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生体・表現情報に基づく青年期発達指数の定量化及び区分化

本研究では青年時に見られる軽度発達障害の検出に関する生体情報取得を目的としている.特定の専門分野に特異な才能を示す発達障害及び境界例の青年の潜在能力を開花させることは,本人の生活の質を向上させるだけでなく,我が国の学術・産業を活性化させる上でも必要不可欠である.しかし,現状では発達障害及び境界例患者への支援体制が充実しているとは言い難く,彼らが社会適応に困難を感じ,うつ病などの二次障害を発生してしまうケースも多い.このように問題が深刻化する一因は,専門医の数が少なく,適切な診断や治療を受けられない点にあると考える.この問題を解決するには専門医の手を借りることなく,青年期の発達障害に特徴的な兆候を客観的に検出可能な診断支援システムの開発が有効である.そのため,本年度はこれら対象者に顕著な集中力の高さを検出するための手法開発に取り組んだ.集中力は脳への血流集中や脳波信号の活性化などから推し量ることができるが,これら直接的な測定は大掛かりな医療装置や装着型機器を必要とするため,日常生活を送る中での適用は難しい.そこで我々は視線,心拍などの簡易的で非接触な計測が可能な生体信号計測に着目して,検証を行った.一方,集中は本人の取り組み方や個人によって大きく異なることが予想されるため,集中具合そのものを定量化するのではなく,集中具合を妨害の強さとして捉え,相対的な比較により集中具合を推し量る手法を検討した.2018年度は集中力を評価するシステムの構築に注力して研究を行った.概要に述べたように,簡易で非接触な計測が可能な視線検出と心拍変動評価を組み合わす計測システムを構築した.視線検出においては脳における前頭葉領域を使う逆ストループ効果を用いる視線移動方向の選択課題を検討した.逆ストループ効果を用いた課題とは,着色された色名を示す文字が表示されたときに,文字の色に影響されずに文字が示す色名を選択するもので,文字の色に惑わされずに文字の意味を判断しなければならない高度認識過程を必要とする.今回,事前検証として課題実施中の脳波を計測した結果,正確且つ迅速にこなすためには集中力が求められることが明らかとなった.よって,逆ストループ効果を用いることにより,指示された色名と一致する色票を視線移動で選択する集中課題を構築した.更に,この集中課題を実施中に,他の感覚的な妨害を付加することにより,その耐力で集中具合を推し量る手法を検討した.妨害としては視覚,聴覚,触覚などを検討したが,定量的且つ集中課題を妨げにくい妨害として,電気的な刺激を体の一部に付加する方法を採用した.ここで,刺激に対する感度の個人差は,事前に感度検証を行うことで,ほぼ同一の妨害効果を与えることができる.実際に色名選択の集中課題を実施中に妨害としての電気刺激を与えると,被験者10名全てで視線移動の反応が遅れることを確認した.2019度は2018年度に構築した集中具合評価システムを用い,複数の被験者での検証を実施する.被験者には同時に発達障害に関するアンケートに応じてもらい,集中時の妨害耐力とアンケート評価結果を統計的に解析する.ただし,本研究が目的としている軽度の発達障害はアンケートや専門家の判断だけでは困難な場合が想定されるため,その他の心理的な評価手段も検討していく必要がある.例えば,軽度発達障害の青年は計算課題や形状判別など,特定の知的処理に強い傾向があるため,IQやSPI試験の併用なども検討を行っていく.更には,視線移動だけでなく,心拍変動による自律神経系の乱れや,実施中の表情検出など,課題実施中の微妙な変化を見逃さないための追加的な生体計測についても検討を進める.本研究では青年時に見られる軽度発達障害の検出に関する生体情報取得を目的としている.特定の専門分野に特異な才能を示す発達障害及び境界例の青年の潜在能力を開花させることは,本人の生活の質を向上させるだけでなく,我が国の学術・産業を活性化させる上でも必要不可欠である.しかし,現状では発達障害及び境界例患者への支援体制が充実しているとは言い難く,彼らが社会適応に困難を感じ,うつ病などの二次障害を発生してしまうケースも多い.このように問題が深刻化する一因は,専門医の数が少なく,適切な診断や治療を受けられない点にあると考える.この問題を解決するには専門医の手を借りることなく,青年期の発達障害に特徴的な兆候を客観的に検出可能な診断支援システムの開発が有効である.そのため,本年度はこれら対象者に顕著な集中力の高さを検出するための手法開発に取り組んだ.集中力は脳への血流集中や脳波信号の活性化などから推し量ることができるが,これら直接的な測定は大掛かりな医療装置や装着型機器を必要とするため,日常生活を送る中での適用は難しい.そこで我々は視線,心拍などの簡易的で非接触な計測が可能な生体信号計測に着目して,検証を行った.一方,集中は本人の取り組み方や個人によって大きく異なることが予想されるため,集中具合そのものを定量化するのではなく,集中具合を妨害の強さとして捉え,相対的な比較により集中具合を推し量る手法を検討した.2018年度は集中力を評価するシステムの構築に注力して研究を行った.概要に述べたように,簡易で非接触な計測が可能な視線検出と心拍変動評価を組み合わす計測システムを構築した.視線検出においては脳における前頭葉領域を使う逆ストループ効果を用いる視線移動方向の選択課題を検討した.逆

ストループ効果を用いた課題とは,着色された色名を示す文字が表示されたときに,文字の色に影響されずに文字が示す色名を選択するもので,文字の色に惑わされずに文字の意味を判断しなければならない高度認識過程を必要とする.今回,事前検証として課題実施中の脳波を計測した結果,正確且つ迅速にこなすためには集中力が求められることが明らかとなった.よって,逆ストループ効果を用いることにより,指示された色名と一致する色票を視線移動で選択する集中課題を構築した.更に,この集中課題を実施中に,他の感覚的な妨害を付加することにより,その耐力で集中具合を推し量る手法を検討した.妨害としては視覚,聴覚,触覚などを検討したが,定量的且つ集中課題を妨げにくい妨害として,電気的な刺激を体の一部に付加する方法を採用した.ここで,刺激に対する感度の個人差は,事前に感度検証を行うことで,ほぼ同一の妨害効果を与えることができる.実際に色名選択の集中課題を実施中に妨害としての電気刺激を与えると,被験者10名全てで視線移動の反応が遅れることを確認した.2019度は2018年度に構築した集中具合評価システムを用い,複数の被験者での検証を実施する.被験者には同時に発達障害に関するアンケートに応じてもらい,集中時の妨害耐力とアンケート評価結果を統計的に解析する.ただし,本研究が目的としている軽度の発達障害はアンケートや専門家の判断だけでは困難な場合が想定されるため,その他の心理的な評価手段も検討していく必要がある.例えば,軽度発達障害の青年は計算課題や形状判別など,特定の知的処理に強い傾向があるため,IQやSPI試験の併用なども検討を行っていく.更には,視線移動だけでなく,心拍変動による自律神経系の乱れや,実施中の表情検出など,課題実施中の微妙な変化を見逃さないための追加的な生体計測についても検討を進める.R1年度前半で表情か視線のいずれがストレスとの関連性があるかを見極め,後期に光速度カメラ又は高速度試験検出装置を購入することとする.
意識下学習を活用したロボティック・リハビリテーション手法の開発と検証

外骨格ロボットの特長である「キネマティクス/ダイナミクスの精密制御性」と、ロボットによる基礎的運動学習研究の成果である「無意識的な運動学習」を活かした、リーチング動作に関する新しいリハビリテーション手法の概念実証研究をおこなった。具体的には、上肢到達運動訓練時に自動的に運動負荷や介助を与えるロボティック・リハビリテーション法を開発し、被験者に気づかれることなく発揮張力や使用手選択に関わる意思決定プロセスについて、無意識的な運動学習を進めることが可能であることを示した。また、パイロット解析の結果から、その際に関わる脳領域を検出することが可能であることを示した。実施計画に基づき、今年度の前半は、反復リーチング運動に対して、平行あるいは反平行な力場をロボットに生成させるプログラムを作成した。まず、上肢運動制御ロボットKINARM(b.kin製)を学内予算によって購入し、リアルタイム制御に実績のあるソフトウェアSimulink、StateFlow、ならびにRealTime Workshopを用いて一連のタスクを組み込んだ。被験者に与えられる力場は、被験者に気づかれないように、僅かずつ増加させるもの(Scott et al.,Nature 2011)と、そのコントロール課題として、平均力場は同じものの、試行間分散があるランダム力場を設定した。以上の二条件に基づいてターゲットへの到達運動を繰り返しおこなわせ、被験者が気づかぬまま、内部モデルの誤りが修正されるかどうか、健常成人による実験的検証をおこなった。当初計画では健常成人10名程度としていたが、統計学的検出力を再検討した結果、全18名での実験実施となった。実験では、無意識下での学習幅が最大になるパラメータ(力場変化率、運動反復回数)を同定するために、さまざまな条件検討を実施した。最終的には、水平面のリーチング運動に関して、前方8cmの地点にターゲットを表示し、左右方向には最大5cm幅で座標変動するものが適切であることがわかった。今年度は、脳卒中片麻痺患者での上肢到達運動課題実験を開始した。予備的検討では、実験中に痙性麻痺が一過性に増加するなどの問題が生じたため、被験者取り込み基準を見直して軽度運動障害患者を中心とした実験設定に変更した。また、肩関節挙上角を10度に保持することで安定的に実験の遂行が可能であったことから、ロボットの生体軸に対するアライメント基準も改訂した。実験条件の改訂後には、臨床研究を定期的に進め、現在までに10例の症例データを集積した。今年度の研究実績として挙げられるのは、到達運動方向に対して慣性軸まわりの施行間分散(precision)が体系だって低いことを見出した点である。現在までの概算値では、健常者の1.5倍程度に増加していた。本研究では、ロボットによる微弱力場を与えて、被験者の意識下で脳内の運動制御内部モデルを更新していく計画であるが、今回得られたPrecision値を基準として、その半分程度の変動を与える力場強度であれば、被験者に気づかれない課題を設定可能であることが示唆された。来年度は、この策定基準に基づいた力場環境による実験を遂行する計画である。また、脳機能イメージング装置内で上肢到達運動を可能とする非磁性装置の設計を完了し、試作をおこなった。装置の可動軸に対して2つのポテンショメータを設置することで、被験者の二次元エンドポイント座標を実時間で推定することを可能とした。今年度終盤には、この装置を用いて「無意識な運動学習」が進捗する過程をfMRI撮像する実験を開始した。昨年度に掲載された実験課題(Habagishi et al., Frontiers in Human Neuroscience, 8:92, 2014)に準拠してデータ取得を進める予定である。最終年度である平成28年度で実施した各種実験からは、以下の知見を見出すことができた。すなわち、平均的な力場負荷としては同強度であるにも関わらず、力場負荷がランダムに変化する系では、被験者の誤差予測が正確におこなわれないことからprediction errorが大きく、経時的に不使用状態が漸増することが明らかになった。一方、増加分が一定の漸増負荷下では、被験者がそれに知覚することなく発揮力が増加していくことが明らかになった。こうした傾向は、被験者には意識されないほど小さい誤差量であっても同様であり、意識に上らない誤差特性を機械的に検出して内部モデルを変更していた。またMRIによる検討では、報酬系に関わる基底核の一部が、こうした無意識下での意思決定規範の変更に関与している可能性が示された。以上のように本研究では3年間の研究期間を通じて、リーチング動作訓練に応じて自動的に運動負荷・介助を与えるロボティック・リハビリテーション法を開発し、被験者に気づかれること無く、無意識的な運動学習を進めることが可能であることを示した。また、その際に関わる運動学習の座を神経科学的に検出することに成功した。今後、被験者数を増加させ、基底核に関心領域を設定した上で、効果量の確定をおこなうほか、MRIの活動量と行動変化の間を数理モデリングするなど、神経科学とリハビリテーション医学をつなぐための更なる応用展開が期待された。

また、パイロット解析の結果から、その際に関わる脳領域を検出することが可能であることを示した。前年度に想定以上の進捗があった健常者実験をベースに各種条件検討を終えることができたため、脳卒中片麻痺患者の実験計画は速やかに構築することができた。これにより、現在までのところ順調に症例集積が進んでいる。来年度に向けた学習課題の設定に関しても、今年度の結果を踏まえて実験条件を確定することができたため、実験計画は全体的に順調に進展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。リハビリテーション医学、神経科学、生体医工学脳機能イメージング装置内で上肢到達運動を可能とする非磁性装置は、運用を開始しているところであるが、一部、構造上の脆弱性が認められることから、実験スケジュールに余裕がある場合は、現在修得中の3Dプリンタを用いてジグを製造し、改善を図る予定である。これにより、実験前のセットアップにかかる時間を1/3程度圧縮し、実験環境の安定的な運用が可能になると見込まれる。本研究は、臨床的な視点と基礎科学の視点を融合するところに価値があることから、週一回のペースで実施している医師、療法士との研究会議を引き続き実施し、そのなかで臨床的視点を汲み取りながら実験条件や結果の解釈を着実に進めていく予定である。健常成人での条件検討は想定以上に進捗があり、その時点で査読付き国際会議論文として掲載に至ったことは意義があったと評価している。一方、年度内には脳卒中片麻痺患者での実験に移る必要があったが、ロボット上では肩関節周りの痙性麻痺が増悪するケースが散見され、現在その対応策を進めている。具体的には被験者取り込み基準の修正、肩関節挙上角の低減などである。ロボットが測定できる関節トルクに加え、表面筋電図(両側上肢の近位遠位の伸筋群・屈筋群、および体幹筋)を計測するシステムは既に構築済みであるため、研究全体としてはおおむね順調に伸展していると自己評価できる。年度内には脳卒中片麻痺患者での実験に移る必要があったが、ロボット上では肩関節周りの痙性麻痺が増悪するケースが散見され、現在その対応策を進めている。医師との研究会議を週1回、定期的に開催しており、そのなかで臨床的視点を汲み取りながら、実験条件の修正を進める方針である。平成26年度は、最も効率よく「無意識的な運動学習」が進むための、ロボット側の負荷/介助量の変更幅、および反復回数を探索的に同定する計画であるが、平成25年度に実施した健常成人での検討が想定以上に伸展しているため、そのノウハウを演繹しながら、脳卒中片麻痺患者での条件決定を進める予定である。したがって、前述の肩関節まわりの痙性麻痺の問題が解決されれば、その後は速やかに進展するものと見込まれる。また、今後は脳機能イメージング装置内でリーチング動作を可能とする非磁性装置の設計を開始する予定である。
保育所保育士による保育ソーシャルワークの可能性と養成教育のあり方に関する研究

平成30年度は本研究の最終年度であり、スウェーデン(以下、瑞典)およびオーストラリア(以下、豪州)の就学前教育・保育視察で得た知見のさらなる分析を行った。同時に、これまでの研究を踏まえながら、保育ソーシャルワーク(以下、保育SW)に関わる理論・知識・技術基盤、実務基盤(担い手)、実践的展開に向けた課題等について検討した。日本の保育現場における保育者の基本的な業務も、瑞典・豪州と同様「子どもの保育・教育」である。しかし瑞典のように「ソーシャルワーク(以下、SW)に関わる業務はソーシャルワーカー(以下、SWr)にほぼ全面的に委ねる」形式をとるのは、現在の日本の保育・福祉・教育制度、保育士や社会福祉士の養成課程、国民性等から考慮すると困難と考える。昨今の保育所等を利用する家庭の現状等を鑑みると、SWに関わる業務の一端を担うことも必要となっているが、保育者の専門性、業務の負担過重等の観点から考えると、保育者が全面的に担うことは難しい。また、保育者個々の意識・専門的力量等によっても担える範囲・程度が異なる。そこで保育者は、日々の保育と関連させたSW視点の共有を図った上での支援、すなわち、SWに関わる業務の一端を担う(最初の窓口的・つなぎ的な役割)という方法が考えられる。本来は、社会福祉士等のSWrがSWを中心的に担い、保育者はサポート的な役割を担う形が理想的といえよう。ただし、現在の保育・福祉・教育の制度、保育士・社会福祉士の養成課程等から考えると実現困難な部分が多い。ひとまずは保育者が担わざるを得ないのが現状である。そのような点は理解しつつ、今後は「保育者が子ども・保護者に最も近い専門職」という特性や、その専門性の向上、業務の負担軽減等の観点から、「必要に応じて可能な範囲で」「よりよい方法を見つけるために」等という部分も意識してSWを援用した支援の実施が必要と考える。平成27年度は,保育ソーシャルワークに関わる理論・知識・技術基盤,実務基盤(担い手)等,研究の基盤となる部分や,その他,保育現場での実践的展開に向けた課題について,これまで申請者らが行ってきた研究成果を基に,新たに文献研究等も行いながら再検討した。理論・知識・技術基盤をどこに置くかは,1保育に置く,2社会福祉(ソーシャルワーク)に置く,3独立したものとするという形に分けて考え,それぞれの実現に向けての課題を整理した。実務基盤(担い手)については,保育士,社会福祉士(ソーシャルワーカー),社会福祉士資格をもった保育士(児童家庭福祉を専門とする社会福祉士)等,論者によって見解が異なるところである。法律・制度においても明確になっておらず,『保育所保育指針解説書』から,保育士が幅広くソーシャルワーカーとしての役割を担う必要性が読み取れるが,実践における具体的な機能・役割等は明記されていない。そして,社会福祉士が保育ソーシャルワークを中心的に担うとした場合も、その養成教育のあり方等に検討の余地のあることが明確になった。。また,保育士養成課程におけるソーシャルワーク教育に関わる部分も,保育現場での実践的展開に向けた課題の一つであり,論文・文献を基に整理した。その結果,現在の保育士養成課程において,保育ソーシャルワークに関わる教育不足や教授内容のばらつきが見られること,保育士がソーシャルワークに対して感じる戸惑いは,学生の保育士に対する職業イメージの大半部分がケアワークで占められている上,養成課程における内容的・時間的限界があり,入学から現場に出るまでほとんどそのイメージが変わらないこと等が明らかになった。以上のように,今後予定している保育現場への調査等につながるよう,さらには保育ソーシャルワークに関わる教育カリキュラムと教育方法の開発に向けた基礎的研究を行った。近年,保育ソーシャルワークに関する議論が活発化し,保育現場における必要性・活用方法が注目されている。ただし,保育ソーシャルワークに関わる理論・知識・技術基盤,実務基盤(担い手)等についてはさまざまな議論があり,定まったものがない。また,保育士養成課程において,「相談援助」等のソーシャルワーク系科目はあるものの,その教育方法等に関しても課題があり,保育現場での実践的展開に向けては,まだまだ検討の余地が多いといえる。このあたりについて,文献研究,学会での発表・講演会等から得た知見の分析に時間を要している。早急に,保育現場の職員へのインタビュー調査を行う等の方法で研究を進めていきたい。また,海外の保育専門職の業務範囲等の視察も行いたいと考えているが,どこの国に行くことが本研究をより有効に進めることができるのか,さまざまな角度から再検討し,時間を要した。検討の結果,スウェーデンを予定しているが,具体的な視察の内容,費用面等において業者との連絡・調整等が必要となっており,こちらも早急に確定させたいと考えている。前年度に引き続き、保育ソーシャルワーク(以下、保育SW)に関わる理論・知識・技術基盤、実務基盤(担い手)等、研究の基盤となる部分や、実践的展開に向けた課題等について整理・検討した。その一環として、「保育・福祉の質が高い国」と周知のスウェーデン(以下、瑞典)就学前教育視察を行った。大学では瑞典の保育制度や保育者養成を専門に研究している教員から、保育を取り巻く現状・課題、保育制度の歴史・現状、保育者養成システム等についてレクチャーを受けた。コミューン(社会福祉部)では、職員(ソーシャルワーカー、以下SWr)から、コミューンの職務権限・職務範囲と内容、SWrの役割等について説明を受けた。また、公開就学前学校と就学前学校の保育者に対して、保育現場での保育者の対応事例、業務範囲・内容・役割等について聞き取り調査を行った。

視察の結果、瑞典では保育者とSWrの専門性、養成課程、業務範囲・内容・役割が明確に分化していることが把握・理解できた。就学前学校等の保育事業は「子どもの教育・保育のためにある」という制度上の位置づけが、保育者の業務の負担軽減、専門性、合理性等の観点から見ても妥当であると考えられている。また、日本の保育所においても保育SWへの意識、対応事例等について聞き取り調査(予備調査)を行ったところ、業務過重の中で保育士が担わざる得ない状況になっている点等が把握できた。このような点を踏まえ、日本の保育所保育士の業務内容・量、それに係る時間的・身体的負担、専門性等から考慮すると、一案として、SWの専門職・社会福祉士を中心的な担い手として保育所に配置する方法が考えられる。ただし、保育士もSWに関する視点の共有は重要であり、適切な仕組みづくり等、詳細な点は今後の検討課題である。以上のように、前年度の研究と海外視察等から得た知見を基に、今後の保育SWのあり方について検討を行った。保育ソーシャルワークに関わる理論・知識・技術基盤、実務基盤(担い手)等については、依然としてさまざまな議論があり、定まったものがない。また、実践的展開に向けての課題も多く、現場の保育者が「保育ソーシャルワーク」という用語自体を認識していないケースも多々見受けられる。このような状況下での研究ということで、これまでの文献研究、学会発表、瑞典就学前教育視察等から得た知見の分析等に時間を要している。また、瑞典就学前教育視察を終えて再検討した結果、本研究をより有効に進めるためには、さらに他国の就学前教育(保育)視察・聞き取り調査も行う必要があるのではないかとの結論に至った。その調整(業者との視察内容や費用面等を含めた連絡・調整等)に時間を要している。早急に進めていきたい。平成29年度は、これまでに引き続き、保育ソーシャルワーク(以下、保育SW)に関わる理論・知識・技術基盤、実務基盤(担い手)等といった基盤となる部分や、実践的展開に向けた課題等について整理・検討した。その一環として、国全体で就学前教育改革・保育の質改善に取り組んでいるとされるオーストラリア(以下、豪州)にて視察を行った。まず、A市のB大学(保育者養成課程)にて保育者養成を専門とする教員から豪州の就学前教育・保育制度、保育者養成システム等について、また、C州政府職員から豪州行政機関(主に児童家庭福祉担当部署)の業務内容等について、各々レクチャー(意見交換を含む)を受けた。さらに、A市内にある保育園(Long Day Care)および幼稚園(Kindergarten、Preschool)計5か所を訪問し、保育者の業務内容・範囲・役割、対応事例等に関して園長・保育者を中心に聞き取り調査を行った。視察の結果、豪州では保育者とSWrの専門性、養成課程、業務範囲・内容・役割が分化していることが把握・理解できた。ただし、状況によっては保育者も保護者支援等SWに関わる業務を可能な範囲で行い、一切関わらないというスタンスではない。これは、SWと保育の捉え方、就学前教育・保育の質改善には保護者への支援も必要との考え等が関係していると思われる。
視覚障害生徒の歩行を支援するICT機器の活用における研究

1.研究目的本研究では、視覚障害生徒の歩行支援機器として、音声触覚タブレットを活用し、触図に実地の音や音声による説明を加えたICT歩行図が、歩行指導の際に有効かどうかを明らかにし、その指導法を提示することを目的とする。2.研究方法音声触覚タブレットの機能や特性について調査した。建物内、駅構内、経路等のICT歩行図を作成し、従来の言葉による説明や触地図のみの提示と比べ、メンタルマップのイメージがより現実空間に近いものになったかどうかを検証した。3.成果音声触覚タブレットは、触図上の点、線、面の3種類に応じて音声を埋め込める機能を備えていた。また、複数レイヤーを活用することによって、付加的な情報を各イベントに加えたり、触圧の加減を調整したりすることができた。言葉による説明や触地図提示の仮想空間と比べると、ICT歩行図は実地の音を埋め込むことにより、指先からの情報に加え、その音の手がかり(階段、音響信号機、自動改札など)から、経路や全体像を確実に記憶したり、あるいは学習したものを容易に思い出させることができた。これは、能動的に自分の指を動かし、必要に応じて、イベントのある場所を押すことによって、実地音や音声による解説が聞けるという自己学習的な方法を可能にしたことが関係していると考えられる。しかし、現実空間へつなげる位置づけとしては、指先を動かす連続的な移動から音声情報が継時的に発信される機能が開発されることが望ましい。指導法としては、音声の誤反応を避ける上で、はじめに歩行図だけを触って全体像を確認し、次にタブレットにセットすること、また、音声情報は、分岐点や経路途中の確認などランドマークとして必要な手がかりとなり得るものを精選して利用することが有効であった。
ペーストタイプ陶材の実用化に関する研究

平成11年度はペースト化の基礎研究を行い、2000年4月にワシントンD.C.の78^<th> General Session & Exhibition of the IADRにおいて発表した。ここでは新開発のペースト陶材がISO6872:1995で規定された基準を満たしていることを報告したが、曲げ強さの平均値は109.3±8.5MPaでコントロールの従来型粉末陶材(G-Cera ORBIT)の88.6±7.7MPaよりも有意に高い値を示した。また、4%酢酸溶液16時間浸漬後の溶解度試験では21.8μg/cm^2を示し100μg/cm^2以下という基準を満たしていた。平成12年度は,新開発のペースト陶材で種々の補綴物を作製し、その結果をふまえて随時陶材の改良を行った。補綴物作製のため新たに研究協力者として本学歯科技工士学校講師・土平和秀氏を迎え協力を得た。最終年度である平成13年度は本陶材の焼付強さをISO/FDIS 9693:1999,Metal Ceramic Dental Restorative Systemsに準拠した3点曲げ試験により調べた。結果は使用金属によりやや異なったが、54.3±3.8MPa(MC70)、43.7±5.1MPa(D.U.)であり、従来型の粉末陶材と同等かわずかに上回る値を示した。以上の結果は、サンディエゴの80^<th> General Sessicm & Exhibition of the IADR(March6-9)において発表する。(現在の問題点と製品化への課題)1.単冠作製には大きな問題点はないが、3ユニット以上のブリッジの場合には陶材の使用量に比例して収縮量も多くなり、陶材の剥離や亀裂が生じやすい。2.既存のポーセレンファーネスの保護や環境への配慮から、換気機能がついたプレ・ファーネス炉(約300°C付近まで昇温が可能)を作製・使用する必要がある。研究期間の2年目である今年度は,まず年度はじめの4月にワシントンD.C.で開催された第78回IADR総会において,「Fundamental properties of an experimental porcelain for metal-ceramics」の題名でポスター発表を行った.この中では,プロトタイプのペースト陶材の機械的性質と溶解度試験の結果を発表した.ISO6872:1995Dental ceramicに準拠して行ったこの試験では,棒状試験片の曲げ強さは109.3Mpa,また,円盤状試験片で行った4%酢酸溶液浸漬試験では16時間後の重量減少は21.7μg/cm^2であり,いずれも基準値を満たしていた.さらに色調に関しても調べた結果,従来型の陶材よりも色調再現性に優れることが明らかとなった.ペースト陶材には微量ながら有機系のバインダーが含まれるため,プレ・ファーネス炉として約300°C付近まで温度上昇可能な電気炉を試作し,この中で約15分程度乾燥と有機系バインダーの焼却をはかったところ,良好な結果が得られた.以上のような基礎的な実験結果を踏まえ,今年度は実際の技工物(金属焼付ポーセレンクラウンおよびブリッジ)の作製実験を歯科技工士の協力を得て開始した.

この実験を行う過程で,技工士側からコアー法の提案があり,これを試行したところ非常に良好な結果が得られ,なおかつ時間も大幅に短縮できたことから通常の築盛法の他,このコアー法(インデックス法)を今後検討していく事にした.以上のような研究結果を踏まえ,次年度は最終年度であることも考慮して臨床実験を開始する予定である.特に単冠はもとより,ブリッジについても被験者の口腔内に仮着して,経時的な変化や色調に検討を加えていく所存である.(現在の問題点と製品化への課題)1.単冠作製には大きな問題点は見あたらないが、3ユニツト以上のブリッジの場合には陶材の量が多くなるため収縮量が多くなり、メタルフレームからの陶材の剥離や亀裂が生じやすい。2.製品化する場合には、既存のポーセレンファーネスの保護や環境への配慮から換気機能がついた焼成前乾燥炉(約300°C付近まで昇温が可能)を作製し、同時に販売する必要がある。3.長期保存に際して品質が変化しないような容器の開発が急務である。4.今のところは最も基本的な色調であるA3の陶材しか開発していないが、ビタシェード全ての色調を網羅するペースト陶材を作製する必要がある。5.薬事申請6.臨床実地試験の実施の必要性。以上のように、未解決の問題はいくつか残されてはいるがペースト陶材実用化のめどは立っており、今後も研究を継続し製品化を目指す予定である。
遺伝子増幅法を用いた高力価ウイルスベクター産生糸の開発

遺伝子治療を行うためには、安全で高率の高い遺伝子導入ベクターの開発が不可欠である。現在遺伝子治療の臨床実験に使われているマウスのレトロウイルスベクターの力価は10^4-10^6 cfu/mlであるが、実際に遺伝子治療を効果的に行うためには10^9 cfu/ml以上の力価が必要といわれている。レトロウイルスは物理的不安定で遠心や濾過で活性のあるウイルス粒子を濃縮する事が不可能であるため、高力価の組換えウイルス産生系の確立は必須である。そのため、本年度はヒト葉酸脱水素酵素(DHFR)遺伝子を用いた遺伝子増幅による高力価組換えウイルス産生糸の確立を試みた。すなわち、これまでのDHFR遺伝子を用いた遺伝子増幅に関する我々の研究成果に基づき、CHO細胞にパッケージングプラスミドをDHFR遺伝子と共に導入し、遺伝子増幅を行い、大量の中空ウイルス粒子を作る細胞株の樹立し、それを用いて組換えレトロウイルスベクターの産生することを試みた。具体的には、CHO細胞にパッケージングプラスミドとDHFR遺伝子を共に導入し、メソトレキセートを用いて遺伝子増幅を行った後、その細胞株にネオマイシン耐性遺伝子を持つベクタープラスミドを導入した。組換えウイルスを含むと思われる培養上清を用いて標的細胞に遺伝子導入を試みたが、ネオマイシン耐性遺伝子は全く導入されなかった。種々の解析の結果ではパッケージングの段階がうまくいっていない可能性が高かった。今後さらにCHO細胞によるシステムの問題点の解析を進めると共に、COS細胞など他の細胞を用いた遺伝子増幅系による高力価ウイルスベクター産生系の開発も試みる予定である。
母乳の感染防御機能に関する研究-咽頭粘液分泌型IgA濃度の栄養法別比較-

母乳栄養児は、消化器官だけではなく呼吸器感染症の罹患率も、人工栄養児より少ないことがこれまでの疫学調査により明らかにされている。私達は母乳の分泌型IgAが、咽頭の局所免疫にも関与していると考え、咽頭拭い液中の分泌型IgAの定量を試みた。平成11年度は、93人の乳児を対象として咽頭スワブのIgAを測定し、IgA濃度が1-2か月では母乳栄養児で高いことを報告した。平成12年度は、IgA濃度の指標としてIgA/protein比を採用して栄養法別に比較した。1-2か月児の母乳(18人)、混合(15人)、人口栄養児(8人)のIgA/Protein比の平均値と標準誤差は0.055±0.010、0.065±0.017、0.045±0.010であり、3栄養群間に有意の差はみられなかった。3か月以降の乳児でも栄養法別に一定の傾向はみられなかった。このように、IgA/protein比は栄養法別に差がみられなかったことより、咽頭粘液中のIgAは栄養法による量的差がみられないものと考えられる。本研究の成果の一部は第47回日本小児保健学会(高知県)において発表した。今年度は16か月の健康な乳児93人の咽頭スワブ分泌型IgAの濃度を測定し、栄養法別に比較した。分泌型IgA濃度の測定はEIAs-IgA測定キット(MBL)を用い、蛋白質の測定は、Bio-Rad Protein Assayキットを用いて測定した。分泌型IgA濃度(μg/dl)の平均は、母乳栄養1か月児2.88、2か月児2.69、36か月児1.35、混合栄養1か月児2.40,2か月児2.34、36か月児1.20、人工栄養1か月児1.78、2か月児2.24、36か月児2.34であった。蛋白質1mgに占める分泌型IgA濃度(μg/mg)の平均は、母乳栄養1か月児0.71、2か月児0.81、36か月児0.43、混合栄養1か月児0.59、2か月児0.50、36か月児0.27、人工栄養1か月児0.38、2か月児0.58、36か月児0.55であった。検体1mgに占める分泌型IgA量(μg/mg)の平均は、母乳栄養1か月児0.25、2か月児0.21、36か月児0.06、混合栄養1か月児0.21、2か月児0.15、36か月児0.07、人工栄養1か月児0.12、2か月児0.18、36か月児0.27であった。乳児の咽頭における分泌型IgA濃度は、1か月児と2か月児では母乳栄養児が高く、次いで混合栄養児、人工栄養児の順で低くなっていた。また、母乳栄養児と混合栄養児では、月齢が高くなるにつれて咽頭における分泌型IgA濃度は低下していた。一方、人工栄養児では月齢が高くなるに従って、分泌型IgA濃度は増加していた。1-2か月児の母乳(18人)、混合(15人)、人口栄養児(8人)のIgA/protein比の平均値と標準誤差は0.055±0.010、0.065±0.017、0.045±0.010であり、3栄養群間に有意の差はみられなかった。

このように、IgA/protein比は栄養法別に差がみられなかったことより、咽頭粘液中のIgAは栄養法による量的差がみられないものと考えられる。本研究の成果の一部は第47回日本小児保健学会(高知県)において発表した。
変異マウスの作出、供給と胚バンクの設立

変異マウス作成の生命科学研究全般における有用性に鑑み、本研究では近い将来共同利用施設に受け継がれることを期待して、変異マウス作成のための応用技術、周辺技術の開発と、変異マウス作成の実用化を行ってきた。幸い平成12年度からは熊本大学において動物資源開発センターが稼働するので、これ迄の成果は同センターに継承出来る。1.技術開発a)受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックマウスの作製において、導入遺伝子の発現効率を高めるためインスレーター配列の効果について検討した。b)組織特異的なノックアウトマウスを作成するため、種々の特異的に発現する遺伝子のプロモーターの下でCreを発現する、様々なトランスジェニックマウスの作成を進めた。c)バックベクターを用いる巨大ゲノムDNAの受精卵への注入による、トランス.ジェニックマウスの作製効率を検討し、また、同DNAの相同組換えによる遺伝子修飾を開発した。d) ES細胞での相同組換え体単離効率を大幅に改善し、また、相同組換え体の同定法を簡便なものとした。e)マウス胚の凍結法、保存法、輸送法の改良開発した。2.技術指導a)受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックマウスの作成b)ターゲティングベクターの作製法c) ES細胞の培養、相同組換え技術e)マウス胚の凍結保存および融解法について、産業としての育成を図るため九動株式会社に技術導入を行うとともに、要請のあった全国の研究者に技術指導を行った。3.資材提供a)全国の研究者を対象に受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックマウスの作製とES細胞の初期胚への注入によるキメラマウス作成の要請に応じた。b)全国の研究者を対象にES細胞、neo耐性フイーダー細胞、各種ベクターを要請により配布した。変異マウス作成の生命科学研究における有用性に鑑み、本研究では、近い将来共同施設に受け継がれることを期待して、1)変異マウス作成のための応用技術、周辺技術の開発と、2)変異マウス作成の実用化を図った。1)(a)NF-1,Otx2遺伝子座などについてCreを相同組換えで導入し、コンデショナル変異の問題点を明らかにし、技術開発を行った。(b)MBPなど各種プロモーターの下でCreを導入し、各種細胞特異的にCreを発現するトランスジェニックスマウスの作成を進めた。(c)受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックマウスの作成を、初心者でも簡単に習得出来るよう、技術のルーチン化を行った。(e)Ctk遺伝子座にneo耐性遺伝子を導入したマウスは、異常を全く示さずfertileで、かつこのマウス胚由来の細胞は高度にneo耐性で、ES細胞培養の為のフィーダー細胞に適していることを明らかにした。(f)マウス胚の瞬間凍結法、保存法、輸送法を改良した。2)九動株式会社に対し(a)受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックスマウスの作成ES細胞の8細胞胚への注入によるキメラマウス作成を技術指導した。変異マウス作成の生命科学研究全般における有用性に鑑み、本研究では、近い将来共同利用施設に受け継がれることを期待して、変異マウス作成のための応用技術、周辺技術の開発(1)と、変異マウス作成の実用化(2)を図った。(1)技術開発a)トランスジェニックマウスの作製において、導入遺伝子の発現効率を高める目的で、インスレーター配列を導入したトランスジェニックマウスの作製を引き続き行った。b)遺伝子の細胞質内への注入によるトランスジェニックマウス作製法の技術開発を進めた。c)組織特異的なノックアウトマウスを作成するため、種々の特異的に発現する遺伝子のプロモーターの下でCreを発現する、様々なトランスジェニックマウスの作成を進めた。

d)様々な人工酵母染色体および人工細菌染色体を用いて、数百kb以上の巨大ゲノムDNAの受精卵への注入し、トランスジェニックマウスの作製効率、組み込まれた巨大DNAのインテグリティ等を検討した。e)様々な目的に対応した相同組換えベクター作成法を開発し、また、相同組換え体の同定法、変異マウス作成技術の簡便化を進めた。f)neo耐性変異マウスより、neo耐性フィーダー用細胞の大量ストックと配布体制の確立を行った。g)マウス胚の凍結法、保存法、輸送法の改良を更に進めた。(2)技術指導a)受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックマウスの作成b)ターゲティングベクターの作製法c)ES細胞の培養、相同組換え技術d)胚盤胞内および8細胞胚への注入によるキメラマウス作成e)マウス胚の凍結保存および融解法の技術指導を行った。昨年度に引き続き変異マウス作成の生命科学研究全般における有用性に鑑み、本研究では近い将来共同利用施設に受け継がれることを期待して、変異マウス作成のための応用技術、周辺技術の開発と、変異マウス作成の実用化を行ってきた。幸い平成12年度からは熊本大学において動物資源開発センターが稼働するので、これ迄の成果は同センターに継承出来る。(1)技術開発a)インスレーター配列を導入することによって、トランスジェニックマウスの作製において、導入遺伝子の発現効率を高めることが出来た。b)組織特異的なノックアウトマウスを作成するため、種々の特異的に発現する遺伝子のプロモーターの下でCreを発現する、様々なトランスジェニックマウスの作成を進めた。d)バックベクターを用いる」巨大ゲノムDNAの受精卵への注入による、トランスジェニックマウスの作製効率を検討し、また、同DNAの相同組換えによる遺伝子修飾に成功した。e) ES細胞での相同組換え体作成効率を大幅に改善し、また、相同組換え体の同定法を簡便なものとした。f)マウス胚の凍結法、保存法、輸送法の改良を更に進めた。(2)技術指導a)受精卵へのDNA注入によるトランスジェニックマウスの作成b)ターゲティングベクターの作製法c) ES細胞の培養、相同組換え技術d)胚盤胞内および8細胞胚への注入によるキメラマウス作成e)マウス胚の凍結保存および融解法の技術指導を本年度も行った。
メチオニンの骨格筋タンパク質代謝における経口投与と細胞に対する異なる作用の解明

昨年度までの研究により、C2C12筋管細胞においてin vivoで認められたメチオニンによる骨格筋分解抑制作用が認められない原因として考えられたメチオニンの代謝産物、メチオニン投与によるグレリンなどのホルモンの影響は可能性が低いことが明らかになった。骨格筋は白筋と赤筋からなる。そこで、白筋と赤筋でメチオニンに対する応答性が異なる可能性について検討を行なった。ラット後肢筋から長指伸筋(速度、白筋)とヒラメ筋(遅筋、赤筋)を摘出し、KRB緩衝液中で95%O2-5%CO2通気しながら2時間5mMメチオニン存在下インキュベーションした。緩衝液中に放出された3-メチルヒスチジン濃度を測定することで分解速度を、両筋肉中のオートファジーの活性評価として活性型LC-3をウエスタンブロットで検出した。しかし、5mMという高濃度のメチオニン存在下ではHPLCで3-メチルヒスチジンを測定することはできなかった。そこで、固相カラム(陽イオン交換カラム)を用いて前処理をし、メチオニンを除く方法により3-メチルヒスチジンを測定できる方法を開発した。ヒラメ筋ではメチオニンによる3-メチルヒスチジンの放出速度抑制は認められなかったが、長指伸筋ではメチオニンによる放出速度が抑制傾向が認められた。さらに長指伸筋ではメチオニンにより活性型のLC3の減少傾向が観察された。以上より骨格筋の種類によりメチオニンの応答性が異なるという新たな知見を得ることができた。メチオニン(Met)のin vivoにおける骨格筋タンパク質分解抑制作用を確認するために、3週齢Wistar系雄ラットにMetを強制経口投与(40mg/100gBW)した。経時的な骨格筋タンパク質分解速度を単離筋肉切片からの3-メチルヒスチジン(MeHis)の放出速度から測定したところ、ロイシン等と異なり投与6時間後においても分解の抑制が継続し、オートファジーの活性も同様であった。またユビキチンリガーゼの発現も抑制されていた。一方、タンパク質翻訳段階の活性指標となるS6K1や4E-BP1のリン酸化は経時的に増加することはなく、4E-BP1では減少した。4E-BP1などを制御するmTOR、その上流のAkt、Erkのリン酸化も増加する傾向が認められた。血中アミノ酸濃度から、Metは投与1時間で吸収のピークがあり、この段階で代謝も進んでいることが考えられた。次に、C2C12筋芽細胞を筋管細胞に分化させてMetの作用を検討した。分化誘導後、血清飢餓状態で4時間培養し、次いでアミノ酸除去培地でMet処理した。その結果、MeHisの放出速度から評価したタンパク質分解速度はMet濃度に関わらず変化がなかった。オートファジー活性は、既に分解抑制作用が明らかになっているLysの添加では顕著な抑制が観察されたが、Metではオートファジー活性の減少は認められず、オートファジーを制御するAktのリン酸化もLysでは増加するのにもかかわらず、Metでは増加わずかであった。また4E-BP1やmTORのリン酸化は阻害された。以上の検討から、Metはin vivoでは骨格筋タンパク質の分解を抑制するが、その作用はMet自身が骨格筋細胞で効果を示しているのではなく、Met以外の代謝産物やホルモンなどが作用している可能性が強く示唆された。メチオニン(Met)のin vivoにおける骨格筋タンパク質分解抑制作用を確認においては、経時的な検討に加え、生理食塩水の投与群も設けて詳細な解析を行った。その結果、Metの骨格筋タンパク質分解抑制作用がロイシンやリジンとは異なる経時変化を示すことを明らかにした。また、骨格筋タンパク質分解抑制のメカニズムを解析するためにオートファジー活性の指標としてLC3-IとLC3-IIの発現だけではなく、ULK-1およびBexlin1の活性、p62についても評価を行った。さらに合成についてもmTOR上流の因子の活性の評価を行った。このような詳細な検討から、明確なMetの分解抑制作用を示すことができた。C2C12細胞については、細胞の活性が不安定で再現性がある結果を得るのが難しかったが、最終的にC2C12筋管細胞ではMetが直接的に分解、合成をin vivoと同じように制御していないことを示すことができた。In vivoにおけるメチオニンの作用を明らかにするために、メチオニンのラットへの経口投与後のメチオニンおよびその代謝産物の血中濃度を網羅的に解析し、経時変化を測定した。メチオニン投与後、血中メチオニン濃度は投与1時間で最高値に達した。メチオニンの代謝産物であるホモシステイン、シスタチオニン、システイン、サルコシン濃度は投与1時間から増加し3時間で最高値となった。また、メチオニン代謝には直接関与しないα-アミノ酪酸濃度が経時的に増加し、グリシン、分岐鎖アミノ酸濃度は減少した。また、メチオニンで分泌が促進されると報告されている血中グレリン濃度も増加せず、投与6時間後には有意に低下した。血中インスリン濃度は有意は増加は認められなかった。これらから、メチオニン投与後の骨格筋タンパク質分解抑制は、ホルモン等よりも代謝産物による可能性が示唆された。そこで、メチオニンの代謝産物のC2C12筋管細胞のタンパク質分解に及ぼす影響を検討した。C2C12

筋芽細胞を筋管細胞に分化させた後に、血清飢餓で培養した細胞にメチオニンの代謝産物を添加し、1時間後のオートファジーマーカーのLC3フラックスをウエスタンブロットで解析した。その結果、メチオニン、ホモシステイン、システイン、α-アミノ酪酸、S-アデノシルメチオニン、S-アデノシルホモシステイン、シスタチオニン、サルコシンいずれもオートファジー活性を抑制することはなかった。メチオニンを経口投与後のラット血清でC2C12筋管細胞を培養しても、タンパク質分解は抑制されなかった。以上から、少なくともC2C12筋管細胞においてはメチオニンの代謝産物は分解抑制作用に関与していないと考えられた。メチオニン代謝産物の培養細胞における効果が予想と異なり確認できなかった。この一因として、培養細胞の特異性が考えられる。別の系による確認を検討する必要がある。昨年度までの研究により、C2C12筋管細胞においてin vivoで認められたメチオニンによる骨格筋分解抑制作用が認められない原因として考えられたメチオニンの代謝産物、メチオニン投与によるグレリンなどのホルモンの影響は可能性が低いことが明らかになった。骨格筋は白筋と赤筋からなる。そこで、白筋と赤筋でメチオニンに対する応答性が異なる可能性について検討を行なった。ラット後肢筋から長指伸筋(速度、白筋)とヒラメ筋(遅筋、赤筋)を摘出し、KRB緩衝液中で95%O2-5%CO2通気しながら2時間5mMメチオニン存在下インキュベーションした。緩衝液中に放出された3-メチルヒスチジン濃度を測定することで分解速度を、両筋肉中のオートファジーの活性評価として活性型LC-3をウエスタンブロットで検出した。しかし、5mMという高濃度のメチオニン存在下ではHPLCで3-メチルヒスチジンを測定することはできなかった。そこで、固相カラム(陽イオン交換カラム)を用いて前処理をし、メチオニンを除く方法により3-メチルヒスチジンを測定できる方法を開発した。ヒラメ筋ではメチオニンによる3-メチルヒスチジンの放出速度抑制は認められなかったが、長指伸筋ではメチオニンによる放出速度が抑制傾向が認められた。さらに長指伸筋ではメチオニンにより活性型のLC3の減少傾向が観察された。以上より骨格筋の種類によりメチオニンの応答性が異なるという新たな知見を得ることができた。メチオニン(Met)のin vivoとin vitroの作用の相違を明らかにするために、Metの代謝産物について検討を行う。ラットを用いてMet投与後のホモシステイン、システインなどの血中、骨格筋中の濃度変化を明らかにする。必要があれば代謝産物の網羅的解析を行いたい。また、骨格筋タンパク質代謝に影響を及ぼすホルモンやサイトカインの濃度変化についても測定を行う。これらの結果を受けて、Metにより変動する因子のC2C12細胞における作用を検討する必要があるが、C2C12細胞における各種因子の発現が細胞の状態により変動するので、より正確な培養系を確立する。また、オートファジーの活性をより正確に把握するためにオートファジーフラックスの測定を行う。Met投与したラットの血清を用いた検討は細胞の安定性の問題から28年度は実施でいなかったので、29年度行う。
中高年齢者の健康維持・増進に役立つ運動処方に関する研究

若年期および中高年期での中強度の運動が,中高年期での心筋ミオシンアイソザイムパターン,収縮特性および不整脈の発生に及ぼす影響について検討した.40匹のラットを以下の5群に分けた.C30および38群:30週齢および38週齢まで安静状態で飼育した群.DT群:412週齢までトレーニング(25m/min,1hr.,5day/week)を負荷し,以後30週齢まで安静飼育した群.RT群:DT群と同様の条件で飼育後,3138週齢まで再びトレーニング(20m/min,1hr.,5day/week)を負荷した群.OT:若年期においては運動を行わず,3138週齢でトレーニング(20m/min,1hr.,5day/week)を負荷した群.各条件で飼育後,心室筋よりアクトミオシンを抽出し,電気泳動を行い,各ミオシンタイプの割合を算出した.また,右室乳頭筋を用いて,tyrode's液下およびbetaリセプター刺激下で等尺性最大収縮力等を計測した.さらに,心電図を導出し,自律神経系の活動変化も観察した.C30群に比較して,DT群のV_1ミオシンの割合は有意に高かった.収縮特性に関しては,両群間で有意な差はなかった.C38群,RT群およびOT群の3群間で,各ミオシンタイプの割合に有意な差は認められなかった.しかし,RT群は他の2群に比較してV_1ミオシンが多い傾向を示した.収縮特性については,3群間で有意な差は認められなかった.OT群でbetaリセプター刺激下で2Hzの電気刺激を加えたとき半数の筋標本で期外収縮が観察された.以上の結果から,中高年期でのトレーニングはミオシンのタイプ変化を引き起こし得ないと考えた.一方,若年期でのトレーニングはV_1ミオシンを保持させる効果があり,しかもその効果はトレーニングを中止しても存続し,トレーニングを再開した場合に運動負荷に対して有利に働くことが示唆された.期外収縮はミオシンタイプと直接的に関連しなかったが,筋小胞体等の機能変化によるCa^<2+>の動態が原因していると推測した.若年期および中高年期での中強度の運動が,中高年期での心筋ミオシンアイソザイムパターン,収縮特性および不整脈の発生に及ぼす影響について検討した.40匹のラットを以下の5群に分けた.C30および38群:30週齢および38週齢まで安静状態で飼育した群.DT群:412週齢までトレーニング(25m/min,1hr.,5day/week)を負荷し,以後30週齢まで安静飼育した群.RT群:DT群と同様の条件で飼育後,3138週齢まで再びトレーニング(20m/min,1hr.,5day/week)を負荷した群.OT:若年期においては運動を行わず,3138週齢でトレーニング(20m/min,1hr.,5day/week)を負荷した群.各条件で飼育後,心室筋よりアクトミオシンを抽出し,電気泳動を行い,各ミオシンタイプの割合を算出した.また,右室乳頭筋を用いて,tyrode's液下およびbetaリセプター刺激下で等尺性最大収縮力等を計測した.さらに,心電図を導出し,自律神経系の活動変化も観察した.C30群に比較して,DT群のV_1ミオシンの割合は有意に高かった.収縮特性に関しては,両群間で有意な差はなかった.C38群,RT群およびOT群の3群間で,各ミオシンタイプの割合に有意な差は認められなかった.しかし,RT群は他の2群に比較してV_1ミオシンが多い傾向を示した.収縮特性については,3群間で有意な差は認められなかった.OT群でbetaリセプター刺激下で2Hzの電気刺激を加えたとき半数の筋標本で期外収縮が観察された.以上の結果から,中高年期でのトレーニングはミオシンのタイプ変化を引き起こし得ないと考えた.一方,若年期でのトレーニングはV_1ミオシンを保持させる効果があり,しかもその効果はトレーニングを中止しても存続し,トレーニングを再開した場合に運動負荷に対して有利に働くことが示唆された.期外収縮はミオシンタイプと直接的に関連しなかったが,筋小胞体等の機能変化によるCa^<2+>の動態が原因していると推測した.