hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エキソーム解析と細胞形質評価によるフックス角膜内皮ジストロフィの病因と病態の解明

そこで本年度は、上述したジェノタイプデータを用いたゲノムワイド関連解析(Genome-wide association study, GWAS)を実施した。その結果、白人においてFECD関連遺伝子として報告されているTCF4の周辺領域には、日本人では有意なバリアントが全く検出されなかった。特に、白人FECD患者でリスクバリアントとして報告されているrs613872が日本人ではバリアントではないことが判明した。一方、GWASの結果、第6番染色体上にボンフェローニ補正を超えるバリアントを含む領域を同定することに成功した。本研究で同定した最も有意なバリアントは、FECDの病態評価に用いられる角膜の厚さ等の量的形質との関連性が認められなかったものの、NCBIのdbSNPの情報から日本人と白人とではリスクアレルが逆転している興味深い事実が判明した。本研究により、日本人と白人におけるFECDの遺伝的背景の違いを説明しうるバリアントの同定に成功した。今後は本研究で獲得したFECD関連バリアントを詳細に解析することによって、日本人FECD患者の発症機序を解明していきたいと考えている。本研究では、フックス角膜内皮ジストロフィ(Fuchs corneal endothelial dystrophy, FECD)の病因や病態の解明を目指し、日本人FECD患者55検体と対照群445検体による関連解析を実施した。その結果、既に白人で報告されているTCF4遺伝子上のバリアントは日本人ではバリアントではないことが判明した。一方、これまで報告されていない日本人固有のバリアントが存在するFECD関連領域を第6番染色体上に同定することに成功した。本研究成果は、人種間で発症機序が異なることが示唆されるFECDの病因/病態の解明に向けた基盤となる成果である。フックス角膜内皮ジストロフィの原因究明を目的とした遺伝子解析としては、本研究の背景となった欧米における解析結果よりCOL8A2, SLC4A11, TCF4, TCF8などの候補分子が報告されている。本研究においては次世代エキソームアレイを用いたゲノムワイド関連解析により、日本人のフックス角膜内皮ジストロフィ患者に固有な遺伝子上のバリアントを同定し、フックス角膜内皮ジストロフィの病因を解明することを一つの目的としている。一方、フックス角膜内皮ジストロフィの原因究明を目的とした遺伝子解析としてTCF4イントロンのリピート配列解析の結果、TCF4イントロンにおけるTGCリピート配列の存在が欧米から報告されている(PLoS ONE 2012).我々の究極の目的は日本人のフックス角膜内皮ジストロフィのジェノタイプを解析しその病因を明らかにすることである。同分野の国際的競争の現状を鑑み、26年度にはやむなく日本人Late-onset症例における. TGCリピート配列の解析を優先的に実施し、英文雑誌に報分化した(IOVS 2015 in press)。そのため次世代エキソームアレイを用いたゲノムワイド関連解析に遅れが生じている。本研究で明らかにするのは以下の3項目である。
マウスをモデルとした児童虐待に関するトランスレーショナル研究

本研究は、我々が同定した、絶望行動を制御する遺伝子"Usp46"の突然変異マウスを児童虐待のモデルとして活用し、仔マウスに及ぼす虐待の影響を行動学的的観点から明らかにすることを目的としている。これまでに、ヒトの児童虐待の特徴である、(1)虐待の反復性、(2)虐待の世代間連鎖、(3)ストレス負荷による虐待誘発、について検討し、Usp46変異マウスはヒトの児童虐待の特徴を備えている事が示された。本研究は、最近申請者が同定した、絶望行動を制御する遺伝子"Usp46"の突然変異マウスを児童虐待のモデルとして活用し、仔マウスに及ぼす虐待の影響を行動学的、神経科学的組織学的観点から明らかにすることを目的としている。Usp46突然変異マウスの養育行動は児童虐待に極あて類似しており、動物モデルとして確立できる可能性が高い。本研究計画は、児童虐待を生物学的視点からとらえ、そのメカニズムの解明により臨床医学へ橋渡しすることを目指すものである。本年度は、以下の実験を行った。(1)親マウスの養育行動の解析生後間もない仔マウスをケージの3角に1匹ずつ置き、仔マウスに対する行動を30分間ビデオに収録し、様々な項目についてUsp46変異マウスと正常マウスを比較し、Usp46変異マウスの養育行動の低下を確認した。(2)母子分離ストレスによる成長後の行動への影響出生後15日から1週間(6時間/日)の母子分離を与え、8週令になったマウスについて各種行動実験を行った。その結果、特に、Usp46変異マウスの社会性行動に差が認められた。(3)里親マウスによる育児Usp46突然変異マウスと、正常なUsp46を持つマウスの間で里親交換実験を行い、養育行動への影響について検討した。その結果、Usp46突然変異マウスに育てられた正常マウスは、コントロール群と比較して、仔を温める時間や巣作りをする時間など養育行動に従事している項目で低下が認められた。現代社会において、児童虐待は極めて深刻な社会問題となっている。厚生労働省の調査によると、全国の児童相談所で対応した児童虐待相談対応件数は平成10年から急激に上昇し、平成20年では約4万2千件と過去最悪を更新している。児童虐待は、一時的な影響だけではなく、子供が成長した後の将来にわたって影響を及ぼし、虐待が虐待を生む世代間連鎖や、虐待を受けた児童の成長後の犯罪率の高さなど極めて重大な影響を児童に与える。本研究は、最近申請者が同定した、絶望行動を制御する遺伝子"Usp46"の突然変異マウスを児童虐待のモデルとして活用し、仔マウスに及ぼす虐待の影響を行動学的、神経科学的、組織学的観点から明らかにすることを目的としている。Usp46突然変異マウスの養育行動は児童虐待に極めて類似しており、動物モデルとして確立できる可能性が高い。そこで、ヒトの児童虐待の特徴である、(1)虐待の反復性、(2)虐待の世代間連鎖、(3)ストレス負荷による虐待誘発、について検討した。(1)虐待の反復性:生後間もない仔マウスをケージの3角に1匹ずつ置き、仔マウスに対する行動を30分間ビデオ観察した。この観察を1週間程度の間隔で3回繰り返した。その結果、Usp46変異マウスは仔マウスを傷つける個体が多く、その個体に限って反復的に仔を傷つけた。(2)虐待の世代間連鎖:母子交換テストを行い、Usp46変異マウスを里親にした揚合、遺伝的に正常なマウスでも、成長後、育ての親と同様に養育行動に障害が現れることが分かった。(3)ストレス負荷による虐待誘発:単飼ストレスを負荷した場合、正常マウスに異常は認められなかったが、Usp46変異マウスでは養育行動に著しい異常が現れることが分かった。これらの実験結果から、USp46変異マウスは、児童虐待のモデルとして活用できる可能性が示された。
西瀬戸自動車道の開通が本州・四国間のトラック輸送に及ぼす影響分析

本研究は、西瀬戸自動車道に先だって開通が予定されている明石海峡大橋と、西瀬戸自動車道が本州・四国間のトラック輸送に及ぼす影響を分析することで、本州・四国間のフェリーを利用したトラック輸送のあり方を検討することを目的としている。そこで、上述した研究目的を達成するために、次の手順・方法で研究を進め、いくつかの成果を得ることができた。1.連絡橋を対象としたトラックによる経路選択行動モデルの構築1994年12月に阪神・四国のトラック事業所を対象にして行われたアンケート調査結果をもとにして、現状の輸送経路の実態を把握するとともに、各輸送経路の選択要因について統計的な手法を用いて計量的に分析した。この結果、「船中で運転手が休憩できる」といったフェリー特有の選択要因を抽出するとともに、こうした要因が長距離フェリーほど有利に働くことを明らかにすることができた。また、これらの分析結果をもとに、トラックによる経路選択行動を非集計行動モデルによりモデル化し、その有効性や問題点を確かめることができた。なお、今後こうしたモデルを西瀬戸自動車にも応用できるものと考えられる。2.西瀬戸自動車道に関する基礎資料の収集およびアンケート調査の分析本州・四国間のOD交通量や貨物流動量など基礎データの収集、および、他の機関による西瀬戸自動車道開通の調査報告書などのサーベイを行うとともに、複数のトラック事業所や関連するフェリー事業所などへのヒヤリングも行った。これらの結果、本州・四国間の貨物が主として四国のトラック事業所によって輸送されていることなどがわかった。そこで、こうした事業所を対象にアンケート調査を実施するとともに調査結果について分析を試みた。その結果、西瀬戸自動車道の開通がトラックの輸送経路だけではなく、トラック事業所の経営環境にも影響を及ぼすことが明らかになった。今後は1.の明石海峡大橋を対象とした分析と同様に非集計行動もデルを用いることで、トラックによる西瀬戸自動車道の選択行動を事業所の経営環境変化をも考慮した形でモデル化するとともに、こうしたモデルを用いて西瀬戸自動車道がトラックの輸送経路などに与える影響について分析していきたい。そこで、上述した研究目的を達成するために、本年度は次の手順・方法で研究を進め、いくつかの成果を得ることができた。1.明石海峡大橋開通後を対象としたトラックによる経路選択モデルの構築1994年12月に阪神・四国のトラック事業所を対象にして行われたアンケート調査結果をもとにして、現状の輸送経路の実態を把握するとともに、各輸送経路の選択要因について統計的な手法を用いて計量的に分析した。なお、今後こうしたモデルを西瀬戸自動車道にも応用していきたい。2.西瀬戸自動車道に関する基礎資料の収集本州・四国間のOD交通量や貨物流動量など基礎データの収集、および、他の機関による西瀬戸自動車道開通の調査報告書などのサーベイを行うとともに、複数のトラック事業所や関連するフェリー事業所などへのヒヤリングも行った。これらの結果、本州・四国間の貨物が主として四国のトラック事業所によって輸送されていることなどがわかり、今後こうした事業所を中心に、明石海峡大橋および西瀬戸自動車道がトラック輸送へ及ぼす影響について調査する必要があることがわかった。

今後は1.の明石海峡大橋を対象とした分析と同様に非集計行動もデルを用いることで、トラックによる西瀬戸自動車道の選択行動を事業所の経営環境変化をも考慮した形でモデル化するとともに、こうしたモデルを用いて西瀬戸自動車道がトラックの輸送経路などに与える影響について分析していきたい。
内陸地震と火山噴火に伴う群発地震の時空分布特性の研究

群発地震現象を定量的に解析するため、本研究計画では日本の群発地震のデータを統一基準でデータベース化することを第1の目的とした。第2の目的は、データベースを用いた群発地震現象の定量的解析を行うことによって、群発地震現象の地域的特性を明らかにすることにあった。データの収集と分析・整理を続けた結果、約23000件の日本と中国の文献のデータベースが完成した。これらの研究報告の中には、事例の調査報告が多く含まれており、それらが次の研究のデータとして活用されるものである。また、最近の群発地震活動のデータから、新しくいくつかのことが発見された。例えば、普賢岳は1990年11月に噴火を開始してからまだその活動が続いているが、群発地震は、今回の噴火では、橘湾の深さ10km以深で発生し、その後東へ移動するとともに震源が浅くなり、噴火直前には普賢岳直下で発生するようになった。震源が橘湾から普賢岳直下まで移動する間に発生した地震は短周期のものであり、噴火直前にはこれに長周期の孤立型微動が加わった。北海道では、データを整理した結果、群発型の地震活動が釧路から内陸にかけて1989年以来目立って発生していることがわかった。国外の火山活動や地震に伴う群発地震の資料もしだいに収集整理されるようになり、日本の現象との比較ができるようになった。すでに収集した膨大なデータを検索利用できる形にデータベース化して、広く利用可能な形にした。それをもとに群発地震の活動特性を定量的に表すモデルとパラメータを求めることを目的とする解析を行うことが可能となった。
組識要因・集団要因・個人要因が産業事故発生に及ぼす影響に関する包括的検討

本研究(3ヵ年)を通して、組織事故モデル(菅沼,2002)の妥当性を多角的に検証するとともに、当該モデルを援用した具体的な安全管理施策の提案を行った。平成16年度(最終年度)の成果は、以下のとおりである。1.海外組織問題事例の分析:組織事故モデルを用いて「米国原発事例」と「NASAコロンビア号事例」を分析した。その結果、いずれの事故も、本モデルが示す「リスク事象の発生プロセスと継続プロセス」の2つの連続プロセスにて説明可能であることが示された。なお、新たに「コスト管理」に関わる要因の存在も示唆された。2.国内電力関連組織を対象とした面接調査:国内某電力関連組織において発生した「ルール違反による死亡事故」についての集団面接調査を実施した。その結果、上記と同様、事故発生に至る2つの連続プロセスが確認されたことに加えて、さらにその在り方には4つのパターンが存在するという新たな知見が得られた。3.組織事故モデルの再構築:本研究(3ヵ年)にて得られた一連の妥当性検証結果に基づいて、"組織事故モデル"を再構築した。新たな影響要因として、組織間関係、組織構造、組織風土、標準・基準、組織規範、集団学習、集団風土、集団知識、コスト管理にわたる9つの要因が追加されるとともに、上記2つの連続プロセスに関わる4つのパターンが位置づけられた。4.組織事故モデルを援用した安全管理施策の提案:再構築された組織事故モデル内に含まれる「組織要因(30要因)」「集団要因(9要因)」「個人要因(7要因)」を評価するための"産業事故発生要因評価尺度(12評価カテゴリー:131項目)"を開発するとともに、産業現場の方々が当該尺度を有効に活用することができるよう"産業事故発生要因評価尺度の実施手引き(第1章-第5章および3つの付録を含む、31ページ構成)"を作成した。【目的】菅沼等(2002)は、従来の"組織要因が寄与する産業事故"についての理論的枠組みを統合・発展させ,般理論を志向した包括的な産業事故発生モデル"組織事故モデル"を開発した。本モデルは,産業事故発生に至るまでのブロセスを"リスク事象の発生ブロセス"と"リスク事象の潜伏・強化ブロセス"の2段階に区別して捉えるものであり,これら両プロセスには組織要因(24要因)、集団要因(6要因)、個人要因(7要因)が影響を及ぼしうることを示している。本研究(3カ年)では、当該モデルの妥当性を多角的に検証するとともに、当該モデルを援用した具体的な安全管理施策(評価尺度の開発を含む)についての提言を行うことを目的とする。【実績】平成14年度は、「既存研究のレビュー」および「東京電力問題事例の分析(今年度に発覚した組織問題に関する最新事例であるため、研究計画を一部変更して含めた)」を通して、モデルの妥当性検証を行った。第1に、既存研究のレビューでは、29文献にて見出された事故発生要因を包括的に抽出し、それらを整理・体系化した。その結果、モデルに含まれるすべての要因の妥当性が検証されると共に、4つの新たな要因(組織間関係、組織構造、組織風土、標準・基準)を含めることの必要性が示唆された。第2に、東京電力問題事例の分析では、まず、数社の新聞記事、原子力安全・保安院の報告書、および電力会社の報告書を対象として資料分析を実施し、時系列事象の整理を行った。その後、モデルを用いて当該事象のプロセス分析を行った。その結果、a)無届けにて許認可を得ていない新工法工事を行うとの集団意志決定がなされ、その決定内容が上級管理者に報告されることなく実施された(リスク事象の潜伏ブロセス)、b)この種の不正は成功経験に基づいて繰り返されることで強化され、その後、上級管理者がそれをオーソライズした(リスク事象の強化ブロセス)、c)本社・発電所レベルプロセス→保修部レベルプロセス→本社・発電所レベルプロセスという階層間の相互影響プロセスが存在した(リスク事象の潜伏・強化プロセスの階層性)など、モデルに合致するいくつかの特徴が見出された。なお、分析過程において、「組織レベルの規範」や「集団レベルの学習」など新たな要因の存在が確認されたため、これら諸要因を当該モデルに追加的に含めることとした。平成15年度は、以下の2つの観点から、"組織事故モデル(菅沼ら、2002)"の妥当性を検証するとともに、未だ本モデルにて十分に言及されていない「要因間の因果構造」を検討することを目的とした。1.海外の組織問題事例の分析:カナダのオンタリオハイドロ社(原子力発電施設)において発生した組織問題事例(1998)を対象として、組織事故モデルによる事例分析を行った。その結果、a)本事例にて指摘されていた要因のうち、「集団風土」を除く全ての要因は組織事故モデルと対応していたこと、b)管理要因は「経営管理要因」と「中間管理要因」とに区別する必要があること、c)経営管理要因、中間管理要因、個人要因との間には、経営陣の個人要因→経営管理要因→中間管理陣営の個人要因→中間管理要因→作業員レベルの個人要因という「階層的因果構造」が存在すること、d)経営管理要因→組織心理要因→個人要因にわたる部分においては「双方向因果構造」が存在することが見出された。2.国内化学プラントを対象とした面接調査:国内某化学プラントに従事する59名を対象として、「組織および組織を取り巻く環境における危険因子」に関する面接調査を実施した。

その結果、当該プラントに潜在していた要因のうち、「集団知識」を除く全ての要因は組織事故モデルと対応していたこと、b)組織要因は「管理要因(経営管理要因・中間管理要因)」と「組織心理要因」とに区別する必要があること、c)外部環境要因→組織間関係要因→管理要因→個人要因→集団要因→組織心理要因という「組織内外多次元的因果構造」が存在すること、d)管理要因→個人要因→集団要因→組織心理要因にわたる部分においては「循環的因果構造」が存在することが見出された。以上より、組織事故モデルの妥当性が部分的に検証されるとともに、新たに設定すべき「要因」および「要因間の因果構造」が明確化された。本研究(3ヵ年)を通して、組織事故モデル(菅沼,2002)の妥当性を多角的に検証するとともに、当該モデルを援用した具体的な安全管理施策の提案を行った。平成16年度(最終年度)の成果は、以下のとおりである。1.海外組織問題事例の分析:組織事故モデルを用いて「米国原発事例」と「NASAコロンビア号事例」を分析した。その結果、いずれの事故も、本モデルが示す「リスク事象の発生プロセスと継続プロセス」の2つの連続プロセスにて説明可能であることが示された。なお、新たに「コスト管理」に関わる要因の存在も示唆された。2.国内電力関連組織を対象とした面接調査:国内某電力関連組織において発生した「ルール違反による死亡事故」についての集団面接調査を実施した。その結果、上記と同様、事故発生に至る2つの連続プロセスが確認されたことに加えて、さらにその在り方には4つのパターンが存在するという新たな知見が得られた。3.組織事故モデルの再構築:本研究(3ヵ年)にて得られた一連の妥当性検証結果に基づいて、"組織事故モデル"を再構築した。新たな影響要因として、組織間関係、組織構造、組織風土、標準・基準、組織規範、集団学習、集団風土、集団知識、コスト管理にわたる9つの要因が追加されるとともに、上記2つの連続プロセスに関わる4つのパターンが位置づけられた。4.組織事故モデルを援用した安全管理施策の提案:再構築された組織事故モデル内に含まれる「組織要因(30要因)」「集団要因(9要因)」「個人要因(7要因)」を評価するための"産業事故発生要因評価尺度(12評価カテゴリー:131項目)"を開発するとともに、産業現場の方々が当該尺度を有効に活用することができるよう"産業事故発生要因評価尺度の実施手引き(第1章-第5章および3つの付録を含む、31ページ構成)"を作成した。
電池正極活物質として使用できる新しい高電子伝導性複合酸化物に関する研究

本研究では、CaMnO_3あるいはMnの代わりにFeを含む酸化物に注目して新しい電子伝導性複合酸化物の合成を試みると共に、これらを活物質とした電池放電特性について検討した。まず、Ca_<1-x>Ln_xMnO_<3-δ>(x=0.1)で示される多孔質セラミックスの導電率は、空気中、室温付近で10^1Scm^<-1>以上の比較的高い値を示した。KOH水溶液中で放電を開始すると、初期に著しい電位降下を生じるが、比較的良好な電位平担性を示し、グラファイトなどの導電剤を添加することなしで電池活物質として機能した。この場合の放電は、Mnの価数変化によるものと考えられた。しかし、Caサイトの一部をLa^<3+>で置換したときが、最も放電容量が大きかった。これは試料中の酸素量は置換金属種に依存することを示すものであった。放電容量と効率上げるため、原料のボールミリングだけで導電性試料固溶体が得られないか検討したが、ミリングだけでは調製できないことが分かった。次に、CaFeO_3系およびSrFeO_3系試料の調整を試みた。前者の場合、ブラウンミラライト型のもの(Ca_2Fe_2O_5)が得られ、KOH水溶液中での放電は、全く平坦部を示さなかった。これに対し後者の場合確かにペロブスカイト型酸化物の調整は可能であり、また単位重量あたり放電容量は、上記のものに比べてかなり小さいものの、二次電池用の活物質として作動することが分かった。更にCa_<0.9>La_<0.1>MnO_<3-δ>の中性水溶液中での放電性能を調べた。この場合、アルカリ溶液中での放電に比べれば多少容量が減少するものの、リチウムイオンを含む溶液中ではほぼアルカリ溶液中での放電に匹敵する結果が得られた。これは、この材料の海水電池への応用の可能性を示すものであった。本研究では、CaMnO_3,を母体とした酸化物、あるいはMnの代わりに安価なFeを含む酸化物に注目して新しい高電子伝導性の複合化合物の合成を試み、これらを電池の活物質とした場合の放電特性について検討した。まず、Ca_<1-x>Nd_xMnO_<3-δ>(X=0.1)で示される試料の酸素含有量(3-δ)は、出発原料の混合粉末のTGA結果より空気中、室温で2.90と決定された。さらに、電池活物質用に調製した多孔質セラミックスの導電率は、空気中、室温付近で5.5x10^1Scm^<-1>と比較的高い値を示した。上記組成試料で構成した多孔質セラミックス電極は、KOH水溶液中で放電を開始すると、初期に著しい電位降下を生じるが、比較的良好な電位平坦性を示し、グラファイトなどの導電剤を添加することなしで電池活物質として機能した。しかし、Caサイトの一部をLa^<3+>で置換したときよりも、若干放電容量は低下した。そこで試料をCa_<0.9>La_<0.1>MnO_<3-δ>,にもどし、原料のボールミリングだけで導電性試料固溶体が得られないか検討した。しかしこの試料の調製はうまく行かないことが分かった。比較のため行ったLa_<2/3-x>Li_<3x>

TiO_3では可能であったことから,原料に用いたMn_2O_3の固さが問題であろうと考えられた。次に、CaFeO_3系試料の調製を試みた。文献的には、高酸素圧下でしか調製できないものである。実際に純酸素気流中で調製を試みたが、ペロブスカイト型のものは得られず、ブラウンミラライト型のもの(Ca_2Fe_2O_5)が得られた。この場合のKOH水溶液中での放電は、全く平坦部を示さなかった。この化合物中ではFeの価数変化は非常に起きにくいものと考えられた。そこでCaをSrに変えたSrFeO_3系試料について検討した。この場合確かにペロブスカイト型酸化物の調製は可能であった。またセラミックスは活物質として作動することが分かった。しかしその単位重量あたり放電容量は、上記のものに比べてかなり小さくなった。現在、放電容量の改良と二次電池特性について更に検討を続けている。本研究では、CaMnO_3あるいはMnの代わりにFeを含む酸化物に注目して新しい電子伝導性複合酸化物の合成を試みると共に、これらを活物質とした電池放電特性について検討した。まず、Ca_<1-x>Ln_xMnO_<3-δ>(x=0.1)で示される多孔質セラミックスの導電率は、空気中、室温付近で10^1Scm_<-1>以上の比較的高い値を示した。KOH水溶液中で放電を開始すると、初期に著しい電位降下を生じるが、比較的良好な電位平坦性を示し、グラファイトなどの導電剤を添加することなしで電池活物質として機能した。この場合の放電は、Mnの価数変化によるものと考えられた。しかし、Caサイトの一部をLa^<3+>で置換したときが、最も放電容量が大きかった。これは試料中の酸素量は置換金属種に依存することを示すものであった。放電容量と効率上げるため、原料のボールミリングだけで導電性試料固溶体が得られないか検討したが、ミリングだけでは調製できないことが分かった。次に、CaFeO_3系およびSrFeO_3系試料の調製を試みた。前者の場合、ブラウンミラライト型のもの(Ca_2Fe_2O_5)が得られ、KOH水溶液中での放電は、全く平坦部を示さなかった。これに対し後者の場合確かにペロブスカイト型酸化物の調製は可能であり、また単位重量あたり放電容量は、上記のものに比べてかなり小さいものの、二次電池用の活物質として作動することが分かった。更にCa_<0.9>La_<0.1>MnO_<3-δ>の中性水溶液中での放電性能を調べた。この場合、アルカリ溶液中での放電に比べれば多少容量が減少するものの、リチウムイオンを含む溶液中ではほぼアルカリ溶液中での放電に匹敵する結果が得られた。これは、この材料の海水電池への応用の可能性を示すものであった。
ラットリンパ組織内非リンパ球系抗原移送細胞（ATC）の形態的特徴と役割

抗原結合蛍光内臓beadsや抗原結合colloidal goldをラットの足蹠および尾静脈に投与した。二次免疫応答時リンパ節内では抗原(径50,200,1000nm)は早期には辺縁洞直下に存在するantigentransporting cell(ATC)に取り込まれ、その後、径50,200nmのbeadsはinterdigitating cell(IDC)内で、径50nm以下の抗原はB細胞領域に存在するFollicular dendritic cell(FDC)の細胞膜上に観察された。しかし、一次免疫応答のATCは早い時期に抗原を取り込こまない。さらに抗原を頻回投与した実験系では抗原はATC内に多く蓄積し、FDCの細胞表面では過剰の抗原に対し、抗原結合能、置換能の抑制が観察された。ATCはFDCやIDCとは抗原の結合あるいは取り込み能が異なることや核の形態及び免疫組織学的特徴が異なることから、FDC、IDCとは異なる特異な細胞であると考えられた。一方、脾臓では、一次免疫応答でも二次免疫応答でも抗原ははじめに辺縁帯内のmacrophageや白脾髄直下に存在するmarginal metallophil(MM)に取り込まれた。細胞接着分子に関連した遺伝子を欠損した免疫不全マウスaly/alyに抗原結合beadsを投与した実験では、macrophageが存在するにも関わらずこのMMの発達の不良および、存在部位が限定できないことが、一時免疫応答の惹起を阻害している可能性が示唆された。ATCとMMはいずれも免疫応答の導入部で重要な役割を担う細胞で形態的には類似している点が多いが、MMは一次免疫応答においても盛んに抗原をとり込むなどいくつかの相違点も見られ、両者はそれぞれの場において特異に分化した細胞である可能性が示唆された。
グラフェンプラズモニクスによる光合成単一超分子計測の確立

植物・藻類・細菌類における光合成機能は、自然が創出した最もエネルギー変換効率の良いナノバイオ集積フォトニックデバイスである。このような生体分子の一分子分光計測は、その本質的な電子・エネルギー輸送現象解明に向けた急務な課題である。本研究課題ではこのような要請から、単一光子レベルの検出が可能であり、光合成エネルギー伝達過程を実時間で観測可能なピコ秒の時間分解能を持つ分光システムの構築を行った。また、単一超分子分光を実現するために十分なサイズを持つフィコビリソーム超複合体をシアノバクテリア及び紅藻から調製する手法を確立し、そのエネルギー伝達過程の詳細を明らかにした。一方、アボガドロ数個の分子を計測するマクロ測定とは異なり、一分子計測では得られる信号強度が極限的に微弱であるため、適用範囲が高収率な発光性材料に限られてきた。本申請では単原子層ナノシート上に単離調整された単一光合成超分子を配置し、単原子層ナノシートによるプラズモン増強効果により微弱な一分子による信号を増強し、マクロ光学系を用いた単一光合成超分子の励起状態ダイナミクスの観測を目指す。平成28年度の研究において小澄(代表者)は、時間相関単一光子検出(TCSPC)モジュール及びシングルフォトンカウティングアバランシェダイオードを導入し、高感度かつ高い時間分解能を持つ蛍光寿命測定装置の構築を行った。構築した装置では10ピコ秒程度の時間分解能を持ち、単一光子レベルでの検出感度が達成された。試行測定として光合成色素であるクロロフィル分子の蛍光寿命を計測したところ、極限的微弱励起条件下でも数分程度で良質なデーターが得られることが確認できた。瀧尾(分担者)は、紅藻の大量培養に着手し、分光計測に必要な試料を提供するための準備を行った。原(分担者)は、グラフェン及び半導体特性を持つ単原子層ナノシートの作成を行い、それらの電気特性を計測することで、良質なナノシートであることを確認している。当初の研究計画通り、平成28年度中に高感度検出を行える蛍光寿命計測装置の構築が行えた。(研究代表者)。研究分担者らも光合成単一超分子計測を実現するための単原子層ナノシートの作成及び紅藻類由来光合成器官の調製を行った。本申請では、単原子層ナノシート上に単離調製された単一光合成超分子を配置し、超短光パルスを用いた分光計測を行う。単原子層ナノシートによるプラズモン増強効果により微弱な一分子による信号を増強し、マクロ光学系を用いた単一光合成超分子の励起状態ダイナミクスの観測を生体温度条件下で実現することを目的とした。平成28年度に、微弱光を検出するため、時間相関単一光子検出システムを構築し、単一光子レベルで検出可能な分光計測を実現した。平成29年度は、研究分担者(瀧尾教授熊本大学・くまもと水循環・減災研究教育センター)の協力の下、紅藻類より巨大光合成アンテナ色素タンパク複合体フィコビリソームを単離調製し、そのエネルギー伝達ダイナミクスを単一光子レベルで解明した。得られた色素たんぱく複合体は、低分解能ながら電子顕微鏡で70 nm程の大きさを持つことが確認されており、単一超分子分光を十分行えるサイズであることが確認できた。単原子層ナノシートを用いたプラズモニクスを分光に適用するためには、より大きなサイズのナノシートを作成することが今後の課題になる。平成29年度の研究では、上半期において単原子層ナノシート上に紅藻から単離調整した光合成器官を配置し、平成28年度に構築した高感度蛍光寿命計測装置を用いて、光合成単一超分子の計測を行う。単原子層ナノシート上に配置された光合成単一超分子の確認は、原(分担者)が所持している原子間力顕微鏡で行う。平成29年度の下半期には、100フェムト秒光パルスを用いたポンプ・プローブ分光及び縮退四光波混合計測と単原子層ナノシートによるプラズモニクスを組み合わせることで、蛍光計測を行うことなく、光合成単一超分子計測を実現する。

ポンプ・プローブ分光及び縮退四光波混合計測システムはすでに稼働状態にあるが、単一超分子の観測を行うために、試料への集光系の改良を行う。光物性物理学本年度行った時間相関単一光子検出法を用いた蛍光寿命計測装置の構築において、現有の光学素子を用いて想定以上の計測結果が得られ、新たな光学素子購入を必要としなかったため。平成29年度に予定しているポンプ・プローブ分光及び縮退四光波混合分光計測装置を用いた単一超分子計測導入の際に、現有設備の改良の必要性が予測されるため、不足した光学素子の購入費とする。
環境負荷低減を考慮した資源の確保-特に、中国新疆ウイグルの鉱物・エネルギー資源

1990年代以降、中国は国家戦略として国内の各種資源開発に積極的に取り組んでいる。新疆ウイグルのエネルギー・鉱物資源の探査・資源評価活動もその一環として活発に行われており、本研究は同地域の資源分布特性および資源評価法の手法構築のために進められた。新疆ウイグルは、東西に伸びる山脈と山脈の間に広大な砂漠が分布する地形を形成する。北方のアルタイ山脈と中央部の天山山脈の間にはジュンガル沙漠、天山山脈と南方のコンロン山脈に間には世界を代表する広大なタクラマカン沙漠が広がる。沙漠地帯には無尽蔵の石油・天然ガスの他、地下には三峡ダムの水量に匹敵する地下水ダムが発見されている。また、沙漠地帯周辺には多量の石炭資源も分布することが予測される。さらに、3つの山脈地域およびその近傍には、金・銀、銅、鉛、亜鉛、鉄、和田石(ホータン)、ルビーなど様々な金属および費金属鉱物資源が分布することも予測される。新疆ウイグルは中国最大の面積を有する省であり、さらに資源の種類や埋蔵量なども極めて甚大なものと推察される。今後の、資源評価を環境問題との相互作用を考慮しつつ究明することが求められる。17年度は、ジュンガル沙漠の調査研究を行った。平成17年8月6日に新疆ウイグル自治区の首都のウルムチに海外(中国研究所も含む)共同研究者を含むメンバー全員が集結する。調査研究はウルムチを基点として、ジュンガル沙漠の周縁を反時計周りに進めた。ジュンガル沙漠の北方にはアルタイ山脈が西北-東南方向の延長で分布する。沙漠は、北方のアルタイ山脈南方の天山山脈の間に広く分布する。ウルムチの北方にウルムチ鉄鉱床がある。さらに北東方向→北方に進み沙漠の北東縁とアルタイ山脈南縁との境界沿いに種々の鉱物鉱床が分布し、アルタイ鉱床区と称されている。アルタイ鉱床区は幅250km、延長500kmほどの領域を占め、アルタイ山脈の延長方向と同様に西北-東南方向に伸びている。アルタイ鉱床区には東側より、バイチェング(Baicheng)鉱床(REE、Li)、ケケトウハイ(Keketuohai)鉱床(gem)、カラトング(Kalatongke)鉱床(銅、ニッケル)、ナセンクィア(Nasenqia)鉱床(REE)、サルプラク(Saebulake)鉱床(金)、カカタレ(Keketale)鉱床(鉛、亜鉛)、クルムツ(Kulumutu)鉱床(REE)、アケテイシカン(Aketishikan)鉱床(金)、ダカラス(Dakalasu)鉱床(REE、Nb、Ta)、シャンケラン(Shangkelan)鉱床(REE)、シオカラス(Xiaokalasu)鉱床(REE)、イーレマン(Yelaman)鉱床(REE)、サドウ(Saidu)鉱床(金)、アシュラ(Ashele)鉱床(銅、亜鉛、銀)、サルサク鉱床(銅、金)、サラクオブ鉱床(金)、アクトバイク鉱床(金)、ダーチャオ鉱床(鉛、亜鉛)、ムンク鉱床(鉄)、ドナサライ鉱床(金)が分布する。いずれも規模的にも大きく、代表的な鉱床である。アルタイ鉱床区の西南方向に位置するカラマイ(Karamay)石油鉱床域の北西に、ハトウ(Hatu)鉱床(金)が分布している。現在、鉱物化学的特徴および鉱床生成時代と地質構造学的分布特徴を究明中である。新彊ウイグルにおいては、138種(含エネルギー資源鉱物7種)の資源鉱物が確認されている。鉄鋼金属鉱産物(基本原料:鋼、鉄)5種、非鉄金属鉱産物13種、貴金属鉱産物26種、希上類(レアアース)金属鉱産物12種、レアメタル(Ga、In、TI、Ge、Se、Te、Re七つ元素より構成)鉱産物6種、冶金原料鉱産物5種、化学工業原料・非金属鉱産物19種、建築材料およびほかの非金属鉱産物60種、地下水と地下熱水鉱産物4種などより構成される。このうち、埋蔵量が確認されている鉱産物は99種であり、中国において重要な鉱産物埋蔵地域の一つである。また、新彊ウイグルの鉱産資源開発のスピードは実に早い。

2000年には、各種資源系企業は2905ヵ所あり、87種鉱産を採掘した。生産量は、固体資源6.674,万トン、液体資源1,862,994万トン、天然ガス35.4億立方メートルあり、総資産368,017億元、同期新彊工業総資産の38.1%を占める。鉱業は新彊経済発展の中堅と評価できる。2000年鉱石原料の総生産額は1992年より5.2倍に増大した、特に天然ガス、原油産量が毎年80160万トンのスピードを増大している。金国の平均増大水準値を大きく越えている。また、1999年の金属および非金属鉱産物生産額は217.87億元、新彊鉱業総生産額の27,16%を占めた、全国鉱業生産額の10,21%より17%も超えている、21世紀の新彊ウイグル西部開発計画の中で、重要な貢献度を担うことになった。石油および天然ガス資源は、塔里木盆地、准葛尓盆地、吐魯番一哈密盆地で活発に発見・開発されているが、さらに焉耆盆地や三塘湖盆地も有望な液体エネルギー資源の産出地としての探鉱が進められている。新しい油田地帯として、探査・資源量予測などが急務である。また、中国において重要なエネルギー資源である石炭埋蔵量は87億トンで中国の9.2%を占める。鉄資源の埋蔵量は中国全土の25%を占め、中国第一位である。非鉄金属の銅、鉛、亜鉛や金・銀、それにベリリウム、リチウム、タンタル、ニオブ、セシウム、ルビジウム、ジルコニウム、ストロンチウム資源の探査・開発も活発である。これらは、主として阿尓泰山と昆侖山に分布している。また、東天山と西天山地域にも少量分布する。さらに上質な和田白玉、ひる石、白雲石、石綿(アスベスト)、耐火煉瓦用粘上資源などは中国最大の資源量を占める。19年度は、(1)タクラマカン沙漠およびその周辺域のエネルギー・鉱物資源と地質環境現地調査、(2)現地調査で採取した研究試料の鉱物化学的検討を試みた。(1)の現地調査は2007年8月6日21日かけて行われた。タクラマカン沙漠およびその周辺域を資源および環境調査、さらには風力発電設備の見学を試みた。タクラマカン沙漠北東端に位置する善善(シャンシャン)-合密(ハミ)は大規模の金属鉱物鉱床、石油天然ガス田、塩田、それに多数の風力発電設備が分布する。金属鉱物資源として、土屋(Tuwu)、延東(Yandong)、雅満蘇(Yamansu)、磁海(Cihaj)などを調査した。土屋-延東鉱床は一連の資源分布域とみなされる大規模な斑岩型銅鉱床である。沙漠に分布する鉱床で地表部はプロピライト変質帯を形成し、鉱床上部に輝銅鉱(CuS)、孔雀石(CuCO_3・H_2O)、酸化銅(CuO,Cu_2O)が分布し、鉱床下部には黄銅鉱(CuFeS_2)が分布する。岩塩鉱床として、雅満蘇鉱床および磁海鉱床はともに鉄鉱床で、石灰岩や堆積岩類を母岩としている。特に、石灰岩と接するところではスカルン鉱物が産し、その中の柘榴石中に磁鉄鉱が、輝石中に黄銅鉱-黄鉄鉱が分布する典型的なスカルン型鉱床の累帯分布構造を示す。夢布泊(Luobupo)は岩塩鉱床で、NAC1を主として産し、他にKC1、LiC1などが随伴する。また微量元素としてRb、Cs、それにMgが検出された。タクラマカン沙漠南端に位置する和田(ホータン)周辺も、玉石の産出で有名であるが、塔木鉱床など大規模なミシシッピィ型鉛亜鉛鉱床が存在する。タクラマカン沙漠西端域のカシュガル近傍には、鳥拉根鉛亜鉛鉱床や滴水洞銅鉱床が分布する。
一酸化炭素の工業的有効利用のための新反応プロセスの設計と開発

本研究では、一酸化炭素の有効利用のため全く新しい反応プロセスの創出を目的として、後周期へテロ元素を中心とする各種の典型元素を利用するカルボニル化反応の開発を行った。本研究では、下記の3課題について検討し、いずれの課題についても大きな進展が見られ、数多くの重要な知見が得られた。1.「セレンを用いるカルボニル化反応」については、常圧の一酸化炭素雰囲気下、セレンと種々のカルボニル化合物との反応を検討し、カルボニル基のα-炭素上にセレノカルボニル基を導入するための新反応を開発した。カルボニル化合物としては、種々のケトン、アルデヒド、アミド類を利用することができる。また、本反応経路についても詳しく検討した。2.「一酸化炭素とヘテロ原子の同時取り込み反応」については、アセチレン類とジフェニルジセレニドがパラジウム触媒存在下容易に反応し、1,2-ビス(フェニルセレノ)アルケンを与えることを見いだし、さらにこの知見を発展させることにより、この反応に一酸化炭素の取り込み過程を組み込むことに成功した。この反応を利用することにより、アセチレン類にフェニルセレノ基とフェニルセレノカルボニル基を位置選択的に導入することができる。さらに、フェニルセレノカルボニル基をホルミル基へ選択的に還元する新反応を開発し、これらの反応を組み合わせることにより、セレノホルミル化反応を完成した。3.「ラジカル的カルボニル化」については、種々の有機ハロゲン化物をラジカル開始剤共存下、一酸化炭素および有機スズ合物と反応させることにより、一酸化炭素がラジカル的に取り込まれ、アシルラジカルを活性種とするカルボニル化反応が効率良く進行することを明らかにした。本反応は、アルデヒドおよびケトン類の全く新しい合成手法として、工業化学的にも極めて有用であると考えられる。一酸化炭素は、増炭素試剤として極めて有用な工業原料であるとともに、その有効利用はエネルギ-・環境・資源問題と密接に関連し、現在の有機工業化学に於ける最重要課題の一つである。本研究では、一酸化炭素の効率的有効利用のための全く新しい方法論として、1.従来の遷移金属触媒に代わる、セレン触媒を用いるカルボニル化反応、2.一酸化炭素と硫黄、セレン、およびテルルの同時取り込みによる新規カルボニル化反応、3.ラジカル反応を利用する一酸化炭素の取り込み反応の3つの課題について検討を加え、下記に示す重要な成果を得た。まず、セレンを利用するカルボニル化反応については、ケトン、エステル等の比較的酸性度の高い水素を有する有機化合物に対するC-カルボニル化反応が温和な条件下進行することを見いだした。第2の課題に関しては、遷移金属触媒存在下、アセチレン類にジセレニド、セレノ-ルおよびチオ-ルが効率よく付加することを見い出した。また、一酸化炭素加圧下でジセレニドの付加反応を行うと、末端の炭素に効率よく一酸化炭素が挿入されることを明らかにするとともに、続けてトリブチルスタナンを用いて還元的脱セレノ化反応を行うことにより、セレノホルミル化反応が達成できることを明らかにした。第3の課題については、種々の有機ハロゲン化物のラジカル的カルボニル化反応が適当な水素供与剤存在下、効率よく進行することを明らかにするとともに、本ラジカル反応に種々のオレフィン類を組込ませることにより、3成分カップリング反応に成功した。次年度は、これらの反応の適用範囲の拡大と効率化を試み、実用化に向けての検討を行う予定である。本研究では、一酸化炭素の有効利用のための全く新しい方法論の開拓を目的として、従来の遷移金属触媒反応に代わる新しいカルボニル化反応プロセスの開発を行った。

本年度は、セレンを用いた一酸化炭素によるカルボニル化反応に重点を置き、セレン共存下、種々の有機化合物と一酸化炭素との反応を検討した。その結果、アルデヒド、ケトン、アミド類のカルボニル化反応が、温和な条件で進行し、一酸化炭素とセレンが同時に取り込まれたセレノカルボン酸誘導体が高収率で得られることが明らかとなった。この反応は、LDA(リチウムジイソプロピルアミド)により基質の活性水素を引き抜き、リチオ化した後、セレン共存下、常圧の一酸化炭素を反応させることにより進行し、生成するリチウムセレノカルボン酸塩をアルキルハライドで捕捉することにより、セレノエステルとして単離される。種々のN-モノ置換アミドからは、対応するN-カルボニル化生成物が良い収率で得られた。N,N-二置換アミド、ケトン、エステル類は、対応するエノラートが活性種となり、C-カルボニル化生成物が得られた。また、用いる基質および反応条件によっては、ケトンおよびアルデヒドからO-カルボニル化が進行し、アルキルハライドによる捕捉によりセレノ炭酸エステルが得られた。さらに、O-カルボニル化体からC-カルボニル化体への転移が進行することから、本反応は、O-カルボニル化とそれに続く転移によって進行する可能性が高いと考えられる。本年度は、上記反応系の他に、パラジウム触媒を利用するアセチレン類へのジセレニドの付加反応を検討し、本反応を一酸化炭素雰囲気下で行う事により、一酸化炭素とフェニルセレノ基が同時に取り込まれることを明らかにした。また、種々の有機ハロゲン化物のラジカルカルボニル化についても検討し、本反応が新しいカルボニル化手法として合成化学的に有用であることを明らかにした。
既存ヘルプ文書を言葉で記述された知識として再利用する知的な質問応答システムの開発

○知識獲得および質問応答のための技術開発知識源としてヘルプ文書だけではなく、それ以外の知識を獲得するために、Web上の知識を収集・保存し、自然言語文による質問に対して回答できるメカニズムを提案し、システムの実装を行った[河野、小林2005]。また、ユーザからの柔軟な質問文に対して、適切な回答を検索できるようにするため、ユーザのさまざまな質問文の表現を検索キーワードに結びつけるための換言辞書を提案した[松原、小林2005]。○アプリケーションとの連携ユーザの自然言語発話による要求に対して、アプリケーションソフトウェアを操作するプロトタイプシステムの構築を行った[KOBAYASHI et al.2005]。このプロトタイプシステムにおいては、対象とするアプリケーションソフトウェアはMS Outlookのみであったが、平成17、18年度には対象とするアプリケーションソフトウェアをMS Outlook, MS Word, MS Excelの3つのアプリケーションソフトウェアに拡張し、それぞれを競合しないように、同時に操作できるシステムとして開発を行った[大西、小林2006;Onishi et al.2006a;Onishi et al.2006b]。ユーザの言語指示に対して、操作対象となるアプリケーションソフトウェアの競合を避ける知識として、マニュアルから得られた知識を分析し[Iwashita et al.2006]、オントロジーを作り、それを利用してシステムは言語指示を適切に解釈し、稼動することに成功した。○エンドユーザへの柔軟な情報提示メカニズムの提案エンドユーザに対して、テーラーメイドなヘルプ情報を提供するメカニズムを開発するため、ユーザの着目する視点に応じて情報の詳細度を変化するメカニズムの提案および開発を行った[Watanabe et al.2006]。また、柔軟な回答文を生成するテキスト生成技術の開発を行った[Kobayashi et al.2005]。○被験者実験に基づくユーザモデル設定アプリケーションソフトウェアを操作する際のユーザの行動パターンを取得するための被験者実験を行い、実験結果に基づき、各ユーザに対して、適切なタイミング、かつ、適切な内容のヘルプ文書を操作の履歴に基づき提供するためのモデルを提案した[KOBAYASHI2005]。また、別の実験として、柔軟な情報提示メカニズムの性能を評価するために20代女性10人を対象にし、システムが出力した結果と人間が出力した結果の比較を行った。実験結果として、人間の出力とほぼ変わらぬ精度でシステムは情報提示を行えていることが判明した[Watanabe et al.2006]。○既存ヘルプ文書の分析既存のヘルプ文書の解析をおこなうために、圧縮されたhtmlファイル形式(chm)によって表示されているMS Wordのヘルプ文書をhtmlファイルに分析し、それぞれのhtmlファイルの本文を分析できるようにした。また、その文書を対象とし、インデックスを自動生成する検索システムを開発した。○ユーザからの質問文に対するヘルプ項目とのマッチングユーザからのさまざまな表現(たとえば比喩表現)による質問文でもヘルプの項目とマッチングができるように検索システムの入力文解析部において、比喩表現辞書を用意した。

これは、理化学研究所脳科学総合研究センターによって公開されている、初心者ユーザとインストラクタ間の対話コーパスデータを用い、初心者ユーザが専門用語などわからないときに比喩を使って他の表現でその専門用語を説明するデータを抽出し、それを整理することにより比喩表現辞書を作成した。○既存ヘルプ文書外部からのコーパス取得&実験コーパスの分析・ユーザモデルの設定既存ヘルプ文書外部からのコーパスとして、理研コーパスを入手した。理研コーパスを分析して比喩表現辞書を作成しただけではなく、コーパスからインストラクタが初心者ユーザにどのような情報伝達の仕方(テクストの作り方)によって、メッセージを与えているのかを、修辞構造理論を用いてインストラクタが作り出すテクストの修辞構造を分析することにより解明した。これにより、ヘルプを必要とするユーザの習熟度に対して、どういった情報の与え方(テクストの作り方)によってユーザに易しい情報を提示できるかの結論を得た。○知識獲得および質問応答のための技術開発(研究計画における「マッチング手法開発」および「外部知識コーパス取得」に相当)知識源として、ヘルプ文書だけではなく、それ以外の知識を獲得するために、Web上の知識を収集・保存し、自然言語文による質問に対して、回答できるメカニズムを提案し、システムの実装を行った[河野、小林2005]。また、ユーザからの柔軟な質問文に対して、適切な回答を検索できるようにするため、ユーザのさまざまな質問文の表現を検索キーワードに結びつけるための換言辞書を提案した[松原、小林2005]。○ユーザモデル設定アプリケーションソフトウェアを操作する際のユーザの行動パターンを取得するための被験者実験を行い、実験結果に基づき、各ユーザに対して、適切なタイミング、かつ、適切な内容のヘルプ文書を操作の履歴に基づき提供するためのモデルを提案した[KOBAYASHI2005]。実験内容は、被験者に不慣れなワードプロセッサを使用してもらい、見本と同じ文書を作成する課題を達成してもらうというものである。これにより、被験者の文書作成の行動パターンおよび文書作成時において、障害に遭遇したときの被験者の行動パターンを観測した。○アプリケーションとの連携ユーザの要求に対して、アプリケーションソフトウェアを操作するプロトタイプシステムの構築を行った。[KOBAYASHI and KIKUCHI2005]においては、対象とするアプリケーションソフトウェアをMS Outlookとし、Java言語で作られたシステムから、COMを操作するためのミドルウェアであるJComを利用し、開発したシステムからMS Outlookを操作するシステムの開発を行った。
閉塞性動脈硬化症保有者の運動耐容能と末梢循環指標との関連性についての検討

末梢循環障害である下肢閉塞性動脈硬化症保有者を対象に、運動(等尺性片側膝伸展運動)時における下肢血行動態を測定した。安静時に足関節上腕血圧比(ABI)を測定し、両下肢でABIが低い下肢を患側肢し、反対側の下肢を対照側肢とした。運動中の下肢血流増加量は、対照側肢と比べ患側肢においてより大きい傾向を示し、末梢循環障害が安静時のみならず運動中の骨格筋循環に与える影響が示唆された。閉塞性動脈硬化症(主に下肢動脈硬化)による血行障害は、側副血行路が発達したとしても、下肢運動時に伴う活動筋への血液供給を十分に代償するまでには至らない可能性がある。そこで、健常人と比較することで、一般的に低いとされる運動耐容能に与える影響を運動時下肢骨格筋の流入血管である大腿動脈血流との関連性から検討する。現在、6名前後の有疾患保有者を対象に間欠的な多段階負荷脚伸展運動中における下肢血行動態について検討中である。運動開始前の安静時に足関節上腕血圧比を測定し、運動は一足ごとに両側について行った。両下肢で足関節上腕血圧比が低いて肢を患側とし、反対側の下肢を対照側とした。運動強度は、相対的な強度とし多段階的漸増負荷とした。下肢運動の頻度は等尺性脚伸展運動にひき続き、筋収縮休止期を行うようにした。下肢血流の評価は、超音波ドプラー法にて大腿動脈部位において行った。血流速度は、等尺性膝伸展運動及び筋収縮休止期のそれぞれに得られた34拍動の波形を計測し、血流量評価に使用した。運動中の血流反応は、筋弛緩期である休止期血流量から筋収縮期のそれを差し引いた血流増加量を指標とした。数名による解析結果では、安静時において患側下肢のABI値は、健側に比べ低い値を示した。安静時下肢血流量は、患側が健測より低い傾向を示したが、運動中の下肢血流増加量は、患側において大きい傾向を示した。更に、健常者との比較や運動強度による影響に関して今後検討していく予定である。末梢循環障害をきたす閉塞性動脈硬化症は、歩行に伴う下肢筋肉痛による身体活動の制限が強いられる。階段昇降や小走りでさえも下腿筋のこわばりで一時的休息をとらざるをえない状況に陥り、結果的に体力低下や日常生活行為への影響が認められる。先行研究において、これら有病者への下肢トレーニングは明らかな連続的歩行距離の延長を促し、身体活動能の向上は下肢血行動態の変化が関与している事が示唆される。これらは血管内皮機能の改善、側副血行路の発達あるいは筋代謝の改善が考えられるが、未だ不明な点が多い。数週間のトレーニングによる「歩行距離の延長」は定期的な運動の(慢性的)効果と考えられるが、急性運動時における循環調節・血行動態の検討はほとんどなく、運動における活動筋循環動態を把握することは有病者へのQOL向上への糸口として重要であると考えられる。そこで、末梢循環障害をきたす閉塞性動脈硬化症保有者(Fontaine II度)を対象に、両下肢それぞれにおいて多段階負荷等尺性片側膝伸展運動中の下肢血行動態を検討した。足関節-上腕血圧比が0.9以下の下肢を疾病下肢、対側下肢を対照肢とした。運動時下肢血流は大腿動脈とし、超音波機器にて血流量を計測した。安静時において、疾病下肢血流量は対照下肢と比較して少ない傾向を示した。しかしながら、運動強度に対する下肢血流増加は、対照下肢側に比べ疾病下肢側において大きい傾向が認められた。疾病下では安静時のみならず運動中の骨格筋循環に与える影響が示唆され、本研究では実際の運動中の血行動態を評価することで、血行障害が酸素運搬にどのように反応しているかを示す基礎的データと考えられる。疾病下肢では安静時における血流量は大腿動脈においては低値を示すものの、罹患期間や他の要因により側副血行路により代償されている場合も考えられ、疾病下における運動と循環調節の解明が重要と思われる。