度は、平成28年度におこなう臨床試験にむけての基礎データ(安全性、有効性のデータ)の収集を当初計画しており、ほぼ予定通り計画が進んでいる。平成27年度は、超磁歪素子を用いた補聴器用骨伝導デバイスの実用化に向けて安全性の確認を行うため、成人ヒト側頭骨を用いて各周波数帯域の出力測定を行い、従来から使用しており安全性の確立している磁気コイル式骨導端子(oticon,BC462)と新たな超磁歪素子を用いた骨導端子(真幸電機)を比較すると、強大音(入力音圧80dB,90dB)に対するパワースペクトルは両者において同等であり、従来型との非劣性をもって安全性を確認した。さらに、有効性の確認を行うため予備実験を行っていた。平成28年度は、安全性と有効性の検証を確実に行うため、実験回数を増やし統計解析を行った。ヒト側頭骨を糸で固定し、乳突部に骨導端子を装着した。それぞれの骨導端子と重度難聴用ポケット型補聴器(リオン、HA-78P)を装着後、防音室、音場にて側頭骨前方1mに設置したスピーカーから250Hz8000Hzの各周波数帯域において純音で音刺激を行った。出力の測定は、レーザードップラー振動計(LV-1800、小野測器)を用い、計測点は側頭骨錐体部とした。有効性の確認を行う刺激音は、会話音圧である30-60dBで入力し錐体部での最大出力を計測すると、中音域から高音域における周波数において、従来型の磁気コイル式骨導端子に比べ超磁歪素子を用いた骨導端子の方がパワースペクトルの値が有意に高い結果が得られた。このことは、子音における語音明瞭度の改善や実際に聞こえる音質の改善が期待できる裏付けとなる基礎データが収集できたと考えられる。臨床試験にむけての基礎データ(安全性、有効性)の基礎データがすべて収集でき、倫理委員会の申請を行うための準備が完了した。

当初の予定では、倫理委員会の申請を行い、臨床試験を行う予定であったが、基礎データが不十分であり行えなかった。超磁歪素子を用いた補聴器用骨伝導デバイスの実用化に向けて安全性及び有効性の検証を行ってきた。安全性の検証は、現在実際に骨導端子として使用されており安全性が確立されている磁気コイル式骨導端子(oticon,BC462)と今回検証を行いたい超磁歪素子を用いた骨導端子(真幸電機)を成人ヒト側頭骨標本に装着し、各周波数帯の出力を測定することで行った。強大音(入力音圧80dBSPL,90dBSPL)に対するパワースペクトルは両者において同等であり、従来型との非劣性をもって安全性を確認した。有効性の確認は、ヒト側頭骨を糸で固定し、乳突部に骨導端子を装着した。安全性の実験と同様磁気コイル式骨導端子(oticon,BC462)及び超磁歪素子を用いた骨導端子(真幸電機)と重度難聴用ポケット型補聴器(リオン、HA-78P)を装着後、防音室、音場にて側頭骨前方1mに設置したスピーカーから250Hz8000Hzの各周波数帯域において純音で音刺激を行った。出力の測定は、レーザードップラー振動計(LV-1800、小野測器)を用い、計測点は側頭骨錐体部とした。有効性の確認を行う刺激音は、会話音圧である30-60dBSPLで入力し錐体部での最大出力を計測すると、中音域から高音域における周波数において、従来型の磁気コイル式骨導端子に比べ超磁歪素子を用いた骨導端子の方がパワーベクトルの値が高い傾向が認められた。このことは、子音における語音明瞭度の改善や実際に聞こえる音質の改善が期待できる裏付けとなる基礎データが収集できたと考えている。ただ、統計解析を有意差が出るまでには至っておらず、現在追加実験を行なっており、その結果によっては有意差が出るものと考えている。また、刺激音を現在臨床で語音聴力検査で使用している語音を用いて実験を行なっている。有効性の実験において、超磁歪素子を用いた骨導端子の方が従来の骨導端子に比べパワーベクトルの値が高い傾向が認められているが、統計解析では有意差が出るところまではいっておらず、現在追加実験を繰り返しているところである。また、当初予定していた臨床実験までは、本研究では着手できないと考えている。これまで、超磁歪素子を用いた補聴器用骨伝導デバイスの実用化に向けて安全性及び有効性の検証を行ってきた。安全性の検証については、強大音(入力音圧80dBSPL,90dBSPL)に対するパワースペクトルの比較を行っており、超磁歪素子を用いた骨伝導デバイスと従来用いられている磁気コイル式骨導端子(oticon,BC462)との両者において同等であり、従来型との非劣性をもって安全性を確認した。有効性の実験において、超磁歪素子を用いた骨導端子の方が従来の骨導端子に比べ、パワーベクトルの値が高い傾向が認められているが、統計解析では有意差が出るところまでは至っていなかったため、1年間延長をして追加実験を行って来た。刺激音は、会話音圧である30-60dBSPLで入力し錐体部での最大出力を計測すると、中音域から高音域における周波数において、従来型の磁気コイル式骨導端子に比べ超磁歪素子を用いた骨導端子の方がパワーベクトルの値が有意差を持って高いことが確認できた。周波数帯域は主に2000Hzから8000Hzの周波数帯域であった。2000Hzから6000Hzの周波数帯域は、子音の判別に重要な周波数帯域である。このデータは、あくまで側頭骨モデルを使用した基礎データであり、今後このデータを利用し、臨床応用に向けて治験などで実際の患者のデータを集積する必要があると考えられた。