hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高速溶媒和ダイナミクス:スペクトルの不均一幅緩和の分子機構

本研究の目的は「溶媒和ダイナミクスにおいてスペクトルの不均一幅の緩和機構を溶質・溶媒分子の電子状態・分子構造に基づいて理解する」ことである。平成9年度には溶質・溶媒ともに極性を有する系に関して実験的研究結果を蓄積し、スペクトルの不均一幅の緩和には溶媒分子の並進拡散の緩和モードが重要であること、および系の平均エネルギーの緩和には溶質近傍の溶媒分子の素早い回転拡散(あるいは慣性項)の寄与が大きいことを見い出した。そこで平成10年度は、これまで報告例がきわめて少ない無極性系の緩和ダイナミクスに関して検討した。無極性溶質フリーベースポルフィリンを用い、極性および無極性溶媒中における過渡的ホールバーニング分光を行って不均一スペクトル幅緩和を調べた。極性溶媒テトラヒドロフラン中でのスペクトル幅の時間発展から求めた緩和の動的応答関数ρ(t)は、励起後数ps以内に約80%緩和したのち、緩和が完了するまで更に数10psを要した。また平均緩和時間τ6psと求められた。このようなρ(t)の振舞いは、本研究代表者が以前報告した極性色素を用いて同じ溶媒中で観測した結果とよく一致している。以上の実験結果は、不均一幅の緩和過程には溶質-溶媒分子間の誘電的な相互作用よりもむしろ溶媒-溶媒分子間相互作用が重要であることを示唆している。一方無極性溶質-無極性溶媒シクロヘキサンを用いた場合には、τ25psと求められ、極性溶媒中よりも緩和がかなり遅いことが明らかとなった。溶質・溶媒ともに無極性の場合には、多極子の生成を含む溶質電子状態変化が緩和のトリガーとなり、溶媒分子の分散力による緩和過程が重要であるものと考えられる。以上の実験的研究と並行して、積分方程式理論に基づいた相互作用点モデルを用いて緩和過程を理論的に検証するためのフォーマリズムの構築を行った。今回、色素分子の極性の異なる混合溶媒中における過渡的ホールバーニングスペクトルを測定したところ、溶媒の拡散的なモードがスペクトル幅の緩和過程(系のエネルギーの分散の緩和)に対して強調される結果を得た。溶質には光励起に伴い双極子モーメントμが増加する色素分子cresyl violetを用いた。溶媒にはTHF(μ=1.8D)、アセトニトリル(ACN) (μ=3.5D)及びそれらを種々の比で混合したものを用いた。ホールスペクトル幅の緩和は、THF,ACN純溶媒中でそれぞれ30ps、2ps以内で完了している。しかし圧倒的にTHFに富む混合系では緩和が著しく遅い。たとえばTHFを97mol%含む混合溶媒TA中で観測されたスペクトル幅の回復の遅い成分の時定数はτ=130psと見積もられ、純溶媒のバルクの誘電的性質を用いて解釈することは困難である。一方全溶媒に対するACNのモル比を用い、ACNの拡散律速速度定数から反応速度を見積もるとTA系では時定数は130psと求められ、τの時間領域に近い。この遅い緩和は、励起された溶質分子の周囲の、μの小さい純溶媒中での配向分布に対し、摂動量加えられたμの大きい溶媒が、溶質分子の方へ並進拡散的に配向していく過程を観測していることに対応すると考えられる。系の平均エネルギーの緩和は、これらの混合溶媒系でも特に顕著な遅延は認められなかった。溶質近傍の溶媒分子の素早い回転拡散、あるいは慣性項で達成され得ると説明できる。今後、無極性溶媒中でのスペクトル幅の緩和過程の観測を行うとともに、相互作用点モデルを用いてスペクトル幅の時間発展をモデル系に関して計算し、実験結果より得られた緩和機構を理論的側面から検証する予定である。

以上の実験的研究と並行して、積分方程式理論に基づいた相互作用点モデルを用いて緩和過程を理論的に検証するためのフォーマリズムの構築を行った。
ナノバブルを用いたＩＧＦ－Ｉ長期発現プラスミドによる新たな顎骨再生治療法の開発

本研究は、IGF- I投与が抜歯後の歯槽骨形態に与える影響について明らかとすることを目的に行った。ラット下顎右側第一臼歯の抜歯を行った。その後、IGF-I製剤を持続投与した。抜歯1週後、2週後、3週後、6週後にマイクロCTを撮影した。その結果、IGF-I投与群は対照群と比較して、有意に新生骨面積が大きく、頬側および舌側の歯槽骨頂の高さが高かった。以上の結果から、IGF-Iの全身投与は、抜歯窩の新生骨の形成促進のみならず、頬舌側歯槽骨の吸収を抑制する働きを有することが示された。よって、抜歯窩の歯槽骨形態の維持に対しては、IGF-I投与は有用と思われた。口腔には顎骨の破壊や吸収を伴う疾患が多く存在し、自家骨や人工骨を用いた再建治療が行われているが、必ずしも満足な結果は得られていない。これまで我々は、「自らが持つ骨形成能による骨再生」を目指し、細胞増殖作用を有するInsulin-like growth factor I(以下IGF-I)に着目した一連の研究を行ってきた。本研究は、IGF-Iの骨形成促進作用に着目し、ナノバブルと高周波超音波装置による最新の遺伝子導入システムを用いて、IGF-I長期発現治療用プラスミド導入による新たな顎骨再生治療を目指すものである。今年度は、顎骨欠損部に対するIGF-I全身投与の影響を検討した。IGF-I群に対しては、ミニポンプを用いてIGF-Iの持続的全身投与を3週間行なった。対照群に対しては生理食塩水を同様の方法で全身に投与した。これらマウスを用いて、下顎臼歯の抜歯を行ない、顎骨欠損部のマイクロCTを経時的に撮影し、顎骨欠損部の形態変化(骨形成)について検討を行なった。その結果、IGF-I投与群の抜歯窩は新生骨の形成量が対照群に比較して多く、さらに皮質骨の高さの吸収量が少なかった。本研究結果より、IGF-Iは歯槽骨の形態維持に重要な役割を果たしており、さらに顎骨再生機能を有していることが明らかとなった。IGF-Iの顎骨欠損に対する役割を経時的に検討した研究は国内外を通して初めてであり、本研究結果は、今後の新たな顎骨再生治療につながる重要なものである。今年度は、顎骨欠損モデルの作製のために、各週齢のラット下顎臼歯の抜歯と歯槽骨削除を行なってみた。その結果、ラットは5週齢を越すと抜歯が非常に難しくなることや、その抜歯窩は4週間ほどで単純エックス線写真においてもの骨形成が確認できることが明らかとなった。この結果をもとに4週玲ラットの下顎片側臼歯の抜歯を行なうことにより、顎骨欠損モデルを作製することとした。抜歯後、経時的にマイクロCTを撮影し、顎骨欠損部の骨形態変化(骨形成)について検討を行なった。その結果、抜歯1週後においては非常に幼弱な新生骨が確認できるのみであったが、2週後は緻密な骨ができていた。この結果は、今後IGF-Iの骨形成の実験を行なうための基礎的データとなる。さらに、ナノバブルと超音波を用いたリンパ管内皮への分子導入法の検討をおこなった。リンパ節内のリンパ管や髄洞内にナノバブルとともに蛍光分子を注入し、超音波照射による遺伝子導入を試みたところリンパ管内皮やリンパ管周囲の細胞に蛍光分子を効率的に導入可能であることが示された。本研究結果は、ナノバブルと高周波超音波装置による最新の遺伝子導入システムの可能性を示唆するものである。

本研究は、IGF-Iの骨形成促進作用に着目し、ナノバブルと高周波超音波装置による最新の遺伝子導入システムを用いて、IGF-I長期発現治療用プラスミド導入による新たな顎骨再生治療を目指すものである。26年度の実験として、顎骨欠損部に対するIGF-I全身投与の影響が投与中止後も持続するか否かについて検討した。ラットの下顎臼歯の抜歯を行なった後に、IGF-I群に対しては、ミニポンプを用いてIGF-Iの持続的全身投与を3週間行なった。対照群に対しては生理食塩水を同様の方法で全身に投与した。さらに投与中止後3週間の飼育を行った。これらラットを用いて、顎骨欠損部のマイクロCTを経時的に撮影し、顎骨欠損部の形態変化(骨形成)について検討を行なった。その結果、IGF-I投与群の抜歯窩は新生骨の形成量が対照群に比較して多く、さらに皮質骨の高さの吸収量が少なかった。さらにこの違いは、IGF-I投与中止後も持続されていた。本研究結果より、IGF-Iは歯槽骨の形態維持に重要な役割を果たしており、IGF-I投与中止後もその効果が持続することが明らかとなった。IGF-Iの顎骨欠損に対する役割を経時的に検討した研究は国内外を通して初めてであり、本研究結果は、今後の新たな顎骨再生治療につながる重要なものである。口腔診断学既に我々は、顎骨欠損に対するIGF-Iに役割について、歯槽骨の形態維持および顎骨再生機能を有していることを明らかとした。さらに我々は、リンパ節内のリンパ管や髄洞内にナノバブルとともに蛍光分子を注入し、超音波照射による遺伝子導入を試みたところ、リンパ管内皮やリンパ管周囲の細胞に蛍光分子を効率的に導入可能であることを明らかとしている。よって、IGF-I長期発現治療用プラスミド導入による新たな顎骨再生治療の開発につながる基礎的データはほぼ整いつつある。今年度は、マウス下顎臼歯の抜歯を行ない、顎骨欠損を作製する予定であった。そこで、4週齢マウス下顎第一臼歯の抜歯を行ない、ほぼばらつきなく骨欠損ができるようになった。骨欠損作製後、経時的にマイクロCTを撮影し、顎骨欠損部の形態変化(骨形成)について検討を行なう予定であった。このことに関しては、形態変化(骨形成)のみならず骨密度についての検討も終了している。また、経時的に顎骨を摘出し、顎骨欠損部の治癒過程における、骨芽細胞、破骨細胞、骨密度について、組織切片上で検討する予定であったが、まだ行なわれていない。一方、ナノバブルと超音波を用いたリンパ管内皮への分子導入法の検討をおこなった。リンパ節内のリンパ管や髄洞内にナノバブルとともに蛍光分子を注入し、超音波照射による遺伝子導入を試みたところリンパ管内皮やリンパ管周囲の細胞に蛍光分子を効率的に導入可能であることが示された。平成26年度は、IGF-Iの投与中のみならず投与中止後についても、顎骨形態についてのマイクロCTによる検討を行なう。また、経時的に顎骨を摘出し、顎骨欠損部の治癒過程における、骨芽細胞、破骨細胞、骨密度について、組織切片上で検討する予定である。さらに、IGF-I長期発現治療用プラスミド導入による顎骨欠損部の形態変化についても検討を行なう予定である。マウス下顎臼歯の抜歯を行ない、経時的に顎骨を摘出し、顎骨欠損部の治癒過程における、骨芽細胞、破骨細胞、骨密度について、組織切片上で検討する。また、IGF-IreceptorやIGF-I結合蛋白の遺伝子発現についてPCRにて解析する。さらにIGF-I投与を行なったマウスに対し、顎骨欠損を作製し、その治癒についてマイクロCTで検討する。
対話型操作によりオブジェクト・プログラムを最適化する手法の研究

本年度は,計画した4つのテーマ,(a)プロセッサ・アーキテクチャのモデリング手法の研究,(b)最適化手法の基本アルゴリズムの研究,(c)最適化されたオブジェクト・プログラムの評価手法の研究,(d)ユーザ・インタフェースの研究の内,本年度は(a),(b)を中心に研究を行った.特に(a)に関しては従来型のプロセッサ・アーキテクチャのみでなく,九州大学の村上らにより提案された新しいプロセッサ・アーキテクチャであるハイパースカラ・プロセッサ・アーキテクチャなどに関してもモデリング手法の検討を行った.また,同時にモデリングされた各アーキテクチャをデータ・ベース上に登録する手法に関して検討を行ったまた,(b)の最適化手法の基本アルゴリズムの研究に関しては,Livermore Fortran Kernelsに対して実際にいくつかのリスト・スケジューリング手法,および,ソフトウェア・パイプライニング手法を適用し,それぞれの手法に関して存在する複数の手法の違いに関して評価を行った.また,これらの最適化手法のインプリメントを実際に行った.そして,その過程でステージ・バランシング(Stage Balancing)と呼ぶ独自のソフトウェア・パイプライニング・アルゴリズムを考案した.ステージ・バランシングは適時に変数のコピーを行い,依存関係を解決することにより不必要にソフトウェア・パイプライニングのステージ段数が深なるのを防ぐアルゴリズムである.本手法により,よりコンパクトなコード・サイズでのソフトウェア・パイプライニングが可能となる.(c)に関しては,ハイパースカラ・プロセッサ,ス-パスカラ・プロセッサやベクトル・プロセッサなどのアーキテクチャの評価を実際に行い,評価法の検討を行った.なお,(d)に関して各項目の検討が終了次第、今後順次構築して幾予定である。
Ｐｌａｋｉｎ　Ｆａｍｉｌｙ蛋白発現制御による肝内胆管癌治療戦略

Plakin Family蛋白は遺伝性水疱症で研究されている細胞骨格蛋白群である。これらのうち、plectin, desmoplakinに注目し実験を行った。ヒト肝内胆管癌組織を用いて免疫染色を行ったところ上記蛋白の存在を認めた。また、plectinとcomplexを形成するintegrin alpha 6 beta4およびdesmoplakinの結合蛋白であるdesmocollin desmogleinの発現も確認した。肝内胆管癌細胞株を用いてこれらのタンパクの遺伝子発現抑制実験を行ったが、明らかな癌細胞機能への関与は認めなかった。肝内胆管がん組織の免疫染色では癌細胞にPlectin desmoplakinの発現を認めた。Plectinはvimentinやケラチンなどの細胞骨格蛋白とintegrin alpha6 beta4またはintegrin alpha6 beta1をリンクしていると報告されているが、癌細胞株及び組織癌細胞においてもこれらのintegrinが発現していることを認めた。また、desmoplakinは細胞骨格蛋白と細胞膜糖タンパクのdesmocollin and desmogleinをリンクしているが、これらの蛋白も細胞株、組織において発現していることがわかった。Plakin FamilyタンパクにはPlectin Desmoplakin BPAG-1 MACF Envoplakin Periplakin Epiplakinなどがあり、これらのタンパクの存在に注目し免疫染色を行ったところ、Plectin, Desmoplakin, BPAG-1 MACFの発現を肝内胆管癌組織に認めた。また、Plectin Desmoplakinは癌細胞以外に癌組織内繊維芽細胞(CAF)および非癌部門脈周囲繊維芽細胞にも発現を認めたため、この二種類のタンパクに絞って研究を進めた。Plectinは、半接着班の細胞膜裏打ちタンパクで、細胞骨格タンパクである中間系フィラメントであるケラチン細胞膜貫通タンパクであるintegrin alpha 6 beta4と結合している。組織における免疫染色においてもケラチン、integrin alpha 6、integrin beta4の発現を癌細胞およびCAFに認め、癌細胞セルラインにおいてもこれらのタンパクの発現を確認した。また、Desmoplakinは細胞間接着にかかわる接着班の細胞膜裏打ちタンパクで、細胞骨格タンパクである中間系フィラメントであるケラチン細胞膜貫通タンパクであると結合している。組織における免疫染色においてケラチン、desmocollin desmogleinの発現を癌細胞に認め、癌細胞セルライン遺伝子発現においても発現していることを確認した。Plakin FamilyタンパクにはPlectin Desmoplakin BPAG-1(Dystonin ) MACF Envoplakin Periplakin Epiplakinなどがあり、これらのタンパクの存在に注目し免疫染色を行ったところ、Plectin, Desmoplakin, BPAG-1 MACFの発現を肝内胆管癌組織に認めた。肝内胆管癌肝内胆管癌細胞株および肝線維芽細胞株におけるPlakin Family蛋白の発現は確認できており、SiRNA遺伝子発現抑制実験も現在進行中であるが、免疫染色用抗体がなかったため、時間がかかった。免疫染色の時間がかかっているが、integrin alpha 6、integrin beta4, desmocollin desmogleinの発現抑制実験は順調に進んでいる。研究期間を一年伸ばしていただいたので、来年にはいい結果が報告できると確信している。肝内胆管癌細胞株および肝線維芽細胞株におけるPlakin Family蛋白の発現は確認できており、SiRNAも現在進行中であるが、組織におけるこれらの蛋白の発現は確認できていない。抗体がないのが現状で、今後解決していくつもりである。現在、integrin alpha 6、integrin beta4, desmocollin , desmogleinの発現抑制実験を行っている。予備実験では発現抑制にかかわっているように思える。かかわっている結果が出れば、増殖シグナルMAPK pathway, PI3-Akt pathwayへの関与を調べる予定である。また、繊維芽細胞におけるこれらのタンパクの役割に関しても調べる予定である。

昨年度は上記蛋白に対する良い抗体が見当たらなかったたため実験が進まなかったこと、免疫染色に時間を費やしたため、思った以上に予算が余った。来年はBPAG-1, MACF, Envoplakin, Periplakin, Epiplakinの免疫染色用抗体とこられを用いたヒト胆管癌組織の免疫染色を行う予定である。Vitroの実験では、上記に記したように、培養細胞に対するSiRNAtransfectionの効果およびメカニズム解析。培養液中のコラーゲン、増殖因子測定(RT-PCR or ELISA)。免疫染色にて実験が遅れている。現在、integrin alpha 6、integrin beta4, desmocollin , desmogleinの発現抑制実験を行っている。予備実験では発現抑制にかかわっているように思える。延長して実験を続ける意味があると考えている。
自転車走行のふらつきを予測する数理モデルの構築とパラメータ同定

本研究は,自転車走行のふらつきを予測する新技術を開拓し,対自転車の事故を防止する自動運転自動車の実現に寄与しようとするものである.具体的には,自転車の走行実験から得たふらつきの確率分布を動的に再現する動的モデルを導出し,そのパラメータを同定することで,ふらつきが経時的に及ぶ範囲の予測器を構築する.さらに,伊藤確率解析を駆使することで,予測処理のリアルタイム化を図る.平成30年度は,室内で走行可能な実験環境を構築し,予備的な測定実験を行い,得られた実験データの性質を再現する1自由度モデルを同定した.第1の成果として,走行中の自転車のロール運動について,8名の被験者全員に対して,高精度な時系列データを得ることに成功した.第2の成果として,得られた時系列データに基き,線形1自由度ロール運動モデルをパラメータ同定し,モデル適合率(確率密度関数の残差2乗和による)99%超の高精度モデルを得ることに成功した.また,当初計画にない第3の成果として,同定結果の統計的信頼性を検証するために,統計的仮設検定(Kolmogorov-Smirnov検定)を実施したところ,我々のモデルが,一般的なガウス型モデルに比べて,優れた分布再現能を有することが明らかになった.これは,本研究のモデリング手法の妥当性を客観的に裏付ける成果である.以上の当初成果は,査読付き国際会議論文2報として採択された.また,統計的検定を含む詳細な検討結果は,現在,権威ある査読付き論文集に投稿中である.平成30年度当初計画は,走行実験環境の整備と予備データの取得,およびモデル同定の着手であった.まず,走行実験環境の整備については,計画通り,3本ローラー型のサイクルトレーナーにより室内で実験可能な環境構築に成功し,特にロール角については被験者8名について,高精度な測定に成功した.しかしながら,このローラー型トレーナー上の走行は,20代の健常な男性をもってしても,かなりの習熟を要することが判明した.これより,高齢者の実験可能性に疑義が生じたため,当初計画にない拡張として,実走行にさらに近いベルトコンベア型の実験環境の整備にも新たに着手している.また,モデル同定については,その第一歩として,当初計画より単純な線形1自由度ロール運動モデルを導出し,そのパラメータを実験データから同定した.その結果,モデル適合率99%超(確率密度関数の残差2乗和による)の高精度モデルを得ることに成功した.さらに,当初計画にない拡張として,得られたモデルに対して,統計的仮設検定(Kolmogorov-Smirnov検定)を実施したところ,我々のモデルが,一般的なガウス型モデルに比べて,優れた分布再現能を有することが明らかになった.現段階では,ロール角のみに限定された結果ではあるが,本研究のモデリング手法の妥当性を客観的に裏付ける成果である.以上,当初計画の初期段階を実現したもの,当初計画にない新たな取り組みを総合的に判断すると,本研究の進捗は,おおむね順調に進展していると思われる.モデル同定の成果は,査読付き国際会議論文2報として発表・採択済みである.また,統計的仮説検定の成果は,権威ある査読付き論文集に投稿中である.平成31年度以降は,当初計画に従い,操舵角と車輪接地点変位を測定対象に追加する.さらに,当初計画にある非線形2自由度モデル(提案モデル)の構築に着手し,そのパラメータ同定の試行に着手する.また,高齢者が容易かつ安全に走行可能な実験環境を構築するため,ベルトコンベア型実験環境の構築を急ぐ.本研究は,自転車走行のふらつきを予測する新技術を開拓し,対自転車の事故を防止する自動運転自動車の実現に寄与しようとするものである.具体的には,自転車の走行実験から得たふらつきの確率分布を動的に再現する動的モデルを導出し,そのパラメータを同定することで,ふらつきが経時的に及ぶ範囲の予測器を構築する.さらに,伊藤確率解析を駆使することで,予測処理のリアルタイム化を図る.平成30年度は,室内で走行可能な実験環境を構築し,予備的な測定実験を行い,得られた実験データの性質を再現する1自由度モデルを同定した.第1の成果として,走行中の自転車のロール運動について,8名の被験者全員に対して,高精度な時系列データを得ることに成功した.第2の成果として,得られた時系列データに基き,線形1自由度ロール運動モデルをパラメータ同定し,モデル適合率(確率密度関数の残差2乗和による)99%超の高精度モデルを得ることに成功した.また,当初計画にない第3の成果として,同定結果の統計的信頼性を検証するために,統計的仮設検定(Kolmogorov-Smirnov検定)を実施したところ,我々のモデルが,一般的なガウス型モデルに比べて,優れた分布再現能を有することが明らかになった.これは,本研究のモデリング手法の妥当性を客観的に裏付ける成果である.以上の当初成果は,査読付き国際会議論文2報として採択された.また,統計的検定を含む詳細な検討結果は,現在,権威ある査読付き論文集に投稿中である.平成30年度当初計画は,走行実験環境の整備と予備データの取得,およびモデル同定の着手であった.まず,走行実験環境の整備については,計画通り,3本ローラー型のサイクルトレーナーにより室内で実験可能な環境構築に成功し,特にロール角については被験者8名について,高精度な測定に成功した.しかしながら,このローラー型トレーナー上の走行は,20代の健常な男性をもってしても,かなりの習熟を要することが判明した.これより,高齢者の実験可能性に疑義が生じたため,当初計画にない拡張として,実走行にさらに近いベルトコンベア型の実験環境の整備にも新たに着手している.

また,モデル同定については,その第一歩として,当初計画より単純な線形1自由度ロール運動モデルを導出し,そのパラメータを実験データから同定した.その結果,モデル適合率99%超(確率密度関数の残差2乗和による)の高精度モデルを得ることに成功した.さらに,当初計画にない拡張として,得られたモデルに対して,統計的仮設検定(Kolmogorov-Smirnov検定)を実施したところ,我々のモデルが,一般的なガウス型モデルに比べて,優れた分布再現能を有することが明らかになった.現段階では,ロール角のみに限定された結果ではあるが,本研究のモデリング手法の妥当性を客観的に裏付ける成果である.以上,当初計画の初期段階を実現したもの,当初計画にない新たな取り組みを総合的に判断すると,本研究の進捗は,おおむね順調に進展していると思われる.モデル同定の成果は,査読付き国際会議論文2報として発表・採択済みである.また,統計的仮説検定の成果は,権威ある査読付き論文集に投稿中である.平成31年度以降は,当初計画に従い,操舵角と車輪接地点変位を測定対象に追加する.さらに,当初計画にある非線形2自由度モデル(提案モデル)の構築に着手し,そのパラメータ同定の試行に着手する.また,高齢者が容易かつ安全に走行可能な実験環境を構築するため,ベルトコンベア型実験環境の構築を急ぐ.
乳癌患者へのサポートグループによる心理社会的援助

乳癌患者数は近年日本で増加しつつあり、治療技術の進歩も伴い、乳癌治療体験を持ち長期に社会生活を送る人々が増えている。乳癌体験は、身体的のみならず心理社会にも患者に大きな影響を及ぼす。本研究は、乳癌患者の経験する心理社会的ストレスを分析し、患者が具体的にどのようなサポートを必要としているのかを明らかにした。そして、患者会などのサポート・グループの日本でのあり方をも検討した。先ず、患者の視点から乳癌経験の全容を明らかにすることを目的に、平成7年8月から9月にかけて、31名の乳癌患者を対象にインタビュー調査を実施した。インタビューは、質的研究手法であるGrounded Theory Approachを用いて分析した。闘病の各時期で対象者が経験する心理社会的問題の内容、病院内に自然発生する同病者による相互支援行動の実態、患者会への興味、乳癌を経験していない医療専門家による支援への認識などについて詳細な知見をえた。対象者は、種々の心理社会的問題について自ら医療従事者に相談することは必ずしも多くなく、理由として主治医への遠慮や、診療時間が限られていることなどが挙げられた。病院内に心理社会的問題の相談窓口の設置を望む意見も多かった。次に、医療従事者側の認識を明らかにするため、平成9年3月に乳腺診療に従事する全国の外科医419名に郵送自記式アンケート調査を施行した。有効回答数は258(有効回答率61.6%)であった。外科医は、患者の身体的諸問題や再発の不安は自らが対応すべきと考えていたものの、周囲との人間関係、経済的問題、ボディーイメージや性生活に関する問題は外科医の責任領域とはあまり捉えていなかった。患者会や患者訪問ボランティア活動については、その情報の中立性などに疑問を持っている外科医が多く、日常診療に積極的に取り入れている回答者は少なかった。最後に、今後の乳癌患者への新たなサポートのあり方について考察を加えた。平成7年度は先ず国内の既存の癌患者会の活動状況を知る目的で、「あけぼの会(乳癌)」など5つの癌患者会の具体的な活動内容に関する情報を得た。いずれの会も医療やリハビリに関する情報提供を親睦活動、技術修得などが活動の主体であり、アメリカなどの患者会に見られるような、同病者の前で感情を表出して体験を語り合う形の活動はほとんど見られなかった。平成7年4月に都内総合病院において10名の乳癌患者に非構造化面接を施行した。その知見を参考にしつつ、患者の視点から乳癌経験の全容を明らかにすることを目的として、同年8月から9月にかけて首都圏の癌専門病院において計31名の乳癌患者に半構造化面接を施行した(対象者の平均年齢は49.0±9.5才、術後経過時間は平均3年1カ月)。面接は、診断のきっかけに始まり、治療方針の決められかた、情報収集行動、家族や医療従事者との関係、患者仲間との関係、患者会への興味などについて時系列に沿って質問する形で行った。面接は対象者の許可を得て録音し、逐語的にテープ起こしを行い、質的分析法の一つであるグラウンデッド・セオリー法の手順に従って内容を分析した。分析から以下の知見を得た。(1)病院内には、セルフ・ヘルプ・グループに類似した同病者の自然発生的な支援システムが構築され、大部分の患者に肯定的に受け止められていた。(2)しかし、病院外の既存の患者会には興味をもたない対象者が多かった。(3)再発患者や比較的若年の患者は患者集団の中で孤立しやすい立場にあった。

(4)対象者の約半数は乳癌に関する情報収集をしないか、意識的に情報を遠ざけていた。(5)治療決定の際、大部分は主治医の意見に初めから従っており、自分の考えを表明して主治医と相談して決めた対象者はごく一部であった。(6)大部分の対象者は非当事者専門家による心理・社会的支援は有用であろうと認識していた。次年度以降は上記の知見を基に、質的な解析に加え量的な調査を行い、癌患者へのありうる援助システムを考案していきたい。乳がんは、患者の心理・社会的な側面にも多大な影響を及ぼす。しかし、平成7年度に行った乳がん患者対象の面接調査(質的研究)になると、患者自らが心理・社会的問題を外来主治医などの医療従事者に相談することは必ずしも多くなかった。その理由として、身体的問題以外のことを相談しては悪いと考える患者が多いことや、一人当たりの外来診療時間が非常に限られていることなどがあげられた。これに加え、医療従事者が患者の心理・社会的問題に興味を持たず、外来で積極的に問題の掘り起こしを行なっていない可能性も考えられる。そこで本年度は、平成7年度の研究結果をもとに、乳がん患者の心理・社会的問題に対する医療従事者の認識を明らかにするため、約200名の乳腺外科医を対象にした郵送式の自記式アンケート調査を行った。質問項目は以下のとおりである。1)闘病中に経験すると予想される心理・社会的問題のそれぞれに対して、下に挙げた誰が支援提供の中心となるべきだと考えているか。*支援の提供者:外科主治医、精神科・心療内科医、心理カウンセラ-、医療ソーシャルワーカー、宗教家、乳がん患者会、その他の同病者、病院ボランティア、家族、友人*問題の内容:医学的情報および術後の生活に関する問題、周囲との関係、精神的な悩み2)精神医学や心理専門家との連携の現状について。患者を精神医学や心理専門家に紹介した経験の有無、過去1年間の紹介患者数、精神医学や心理専門家による介入の評価など3)対象外科医の、患者会・病院ボランティアへの評価、受容度。患者会に関する知識や協力の度合い、患者を患者会に紹介した経験の有無、患者ボランティアによる病院訪問サービスの受け入れの有無、患者ボランティア活動の評価予想と理由など。現在、アンケートを回収中であり、最終報告書で結果をまとめたい。平成8年度末から平成9年度は、全国の乳腺専門医(外科)を対象にして、乳がん患者の心理社会的支援に関する郵送自記式アンケート調査を行い、結果を分析した。アンケートでは、(1)外科医が乳がん患者の心理社会的諸問題のどこまでを自らが対応するべき範囲と認識しているか、(2)外科医が、精神科医、心理専門家、患者会、患者ボランティアをどの程度利用し、どう評価しているか、の2点を明らかにすることを目的とした。アンケート郵送数は419名、有効回答数は258名より得られた(有効回答率61.6%)。1)外科医が中心となって対応すべきと考えられていた問題は、医療行為、再発や死の不安、日常の身体管理であり(64.298.3%)、対人関係、経済的問題、ボディー・イメージや性生活の問題は外科医の責任領域とあまり考えられてはいなかった(30.237.6%)。
認知症患者の家族介護者に対する睡眠支援を目的としたレスパイトケアの効果検証

レスパイトケアを目的とするショートステイ利用について家族介護者の睡眠効果を検証した。介護日とショートステイ利用日における介護者の睡眠状況を比較した。調査項目は、夜間の活動レベル、睡眠中の自律神経活動、就寝時と起床時血圧値、起床時の気分とした。結果、睡眠前半における交感神経活動について、ショートステイ利用日は、介護日に比べて有意に減弱していることがわかった。この結果は、ショートステイ利用が、介護者の睡眠状況の改善に有効であることを示していると考えられる。本研究の目的は、認知症患者と同居する家族介護者の睡眠障害に焦点をあて、生理学的データを用いて介護者のレスパイトケアの効果を検証することとした。通常の介護を実施している期間(3晩)と療養者がレスパイトケア利用時の期間(3晩)の介護者の睡眠状況について比較検討を行う。今年度は研究機関の初年度であり、研究環境を整備した。まず、検査機器等(心拍センサー、アクティグラフ、解析用パソコン)を購入し、調査内容の検討を行った。自律神経活動および睡眠覚醒記録について、時系列でデータ処理ができることを確認した。心拍センサー電極に関しては、2夜連続で装着したところ、装着部に発赤がみられた。このため被験者への侵襲を配慮し、自律神経活動の計測は、3晩から1晩のみに変更した。調査内容検討後、調査プロトコールを作成した。調査は、以下の内容で構成することに決まった。主観的データとして、質問紙と睡眠日誌に記載してもらう。質問紙は、介護者について属性、身長、体重、喫煙、アルコール、運動習慣、健康状況、ピッツバーグ睡眠質問票、Zarit-22、介護期間、療養者について属性、介護者との続柄、診断名、受けている医療処置、要介護度、日常生活自立度、Barthel Index、Dementia Behavior Disturbance Scale、利用サービスで構成する。客観的データとして、睡眠中の自律神経活動(各調査期間の最終1晩)、睡眠・覚醒活動記録(各調査期間3晩)、血圧値(就寝前、起床後)、安静時の自律神経活動(各調査期間最終日)を計測する。11月倫理審査委員会に申請、2月承認された。また、日本在宅ケア学会学術集会(福岡)で関連研究の成果発表と介護者の健康に関する情報収集を行った。3年の研究期間の2年目である。今年度は、調査、関連する研究の発表と情報収集、地域ケア研究会を実施した。1.調査:プレテストを行い、調査プロトコールを作成した。6月に倫理委員会の承認を得た後、睡眠の季節による影響を避け、秋より市町単位で開催されているケアマネージャー連絡会で、被験者募集協力依頼を開始した。協力の得られた事業所から家族介護者に「調査協力のお願い」を配布してもらっている。協力いただける事業者が少ないこと、対象に該当する家族介護者が少なく1施設2件程度の配布状況であることから、年度末までに目標対象人数に至らなかった。年度末現在13人の調査を終了した。引き続き、協力いただける事業者を開拓し、被験者募集を継続する予定である。2.関連する研究の発表と情報収集:国際地域看護学会学術集会(ソウル,韓国)おいて、家族介護者の慢性ストレスと血圧に関する縦断研究結果を発表し、家族介護者の健康や支援についての情報交換を実施した。アジアのみならず欧米でも、家族介護者の支援について関心が高まってきていることが理解できた。現在論文作成中である。3.地域ケア連絡会:11月28日(土)午後、石川県内の訪問看護ステーションに所属する看護師を対象に、医師を講師に招いて公演「新しい治療薬-糖尿病・高血圧」と情報交換、本研究への被験者募集協力依頼を行った。参加者は訪問看護師、看護学生など10名であった。研究代表者の所属変更のため、被験者募集協力の依頼は年内までとし、協力の得られた対象者の調査を年度末までに終えた。当初は今年度が最終年度で、調査、データ分析、成果報告の予定であった。しかし、調査期間を平成28年2月まで延長したため、今年度中に成果報告まで進めることができなかった。そのため、研究期間の延長手続きを行い、成果報告を次年度に繰り越した。その他、学会に参加し成果報告と情報収集をした。1.調査:調査は平成29年2月で終了した。最終的に、調査参加者は17名で、介護日とレスパイト利用日の両方の調査を実施できたものは14名であった。1回目調査後2回目調査までの間に療養者が急変し入院・入所になった介護者が3名いた。現在、生体データ解析中である。当初は、今年度が最終研究年度であり、全ての分析を終え、論文作成の段階まで進んでいる予定であった。しかし、研究代表者の所属変更に伴い、新しい所属での倫理手続きのため調査中断を余儀なくされたことから解析必要なデータ数が集まらず、調査期間を平成29年2月まで延長し、最終17名のデータ収集を行った。現在、心拍変動から自律神経活動を解析途中である。前所属で収集したデータを分析し、レスパイケア利用日と通常介護日の主観的睡眠と起床時の気分より睡眠を評価し、第36回日本看護科学学会学術集会(東京)でポスター発表した。研究期間を1年延長し、1.自律神経活動の解析と全データの再分析、2.研究成果について論文原稿を作成し業者に英翻訳を依頼した。1.解析と再分析:研究参加者は、17名であった。。

睡眠の量的評価、起床時の気分、就寝時と起床時の血圧は、このうちショートステイ利用日に特別な行事に参加した2名、調査途中で療養者が入院・入所した3名を除く12名を分析対象とした。結果、睡眠の量的評価について、介護日とショートステイ利用日の睡眠状況について、睡眠時間、睡眠効率、睡眠潜時、中途覚醒時間は有意な差を認めなかった。起床時の気分について、POMSの各点数は、ショートステイ利用日の緊張-不安、うつ-落ち込み、怒りー敵意、疲労、混乱の平均値は、介護日より小さい値、ショートステイ利用日の活気が介護日より大きい値になったが、両群での有意な差は認めなかった。介護日の血圧について、就寝時の収縮期血圧、拡張期血圧、起床時の収縮期血圧、拡張期血圧とも、介護日とショートステイ利用日で有意な差を認めなかった。睡眠の質的評価については、自律神経活動の検査データが収集できなかった者と75歳以上の者を除外項目に加え、8名を分析対象とした。睡眠前半のLF/HFについて、ショートステイ利用日は、介護日より有意に小さかった(p=0.018)。睡眠後半のLF/HFは、ショートステイ利用日と介護日で同程度の値を示した。研究成果は、第23回日本在宅ケア学会学術集会で口演発表予定である(採択済)。2.論文作成:介護日とショートステイ利用日の睡眠中の自律神経活動について研究成果をまとめた。業者が翻訳した英文の見直し終了後、投稿予定である。レスパイトケアを目的とするショートステイ利用について家族介護者の睡眠効果を検証した。介護日とショートステイ利用日における介護者の睡眠状況を比較した。調査項目は、夜間の活動レベル、睡眠中の自律神経活動、就寝時と起床時血圧値、起床時の気分とした。結果、睡眠前半における交感神経活動について、ショートステイ利用日は、介護日に比べて有意に減弱していることがわかった。この結果は、ショートステイ利用が、介護者の睡眠状況の改善に有効であることを示していると考えられる。計画通りの進行で倫理審査会に申請したが、審査に係るまでに2ヵ月以上を要した。そのため、関係機関への被験者募集協力依頼時期を1月から4月へ変更した。当初から、1年かけて被験者募集をしていく予定であり、研究の進行には支障はない。新年度、新しい所属の倫理委員会に申請し承認を得た後、調査を再開する。12月には、調査を終了し、データ解析、まとめを行う。データ解析と成果報告を行うために研究期間延長(1年)した。5月中旬までに、心拍変動から自律神経活動を解析を終了し、客観的データからレスパイトケアにおける睡眠効果を検証し、第36会日本看護科学学会学術集会(仙台)で口演発表する。主観的データと客観的データからレスパイトケアにおける睡眠効果を検証し、まず日本語の原稿を作成、次に英文翻訳を業者に依頼する。在宅看護学4月から、石川県内の居宅支援事業所に被験者募集の協力依頼を開始する。協力の得られた事業所から紹介された家族介護者に、研究者から改めて調査協力を依頼し、署名による同意が得られた場合、調査を実施する。今年度内の対象者が20名未満の場合は、居宅支援事業所の協力依頼および家族介護者の募集をする地域を拡大する予定である。
NPOの組織理論--N.ルーマン組織理論からのアプローチ

自然資源開発地域ですすむ環境破壊が深刻な状況にあることに着目し、そうした地域では環境保全意識がいかなる論理で受容されるか、ということを地域が急進的な環境NGOの活動を受容する論理から明らかにしようと努めた。またこの論理を「ライフスタイルの飛び地(Lifestyle enclave)」と「よそ者(Stranger)」を鍵概念に考察した。そしてここから「ライフスタイルの飛び地」や「よそ者」に象徴されるようなかたちで、将来や次世代の生活を考慮するような社会的利益を確保しようとする動きが地域社会にみられたこと。また、そのような独特の距離感をもちながら、生計をめぐる利己的な利害関係と対立するような価値(ここでは環境保全)を活かしていくために、NGOやNPOといった市民活動組織という存在が活用されていることを明らかにした。より具体的には、石資源を豊富に有し、その資源開発ブラジル連邦共和国ミナスジェライス州ゴウベイア市のなかで活動している環境NGO、カミーニョス・ダ・セーハを取材し、環境破壊につながる石資源開発で生計をたてているひとびとが多く住む地域の住民が、急進的な環境保全活動を展開する環境NGO、カミーニョス・ダ・セーハの活動を地域として受容していく論理を追った。そのさいこの環境NGOの活動が、当初の環境保全に加えて、地域発展を視野に入れていくという「目的の複数化」が生じていたという現象に着目し、それが生じていったプロセスを聞き取り調査で追いかけていくことで、この環境NGOを地域が受け入れてきたその論理には、将来や次世代の生活を考慮するような社会的利益を確保しようとするある種の価値観(まだ言葉にはなっていないが、今後詰めてこれを説明していく予定である)が基底にあることを明らかにした。この成果に関してはまだ学会発表、論文化にいたっていないが、近いうちに学会発表をし、随時、前年度の研究成果の結果とともに論文化していく予定である。NPOの形態をとる市民活動にしばしば観察されるある局面を「価値同調(philanthropic value-conformity)」を鍵概念に考察した。そしてこれを、非営利の特徴をもつ市民活動が本来的に備え持つ独自の課題、すなわち、レスター・サラモンが指摘した「ボランタリーの失敗(voluntary failure)」のひとつとして指摘した。簡単に説明するとそれは、参加する人が活動にかかわる価値を強く内面化することで、その価値に同調して行為すること自体が、参加する人の欲求になり、これが自己目的化するという「失敗」である。その結果、活動に参加していた人たちにとって、本来意図していた活動目的から、活動内容自体が離れたままになってしまうという点で、問題が生じるというものである。事例として、ある人道援助団体をとりあげた。この団体の活動の中には、必ずしも現場に結びつかなくても、活動にかかわる価値に同調できる側面があり、月日が経つ内にそうした活動ばかりに落ち着こうとするようになった。本研究では、現時点においてひとまずこれを、NPOがかかえる「価値同調」の課題としてとらえることにした。また、これと同時並行して、ブラジル連邦共和国のNPOの現状を知るための基礎調査と資料収集を行った。基礎調査としては、近年NGOとしてブラジルで活動を始めたばかりの3つの現地NGOでの聞き取り調査を行った。具体的には、サンパウロ州ミランドーポリス郡(Sao Paulo, Milandopolis)に位置する日系ブラジル人の協同農場、弓場協同農場がNGOになったという事例と、ミナス・ジェライス州ゴウベイア市(Minas Gerais, Gouveia)を拠点に活動を展開する環境NGO、カミーニョス・ダ・セーハ(Caminhos da Serra)の近年の活動状況、ミナス・ジェライス州ベロオリゾンテ市を拠点に、大学や市町村との連携を特徴とした環境保全活動を展開する環境NGO、マニュエルザオン(Manuelzao)の活動指針を聞き取り調査した。
経営組織における自律分散機構の解明

本研究の目的は経営システムにおける自律分散機構を解明することである。組織構成メンバーとしての「個」の自律的な活動が、従来にも増して重要度を高めており、組織学習や組織の活性化、組織構成メンバー間での情報の共有化、組織革新のためのリーダシップ等の重要性が指摘され、経営革新がスパイラル状に、経営革新の成功が次の経営革新の成功をもたらすような、活性化した組織を作ることが求められる。さらにこのような理論的、実証的研究とともに、「個」の行動を表すミクロ変数と組織行動を表すマクロ変数の関係を数理的なアプローチに基づいて明かにすることを試みた。「個」の行動原理や「個」から構成される経営システムの管理についてのモデル化を行った。システムの要素としての「個」の間の相互関係を確定的及び確率的な数理モデルで表現することを試みた。前者は比較的少人数の組織における「個」の価値観の違いを他からの入力情報の重み付けによって表現し、「個」の行動が組織の行動に結び付けられており、後者では、均一で、不特定多数な「個」の行動がミクロ変数として、組織の行動を表すマクロ変数と関連付られた確率微分方程式によって表現し、そこに含まれる操作可能な変数をパラメータとして変化させ、組織が環境適応的に、自律的に、自己組織化される状況を調べた。その結果、半定量的な状況変化が把握できるようになり、パラメータを変化させたケーススタディから、上に述べた、いくつかの重要な事項が数理モデルを通じて,ある程度明らかにされたものと考えられる。本研究を通じて、自律分散システムとしての企業組織のあり方、自己組織化のメカニズムの理解と、その結果の経営管理への生かし方について、有益な知見が得られた。本研究の目的は経営システムにおける自律分散機構を明らかにすることである。経営システムの構成要素は経営組織の構成員であり、目的を実現するために、構成員である「個」が何らかの判断に従って自律的に行動する機能を持っており、空間的分散状況において、他の要素である「個」との間の協調を実現システムであることが特徴である。「個」の自律的な行動を決定するものは「個」が共有しているシステムの目的及び他の「個」の行動観察の結果としての入力情報及びこれらに基づく行動規定である。階層的な組織管理、統制を実施しなくてもシステムの目的が達成されるメカニズムの解明が重要であるが、一方ではシステムの目的を最適に実現するためには、行動原理の明示や経営資源の最適配分及び緩やかな管理が求められることから、自律分散メカニズムの解明に役立つモデルの構築に当たり、この点の考慮が必要がある。構築中の数学モデルでは、「個」を複数の他の「個」から情報を受け入れ、それらに重み付けした結果を出力としての行動に結び付ける変換ル-ルとによって表現することにし、重みの付け方によってシステムの目的達成上の管理または統制の度合いを変えることにし、重み付け入力情報の変換ル-ルも「個」の特性表現に対応づけて変更可能にしている。変換ル-ルは「個」がシステムの目的に合致する行動、合致しない行動及び何等の行動もしないかのいずれかを示す行動規範を表すものであり、他の「個」の行動を観察し、学習効果が働くことを想定し変換ル-ルを変化させた場合にシステム全体の行動にどのように影響を与えるかについても研究できるようにしている。電子メ-ル等によるコミュケ-ションの場における自律分散メカニズムについての研究も併せて進めている。経営組織の構成メンバーである「個」が目的実現のために、何らかの判断に従って自律的に行動する機能を持って、空間的に分散している状況下で、他の「個」との間の協調を実現していることが特徴となる。

「個」と「個」との関係は組織構造に基づいて規定されるが、実際には相互に言動の形で情報を受発信し、「個」の評価によって次の行動が規定されるメカニズムの解明が重要である。行動原理の明示や経営資源の最適配分及び緩やかな管理が求められることから、自律分散メカニズムの解明に役立つモデル化を行うことが必要がある。現在構築途上にある数学モデルでは、「個」を複数の他の「個」から情報を受け取り、それらに重み付けした結果を出力としての行動に結び付ける変換方法を記述し、特定の「個」の組織上での重要性と対応させるべく、重みの付け方によってシステムの目的達成上の管理、統制の方法を変えることにし、重み付け入力情報の変換法も「個」の特性の表現に対応づけて変更可能にしている。変換方法は「個」が示す行動規範を表すものであり、他の「個」の行動を観察し、学習効果が働くことを想定し、変換方法を変化させた場合にシステム全体の行動にどのように影響を与えるかについても研究中である。単純な具体例として、TQMに代表されるように「個」の組織内外の顧客に対する満足化(CS)を行動規範とする自律的行動が容易に表現される。自律分散の特徴は外部環境の変化に対して構造をどのように変化させられるかにあると考えられるので、モデル上では重みの自動的な変更のメカニズムを、「場」の情報を生かして行える方法によって探究しようと考えている。本研究の目的は経営システムにおける自律分散機構を解明することである。組織構成メンバーとしての「個」の自律的な活動が、従来にも増して重要度を高めており、組織学習や組織の活性化、組織構成メンバー間での情報の共有化、組織革新のためのリーダシップ等の重要性が指摘され、経営革新がスパイラル状に、経営革新の成功が次の経営革新の成功をもたらすような、活性化した組織を作ることが求められる。さらにこのような理論的、実証的研究とともに、「個」の行動を表すミクロ変数と組織行動を表すマクロ変数の関係を数理的なアプローチに基づいて明らかにすることを試みた。「個」の行動原理や「個」から構成される経営システムの管理についてのモデル化を行った。システムの要素としての「個」の間の相互関係を確定的及び確率的な数理モデルで表現することを試みた。前者は比較的少人数の組織における「個」の価値観の違いを他からの入力情報の重み付けによって表現し、「個」の行動が組織の行動に結び付けられており、後者では、均一で、不特定多数な「個」の行動がミクロ変数として、組織の行動を表すマクロ変数と関連付られた確率微分方程式によって表現し、そこに含まれる操作可能な変数をパラメータとして変化させ、組織が環境適応的に、自律的に、自己組織化される状況を調べた。その結果、半定量的な状況変化が把握できるようになり、パラメータを変化させたケーススタディから、上に述べた、いくつかの重要な事項が数理モデルを通じて,ある程度明らかにされたものと考えられる。本研究を通じて、自律分散システムとしての企業組織のあり方、自己組織化のメカニズムの理解と、その結果の経営管理への生かし方について、有益な知見が得られた。
共生クロレラを持つ原生動物による土壌結合元素の取り込み機構

共生クロレラを持つ原生生物であるミドリゾウリムシ(以下Pb)が、土壌結合性セシウムを土壌から解離させ、細胞内に高濃度に蓄積することを見出した。そこで、EDS法による元素マッピングを行い、セシウムの細胞内での移動経路を探った。その結果、セシウムはPb細胞内の共生クロレラ内の油滴顆粒にいったん蓄積された後に、ホストのPbの油滴顆粒へと移行していくことがわかった。また、Pbから油滴を単離し、SDS-PAGEと質量分析による含有タンパク質の網羅的解析を行った。さらに、走電性を利用したPbの分離・回収装置を試作し、80%以上の効率でPbを土壌懸濁液から回収できることも確認した。我々は、共生クロレラを持つ原生動物が、土壌結合性セシウムを土壌から解離させ、細胞内に高濃度に蓄積することを見出した。この方法は、福島県における放射性セシウムによる汚染土壌の処理に有効であると考えられるが、なぜこれらの原生動物がセシウムを蓄積するのかという生物学的な機構はわかっていない。さらに、ミドリゾウリムシは、セシウムなどの様々な重金属イオンを蓄積することも知られている。そこで本研究では、共生クロレラを持つ原生動物が蓄積する元素の種類、元素の蓄積に関わる共生クロレラの関与、蓄積の機構とその生物学的意義、について解析し、本技術の生物学的基盤を確立することを目的とした。平成26年度は、セシウムがミドリゾウリムシの細胞内のどの部位に蓄積するのかを、STEM透過型電子顕微鏡を用いたEDS元素分析法を用いて検討した。その結果、当初の予想に反し、セシウムは共生クロレラにはほとんど検出されず、細胞内に存在する油滴顆粒(lipid droplets)に蓄積されていることを見出した。本研究では、共生クロレラを持つ原生動物が示す金属元素の蓄積機構とその生物学的意義について解析している。これまでの研究により、セシウムは共生クロレラを細胞内に持つミドリゾウリムシの細胞内に蓄積されることはわかっていたが、細胞内のどこに蓄積するのかはわかってなかった。そこで、平成27年度は、セシウムを結合させたカオリン粒子(擬似的土壌顆粒)をミドリゾウリムシ(Paramecium bursaria Kb-1株)に捕食させ、経時的に細胞を固定し、樹脂包埋の後に超薄切片を作製し、STEM透過型電子顕微鏡を用いたEDS法による元素マッピングを行い、セシウムの細胞内での移動経路を探った。その結果、セシウムはミドリゾウリムシの細胞内の共生クロレラ内の油滴顆粒(lipid droplets)にいったん蓄積された後に、ホストのミドリゾウリムシの細胞内に存在する油滴顆粒へと移行していくことがわかった。また、ミドリゾウリムシの無菌培養系の改良も行った。培地の成分を細かく検討することで、より効率の高い、低コストの培養法を検討したところ、従来の約1/20の単価で作製できる新しい培養液を開発することに成功した。この培養液を用い、約1週間で3,000 cells/mLの細胞を得ることができた。さらに、エサのクロロゴニウムについても検討を行った。その結果、従来用いていたChlorogonium elongatum種よりもChlorogonium capillatum種のほうが約1.5倍の収量のミドリゾウリムシを得ることができた。27年度の研究で見出されたセシウム蓄積の局在解析から、油滴顆粒を介したセシウム輸送の経路が存在することを示しており、ミドリゾウリムシにおけるセシウム蓄積における共生クロレラの重要性を改めて示す結果として重要な成果である。また、ミドリゾウリムシの無菌培養法の効率化・低価格化により、セシウム汚染土壌の処理法としてのミドリゾウリムシの利用法が具体的に利用可能な方法の一つであることが今回の研究により実証できた。当初の研究計画は、共生クロレラにセシウムが蓄積されていることを想定して策定された。しかし、これまでの研究により、セシウムはクロレラ内の油滴顆粒に蓄積された後に何らかの方法でミドリゾウリムシの細胞にある油滴顆粒に移行することがわかった。そこで、ミドリゾウリムシから油滴を単離し、SDS-PAGEによる解析を行ったところ、油滴に強く結合している約110 kDのタンパク質が見出された。このタンパク質バンドを切り出し、ミドリゾウリムシのRNA-Seq解析により得られたコンティグデータベースから推定されたタンパク質データベースをレファレンスデータとした質量分析を行ったところ、Mg2+トランスポーターファミリーCorAに類似したタンパク質であることがわかった。また、走電性を利用したミドリゾウリムシの分離・回収装置を試作し、80%以上の効率でミドリゾウリムシを土壌懸濁液から回収できることを確認した。さらに、この装置を使った実証試験を行った。用いた土壌サンプルは福島県から採取された放射性セシウム汚染土壌であり、これ用いてミドリゾウリムシのセシウム蓄積能を検証した。具体的には、一定量の土壌サンプルを懸濁させたものにあらかじめ培養したミドリゾウリムシを加え、一定期間後にミドリゾウリムシを回収し、その中に含まれる放射線量をガンマカウンターにより測定した。その結果、4日間の処理により、約50%の放射性セシウムがミドリゾウリムシにより土壌中から回収された。