hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
商業集積の空間構成に関する実証研究

さらに調査の段階で、昨年からの変化事項をブリーフィングしていった。2外神田地域全建物調査のデータベースの整理・統合時系列のデータベースを作るために必要な整理・統合作業を行った。データベースのもとになる調査票の基本的なユニットを建物のフロアにしているので、時系列なデータを取ると、フロアの分割や統合といった現象がおこるため、それにともなうデータ上の混乱が起こらないようにデータベースの再構築作業を行った。3外神田地域の歴史・地理的な資料を収集・分析する作業外神田地域の空間的な成り立ちのより歴史的な変遷を明らかにするための資料収集が行われた。具体的に中心に行われたのは、各種地図、写真、航空写真などの資料の所在先を明らかにする作業である。また、これらのデータを統合的に組み合わせて利用するための方法についても都市工学の専門化等へのヒアリングを中心とした検討作業が進められた。1外神田地域全建物調査:昨年にひきつづき外神田地域全建物調査を行った。この調査の目的は、外神田地域の全建物の使用状況を確認し、空間の利用状態を把握することにある。東京の都心三区の一つである千代田区の秋葉原の電気街を含む商業地域がどのような空間構成のうちに存在しているのか、また、時系列的にどのような変容を示しているかを分析する研究のためのデータベースが作成された。(1)調査の方法:全階層、全フロアについて調査票を作り、一軒一軒現場を訪ねて、小売・卸・サービス・住居など空間的な利用状況を、あらかじめ用意したカテゴリー表に従って判別していく。(2)データベース化:集めた調査票のデータを、コンピューターに入力して、データベースを作った。(3)変化事項の確認:さらに調査の段階で、昨年からの変化事項をブリーフィングしていった。3東京の歴史・地理的な資料を収集・分析する作業外神田地域に加えて東京の空間的な成り立ちのより歴史的な変遷を明らかにするための資料収集力が行われた。
糞便汚染に関する指標微生物の水環境における挙動

(1)水環境における指標微生物の存在量は都市下水では大腸菌群10^6、ウェルシュ菌10^4、大腸菌群ファージ10^3-(いずれもcfuor pfu/mL)、相模川ではそれぞれ10^2、10^1、10^<-1>、富士五湖では10^0・10^<-3>、10^0・10^<-3>、10^<-4>、・10^<-5>であり、滞留時間の長い水域ではウェルシュ菌、大腸菌群フアージの値が相対的に高くなる傾向があった。これらの結果からみて低濃度汚染レベルの微生物の定量的評価には高度の濃縮が必須である。(2)これら指標微生物の濃縮に陽電荷フィルターを適用したところ、大腸菌群については少なくとも80%、ウェルシュ菌については99%以上の捕集率を示し、低濃度細菌の濃縮に優れた効果があることが明かとなった。しかし大腸菌群ファージの吸着捕集は水質の影響、特にpHと水中有機物の影響を強く受け、条件によっては全く吸着されない結果となった。このことから陽電荷ファルターのファージへの利用に当たっては吸着操作条件の検討が必要である。(3)活性汚泥法においてはウェルシュ菌が最もよく除去され、続いてファージ、大腸菌群の順であった。二段活性汚泥法ではファージの除去性のみが他の2種に較べて約3オーダー高い結果が得られ、処理方法によっても微生物種によっても除去性が著しく異なることが明らかになった。(4)塩素消毒では大腸菌群のみが高度に除去されたが、ウェルシュ菌、ファージの除去効果は低レベルであった。(5)これらの結果から、環境水の衛生状態は大腸菌群のみでは充分には評価できず、特に細菌の評価とウイルスの評価は単一の指標では評価しきれないことを確認した。(6)水の衛生状態の評価に当たっては、汚染の絶対量をウェルシュ菌、衛生状態の変化を、細菌については大腸菌群あるいは糞便性大腸菌群又は糞便性連鎖球菌のいずれか1種、ウィルスについては大腸菌群ファージ、の計3種の指標微生物で評価する手法が優れていると示唆された。1.低濃度ウェルシュ菌の定量方法としてガラス繊維濾紙を用いた濾過法について予備的検討を行った.その結果メンブランフィルター法による値との間に有意差は認められなかった.ガラス繊維濾紙法はメンブランフィルター法に比べてより多量の水を濾過することができ,環境水中の低濃度レベルのウェルシュ菌を定量的に評価するのに優れた方法であることが示唆された.2.下水中に存在するウェルシュ菌はその相当部分が捕食,沈降といった外的因子によらなければ死滅しない傾向が強いことが再確認された.しかし栄養培地で増菌した細胞では大部分が比較的速やかに死滅した.これらの結果から環境水中に生残しているウェルシュ菌は芽胞として存在している可能性があることが示唆された.3.ウェルシュ菌の遊離塩素に対する抵抗性を実験的に評価した.その結果栄養型細胞の場合塩素濃度1mg/lのときの不汚化速度定数はpH6で約2, pH7で約0.5, pH8で約0.2程度(単位はいずれも1/min)のレベルであった.したがって水道水の基準である0.1mg/lの塩素濃度では接触時間約1時間でようやく1/10に低下することになり,強い塩素抵抗性があることが示された.また塩素抵抗性はpHに強く依存しているが,その理由は主にpHの変化によって生じる遊離塩素の化学形態の変化(次亜塩素酸濃度)によるものと判断された.4.雑用水道水処理システムの2つの代表的処理プロセスについてウェルシュ菌の除去性と他の指標細菌の除去性を比較した.その結果ウェルシュ菌は消毒以外のプロセスでは大腸菌群や糞便性連鎖球菌と類似した挙動を示した.一方消毒プロセスではウェルシュ菌のみが強い抵抗性を示した.この結果実際の水処理システムにおいてウェルシュ菌は細菌の物理的除去の指標として優れた指標性があることが示唆された.(1)水環境における指標微生物の存在量は都市下水では大腸菌群10^6、ウェルシュ菌10^4、大腸菌群ファージ10^3-(いずれもcfu or pfu/mL)、相模川ではそれぞれ10^2、10^1、10^<-1>、富士五湖では10^0・10^<-3>、10^0・10^<-3>、10^<-4>、・10^<-5>であり、滞留時間の長い水域ではウェルシュ菌、大腸菌群フアージの値が相対的に高くなる傾向があった。

二段活性汚泥法ではファージの除去性のみが他の2種に較べて約3オーダー高い結果が得られ、処理方法によっても微生物種によっても除去性が著しく異なることが明らかになった。(4)塩素消毒では大腸菌群のみが高度に除去されたが、ウェルシュ菌、ファージの除去効果は低レベルであった。(5)これらの結果から、環境水の衛生状態は大腸菌群のみでは充分には評価できず、特に細菌の評価とウイルスの評価は単一の指標では評価しきれないことを確認した。(6)水の衛生状態の評価に当たっては、汚染の絶対量をウェルシュ菌、衛生状態の変化を、細菌については大腸菌群あるいは糞便性大腸菌群又は糞便性連鎖球菌のいずれか1種、ウィルスについては大腸菌群ファージ、の計3種の指標微生物で評価する手法が優れていると示唆された。
東南アジアの少数民族における祭祀植物の利用と地域景観形成に関する研究

民族や地域の特性が現れやすい祭祀植物の利用と栽培に着目して、地域景観の形成について民族植物学的フィールド調査を行った。その結果、タイ北部の赤・ラフ族は、祭祀の際には必ずワタGossypium spp.を使用するため、集落の祈りの場に栽培、維持し続けている。沖縄の苧麻やネパールのマリーゴールドも同様に祭祀植物として栽培されている。信仰と結びついた植物利用は、高い必然性から地域景観の重要な構成要素となっていることを明らかとした。地域・集落景観が民族文化を背景とした植物利用の違いに伴う人間生活や住居周辺における植物の植栽配置によって形成されることを民族植物学的フィールド調査と地理計測学的解析によって実証するために26年度はタイおよび中国雲南省における少数民族の祭祀活動について文献調査を行い、祭祀の状況とその時期を把握した。タイ北部の少数民族の多くは中国系民族と同じく、2月中旬の旧正月を1年で最も重要な祭祀としていることが分かった。また、生活の中に祭祀活動が強く取り込まれている東ネパールにおいて、植物の利用と祭祀について現地調査を行った。ネパールのティハール祭という宗教活動にはマリーゴールド(Tagetes sp.)が大量に使用されている。民家の入り口や窓にマリーゴールドを飾り、神を招き入れるという。外来種であるマリーゴールドは、国内で栽培もされるが、需要が非常に多いために隣国のインドから輸入し、販売されていた。特に首都であるカトマンズでは、大輪で矮性、花弁がオレンジ色の品種が好まれて使用される傾向が見られた。カトマンズおよび周辺の民家では基本的に植物を植栽する庭園は見られず、花飾りもしくは鉢植えを使用するが、郊外では民家周辺や農地の脇にマリーゴールドの植栽が見られた。また、野生化したマリーゴールドも広範囲に見られ、外来種ではあるが、宗教的活動と結びついた結果、マリーゴールドが景観を構成する重要な植物の1つであることを確認した。得られた情報を整理して形の文化会に参加して魔除けに使用される植物について成果発表をおこない情報交換するとともに、『照葉樹林文化論の現代的展開II』、(山口裕文編)の「東南アジアの少数民族におけるタケ造りの魔除け「鬼の目」の多様性」の部分について執筆した。地域・集落景観が民族文化を背景とした植物利用の違いに伴う人間生活や住居周辺における植物の植栽配置によって形成されることを民族植物学的フィールド調査や文献調査などによって実証するため、27年度は、中国雲南省、沖縄先島諸島、インド南部で祭祀や呪術などにかかわる植物について現地調査を行った。これまでの調査から、タイに住むラフ族は、ワタを重要な祭祀植物として集落内に栽培していたことがわかっている。雲南省にもラフ族は生活していることから同様にワタの植栽並びに利用について聞き取りを行った。タイと中国ではラフ族の生活習慣に大きな違いがあったが、ワタで糸を紡ぎ、紐として手首に巻くことで災いを避ける行為は共通していた。雲南省でのワタの栽培については、現在も栽培している、あるいはかつては栽培していたという結果が得られたが、タイにおけるアカ・ラフ族のような祭祀は行っておらず、ワタの植栽について特別な意味はなかった。沖縄やインドでも祭祀に関わる植物は多く存在する。沖縄では、素材は異なるが、麻(苧麻)で紡いだ糸を手首や首に巻き、魔除けとしており、タイ、中国と共通する使用であることが分かった。苧麻は民家庭園で栽培されていた。インド南部のハイデラバードでは、紐の魔除けは無かったが、幸運を招くとされるマンゴーの葉は寺院や住居の入り口に飾られる事例を多く見ることができた。また、インドでもネパール同様にマリーゴールドが供花として多用されていたが、ネパールのようなマリーゴールドの色に対する区別は見られなかった。これまでに得られた情報をまとめ、Ethnobotany Research and Applicationsに論文として公表し、『「中尾佐助照葉樹林文化論」の展開ー多角的視座からの位置づけ』の一部を執筆した。また、編者として書籍のとりまとめをおこなった。現地の政情不安により取りやめたH26年度の中国雲南省での調査は、安全性に問題がないと判断できたH27年度に行うことができた。しかし、研究を進めるうえで重要な知見となると思われたネパールでの現地調査は、地震災害への不安からH27年度の渡航を取りやめている。代替え地として沖縄石垣島での調査やハイデラバードでの調査を行い、両地域で魔除け、祭祀に関わる植物を確認できたため、おおむね順調に進行している。地域・集落景観が民族文化を背景とした植物利用の違いに伴う人間生活や住居周辺における植物の植栽配置によって形成されることを民族植物学的フィールド調査等によって実証するため、平成28年度は石垣島および中央ネパール、北タイ地域での現地調査を行った。先島諸島の祭祀植物の一つであるイラクサ(苧麻)は肉体と魂つなぐ紐や八重山上布の材として使われている。その栽培は大規模栽培ではなく民家の庭園で小規模に行われており、28年度は石垣で5か所、西表で1か所の栽培地を発見した。聞き取り調査では苧麻の栽培苗は質の良い系統を代々引き継ぎ、選択栽培されていることが分かり、野生のイラクサとは草丈や葉の柔らかさなど形態が異なることが明らかになった。ネパールではマリーゴールドの花が祭祀植物として大量に利用されている。それぞれの家庭で小規模に栽培されるほか、首都カトマンズ郊外では大規模栽培されていることが分かった。マリーゴールドの開花は重要な祭であるティハール祭の時期と重なる。

各家庭で大量に使われるため、国内生産と併せてインドからの輸入に頼っていた。外来種であるマリーゴールドは庭の持てない都市部のベランダ栽培まで、あらゆる場所で見られた。タイ北部では、アカ・ラフ族の集落で栽培されるワタの補足調査を行った。今回の調査では、アカ・ラフ族以外のカレン族とモン族のワタの栽培有無を調査した。その結果、カレン族やモン族でも購入した綿の紐を魔除けとして利用する行為は見られたが、ワタの栽培は行われていなかった。このことから、魔除けとして綿の紐が広く利用されているものの、ワタそのものの利用と栽培はアカ・ラフ族固有のものであることが分かった。これまでに得られた情報から《千金翼方・禁經》与日本奈良市出土二條大路咒符木簡を執筆公表し、『「中尾佐助照葉樹林文化論」の展開-多角的視座からの位置づけ』の一部を執筆出版公表した。民族や地域の特性が現れやすい祭祀植物の利用と栽培に着目して、地域景観の形成について民族植物学的フィールド調査を行った。その結果、タイ北部の赤・ラフ族は、祭祀の際には必ずワタGossypium spp.を使用するため、集落の祈りの場に栽培、維持し続けている。沖縄の苧麻やネパールのマリーゴールドも同様に祭祀植物として栽培されている。信仰と結びついた植物利用は、高い必然性から地域景観の重要な構成要素となっていることを明らかとした。26年度は中国とタイにおける現地調査を予定していたが、両国ともに政情の悪化により、現地調査の安全性の確保が難しいと判断したため急遽調査を見送ることとなった。これらに代わり、東ネパールでの現地調査を行った。ネパールでは日々の暮らしと宗教が深く結びつき、調査地として適しており問題はない。ティハール祭に参加し、外来種のマリーゴールドが大量に利用されている事実を確認し、その栽培状況も調査できた。祭祀活動に伴う植物利用が、地域の景観形成に寄与するという一例を確認できたため、おおむね順調に進展している。タイ北部での少数民族への聞き取りは概ね、網羅されているが、一部不足事項があるため、結果の精度を高めるために補足的な現地調査を行う。また、現地の状況を判断しながら、安全が確保されればネパールにおけるマリーゴールドの栽培の実態調査を行う予定である。これまで得られた情報を取りまとめて論文を執筆、公表を行う。緑地環境学民族植物学前年度行えなかった中国およびタイでの現地調査を行い、タイ北部のアカ・ラフ族の集落で確認したワタと同様、同民族が暮らす中国雲南省におけるワタと祭祀利用、および集落でのワタの栽培の実態を確認して研究の精度を高め、少数民族の所持するタケ類やワタの祭祀活動との関係についてこれまで収集した情報を整理して関連学会で成果発表する予定である。26年度から引き続いて調査予定地の政情不安等による渡航地の変更、および調査日数の変更が行われたことにより研究費の一部を次年度に繰り越したため。26年度に予定されていたタイおよび中国における現地調査が政情不安のために実施できず、研究費の一部を次年度に繰り越したため。
高等植物の紫外線耐性機構の解明と耐性遺伝子資源の開発

現在我国で行われている植物科学領域における地球環境問題を視野に入れた研究の取組は、欧米諸国と比較して極めて遅れている。とくに主要食料資源であるイネの生産に関わる研究は、イネの全ゲノム解析が世界に先駆けて進展しているにもかかわらず欠除している。今後我国が、有害紫外線(UVB)環境の影響のみならず先導的・創造的な植物環境科学研究を総合的に推進していくためには、大学・研究機関の研究組織の枠を越え、分子生物学から生態学に至る幅広い分野の研究者が叡智を結集した統合的研究の推進を図る必要がある。この目的を達成するために、分子生物学から生態学までを専門とする研究者によって構成される3つの研究ユニットと海外共同研究を構築し、「高等植物の紫外線耐性機構の解明と紫外線耐性遺伝子資源の開発」をテーマに、次の企画調査を行なった。(1)「イネのUVB耐性機構に関する分子生物学タンパク質化学」および「UVB耐性遺伝子を導入した組み換え体を利用したイネのUVB耐性機構」、(2)「UVB耐性・感受性突然変異体を利用したイネのUVB耐性機構」に関する研究、(3)「イネゲノム情報に基づいたイネのUVB耐性機構」に関する研究、(4)海外共同研究者・中国農業大学・孫博士と「東南アジアの野生イネと栽培イネ間の遺伝的な多型性・分類、野生種および中国栽培種からの紫外線抵抗性・感受性種の選抜」。また、8月19、20日(19演題、約50名参加)、12月16日(10演題、約50名参加)に仙台にて2回の研究集会を開催した。ここで得た情報を基にして、「高等植物における紫外線耐性機構の解明と紫外線耐性遺伝子資源の開発」についての研究の重要性と研究の展望、並びに今後の問題点に関する議論を展開した。
東アジア海域世界における南蛮貿易の構造と関係都市社会の発展

本研究は、経済のグローバル化の先駆けである1617世紀のポルトガル人のアジア交易を、ポルトガル語、スペイン語、イタリア語などの諸一次史料をもとに、具体的に再構築することにある。その主な考察対象は、商品、人の移動、関係する都市の社会史、そして商人とともに渡来する宣教師たちによっておこなわれた布教活動である。また日本=マカオ間でおこなわれた取引に着目しつつも、比較的視点でアユタヤにおけるポルトガル人の活動などを考察し、日本が同時代の世界史において、どのような存在であったかも明らかにする。2009年度は海外文書館での史料調査とその分析にもとづく、4ヶ所の国際学会での英語報告が主な活動であった。史料調査をおこなった主な史料館は次のとおりである。(1)『モンスーン文書リスボンコレクション』(ポルトガルトルレ・ド・トンボ文書館)(2)『マスカレーニャス文書』(ポルトガルエヴォラ文書館)(3)『モンスーン文書ゴアコレクション』(マイクロ海外領土史料館ポルトガル;インドゴア歴史文書館)(4)『日本・中国布教区文書』(イタリアローマイエズス会文書館)とくに(3)のゴアコレクションは、16世紀から20世紀までのポルトガル領インディアの行政文書であり、日本に関しても多くの情報が含まれるが、複雑な政治状況と情報不足から、先学の研究による実見調査はなされてこなかった。7月のポルトガル海外領土史料館におけるマイクロフィッシェ分析を経て、ゴアで文書を実見する必要性を感じたため、9月にゴアを訪問し、文書館調査をおこなった。これにより日本関係文書1500葉分をマイクロフィルムにて収集した。但し、これは17世紀前半の日本関係部分に限るため、今後の調査によってより幅広い年代の日本=マカオ関係文書の調査と蒐集を将来的に計画している。これらの新規蒐集文書を用いて、主に17世紀初頭の長崎貿易における、銀の投資に関する情報を抽出し、これまですでに取り組んできたマカオ=長崎間貿易における銀の冒険貸借について、新たな分析を加えた。これらの研究はフランス高等科学研究所(CNRS)の研究者らから注目を集め、今後の日仏共同研究課題として取り組まれることとなった。なお2009年度は海外での調査・学会活動が主であったため、物品費や謝金等に充てる予定であった予算を大輻に旅費へと移行した。本年度は6月と11月に、南欧文書館における史料調査をおこなった。6月分に関しては前年度より継続しているポルトガルの文書館史料の調査と蒐集であり、11月は新規開拓として主にスペインの文書館、さらにはこれまで未調査であったポルトガル国立文書館の漢籍史料調査に努めた。前年度までの研究は、主に16世紀17世紀までのマカオ=日本間でおこなわれた南蛮貿易の構造解明を、欧文史料を使用しておこなうものであったが、本年度より、日本との貿易終焉後のマカオ社会の政治・経済動向がわかる漢籍史料の分析を、他の研究者らとの共同研究により着手した。これにより、18世紀半ばまで清朝の唯一の対外貿易港で、外国人居留地であったマカオが、どのようにその存在を保ち続けたかに光が当てられるようになった。その成果は論文「ポルトガル領事のみた幕末長崎-大洲藩船いろは丸のポルトガル語売買契約書を手がかりに-」で発表されている。そのほかこれらの史料調査にもとづく研究報告、招待講演を数々の場所でおこなった。これまでの東アジアの国際関係の研究では、マカオは、広州や香港の陰に隠れ、その重要性が十分に吟味されてこなかったが、研究代表者によるここ数年来の問題提起により、世界史叢書等でもマカオが重要課題として論文のテーマに選択されるようになった。また本年は、平成21年度の本科研の研究成果も含め、これまでの研究をまとめた研究代表者の単著『商人と宣教師南蛮貿易の世界』(東京大学出版会刊)が刊行された。本年度は、以下の二点を中心とした研究をおこなった。1.港市長崎の黎明期の社会本研究に関しては、国際シンポジウムにて英語で報告(1件)と国内シンポジウム等での報告(3件>をおこない、広く内容をアピールした。その内容は大別して長崎黎明期の商人社会を明らかにしたものと、16世紀末から17世紀にかけての長崎市中と隣接する外海地方でのキリスト教布教とその後の潜伏キリシタンの風習との相関を明らかにしたものである。長崎黎明期の商人社会は、いまだその構成員等、十分に明らかにされていないが、貿易投資に関わる証文等にあらわれる血縁・取引関係等による商人たちの繋がりを手がかりに、彼らが外国人相手の取引でいかなるグループと分業体制を形成していたかが判明した。17世紀初頭の長崎とその周辺の布教地域では、イエズス会が布教の中心を担っていたという認識が従来強いが、現在カクレキリシタンに見られる習俗や彼らの信仰対象の痕跡には、徳川幕府による禁教以後、これらの地域ではフランシスコ修道会の影響が強くみられることを指摘した。

2.日本との貿易断絶後のマカオ社会本研究に関しては、国際シンポジウム報告(1件)と国内研究会報告(1件)をおこない、マカオ関係の新出ポルトガル語史料の分析を中心に、学界に広く新しい情報提供をおこなった。これらの情報分析からは、日本との貿易断絶後のポルトガル系マカオ社会が広東の華人商人集団との協力・競合関係にあり、主に東南アジア交易で、貿易勢力のひとつと化したことを明らかにした。その事例として17世紀後半から18世紀前半にかけての港市アユタヤにおけるポルトガル人商人たちの活動をとりあげ、様々な新事実を明らかにした。本年度は主に、研究課題のひとつである長崎とマカオを繋ぐ文化的紐帯の解明に取り組んだ。第一には、長崎を拠点に日本全国で活動したイエズス会、フランシスコ会、ドミニコ会の布教活動の実態を明らかにするべく、長崎県、熊本県でのフィールドワークと文献史料の開拓をおこなった。その結果、現在は主に人類学の考察対象であるカクレキリシタンに残る様々な習俗の地域的特徴は、16・17世紀の布教手段の相違に起因するものである可能性が導き出された。『文学』(岩波書店)・『長崎県内の多様な集落が形成する文化的景観保存調査報告書』等に掲載された本説は長崎県でキリシタン研究に取り組む研究者らにも広く支持され、今後のキリシタン研究における重要な問題として共有されることになった。また代表者は従来、南蛮貿易のアジア間貿易としての特徴に重点を置いた研究をおこなってきたが、2012年4月5月、リスボンにおいてインド航路の沈没船遺物調査をおこなったことにより、ユーロ=アジア貿易に関し、新たな認識を得ることができた。沈没船マルティルス号の沈没地点からは、多種の東洋陶磁が発見されており、世界的に着目されているスペイン・ポルトガルのアジア交易の取引商品の詳細解明において、非常に有益な資料である。日本ではフィリピン諸島付近で引き揚げられたスペインのガレオン船の調査実績がよく知られているが、リスボンのマルティルス号については、ほとんど知られていなかった。代表者は、2011年の貿易陶磁研究会での大会報告をもとに、さらに2012年の調査結果を加えて、『貿易陶磁研究』に一稿を発表した。同様に、同調査で収集した史資料をもとに、『歴史と地理日本史の研究』、『日本の世界遺産石見銀山』などに論文、小論等を執筆し、調査結果の開示に務めた。本年度は、海外史料調査および学会報告はおこなわず(妊娠のため)、国内での史料調査・研究報告にとどまるに至ったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の中間成果は昨年刊行した単著『商人と宣教師-南蛮貿易の世界』(東京大学出版会)にまとめられている。以後の研究では、南蛮貿易により開発された都市長崎の黎明期と、そこに居住した日本人と外国人の多国籍社会とその社会が抱えた様々な問題について焦点をあてる。研究成果は2012年度刊行予定の単著『末次平蔵』(ミネルヴァ書房)、2013年度刊行予定の『南蛮貿易』(講談社選書)で公開される予定である。
在日外国人精神障害者に関する対応援助システムの研究

以下の調査を実施し、在日外国人の精神保健の現状と、その対応方法の具体化に努めた。1)慈恵医大精神科外来カルテによる、1976年から1994年にかけての外国人患者の動向の検討。男子95例、女子77例の172例に関して、受診経緯、診断名、国籍。経済的な問題、法律的な問題などを検討。2)全国の精神保健センター49カ所に対して、1994年度における外国人事例の取扱いの実態に関してアンケート調査を実施。41施設から回答が寄せられ、外国人相談例を経験した施設は9施設26件で、それ程多くない。3)モデル地区として栃木県を選択し、県内11保健所に対して、1994年度における外国人事例の取扱の実態に関してアンケート調査を実施。11施設から回答が寄せられ、外国人精神障害者の問題で関わりがあったと回答した施設は、4施設5件である。4)平成7年8月開設された、栃木県の外国人を対象としたメンタルヘルス専門相談のシステムを研究し、今後の対応システムの在り方を研究。複雑かつ多様化している外国人精神障害者のメンタルヘルスの問題に関しては、公的援助制度の充実と、立場を超えた幅広い援助活動ネットワークづくりが不可欠だと考えられる。平成6年度においては在日外国人の精神保健の現状把握、各種民間ボランティア団体の活動調査、公的関係機関の対応状況を把握するために、基礎的資料の収集と問題点を明確化に努めた。主要な基礎的資料としては、下記が既に収集されている。1)慈恵医大精神科外来カルテによる、1976年から1994年にかけての外国人患者の動向の把握。男子95例、女子77例の172例に関して、受診経緯、診断名、国籍、経済的な問題、法律的な問題などを検討中。現時点で約30カ所から回答が寄せられているが、外国人事例の経験は意外と少なく、とりわけ精神障害そのものが問題になるより、経済的な問題などが前面に出る傾向が強いようだが、詳細は検討中。3)モデル地区として、栃木県を選択し、県内11保健所に対して、1994年度における外国人事例の取扱いの実態に関してアンケート調査を実施。現時点で約9カ所から回答が寄せられているが、外国人事例の経験は散見されるものの、精神障害そのものが問題になるより、経済的な問題などが前面に出る傾向が強いようだが、詳細は検討中。平成7年度において、これらの資料を中心に検討を進め、具体的な対応方法を確立していく予定である。平成7年度においては在日外国人の精神保健の現状把握を一層明確化させるとともに、その問題点と対応方法の具体化に努めた。主要な基礎的資料として、下記が収集され、検討が加えられた。男子95例、女子77例の172例に関して、受診経緯、診断名、国籍、経済的な問題、法律的な問題などを検討。2)全国の精神保健センター49カ所に対して、1994年における外国人事例の取扱いの実態に関してアンケート調査を実施。3)モデル地区として栃木県を選択し、県内11保健所に対して、1994年における外国人事例の取扱いの実態に関してアンケート調査を実施。4)平成7年8月に開設された、栃木県の外国人を対象としたメンタルヘルス専門相談のシステムを研究し、今後の対応システムの在り方を研究。
非古典的手法を用いた光学活性超分子有機発光体のキラルな光学特性制御

機能の異なる2種類の機能性分子(発光性分子と光学活性分子あるいは光学活性有機発光体とマトリックス)を組み合わせることにより、円偏光発光(CPL)特性を有する光学活性ハイブリッド超分子有機発光体の開発に成功した。さらに、同じ軸性キラリティーを有する光学活性ビナフチル有機発光体において、光学活性ビナフチルの二面体角の角度の違い、光学活性ビナフチルユニットの永久双極子モーメントの方向の違い、さらには外部マトリックスの違いにより、CPLの回転方向の制御に成功した。本研究は、省資源・省エネルギー的手法を用いて、円偏光発光(CPL)特性を有する有機発光体の開発を目的としている。一般的に、光学活性材料のキラリティーに基づく光学特性を反転させるには、逆のキラリティーを有する光学活性物質を用いる。本研究では、同じ絶対配置を有する軸不斉ビナフチル化合物の非古典的CPL特性制御について検討した。まず、軸不斉ビナフチル化合物(R)-2,2'-Diethoxy-1,1'-binaphthyl [(R)-1]を用い、状態変化におけるCPLスペクトルの変化について検討を行った。固体KBr分散状態及び固体PMMAfilm分散状態で、CPLスペクトルの測定を行ったところ、興味深い事に、同じ軸不斉ビナフチル化合物を用いているにもかかわらず、CPLスペクトルの符号を反転させることに成功した。次に、光学活性ビナフチルユニットが1つの軸不斉ビナフチル化合物(R)-(-)-(3,5-Dioxa-4-phosphacyclohepta[2,1-a:3,4-a']dinaphthalen-4-yl)dimethylamine [(R)-2]および光学活性ビナフチルユニットが2つの(11bR,11'bR)-4,4'-9,9-Dimethyl-9H-xanthene-4,5-diyl)bis-dinaphtho[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]dioxaphosphepin [(R)-3]を用いた。(R)-2及び(R)- 3のchloroform溶液中でのCPLスペクトルを測定したところ、興味深い事に、同じ軸不斉ビナフチルユニットを有しているにもかかわらず、CPLスペクトルの符号が反転した。このように、同じ軸不斉ビナフチルユニットを用いているにもかかわらず、光学活性ビナフチルユニットの個数を変えることにより、CPLスペクトルの符号を制御する事に成功した。まず、(Rac)-1/2系超分子錯体Iを、(Rac)-1と2のMeOH混合溶液を調整し、室温で静置する事により、得る事に成功した。この錯体IのX線結晶構造解析を行ったところ、構成分子は、カルボキシル基とアミノ基による水素結合およびイオン結合1次元ネットワークで結ばれており、興味深いことに超分子・錯体化過程で自然分晶を起こし、光学活性な錯体が得られることを見出した。光学特性について検討したところ固体状態円偏光発光(CPL)を観測することに成功した。続いて、(Rac)-1/3系超分子錯体IIを、同様に得る事に成功した。興味深いことに、超分子錯体IIも、自然分晶により光学活性な錯体であった。同様に、(Rac)-1/4系超分子錯体IIIにおいても自然分晶していた。いずれの錯体も、2種類の構成分子は水素結合及びイオン結合による一次元ネットワーク構造を形成しており、これらが集合することにより、光学活性な錯体を形成していた。これら錯体II及びIIIの固体CPL特性について検討したところ、いずれの錯体も固体CPL特性を示すことを見出した。本研究では、同じ絶対配置を有する光学活性有機発光体の非古典的円偏光発光(CPL)特性制御について検討した。まず、2個の発光性ピレンユニットをジエチルエーテル鎖を用いて連結した軸不斉ビナフチル発光体1,1'-binaphthalene-2,2'-diylbis(oxy-2,1-ethanediyloxy-2,1-ethanediyl)-1-pyreneacetic acid ester (1)の非古典的CPL特性制御について検討した。(R)体の発光体(R)-1のchloroform溶液中におけるCPLスペクトルを測定したところ、ピレンのエキシマー発光由来のCPLを観測した。興味深いことに、PMMA film中では、chloroform溶液中におけるCPLと比べ、CPL波長は大きくブルーシフトし、chloroform溶液中では負(-)のCPLを発したのに対し、PMMAfilm中では正(+)のCPLを発し、CPLスペクトルの符号を反転させることに成功した。続いて、天然物である光学活性酒石酸を原料とし、4個の発光性ナフタレンユニットを備えた酒石酸誘導光学活性有機発光体(2)のナフタレン環の置換位置(1位あるいは2位)に基づく非古典的CPL特性制御について検討した。

キラル源としては同じ絶対配置を有する光学活性酒石酸を用いたにもかかわらず、発光性ナフタレンユニットの置換位置を変えるだけで、同じ絶対配置でありながら、CPLスペクトルの符号を反転させる事に成功した。化学一般的に、左右の光学活性を有する光学活性な機能性材料を開発する場合、左右の光学活性な物質を出発化合物として用いる。しかしながら、左右両方の光学活性な物質は、一般的に高価であり、安易に入手することが困難な場合が多く、また、得るための光学分割が非常に困難な場合も生じる。そこで、同じ絶対配置を有する光学活性化合物を用い、他の要因を制御することにより、左右の光学特性を有する光学活性な機能性材料を開発することができれば、経済的・省資源・省エネルギー的観点からも、非常に優れている。当該年度の研究成果では、同じ絶対配置を有する軸不斉ビナフチル化合物を用いているにもかかわらず、その外部環境あるいは、隣接基効果の有無を制御することにより、円偏光発光(CPL)スペクトルの符号を反転させることに成功したため、評価を2とした。一般的に、光学活性な機能性材料を創製・開発する場合、光学活性な物質を出発化合物として用いる。しかしながら、光学活性な物質は、一般的に高価であり、安易に入手することが困難な場合が多く、また、得るための光学分割が非常に困難な場合も生じている。そこで、光学活性な化合物ではなく、より安価で、入手しやすいラセミ体の化合物を用いることにより、光学活性な機能性材料を創製・開発することができれば、経済的・省資源・省エネルギー的観点からも、非常に優れている。当該年度の研究成果では、光学活性な物質を出発化合物として用いることなく、ラセミ体の構成分子とアキラルな構成分子を組み合わせることによって、円偏光発光(CPL)特性を有する光学活性な超分子発光材料を創製することに成功したため、評価を2とした。今年度の研究では、研究計画に沿って、同じキラリティーを有する光学活性な分子を用い、各種マトリックス分子と複合化させるにより、各種光学特性の符号を制御することを試みる。具体的には、キラリティーを反転させることなく、各種マトリックス分子として有機高分子材料あるいは無機物質を用いることにより、同じ構成分子で、分子配列様式を制御し、固体状態蛍光(PL)特性、固体状態円偏光二色(CD)性、円偏光発光(CPL)特性の制御を試みる。今年度の研究では、研究計画に沿って、同じキラリティーを有する光学活性な構成分子を用いているにもかかわらず、構成分子の置換基の種類を変えることにより、各種光学特性の符号を制御することを試みる。具体的には、キラリティーを反転させることなく、置換基の位置(オルト位、メタ位、パラ位)あるいは、置換基の種類(ハロゲン基、メチル基、メトキシ基など)を変えることにより、同じ構成分子で、分子配列様式を制御し、固体状態蛍光(PL)特性、固体状態円偏光二色(CD)性、円偏光発光(CPL)特性の制御を試みる。さらに、超分子錯体からさらに研究を発展させ、単一分子の分子構造を精密に制御することにより、固体状態蛍光(PL)特性、固体状態円偏光二色(CD)性、円偏光発光(CPL)特性の制御を試みる。
Gタンパク質共役受容体におけるシグナル伝達機構の解明

平成30年度は,前年度までに開発してきたタンパク質の構造探索法をGタンパク質共役受容体(GPCR)へ適用した.具体的には,研究代表者が開発した遷移経路探索法であるPaCS-MDとOFLOODと組み合わせたハイブリッド型の構造サンプリング法を開発し, GPCRのリガンド結合過程に適用した.本手法の利点として, PaCS-MDとOFLOODを組み合わせることにより, PaCS-MDのみの遷移経路探索の探索不足分をOFLOODで補うことができる.また, GPCRとリガンドの結合過程を抽出するために,反応座標を指定する必要があり,当初の計画ではリガンドと活性部位の重心間距離を検討していたが,単純な重心間距離では,結合過程を十分に記述することが困難であるため, PaCS-MDの更なる拡張を行った.具体的には, PaCS-MDの反応座標を遷移経路探索の過程で動的に可変にし,複数の反応座標の候補の中からスコア関数を定義し,その値を参照にすることで,適宜最適な反応座標を選択する方法論を開発した.この拡張により, GPCRのリガンド結合過程を記述する妥当性の高い自由エネルギーが低い経路を探索可能にした.自由エネルギー評価には, PaCS-MDやOFLOODから得られた原子座標トラジェクトリを用いてマルコフ状態モデルを構築し,固有値問題として解くことでシステムの定常状態を求め,高精度な自由エネルギー計算可能にする方法論を開発した.初年度にCPUからGPU (演算加速器)への計算機搬入の変更が生じ,次年度へ予算を繰り越したため, GPCRへの手法適用が遅れてしまったが,現在, GPCRのリガンド結合過程に伴う膜内外のシグナル伝達経路の解析を継続しており,今後は研究成果をまとめ,論文投稿を目指す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。Gタンパク質共役受容体は,リガンドや光などの細胞外シグナルを受容し, Gタンパク質の活性化を介してシグナルを細胞内へ伝達する機能を担う生理現象に不可欠な7回膜貫通型受容体である.細胞表面には様々な受容体が存在しているが, GPCRファミリーは生体のあらゆる細胞に存在しており,生命維持に不可欠な機能のほぼ全てに関与しているため,生理現象を理解するために極めて重要である.近年,結晶構造として, GPCRのモデルタンパク質であるβ2アドレナリン受容体の活性型構造が決定され,結晶構造解析に基づく分子レベルでのシグナル伝達モデルが提案された.シグナル伝達モデルによると,膜貫通ヘリックスや,細胞内領域に結合するGタンパク質と相互作用するループ領域は,伝達過程で重要な役割を果たしていると予想されるが,これらの構造領域は揺らぎが大きいため,実験的な構造決定が困難である.故にに,ヘリックス領域に変異を導入したりループ領域を削除することで,結晶構造が決定されてきた.しかし,これらの改変は野生型構造本来のリガンドに対する親和性や活性能に影響を与える可能性があるため,詳細な伝達機構は不明である.初年度は,改変を取り除いた理想的システムを全原子モデルで構築した.更に,実験的探索が困難な揺らぎの大きい膜貫通領域,及び細胞内ループ領域に存在する伝達経路を計算機シミュレーションにより明らかにするために,研究代表者が開発を進めてきた遷移経路探索法であるparallel cascadeselectionmolecualr dynamics (PaCS-MD)の拡張を行った.特に, PaCS-MDとマルコフ状態モデルを組み合わせることで自由エネルギー評価を可能にし,膜外から受容体に結合するリガンドに関する結合素過程を解析中である.Gタンパク質共役受容体が細胞外からリガンドを認識し,膜タンパク質内の構造変化(ヘリックスの再配向)を介して細胞内にシグナル伝達する過程を研究代表者が開発中の遷移経路探索法(PaCS-MD: Parallel cascade selection molecular dynamics)で抽出することを試みた.PaCS-MDは,初期構造の異なる複数の短時間MDを独立かつ超並列に実行することで,効率的に構造遷移経路を抽出する方法である.これまでのPaCS-MDのアプリケーションでは,システムサイズが比較的小さいタンパク質に適用することがほとんどであったが,本研究では膜タンパク質であるのでシステムの総原子数が大きくなり, 1回の構造リサンプリングに必要な初期構造を増やす必要が生じた.加えて,総原子数の増加に伴い,初期構造あたりの計算時間も増えることから,搬入予定である計算機の性能を見直す必要が生じた.そこで,当初搬入予定だったCPUベースの計算機クラスタから, GPU(演算加速装置)ベースに仕様を変更した.これにより,計算機搬入予定の遅延が生じてしまったため,研究進捗に遅れが生じた.計算機搬入までの期間は, PaCS-MDで抽出したリガンド結合経路を評価するための自由エネルギー計算法の開発を進めた. PaCS-MDのこれまでの問題点として,抽出した遷移経路の定量的な取り扱いが難しいことが挙げられていたが,この問題点を克服することを試みた.特に, PaCS-MDでサンプルしたトラジェクトリ(原子座標)に関して,状態間の構造遷移をマルコフ過程と過程し,マルコフ状態モデルを構築することにより,構造遷移経路を自由エネルギー地形上で定量的に評価可能な様に拡張した.Gタンパク質共役受容体(GCPR)は,リガンドや光などの細胞外シグナルを受容し, Gタンパク質の活性化を介してシグナルを細胞内へ伝達する機能を担う生理現象に不可欠な7回膜貫通型受容体である.細胞表面には様々な受容体が存在しているが, GPCRファミリーは生体のあらゆる細胞に存在しており,生命維持に不可欠な機能のほぼ全てに関与しているため,生理現象を理解するために極めて重要である.

次年度は,アゴニスト結合に伴う膜貫通領域ヘリックス揺らぎがシグナル伝達機構に果たしている役割に注目した.始構造として研究代表者が開発した遷移経路であるPaCS-MDを用いてアゴニストをβ2ARに結合させた複合体構造を選択し,また終構造として活性型結晶構造を選択し,膜貫通領域における伝達経路を探索した.活性型・不活性型結晶構造の比較では,アゴニスト結合後,細胞内領域に突き出たヘリックス構造(TM5, TM6)が外側へ大規模に構造変化しており,ヘリックスの再配向がシグナル伝達において重要な役割を果たしていると予想されことから,この領域の構造変化を重点的に解析した.また,活性化型構造へ到る膜貫通ヘリックスの遷移経路を特定するためPaCS-MDを用いて探索し,ストリング法により最小自由エネルギー経路を求める計算手法の開発を進めた.反応座標として,活性化型・不活性型のヘリックス構構造の平均自乗変位(RMSD)を選択し, RMSDが小さくなる様に初期構構造を選択していくことで,活性型構へ遷移させることを試みた.現在,最小自由エネルギー経路上に存在する膜貫通領域の中間体構造を解析中である.今後は,準安定状態間遷移を経て多段階的に伝播する動的機構を生み出していると予想される「膜貫通領域の揺らぎ」がシグナル伝達に果たす役割を解明する.初年度後半に搬入予定の大型計算機の仕様をCPUベースからGPU(演算加速器)ベースへ変更したことから,搬入時期の遅延が生じたため,全体的に研究の進捗が遅れている.計算機搬入までの遅延期間を利用し, PaCS-MDとマルコフ状態モデルを組み合わせた自由エネルギー計算法を完成させ,現在論文執筆中である.また, Gタンパク質共役受容体のシグナル伝達経路に関して,ストリング法と組み合わせることで,最小自由ネルギー経路を求める計算手法も開発予定である.また,大型計算機自体は搬入済みであり, PaCS-MDとマルコフ状態を適用したリガンド結合経路を計算中である.今後は,細胞膜中の7回膜貫通ヘリックスの再配向に関して,自由エネルギー地形上に存在する中間状態(準安定状)の解析を進める予定である.解析にあたり, 7開幕貫通ヘリックスの構造変化を記述する適切な反応座標を設定する必要が生じたため, PaCS-MDの反応座標を動的に変えることで,より適切な反応座標を探索していく計算手法も開発中である.特に,これまでのPaCS-MDでは,終構造から測定した平均自乗変位(RMSD)を反応座標として構造リサンプリングを繰り返していたが,より複雑な構造変化になればなるほど適切な反応座標を設定する必要が生じることがわかってきた.この様な理由から, PaCS-MDにおける反応座標を再考し,手法自体の拡張も実施した.場合によっては機械学習などと組み合わせることにより,より効率的な反応座標選択を実現するアルゴリズムを開発する.平成30年度は,前年度までに開発してきたタンパク質の構造探索法をGタンパク質共役受容体(GPCR)へ適用した.
GISをベースにした地すべりの三次元確率解析、崩壊過程のシミュレーション及び災害危険度評価

本研究は,従来の斜面安定解析評価の基本的な問題点を,新しい情報技術であるGISを導入して解決し,より合理的な斜面安定評価システムを開発しようとする試みである.以下の研究をした:(1)解析理論の開発:(1)Slope Unitの区分複雑な広域の地形の中から,安定解析を行うための同じ傾斜方向を持つ領域を区分するGIS解析手順;(2)三次元解析用の地形,地質区分,地下水位,不連続面などのベクトル,ラスターデータの準備;それぞれのSlope Unitに対して,三次元斜面安定解析を自動的に行えるシステムを開発した.ここでは,すべり体の形状を楕円球体として,その楕円球体と地盤の交差面をすべり面とし,各Unitの傾斜角度,傾斜方向に合わせて,楕円球体の空間姿勢を自動的に調整する.すべり体の安全率の計算は,改良したHovlandの三次元の計算方法を用いる。地盤内の地下水位,地層区分,断層などの不連続面も考慮することができる.(3)すべり体を楕円球体と仮定し,Slope unitの傾斜方向に空間姿勢を調整する座標変換;(4)楕円球体の曲率と楕円球体の空間位置をモンテカルロ法を用いて乱数により変化させ(幅,すべり深さの短軸の長さ,短軸と長軸の比),最もすべりやすいすべり体を特定する.そして,一定間隔の格子毎に安全率を計算して,すべてのSlope Unitにおいて,安全率が最小となるすべり体を特定する.(2)三次元解析の検証過去に行われた単純な三次元解析結果と比較して妥当性を検証。斜面安定評価システムを用いて以下の実例を適用している:1福島県国道49号線沿いの道路斜面の事例レーザープロファイラーで取得した地形データ,および無数の貫入試験より得られた風化厚さの分布データをもとに不安定すべり体の位置と規模(幾何形状)を抽出した.2土木学会: 2003年7豪夜雨災害調査・熊本県水俣市の事例風化安山岩に発生した斜面崩壊の逆解析結果から,広域の斜面の中から,今後崩壊可能性のあるすべり体の位置と規模を推定した.本研究は,従来の斜面安定解析評価の基本的な問題点を,新しい情報技術であるGISを導入して解決し,より合理的な斜面安定評価システムを開発しようとする試みである.以下の研究をした:(1)解析理論の開発:(1)Slope Unitの区分複雑な広域の地形の中から,安定解析を行うための同じ傾斜方向を持つ領域を区分するGIS解析手順;(2)三次元解析用の地形,地質区分,地下水位,不連続面などのベクトル,ラスターデータの準備;それぞれのSlope Unitに対して,三次元斜面安定解析を自動的に行えるシステムを開発した.ここでは,すべり体の形状を楕円球体として,その楕円球体と地盤の交差面をすべり面とし,各Unitの傾斜角度,傾斜方向に合わせて,楕円球体の空間姿勢を自動的に調整する.すべり体の安全率の計算は,改良したHovlandの三次元の計算方法を用いる。斜面安定評価システムを用いて以下の実例を適用している:1福島県国道49号線沿いの道路斜面の事例レーザープロファイラーで取得した地形データ,および無数の貫入試験より得られた風化厚さの分布データをもとに不安定すべり体の位置と規模(幾何形状)を抽出した.2土木学会: 2003年7豪夜雨災害調査・熊本県水俣市の事例風化安山岩に発生した斜面崩壊の逆解析結果から,広域の斜面の中から,今後崩壊可能性のあるすべり体の位置と規模を推定した.
~温熱療法の可能性を広げる~運動療法との併用による筋萎縮予防効果

廃用性筋委縮は,固定や臥床によって生じ,最も理学療法が対象とすることの多い二次性の障害である.廃用性筋委縮に対しては,運動療法が効果的であるものの,その効果を得るためにはある程度の強度が必要である.しかしながら,廃用性症候群を呈した患者にとって,高強度の運動を行うのは困難である.また,神経筋電気刺激療法も,筋を強化するには苦痛を与える強度が必要であるといわれている.先行研究では,温熱療法と運動療法の併用によって,より効果的に筋委縮の進行を抑制できたものの,その作用機序については不明なままであった.そこで本研究では,廃用性筋委縮の進行抑制に対して,短時間の温熱負荷とトレッドミル走行または神経筋電気刺激の併用効果を確認し,その作用機序を検証することを目的とした.対象としてWistar系ラットを用いた.足関節を最大底屈位に固定し1日1度,固定を除去してそれぞれの介入を行った.ラットはコントロール群,固定群,トレッドミル走行群,温熱トレッドミル走行群,神経筋電気刺激群,温熱神経筋電気刺激群の6群に分けられ,介入を行った.結果,トレッドミル走行の前に温熱負荷を行った群のみが,廃用性筋委縮の進行を抑制できた.その作用機序として,タンパク質新生・修復を促すHeatshockProtein72(HSP72)の発現が促進され,分解を促すプロテインリガーゼE3の発現が抑制されていることが確認できた.また,その他の群では,HSP72の発現が認められたもののプロテインリガーゼE3の発現が抑制できないなど,筋委縮の進行抑制には,タンパク質新生・修復系と,分解系のバランスを保つための介入が必要であることが確認できた.この結果は,廃用性筋委縮を呈している患者や高齢者の運動療法を行うにあたって,温熱療法を前処置として行うことで,運動療法の効果を引き出すことができるということが示唆された.廃用性筋委縮は,固定や臥床によって生じ,最も理学療法が対象とすることの多い二次性の障害である.廃用性筋委縮に対しては,運動療法が効果的であるものの,その効果を得るためにはある程度の強度が必要である.しかしながら,廃用性症候群を呈した患者にとって,高強度の運動を行うのは困難である.また,神経筋電気刺激療法も,筋を強化するには苦痛を与える強度が必要であるといわれている.先行研究では,温熱療法と運動療法の併用によって,より効果的に筋委縮の進行を抑制できたものの,その作用機序については不明なままであった.そこで本研究では,廃用性筋委縮の進行抑制に対して,短時間の温熱負荷とトレッドミル走行または神経筋電気刺激の併用効果を確認し,その作用機序を検証することを目的とした.対象としてWistar系ラットを用いた.足関節を最大底屈位に固定し1日1度,固定を除去してそれぞれの介入を行った.ラットはコントロール群,固定群,トレッドミル走行群,温熱トレッドミル走行群,神経筋電気刺激群,温熱神経筋電気刺激群の6群に分けられ,介入を行った.結果,トレッドミル走行の前に温熱負荷を行った群のみが,廃用性筋委縮の進行を抑制できた.その作用機序として,タンパク質新生・修復を促すHeatshockProtein72(HSP72)の発現が促進され,分解を促すプロテインリガーゼE3の発現が抑制されていることが確認できた.また,その他の群では,HSP72の発現が認められたもののプロテインリガーゼE3の発現が抑制できないなど,筋委縮の進行抑制には,タンパク質新生・修復系と,分解系のバランスを保つための介入が必要であることが確認できた.この結果は,廃用性筋委縮を呈している患者や高齢者の運動療法を行うにあたって,温熱療法を前処置として行うことで,運動療法の効果を引き出すことができるということが示唆された.1,人に対して温熱療法と運動療法を併用した場合,筋力が向上することが考えられる.本研究においては「ただ単に筋力が向上した」にとどまらず,筋力が向上することで動作が変化するかについて着目する.その手法としてデジタルビデオカメラ(以下DV)を用いた二次元データを指標の一つとして用いる予定であり,今年度はそのデータの信頼性を確認するために, DVを用いた場合の対象までの距離と高さの検討を行い,画角等の影響を受けにくい撮影条件として4m以上の距離がひつようであると断定した(10^<th>International Congress of Asia Confederation for Physical Therapyにて発表).2,温熱療法と運動療法との併用効果について,その作用機序を明らかにするため,関節固定も出るラットを用いた検討を行う予定である.平成20年度は,これらの関節固定モデル作製手法についてのパイロットスタディを行っている段階である.介入方法は,温熱療法,トレッドミル走行,神経筋電気刺激療法について,それぞれ単独あるいは併用群である.検討項目は,筋湿重量,筋断面積ならびに生物化学的手法をもちいた検討を行う.筋湿重量については有意差を認めており,平成21年度にて,それぞれの項目について検証を行う.温熱負荷による筋萎縮予防効果の根拠となる作用機序は,熱ショックタンパク(Heat shock protein : HSP)の活性化であるといわれている.HSPは温熱負荷のみではなく,運動や物理的刺激によっても活性化されるため,温熱と運動を組み合わせることで,より効果的に,筋萎縮の進行を抑制できるのではないかと考え,以下の2点を明らかにすることを目的とした.

(1)動物実験レベルにて,短時間の温熱負荷後のトレッドミル走について,タンパク質新生,修復に働くHSPの発現と,タンパク分解系に働くユビキチン-プロテアソーム系の働きを確認することを目的とした.また廃用性筋委縮に陥った全身運動が行えない患者を想定しての,トレッドミル走運動に替わる筋収縮にとして,神経筋電気刺激による筋収縮においても筋委縮進行抑制効果があるかについて検討した.温熱療法と運動療法併用効果の有無と,その作用機序の解明(2)臨床研究として,高齢者に対する温熱療法と運動療法の筋萎縮抑制ならびに筋肥大促進効果の検証動物実験では,廃用性筋委縮の進行抑制を目的として,温熱負荷後の走運動および電気刺激による筋収縮を行った.その結果,1週間の実験期間内で,温熱負荷後の走運動において筋質重量,筋断面積の減少を抑制することができた.さらに,リアルタイムCPR法を用いて,タンパク質新生・修復に関与するHSPならびに分解に関与するユビキチンリガーゼE3の発現を測定した結果,温熱・運動の併用群にのみ,HSPの活性化とユビキチンリガーゼE3の減少を認め,このことが併用群における筋萎縮進行抑制効果の作用機序であると考えられた.臨床研究では,デイサービス利用中ならびに通院中の高齢者を対象として,ホットパック10分施行後に運動を行わせたが,有意な差がでるほどの効果は認められなかった.温熱方法の検討が今後の課題である.