hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境温湿度激変下における衣内気候の新評価法

衣内環境の激変時の感覚と材料物性値の対応を考えるに当たり、定常状態の物性値のみならず、非定常状態での物性値が必要である。今までこの視点からの研究はなかった。本研究は、非定常状態に於ける衣服材料の熱移動ならびに水分移動に関する新たな物性値の提案のために行ったが、本手法はアパレル分野のみならず、広く感性の関わる製品評価法の在り方として、人間を中心に据えた技術評価にも寄与できると確信する。本研究に於いては、赤外線放射温度計、温湿度センサーならびに装置制御、データ整理用のパーソナル・コンピュータとその付属品を現有設備に併せて使用し、衣服の熱移動特性と水分などの物質移動特性面から捉えた衣服材料の非定常物性値という新概念を提案した。(1)非定常状態に於ける布の伝熱指標として、布の熱刺激に対する温度変化を経時的な測定値から、布の温度変化に対する時定数を定義した。布の熱移動に関する時定数には、布固有の見掛けの熱伝導に関する時定数と布の表面特性に関する熱移動に関する時定数の2種類が考えられ、本研究では布表面特性の関わる熱移動の時定数を実験的に求めた。この物性値が放射・対流に関わる非定常時の特性値として有用であることが判った。(2)非定常状態に於ける布の水分移動指標として、布の水分移動に関する時定数を定義した。布の水分移動に関する時定数には非定常時に於ける布固有の透湿に関する時定数と、透水に関する時定数と、ならびに布表面特性に関わる時定数の存在することが判った。熱移動に関する時定数と水分等物質移動に関する時定数の相互関係については、今後の検討を続ける予定である。
イオン輸送を伴うトランスポーターの輸送分子機構の解明

本研究では、イオン輸送を伴う起電性輸送担体の分子機構の解明を目的として研究を行い、以下の結果を得た。(1)光駆動性クロライドポンプにおけるCl-の細胞外から細胞内へのタンパク内移動には、Ser130とレチナールシッフ塩基に形成される水素結合が分子弁の役割を果たし、細胞質側から細胞外側に逆流が起こらないよう機能していた。(2)H+/オリゴペプチド共輸送担体における,第二膜貫通領域に存在する輸送活性中心His57と水素結合ネットワークを介して相互作用し、輸送活性調節に関与するアミノ酸残基Ser302を明らかにした。H+/オリゴペプチド共輸送担体(PEPT)は,第二膜貫通領域(TDM2)に存在する輸送活性中心であるHis57のプロトン化により輸送活性が調節されている.PEPTsoの結晶構造(バクテリアにおけるPEPT類似輸送担体)を用いたホモロジーモデリングにより,His57と相互作用する可能性が高いSer302を見出した.Ser302をAla, Thr, Valに変化させた変異体をアフリカツメガエル卵母細胞に発現させGly-Sar (典型的なPEPTの基質)の取り込み輸送活性のpH依存性を検討した.Ala, Thrの変異体は野生型hPEPT1に比べて輸送活性は低下したが,輸送活性は保持していた.取り込み輸送活性のpH依存性は,野生型,S302A, S302T変異体もベル型を示したが,これら変異体は,至適pHが野生型に比べてアルカリ側に1.5シフトした.Ser302はHis57のpKaを低下させ,生理的状態(pH5.5pH6.0)において輸送活性を最大とする役割を果たしていることが明らかになった.S302V変異体についてはHis57が水素結合を形成することが出来ない状態にあり,輸送活性が見られなかった.このことより,Ser302とHis57における水素結合は,基質輸送においても必須であることが明らかになった.更に, Ser修飾試薬, PMSFおよびAEBSFを用いてSer302およびHis57の相互作用を検討した.Ser302は,細胞外からアクセス可能な部位に位置するにも関わらず,これら修飾試薬により輸送活性は影響を受けなかった.His57のイミダゾ-ル基とSer302の水酸基との間の水素結合はSer水酸基を活性化するほど強くなく,これら相互作用は分子弁としてではなく,His57のpKaの低下および基質認識のための構造保持として機能していることが示唆された.本研究では,イオン輸送を伴う起電性輸送担体の分子機構の解明,特に,膜貫通ヘリックス間に形成されている水素結合の基質輸送における役割を解明することを目的として研究を行ってきた.先ず,光駆動性クロライドポンプ(ハロロドプシン(HR))を用いてCl-輸送に関与するアミノ酸残基とその役割に関し以下の事を明らかにした.1HRにおけるCl-逆流防止の分子弁の作動メカニズムとして,レチナールシッフ塩基とSer130との水素結合が重要であること,更に,2Cl-輸送に伴ったHRにおけるシッフ塩基のpKa低下は,この分子弁が引き起こしていること,3この分子弁形成により,活性化されたSerの水酸基のエネルギーがCl-輸送の駆動力へ転換されていることについて明らかにした.更に,他のモデル輸送担体, H+/オリゴペプチド共輸送担体(PEPT)における,第二膜貫通領域(TDM2)に存在する輸送活性中心His57と水素結合ネットワークを介して相互作用し,輸送活性調節に関与するアミノ酸残基Ser302を明らかにした.4Ser302は水素結合ネットワークを介してHis57のpKaを低下させ,生理的状態(pH5.5pH6.0)において輸送活性を最大とする役割を果たしていた.また,Ser302とHis57における水素結合は,基質輸送においても必須な因子でことが明らかとなった.一方,Ser修飾試薬により輸送活性は影響を受けなかったことより,His57のイミダゾ-ル基とSer302の水酸基との間の水素結合はSer水酸基を活性化するほど強くなく,これら相互作用は基質輸送の方向性を決定する分子弁としてではなく,His57のpKaの低下および基質認識のための構造保持として機能していることが明らかとなった.本研究では、イオン輸送を伴う起電性輸送担体の分子機構の解明を目的として研究を行い、以下の結果を得た。H+濃度勾配を利用してジペプチドから医薬品まで能動輸送するH+/オリゴペプチド輸送担体(PEPT)の輸送分子機構の解明をおこなった.PEPTは,第二膜貫通領域(TDM2)に存在する輸送活性中心であるHis57のプロトン化により活性調節されているが,どの様なメカニズムで活性調節をおこなっているか不明である.

His57のプロトン化による輸送活性の制御がどの様な分子メカニズムによるかを検討するために,PEPTsoの結晶構造(バクテリアにおけるPEPT類似輸送担体)を基にHis57と相互作用する可能性が高いSer302の変異体を作成し,輸送活性のpH依存性を検討した.結晶構造情報によれば,His57とSer302との距離は水素結合が可能な2.7Åにある.Ser302をAla, Thr, Valに変化させた変異体をアフリカツメガエル卵母細胞に発現させGly-Sar (典型的なPEPTの基質)の取り込み輸送活性のpH依存性を検討した.Ala, Thrの変異体は野生型hPEPT1に比べて輸送活性は低下したが,輸送活性は保持していた.取り込み輸送活性のpH依存性は,Ala, Thrの変異体について,ベル型の至適pHがアルカリ側にシフトした.S302V変異体についてはHis57が水素結合を形成することが出来ない状態にあり,輸送活性が見られなかった.様々な代謝酵素において,活性中心のSerの水酸基がHisのイミダゾ-ル基と水素結合を形成し,His残基側鎖のプロトン化に伴う水素結合ネットワーク変化により,活性調節がなされている.Gly-Sar輸送活性のpH依存性のアルカリ側へのシフトは,hPEPT1にもよく似たpH活性調節機構が備わっておりHis57とSer302の水素結合が活性調節に重要であるという可能性を示唆したものである.PEPTのpHによる輸送活性の調節にSer302とHis57との間の水素結合が重要な役割を果たしていることを明らかにした.更に,Serの水酸基の化学修飾試薬を用いて,Serが化学修飾を受けるほど,His57とSer302の水素結合は強くなく,基質輸送における分子弁として機能しているというよりも,His57のpKaの低下,基質認識のための構造保持に重要な役目を果たしていることを明らかにした.一方,光駆動性クロライドポンプ(ハロロドプシン(HR))を用いてCl-輸送に関与するアミノ酸残基とその役割に関して,1HRにおけるCl-逆流防止の分子弁の作動メカニズムとして,レチナールシッフ塩基とSer130との水素結合が重要であること,更に,2Cl-輸送に伴ったHRにおけるシッフ塩基のpKa低下は,この分子弁が引き起こしていること,3この分子弁形成により,活性化されたSerの水酸基のエネルギーがCl-輸送の駆動力へ転換されていることについても明らかにした.現在,Ser修飾試薬を用いて,HR輸送分子機構の研究を引き続き行っている.PEPTに関する研究は,当初,計画した以上に進展している.この研究を進めていく中で,HRにおけるSerの役割を明らかにする手がかり,即ち,活性化されたSerの水酸基をSer修飾試薬により同定する方法を開発することができた.これら全てを総合的に解釈して,本年度の進展状況をおおむね順調に進展したと評価した.本研究の目的の一つ,PEPTの輸送活性を調節機構にSer302とHis57との間の水素結合が重要な役割を果たしていることが明らかになった.現在,His57とSer302の水素結合が,基質輸送における分子弁として機能しているかどうかを検討中である.一方,光駆動性クロライドポンプ(ハロロドプシン(HR))を用いてCl-輸送に関与するアミノ酸残基とその役割に関して現在検討中であるが,Cl-の輸送機構の解明には至っていない.
細胞内ＡＴＰセンサーを用いた癌幹細胞の動態解析法の開発

細胞内エネルギー物質であるATPのダイナミクス解析とエネルギー代謝に関わる分子の解析を検討した。エネルギー代謝に関わる遺伝子発現の調節の解析ではアデニル酸キナーゼアイソザイムの発現を解析した。またフラックスアナライザーを用いた評価でアデニル酸キナーゼのノックダウンで酸素消費速度が変化することがわかり、メタボローム解析ではフマル酸などのTCAサイクルに含まれるメタボライトの変化が認められた。代謝におけるアデニル酸キナーゼの重要性が示され、アデニル酸キナーゼの一部をATPセンサーとして用いることができる可能性が示唆された。エネルギー代謝に関わる遺伝子発現の調節の解析ではアデニル酸カイネースアイソザイムの発現を解析した。アデニル酸カイネースはATP,AMP,ADPのゼブラフィッシュではヒトの抗体がうまくクロスリアクトしなかったため、ウサギでペプチド抗体を作製した。得られた抗体はウエスタンブロッティングで解析し使用可能なものであることが確認できた。生後1年のゼブラフィッシュにジエチルニトロサミン(DEN)を投与し、数か月飼育し作製した肝癌での発現を検討したところ、癌部での発現低下が認められた。また肝実質細胞と各種癌細胞でのアデニル酸カイネースアイソザイムの発現を調べたところ、アイソザイムによって癌細胞で増加するものや低下するものがあることがわかった。さらに癌細胞セルラインでの発現解析を行ったところ、アデニル酸カイネースアイソザイムのなかにはミトコンドリアマトリックスに局在しており、低酸素やDFOによって発現が増加するものが存在することがわかった。低酸素、DFO、CoCl2、四塩化炭素、CDDPやドキソルビシンなどの抗癌薬によってアイソザイムの発現が増加することから、アイソザイムは酸化ストレスを抑える働きがあること、癌の抗癌剤に対する耐性、転移などの悪性化などに関わっていることが示唆された。またフラックスアナライザーを用いた評価でアデニル酸キナーゼのノックダウンで酸素消費速度が変化することがわかり、メタボローム解析ではフマル酸などのTCAサイクルに含まれるメタボライトの変化が認められ、代謝におけるアデニル酸カイネースの重要性が示された。ATPセンサーについては、ヒトと大腸菌、ゼブラフィッシュのアデニル酸キナーゼがATPセンサーとして用いることができるか現在検討中である。アデニル酸キナーゼはATP,AMP,ADPのゼブラフィッシュではヒトの抗体がうまくクロスリアクトしなかったため、ウサギでペプチド抗体を作製した。得られた抗体はウエスタンブロッティングで確認し使用可能なものであることが分かった。現在生後1年のゼブラフィッシュにジエチルニトロサミン(DEN)を投与し、数か月飼育し作製した肝癌での発現を検討しているところである。肝実質細胞と各種癌細胞でのアデニル酸キナーゼアイソザイムの発現を調べたところ、アイソザイム1が癌細胞で増加、アイソザイム2、3が低下していることがわかった。さらに癌細胞セルラインでの発現解析を行ったところ、アデニル酸キナーゼアイソザイム4はミトコンドリアマトリックスに局在しており、低酸素やDFOによって発現が増加することがわかった。低酸素、DFO、CoCl2、四塩化炭素、CDDPやドキソルビシンなどの抗癌薬によってアイソザイム4の発現が増加することから、アイソザイム4は酸化ストレスを抑える働きがあること、癌の抗癌剤に対する耐性、転移などの悪性化などに関わっていることが示唆された。エネルギー代謝に関わる遺伝子発現の調節の解析では抗体を作製することができおおむね順調に進展した。ゼブラフィッシュ発癌モデルではジエチルニトロサミン(DEN)を投与し、肝癌の発生を確認できたことから順調に進展している。またATPのダイナミクス解析ではやや予定より遅れている。ゼブラフィッシュ発癌モデル作成のため生後1年のゼブラフィッシュにジエチルニトロサミン(DEN)を投与し、数か月生育させたところ肝癌の発生を確認できたため、この肝癌を用いてアデニル酸キナーゼの発現解析を今後進めてゆく予定である。またATPのダイナミクス解析では大腸菌のアデニル酸キナーゼやゼブラフィッシュのアデニル酸キナーゼがATPセンサーとして用いることができるか今後検討する予定である。本年度の実験内容に変更はなかったが当初予定して実験試薬の変更で112,609円の未使用額が生じた。平成25年度の実験試薬購入に充てる予定である。
軽度発達障害児の認知・学習及び行動特性の解析と支援方法の開発

本研究では、次のような検討を行った。(1)「視知覚系における差異検出機構及び注意発現機構の検討」では、事象関連電位を用いた検討を行い、差異検出から注意発現に至る基礎的システムが明らかにされた。(2)「自閉症にかかわる認知・学習と行動特性における基礎的ならびに臨床的検討」では、聴知覚における中枢性統合機構の検討が行われ、音系列判断において自閉症指数との相関が見いだされた。(3)「学習障害における音韻処理過程の検討」では、音声知覚過程における差異検出機構について、特に適応困難が想定される英語音声を用いて検討し、事例的に問題点が明らかにされた。(4)「軽度発達障害児を対象とした理解表現過程の検討」では、ADHD群に理解表現課題において回答遅延を与えることにより、内言による抑制効果が生ずるようになることが示された。(5)「漢字書字困難を示す子どもの指導方法の検討」では、書き障害のある一中学生を対象として、認知特性を諸検査により検討の上、口唱法による書宇指導プログラムを作成・実践し、効果をあげた。(6)「自閉症における概念形成過程の検討」では、自閉症における概念形成について、アスペルガー障害のある青年に協力を求めて検討した。その結果、関連情報が不十分な場合には特異的形成が生じやすいことが想定された。(7)「高次脳機能障害における記憶検索機能の検討」では、軽度発達障害と症状的類似性を示す高次脳機能障害のある中学生事例に協力を求めて、展望的記憶の基礎過程ならびに事例検討を行った。その結果、事例の時間処理にかかわる困難が推定された。これらの一連の研究で、軽度発達障害にかかわる基礎的認知機能を測定するための方法開発と、一部の領域については教材開発が試みられ、障害特性に応じた学習支援法への具体的取り組み方法が検討された。1.高次脳機能障害を有する児童における記憶機能の不全を検討するための基礎研究として、大学生を対象とした展望的記憶の生理心理学的研究を行った。高次脳機能障害では、し忘れが多く生じる。このことは、意図の実行のための気づきと検索の過程のいずれかあるいは両方に困難のあることを示唆する。意図手がかり情報の検出と意図内容情報の検索の過程にかかわる脳活動を、多チャンネル高密度マッピング事象関連電位測定法により検討した。その結果、意図手がかり情報の検出には刺激提示後約300msに生ずる陰性成分が、また意図内容情報の検索には刺激提示後600-700msに頂点を有する陽性成分が関連することを確認した。今後、高次脳機能障害を有する児童を対象として分析を行う予定である。2.学習障害など、発達障害を有する児童においては、局所(Local)情報と大局(Global)情報を適切に処理することが難しいと想定される。両者の情報処理過程を検討するための基礎研究として、大学生を対象とした。局所(local)情報と大局(Global)情報の処理過程にかかわる脳活動を、多チャンネル高密度マッピング事象関連電位測定法により検討した。その結果、両者の処理に特異的に関連する脳領域と時間的経過が明らかにされた。今後、学習障害などを有する児童を対象として分析を行う予定である。読字障害では、母語のみならず、外国語の習得に対しても困難がある。読字障害を有する日本語母語生徒1名を対象として、音韻学習中心の英語読み指導を行った。その結果、指導開始当初50%程度であった正答率が約1年後には90%以上になった。さらに当該方法の妥当性を検討するため、対象児を増やして検討中である。さらに客観的評価方法の開発のために、多チャンネル高密度マッピング事象関連電位測定法を用いた音韻処理過程分析法の検討を進めている。

1.2個の視覚刺激を継時的に提示し、その変化の有無に対応する事象関連電位変動を分析した。その結果、刺激提示後およそ100-200msの範囲内に陽性の変化検出対応成分が生じた。この成分は、色・形、色・動きといった刺激属性の組み合わせについて加算的特性を示した。すなわち、刺激属性に対応する独立的成分が存在することが示唆された。また空間周波数変化の大きさに対応した振幅値変化を示した。すなわち、この成分は記憶依存特性を有することも示唆された。この視覚様相におけるMMNともいうべき成分の発見は、視覚処理系に問題を持つ読字障害メカニズムの解明に大いに寄与するものと期待される。2.軽度発達障害のある青年を対象として、magnocellular系経路機能を反映すると考えられるランダムドットキネマトグラム(RDK)の閾値測定、埋没図形検査(EFT)などを行った。同時にアスペルガー指数検査(AQ)、社会性スキル尺度検査(KISS-18)も実施し、それらの関連性を検討した。その結果、RDK閾値とAQには正相関が見いだされた。このことは、アスペルガー障害特性にmagnocellular系経路特性が関与することを示唆する。さらにRDK閾値とAQの下位特性であるコミュニケーション得点と想像力得点には比較的強い相関がみられ、コミュニケーションの生物学的基盤の一端が示唆されたといえる。3,読み書き障害のある青年を対象として、英語音声刺激に対する事象関連電位測定を行った。英語母音-子音の組み合わせ刺激(du-gu,cod-codeなど組み合わせで高頻度/低頻度提示)を背景音として使用し、対象者には漫画を読ませた。その結果、読字障害のない同年代青年に比して高頻度音声に対する随伴性陰性変動(MMN)のより大きい傾向が見いだされた。このことは、対象者の高頻度音声に対する慣れが生じにくいことを示しており、英語学習に影響していることが示唆された。1.自閉症の統合機構を考察する上で基礎過程となるグローバル・ローカル処理機構について、刺激類似性と刺激呈示時間(30ms,500ms)を操作して検討した。その結果、刺激呈示時間はどちらの処理に対しても影響を及ぼさず、刺激類似性はローカル処理機構に関与すると考えられた。2.自閉症を有する人においては、局所(Local)情報と大局(Global)情報を適切に処理することが難しいと想定されている。聴覚知覚・認知における情報処理の基礎過程を検討するため、大学生を対象として音系列処理過程を検討した。その結果、音系列判断の大局的傾向と自閉症スペクトラム傾向(AQ)との相関が認められた。3.ADHDと類似の症状を示す高次脳機能障害のある中学生について、展望的記憶課題を呈示視記憶特性を分析した。その結果、対象児は意図的に記憶を想起できるが、心的時間と実時間の調整を行わないため、意図を実行するプランを有効に働かせることが困難になるものと想定された。4.発達障害を有する児童における文章表現機能の不全を検討するため、絵図などを提示し理解内容の表現を求めて検討した。
周産期環境化学物質曝露による神経内分泌ストレス反応毒性評価系の確立

本研究では、発達期における化学物質曝露の神経内分泌ストレス反応系への毒性影響を評価することを目的としている。代表的なモデルとして、高次脳機能や社会性へ影響が既報の周産期低用量ダイオキシン曝露マウスを用い、同条件曝露が生体のストレス応答系のフィードバック機能を低下させることを前年度までに見出している。本年度は新たに、ダイオキシン高用量曝露群においてCRHR-1発現の遺伝子が海馬CA3領域特異的に減少していることを発見した。これは、海馬のCRH伝達がHPA軸フィードバックに重要な役割を持つことを支持するとともに、ダイオキシン受容体が海馬CA3領域に多く発現するとの報告と一貫した結果である。以上の成果は学位論文としてまとめ、審査に合格した。本研究ではまた、神経内分泌ストレス反応異常モデルマウスを作成し、周産期ダイオキシン曝露マウスとの比較検討を行った。成果として、幼少期ストレスにより成熟後の社会性行動に影響が顕れること、大脳皮質辺縁系における神経活動異常について見出し、学術論文にて発表した(Pysiology and Behavior)。ダイオキシン曝露マウスと共通してみられた行動異常と、その神経基盤については総説にもまとめた(Frontiers of Neuroscience)。更に、前年度までに作成した胎生期ストレス曝露モデルマウスについてもフィードバック制御の異常など、ダイオキシン曝露モデルマウスと非常に類似した表現系を呈することも見出した他、左右の側脳室の大きさに偏りがみられるという統合失調症の当事者と共通する解剖学的所見や精神疾患様行動偏倚をみいだした(国際学会にて発表)。これは、母体のストレスと精神疾患の発症との相関を示唆する疫学報告と一貫した結果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、発達過程における化学物質曝露と精神の病態発症の関連性を明らかにするため、高次脳機能に関わる主要なシステムでありながらも発達毒性指標としては未開拓分野である「神経内分泌ストレス応答系」に焦点をあてた評価系を確立することである。アプローチとして、伝統的ならびに最新の行動・生化学・分子生物学的手法を用いた多角的検討により、環境化学物質のストレス応答系への発達毒性評価を行う。実施計画に基づき、高次脳機能異常を呈する環境化学物質曝露モデルとして、2,3,7,8-四塩素化ジベンゾ-ρ-ジオキシン(TCDD)の周産期曝露によるモデルマウスを作成した。また、母子分離など外的生育条件の負荷により神経内分泌ストレス応答系の指標である視床下部-下垂体-副腎(HPA)軸の機能異常が顕われることが報告されている処置を行った神経内分泌ストレス障害モデルマウスを陽性条件として2種類導入し、周産期TCDD曝露マウスと比較した。H24年度の成果として、(1)ストレス反応や社会性行動を定量化するための行動試験を計画通りに実施し、周産期TCDD曝露マウスにおける行動奇形、特に恐怖情動性異常をみいだした。新たな行動評価手法も検討し、妥当性の確認を行っている。(2)複数のストレス負荷実験による生化学評価を行った結果、周産期TCDD曝露マウスにおける内分泌反応異常が確認された。(3)陽性対照としてのストレス障害モデルマウスにおいては、実施計画にて提起した行動解析法を用い、周産期TCDD曝露マウスと同様の社会行動異常を示す外的生育条件と、逆方向の社会行動異常を示す条件をみいだした。これらモデルマウスにおいて、ストレス応答に関わる遺伝子発現解析を行い、前頭葉と扁桃体の機能的結合の変化が関与する可能性を示す知見を得ており、外的生育条件とダイオキシン曝露影響のメカニズムの共通性と相違点について、さらに解析する必要性が示された。本研究は、発達過程における化学物質曝露による精神疾患発症のリスクを、神経内分泌ストレス反応系への毒性影響に着目して評価することを目的としている。高次脳機能や社会性へ影響が既に報告されている周産期低用量ダイオキシン曝露マウスモデル(Endo et al., PLoS One, 2012 ;他)を用い、同条件曝露が生体のストレス応答系の発達に及ぼす影響を生化学的・分子生物学的手法による解析を進めている。各種ストレス負荷、ならびに薬理的視床下部・下垂体・副腎(HPA)軸活性に対するコルチコステロン分泌パターンの解析から、周産期に高用量のダイオキシン曝露を受けたマウスにおけるHPA軸活性の亢進と中枢フィードバック制御異常を示唆する結果を当該年度までに得ていた。当該年度には、(1)中枢における主要なストレス応答(HPA軸活性)制御領域である海馬におけるストレス応答関連遺伝子発現の定量解析により候補分子を同定し、生化学的所見の生物学的基盤の解明の糸口を得ることができた。そして成熟個体を用いた生化学的解析で最も顕著な毒性(ストレスホルモンの過分泌など)が顕れていたダイオキシン高用量曝露群の海馬において有意な変動低下がみとめられた候補分子が、幼少期の海馬においても変動していることをみいだした(環境ホルモン学会、北米毒性学会にて発表)。これにより、海馬が周産期ダイオキシン曝露影響の影響を受けやすい脳領域のひとつであること、その毒性が用量依存性を顕すことが示された。海馬はHPA軸フィードバックに重要な役割を持つ脳領域であることから、生化学的知見を支持する結果となった。

留意すべきことに、周産期ダイオキシン曝露マウスが成熟後に生化学的なストレス応答性異常を呈する原因として、周産期におけるダイオキシン曝露が胎生期新生児期の神経内分泌ストレス応答系の健常な形成・発達、特にはHPA軸中枢フィードバックに関わる発達に破綻がひきおこされた可能性が示唆された。(2)周産期ダイオキシン曝露マウスの比較検討用として作製した2種類の神経内分泌ストレス反応異常モデルから得られた結果をとりまとめた(Benner et al.,論文投稿中)。当該年度には、新たに胎生期ストレス曝露モデルマウスを作製し、生化学的・行動学的・解剖学的解析を実施した。このモデルマウスは、中枢フィードバック制御の異常など、ダイオキシン曝露モデルマウスと非常に類似した表現系を示した。(3)脳の特定領域内の神経細胞における遺伝子発現レベルを解析する上で有用なレーザーマイクロダイセクション(LMD)と定量的PCRを組み合わせた解析法において、その操作過程における固定、染色、遺伝子定量解析における最適条件を見いだすための条件を検討した(Benner et al.,論文投稿中)本研究では、発達期における化学物質曝露の神経内分泌ストレス反応系への毒性影響を評価することを目的としている。代表的なモデルとして、高次脳機能や社会性へ影響が既報の周産期低用量ダイオキシン曝露マウスを用い、同条件曝露が生体のストレス応答系のフィードバック機能を低下させることを前年度までに見出している。本年度は新たに、ダイオキシン高用量曝露群においてCRHR-1発現の遺伝子が海馬CA3領域特異的に減少していることを発見した。これは、海馬のCRH伝達がHPA軸フィードバックに重要な役割を持つことを支持するとともに、ダイオキシン受容体が海馬CA3領域に多く発現するとの報告と一貫した結果である。以上の成果は学位論文としてまとめ、審査に合格した。本研究ではまた、神経内分泌ストレス反応異常モデルマウスを作成し、周産期ダイオキシン曝露マウスとの比較検討を行った。成果として、幼少期ストレスにより成熟後の社会性行動に影響が顕れること、大脳皮質辺縁系における神経活動異常について見出し、学術論文にて発表した(Pysiology and Behavior)。ダイオキシン曝露マウスと共通してみられた行動異常と、その神経基盤については総説にもまとめた(Frontiers of Neuroscience)。更に、前年度までに作成した胎生期ストレス曝露モデルマウスについてもフィードバック制御の異常など、ダイオキシン曝露モデルマウスと非常に類似した表現系を呈することも見出した他、左右の側脳室の大きさに偏りがみられるという統合失調症の当事者と共通する解剖学的所見や精神疾患様行動偏倚をみいだした(国際学会にて発表)。これは、母体のストレスと精神疾患の発症との相関を示唆する疫学報告と一貫した結果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は、周産期TCDD曝露マウスにおける神経内分泌ストレス応答応答の生理学的異常をみいだすことができた。また、伝統的ストレスパラダイムを応用した行動試験系にて、恐怖情動性異常を確認することができた。
臨場感を実現する高精細形状記憶厚膜型の装着式触覚ディスプレイ開発

臨場感ある触覚情報提示のための高出力SMA厚膜アクチュエータ型触覚ディスプレイ素子開発に向け、以下の研究に取り組んだ。TiNiCuフラッシュ蒸着積層膜の低温相における剛性の抑制による出力増大を目指し、各層の超薄膜化(2nm)による膜中へのCu取り込みを図り、またTiNiCo系SMAの成膜についても検討した。いずれも狙った組成での成膜が可能になったが、形状回復が不十分で合金化の促進が課題であることがわかった。また、安定した厚膜積層のためにフラッシュ蒸着の既存装置へ電子線加熱蒸着機構を導入した。腕部装着型を想定し、振動ピン間ピッチを2 mmとして数10μmの振幅と10mN以上の発生力を目指して平ばね形状のSMAアクチュエータとバイアスばね機構の力学設計を最適化した。作製したプロトタイプの動作評価の結果、アクチュエータ内での温度分布が大きいために出力が制限されることが判明し、可動部と配線形状を改良して熱伝導抑制を図った素子を再試作した。良好な静的な出力が得られたが、触覚受容器が高感度を有する15 Hz以上の周波数域では熱応答が遅いために出力低下が生じ、通電条件による改善効果の検証と熱的な設計を適正化が課題であることがわかった。フレキシブル配線シート等へのアレイ状のSMA素子の高密度実装に向け、Cuダミー基板上に形成したSMA素子を、基板貫通配線(TSV)を設けたSi基板上へ接合する手法を考案した。Si基板のTSVを試作し、導電樹脂および保護用の樹脂パターンのマスク塗布条件を確立した。微細凹凸およびストライプ上のパターンを微細加工したSi基板表面を用い、手指で触れた際の粗さ感と抵抗感に与える官能評価を実施した。皮膚が入り込まないとされる20μm程度の溝幅でも粗さ感への効果があり、また、抵抗感は溝数ではなく接触面積の効果が大きいことを定量的に評価した。研究の過程で、ジグザグパターンの平ばね形状のSMAアクチュエータを大面積化したことによって、熱伝導の影響も考慮して加熱時の面内の温度分布の均一化を図る必要があることが判明し、素子の再設計と再試作を実施した。以上の検討に時間を要し、SMAアクチュエータの良好な形成は実現したが、皮膚の触覚受容器に適した15Hz以上の動作周波数におけるパルス通電による過熱時とOFF期の冷却時の応答向上に向けた駆動条件を詳細に検証するには至っていない。また、基板貫通配線形成と基板接合の要素技術を確立したが、接合プロセスの歩留まり等を含めた評価は次年度への課題となった。並行して進めたTiNi系SMAの厚膜形成については、組成制御の目途を得ることができたが、形状回復特性が不十分であり、成膜時の加熱温度や熱処理の条件の適正化を図り合金化をさらに促進する検討が必要があることがわかった。触覚ディスプレイ用SMA厚膜マイクロアクチュエータ高出力化に向け、SMA厚膜の特性については、フラッシュ蒸着で形成するSMA膜の低温相での柔軟性向上によるアクチュエータとしての出力増大を目指し、既存SMAフラッシュ蒸着装置の高真空化による高品質化を図るとともに、前年度に導入した電子線加熱機構を用いたSMA厚膜の組成の精密制御を図り、組成均一化による柔軟性向上への効果を評価する。また、熱処理による合金化の促進と結晶粒成長抑制も考慮した柔軟性向上への効果を検証する。前年度に明らかになった拡大ピッチアレイ型SMAアクチュエータ素子の熱応答の改善に向け、通電加熱時のアクチュエータ可動部パターン内の熱的設計をさらに適正化し、皮膚が高感度に刺激感知感知する15-30 Hzの動作周波数域における発生力および振幅の応答性向上への効果を評価する。また、前年度に引き続き不連続振動を利用したインパクト増強効果およびピンのせん断動作による刺激拡大への効果の可能性を検証する。SMA厚膜アクチュエータ素子の実装法開発については、要素技術を確立した基板貫通配線(TSV)形成と導電性基板接合プロセスを適用し、SMA厚膜アクチュエータアレイ型触覚ディスプレイ素子を高密度実装する手法を構築してフレキシブル配線シートへ実装した大面積タイプの試作に取り組む。また、基板内へ半導体素子を作り込んでアレイ状の各SMAアクチュエータへの共通配線からの選択的な通電過熱による駆動手法を構築する。提示触感のパターン依存性評価について、既存の指モデル型力覚センサシステムでの計測実験および触感官能評価試験により、Si基板表面の微細加工した凹凸パターンや異なる材料表面による微小振動パターンと触感との相関を把握し、触覚提示を人工的に再現していくための指針を得る。

作製したプロトタイプの動作評価の結果、アクチュエータ内での温度分布が大きいために出力が制限されることが判明し、可動部と配線形状を改良して熱伝導抑制を図った素子を再試作した。良好な静的な出力が得られたが、触覚受容器が高感度を有する15 Hz以上の周波数域では熱応答が遅いために出力低下が生じ、通電条件による改善効果の検証と熱的な設計を適正化が課題であることがわかった。フレキシブル配線シート等へのアレイ状のSMA素子の高密度実装に向け、Cuダミー基板上に形成したSMA素子を、基板貫通配線(TSV)を設けたSi基板上へ接合する手法を考案した。Si基板のTSVを試作し、導電樹脂および保護用の樹脂パターンのマスク塗布条件を確立した。微細凹凸およびストライプ上のパターンを微細加工したSi基板表面を用い、手指で触れた際の粗さ感と抵抗感に与える官能評価を実施した。皮膚が入り込まないとされる20μm程度の溝幅でも粗さ感への効果があり、また、抵抗感は溝数ではなく接触面積の効果が大きいことを定量的に評価した。研究の過程で、ジグザグパターンの平ばね形状のSMAアクチュエータを大面積化したことによって、熱伝導の影響も考慮して加熱時の面内の温度分布の均一化を図る必要があることが判明し、素子の再設計と再試作を実施した。以上の検討に時間を要し、SMAアクチュエータの良好な形成は実現したが、皮膚の触覚受容器に適した15Hz以上の動作周波数におけるパルス通電による過熱時とOFF期の冷却時の応答向上に向けた駆動条件を詳細に検証するには至っていない。また、基板貫通配線形成と基板接合の要素技術を確立したが、接合プロセスの歩留まり等を含めた評価は次年度への課題となった。並行して進めたTiNi系SMAの厚膜形成については、組成制御の目途を得ることができたが、形状回復特性が不十分であり、成膜時の加熱温度や熱処理の条件の適正化を図り合金化をさらに促進する検討が必要があることがわかった。触覚ディスプレイ用SMA厚膜マイクロアクチュエータ高出力化に向け、SMA厚膜の特性については、フラッシュ蒸着で形成するSMA膜の低温相での柔軟性向上によるアクチュエータとしての出力増大を目指し、既存SMAフラッシュ蒸着装置の高真空化による高品質化を図るとともに、前年度に導入した電子線加熱機構を用いたSMA厚膜の組成の精密制御を図り、組成均一化による柔軟性向上への効果を評価する。また、熱処理による合金化の促進と結晶粒成長抑制も考慮した柔軟性向上への効果を検証する。前年度に明らかになった拡大ピッチアレイ型SMAアクチュエータ素子の熱応答の改善に向け、通電加熱時のアクチュエータ可動部パターン内の熱的設計をさらに適正化し、皮膚が高感度に刺激感知感知する15-30 Hzの動作周波数域における発生力および振幅の応答性向上への効果を評価する。また、前年度に引き続き不連続振動を利用したインパクト増強効果およびピンのせん断動作による刺激拡大への効果の可能性を検証する。SMA厚膜アクチュエータ素子の実装法開発については、要素技術を確立した基板貫通配線(TSV)形成と導電性基板接合プロセスを適用し、SMA厚膜アクチュエータアレイ型触覚ディスプレイ素子を高密度実装する手法を構築してフレキシブル配線シートへ実装した大面積タイプの試作に取り組む。また、基板内へ半導体素子を作り込んでアレイ状の各SMAアクチュエータへの共通配線からの選択的な通電過熱による駆動手法を構築する。
人工イオンチャネルデザインに向けたチャネル会合モジュールの構造と機能の解析

2量体として機能する電位依存性H+チャネルの会合領域の結晶構造を高解像度で決定することに成功した。電気生理学的機能解析を行うことにより、2量体間の機能的連携や温度感受性を担う機能が会合領域にある事を明らかにした。会合領域に変異を導入することで上記機能を自在に操る事に成功した。これらの知見は人工チャネルを設計する際に応用が期待される。本申請研究はVSOPチャネル会合ドメインのタンパクを発現、精製、結晶化し3次元構造をX線結晶構造解析で決定する。構造情報を基にした変異を導入した会合ドメインタンパク、および変異VSOPチャネルの、生化学的性質の解析・電気生理学的機能解析を行い、両者の相関を解析する。また、VSOPのC端細胞内領域を外的にコントロールできる因子、温度、酸化還元(redox)、イオン強度、pHで性質の変化するコイルドコイルに置換したチャネルをデザインし、チャネル活性を人工的にコントロールすることを試みる。これらを目的として行われる研究課題である。本年度(H21年度)はマウスVSOP細胞内会合領域のX結晶構造を高解像度(1.45Å)で決定することに成功した。細胞内会合領域は2量体並行コイルドコイル構造を呈していた。細胞内領域は2量体会合に寄与することを明らかとした。構造を基にした変異体を作成し電気生理学的解析を行った。ゲーティング速度を調節する機能を有することを明らかとした。タンパク質生化学実験からコイルドコイル蛋白の熱安定性は弱く体温付近で融解し、またその融解温度は酸化還元による変化が観察された。これらの実験結果は、コイルドコイル領域の熱安定性を酸化還元によりコントロールすることで人工的にプロトンチャネルのゲーティング速度をコントロール出来ることを示唆する。本申請研究はVSOPチャネルの細胞内会合ドメインの結晶構造を解析し、構造情報を基にした変異を導入した会合ドメインタシパク、および変異VSOPチャネルの、生化学的性質の解析・電気生理学的機能解析を行い、両者の相関を解析する。また、VSOPの細胞内会合コイルドコイル領域を他のコイルドコイルに置換したチャネルをデザインし、チャネル活性を人工的にコントロールすることを試みる。本年度(H22年度)は、細胞内領域を温度閾値の上昇したコイルドコイルに置換したチャネルを作成し、温度閥値の上昇を電気生理学的に観察し、人工的に活性をコントロール出来るチャネルの作成に成功した。また、マウスVSOP細胞内会合領域を酸化及び還元状態にて結晶を作成し構造決定することに成功した。併せて生化学的性質の解析を行い、細胞内会合領域は酸化還元に応答して会合安定性が変化することを示した。また膜貫通領域と細胞内領域をつなぐリンカー領域の二次構造解析を行い、ヘリックス構造を呈することを示した。電気生理学的機能解析から2量体に会合することでチャネルが協調してゲーティングしていることを示し、さらに変異体チャネルを解析することでリンカー領域の剛・柔軟性に対応してゲーティングの協調度合いが変化することを示した。以上の解析から、VSOPチャネルは膜貫通領域から細胞内コイルドコイル領域までひとつながりのヘリックスとなっており、それ故、コイルドコイルの会合安定性情報がゲートに伝達され、熱や酸化還元によるゲーティングの修飾が起こることを明らかとした。
運動ニューロンサブタイプのdelta-notch系による分化調節機構

神経幹細胞からのニューロンの分化にbHLH(basic-helix-loophelix)転写因子の活性が関与していることが知られている。神経栄養因子の一つであるGDNFの受容体GFRa1(GDNF receptorα)の発現を神経細胞の分化マーカーとして用い、中枢神経系ニューロンの分化調節機構におけるこのbHLH転写因子の役割を調べた。GFRα1の発現様式とngn1、ngn2並びに、neuroMの3種類のbHLH転写因子の脊髄の背腹軸に沿った発現様式を2重のin situ hybridization法を用いて比較した結果、GFRα1受容体と3種類の転写因子の発現様式の間に極めて高い類似性を認めることができた。そして、脊髄の神経前駆細胞にin ovoで発現ベクターを電気穿孔法により導入することによりこれら3種類の転写因子を脊髄半側全域に強制発現させると、GFRα1の発現が量的空間的に増加することが判った。engrailedホメオボックス遺伝子の転写抑制活性を利用して、これらの転写因子の活性を抑制するとGFRα1の発現が抑制された。またngn2と相互発現抑制作用を持つcash1遺伝子を強制発現させると、GFRα1の発現が誘導され、engrailed遺伝子の転写抑制ドメインとcash1遺伝子のbHLHドメインを融合させた遺伝子を発現させるとGFRα1の発現は抑制された。以上の結果から、特定の神経細胞サブグループにおけるGFRα1の発現調節にngn1、ngn2、neuroM、並びにcash1の4種類のbHLH転写因子が関与していることが考えられる。本研究は、神経前駆細胞が運動ニューロンのサブタイプを時系列的に産生する分化調節機構におけるdelta-notch系の分子の役割を明らかにすることを、その目標としている。上記の遺伝子の役割を調べるためには、RSVプロモーターを持ったRCAS(B)ベクターを用いてニワトリ胚脊髄の神経前駆細胞に電気穿孔法を用いて目的遺伝子の導入を行うことが一番適していることを予備実験で確認して、その条件等を確立した。また、実際の遺伝子発現を確認するために目的遺伝子にmycタグを融合蛋白として発現できるようにRCAS(B)ベクターを改変したものを作製し、本研究ではこれを用いることとした。notch受容体の細胞内ドメインを強制発現させると、この受容体が活性化された状態を模することができることが知られている。本研究において、notch受容体の細胞内ドメインを神経前駆細胞に発現させると、運動ニューロンを含めて神経細胞の分化が抑制されることが判った。notch遺伝子の強制発現後に、運動ニューロンに特異的なマーカであるIslet-1に対する抗体を用いて同ニューロンの数を定量化すると、GFP(green fluorescent protein)を発現させた対照群と比較して有意に運動ニューロンの産生が抑制されることが判った。notch受容体遺伝子の下流に存在するneurogenic遺伝子(neurogeninn1,and 2,neuro D,and M)の発現様式をnotch遺伝子の強制発現後に調べると、これらの遺伝子の発現が抑制されることも判った。現在、deltaリガンドを強制発現させた後の運動ニューロンの分化について検討を行っており、併せてnotch受容体遺伝子の下流に存在する遺伝子を強制発現させるためのベクターの作製を行っている。この研究課題では、脊髄運動ニューロンサブタイプにおけるGDNF神経栄養因子ファミリー受容体の、delta-notch系の分子による発現調節機構の解明を目標とした。2重in situ hybridizationによる標識で、脊髄運動ニューロンにおける3種類の受容体(GFRα1,2,and 4)の発現様式とdelta-notch系の下流に存在するbHLH転写因子の発現様式を調べると、neuroMという転写因子の発現様式とGFRα1の発現様式が完全に重なり合うことがわかった。neuroM遺伝子をニワトリ胚の脊髄腹側部に強制発現させると、GFRα1の発現が異所性に誘導され(GFRα2 and4の発現様式は不変)ことがわかった。dominant-

negative formのneuroM遺伝子を作製して、これを脊髄内に強制発現させると、GFRα1並びにGFRα2の発現様式に変化がない一方で、GFRα4遺伝子の発現が異所性に誘導された。これは、neuroM遺伝子がGFRα1遺伝子の発現をinstructiveに誘導しているのではなく、GFRα4の発現を抑制することでpermissiveにGFRα1の発現を誘導していることを示している。他のbHLH転写因子であるneurogenin(ngn)1と2の発現様式を同様に調べると、それぞれGFRα2とGFRα4の発現様式に一致していた。一方で、ngn1とngn2を強制発現させると、発現パターンとは逆にngn1がGFRα4を、ngn2がGFRα2の異所性の発現を誘導することがわかった。併せて、両者ともneuroM遺伝子の発現を誘導することで、GFRα1の発現を異所性に誘導することもわかった。以上の結果は、delta-notch系の分子が、脊髄運動ニューロンにおけるGFRα受容体の発現様式を調節していることを示している。
地域高齢者の転倒を予防する歩行能力自己管理プログラムの構築

転倒要因の1つとされている歩行能力と高齢者のセルフケア能力に着目した高齢者主体の転倒予防プログラムの開発を進めている。プログラムは、歩行が自立し、要支援状態でない地域で生活する65歳以上の高齢者を対象としたものであり、「可視化された歩行能力に関連する転倒リスクの自己管理」と「歩行能力を強化する安全で簡便な運動の実施」から成っている。H30年度は、H29年度に抽出したプログラムの構成要素について、転倒研究の専門家の意見およびシステマティックレビューによる再検討を行い、構成要素の洗練を図った。その結果、「歩行能力に関連する転倒リスク」として、1歩行状態(歩行速度、歩幅、立位姿勢、歩数、活動範囲、履物・歩行補助具、つまずき・転倒経験、転倒恐怖感)、2歩行機能(下肢関節可動域、下肢筋力、四肢骨格筋指数)、3手足の機能(握力、手指の巧緻性、足指把持力、足底圧)、4栄養状態(BMI、体重変化、簡易栄養状態評価;MNA&reg;)、5睡眠状態、6疾患・症状・薬剤(排泄状況を含む)、7生活環境、に集約された。また、「歩行能力を強化する安全で簡便な運動」については、1下肢の速筋線維の萎縮を防ぐレジスタンス運動(スクワット、ヒールレイズ)、2バランス能力を高める運動(開眼片足立ち)、3柔軟性・バランス能力・筋力を高める運動(フロントランジ)、4足部機能を高める運動(足指じゃんけん、タオルギャザー、足部マッサージ)、5握力・腕力を高める運動を抽出した。H30年度は、H29年度に文献検討により抽出されたプログラム構成要素について、転倒研究の専門家の意見の集約およびシステマティックレビューによる再検討を行い、プログラムの精度を高めた。「可視化された歩行能力に関連する転倒リスクの自己管理」の構成要素は、15項目から7カテゴリーに絞られた。「歩行能力を強化する安全で簡便な運動の実施」については、エビデンスレベルが高く、実現可能な運動に直結した5項目となった。「歩行能力に関連する転倒リスク」の測定指標について、統一された指標が少なく、また、高齢者の負担を考慮し、安全、安楽、簡便、かつ精度の高い測定機器の選定に時間を要し、プレテストによるプログラムの修正を行うことはできなかった。2019年度は、まず、転倒を除くプログラムのアウトカム指標の明確化を行う。次に、可視化された「可視化された歩行能力に関連する転倒リスクの自己管理7項目」と「歩行能力を強化する安全で簡便な運動の実施5項目」から成るプログラムのプレテストを実施し、プログラムの修正を行う。対象は、要支援状態にない地域で生活する高齢者とし、前期高齢者(65歳から74歳)と後期高齢者(75歳から84歳)各20名を募集する。対象者を1か月毎に6か月間追跡し、プログラムの遂行状況、転倒の発生状況、および検討したアウトカム指標の変化を明らかにする。日常生活の自立した地域高齢者のセルフケア能力に着目し、「転倒リスクの可視化」および「安全で簡便な運動」に配慮した高齢者主体の転倒予防プログラムを開発するための第1段階として、H29年度はプログラム構成要素の検討を行った。「転倒リスクの可視化」により自らの転倒リスクを知ることで、転倒予防への関心が高まり、リスク軽減に向けた行動変容につながることが期待される。そこで、エビデンスレベルが保証され、かつ、簡便に測定可能であり、数量的に転倒リスクを確認できる項目について文献検討を行った。さらに、転倒予防関連の書籍、高齢者の転倒予防ガイドライン、サルコぺニア診療ガイドラインも参考に、歩行能力、手の巧緻性、筋力・上下肢周囲長、バランス、足部機能、認知・精神機能、食事内容・栄養状態、慢性疾患・薬物療法・受診状況、排泄障害・疼痛・めまい・視力障害、運動、睡眠、活動・活動量・活動範囲、生活環境、転倒経験・転倒恐怖、の15項目を抽出した。「安全で簡便な運動」について文献検討を行い、転倒予防効果が明らかであり、1人で安全安楽に実施できる運動として、筋力はスクワット、バランスは片足立ち、足部機能は踵挙げ・爪先立ち・足関節可動域訓練・足指筋力訓練、散歩・外出が抽出された。さらに、フレイルとサルコぺニアの概念を導入し、運動効果を高めるために、たんぱく質・ビタミンD・水分の摂取量、口腔・嚥下機能から成る栄養面の介入を加えたプログラム構成要素を抽出した。H29年度は、文献検討により抽出されたプログラム構成要素の実施状況の把握、およびその他の構成要素を明らかにするため、全国の一般介護予防事業および通所サービスによる介護予防・生活支援サービス事業を担当する地域包括支援センターを対象に、転倒リスクアセスメントに活用している指標、および転倒予防を目的に実践している歩行能力強化ケアについて、郵送法による無記名自記式調査を実施する予定であった。しかし、H29年12月末に日本初のサルコぺニア診療ガイドラインが公表されたため、文献検討により抽出されたプログラム構成要素の見直しを行った。それに時間を要し、地域包括支援センターを対象とした調査の実施に至ることができなかった。

プログラムは、歩行が自立し、要支援状態でない地域で生活する65歳以上の高齢者を対象としたものであり、「可視化された歩行能力に関連する転倒リスクの自己管理」と「歩行能力を強化する安全で簡便な運動の実施」から成っている。H30年度は、H29年度に抽出したプログラムの構成要素について、転倒研究の専門家の意見およびシステマティックレビューによる再検討を行い、構成要素の洗練を図った。その結果、「歩行能力に関連する転倒リスク」として、1歩行状態(歩行速度、歩幅、立位姿勢、歩数、活動範囲、履物・歩行補助具、つまずき・転倒経験、転倒恐怖感)、2歩行機能(下肢関節可動域、下肢筋力、四肢骨格筋指数)、3手足の機能(握力、手指の巧緻性、足指把持力、足底圧)、4栄養状態(BMI、体重変化、簡易栄養状態評価;MNA&reg;)、5睡眠状態、6疾患・症状・薬剤(排泄状況を含む)、7生活環境、に集約された。また、「歩行能力を強化する安全で簡便な運動」については、1下肢の速筋線維の萎縮を防ぐレジスタンス運動(スクワット、ヒールレイズ)、2バランス能力を高める運動(開眼片足立ち)、3柔軟性・バランス能力・筋力を高める運動(フロントランジ)、4足部機能を高める運動(足指じゃんけん、タオルギャザー、足部マッサージ)、5握力・腕力を高める運動を抽出した。H30年度は、H29年度に文献検討により抽出されたプログラム構成要素について、転倒研究の専門家の意見の集約およびシステマティックレビューによる再検討を行い、プログラムの精度を高めた。「可視化された歩行能力に関連する転倒リスクの自己管理」の構成要素は、15項目から7カテゴリーに絞られた。「歩行能力を強化する安全で簡便な運動の実施」については、エビデンスレベルが高く、実現可能な運動に直結した5項目となった。「歩行能力に関連する転倒リスク」の測定指標について、統一された指標が少なく、また、高齢者の負担を考慮し、安全、安楽、簡便、かつ精度の高い測定機器の選定に時間を要し、プレテストによるプログラムの修正を行うことはできなかった。H30年度は、文献検討により抽出されたプログラム構成要素の実施状況の把握、およびその他の構成要素を明らかにするため、全国の一般介護予防事業および通所サービスによる介護予防・生活支援サービス事業を担当する地域包括支援センターを対象に、転倒リスクアセスメントに活用している指標、および転倒予防を目的に実践している歩行能力強化ケアについて、郵送法による無記名自記式調査を実施する。次に、アンケート調査の結果とH29年度に実施した文献検討結果とを統合し、歩行能力に関する可視化された転倒リスク指標、転倒予防に関連する歩行能力強化ケア内容、プログラム実施による転倒予防効果指標を決定する。さらに、転倒の専門家により内容妥当性を検討し、プログラムを完成させる。2019年度は、まず、転倒を除くプログラムのアウトカム指標の明確化を行う。次に、可視化された「可視化された歩行能力に関連する転倒リスクの自己管理7項目」と「歩行能力を強化する安全で簡便な運動の実施5項目」から成るプログラムのプレテストを実施し、プログラムの修正を行う。対象は、要支援状態にない地域で生活する高齢者とし、前期高齢者(65歳から74歳)と後期高齢者(75歳から84歳)各20名を募集する。対象者を1か月毎に6か月間追跡し、プログラムの遂行状況、転倒の発生状況、および検討したアウトカム指標の変化を明らかにする。郵送法による無記名自記式調査を実施する予定であったが、サルコぺニア診療ガイドラインが公表により文献検討により抽出されたプログラム構成要素の見直しを行ったため、それに時間を要し、調査の実施に至ることができなかった。そのためその郵送料を使用できなかった。平成30年度はこの郵送料を使用する。