hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の低温ストレス応答の分子機構の解明

また、CAMTAファミリーの細胞内局在を解析するため、GFP融合型のCAMTAを過剰発現する形質転換シロイヌナズナを作出し、GFP蛍光の観察を行った結果、CAMTA2-sGFP、CAMTA3-sGFPおよびCAMTA5-sGFPの蛍光が細胞質や核において観察された。特に、孔辺細胞においてこれら3種類のCAMTA-sGFPが低温条件下において細胞質から核に移行した。そこで、CAMTA3およびCAMTA5の遺伝子発現を欠損させたcamta3camta5変異体を作出し、DREB1遺伝子群の発現量を測定した。その結果、4°C、3時間の低温条件下においてDREB1B遺伝子の発現量が顕著に減少していた。よって、CAMTA3およびCAMTA5は、DREB1BおよびDREB1C遺伝子の発現の低温誘導性を正に制御する因子であり、その活性は細胞内局在の変化によって制御されることが考えられた。本年度までの解析により、DREB1遺伝子の概日リズムによる発現が低温条件下における誘導と独立して制御されることを明らかにした。低温条件下における誘導に機能すると考えられる因子の単離とその機能解析、また新規因子の探索も進んでいることから、おおむね順調に進んでいると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。領域1に結合するPIF7を含むPIFファミリー遺伝子の多重変異体を用いて、DREB1遺伝子の発現量を測定することによってPIFファミリーの機能を解明する。また、領域2に特異的に結合する因子の単離については、本年度に作製したcDNAライブラリー等を用いてワンハイブリッド法による探索を行う。さらに、領域3に結合するCAMTAファミリーについては、それぞれの組織特異的発現や細胞内局在を明らかにするとともに、多重変異体を用いてDREB1遺伝子の発現量を測定することによって、低温ストレスによる遺伝子発現におけるCAMTAファミリーの機能を解析する。これらの解析により、DREB1の発現を制御する経路で働く因子の同定を目指し,低温による遺伝子発現の全貌を明らかにする。
新規治療法の開発を目指した糖・脂質代謝における免役プロテアソームの役割の解明

本研究では、免疫プロテアソームというタンパク質分解酵素がどのように糖代謝・脂質代謝を制御しているかを解明することを目的としている。平成30年度の糖代謝の領域に関して、免疫プロテアソームのLMP7の欠損とLMP2の欠損とともに糖代謝が改善されるデータを追加した。同一ケージ内で育成したlittermatesで、野生型(LMP2+/+)とLMP2欠損(LMP2ー/ー)マウスの糖代謝の比較も行い、腸内細菌叢等の影響に関係なく、LMP2欠損は顕著に耐糖能とインスリン感受性を改善することが明らかとなった。平成30年度の脂質代謝の領域に関して、脂肪細胞分化におけるLMP7の役割の解析では、CRISPR/Cas9システムによるLMP7ノックダウン細胞株、LMP7の酵素活性部位変異体(dominant negative clone)の高発現細胞株、SREBP-1a強制発現細胞株、及びLMP7阻害剤、PPAR-γアゴニストを用いて、興味深い結果が得られた。現在、その内容を論文にまとめ、投稿中の状態である。また、骨髄細胞から分化したマクロファージにインターロイキンー4で刺激すると抑制性とされるM2マクロファージに分化するが、LMP7の欠損により、その分化が増強されることを見出した。さらに、その分化の増強にSTAT6が関与することを見出し、現在、論文用の図を作成し、ショートレターの論文をまとめているところである。さらに、重要な報告があって、平成30年度をもって自治医大から九州保健福祉大学に異動することになり、今後、異動先において、論文の投稿やそれに対する対応、糖代謝における免疫プロテアソームの役割を解明する研究を引き続き行う予定である。また、本研究課題以外の研究において論文が1報アクセプトされ、数報が投稿中の状態にある。平成30年度で所属の自治医科大学から異動することになり、その手続きや新しい所属先への引っ越し等の準備で研究に充てる時間が少なかったため。平成31年度から所属する九州保健福祉大学薬学部において、なるべく早急に研究体制を整え、続きの研究に邁進するつもりである。本研究では、糖・脂質代謝を制御する免疫プロテアソームという蛋白質分解酵素の役割を解明することを目的としている。平成29年度の糖代謝の領域に関して、免疫プロテアソームのLMP7の欠損だけでなく、LMP2の欠損により糖代謝が改善されるかどうか、また、腸内細菌叢の影響がないかどうかを確認するため、同一ケージ内で育成したlittermatesで、野生型(LMP7+/+)とLMP7欠損(LMP7-/-)マウスの糖代謝の比較を行った。その結果、腸内細菌叢等の影響に関係なく、LMP7欠損は顕著に耐糖能とインスリン感受性を改善することが明らかとなった。LMP2に関しても同様の実験を行い、まだN数は少ないが同様の結果を得た。また、N数が少なかった骨髄移植によるキメラマウスを利用した耐糖能・インスリン感受性の実験で、さらにキメラマウスを作製してN数を増やしたが、本研究計画の申請書に示した予備実験とほぼ同様の結果を得た。この実験により、耐糖能・インスリン感受性の改善に関与するLMP7は組織側の細胞によるものであることが明らかとなった。平成29年度の脂質代謝の領域に関して、脂肪細胞分化におけるLMP7の役割を解析する計画において、かなり研究が進展した。細胞株として脂肪前駆細胞株3T3-L1を利用し、遺伝子改変細胞株を作製し、脂肪細胞分化におけるLMP7の役割を検討した。CRISPR/Cas9システムによるLMP7ノックダウン細胞株及びLMP7の酵素活性部位変異体の高発現細胞株において、脂肪細胞分化が顕著に抑制された。LMP7阻害剤による脂肪細胞分化抑制実験で、LMP7が脂肪細胞分化初期に働くことがわかった。遺伝子・タンパク質発現解析からPPAR-γとSREBP-1aが重要であることがわかった。進み方に偏りはあるが、脂肪細胞分化に関しては大きな進展がり、論文作成の段階に入った。その他の計画に関しても、レンチウイルス作製などが順調である。

さらに、重要な報告があって、平成30年度をもって自治医大から九州保健福祉大学に異動することになり、今後、異動先において、論文の投稿やそれに対する対応、糖代謝における免疫プロテアソームの役割を解明する研究を引き続き行う予定である。また、本研究課題以外の研究において論文が1報アクセプトされ、数報が投稿中の状態にある。平成30年度で所属の自治医科大学から異動することになり、その手続きや新しい所属先への引っ越し等の準備で研究に充てる時間が少なかったため。脂肪細胞分化については、論文投稿準備を始めた。糖代謝については、脂肪前駆細胞株3T3-L1、ラ氏島細胞株MIN-6細胞、肝細胞株Hepa1-6細胞を利用して、免疫プロテアソームの役割を引き続き解析する予定である。平成31年度から所属する九州保健福祉大学薬学部において、なるべく早急に研究体制を整え、続きの研究に邁進するつもりである。残額がかなり少額のため、無理をして不要なものを購入するより、次年度に繰り越したほうが有効に使用できると考えた。
抗ストレス食素材の探索と分子機構の解明

前年度の研究でケルセチンはストレス応答調節作用を有していることが明らかとなり、脳機能に影響を与えることが強く示唆された。そこで本年度はモデル神経細胞Neuro2Aを用い、ケルセチンの脳機能調節作用の網羅的解析を目的とした。そのためにまずケルセチンの体内動態に関する知見を得るため、Neuro2A細胞とラットを用いて吸収・代謝の検討を行った。Neuro2A細胞にケルセチンアグリコンおよび代謝物[ケルセチン-3-グルクロニド(Q3GA),イソラムネチン(IRH)]を処理し、1-24hで時間依存的な吸収を測定したところ、アグリコンとIRHの細胞内取込量は1hで最大となり、2h以降は時間依存的に減少したが、Q3GAは24hまで時間依存的に取り込まれた。またケルセチン処理1hでIRH(メチル化物)に相当するピークが認められた。さらに興味深い事にIRHの取込量はケルセチンに比べて6-10倍高いことが明らかとなったことから、Neuro2A細胞にはIRH(メチル化物)が蓄積しやすいことが示唆された。次に、アグリコンをラットに経口投与した際の脳内蓄積量について、ストレス負荷の有無での変動も合わせて検討した。ケルセチン代謝物は無処理のラット脳内でも検出されたことから、通常飼料中からの混入が示唆されたが、投与によって代謝物の変動を確認することはできた。投与後30-210minで血漿中代謝物は増加した一方、脳内代謝物は減少したことから、脳内蓄積量は一定に保たれている可能性が考えられた。また水浸拘束処理により脳内代謝物(メチル化物)が増加傾向にあったことは注目すべき点であり、(ストレス刺激に限らず)負荷を与えた場合の代謝物量の変動は新知見である。以上の結果から、ケルセチン代謝物は(特にメチル化物)は脳内に蓄積し、神経細胞に何らかの影響を与えることが期待された。ストレス応答(HPA系)の亢進はうつ病発症の勉険因子である。そこで本年度は、ケルセチン(QUE)の抗うつ様活性発現機構に関する知見を得るため、HPA系調節(抗ストレス)作用の検討とその分子機構の解析を行った。水浸拘束ストレス(3h)により、ラット血漿中のコルチコステロン(CORT)および副腎皮質刺激ホルモン(ACTH、CORT誘導因子)濃度が顕著に増加した。興昧深いことにQUE(50mg/kg bw)は、これらの増加を有意に抑制(約80%)した。一方、抗うつ薬イミプラミン(IMI、15mg/kg bw)はCORTに対して抑制作用を示したが有意差は無く、また、ACTHに対する作用も認められなかった。次に、ACTHの上流因子であるコルチコトロピン放出因子(CRH)とアルギニンバソプレッシン(AVP)に対するQUEの作用を検討した。視床下部におけるCRHとAVPの発現は水浸拘束(30、60min)により顕著に増加したが、QUEはこれを有意に抑制した。IMIはAVPの発現に対してのみ阻害作用を示したことから、QUEはCRH発現抑制を介した抗ストレス作用を有していることが明らかとなった。続いて、CRH発現に関与するCREB(正の転写因子)、グルココルチコイド受容体(GR、負の転写因子)およびERK1/2(CREBの上流因子)の活性化に対するQUEの作用を検討した結果、QUEはGR活性化を介してCRHの発現を抑制していることが示唆された。以上の結果からQUEの抗うつ様活性発現機構の一つとして抗ストレス作用が強く示唆された。また本研究は、QUEが脳機能に影響を与えることを初めて示したとともに、一部ではあるものの、その分子機序についても明らかにしたことは大変意義深いと思われる。そして、脳機能調節作用という食品成分の新たな可能性を切り拓く、重要な研究になりうると考えている。

また水浸拘束処理により脳内代謝物(メチル化物)が増加傾向にあったことは注目すべき点であり、(ストレス刺激に限らず)負荷を与えた場合の代謝物量の変動は新知見である。以上の結果から、ケルセチン代謝物は(特にメチル化物)は脳内に蓄積し、神経細胞に何らかの影響を与えることが期待された。
ライブセルハイブリッドイメージングによる細胞膜微細構造変化の分子機構解明

2018年度の研究は、基本的には計画通りに遂行し、主にフェーズ1(高速原子間力顕微鏡と超解像蛍光顕微鏡との融合)の内容に取り組んだ。このフェーズでは、主に京都大学と欧州分子生物学研究所が共同し、高速原子間力顕微鏡技術と超解像顕微鏡技術との融合を目指す。欧州分子生物学研究所のグループでは、各種超解像顕微鏡(PALM/STORM)を自作してきた実績があり、この技術と京都大学で有する高速原子間力顕微鏡技術とを融合するためのシステムの検討・実験をおこなう。本年度における各研究項目の成果は以下の通りである。項目i)高速原子間力顕微鏡と超解像顕微鏡との両立を可能にする光学系の設計・構築および高速化):高速原子間力顕微鏡のスキャナユニットがステージ上部を占領するため、これと空間的に干渉しない光学系の作成法や、超解像顕微鏡の高速化に取り組んだ。高速原子間力顕微鏡が搭載されている倒立型顕微鏡のサイドポートを利用して、超解像の光学系を導入する可能性を、メールおよびSkypeによる意見交換と議論を行った。項目ii) (時空間的相関イメージングを可能にする制御系の検討・構築)に関しては、現有の高速原子間力顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡とを組み合わせた相関イメージングシステムに関して、空間的位置合わせ法の確立を目指して実験を行った。クラスリンの蛍光輝点と原子間力顕微鏡での凹みとのとの位置合わせを行ったところ、ライブセル観察では20nm程度、固定した細胞では最大10nm程度の位置ずれを検出した。これは、超解像顕微鏡の空間分解能以上の誤差であり、今後の改善が必要である。2018年度は概ね計画通りに進展した。10月からの半年間、主にフェーズ1に取り組み、高速原子間力顕微鏡と超解像顕微鏡との融合に必要なシステムの要件に関して、議論を重ねた。特に超解像顕微鏡の光学系を高速原子間力顕微鏡システムに組み込む点に関しては、複数の可能性を検討し、その妥当性を今後検証することで同意した。これにより、当初予定していた欧州分子生物学研究所への訪問は、Skype会議やメールでの意見交換で代用した。項目ii)の「時空間的相関イメージングを可能にする制御系の検討・構築」に関しては、現有の高速原子間力顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡とを組み合わせた相関イメージングシステムに関して、リアルタイムでの時空間的位置合わせ法の確立を目指して基礎データの取得を行い、空間精度に関して結果を得た。クラスリン被覆ピットのライブセル観察では、20nm程度という結果を得たが、これは超解像顕微鏡の空間分解能以上の誤差である。これは、原子間力顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡の走査位相のずれに起因するものであると考えられるため、今後、走査位相の同期を検討する必要がある。2018年度に引き続き、フェーズ1の計画を遂行する。光学系の導入に関しては、2018年度に議論したシステムの導入を実際におこなう。6月に欧州分子生物学研究所の共同研究者であるRiesが来日し、京都大学にて高速原子間力システムの改変に関する議論と実験を行う。また10月には、研究代表者および共同研究者が欧州分子生物学研究所を訪問し、超解像顕微鏡システムを見学し、その光学系を学ぶと共に、高速原子間力顕微鏡との融合に関して議論をおこなう予定である。また、時空間的同期法の確立に関しては、空間精度上昇に取り組むと共に、時間的同期法を検討する。2019年度からはフェーズ2「ハイブリッド顕微鏡を用いた膜変形・切り離し過程の可視化・解析」にも取り組み、フェーズ1で検討・構築した光学系を高速原子間力顕微鏡に組み込み、膜小胞生成過程の可視化解析に挑む。膜切り離しのステップには、これまで報告されてきたダイナミン以外に、多くのタンパク質の関与が報告されつつある。京都大学では、高速原子間力顕微鏡を用いた解析により、エンドサイトーシス過程における細胞骨格関連タンパク質の関与を示す重要なデータを得ている。また、欧州分子生物学研究所のグループでも、超解像顕微鏡を用いて、小胞周辺の細胞骨格の局在に関する高空間分解能局在情報の取得に成功している。ここでは、その両者を組み合わせ、クラスリン依存的エンドサイトーシスにおける膜変形・小胞生成の分子メカニズムを明らかにする。

クラスリンの蛍光輝点と原子間力顕微鏡での凹みとのとの位置合わせを行ったところ、ライブセル観察では20nm程度、固定した細胞では最大10nm程度の位置ずれを検出した。これは、超解像顕微鏡の空間分解能以上の誤差であり、今後の改善が必要である。2018年度は概ね計画通りに進展した。10月からの半年間、主にフェーズ1に取り組み、高速原子間力顕微鏡と超解像顕微鏡との融合に必要なシステムの要件に関して、議論を重ねた。特に超解像顕微鏡の光学系を高速原子間力顕微鏡システムに組み込む点に関しては、複数の可能性を検討し、その妥当性を今後検証することで同意した。これにより、当初予定していた欧州分子生物学研究所への訪問は、Skype会議やメールでの意見交換で代用した。項目ii)の「時空間的相関イメージングを可能にする制御系の検討・構築」に関しては、現有の高速原子間力顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡とを組み合わせた相関イメージングシステムに関して、リアルタイムでの時空間的位置合わせ法の確立を目指して基礎データの取得を行い、空間精度に関して結果を得た。クラスリン被覆ピットのライブセル観察では、20nm程度という結果を得たが、これは超解像顕微鏡の空間分解能以上の誤差である。これは、原子間力顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡の走査位相のずれに起因するものであると考えられるため、今後、走査位相の同期を検討する必要がある。2018年度に引き続き、フェーズ1の計画を遂行する。光学系の導入に関しては、2018年度に議論したシステムの導入を実際におこなう。6月に欧州分子生物学研究所の共同研究者であるRiesが来日し、京都大学にて高速原子間力システムの改変に関する議論と実験を行う。また10月には、研究代表者および共同研究者が欧州分子生物学研究所を訪問し、超解像顕微鏡システムを見学し、その光学系を学ぶと共に、高速原子間力顕微鏡との融合に関して議論をおこなう予定である。また、時空間的同期法の確立に関しては、空間精度上昇に取り組むと共に、時間的同期法を検討する。2019年度からはフェーズ2「ハイブリッド顕微鏡を用いた膜変形・切り離し過程の可視化・解析」にも取り組み、フェーズ1で検討・構築した光学系を高速原子間力顕微鏡に組み込み、膜小胞生成過程の可視化解析に挑む。膜切り離しのステップには、これまで報告されてきたダイナミン以外に、多くのタンパク質の関与が報告されつつある。京都大学では、高速原子間力顕微鏡を用いた解析により、エンドサイトーシス過程における細胞骨格関連タンパク質の関与を示す重要なデータを得ている。また、欧州分子生物学研究所のグループでも、超解像顕微鏡を用いて、小胞周辺の細胞骨格の局在に関する高空間分解能局在情報の取得に成功している。ここでは、その両者を組み合わせ、クラスリン依存的エンドサイトーシスにおける膜変形・小胞生成の分子メカニズムを明らかにする。
凝集阻害対策と高効率処理を目指したキトサンを主成分とする凝集助剤の開発

本研究は,自然由来で安全な多糖質キトサンを凝集補助剤として用いることで、凝集処理効率が低下する原水に対しても凝集剤の使用量を増加させることのない浄水処理を目指している。本研究では,一般的なアルミ系凝集剤と併用処理を行った場合の凝集効率が,概ね30%程度上昇することを明らかとした。処理能力10万トン以上の浄水場では,凝集阻害による薬品消費量が問題であることから,キトサンの凝集阻害による使用薬品量の削減は有効であると考えられた。本研究では,原水の水質変化に影響を受けることなくより少ない凝集剤で最良の処理を実現させるため,キトサンを浄水処理の凝集補助剤として活用することを提案している.本年度は,凝集効果を低下させる要因として凝集阻害物質(藻類細胞)および水温に着眼点を置き,キトサンを凝集補助剤として使用した際の凝集処理効果の変化について考察を行った.実験では,凝集阻害の原因藻類であるMicrocystisを含む湖沼水を原水とし,PAC(ポリ塩化アルミニウム)による凝集実験を行った.PACのみの添加の場合,原水を濁度2NTU以下にするために60mg/LのPAC注入量を必要としたが,キトサン0.5mg/Lと併用処理することにより,PAC添加濃度5mg/Lでの濁度除去が観察された.また,PACとキトサンの併用処理ではPAC単独処理よりも処理水の濁度が低下しており,高効率に処理が可能であることが示唆された.キトサンは,タンパク質等や濁度の高い排水処理での凝集効果が有効とされているが,本実験より,浄水処理レベルの水に対しても活用可能であることが示唆され,藻類などの凝集阻害の原因物質が含まれている場合でも効率的に凝集沈殿を行うことが可能であることが予想された.さらに,凝集処理効果が低いとされる低水温の原水に対してキトサンを凝集補助剤として使用し,PACによる凝集実験を行った.その結果,キトサンを添加すると低水温の条件下でも凝集処理が良好に行われた.また,PAC添加率10 mg/Lでも濁度2 NTU以下の上澄水が得られており,キトサンとPACの併用処理によって従来よりも効率的な凝集沈殿処理を行えることが明らかとなった.本研究は,閉鎖性水域における藻類増殖や気象による原水濁度の上昇などによって処理操作が難しくなる浄水処理における凝集沈殿処理に対して,キトサンを凝集助剤に用いることによる処理の高効率化を目指している.本年度は,以下の3点について実験による検討を行った.1キトサン溶液の溶媒の決定:浄水場で一般的に使用・管理されている溶液を用いて,キトサン溶液の溶媒としての有用性を評価した.次亜塩素酸ナトリウムおよび塩酸を用いて実験を行ったところ,塩酸を溶媒にして作成したキトサンは,酢酸に溶解したキトサンとほぼ同程度の凝集助効果をみせ,溶媒として適していることが分かった.一方,次亜塩素酸ナトリウムは,強いアルカリ性であるためキトサンの正電荷が低下し,凝集効果を悪化させる傾向が観察された.以上の結果より,キトサンの溶媒には塩酸が適していることが明らかとなった.2凝集阻害を引き起こすモデル物質存在下におけるキトサンの凝集補助効果:藻類が産生する凝集阻害物質のモデル物質としてグルクロン酸を用いて,凝集阻害物質に対するキトサンの凝集助効果について検討を行った.実験の結果,キトサンによる凝集補助効果は認められず,凝集反応の向上は見られなかった.これは,凝集剤として使用したポリ塩化アルミニウム中のアルミニウムとグルクロン酸が錯体を形成したことが理由であると考えられた.凝集阻害に寄与する物質は多種多様に存在し,その凝集阻害メカニズムもいくつか報告されているが,中でもアルミニウムと錯体を形成することによって凝集阻害を引き起こす物質については,キトサンの凝集助効果は発揮されない可能性があることが示唆された.3キトサンの劣化について:キトサン溶液を作成し1カ月以上の長期保存を行った後の凝集補助効果を検証したところ,効果の劣化は見られず安定した補助効果が観察された.育児休暇中につき研究を休止した。本年度は,キトサンの凝集補助が作用する原水の水質範囲について検討した.特に,凝集反応に影響を与える濁度およびpHに着目し実験を行った.具体的には,ポリ塩化アルミニウムとキトサンの併用処理を行い,濁度およびpHの異なる原水に対してジャーテストを行うことでキトサンが凝集補助剤として効果的に作用する至適範囲を求めることとした.その結果,PACのみでは処理効率が低下する低濁度領域でもキトサンの添加によって処理効率が回復し,10.2NTU83.6NTUの全濁度領域でキトサンの凝集補助作用が確認された.一方,原水のpHに関しては,pH68の原水においてPACとキトサンの併用処理で比較的良好な濁度除去率を示したのに対し,pH45.5の原水においては,濁度除去率は20%を下回った.これらの傾向は,PACのみによる処理の結果と似た傾向を示していることから,キトサンのpH至適範囲はPACと同等の範囲であることが分かった.

この理由は,キトサンの凝集補助はPACによって形成された微小フロックに対して作用するためであり,酸性の原水の場合,PACの水和反応が十分に進行せずに微小フロックが形成されないため,キトサンを添加しても架橋反応が起こらず,結果的にフロックが形成されなかったと考えられた.このことから,キトサンが凝集補助剤として十分に作用するには,前段のPACによる微小フロックの形成が十分に行われることが必要であることが示唆された.育児中で短時間勤務で働いており,研究のための十分な時間が確保できないことから進捗状況としてはやや遅れている.延長申請をお願いしているので,残りの1年をかけて本研究をままとめる予定である.藻類増殖や集中豪雨による河川の高濁度化などに見られるように,浄水処理における原水水質変動は著しく,凝集沈殿処理に対する負荷が一時的に増加する傾向が見られる。凝集沈殿処理は急速ろ過方式のメインとする処理であり,凝集沈殿による処理効果は後段のろ過プロセスへ影響することから,原水変動に左右されない安定した凝集沈殿処理が求められる。上述した問題に対しては,凝集沈殿処理効率が低下するなどの障害が発生することから凝集剤を通常よりも多く注入するが、副次的な問題を含むことから原水水質に左右されない安定した処理方法を考案することが必要である。そこで本研究は、自然由来で安全なキトサンを凝集補助剤として用いることで、凝集処理効率が低下する原水に対しても凝集剤の使用量を増加させることのない浄水処理を目指す。本年度は,凝集阻害を起こすMicrocystis (以下MA)に対するキトサンの凝集補助効果について考察を行った。MAは実験室にて純粋培養し,細胞表面および細胞外有機物を生理食塩水による洗浄によって取り除き、アルカリ度50mg/L,濁度10NTU,pH 7の原水を作成した。凝集剤は塩化アルミニウム(以下、PACl)を用た。実験の結果、キトサンの作用によってPAClの注入率を約30%削減できることが確認され,原水の水質変化に対しても対応可能なことが示された。また,E260に関してもキトサンを使用した場合の方が除去されており、凝集沈殿処理では処理が不十分されている消毒副生成物の前駆物質の除去に対しても、一定の効果を示した。さらに、ろ過池の負荷を示すSTIを測定したところ、キトサンの使用の有無に変化はみられず、キトサンの処理水への残留性の可能性も低いことが確認された。さらに本年度の実験から,キトサンは凝集剤削減量と同程度の発生汚泥量の削減にも寄与することが示され,凝集補助剤としての有用性が確認された。本研究は,自然由来で安全な多糖質キトサンを凝集補助剤として用いることで、凝集処理効率が低下する原水に対しても凝集剤の使用量を増加させることのない浄水処理を目指している。本研究では,一般的なアルミ系凝集剤と併用処理を行った場合の凝集効率が,概ね30%程度上昇することを明らかとした。処理能力10万トン以上の浄水場では,凝集阻害による薬品消費量が問題であることから,キトサンの凝集阻害による使用薬品量の削減は有効であると考えられた。育児休暇中につき研究を休止した。凝集阻害を引き起こす藻類対策としてのキトサンの作用を検討する.凝集阻害を招く藻類であるMicrocystisを培養し,藻類増殖による水質変動や細胞による濁質上昇に対してキトサンの凝集補助作用の効果について検討する.また,これまでの凝集阻害対策はPACの過剰注入が主な対応方法であり,発生汚泥の増加などの副次的問題を招いていたことから,キトサンによる発生汚泥量の削減効果についても検討する.水処理工学平成26年度に実施予定をしていた実験を行う。(1)キトサンによる凝集阻害抑制効果の確認(2)凝集剤とキトサンの併用処理による発生汚泥の低減率の確認
回復期リハ病棟における脳血管障害患者の再発予防行動獲得プログラムの開発

本研究は回復期リハビリテーション病棟で治療を受ける初回発症の脳血管障害患者に対する再発予防行動獲得プログラムの開発とその介入効果を3年間で明らかにすることである。初年度は、再発予防行動獲得プログラム(以下、プログラム)の作成を行った。プログラムは、プロチェスカの「変化ステージモデル」と岡らが開発した慢性腎臓病教育におけるEncourage Autonomous Self-Enrichment program(以下、EASE (イース)プログラム)を岡らから許可を得て活用を行った。EASEプログラムのステップ1「心理的・身体的準備状態、セルフケアに対する考え方の確認」では、ナラティブ・アプローチを用いた面接と自己効力感をGeneral Self-Efficacy Scale(以下、GSES)で測定する。さらに、ステップ2の「生きがいの明確化」では、主観的QOLの評価に用いるa Direct Weighting procedure for Quality of Life Domains(以下、SEIQoL-DW)を取り入れて構成した。2年目、および、3年目は北東北にある2医療施設の回復期リハビリテーション病棟において約23ヶ月の期間を費やしたプログラムの介入を行った。各事例の介入前から介入終了時までの面接内容をデータとして収集した。現在、約27事例に対する介入が終了し、そのデータ分析と考察を行った。本研究は回復期リハビリテーション病棟で治療を受ける初回発症の脳血管障害患者に対する再発予防行動獲得プログラムの開発とその介入効果を3年間で明らかにすることとしている。再発予防行動獲得プログラムは、糖尿病の食事療法や腎不全の透析療法を受ける患者の行動変容を促すための介入プログラムであるEncourage Autonomous Self-Enrichment Program (以下、EASEプログラム)を基盤に、対象者選定には行動変容モデルの評価表を用い、EASEプログラムのアクションプラン開始時と終了時点の「生きがい」の評価は、A Direct Weighting procedure for Quality of Life Domains(以下、SEIQoL-DW)、「自己効力感」の評価はGeneral Self-Efficacy Scale (以下、GSES)をそれぞれ用いることとし、EASEプログラム作成者の岡美智代氏(群馬大学)からも承認が得えられた。また、この再発予防行動獲得プログラムの評価は、患者本人の行動変容ステージ、「生きがい」、「自己効力感」の変化に加え、生理学的検査データである血液検査データ、バイタルサイン、プライマリー看護師による患者の行動の評価、日々の看護ケアへの実施の汎用性に関するアンケートで行う。このように、再発予防行動獲得プログラムの開発と評価方法は既に完成している。また、このプログラム実施にあたり、北東北3県の回復期リハビリテーション病棟を有する4施設から研究協力の内諾が得られ、介入フィールドも確保されている。初年度における本研究の目的達成度は概ね順調に進展しているものと考えられる。その理由として、1)再発予防行動獲得プログラムの開発、2)研究実施施設の確保の2点が挙げられる。1)に関しては、本研究が基盤とするEASEプログラム製作者の岡美智代氏より、脳血管障害患者用プログラムへの適応とアレンジの許可が得られている。このため、EASEプログラムの対象者の選定、対象者の「生きがい」と「自己効力感」の評価について、これまでは用いられていなかった評価ツールや評価尺度を用いることが可能となった。このことで、EASEプログラムで対象者に介入する際のアクションプランの効果が量的質的に評価可能となった。その方法として、対象者選定には行動変容モデルの評価表を用い、アクションプラン開始時と終了時点の「生きがい」の評価は、A Direct Weighting procedure for Quality of Life Domains(以下、SEIQoL-DW)、「自己効力感」の評価はGeneral Self-Efficacy Scale(以下、GSES)をそれぞれ用いる2)既に、北東北3県の回復期リハビリテーション病棟を有する4施設から研究協力の内諾が得られている。27年度は、再発予防行動獲得プログラム(以下、プログラム)を作成した。プロフラムは、プロチェスカの「変化ステージモデル」と岡らが開発した慢性腎臓病教育におけるEncourage Autonomous Self-Enrichment program(以下、EASE(イーズ)プログラム)をおからの許可を得て活用したものである。EASEプログラムのステップ1の「心理的・身体的準備状態、セルフケアに対する考え方の確認」では、ナラティブ・アプローチを用いた面接と自己効力感をGeneral Self-Efficacy Scale(以下、GSES)で測定する。さらに、ステップ2の「生きがいの明確化」では、主観的QOLの評価に用いるThe Schedule for the Evaluation of Individual Quality of Life-Direct Weighting (以下、SEIQoL-DW)を取り入れて構成した。28年度は、北東北の二医療施設の回復期リハビリテーション病棟において本プログラムによる介入を実施した。対象とした10例は全員が軽度の脳卒中患者であり、今後、自宅での自立した生活が予測された。本プログラムによる介入の結果、患者自身が再発要因となる生活習慣を改善するような行動目標をあげることができており、再発予防行動への取り組くみが期待できることが明らかとなった。このため、今後、介入による成果を検証するため質的・量的な分析をおこなうため継続してデータ収集を行うこととした。二年目における本研究の目的達成度は概ね順調と考えられる。その理由として、調査施設数の変更はあったものの、各施設からの協力のもと、対象者は予定していた人数を確保することが出来ている。

プログラムは、プロチェスカの「変化ステージモデル」と岡らが開発した慢性腎臓病教育におけるEncourage Autonomous Self-Enrichment program(以下、EASE(イース)プログラム)を岡らから許可を得て活用を行った。EASEプログラムのステップ1「心理的・身体的準備状態、セルフケアに対する考え方の確認」では、ナラティブ・アプローチを用いた面接と自己効力感をGeneral Self-Efficacy Scale(以下、GSES)で測定する。さらに、ステップ2の「生きがいの明確化」では、主観的QOLの評価に用いるa Direct Weighting procedure for Quality of Life Domains(以下、SEIQoL-DW)を取り入れて構成した。2年目、および、3年目は北東北にある2医療施設の回復期リハビリテーション病棟において約23ヶ月の期間を費やしたプログラムの介入を行った。各事例の介入前から介入終了時までの面接内容をデータとして収集した。現在、約27事例に対する介入が終了し、そのデータ分析と考察に着手している。本研究は、回復期リハ病棟に入院中の成人期の患者を対象に行動変容に関連した理論やモデルを基盤とした再発予防行動を獲得するための看護介入プログラムを開発し、その成果を検証することであり、対象者の確保が必要であった。しかし、研究代表者の所属機関の移動により、研究協力施設の確保が困難となった。対策として、分担研究者によってのみ対象者数確保を行うことに方法を変更したことにより、データ収集に時間を要した。そのため、分析、成果の総括に十分な時間を充てることができない状況にある。本研究は回復期リハビリテーション病棟で治療を受ける初回発症の脳血管障害患者に対する再発予防行動獲得プログラムの開発とその介入効果を3年間で明らかにすることである。初年度は、再発予防行動獲得プログラム(以下、プログラム)の作成を行った。プログラムは、プロチェスカの「変化ステージモデル」と岡らが開発した慢性腎臓病教育におけるEncourage Autonomous Self-Enrichment program(以下、EASE (イース)プログラム)を岡らから許可を得て活用を行った。EASEプログラムのステップ
潮汐による鉛直混合が西部北太平洋亜寒帯域の基礎生産を維持する機構の解明

西部北太平洋亜寒帯循環域は基礎生産が高く,生物活動によるpCO2の変動が大きい海域である.この海域の表層では栄養物質の一つである鉄の濃度が低く,鉄の不足が基礎生産を制限している.一方で,中層には鉄が高濃度で溶存していることが知られており,鉄を豊富に含む中層の水が,鉛直混合を介して表層に供給され,高い基礎生産を支えている可能性が考えられている.北太平洋中層における溶存鉄の分布を数値モデルで再現するには粒子から鉄が脱着/分裂する長さスケールのパラメータを160 m程度にする必要があり,そのことは堆積物から供給された鉄が沈降速度が遅い(180-460 m/yr)粒子に吸脱着(凝集分裂)していることが示唆された.この結論は有機配位子の濃度や堆積物起源の鉄のフラックスを固定した条件で得られたものであり,その不確実性を考慮した感度実験を行い,実験を行った範囲で上記の結論を支持する結果をえることができた.また,西部北太平洋亜寒帯循環域の中層に分布する鉄と鉛直混合を介した基礎生産への影響を評価するため,亜熱帯・亜寒帯前線の位置を適切に再現し,中規模渦を解像することができる水平解像度1/12度のモデルを開発した.モデルが妥当に動作するかを確認するため,3/1の状態を初期条件とし,1ヶ月間の計算を行った.計算開始から1ヶ月すると中規模渦の影響を受け,硝酸塩濃度や鉄,植物プランクトンのバイオマス濃度に関しても複雑な空間分布が見られた.例えば,北海道の南南東の沖には周囲と比べて水温が高い渦が見られているが,その渦は硝酸塩濃度や鉄濃度が高く,植物プランクトンのバイオマス濃度が低いという特徴をもっていた.沈降速度が遅い粒子に吸脱着(凝集分裂)されながら鉄が水平輸送されていることや,それによって大量の鉄が縁辺海から北太平洋へ輸送されていることについて成果をとりまとめ,学術論文を執筆した.また,西部北太平洋亜寒帯循環域の中層に分布する鉄と鉛直混合を介した基礎生産への影響を評価するための水平解像度1/12度のモデルの開発を開始し,モデルが問題無く動作することを確認することができた.これらのことから研究はおおむね順調に進展している.計画研究班で検討されている潮汐混合のパラメタリゼーションを昨年度までに開発した高解像度モデルに導入し,潮汐混合の影響をON/OFFした実験結果の差分から,潮汐による鉛直混合が西部北太平洋亜寒帯循環域の高い基礎生産をささえる仕組みを明らかにしていく.具体的には,前年度に中層に対して適用した鉄の収支解析を表層に対して適用し,西部北太平洋亜寒帯循環域への鉄供給プロセス(水平移流,水平渦輸送,鉛直移流など)の相対的な寄与を定量化する.また,鉄供給と基礎生産の季節変動の関係を明らかにしていく.西部北太平洋亜寒帯循環域は基礎生産が高く,生物活動によるpCO2の変動が大きい海域である.この海域の表層では栄養物質の一つである鉄の濃度が低く,鉄の不足が基礎生産を制限している.一方で,中層には鉄が高濃度で溶存していることが知られており,鉄を豊富に含む中層の水が,鉛直混合を介して表層に供給され,高い基礎生産を支えている可能性が考えられている.北太平洋中層における溶存鉄の分布を数値モデルで再現するには粒子から鉄が脱着/分裂する長さスケールのパラメータを160 m程度にする必要があり,そのことは堆積物から供給された鉄が沈降速度が遅い(180-460 m/yr)粒子に吸脱着(凝集分裂)していることが示唆された.この結論は有機配位子の濃度や堆積物起源の鉄のフラックスを固定した条件で得られたものであり,その不確実性を考慮した感度実験を行い,実験を行った範囲で上記の結論を支持する結果をえることができた.また,西部北太平洋亜寒帯循環域の中層に分布する鉄と鉛直混合を介した基礎生産への影響を評価するため,亜熱帯・亜寒帯前線の位置を適切に再現し,中規模渦を解像することができる水平解像度1/12度のモデルを開発した.モデルが妥当に動作するかを確認するため,3/1の状態を初期条件とし,1ヶ月間の計算を行った.計算開始から1ヶ月すると中規模渦の影響を受け,硝酸塩濃度や鉄,植物プランクトンのバイオマス濃度に関しても複雑な空間分布が見られた.例えば,北海道の南南東の沖には周囲と比べて水温が高い渦が見られているが,その渦は硝酸塩濃度や鉄濃度が高く,植物プランクトンのバイオマス濃度が低いという特徴をもっていた.沈降速度が遅い粒子に吸脱着(凝集分裂)されながら鉄が水平輸送されていることや,それによって大量の鉄が縁辺海から北太平洋へ輸送されていることについて成果をとりまとめ,学術論文を執筆した.また,西部北太平洋亜寒帯循環域の中層に分布する鉄と鉛直混合を介した基礎生産への影響を評価するための水平解像度1/12度のモデルの開発を開始し,モデルが問題無く動作することを確認することができた.これらのことから研究はおおむね順調に進展している.計画研究班で検討されている潮汐混合のパラメタリゼーションを昨年度までに開発した高解像度モデルに導入し,潮汐混合の影響をON/OFFした実験結果の差分から,潮汐による鉛直混合が西部北太平洋亜寒帯循環域の高い基礎生産をささえる仕組みを明らかにしていく.

具体的には,前年度に中層に対して適用した鉄の収支解析を表層に対して適用し,西部北太平洋亜寒帯循環域への鉄供給プロセス(水平移流,水平渦輸送,鉛直移流など)の相対的な寄与を定量化する.また,鉄供給と基礎生産の季節変動の関係を明らかにしていく.
相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションにおける記号システムの文化進化

本研究では描画によるコミュケーション実験を行い,相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションの成立メカニズムを調べた.具体的には,実験記号論のアプローチに基づき,送り手と受け手の二人がやりとりを繰り返す中で,受け手にとって新規な対象の伝達が実現される推論過程,それにともなう記号システムの質的変化について明らかにした.描画実験データの分析から,受け手の知らない対象の性質を伝えるために,その性質を典型的に持つ別の対象を描く代替表現,その性質と関連する動作や身体部位を描く動作表現という2種類の比喩的表現を送り手が用いることが分かった.特に新規な対象を伝える場合,これら2種類の比喩を組み合わせた表現が多く用いられることを明らかにした.ただし,やりとりの成功・失敗ペアともに課題の後半で組み合わせ表現が増加しており,直接受け手の理解に結びつくわけではないことが示唆された.失敗ペアは課題前半で動作表現を多用する傾向があり,これが受け手の誤解を招く可能性が考えられる.また,課題中の送り手と受け手のアンケートの記述を分析し,受け手は送り手が伝える対象に関する仮説を形成し,送り手は受け手の対象理解に関する仮説を形成するという相互仮説形成の過程が,受け手の知らない対象を伝えるコミュニケーションにおいて重要な役割を果たすことを示した.また,受け手の理解が進む中で,類像的から比喩的への記号システムの質的変化が生じることを明らかにした.さらに,手話という類像性が高い言語を日常的に使用するろう者が相手の知らない対象を伝える際の,聴者との表現方略の違いを調べた.聴者5ペア10人を対象とした描画コミュニケーション実験を行い,ろう者5ペア10名を対象とした実験の結果と比較分析した.ろう者では聴者よりも動作表現を多用する傾向があること,身近な対象を伝える際に代替表現の使用が少ないことを明らかにした.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションは,人間言語に特有のものと考えられている.相手が伝えようとしている対象に関して文脈的知識を持たなくてもやりとりが成立する例は,ヒト以外の動物の記号コミュニケーションにおいては報告されていない.相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションの成立過程や方略を明らかにすることで,人間言語の進化に関する知見を得ることが期待できる.近年の言語進化研究において,コミュニケーション創発における類像性の重要性が指摘されている.本研究では描画という対象の形状などの類像性を利用しやすい媒体によるコミュニケーション実験を行い,類像性を足がかりに,相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションが成立するまでの過程を分析する.さらに,相手が伝えようとしている対象に関する文脈的知識を持つ場合と持たない場合に相当する課題の比較から,相手が文脈的知識を持たなくてもやりとりを成立させるための方略を明らかにする.これまで日本語母語話者を対象に描画コミュニケーション実験を行い,最初は類像的であった記号システムが,やりとりを繰り返す中で比喩的なものへと変化する過程を確認した.その過程で,対象間の類似性を利用した代替表現と,経験に基づく随伴的な動作を描いた表現を組み合わせる方略が有効であることを明らかにした.加えて,日常的に用いる言語の性質的な違いがコミュニケーション創発に与える影響を明らかにするため,日本手話という類像性が高い言語を日常的に使用するろう者を対象とした描画コミュニケーション実験を実施した.ろう者が相手の知らない対象を伝える際,聴者と比較してどのようなコミュニケーション上の違いがあるかを調べ,ろう者では文脈的知識を持つ対象は動作を描いた表現で伝える傾向があるが,文脈的知識を持たない対象を伝える際には決まった方略が見られないことを明らかにした.本研究では描画によるコミュケーション実験を行い,相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションの成立メカニズムを調べた.具体的には,実験記号論のアプローチに基づき,送り手と受け手の二人がやりとりを繰り返す中で,受け手にとって新規な対象の伝達が実現される推論過程,それにともなう記号システムの質的変化について明らかにした.描画実験データの分析から,受け手の知らない対象の性質を伝えるために,その性質を典型的に持つ別の対象を描く代替表現,その性質と関連する動作や身体部位を描く動作表現という2種類の比喩的表現を送り手が用いることが分かった.特に新規な対象を伝える場合,これら2種類の比喩を組み合わせた表現が多く用いられることを明らかにした.ただし,やりとりの成功・失敗ペアともに課題の後半で組み合わせ表現が増加しており,直接受け手の理解に結びつくわけではないことが示唆された.失敗ペアは課題前半で動作表現を多用する傾向があり,これが受け手の誤解を招く可能性が考えられる.また,課題中の送り手と受け手のアンケートの記述を分析し,受け手は送り手が伝える対象に関する仮説を形成し,送り手は受け手の対象理解に関する仮説を形成するという相互仮説形成の過程が,受け手の知らない対象を伝えるコミュニケーションにおいて重要な役割を果たすことを示した.また,受け手の理解が進む中で,類像的から比喩的への記号システムの質的変化が生じることを明らかにした.さらに,手話という類像性が高い言語を日常的に使用するろう者が相手の知らない対象を伝える際の,聴者との表現方略の違いを調べた.聴者5ペア10人を対象とした描画コミュニケーション実験を行い,ろう者5ペア10名を対象とした実験の結果と比較分析した.ろう者では聴者よりも動作表現を多用する傾向があること,身近な対象を伝える際に代替表現の使用が少ないことを明らかにした.当初計画における目標は,描画および人工言語によるコミュニケーション実験の実施と比較分析であった.

文献調査を行ったところ,コミュニケーション創発における類像性の重要性および集団のダイナミクスが着目されているという最近の動向が分かった.人工言語によるコミュニケーションは恣意性が高いため,本研究の課題に関するやりとりは難しいことが示唆された.まずは描画に限定した複数人およびろう者を対象としたコミュニケーション実験を行うことで,学術的によりインパクトのある研究成果が期待できる.日本語母語話者を対象とした描画コミュニケーション実験から,相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションが成立するまでの過程で,類像的から比喩的への記号システムの変化が生じることを確認できた.課題間の比較からは,相手が伝えようとしている対象に関する文脈的知識を持たない場合でもやりとりを成立させるために有効な方略を明らかにした.これらの結果から,ヒト言語進化の過程において,相手の知らない対象を伝えるやりとりを繰り返す中で,メタファー・メトニミー的な比喩が記号システムに反映されていく文化進化が生じた可能性を示唆した.ろう者を対象とした実験では,相手の知らない対象を伝える際,ろう者では聴者と異なる方略を用いることを示した.この結果により,相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションには複数の成立過程や方略が存在する可能性が示唆された.また,文脈的知識を持つ対象を伝える際には日常的に用いる言語モダリティの影響が見られるが,文脈的知識を持たない対象を伝える際にはその影響が弱まることが観察された.今後,聴者と対象とした実験との直接比較を行い,今回の結果を検証する.集団のダイナミクスを調べる複数人を対象とした実験は予備実験の実施にとどまったが,いつでも実験を再開できる状態にあり,次年度での成果が期待できる.27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き,ろう者を対象とした描画コミュニケーション実験の結果分析を行う.実験結果の分析をもとに,受け手の理解における仮説形成による推論という観点から相手の知らない対象を伝えるコミュニケーションの際に起こる記号システムの文化進化過程を明らかにする.これまでの対象に関する情報の送り手側に着目した定量的分析に加え,情報の受け手側,および両者の相互作用を考慮した定性的分析の枠組みを確立する.同じ条件で聴者を対象とした描画コミュニケーション実験を実施し,ろう者と聴者のデータを直接比較する.この分析から,日常的に用いる言語の性質の違いががコミュニケーション創発に与える影響について明らかにする.これまでに予備実験までを実施した集団のダイナミクスを調べる複数人を対象とした実験を再開し,コミュニケーションを行う集団内での情報伝達経路の違いなどの要因が,相手の知らない対象を伝える記号システムの形成に与える影響を明らかにする.27年度が最終年度であるため、記入しない。
脊髄血液灌流の評価方法の確立

脊髄への血液潅流を評価するためには高い空間分解能と時間分解能が必要であるが、両立が難しいことが現状である。新たなMRI撮影方法を作成し、ファントム実験を行い、VIBEを用いたダイナミックスタディを選択した。脊髄への血流量が増加した病態である動静脈瘻の症例で臨床応用を行い、脊髄の血液潅流を評価することがある程度は可能であると思われたが、空間分解能、時間分解能は十分に高いとはいえず、更なる撮影方法の模索・検討が必要と思われた。MRI装置会社との産学連携により、脊髄ダイナミックMRI撮影が可能となった。これを用いて脊髄動静脈瘻の症例に応用した結果、病態の詳細を評価可能であった。これを学会発表した(江頭秀哲他:脊髄ダイナミックMRIで脊髄血液灌流を評価できた脊髄動静脈瘻の1例.第178回日本医学放射線学会九州地方会2014年2月8-9日)。これを用いて、脊髄血液灌流の異常を来し得る疾患を評価し、データを蓄積中である。MRI装置会社と協議(産学連携)し、新たなMRI撮影シークエンスを複数作成した。また、大動脈ファントムを作成した。作成した大動脈ファントムを用いて新たな撮影シークエンスにて撮像を行ったが、評価に耐えうる画像が得られなかったため、新たな手法を検討中である。我々はアダムキュービッツ動脈の明瞭な描出方法を報告[J Nojiri et.al. 2007]し、現在も同方法でアダムキュービッツ動脈を描出・同定している。このCTを再評価し、肋間動脈の描出能および肋間動脈が閉塞していた場合の側副路の発達を評価し、報告予定としている。この評価を行うことで、アダムキュービッツ動脈が起始する肋間動脈が閉塞している場合の脊髄への血流低下の程度の類推が可能と考えており、肋間動脈閉塞時の脊髄血液潅流低下時の解析への補完が可能ではないかと考えているため、重要なプロセスと考えている。日本医学放射線学会や日本IVR学会、その関連研究会へ参加し、他の研究者と協議を重ねることで、血流や潅流画像の評価方法への見聞を広めた。脊髄への血液潅流を評価するためには高い空間分解能と時間分解能を有するシークエンスを用いる必要がある。ただし、MRI撮像において時間分解能と空間分解能は相反する条件であり、より良いバランスを保った撮影法が重要である。MRIメーカーの研究協力によりいくつかの新たなシークエンスでファントム実験を行ったが、空間分解能と時間分解能の両立は難しく、評価に耐えうる画像を得ることができなかった。最終的にはVIBEを用いた造影MRIダイナミックスダディを選択した。VIBEを用いたダイナミックスダディは、肝臓、乳腺領域における画像診断に広く用いられており、空間分解能は担保されている。時間分解能においても、ファントムなどによる実験をもとに、パラメーターを調整することにより、撮影時間を19秒までに短縮可能であった。しかし、正常例における脊髄領域の画像評価に耐えうる画質を得ることは難しいと思われたため、動静脈が拡張し、血流増加した病態である硬膜動静脈瘻の症例において初の臨床応用を行った。この結果、硬膜動静脈瘻の症例における異常血管を介したシャント血流が椎間孔から脊髄周囲へ流入し、脊髄後方から前方へ循環し、経時的に上位側へ連続していくことが観察可能であった。ダイナミックスダディを用いることにより脊髄の信号変化の観察も可能であり、脊髄の血液潅流を評価することもある程度は可能であると思われたが、空間分解能および時間分解能は十分に高いとはいえず、更なるシークエンスの模索・検討が必要と思われた。放射線医学脊髄ダイナミックMRIは動態的解析と形態学的解析の両者に対して十分評価し得る方法で、臨床応用にマッチした撮影方法である。撮影シーケンスはほぼ完成したので、現在、これを日常臨床のルーチン検査に組み込んで、造影の必要な脊髄疾患には容易に撮影できるようにし、画像データ蓄積の準備は整った。撮影ファントムを作成し、撮影シークエンスを検討しているが、評価可能な画像が得られていない。過去報告されている撮影シークエンスを基礎として、新たな撮影シークエンスを作成していたが、評価可能な画像が得られないため、新たな撮影シークエンスを作り出す必要があることから、進捗が遅れている。今後は脊髄ダイナミックMRIにおいて、動態的にどの程度の時間間隔で、どの程度の繰り返しを行うか検討することが必要である。また徒手的投与とインジェクターによる自動注入投与の違いも検討することも必要である。また脊髄血管性疾患だけでなく、腫瘍性病変や炎症性疾患に対して応用可能かどうかを検討する必要がある。従って多種多彩の脊髄疾患に応用する。また病変部位や疾患毎に適正化した撮影方法を模索する。これらの妥当性を検証するためにも、今後精力的にデータの蓄積を目指す。

MRI撮影装置会社との協議を更に繰り返し、新たな撮影シークエンスを検討する。MRIでの撮影が十分にできない場合は、CTを用いた潅流画像の評価への変更も検討を行う。適正なファントム作成、学会や研究会への交通費などに使用する予定である。また、ワークステーションを用いた解析を予定しているが、解析ソフトの新たな購入も検討している。さらに、CTを用いた潅流画像の評価へ変更した場合、流量評価のためのファントムのみでは足りず、被曝線量の評価のための新たなファントム作成が必要であり、研究費を要する。
植物のＤＮＡ倍加誘導において再複製を可能にする仕組みの解明

細胞分裂を伴わずにDNAの複製を繰り返し、核DNA量を増やす特殊な細胞周期様式であるDNA倍加は、植物に広く見られる現象である。植物は一般に動物に比べ高いDNA倍加能力を示すことが知られている。これは換言すれば、「植物は容易にDNAの再複製を可能にするメカニズムを持つ」ということであるが、そのメカニズムに関しては、殆ど知見が得られていないのが現状である。そこで、本申請で、「特定のエピジェネティック修飾の変動により、クロマチン側が、再複製を受け入れる態勢を整える」という新しい概念を確証する。