hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河川水系のネットワーク構造に着目した気候変動・人間活動の河川環境への影響評価

本研究課題では,河川流域における水系ネットワークの階層構造に着目したモデルを構築し,気候変動や人間活動のインパクトが河川環境に及ぼす影響を検討した.その結果,構築した河川水温のネットワークモデルにおいて,流域規模の水温形成における基底流出水温の重要性が示された.試験流域である揖保川の水温熱収支バランスをみると,夏季には水面熱フラックスが水温形成に大きく影響するのに対して,冬季では地下水・湧水など河床からの熱輸送が水温形成に効くことがモデルより推定された.気候変動の影響として,気温と降水量の変化による河川水温変化を分析した結果,流域の下流に比べて上流域での昇温が大きいことが推定された.河川は源流から河口に至るまでツリー状のネットワーク構造でつながる.そのため,流域への様々な環境負荷に対して河川環境の応答を理解するには,そのインパクトが水系ネットワーク上でどのように伝播し,河川環境がどの程度変化を受けるのかを評価することが重要となる.研究代表者らはこれまで,河川水系の幾何構造に着目した解析を行い,流域環境の統合管理のための評価手法として河道位数を用いたネットワーク型の解析モデルが非常に有効であることを明らかにしてきた.本研究課題では,これをもとに気候変動や人間活動の複合インパクトが河川環境に及ぼす影響を明らかにする.今年度は,(1)河川環境の水系ネットワークモデルの精緻化,(2)自然・社会環境変化から生み出される環境インパクトのシナリオ設計,の2つの具体的項目に対して以下のような研究成果を得た.(1)試験流域である揖保川で現地観測を継続し,流域規模で河川水温の時空間変動特性を詳細に分析した.それより本年度は特に,季節変化・空間変化と遅れ時間をもって河道にはいる横流入水温の数理モデルを検討した.この横流入水温モデルによって,これまでは冬期において過小評価されていた水温の再現性が大きく改善され,あわせて流域規模の河川水温形成における基底流出水温の重要性が示された.(2)試験流域である揖保川を具体的な対象として念頭におき,環境インパクトのシナリオ設計を行った.自然環境変化では,IPCC第4次報告書やそれ以降の気候モデルにおける将来の降水量・気温の推定値を統計分析した.社会環境変化では,過去と現在の土地利用データから小流域ごとの土地利用変化をもとめ,それらと河川水温との相関分析を実施した.河川は源流から河口に至るまでツリー状のネットワーク構造でつながる.そのため,流域への様々な環境負荷に対して河川環境の応答を理解するには,そのインパクトが水系ネットワーク上でどのように伝播し,河川環境がどの程度変化を受けるのかを評価することが重要となる.研究代表者らはこれまで,河川水系のネットワーク構造に着目した解析を行い,流域環境の統合管理のための評価手法として河道位数を用いたネットワーク型の解析モデルが非常に有効であることを明らかにしてきた.本研究課題では,これをもとに気候変動や人間活動の複合インパクトが河川環境に及ぼす影響を検討した.最終年度は,水系ネットワークモデルによる気候変動・人間活動の河川環境への影響評価に関して,以下のような研究成果を得た.まず,試験流域である揖保川を対象にして,前年度までに精緻化された水系ネットワークモデルを用いて河川水温の熱収支バランスを定量的に評価した.その結果,揖保川では夏季には水面での熱フラックスが水温形成に大きく影響するのに対し,冬季では地下水・湧水などの河床からの熱輸送が水温形成に効いていることがモデルより推定された.また,気候変動の影響として,気温と降水量の変化による河川水温変化を感度分析した結果,流域の下流に比べて上流域での水温上昇が大きいことが推定された.一方,流域の土地利用の経年変化はそれほど大きくなく,気候変動に比べて河川水温へのインパクトは小さく評価された.さらに,水系ネットワークモデルの拡張として,物質循環と底生生物を考慮した数値生態系モデルを構築し,あわせて樹林化に代表されるような河道内の植生動態モデルの構築を行い,試験流域として揖保川水系・加古川水系への適用を試みた.今後は,これら河川生態系・植生動態の水系ネットワークモデルを精緻化させて河川流域の統合管理に関する主幹解析ツールに発展させる予定である.本研究課題では,河川流域における水系ネットワークの階層構造に着目したモデルを構築し,気候変動や人間活動のインパクトが河川環境に及ぼす影響を検討した.その結果,構築した河川水温のネットワークモデルにおいて,流域規模の水温形成における基底流出水温の重要性が示された.試験流域である揖保川の水温熱収支バランスをみると,夏季には水面熱フラックスが水温形成に大きく影響するのに対して,冬季では地下水・湧水など河床からの熱輸送が水温形成に効くことがモデルより推定された.気候変動の影響として,気温と降水量の変化による河川水温変化を分析した結果,流域の下流に比べて上流域での昇温が大きいことが推定された.河川は源流から河口に至るまでツリー状のネットワーク構造でつながる。そのため、流域への様々な環境負荷に対して河川環境の応答を理解するには、そのインパクトが水系ネットワーク上でどのように伝播し、河川環境がどの程度変化を受けるのかを評価することが重要となる。研究代表者らはこれまで、河川水系の幾何構造に着目した解析を行い、流域環境の統合管理のための評価手法として河道位数を用いたネットワーク型の解析モデルが非常に有効であることを明らかにしてきた。本研究課題では、これをもとに気候変動や人間活動の複合インパクトが河川環境に及ぼす影響を明らかにする。

今年度は、(1)地理情報解析と試験流域での観測結果を用いた河川水系ネットワークモデルの精緻化、(2)気候変動や土地利用変化などの自然・社会環境変化から生み出される環境インパクトのシナリオ設計、の2つの具体的項目に対して、以下のような研究成果を得た。(1)(1)河道位数・リンクマグニチュードを介して流域面積から河川流況が非常によく予測できる関係式を構築した。精度向上のために、式中には流域の気候・地質・土地利用の影響が考慮されている。(2)試験流域である揖保川で現地観測を実施し、流域規模で河川水温の時空間変動特性を整理した。さらに、河川水系での水温形成機構に関連して、源流・横流入水温、河畔林や山地地形の日射遮蔽効果をモデル化した。(2)今年度はおもに土地利用・定住人口など社会環境変化に焦点を絞りシナリオを設計した。河道位数を用いて土地利用・人口の流域分布をフラクタル型の等比数列モデルで表現し、社会環境の変化幅を森林ー都市軸、農地ー水域軸の二軸をもとに定量的に見積った。試験流域の社会環境状態を一級水系の中で相対的に特徴づけた。さらに、自然環境変化のシナリオ設計のために、IPCC第4次報告書での気候モデルにおける将来降水量・気温の推定値を統計分析した。今年度は当初,(1)試験流域における流域規模での河川水温の時空間変動特性の解明,(2)河川水温に関する水系のネットワークモデルの精緻化,(3)気候変動による自然環境変化のシナリオを設計,の3つを目標に研究を推進してきた.研究実績の概要に記述したように,これらは概ね達成できたと考えている.ただし、(1)河川水温の流域変動特性については,昨年度に引き続き現地観測を中心にフィールドワークを重視したため,気象擾乱やダム・井堰の影響,水田利用による影響,降雪・融雪時の水温変化など,より踏み込んだ実証分析までには至っていない.その一方で,(2)水系ネットワークモデルの精緻化では,新しい横流入水温の数理モデルの導入により,水系全体にわたって年間を通して十分な精度で水温分布が推定できるようになり,水系ネットワークモデルが完成された.これらに関しては当初計画どおりの進展をみている.以上より,今年度の総合的な達成度としては,おおむね順調に進展していると考えている.今年度は当初、(1)河川水系の河道位数化指標を用いた流量推定モデルの構築、(2)試験流域における流域規模での河川水温の時空間変動特性の解明、(3)土地利用・定住人口など社会環境変化のシナリオ設計、の3つを目標に研究を推進してきた。研究実績の概要に記述したように、これらは概ね達成できたと考えている。ただし、(2)の河川水温の流域変動特性については、現地観測を中心にフィールドワークを重視したために、当初予定していた気象擾乱やダム出水時のインパクト、水田利用による影響、降雪・融雪時の水温変化など、より踏み込んだ分析までには至っていない。その一方で、当初は次年度に予定していた、源流・横流入水温、河畔林や山地地形の日射遮蔽効果などのモデル化および、自然環境変化のシナリオ設計に関する初期検討を実施した。これらに関しては当初計画以上の進展をみている。以上より、今年度の総合的な達成度としては、おおむね順調に進展していると考えている。
アルツハイマー型痴呆と脳血管性痴呆の社会資源利用の実態と必要性に関する調査

本研究は、痴呆性高齢者を訪問調査し、アルツハイマー型痴呆(AD)と脳血管性痴呆(VaD)とで症状・臨床的特徴から必要な社会資源にどのような違いがあるかを考察することを目的として実施した。本研究は疫学調査の要素を含んでおり、「疫学調査に関する倫理指針」(平成14年文部科学省・厚生労働省告示第2号)及び平成14年6月17日付け14文科振第123号文部科学省研究振興局長通知に定める細則に沿って、東京慈恵会医科大学の倫理委員会の審査を受け、承認を得た。対象は平成10年度に新潟県糸魚川市において抽出した痴呆性疾患を有する65歳以上の在宅高齢者で、現在生存しており、かつ市内に在住している266名とした。対象者とその家族に対し、本研究の目的、方法、意義、及び対象者への人権保護の配慮(守秘義務等)について十分に説明した文書と調査への協力の依頼状を送付し、賛同・協力を得られた111名に対し、精神科医師と保健師が訪問調査を実施した。痴呆の原因疾患の内訳は、AD55.1%、VaD29.5%、その他及び不明の痴呆15.4%であった。痴呆の重症度については、軽度はADで多く、中等度と高度はVaDで多かった。VaDは合併症が多く、麻痺などによる身体的機能の低下のために介助的介護が必要となる傾向があり、介護保険でも要介護5と認定されている者が多かった。ADは初期には身体的機能が保たれるために、要介護度が低めに見積もられ、状況判断に問題がある場合や、足腰が丈夫だからこそ徘徊に対する注意的介護の必要性が高い場合などがあるにもかかわらず、社会資源利用に至らない傾向があった。ADは頻度の多い疾患であり、これを早期に発見し、注意的介護の必要性に注目した福祉サービスを開発し、活用することが進行抑制の上で有用と考えられた。なお、本調査の結果については報告書をまとめ、その一部を第2回国際老年精神医学会で報告した。本研究の目的は、痴呆性高齢者を訪問調査して、生活環境を把握した上で本人の診察と家族への面接を実施し、医学的かつ客観的にどのような福祉サービスが必要かを判断すること、アルツハイマー型痴呆と脳血管性痴呆とで症状の臨床的特徴から必要な社会資源にどのような違いがあるかを考察することである。対象は平成10年度に新潟県糸魚川市において抽出した痴呆性疾患を有する65歳以上の在宅高齢者である。また、糸魚川市の市役所、保健所、医師会に調査の実施に際しての協力を依頼し、賛同を得た。調査内容として、同居家族の有無・日常生活の範囲・日常生活動作能力・既往歴・現病歴・現在加療中の疾患・痴呆の重症度・介護保険の要介護認定の有無・利用している福祉サービス・客観的に必要な福祉サービスなどを把握できるように調査票を作成した。平成10年度の調査で痴呆性疾患を疑われた高齢者のうち、生存者は266名であった。対象者とその家族に対し、本研究の目的、方法、意義、及び対象者への人権保護の配慮(守秘義務等)について十分に説明した文書と調査への協力の依頼状を送付し、賛同を得られた場合に戸別訪問を行った。本年度は111名の痴呆性高齢者を調査することができた。精神科医師と保健師が対象者宅を訪問し、対象者を診察し、家族に面接して、調査票に従って調査を進めた。その際には住居を見学し、生活環境やかかりつけ医師の有無なども把握するようつとめた。訪問調査の終了後には各対象者に現在の治療状況・介護状況・生活上の注意点などについて、精神科医師の立場から言及した結果通知書を送付した。

VaDは合併症が多く、麻痺などによる身体的機能の低下のために介助的介護が必要となる傾向があり、介護保険でも要介護5と認定されている者が多かった。ADは初期には身体的機能が保たれるために、要介護度が低めに見積もられ、状況判断に問題がある場合や、足腰が丈夫だからこそ徘徊に対する注意的介護の必要性が高い場合などがあるにもかかわらず、社会資源利用に至らない傾向があった。ADは頻度の多い疾患であり、これを早期に発見し、注意的介護の必要性に注目した福祉サービスを開発し、活用することが進行抑制の上で有用と考えられた。なお、本調査の結果については報告書をまとめ、その一部を第2回国際老年精神医学会で報告した。
緑内障を早期に発見するための予防医療の確立とその応用

緑内障眼において、黄斑部網膜内層厚と視野感度の相関を検討した報告はこれまでに幾つかあるが、HFA視野計10ー2プログラム(HFA10ー2)およびMatrix視野計10ー2プログラム(Matrix10ー2)で得られた視野感度と網膜内層厚の関係は明らかになっていない。今回、HFA10-2で半視野に視野異常を認めない緑内障眼を対象とし、黄斑部網膜内層厚(GCLーIPL厚)とそれに対応する視野感度(HFA10ー2およびMatrix10ー2)の関係を検討することを目的とした研究であるが、今回は、これまで取得したデータを用いて、preliminaryな解析を行ったので報告する。患者の組み入れ基準は計画書の通りである。検討内容は、HFA10ー2とMatrix10ー2のmean deviation(MD)、pattern standard deviatioon(PSD)および上・下の各々total deviation(TD)について、それぞれのピアソンの積率相関係数rを求めた。65名(平均年齢49.8歳、男性26名女性39名)について、正常眼圧緑内障が57眼、開放隅角緑内障が8眼であった。HFA10ー2の平均MDー5.0dB、平均PSD7.4dB、Matrix10ー2の平均MDー6.4dB、平均PSD8.1dBであった。結果、MDについてはr=0.76 (95%CI:0.63ー0.85)P<0.001、PSDについてはr=0.70(0.55ー0.81)P<0.001、上TDについてはr=0.79(0.68ー0.87)P<0.001、下TDについてはr=0.77 (0.65ー0.85)P<0.001、であり、それぞれ良好な相関関係を認めた。患者の検査は順調に進んでいるが、解析のためにデータをエクセルに入力する必要がある。視野検査データ、眼底画像検査データ、患者背景など入力するべき項目は多岐にわたり、現時点ではこれらの入力作業が遅延している状態である。患者の撮影を継続して母数を増やしながら、データベースに入力作業を進めていくこと。既存のデータを用いての解析を継続することを目標とする。具体的には、中心網膜感度と黄斑部GCC厚の相関、黄斑部GCC厚の測定部位を6分割し各々のセクターにおける網膜感度と黄斑部GCC厚の相関を中心に結果をまとめていく。初年度は患者リクルートと検査が必要であったため、当初の予算額をを下回った。患者データも徐々に集積されてきており、本年度以降はデータ入力作業や解析作業を加速させていく予定である。
劇症肝炎の発生に関与する生体側因子の包括的検討

劇症肝炎は重症の創生肝疾患であり、致死率も高い疾患であるが、劇症肝炎時の遺伝子発現の詳細については未だ明らかにされていない。そこで、まず基礎的検討として、ヒトおよびマウス肝臓から得られたcDNAライブラリーから作成されたIn house DNAマイクロアレイを用いて、マウス肝部分切除後の遺伝子発現プロファイルを経時的に検討した。肝再生の初期には蛋白合成や蛋白のプロセッシングに関連した遺伝子の発現がみられ、その後も持続しており、肝再生の初期からの蛋白供給の重要性を示唆するものと考えられた。また中期には血清分泌蛋白や代謝関連遺伝子の発現が次第に亢進し、その後抑制がみられることを示した。このことから肝再生における遺伝子発現の変化とその生理学的意義を明らかにしえたものと考えた。また、肝再生不全のモデルとして考えられるオーバル細胞誘導マウスモデル、すなわち肝切除後アセチルアミノフルオレン投与マウスやコリン欠乏食にて飼育したマウスモデルを用いて、これらの肝臓の遺伝子発現をDNAマイクロアレイを用いて検討し、通常の肝切除マウスの肝の遺伝子発現との差異を検討し、これらのマウスではinsulin-like growth factor binding protein-1,cyp 4a14,carnitine octanoyltransferase, osteopontinなどが高発現していることを明らかにし、これらの遺伝子が肝再生不全に関っている可能性を示した。さらに、劇症肝炎患者および通常の急性肝炎患者の血清osteopontinレベルを検討したところ、劇症肝炎愚者では急性肝炎患者に比べて有意に高いこと、なかでも死亡例ではより高いことが明らかになった。また劇症肝炎患者から得られた肝組織の遺伝子発現状況を検討したところ、osteopontinの発現の亢進がみられた。このことから、劇症肝炎の発症にosteopontinが何らかの作用をしているものと考えられた。今後、肝再生におけるosteopontinの意義についてより詳細に検討する予定である。我々はこれまで劇症肝炎の発生に肝炎ウイルス側の因子として肝炎ウイルスの変異が深く関わっていることを示してきたが、今回は劇症肝炎の発生に関与する生体側の因子について検討を行っている。まず、1)劇症肝炎患者の肝における遺伝子発現に関して、肝細胞由来のDNAチップを作成し、このチップを用いて検討した。亜急性の経過をとり肝移植が行われた患者の残存肝細胞部分と壊死部分の解析の結果、残存肝部分ではCDKN1A, ANXA4, IGFBP, EPRG1, TM4SF1などを初めとする各種遺伝子の発現に差がみられた。現在その詳細について解析するとともに、症例を増やして検討する予定である。2)また劇症肝炎26例、一般健常人80例を対象としてIL-10, IL-1ベータ, CD14, VDR, CTLA4など各種サイトカイン遺伝子のSNP解析を行った。現在のところ、これらの遺伝子のSNP頻度には有意な差異はみられていないが、対象患者数を増やして検討中である。また他の遺伝子についてもSNP解析を施行中である。3)また、我々はマウスモデルを用いて、抗FAS抗体を複数回投与した場合にアポトーシス抑制がみられることを明らかにしているが、今回はアポトーシスのシグナル伝達に関与すると考えられる各種蛋白について検討した。まずCaspase 8, 9, 3の活性を検討したところ、Caspase 8, Caspase 3ともに活性が抑制されていることが明らかになった。またFAS受容体, Bax, Bid,の発現は不変であったのに対し、FAS受容体とProcaspase 8の結合を阻害するFLIPの発現上昇およびミトコンドリアからのチトクロームCの放出を抑制するBcl-xLの発現上昇がみられることを明らかにした。

このことから複数回の抗FAS抗体投与によるアポトーシス抑制はFLIPやBcl-xLの発現上昇によることが示唆された。1)劇症肝炎の発症に関与する生体側因子を明らかにすることを目的として、ヒトおよびマウス肝臓から得られたcDNAライブラリーから作成されたIn house DNAマイクロアレイを用いて、マウス肝部分切除後の遺伝子発現プロファイルを経時的に検討した。肝再生の初期には蛋白合成や蛋白のプロセッシングに関連した遺伝子の発現がみられ、その後も持続しており、肝再生の初期からの蛋白供給の重要性を示唆するものと考えられた。また中期には血清分泌蛋白や代謝関連遺伝子の発現が次第に亢進し、その後抑制がみられることを示した。このことから肝再生における遺伝子発現の変化とその生理学的意義を明らかにした。2)肝再生不全のモデルとして考えられるオーバル細胞誘導マウスモデル、すなわち肝切除後アセチルアミノフルオレン投与マウスやコリン欠乏食にて飼育したマウスモデルを用いて、これらの肝臓の遺伝子発現をDNAマイクロアレイを用いて検討し、通常の肝切除マウスの肝の遺伝子発現との差異を検討し、これらのマウスではinsulin-like growthfactor binding protein-1, cyp4a14, carnitine octanoyltransferase, osteopontinなどが高発現していることを明らかにし、これらの遺伝子が肝再生不全に関っている可能性を示した。3)劇症肝炎患者および通常の急性肝炎患者の血清osteopontinレベルを検討したところ、劇症肝炎患者では急性肝炎患者に比べて有意に高いこと、なかでも死亡例ではより高いことが明らかになった。4)劇症肝炎患者から得られた肝組織の遺伝子発現状況を検討したところ、osteopontinの発現の亢進がみられた。このことから、劇症肝炎の発症にosteopontinが何らかの作用をしているものと考えられた。今後、肝再生におけるosteopontinの意義についてより詳細に検討する予定である。
実物体の力覚インターフェイス化による実世界とバーチャル世界の重畳

本年度は,モバイルデバイスでの複合現実感環境に力覚フィードバックを付加するために,装着型力確定デバイスに着目を行った.そして既存のデバイスの問題点の解決策として,デバイスを装着し続けることが苦にならないようにするために,軽量であること,応答性が良いこと,指先腹部に障害物がすくないことの三つをデバイスの要求仕様に挙げた.本研究の中で,求められるデバイスの重量の条件を被験者実験によって明らかにし,三つの要求仕様を満たす,ワイヤによる皮膚感覚刺激を用いた指先装着型接触感提示デバイスを実現した.また,被験者実験を通して,ワイヤによる応力ひずみによって圧覚閾値が低下すること,試作デバイスが実際に接触感を提示できること,そしてバーチャル物体を提示できることが確認された.そして,映像提示と組み合わせることで,接触感がよりいかせるアプリケーションの開発を行った.バーチャルクリーチャと複合現実感環境で力覚インタラクションを利用したエンタテインメントシステムを制作し,実演展示を行った.このシステムでは体験者は力覚提示によってキャラクタの存在感を感じられるだけでなく,なでる,さわるといったより親密なインタラクションを簡単に行うことが可能になった.またバーチャルクリーチャが体験者を触れるといった双方向の力覚インタラクションを実現できた.このことは新しいエンタテインメントを作る上で重要な要素になると考えられる.以上によって複合現実感環境において容易に使用できる力覚インタフェースを実現することができた.本年度は,実世界での状況を計算機環境に取り込むためのカメラによる画像認識の研究を中心に行った.MRにおいてカメラと画像認識はユーザに提示する実世界の映像を取り込み,そしてその映像とCGを合成する際に必要となる実世界のどこにどういったオブジェクトがあるか認識する重要な部分である.しかしながら,画像認識の結果は光源の影響に左右されることが多く,安定した結果を得るには光源の調節が必要不可欠であった.このような制約は,ユーザのインタラクティブ性を考慮した場合、大がかりな装置やユーザの行動に制約が必要になり望ましくない.研究調査を進めていく中,Ramesh Raskar(Mitsubishi Electric Research Laboratories)らが提唱するComputational Photographyという分野に着目した.特にRameshらは「Prakash」という空間コードを使うことで外乱光に影響なく高速に位置計測を行えるシステムを提案・開発しており,MRを実現する上で非常に有効性が高い.そのため,2008年1月からRameshらの下にてフィールドワークを行った.これらの成果は次年度以降の研究に大いに役立つと考えられる.また,MR空間でのキャラクタとのインタラクションを目指した「Kobitoのケーキ屋」の画像認識部を制作し,実演展示を行った.本システムでは,複数個のカメラを用いるごとでユーザの手の3次元位置を推定し,オブジェクトを把持することでキャラクタに注意関心を喚起させるなことができる.ユーザに対しては特別なデバイスを必要とせず非拘束であり容易にインタラクションを誘発できた.今後,精度の面でさらなる改良を行い成果をまとめていきたい.本年度は,実世界とコンピュータグラフィックスを重畳させる環境である複合現実感環境で用いるための,力覚提示装置の研究を中心に行った.従来の複合現実感環境では,コンピュータグラフィックスとの力覚インタラクションは非常に限定された環境でしかおこなうことができず,手軽に扱うことはできなかった.これらを解消すれば,よりコンピュータグラフィックスの物体の存在感を増強することができる.例えば,自分の手や指を使って実際に物体に触れることや掴んだり挟んだりといった操作を行うことができる.このように力覚提示装置は複合現実感環境を作る上で非常に重要な要素であると言える.そこで,指先の位置を計測する装置と指先に装着するタイプの力覚提示装置の制作を行った.計測装置に関しては,昨年度の研究成果である外乱光に影響なく高速に多点の位置計測を行えるシステムを用いることで実現した.力覚提示装置に関しては,可動範囲の制限の問題や重量の問題から従来つかわれてきた接地型ではなく,非接地型のインタフェースを制作することにした.非接地型の場合,装置を固定する必要がないことから,利用する場所を選ぶことなくどこでも使用することができる.また,接地型にある干渉の問題がないため,両手の全ての指に装着することや体の至る所に装着することが可能である.本年度は小型軽量な非接地型力覚インタフェースの試作を行い,計測装置と併せることで物体の表現が可能であることを確認した.今後,実際にアプリケーションを制作し,評価実験を行うことで複合現実感環境における力覚インタラクションの有効性について議論を行っていきたい.本年度は,モバイルデバイスでの複合現実感環境に力覚フィードバックを付加するために,装着型力確定デバイスに着目を行った.そして既存のデバイスの問題点の解決策として,デバイスを装着し続けることが苦にならないようにするために,軽量であること,応答性が良いこと,指先腹部に障害物がすくないことの三つをデバイスの要求仕様に挙げた.本研究の中で,求められるデバイスの重量の条件を被験者実験によって明らかにし,三つの要求仕様を満たす,ワイヤによる皮膚感覚刺激を用いた指先装着型接触感提示デバイスを実現した.また,被験者実験を通して,ワイヤによる応力ひずみによって圧覚閾値が低下すること,試作デバイスが実際に接触感を提示できること,そしてバーチャル物体を提示できることが確認された.そして,映像提示と組み合わせることで,接触感がよりいかせるアプリケーションの開発を行った.バーチャルクリーチャと複合現実感環境で力覚インタラクションを利用したエンタテインメントシステムを制作し,実演展示を行った.

このシステムでは体験者は力覚提示によってキャラクタの存在感を感じられるだけでなく,なでる,さわるといったより親密なインタラクションを簡単に行うことが可能になった.またバーチャルクリーチャが体験者を触れるといった双方向の力覚インタラクションを実現できた.このことは新しいエンタテインメントを作る上で重要な要素になると考えられる.以上によって複合現実感環境において容易に使用できる力覚インタフェースを実現することができた.
既存の医療資源の有効活用が地域における周産期医療体制改善に及ぼす影響に関する研究

滋賀県周産期死亡の改善を目的とし、死産票および死亡小票を参考に後期死産391例)および新生児死亡症例(166例)を検討した。解析した症例のうち死亡が回避可能と判断された症例は後期死産、新生児死亡それぞれ29例(7.4%)、5例(3.0%)であった。後期死産の回避に関する提言として、産科医の妊娠・母体管理能力不足の改善と母体搬送不能緊急時の医師応援体制の構築とともに、妊娠知識の妊婦や社会への一層の啓発が必要であることが判明した。また、新生児死亡症例の検討から死亡回避には出生後の新生児集中管理の問題よりもむしろ妊娠中からの産科の母体管理の改善の必要性が大いに関連していることも判明した。これらの提言を随時、県内周産期関連施設へ還元するのみならず、妊婦および社会への啓発を行い、年間の後期死産数及び新生児死亡数も減少傾向となった。そして、平成19年の厚労省発表の周産期死亡率は6.2で全国44位と極めて下位であったが平成29年には2.4で全国1位の良好な結果となり、研究の成果が極めて顕著に現れた。平成19年から平成23年までの5年間と平成24年から平成28年までの5年間を比較すると平均周産期死亡率(出産千対)は前期4.93から後期3.77と有意に減少した。尚、研究期間以前の5年間の平均周産期死亡率は5.46である。他の周産期統計値もすべて同様で後期死産率(出産千対)、早期新生児死亡率(出産千対)、新生児死亡率(出生千対)はそれぞれ3.99 →3.78 →3.00、1.47 →1.15 →0.77、1.94 →1.54 →1.02と有意に低下を示した。このことより、我々が行った周産期医療改善のために提唱した対策と提言は極めて有用であり、既存の医療資源を維持したままで病診連携や社会啓発を行うことで周産期死亡を回避できることが証明できた。平成19年から平成25年の7年間の滋賀県における後期死産279症例および新生児死亡136症例の後方視的検討を行った結果、後期死産症例においては死亡回避不可能が187件(67%)、死亡回避に検討の余地ありが64件(23%)、死亡回避可能が20件(7%)、解析不能が8件(3%)であった。後期死産の回避に関する提言として、産科の妊娠・母体管理能力不足が少なからずあるとともに、妊娠知識の妊婦や社会への一層の啓発が必要であることが判明した。新生児死亡症例の検討から死亡回避不可能は99件(73%)、死亡回避に検討の余地ありが31件(23%)、死亡回避可能が5件(4%)、解析不能が1件(1%)であったが、これらのほとんどは出生後の新生児集中管理の問題よりもむしろ妊娠中からの産科の母体管理の改善の必要性が大いに関連していることが判明した。今回判明した後期死産・新生児死亡の周産期背景から死亡症例を回避するためには、今回得られた提言を県内周産期関連施設へ還元するのみならず、妊婦および社会への啓発が必要であることが判明した。また、診療所で出生した重症新生児仮死症例の新生児搬送システムおよび新生児科医応援システムが不十分である事や助産院での妊婦管理および医療機関連携システムの問題、さらには救急隊への滋賀県周産期ネットワークシステム利用方法の周知不足等のシステムの問題が判明した。一方、社会的啓発の一環として妊婦で始めた妊娠34週より胎動を測定し記録させる胎動カウントの研究では平成27年度に817例の胎動カウントチャートが分娩後に回収出来た。正常分娩例の妊娠週数毎の散布度合いを計算したが、死産例は1例のみであり異常値の決定には至らなかった。しかし、県内分娩取り扱い施設中、胎動カウントを実施する施設は26施設(74%)で、胎動カウント普及前より倍増し今後の解析資料が集まりつつある。平成27年度には6回の新生児死亡および後期死産症例の検討会を開催し、平成25年度までの症例の検討が終了した。先行研究で平成19年から平成23年までの5年間は解析が終了しているので、これに1年分追加し検討・解析が可能であり、周産期死亡回避の可能性の判定もでき、死亡回避のための提言を滋賀県主体の平成27年度周産期医療検討部会で行った。また、各種国内外の学会等で報告するとともに、地域の産婦人科医の会合さらには地域の母子保健従事者連絡会議に出席し、積極的に滋賀県の周産期医療の現状とその改善方法について、啓発活動を行い周産期医療環境の改善に寄与した。その結果、滋賀県においては日本初の母子手帳の中に妊娠リスクスコアーの項目と大津市では産後うつ病の予防の質問表の追加がなされ、母子の健康管理に大いに役立っている。また、周産期死亡症例検討会に行政の陪席を積極的にお願いした結果、滋賀県健康医療福祉部健康医療課、各地域保健所、各自治体の担当保健師等の陪席があり、行政にも滋賀県における周産期医療の実情と緊迫感が直接行政に伝わったものと思われる。滋賀県における周産期医療従事者(医師、助産師、看護師をはじめとするパラメディカル)の新生児蘇生技術向上を目的として、平成27年度は日本周産期・新生児医学会の学会事業である新生児蘇生法普及(NCPR)事業による学会認定の新生児蘇生法「専門」コース(Aコース)講習会を2回開催および支援した。

さらには心臓病胎児診断症例報告会in滋賀を9回開催した。このような実習を取り入れた講習は、講習修了者の技能のレベルアップにつながり、少なからず滋賀県における新生児医療の改善および新生児死亡の減少をもたらしているものと思われる。このように、ほぼ研究計画通りに順調に進捗している。平成19年5月に第1回の周産期死亡症例検討会を開催し、これまで34回同検討会を開催し、平成19年から平成26年までの8年間の死産および新生児死亡症例の検討を終えた。同期間における人口動態統計上の死産及び新生児死亡はそれぞれ379例、147例であり、これまで周産期死亡症例検討会にて検討した症例は死産317例(84%)、新生児死亡146例(99%)で、ほぼ滋賀県全体の統計解析がもれなく行われていると解釈できる。解析した症例のうち回避可能と判断された症例は死産、新生児死亡それぞれ24例(7.5%)、2例(1.4%)であった。後期死産の回避に関する提言として、産科の妊娠・母体管理能力不足が少なからずあるとともに、妊娠知識の妊婦や社会への一層の啓発が必要であることが判明した。また、新生児死亡症例の検討から死亡回避には出生後の新生児集中管理の問題よりもむしろ妊娠中からの産科の母体管理の改善の必要性が大いに関連していることも判明した。これらの提言を県内周産期関連施設へ還元するのみならず、妊婦および社会への啓発を行っているところであり、平成19年から平成23年までの5年間と平成24年から平成26年までの3年間を比較すると死産数は50件/年から43件/年に、新生児死亡数は20.6件/年から14.7件/年へ減少しており、研究の成果が現れつつある。また、平成23年から平成26年の4年間に限り死産率を見てみると極端に死産率が高い施設(35.1/1,000出生)が判明した。総合周産期母子医療センターはハイリスク分娩を取り扱うので必然的に死産率は高い(8.5/1,000出生)ことがいえるが、この施設は助産院であり、助産院での妊娠、分娩管理および異常発見時の搬送システムおよび応援システム等の医療機関との連携システムの問題が浮き彫りとなった。平成28年度には5回の新生児死亡および後期死産症例の検討会を開催し、平成26年度までの症例の検討が終了した。平成23年までの先行研究での5年間に3年分追加し、周産期死亡回避の可能性を判定し死亡回避のための提言を滋賀県主体の平成28年度周産期医療検討部会で行った。また、各種国内外の学会等で報告するとともに、地域の産婦人科医の会合さらには地域の母子保健従事者連絡会議に出席し、積極的に滋賀県の周産期医療の現状とその改善方法について、啓発活動を行い周産期医療環境の改善に寄与した。特に平成28年度は仏語圏アフリカ地域の行政官対象としての妊産婦の健康改善を目的としたJICA研修を2回行い、アフリカ地域における妊産婦管理に研究成果を還元できた。さらに、妊産婦ヘルスケア対策の一環として滋賀県においては日本初の母子手帳の中に妊娠リスクスコアーの項目と大津市では産後うつ病の予防の質問表の追加がなされ、母子の健康管理に大いに役立っており、そのデータを解析することが出来、今後のうつ対策に役立てる予定である。また、周産期死亡症例検討会に県・市町の周産期担当者の陪席を積極的にお願いした結果、滋賀県における周産期医療の実情と緊迫感が直接行政に伝わったものと思われる。滋賀県における周産期医療従事者(医師、助産師、看護師をはじめとするパラメディカル)の新生児蘇生技術向上を目的として、新生児蘇生法普及(NCPR)事業による学会認定の新生児蘇生法「専門」コース(Aコース)講習会を積極的に開催および支援した。さらには心臓病胎児診断症例報告会
仮骨延長法に伴う組織置換におけるアポトーシスの関与の解明

ウサギの第一臼歯の前方で皮質骨骨切りを行い,自家製延長装置を装着した.術後より待機期間をおかずに1回0.25mmを1日2回の割合で10日間,計5mmの延長を行った.延長終了直後,5日後,10日後にそれぞれ4匹のウサギを安楽死させた.観察方法としては,H-E染色,免疫組織化学的染色,酵素組織化学的染色およびTUNEL法を行った.延長終了直後では,線維性結合組織に接して多くの軟骨組織が認められた.延長終了5日後では多くの軟骨細胞に肥大化と,空胞化が認められ,肥大軟骨細胞の周囲には新生血管が認められた.新生骨に接する肥大軟骨細胞の周囲には,II型コラーゲンが認められなくなり,I型コラーゲンが認められるようになった.延長終了10日後ではTRAP陽性細胞が肥大軟骨細胞の周囲に認められた.また肥大化した軟骨細胞にはTUNEL陽性反応が認められた.これらは内軟骨性骨化を示す所見と考えられた.一方延長終了5日後の所見では,肥大化を認めない軟骨細胞様細胞が骨梁に封入されている類軟骨様組織が認められた.この類軟骨様組織にはI型コラーゲンとII型コラーゲンの両方が認められた.さらにこれらの組織にはTUNEL陽性反応は認められなかった.これは類軟骨性骨化を示す所見と考えられた.これらの結果から,下顎骨仮骨延長法において延長部に発現した軟骨組織は,内軟骨性骨化と類軟骨性骨化の2種類の骨化様式によって骨へと置換されることが示唆された.膜性骨化とされる下顎骨で,仮骨延長法によって生じた軟骨組織がどのように骨組織に置換されていくのかを,免疫組織化学的手法を用いて明らかにし,アポトーシスが軟骨組織の骨組織への置換に積極的に関与しているか検討するために実験を行った.ウサギ下顎骨をオトガイ孔と第1臼歯の間で皮質骨骨切りし,若木骨折させた後,待機期間をおかずに1日0.5mm,10日間延長した.延長終了直後,5日後,10日後に下顎骨を摘出し,H-E染色およびI型,II型コラーゲンの免疫組織染色と,TRAP, ALPの酵素組織染色を行った.またTUNEL法を用いてアポトーシスの検出を行った.その結果,延長部に認められた軟骨組織は,経日的に減少し,新生骨が形成された.軟骨細胞は経日的に肥大,空胞化し,その周囲に血管の侵入が増加した.肥大軟骨細胞周囲のII型コラーゲンは軟骨組織に比例して減少し,同部位のI型コラーゲンが増加した.また延長終了10日後では,TRAP陽性細胞が軟骨組織周囲に出現し,ALP陽性の肥大軟骨細胞が認められた.一方,長管骨仮骨延長で述べられている類軟骨様組織が下顎骨においても出現し,延長終了10日後ではその周囲にI型コラーゲンが認められた.またTUNEL陽性の肥大軟骨細胞が認められ,その陽性細胞数は経時的に増加していた.以上の結果から,ウサギ下顎骨仮骨延長中に生じた軟骨組織は,骨へと置換され,内軟骨性骨化と類軟骨性骨化という2つの異なる骨化機序が混在した形で進行することが推察された.また軟骨組織の骨化過程にはアポトーシスが関与していることが示唆された.ウサギの第一臼歯の前方で皮質骨骨切りを行い,自家製延長装置を装着した.術後より待機期間をおかずに1回0.25mmを1日2回の割合で10日間,計5mmの延長を行った.延長終了直後,5日後,10日後にそれぞれ4匹のウサギを安楽死させた.観察方法としては,H-E染色,免疫組織化学的染色,酵素組織化学的染色およびTUNEL法を行った.延長終了直後では,線維性結合組織に接して多くの軟骨組織が認められた.延長終了5日後では多くの軟骨細胞に肥大化と,空胞化が認められ,肥大軟骨細胞の周囲には新生血管が認められた.新生骨に接する肥大軟骨細胞の周囲には,II型コラーゲンが認められなくなり,I型コラーゲンが認められるようになった.延長終了10日後ではTRAP陽性細胞が肥大軟骨細胞の周囲に認められた.また肥大化した軟骨細胞にはTUNEL陽性反応が認められた.これらは内軟骨性骨化を示す所見と考えられた.一方延長終了5日後の所見では,肥大化を認めない軟骨細胞様細胞が骨梁に封入されている類軟骨様組織が認められた.この類軟骨様組織にはI型コラーゲンとII型コラーゲンの両方が認められた.さらにこれらの組織にはTUNEL陽性反応は認められなかった.これは類軟骨性骨化を示す所見と考えられた.これらの結果から,下顎骨仮骨延長法において延長部に発現した軟骨組織は,内軟骨性骨化と類軟骨性骨化の2種類の骨化様式によって骨へと置換されることが示唆された.
ＭＲＩとＣＴ画像によるチンパンジーの脳の発達過程の研究

ヒトや類人猿の脳の発達研究では、非侵襲的手法を用いる必要がある。そのため、MRI画像やCT画像を用いた研究が行われてきた。本研究では、その信頼性を高めるため、マカカ属のサルの脳組織標本を作成し、MRI画像で確認された髄鞘形成の発達が組織標本上で確認できるかどうかを検討した。その結果、子ザルでは細胞層がオトナ・ザルよりも厚く、髄鞘形成に伴い細胞層が薄くなることが確認された。また、MRI画像とCT画像がよく対応し、外形の変化については、どちらの手法も有効であることが確認された。ヒトの脳の進化を考えるとき、化石人類の頭蓋の骨は脳のサイズや形の進化についてのデータを提供してくれる。しかし、脳そのものの情報は、化石人類の骨からは得られない。そこで現生の動物の脳を系統比較する研究が行われてきた。特にチンパンジーの脳は遺伝的距離がヒトに最も近いことにより注目されてきた。そこで、チンパンジー頭部をCTとMRIの同日計測を行い、MRI画像が不得意とする骨の画像を含むCT画像とMRI画像を比較検討した。その結果、大脳皮質が外側にある部分では、T1画像からCT画像で判定した骨の内縁が推定できることが分かった。また、チンパンジー脳の発達における髄鞘形成をMRI画像の高信号領域から推定する方法の信頼性を確認するために、マカカ属サルのMRI画像と同じ個体の髄鞘染色による組織像の比較をおこない髄鞘形成の変化がMRI画像にどのように反映するかを調べた。平成22年度の研究では、コザルとオトナ・ザルの脳の組織標本の細胞染色(クレシル・バイオレット染色)と髄鞘染色(ファストブルー染色)を行った。組織標本はきれいに染色でき鮮明な画像を得ることができたが、MRI画像は組織標本画像と比較することのできる十分な解像度が得られなかった。この点は次年度以降の課題となった。これらの研究と同時にチンパンジー頭部のMRI計測のT1強調画像の高信号領域より推定した髄鞘形成の発達変化についての研究を継続した。今年度の一連の研究により、チンパンジー脳の発達過程を研究する手法についての基礎データを蓄積することができた。生物界の進化の解明の中で、ヒトの進化の解明は最重要課題である。とりわけ、ヒトの脳の進化は、ヒトを地球上の生命の頂点にまで進化させた主要な柱である。進化の解明の手法の1つとしてし、化石人類の頭蓋の骨の解析がある。頭蓋の骨は、骨の中に収まる脳のサイズや形の進化についてのデータを提供してくれる。本研究では、生きたチンパンジーを被験者とし、MRI画像が不得意とする骨の画像を含むCT画像とMRI画像を比較検討し、T1画像からCT画像で判定した骨の内縁を推定した。この研究と並行して、マカカ属サルのMRI画像と同じ個体の髄鞘染色による組織像の比較を行ない髄鞘形成の変化がMRI画像にどのように反映するかを検討した。平成23年度および平成24年の継続研究で行ったの研究では、コザル2頭とオトナ・ザル2頭の脳の組織標本を作成し、細胞染色(クレシル・バイオレット染色)と髄鞘染色(ファストブルー染色)を行った。組織標本はきれいに染色でき鮮明な画像を得ることができた。また、平成23年の夏には古いMRI装置を用いたためMRIの画像の鮮明度が不足していたが、平成24年に行った継続研究では、新たに導入したMRI装置を用いることによりMRI画像も組織標本画像と比較することのできる十分な解像度が得られた。ヒトの脳の進化を解明する研究の基礎データを得る目的で、チンパンジー頭部をCTとMRIの同日計測を行い、MRI画像が不得意とする骨の画像を含むCT画像とMRI画像を比較検討する研究を継続した。T1画像からCT画像で判定した骨の内縁を推定する手法の再現性を検討した。この研究と並行して、チンパンジー脳の発達における髄鞘形成をMRI画像の高信号領域から推定する方法の信頼性を検討するための基礎研究を継続した。平成23年度の継続として行なった研究により、マカカ属サルのMRI画像と同じ個体の髄鞘染色による組織像の比較を行ない髄鞘形成の変化がMRI画像にどのように反映するかを調べた。コザルとオトナ・ザルの脳の細胞染色(クレシル・バイオレット染色)と髄鞘染色(ファストブルー染色)を詳細に検討した結果、23年度の1頭目のコザルと、24年に継続研究として行なった2頭目のコザルのデータの髄鞘領域の面積比率が異なっていた。

この差は生後の年齢の違いを反映している可能性があるが例数が少ないので不確実だった。そのため、平成25年度に1例目と同じ年齢の3頭目のコザルを調べ髄鞘領域の面積比率が1例目と同様であることを確認した。新しいMRI装置が導入されたため、研究はおおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年、平成24年に得られた組織標本のデータとMRIのデータを比較検討する。また、MRI,CT画像の比較、チンパンジー頭部のMRI計測のT1強調画像の高信号領域より推定した髄鞘形成の発達変化についての研究を継続する。
芳香族系超高弾性率ポリマーが超高弾性率を取る理由:分子レベルからの解明を目指して

超高弾性率ポリマーとして注目されている芳香族系剛直ポリマーの性能を、今以上に優れたものにするためには、「構造」と「相互作用」の信頼のおけるデータを集積し、力学物性との具体的な関わりを分子レベルから明らかにすることが必要である。我々は、次の3つの項目を行った。(1)現在世の中に登場している種々の芳香族系剛直ポリマーについて、その詳細な構造を明らかにするために、我々は、X線回折データを集め、計算機シミュレーションと組み合わせて構造解析を行った。具体的には、ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールなどの世界最強の繊維を対象に、その構造解析を実行した。(2)芳香族系剛直ポリマーについての情報を得るためのもう一つのアプローチとして、一連の芳香族系剛直ポリマーのモデル化合物を合成し、単結晶を得、詳細な構造解析を行った。具体的には、上で述べたポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールやポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾールのモデル化合物について構造解析に成功した。また、ポリ-m-フェニレンイソフタルアミドの様々のモデル化合物についても構造解析を行った。(3)一連の芳香族系剛直ポリマーのモデル化合物は合成時に混合物として得られる。これらを成分毎に分けるために,超臨界流体クロマトグラフ装置を導入した。そして,可視紫外線波長領域に吸収のない物質に対しても分離抽出が可能なように,検出器としてフーリエ変換型赤外装置を可視紫外分光器と並列して使用した。次代の超高弾性率ポリマーとして大いなる将来性を有している芳香族系剛直ポリマーの性能をさらに優れたものにするためには、「構造」と「相互作用」の信頼のおけるデータを集積し、力学物性との具体的な関わりを分子レベルから明らかにすることが必要である。詳細な構造の情報を得るための一つのアプローチとして、分子サイズの異なる一連の芳香族系剛直ポリマーのモデル化合物を合成し、単結晶を得、詳細な構造解析を行うことを考えた。しかし、合成のテクニック上、どうしてもモデル化合物の分子量に分布が出来てしまう。そこで一つの有効な方法として最近注目されている超臨界流体を利用したクロマトグラフによる分別を用いることにした。こうして完全に分離した各モデル物質について上記の解析を行い、力学物性のための重要な情報の徹底収集を行うことにした。上述のように、本研究は極めて具体的に、一つの、現在最も注目されている芳香族系剛直ポリマーをターゲットとし、その分子構造、結晶構造を高精度に決定、超高弾性率を取る原因を分子レベルから解明し、さらに優れた材料として機能させる手だてを探ろうとするものである。今年度は次の検討を行った。(1)超臨界流体クロマトグラフの装置を導入し、その性能評価を既知の物質について行った。(2)芳香族高分子の代表としてポリ-p-フェニレンテレフタルアミド、ポリ-m-フェニレンイソフタルアミドなどのオリゴマーを合成した。現在、超臨界流体クロマトグラフを用いて、その分離を行っている最中である。次年度は、これらの化合物の構造解析を行い、精密な構造一物性の議論を展開する予定である。我々は、次の二つのアプローチを考えた。(1)現在世の中に登場している種々の芳香族系剛直ポリマーについて、その詳細な構造を明らかにすること。このために、我々は、X線回折データを集め、計算機シミュレーションと組み合わせて構造解析を行った。具体的には、ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールやポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾールのような世界最強の繊維を対象に、その構造解析を実行した。

(2)芳香族系剛直ポリマーについての情報を得るためのもう一つのアプローチとして、一連の芳香族系剛直ポリマーのモデル化合物を合成し、単結晶を得、詳細な構造解析を行った。合成のテクニック上、長さの異なるモデル化合物が混ざり込んでくる場合には、超臨界流体を利用したクロマトグラフによる分別を行った。具体的には、上で述べたポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾールやポリ-p-フェニレンベンゾビスチアゾールのモデル化合物について構造解析に成功した。また、ポリ-m-フェニレンイソフタルアミドの様々のモデル化合物についても構造解析を行った。現在、計算機を用い、これらの化合物について振動スペクトルなどを測定し、構造および振動スペクトルのシミュレーションを通じて、相互作用パラメーターの評価を行っているところである。
癌血管内皮細胞を標的とした組織特異的siRNA発現システムの開発とその評価

癌血管内皮細胞特異的な標的分子のノックダウン技術を確立するため、RNAポリメラーゼIIプロモーターにより標的分子のsiRNA配列を含んだmiRNAを発現するVSV-Gレンチウイルスベクターを開発し、その評価を行った。その結果、外来遺伝子のノックダウン効果は得られたものの内在性遺伝子の発現をノックダウンすることは難しく、より強力なmiRNA発現カセットの開発と最適化が必要であることが明らかとなった。初年度において、申請者らが開発したRNAポリメラーゼIIプロモーター(CMVプロモーター)により標的分子のsiRNA配列を含んだmiRNAを発現するVSV-Gレンチウイルスベクターが、培養細胞に発現させたルシフェラーゼ発現量を低下させることを確認した。そこで、造血幹細胞においても機能可能なユビキチンプロモーターにて標的分子のsiRNA配列を含んだmiRNAを発現するレンチウイルスベクターを作製した。その結果、CMVプロモーターよりも転写効率の低いユビキチンプロモーターではノックダウン効果がほとんど現れないことが明らかとなった。組織特異的プロモーターの転写効率はユビキチンプロモーターよりもさらに低いことが予想され、申請者らが開発したsiRNA配列を含んだmiRNA発現カセットでは、目的分子を効率的にノックダウンすることは難しいと判断した。そこで、siRNAを組み込むRNAをmiRNAからアデノウイルス由来のスモールRNAに変更したところ、RNAポリメラーゼIIIプロモーター(H1プロモーター)では、効率的に内在性蛋白質のノックダウンが可能であった。そこで本年度においては、初年度に開発したアデノウイルス由来のスモールRNAにsiRNA配列を組み込んだsiRNA発現カセットを、RNAポリメラーゼIIプロモーター(ユビキチンプロモーター)にてドライブするレンチウイルスベクターを開発する。さらに、内在性蛋白質の発現量を指標に、培養細胞でのノックダウン効果を評価する。レンチウイルスベクターによる標的蛋白質のノックダウン効果が確認された後、組織特異的プロモーターを用いた検討を行う。さらに、マウスin vivo実験を行うことで、動物個体での機能評価を行う。申請者は初年度にRNAポリメラーゼIIプロモーター(CMVプロモーター)により標的分子のsiRNA配列を含んだmiRNAを発現するVSV-Gレンチウイルスベクターが、培養細胞に発現させたルシフェラーゼ発現量を低下させることを確認したが、内在性蛋白質のノックダウンは確認することはできなかった。そこで、siRNAを組み込むRNAをmiRNAからアデノウイルス由来のスモールRNAに変更したところ、RNAポリメラーゼIIIプロモーター(H1ロモーター)では、強い内在性蛋白質のノックダウンが可能であった。そこで本年度は、初年度に開発したアデノウイルス由来のスモールRNAにsiRNA配列を組み込んだsiRNA発現カセットを、RNAポリメラーゼIIプロモーター(ユビキチンプロモーター)にてドライブするレンチウイルスベクターを開発しその評価をおこなった。その結果、種々の培養細胞(Hela、293T、CEM)を用いた検討において、内在性蛋白質のノックダウンは確認されなかった。また、RNAポリメラーゼIIプロモーターをより発現量の多いCMVプロモーターに変更したベクターにおいてもノックダウン効果は得られなかった。RNAポリメラーゼIIIプロモーターでは効率的にノックダウン効果が得られることから、細胞内でのsiRNA発現量が十分でないと考え、プロモーター領域の改良(プロモーターエンハンサーの付加およびポリAテイルの最適化)を行い検討を行ったが、いずれもノックダウン効果は得られなかった。現在、さらなる改良化を行い、比較的プロモーター活性の低いRNAポリメラーゼIIプロモーターを用いても必要なノックダウン効果を得られるシステムの開発を継続しており、システムの開発後組織特異的プロモーターを用いた検討を行う予定である。