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災害時要援護者と家族のための防災・減災マインドトレーニングプログラムの開発

訪問看護活動において防災・減災対策を実施した事例に関して訪問看護師にインタビューを行い,要配慮者とその家族の防災・減災における予備力強化のための訪問看護師の関わりについて検討した.その結果,「実際に考えて行動するのは当事者であり,自分たちはその支援をする者だ」という訪問看護師の姿勢が導かれた.さらに,要配慮者とその家族の防災・減災における予備力の強化には,身体的・心理的に大きな負担にならずに,自然に日常生活や訪問看護活動に組み込めるようなものが必要であると示唆された.高齢・少子化が進行するわが国においては,将来的に多くの高齢者が地域社会で災害時要援護者となる可能性が高い.災害時要援護者対策は急務であると共に,災害への備えにおいて,マニュアルや防災備品の整備等だけではなく,人びとの意識や行動を変容する働きかけが必要である.そこで,本研究の目的は,災害時要援護者とその家族に焦点を当て,防災・減災マインドを強化する看護とはどのようなものかを明らかにすることである.防災・減災マインドとは予備力と回復力を含めた災害に対応する力とする.最終的には予備力と回復力を含めた災害に対応する力を強化するトレーニングプログラムの開発を目的としている.平成26年度は,防災・減災マインドに関連深いと考えられる「災害観」に関する文献検討の実施と災害時要援護者で多くを占めるであろう高齢者とその家族に対する防災/減災への看護介入と評価に関する研究の動向について研究を進めた.「災害観」に関する文献は国内で44件検索され,現在も分析中である.高齢者とその家族に対する防災/減災への看護介入研究は7文献であり,そのほとんどは,患者あるいは高齢者の防災に対する意識と準備状況に関する実態であった.内容は,難病患者,透析患者,オストミーに対して手帳やパンフレットを配布し,災害への準備状況を調査していた.家族を含めて防災訓練を行ったものは2件で,それぞれの家族ごとに個別の訓練計画をたてて実施していた.いずれの介入においても,在宅看護では,在宅療養者のみならず家族との会話時間も多くあり,その内容が看護実践や相手に及ぼす影響は大きいと考える.次年度は,「災害観」と「対話」に関する文献検討の継続と介入プログラムの作成,国際・国内学会における発表を計画している.本研究の目的は,災害時要援護者と家族のための防災・減災マインドトレーニングプログラムの開発である.特に,わが国では加速する高齢・少子化,在院日数短期化に伴う在宅や地域への医療の場の拡大により,地域における災害時要援護者とその家族への対策が重要な課題となっている.さらに,近年の度重なる災害において,それぞれの地域とそこに暮らす人びとに適した災害時要援護者対策が関係者の努力により展開されている.今後は,机上の空論にならない有効なガイドラインを構築するための事例の蓄積が求められている.そこで,本研究では特に,地震防災強化地域にある訪問看護ステーションの利用者とその家族のレジリエンスに焦点を当て,災害への予備力を強化する訪問看護実践に関する事例の検討と検討事例から訪問看護ステーション利用者とその家族の防災・減災における予備力と家族レジリエンスを強化する訪問看護実践方法を抽出してアーカイブすることに焦点を当てる.平成27年度においては,以下の活動を実施した.1.防災・減災マインドのコアと考えられる「災害観」に関する文献検討.2.プログラム開発は国内外の文献検討と家族レジリエンス等を踏まえ,実際の訪問看護の現場における事例を検討・考察し,組み立てるという研究目的に照らし,地震防災強化地域にある訪問看護ステーションの利用者とその家族のレジリエンスに焦点を当て,災害への予備力を強化する訪問看護実践に関する事例の検討と検討事例から訪問看護ステーション利用者とその家族の防災・減災における予備力と家族レジリエンスを強化する訪問看護実践方法を抽出してアーカイブすることに焦点を当てた研究計画を具体的に立案し,研究者所属の倫理審査委員会にて承認を得た.次年度は研究計画の実施を行う.学部運営に係る職に着任したため,従来のように研究時間を確保することが難しくなった.高齢・少子化が進行するわが国においては,要配慮者とその家族の防災・減災対策が重要な課題である.今回,訪問看護師1名に,訪問看護実践において防災・減災対策を実施した印象深い事例に関して自由に語ってもらうエピソード想起型のインタビューを行い,防災・減災における予備力の強化に向けた訪問看護師の関わりについて検討した.倫理的配慮として共同研究者が所属する倫理委員会の承認を得た.その結果,訪問看護師は「印象に残っているのはA氏ですね」と語った.A氏は頸髄損傷により四肢麻痺となり,人工呼吸器を装着しながら約30年間在宅療養を継続している.主たる介護者は母親であり訪問看護師は約20年間この家族に関わっている.訪問看護師が語る印象深かった災害対策として,「私たちはとっかかりで,実際に考えて動くのはA氏」というエピソードがあった.約1時間の語りの中で,「人工呼吸器に関する避難訓練をやったけど,最初は訪問看護が主体的に動かないと進まなかった.でも,平成XX年の大雨,あれが決定的になった.A氏自身が行動できなくても,ああしてこうしてって指示出せばいいって.災害が来たときのシミュレーションができたかなって思う.私たちはとっかかりで実際に考えて動くのはA氏.災害対策を1ヶ月に1回やっているとかそういうのではないけど,台風シーズンになったらバッテリー大丈夫?とか大雨になったら誰か来てくれる?とかそういうのも災害対策かなと思うので,それを日常化していける感じ.こちらも気負わずにやれる,あちらも日常の中で災害対策ができる,そうなればいいって思ってる.」という内容が認められた.

要配慮者とその家族の防災・減災における予備力の強化には,要配慮者とその家族及び看護職にとって,身体的・心理的に大きな負担にならずに,自然に日常生活や訪問看護活動に組み込めるようなものが必要であると示唆された.昨年度,データ収集・分析を実施する時期に,研究代表者の配偶者が急逝し,研究活動を進めることができなかった.高齢・少子化が進行するわが国においては,要配慮者とその家族の防災・減災対策が重要な課題である.今回,訪問看護活動において防災・減災対策を実施した事例に関して訪問看護師にインタビューを行い,要配慮者とその家族の防災・減災における予備力強化のための訪問看護師の関わりについて検討した.訪問看護師1名に,訪問看護実践において防災・減災対策を実施した印象深い事例に関して自由に語ってもらうエピソード想起型のインタビューを行い,防災・減災における予備力の強化に向けた訪問看護師の関わりについて検討した.予備力とは「家族が災害等の危機に遭遇する前に有している危機に対応する力」とした.エピソード事例は頸髄損傷により四肢麻痺となり,人工呼吸器を装着しながら約30年間在宅療養を継続している男性であった.訪問看護師は,闘病生活とその介護という逆境に向き合う男性と家族の家族の状況によりそいながら,日々の看護や防災・減災への取り組みを続けていた.訪問看護師の信念は,実際に考えて行動するのは当事者であり,自分たちはその支援をする者だという姿勢である.さらに,日常的な働きかけこそが災害対策の要であると信じている.本エピソードより,要配慮者とその家族の防災・減災における予備力の強化には,要配慮者とその家族及び看護職にとって,身体的・心理的に大きな負担にならずに,自然に日常生活や訪問看護活動に組み込めるようなものが必要であると示唆された.訪問看護活動において防災・減災対策を実施した事例に関して訪問看護師にインタビューを行い,要配慮者とその家族の防災・減災における予備力強化のための訪問看護師の関わりについて検討した.その結果,「実際に考えて行動するのは当事者であり,自分たちはその支援をする者だ」という訪問看護師の姿勢が導かれた.さらに,要配慮者とその家族の防災・減災における予備力の強化には,身体的・心理的に大きな負担にならずに,自然に日常生活や訪問看護活動に組み込めるようなものが必要であると示唆された.校務増加のため,研究時間が短縮され,文献検討と介入プログラム作成に関して遅れが生じている.
神戸の都市景観の色彩に関する調査研究

神戸の景観色彩を考える上で重要な資料となる近代洋風建築物・現代建築物の外壁の色彩を測色機を用いて測定し表色系で表現することを試みた。測色対象とした近代洋風建築物は、「神戸の近代洋風建築」(神戸市教育委員会・1990)のリスト435件のうち昭和63年当時現存するもの319件とし、実際には223件を測定した。現代建築物は神戸市建築文化賞(第1回第7回)受賞建物38件及び神戸景観ポイント賞(第1回第6回)受賞建物28件の合計66の建築物の外壁の測色を行った。使用した測色機は色彩色差計ミノルタCS-100・分光測色計ミノルタCM-2002である。測定部位は、外壁及び外部に面している部分とし、主調色・副調色・強調色に分類して測色した。合計の測定点数は546点となった。現代建築物を測定する際、CS-100とCM-2002で同一箇所を測色し、比較を行った。その結果各測色値の対応は相関係数で0.95以上を得、表面の光沢が大きく影響しない材料では二種の測色方法にきれいな線形関係が確認された。近代洋風建築物(以下近代)546点、現代建築物(以下現代)112点の測色結果から以下のことが判明した。(1)近代・現代ともL^*値は広範囲に分布しているのに比べた、a^*値・b^*値は比較的狭い範囲に密集していた。(2)両者とも全体的に色相はYTR系に多く分布していた。また主・副調色では高明度・低彩度の傾向も読みとれた。(3)近代に比べ現代はa^*値が負の値をとる割合が高く、YRR系の色が少なかった。また相対的に現代の方が低彩度であった。(4)近代を地区ごとに分類すると、北野地区(色相は広範囲に分布、明度は主調色=高明度・強調色=低明度)、旧居留地・栄町地区(石素材を中心に高明度低色彩度YR系色に集中)でその特色ある色彩が読みとれた。(5)近代の建物用途ごとに分類すると、下見板張りペンキ塗様式の住宅の色彩分布が多岐に渡っているのに対し、それ以外の住宅の色彩はY系への明確な偏りを示していた。なお近代洋風建築物の全測定点546点のL^*a^*b^*表色系での分布をa^*値座標、b^*値座標で表したものがFig-1、L^*値座標・a^*値・b^*値の二乗平均座標で表したものがFig-2である。なお近代洋風建築物の全測定点546点のL^*a^*b^*表色系での分布をa^*値座標、b^*値座標で表したものがFig-1、L^
近世幕府文書の古文書学的研究

本研究は、近世史料学、近世古文書学の体系化を図り、確立することを目的とし、近世史料について様式・形状・機能などの古文書学的な検討を加えようとしたものである。その試みの第一段階として幕府関係文書を取り上げ、そのうちでももっとも重要な、幕府ないし将軍の意思の伝達に関わる文書を取り上げ、古文書学的な分析をおこなった。具体的な研究成果の詳細は、別冊の研究報告書に譲り、その概要のみにとどめる。1、研究の素材の収集のため、(1)熊本大学寄託細川家史料、(2)柳川古文書館保管立花家史料、(3)防府市毛利博物館所蔵毛利家史料、(4)岡山大学附属図書館所蔵池田家文庫、(5)上田市立博物館所蔵松平家史料、(6)仙台市立博物館所蔵伊達家史料、(7)弘前市立図書館所蔵津軽家史料、(8)鳥取県立博物館所蔵鳥取池田家史料、(9)彦根市立図書館所蔵彦藩史料、(10)国文学研究資料館史料館所蔵真田家史料および土屋家史料、(11)国立公文書館内閣文庫所蔵多聞櫓文書などを調査し、幕府文書を写真撮影して検討を加え、研究のための基礎的デ-タを収集できた。2、研究の成果として、力点をおいた老中奉書に関わる3点だけを挙げておく。(1)老中奉書には料紙の使い方や花押の有無、老中連署や一判のもの、上意文言の有無など、多様な様式と形状を持っている。それは、用途と時間的な差異・変化によるものであり、老中奉書は種々な様式のなかに固有の様式を備えている。(2)老中奉書は寛文期ころから多様な姿を示するようになり、享保期ころからは形式化し、その機能は、「付札」や「申渡書」などの種々な様式を持つ文書により代替されていく。(3)近世中後期によくみられる「御書付」は、かつて老中奉書により伝達されていた法令が、「御書付」と称されて伝達され、触書と一般に呼ばれるようになったもので、書留め文言に「被仰渡候」、「被仰付候」とあることからも、老中奉書の機能が転化したものである。近世古文書学を体系化し、確立することを意図し、その第一段階として幕府文書をその様式や形状に着目して古文書学的に検討することを目的とした本研究では、まず第一に幕府文書の原文書や良質な写本、および書札礼や書式集の収集が必要である。今年度には、(1)熊本大学寄託永青文庫所蔵の細川家史料、(2)柳川古文書館保管の立花家史料、(3)防府市毛利博物館所蔵の毛利家史料、(4)岡山大学附属図書館所蔵の池田家史料、(5)上田市立博物館所蔵の松平家史料、(6)仙台市立博物館所蔵の伊達家史料、(7)弘前市立図書館所蔵の津軽家史料、(8)国文学研究資料館史料館所蔵の真田家史料・土屋家史料、について現地で古文書学的な調査をおこない、さらに必要な文書については写真撮影をおこなった。主要には、幕府老中から出される老中奉書や、大名側から出され、幕府の回答が付された伺書や願書の検討が中心となった。集中的に調査し、かつ一点ごとに詳細に吟味した結果、現時点でも多様な新知見を得ることができた。

現在ではまだ仮説的な見通しであるが、江戸幕府の将軍の意思を伝える文書について報告しておきたい。老中連署奉書が一般的であり重要であるが、初期には、直状と近習出頭人の書状が一般的であり、老中制度の成立とともに老中連署奉書がとってかわって中心となり、中期には老中連署奉書が機能的にも文書様式的にも多様に分化し、内容と儀礼的に重要なもの以外は、老中連署奉書は出されなくなり、切紙や無判、老中一人の奉書が多くなり、さらに、奉書は出されず、大名からの伺書や願書に附箋を貼る付札やと老中書取で回答をおこなうように転換していく、という仮説的ながら見通しを得ることができた。今後は、さらに時期区分を詰めていく予定である。近世古文書学を体系化し、確立することを意図し、その第一段階として幕府文書を取り上げ、その様式、形状や機能に着目して古文書学的に検討することを目的とした本研究の第二年目は、前年度に引き続き、幕府文書の原文書や良質な写本、および書札礼や書式集の収集と、その検討をおこなった。今年度は、(1)鳥取県立博物館所蔵の鳥取池田家史料、(2)彦根市立図書館所蔵の彦根藩史料、(3)国立史料館所蔵の真田家および土屋家史料、(4)京都大学文学部博物館所蔵の勧修寺家史料の調査・撮影をおこない、幕府文書をマイクロフィルムに収めた。収集した文書に古文書学的な検討を加え、そこから得られた知見を、本研究の研究分担者を中心に組織された近世史料研究会において報告し、さらに分析を深めるという作業を繰り返した。幕府文書の収集と検討の中心を、将軍ないし幕府の意思の伝達に関わって作成され、発給される文書に置き、その様式上の特徴とその変化を追究した。その中で、将軍の意思を伝達するともっとも重要で典型的な老中奉書の多様な様式とその変化を軸に据えて分析した。老中が連署しない一判のもの、花押が署されていないもの、切紙が使われているもの、上意文言のないもの等々、多様な様式を持つ老中奉書が備えるべき様式上の特徴と、老中が発給する他の類似の文書との明確な様式上の差異や、老中奉書の機能が、寛文・延宝期を境にして分化し、御書付、老中申渡書、付札、老中書取などの多様な様式をもつ幕府文書を産み出してゆくことなどを明らかにすることができた。だが、幕府文書の様式と中世以来の書札との関係は不明のままであり、中世的書札礼と幕府文書との関わり、ないし中世的書札礼の近世における変容を明らかにすることが課題とされた。
尾状核刺激による難治てんかん治療法の検討-刺激の部位特異性とド-パミンの関与-

運動領皮質焦点性てんかんにおける尾状核の役割について、臨床例および動物実験の面より検討を加えた。臨床例では慢性刺激電極による尾状核刺激を試みる予定であったが、研究期間中に適切な症例がなく、検討できなかった。ラット前運動領(area6)の低頻度刺激(low frequenoy cortical stimulation,LFCS)てんかんモデルでは、焦点部刺激により尾状核で記録される誘発電位が最大となる部位の破壊およびGABA agonist,muscimolの注入により、各発作段階でのLFCS閾値の上昇が認められたほか、同部位刺激によるkindlingてんかんモデルにおいても、焦点側尾状核の破壊によりKindlingの形成が有意に遅延した。また、ネコ運動領皮質へのpenicillin塗付による急性てんかんモデルでは、焦点部での棘波をトリガ-とした同側尾状核の低頻度(10Hz)feedback刺激は焦点部棘波の発現頻度を有意に抑制したが、被殻刺激は無効であった。また、尾状核の低および高頻度刺激ともに発作発現時には無効であった。前者の抑制機序として尾状核-黒質-視床を介するGABAergicな二重抑制神経機構の障害を示唆する所見であり、一方、後者は尾状核-視床を経由する抑制機構の強化によるものと考えられた。以上のことは、発作の種々の段階において尾状核の機能が動的に変化してゆくことを示しているものと推察された。このことを検討するために、ラットLFCSモデルにおいて発作の種々の段階において、慢性的に焦点側尾状核に刺入したmicrodialysis tubeの灌流液を採取し、尾状核細胞外ド-パミンおよびその代謝産物、各種脳内アミノ酸濃度の変動を測定したが、まだ一定した結論は得られていない。1.Flaxedilで非動化したWistar ratの運動野(4野、6野)を刺激し、同側尾状核の所々で受けた誘発電位は、尾状核外腹側で最も大きい。この誘発電位で確めた尾状核部にmuscimol(GABA agonist)を微量注入し、運動野に89Hzの持続刺激(小野らによる低頻度持続刺激=LFCS)を加え、LFCSによる焦点発作の形成を検討すると、muscimolの注入量依存性に発作波形成過程が抑制された。2.同じくWistar ratで、4野あるいは6野にLFCSを行い、同側の黒質にmuscimolを微量注入すると、皮質焦点性発作の進展が有意に促進されたが、自己維持性全身けいれんの持続には影響がなかった。また、この促進効果はhaloperidolで前処置をしても全く影響を受けないので、黒質一線条体のdopamine系を介するものではないと考える。3.線条体(尾状核)-黒質回路、黒質-(VA核VL核)回路は、2つの連続する抑制性投射(おそらくGABA性)からなることが明らかにされており、尾状核へのmuscimol投与は、黒質-視床回路による視床-皮質回路の抑制を抑制するため皮質焦点発作の進展を促進するとの作業仮説を作成した。4.一方、ネコの運動野にPenicillin焦点をつくり、その脳波上のspikeにより同側尾状核のfeedback stimulationを行うと、焦点部でspikeの出現が有意に抑制される。焦点が成熟し自己維持性発作波が出現する時期になると、尾核刺激による抑制効果はみられなくなる。また、あらかじめPCPA腹腔内注により脳5-HTを枯渇させておくと、尾状核刺激による抑制効果は消失し、5-HTを脳室内に注入後、抑制効果の再現がみられた。5.次年度には、6-OHDAを用い、尾状核のdopamineを枯渇させた動物を作成し、皮質運動野焦点に対する尾状核外腹側のfeedback stimulationの効果の有無を検討する予定である。1.ラットのarea 4および6の低頻度

皮質刺激(LFCS)てんかんモデルにおいて,刺激側尾状核,黒質に対するmuscimolの微量注入により,発作が促進されたことより,前年度,尾状核ー黒質,黒質ー視床回路による視床・皮質の脱抑制が発作の進展を促進するという仮説を提示した.一方,同モデルを用いて,同側の尾状核の破壊を行い,発作の早期段階より刺激閾値が上昇する所見を得,このことは前年度の仮説を裏付けるものであった. 2.ネコの皮質運動領にpenicillin焦点を作成したてんかんモデルでは,発作間歇期の刺波(発作波)が尾状核の条件刺激により抑制されたが,発作段階が進展し,自己維持性放電が出現した時点では,この尾状核刺激の抑制効果は認められなかった.3.1,2の結果は,てんかん発作の種々の段階において,尾状核の機能が動的に変化しうることを示唆するものである.4.ラットLFCSてんかんモデルにおいて,刺激側尾状核内に透析チューブを刺入, in vivo dialysis法により,発作時の尾状核内のドーパミン(DA)の関与について検討した.ケタラール浅麻酔下に,リンゲル液25μl/分でdialysisチューブを灌流し,灌流液中のDAおよびその代謝産物を高速液体クロマトグラフィーにて定量した.発作全般化時には尾状核内の細胞外DA量はほとんど大きな変化を示さないのに対し, DOPACは発作中より減少傾向を示し,発作終了1分後には発作前値の54%と最低となり, 10分後には76%,以後,徐々に回復傾向を示し, 30分後には発作前値とほぼ同程度にまで回復した.このことは発作時にはDAのturnoverが抑制されていることを示す結果であった. 5.次年度には,同様のin vivo dialysis法を慢性動物に応用し,無麻酔,無拘束下で尾状核内のDAの変化について検討し,その他, GABA, glutamateの変化についても検討する予定である.1.難治てんかんに対する慢性尾状核刺激の試みは、本年度も適当な症例がなく、臨床例での検討は行えなかった。2.皮質運動領焦点性発作に対する尾状核の機能につき、ratてんかんモデルにより検討を加えた。1)皮質kindling ratにおいて、あらかじめ両側尾状核を破壊した群では、後発射閾値は対照群との間に差が認められなかったが,、最終発作段階に至るまでの刺激回数が増加し、kindling形成が有意に遅れた(破壊群:55.4回、対象群:35.8回、P<0.05)。また、鏡焦点部刺激による転移現象の形成は、対象群で7.5回の刺激でkindlingが完成したのに対し、破壊群では15.6回であり、有意に(P<0.01)転移現象の形成が遅延した。3)in vivo dialysis tubeを慢性的に尾状核内に刺入し、free movingの状態下に皮質運動領の低頻度刺激を行い、各発作段階(発作中)での尾状核内のアミノ酸(glutamateなど)の変動について検討した。本法は発作中の尾状核内の神経伝達物質の変化を知る直接的な方法であるが、慢性てんかんモデルにおいて試みられた報告はない。この結果は、今までの3年間の研究結果を総括する上で重要と考えられるが、分析機器の調整の遅れにより、現時点では結論が得られていない。
ユニバーサル・アドホックネットワークに関する基礎研究

本研究では、次世代アドホックネットワークとして、近隣にたまたま存在する知らぬ人々や機器の間に適応的に形成されるオープンなネットワーク(ユニバーサル・アドボックネットワークと呼ぶ)を実現することを目的として研究を行った.本システムは移動・固定末端が無線通信を用いて、端末間の直接通信、他の通信の中継を行うマルチホップ通信により、相互に情報交換が可能なシステムである。まず、アドホックネットワークの従来技術と発展動向を調査した。次世代のアドホックネットワークとしてのユニバーサル・アドホックネットワークの概念を明確化し、ひとつの適用例として、オープン・コミュニティー・ネットワークの概念を提案した。ユニバーサル・アドホッククネットワークの実現するためのシステムの一つとして、無線マルチホップLAN(WMLAN)を提案し,IEEE802.11b無線LANとノートPCにより実験網を構築し性能評価を行った.近隣に存在する不特定多数の移動端末の存在を確認する手段として、クラスタを用いてパケットのフラッディングを効率化する方法と、制御パケットを用いずにパケット中継端末を制限し効率的にパケットを配信する方式を提案した.近隣の不特定多数の移動端末に効率的かつ確実に情報を伝達する手段として、移動携帯端末から、CPに蓄積された情報をアクセスする方式を開発した。不特定多数の受信者による情報の受信を発信者が確認する手段、情報発信者に対して受信者が応答する手段として、グヌーテラを無線アドホックネットワークに適用し、実験を行い評価した.これらの研究成果により、ユニバーサル・アドホックネットワークの基礎システムが実現できた.WMLANの機能拡張、アプリケーションの開発が今後の課題となる.本研究では、次世代アドホックネットワークとして、近隣にたまたま存在する知らぬ人々や機器の間に適応的に形成されるオープンなネットワーク(ユニバーサル・アドボックネットワークと呼ぶ)を実現することを目的として研究を行った.本システムは移動・固定末端が無線通信を用いて、端末間の直接通信、他の通信の中継を行うマルチホップ通信により、相互に情報交換が可能なシステムである。不特定多数の受信者による情報の受信を発信者が確認する手段、情報発信者に対して受信者が応答する手段として、グヌーテラを無線アドホックネットワークに適用し、実験を行い評価した.これらの研究成果により、ユニバーサル・アドホックネットワークの基礎システムが実現できた.WMLANの機能拡張、アプリケーションの開発が今後の課題となる.アドホックネットワークの従来技術と発展動向を調査した。次世代のアドホックネットワークとしてのユニバーサル・アドホックネットワークの概念を明確化し、ひとつの適用例として、地域にコミュニケーション・ポート(CP)を配置し、移動端末との情報授受、CP間の情報共有等を行うオープン・コミュニティー・ネットワークの概念を提案した。近隣に存在する不特定多数の移動端末の存在を認識する方法として、パケット無線方式を前提に、ハローパケットを端末相互で交換してクラスタを構成する手法とそのクラスタを用いてパケットのフラッディングを効率化する方法を開発し、シミュレーションにより有効性を検証した。また、パケット無線方式の通信装置として無線LANを用い、実際にノートパソコンを移動端末とした無線アドホックネットワークを構築した。構築した無線アドホックネットワークにおいて,マルチホップ通信、ルーティングアルゴリズムの動作を確認した。さらに基礎実験として、無線アドホックネットワークの品質測定実験を行い、無線LANを用いた無線アドホックネットワークのスループット特性を明らかにした。また,よりよいスループット特性を得るためには、通信距離、転送データ量を考慮に入れたネットワーク運用が重要であることを示した。一方、移動携帯端末から、CPに蓄積された情報をアクセスする方式を開発した。その情報アクセス方式は、定期的に放送されている情報から必要な情報をダウンロードする機能を有し、その機能の正常動作を確認した。さらに、ダウンロードするための情報の適切な放送周期についても検討を行った。無線アドホックネットワークにおいて必要以上のパケットの送信は,ネットワーク内のトラヒックが増加するため,パケットの配信率,配信時間に影響を及し.情報の送受信確認の妨げとなりうる.この課題に対して,制御パケットを用いずにパケット中継端末を制限し効率的にパケットを配信する方式を提案し,シミュレーションにより評価した.前年度に構築したパケット無線方式の通信装置である無線LANとノートパソコンによる無線アドホックネットワークの実験環境に,新たに,不特定多数の利用者による情報共有システムであるグヌーテラを適用した.拡張した無線アドホックネットワークにおいて,アドホック会議を想定したファイルのダウンロード時間の測定実験を行い,情報共有の動作を確認するとともに効率のよいダウンロード方式を示した.前年度明らかにした次世代アドホックネットワークとしてのユニバーサル・アドホックネットワークの適用例であるオープン・コミュニティー・ネットワークを実現するための方式として,無線マルチホップLAN(WMLAN)を提案した.WMLANネットワークアーキテクチャとして,移動端末が無線LANアクセスポイントを介してネットワークに接続し,モバイルアドホックネットワークによる無線マルチホップ通信によってアクセスポイントを経由して通信を行う方式を提案した.さらにWMLANの実現
MRIによる積雪内選択流の形成理論に基づく新しい浸透計算スキームの開発

融雪災害の発生予測やリスク評価において、気象データから積雪の内部構造や積雪底面からの流出を数値再現する積雪モデルは、有効な手法である。融雪や降雨の積雪内への浸透が発生した際には、選択的な水の流れ(選択流)の形成によって内部構造が複雑化するが、選択流のプロセスを取り扱わない既存の積雪モデルでは、内部構造や流出を正しく予測できない課題がある。本研究では、独自開発した最新のMRIによる非破壊測定技術を用いて、選択流の形成と、それに伴う積雪の内部構造や変形の時間変化の関係を明らかにするとともに、積雪モデルでこれらを統合的に取り扱う新しい浸透計算スキームの開発を目的とする。
分子動力学解析によるカルシウム系高性能脱硫剤の開発支援

炉内脱硫が可能となる流動層石炭燃焼では、石灰石による炉内脱硫を高性能化する必要がある。石灰石による炉内脱硫反応では、アルカリ金属化合物が脱硫効率を向上させる可能性があることが知られている一方で、これまでに、脱硫剤として石灰石と同様の炭酸カルシウムからなりしかも水産廃棄物である貝殻が有効であると報告されている。そこで、本研究では、貝殻中に含有しているアルカリ金属と塩素に着目し、この影響を定量的および理論的に究明することを目的とし、アルカリ金属化合物微量添加石灰石による脱硫実験ならびに分子動力学計算による生石灰構造の変化に関する解析をそれぞれ実施した。石灰石へ様々なアルカリ金属化合物あるいは塩化物を微量添加して脱硫実験を行ったところ、脱硫率を向上させる最適な添加物質はNaClであった。さらに、貝殻、石灰石およびNaClを微量添加した石灰石の焼成後の結晶構造をX線回折分析装置によって分析したところ、貝殻とNaCl添加石灰石によるCaOは結晶化していたのに対し、石灰石のみのそれはアモルファス構造であった。このような実験事実から、脱硫性能は焼成後の試料の結晶構造に起因するものと考え、つぎに、この結晶構造の相違について分子動力学法により、CaO単独の場合とCaO1分子をNaCl1分子に置換した場合の構造変化について解析した。その結果、CaOのみではアモルファス化するような高温状態であっても、NaClを置換すればCaOの結晶構造は維持されることを明らかにした。さらに、KClおよびLiClに対しても同様の解析を行った結果、NaClがCaOの結晶化を最も促進した。これは、各アルカリ金属塩化物のポテンシャルエネルギーや各アルカリ金属のイオン半径の差異によるものであった。次世代の石炭利用技術には、さらなる高効率化と環境調和性が求められており、このような観点から、石灰石による炉内脱硫や加圧燃焼が可能という特徴を有する流動層石炭燃焼では、加圧流動層石炭燃焼や石炭ガス化/燃焼トッピングサイクルのような複合発電システムが実用化あるいは開発段階にある。これらのシステムでは、アルカリ金属化合物が石灰石の脱硫効率を向上させる可能性があることが指摘されているので、本研究では、炉内脱硫特性に及ぼすアルカリ金属化合物の効果について検討した。実験では、まず、アルカリ金属を含むCa化合物である貝殻中のアルカリ金属と塩素に着目して、この影響を定量的および理論的に究明することを目的とし、アルカリ金属化合物微量添加石灰石による脱硫実験ならびに分子動力学計算による生石灰構造の変化に関する解析をそれぞれ実施した。つぎに、石灰石へ様々なアルカリ金属化合物あるいは塩化物を微量添加して脱硫実験を行ったところ、脱硫率を向上させる最適な添加物質はNaClであった。

石灰石による炉内脱硫反応では、アルカリ金属化合物が脱硫効率を向上させる可能性があることが知られている一方で、これまでに、脱硫剤として石灰石と同様の炭酸カルシウムからなりしかも水産廃棄物である貝殻が有効であると報告されている。そこで、本研究では、貝殻中に含有しているアルカリ金属と塩素に着目し、この影響を定量的および理論的に究明することを目的とし、アルカリ金属化合物微量添加石灰石による脱硫実験ならびに分子動力学計算による生石灰構造の変化に関する解析をそれぞれ実施した。石灰石へ様々なアルカリ傘属化合物あるいは塩化物を微量添加して脱硫実験を行ったところ、脱硫率を向上させる最適な添加物質はNaClであった。さらに、貝殻、石灰石およびNaClを微量添加した石灰石の焼成後の結晶構造をX線回折分析装置によって分析したところ、貝殻とNaCl添加石灰石によるCaOは結晶化していたのに対し、石灰石のみのそれはアモルファス構造であった。このような実験事実から、脱硫性能は焼成後の試料の結晶構造に起因するものと考え、つぎに、この結晶構造の相違について分子動力学法により、CaO単独の場合とCaO1分子をNaCl1分子に置換した場合の構造変化について解析した。その結果、CaOのみではアモルファス化するような高温状態であっても、NaClを置換すればCaOの結晶構造は維持されることを明らかにした。さらに、KClおよびLiClに対しても同様の解析を行った結果、NaClがCaOの結晶化を最も促進した。これは、各アルカリ金属塩化物のポテンシャルエネルギーや各アルカリ金属のイオン半径の差異によるものであった。
並列データマイニングによる遺伝子ネットワークからの情報抽出

12年度は、生物学に関連したファクト間相互関係データベースから情報を抽出するための問題点の明確化を行い、対象データの収集・整理および、解析向けアルゴリズムの開発と実装を逐次計算機上で行った。1.問題点の明確化複数の生物学的な属性に対して相関している遺伝子群を、「相関遺伝子クラスタ」として定式化し、これを抽出するものとした。2.対象データの収集・整理京都大学において開発されている、KEGGデータベースに蓄積された遺伝子間相互関係データを用いることを検討し、解析に向けてデータ形式の整理等を行った。3.逐次アルゴリズムの開発ゲノムが決定されている生物種では、全ての遺伝子を1次元的に順序づけることが可能である。他にも、ORF配列やタンパク立体構造の類似関係などに基づいて、遺伝子間の相互関係を評価することができ、これらは全体として遺伝子間の隣接グラフを構成する。複数の隣接グラフ内で相互関係を保存しているノードの集合(相関遺伝子クラスタ)を抽出する手法を検討した。特定のORFが各隣接グラフ内で該当するノードを選択し、これらの組をハイパーエッジと呼ぶ。1つのハイパーエッジに関して、n番目のグラフに属するノードをその第n次元要素と呼ぶ。2つのハイパーエッジ間の距離を、同一次元要素同士の隣接グラフ内での最短距離の和として定義し、これを用いてハイパーエッジをクラスタリングし、相関遺伝子クラスタを抽出した。4.結果と考察上記手法を大腸菌のデータセット(ゲノム・パスウェイ・立体構造)に適用した。その結果、例えば、ある3つのORFは、ゲノム上およびtryptophan biosynthesis pathway上で近接し、該当するタンパクの立体構造が類似していること等が明らかになった。上記で用いた立体構造の代わりに共発現関係のデータを使用すれば、ラン藻のマイクロアレイデータへの適用等が可能である。
精子成熟にともなう精子細胞膜の分子形態-原子間力顕微鏡による研究

精子の頭部は,帽子を被るように酵素をいれる袋状の先体に包まれる.精子は卵細胞に近づくと先体反応、すなわち先体の膜が破れて酵素を放出する.これにより精子は卵細胞をとりまく透明な膜を溶かして卵細胞に接近し,ついで精子頭部の細胞膜と卵細胞の細胞膜との融合がおこって,精子は卵細胞に侵入,受精する.このように精子頭部の細胞膜は先体反応や受精に際し,大きく変化する.そこで今年度は,精子頭部の細胞膜変化をより深く理解するために,試験管内で精子を培養することにより精子に先体反応を起こさせて,精子頭部の膜表面の変化を原子間力顕微鏡で観察した.成熟マウスから精巣上体尾部をとりだしてリン酸緩衝液にいれ、割断面からでてきた精子を浮遊させ,ついで遠心分離により精子を洗浄した.そのあと精子は先体反応を起こさせるために,m-TALP3培養液を用いて5%CO2インキュベーターで4.5時間,37°Cで培養した.この精子をシランカップリング剤をコートしてあるスライドグラスに滴下してガラスに接着させ,2%グルタールアルデヒドで固定し,蒸留水で洗浄、エタノール脱水して酢酸イソアミルをへて臨界点乾燥した.このスライドグラスを原子間力顕微鏡(SPI-3800,セイコー電子)にセットし,振動モードで観察し、その凹凸像と変位像を得た.先体反応を起こした精子は起こしていない精子と膜表面の凹凸の形状が異なっていた.先体反応を起こしていない精子の頭部は全体的に直径50nmの粒子で被われていたが,先体反応を起こした精子では頭部の膜の一部に約1.5倍の直径をもつ大きな粒子が密に出現していた.この大きな粒子の出現はこの部位の卵細胞との膜融合能力獲得と関連があると考えられ,興味深い.正常成熟マウスから精巣上体をとりだし,頭部と尾部をわけてリン酸緩衝生理食塩水(PBS)にいれ,割断面から出てきた精子(ヒモ状になって出てくる)をPBSに浮遊させ,ついで遠心分離により精子を洗浄した.この精子をポリLリジン処理スライドガラスに滴下して,2%グルタールアデルヒド(0.1Mリン酸緩衝液)で固定し,蒸留水で洗浄,アセトン脱水し,自然乾燥した.一部の標本は酢酸イソアミルをへて,臨界点乾燥した.このスライドグラスを原子間力顕微鏡(SPI-3800,セイコ-電子)にセットし、実体顕微鏡で精子の頭部を探し,これをカンチレバ-の針下において,ついで原子間力顕微鏡で振動モードで観察し,その凹凸像と変位像を得た.マウス精巣上体尾部から採取した精子頭部は部位により膜表面の凹凸の形状が異なっていた.マウス精子頭部は長さが8μm,厚さが5μm程度の鎌形をしている.その中味は大部分が濃縮した核で,先体とよばれる袋を帽子のようにかぶっている.この袋のなかには精子が卵細胞に近づくために卵細胞をとりまく殻を溶かす酵素がはいっている.先体をかぶる部位は核の形に応じて鎌形を呈し,大彎側辺縁にそう主部と頭部の前3分の2を覆う赤道部にわかれ,これより後の先体後部と区別される.赤道部と先体後部の境界部を中心に拡大して観察すると,両部の境界線にそって50100nm程度の顆粒が配列し,これを境に赤道部は平滑で,先体後部は粗な面を呈していた。さらに拡大すると先体後部表面には1050nm程度の顆粒が不規則に凝集して,一方,赤道部の表面には約10nmの小さな顆粒がまばらに散在していた.このような場所による差異は精巣上体の頭部から採取した精子では明瞭ではなかった.先体後部は受精のさいに卵細胞膜と融合するといわれており,この部位が精巣上体尾部で多量の細胞外物質で覆われているようにみえることは興味深い.精子の頭部は,帽子を被るように酵素をいれる袋状の先体に包まれる.精子は卵細胞に近づくと先体反応、すなわち先体の膜が破れて酵素を放出する.これにより精子は卵細胞をとりまく透明な膜を溶かして卵細胞に接近し,ついで精子頭部の細胞膜と卵細胞の細胞膜との融合がおこって,精子は卵細胞に侵入,受精する.このように精子頭部の細胞膜は先体反応や受精に際し,大きく変化する.そこで今年度は,精子頭部の細胞膜変化をより深く理解するために,試験管内で精子を培養することにより精子に先体反応を起こさせて,精子頭部の膜表面の変化を原子間力顕微鏡で観察した.成熟マウスから精巣上体尾部をとりだしてリン酸緩衝液にいれ、割断面からでてきた精子を浮遊させ,ついで遠心分離により精子を洗浄した.そのあと精子は先体反応を起こさせるために,m-TALP3培養液を用いて5%CO2インキュベーターで4.5時間,37°Cで培養した.この精子をシランカップリング剤をコートしてあるスライドグラスに滴下してガラスに接着させ,2%グルタールアルデヒドで固定し,蒸留水で洗浄、エタノール脱水して酢酸イソアミルをへて臨界点乾燥した.このスライドグラスを原子間力顕微鏡(SPI-3800,セイコー電子)にセットし,振動モードで観察し、その凹凸像と変位像を得た.先体反応を起こした精子は起こしていない精子と膜表面の凹凸の形状が異なっていた.

先体反応を起こしていない精子の頭部は全体的に直径50nmの粒子で被われていたが,先体反応を起こした精子では頭部の膜の一部に約1.5倍の直径をもつ大きな粒子が密に出現していた.この大きな粒子の出現はこの部位の卵細胞との膜融合能力獲得と関連があると考えられ,興味深い.
廃棄物処分に伴う有害性化学物質の挙動と処分のリスクアセスメントに関する研究-希土類元素及び有機塩素化合物を中心として-

生産・消費の多様化の過程で産業系及び都市系廃棄物の質の多様・複雑化は適正処理・資源化対策に種々の問題を提起して来た。さらに近年、先端産業を始めとする産業工程においては希土類元素や有機塩素化合物などの有害性化学物質の使用が進められ、またこれらを含む多様な商品の消費・廃棄が拡大しているが、廃棄物適正管理の遅れによるトリクロロエチレン等による地下水汚染がすでに顕在化するなど、有害性化学物質の廃棄物処分に伴う環境汚染が懸念されている。こうした背景から本研究では、有害性化学物質の廃棄物処分に伴う挙動等について研究を行った。得られた主要な研究成果は以下の通りである。(1)蒸発の影響下における水及び汚濁物質(金属・塩素・COD物質等)の移動特性をカラム実験により検討し、【○!1】埋立層が深い飽和水面を有する場合の強制蒸発による水分移動現象は不飽和浸透の離散型モデルでうまく予測できること、【○!2】間欠降雨及び層高の増大に伴う汚濁物質浸出現象は上記の離散型モデルに『水みち』を考慮した修正をすることによりほぼ予測できることなどがわかった。(2)埋立層内における有機塩素化合物の移動機構についてトリクロロエチレン等を用いた土壌カラム実験により検討し、【○!1】非イオン性有機塩素化合物の土壌への吸着は土壌有機物含有率に支配されイオン交換容量はほとんど関係しないこと、【○!2】土壌への等温吸着平衡関係はHenry型吸着式でほぼ表現できることなどがわかった。(3)廃棄物埋立地浸出水系における除去性能に関して焼却灰模擬浸出水を用いて検討し、【○!1】難分解性物質と考えられる分子量1000以上の物質は活性汚泥法ではある程度の低分子化が進行するが回転円板法では進行が遅いこと、【○!2】生物処理プロセスを主として活性炭吸着プロセスを組合せることが難分解性物質除去に効果的であることなどがわかった。本年度における当該研究では,有機塩素化合物,希土類元素や重金属などの有害性物質を対象として,製品・廃棄物中におけるそれらの存在様態と埋立地からの浸出実態の各種調査,並びに埋立地内におけるそれらの溶出・移動等のモデル化と室内実験による検証をおもな内容としている.廃棄物及び焼却灰中の有機塩素化合物等の含有と処分地におけるその浸出挙動の調査(研究項目3)では,トリクロロエチレン等の低沸点有機塩素化合物については焼却灰中はもちろん浸出液中にも有意に検出されなかった.また希土類元素については焼却灰中には含有されていない見通しを得つつある.しかしながら,浸出液中から未同定ながらも有機塩素化合物が検出され,現在も追跡調査を続けている.埋立層内における有害性物質の移動と変化(項目5)については,蒸発の影響下における水と金属,塩素,COD物質,有機塩素化合物などの移動特性をカラム実験により把握し,表層における物質濃縮現象等を明らかにした.また焼却灰充填カラムを用い降雨パターンを変化させた実験では,汚濁物質浸出挙動について数多くの知見を得た.これに基づいて,水と汚濁物質の層内移動及び降雨下の浸出挙動について,偏微分型式並びにコンパートメントモデル(浸出挙動については水みちをも考慮)による解析を試み,同モデルが埋立層内における汚濁物質の移動と浸出水の量・水質予測に適用しうることを示した.低沸点有機塩素化合物については,さらに揮発・気相拡散をも考慮した固・液・気相の収支モデルを構成しシミュレーションしたところ,その層内移動の実験結果と傾向的に一致することを見出した.

希土類元素,有機塩素化合物の製品,廃棄物中の存在実態(項目1,2)については当初予想していた以上に情報収集が容易ではないが,有機塩素溶剤を中心に整理を進めており,溶出特性把握を含めて一部実測をも行いながら研究を継続中である.本年度の当該研究では、有機塩素化合物や重金属等の有害物質の埋立層内における移動と消失及びそれらを含む浸出水処理系における除去性能等を中心に検討を行った。有害物質の埋立層内移動に関しては、前年度においても連続型モデル及び一部離散型モデルを用いた水量、水質予測について検討を加えた。本年度はこれをさらに発展させ、水みちを考慮した浸透と汚濁物輸送の離散型によるモデル化と、同モデルによる蒸発に伴う汚濁物の移動と表面濃縮現象の解析、さらには、間欠降雨下あるいは層厚が変化する、より実際的な埋立層からの水、汚濁物の浸出現象予測への本モデルの適用について研究し、比較的複雑な媒質や条件からなる現象にもかかわらず、室内実験結果を同モデルによりほどよく説明し得ることを示し得た。現在、より実際的降雨、蒸発条件下での埋立進行に伴う浸出水量水質を予測する方法についても検討を進めている。浸出水中有機塩素化合物の処理系における挙動については、おもに好気あるいは嫌気性下で活性汚泥法による除去試験を行った。その結果、好気性下においては、曝気により有機塩素化合物の多くが飛散すると考えられ、また嫌気性下では、微生物による初期吸着が認められるほか、一部は微生物によって代謝分解されるものと推察された。なお、活性炭吸着や塩素消毒などの物理化学的な単位処理プロセスによる金属元素や有機塩素化合物等の除去性については文献調査・整理を終え、一部実験的な検討を進めているところである。また、製品や化学汚泥等からの有害物質の溶出とその影響因子については、関与する諸因子が複雑に作用しあうため、確定し得る十分な実験結果が得られていないが、まずPHや溶存酸素などの個々の条件についてはその影響度を把握すべく、実験検討を進めている。本年度は、浸出水処理系における有機塩素化合物の発生機構と評価、埋立地周辺地下系への移動機構とモデル化及び評価、リスクアセスメント手法の提示及び総合評価の3テ-マについて検討した。その概要を以下に示す。(1)浸出水処理系における有機塩素化合物(トリハロメタン)の発生機構と評価:浸出水処理液中に残存する難分解性有機物が塩素処理段階で塩素と反応してトリハロメタン等を発生する可能性がある。そこでその発生機構を解明する基礎として、実際の埋立地から浸出水を採取し、その有機塩素化合物生成能と初期有効塩素濃度・接触時間・臭素濃度などとの関係を、GC-MSを用いてヘッドスペ-ス法で測定した。その結果、トリハロメタンを構成する4種の有機塩素化合物(クロロホルム・ブロモホルム等)の比率は、接触時間や初期有効塩素濃度によっていろいろと変化するが、その変化は臭素と塩素との相互作用・反応性の相違等で定性的にはほぼ説明できること等がわかった。(2)埋立地周辺地下系への移動機構とモデル化及び評価:産業廃棄物処分場等からの低沸点有機ハロゲン化合物の漏出に伴うこれら物質の土壌中における挙動を予測するための基礎として、トリクロロエチレンをはじめとする低沸点有機ハロゲン化合物の土壌への吸着特性と水飽和土壌中での移動について検討した。その結果、トリクロロエチレンなど非イオン性有機ハロゲン化合物の土壌への吸着は、土壌の有機物含有率に支配され、イオン交換容量はほとんど関係しないこと等がわかった。
機能メモリ上でのベクトル量子化を用いた画像圧縮法の検討

今年度は、前年度に設計、製作を行った動画像圧縮ボードとアルゴリズムを用いた動画像圧縮システムの評価を行った。具体的には、以下のことをを行った。システムの性能評価PC2台に、FMPP-VQ64ボードおよび画像入力用ボードを載せ、両者を調書記載のワイヤレスISDN TAを介してPHSで結び、画像の双方向送信実験を行う。2台のPCを直接ケーブルで接続して、伝送レート、エラーレートを変更して、画質の変化の評価も行う。ボードの消費電力の測定を行い、本システムを携帯機器に使用した場合の消費電力を求めた。システム全体のLSI化に対する性能評価圧縮伸長アルゴリズムをHDLにて記述し、論理合成により1チップ化した場合のハードウエア量、消費電力の見積もりを行った。本年度には,ベクトル量子化による低ビットレート動画像圧縮システムの開発に着手した.アルゴリズム設計乗算,除算を用いずに,加減算とシフト演算のみで実現出きるベクトル量子化をベースにしたアルゴリズムの開発を行った.このアルゴリズムを用いれば,PHSの29.2kbpsを用いて1秒間に10枚の176×144ピクセルのQCIF画像を伝送することができる.ベクトル量子化以外の処理は非常に簡単であり,特にデコードが簡単というベクトル量子化の特性を活かしたものとした.現在のアルゴリズムはPentium200MHzを用いればわずか数msでデコードが可能である.システム開発既に開発を行ったベクトル量子化プロセッサFMPP-VQ64を用いたシステムの開発を行った.本システムは,ベクトル量子化以外の処理は通常のパソコンのCPU上で行い,パラレルポートを通じてFMPP-VQ64に,ベクトル量子化データを受け渡す.今年度は,まず,FPGAとFMPP-VQ64を手配線で結び,25MHzでの動作を確認した.しかし,実時間の処理には,50MHzでの動作が必要であり更なる改良が望まれる.今年度は、前年度に設計、製作を行った動画像圧縮ボードとアルゴリズムを用いた動画像圧縮システムの評価を行った。
脳梗塞予後改善効果をもたらす臓器連関のオミックス解析による分子機構の解明

リハビリテーションとして実施されている運動療法は、脳梗塞後の後遺症改善効果を有するとして急性期に広く実施されている。本研究では、脳梗塞モデルラットの血液および臓器においてプロテオミクス解析を行い、生体システムの観点から病態進行機序の一端を解明することを目的とする。本研究により脳神経回路の修復における脳外臓器の影響を解明し、脳ー臓器間連関を利用した脳保護療法の開発を目指す。
Xenopusをモデル動物としたSproutyによるネガティブフィードバック機構

我々はアフリカツメガエルXenopusをモデル動物に初期発生におけるシグナル伝達機構の解析を行なっている。これまで哺乳類培養細胞の系を用いた研究から、Ras/ERK経路のネガティブフィードバック制御因子SproutyがERKの活性化時間をコントロールしていることを明らかにしてきた。SproutyはRas/ERK経路を活性化する成長因子(FGFなど)によってチロシンリン酸化され活性化する。リン酸化したSproutyはGrb2と結合することでRas/ERK経路を負に制御していると考えられる。培養細胞で得られた知見(SproutyによるERKの活性化時間のコントロール)が、個体レベルでも存在するのかどうか、アフリカツメガエル初期胚を用いて検討した。まず初めにアフリカツメガエル初期胚においてSproutyがどのような領域で発現しているのか検討した。その結果Sproutyは原腸胚において中胚葉が形成される領域にERKの活性化領域と重複するように発現がみられた。このことはアフリカツメガエル初期胚においてもSproutyがERKの活性化を制御している可能性を示唆していた。次にアニマルキャップアッセイを用い、中胚葉遺伝子の発現に対するSproutyの効果を調べたところ、野生型Sproutyを発現させるとFGF刺激によるERKの活性化を一過的に抑制し、FGF刺激による背側中胚葉遺伝子Chordinの発現を抑制した。これに対し、優勢不能型Sproutyを発現させるとERKの活性化を持続的にし、Chordinの誘導を促進した。実際に初期胚においては、ERKの持続的な活性化はChordinの発現する背側中胚葉でのみ観察され、恐らくSproutyは腹側中胚葉でERKの活性化を負に制御していることが考えられる。さらにERK経路の重要性を検討する為、ERK2に対するmorpholinoantisense oligoを作製し内在性のERK2をknockdownさせた。するとこれまで考えられてこなかった頭部構造の欠失という表現型が得られた。現在SproutyによるERKの活性化時問の制御と細胞の運命決定のメカニズムについてより詳細に検討している。現在SproutyによるERKの活性化時間の制御と細胞の運命決定のメカニズムについてより詳細に検討している。

実際に初期胚においては、ERKの持続的な活性化はChordinの発現する背側中胚葉でのみ観察され、恐らくSproutyは腹側中胚葉でERKの活性化を負に制御していることが考えられる。さらにERK経路の重要性を検討する為、ERK2に対するmorpholinoantisense oligoを作製し内在性のERK2をknockdownさせた。するとこれまで考えられてこなかった頭部構造の欠失という表現型が得られた。現在SproutyによるERKの活性化時問の制御と細胞の運命決定のメカニズムについてより詳細に検討している。