hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経/シュワン細胞相互作用に着目した抗がん剤誘発末梢神経障害の機序・治療法の探索

以上の結果より、パクリタキセルによるシュワン細胞の脱分化による脱髄は、神経への直接作用に先行して引き起こされ、これらの現象が抗がん剤誘発末梢神経障害発症の一因であることが明らかとなった。これらの研究成果については、海外の学術誌に発表した(Imai S et al, Sci Rep 2017; 7(1): 5947)。一方、研究代表者らは髄鞘構成タンパク質のMBPプロモーター下に蛍光タンパク質Venus遺伝子をウイルスベクターで導入し、シュワン細胞の分化状態を蛍光強度を指標に評価する実験系の構築を進めている。本HTS系を利用して、京都大学医学研究支援センター・ドラッグディスカバリーセンター所有の既承認医薬品・新規化合物ライブラリーの約3,000種の薬物からシュワン細胞を分化誘導できる候補薬を複数選択する予定である。本研究では、神経/シュワン細胞の共培養実験系ならびに動物モデルを構築して、シュワン細胞に着目した抗がん剤誘発末梢神経障害のon-set機構ならびに難治化に関わる分子機構の解明をすることを目的としている。また、京都大学が保有する既承認医薬品化合物ライブラリーからシュワン細胞の分化・再髄鞘化を促す薬物をハイスループットスクリーニング(HTS)することも目的の一つである。今年度の研究では、神経/シュワン細胞の共培養実験系ならびに、パクリタキセルやドセタキセルなどのタキサン系あるいはオキサリプラチンなどの白金系抗がん剤誘発末梢神経障害マウスモデルの確立に成功した。これらの実験系を用いて、白金系抗がん剤によるミトコンドリア障害を伴ったシュワン細胞の細胞死あるいはパクリタキセルによるシュワン細胞の脱分化による脱髄は、神経への直接作用に先行して引き起こされ、これらの現象が抗がん剤誘発末梢神経障害発症の一因であることを明らかにした。さらに、シュワン細胞の分化・再髄鞘化を促す薬物をHTSする実験系として、髄鞘構成タンパク質のMBPプロモーター下に蛍光タンパク質Venus遺伝子をウイルスベクターで導入し、シュワン細胞の分化状態を蛍光強度を指標に評価する実験系の構築に成功し、先行研究をすでに開始している。これらのことから、本研究課題の進捗状況については、当初の計画書通りにおおむね順調に進展していると判断した。本研究では神経/シュワン細胞の共培養実験系ならびに動物モデルを構築して、シュワン細胞に着目した抗がん剤誘発末梢神経障害のon-set機構ならびに難治化に関わる分子機構の解明を目的として検討を行った。さらに、シュワン細胞の機能正常化による神経軸索保護/再生を基盤とした新規治療法の可能性を探ることを目的として、京都大学が保有する既承認医薬品化合物ライブラリーからシュワン細胞の分化・再髄鞘化を促す薬物をハイスループットスクリーニング(HTS)した。研究代表者は、これまでにパクリタキセルにより末梢神経の髄鞘形成細胞であるシュワン細胞の脱分化が誘発され、これによる脱髄が抗がん剤誘発末梢神経障害発症の一因であることを明らかにした。(Imai S etal, Sci Rep 2017; 7(1):5947)。本年度は、さらにパクリタキセル処置後に、脱分化シュワン細胞から炎症因子であるgalectin-3が遊離されることで、末梢神経周囲にマクロファージが誘引・蓄積され、これらが疼痛反応を助長していることを見出した。これらの知見については現在、海外学術誌への投稿を準備している。
小型サイクロトロンを用いた生体高分子プローブ標識用長半減期RIの製造

長時間の追跡が必要となる生体高分子のPETプローブの開発のため、小型サイクロトロンによる長半減期ポジトロン放出金属核種の製造法を検討した。金ディスクを支持体とした簡便なY箔照射法を確立し、半減期78.4時間の^<89>Zr製造に成功した。^<89>Zr標識抗体を作成し、担がんマウスPETイメージングにおいて投与後8日後の時点でがん部位への集積を確認できた。本金属箔照射法は金属箔を用いた様々なRI製造に応用が可能と考えられる。近年研究の盛んな抗体PETイメージング法の開発において、我々は物理学的半減期12.7時間の64Cu標識による手法を確立してきた。しかしながら、血中滞留時間の長い抗体の体内動態について十分に解析するには、更に長時間の半減期を持つポジトロン放出核種の利用が求められる。そこで本年度は小型サイクロトロンによる半減期78.4時間の89Zrの製造法について検討を行った。64Cu製造用の既存固体照射装置に適用するため、まず酸化イットリウム粉末を金ディスク上に接着する手法の検討を行った。しかしながらこの手法で作製した酸化イットリウム層は容易に剥離し、照射に不適当であった。そこで次にY箔の状態で照射する手法を検討した。金ディスクを支持体とし、Y箔の固定法を検討することで新たな89Zr製造法を確立することができた。本手法は簡便であり、前年度まで検討を行った65Znの製造に関してもCu箔照射により実現可能であるなど、金属箔を用いた様々なRI製造に応用が可能と考えられる。この製造法により、0.1 mm厚のY箔に対し12 MeVのプロトン照射をビーム電流20μAで30分間行い、イメージングに十分な90 MBq以上の89Zrを生成することができた。次に、89Zrの精製と抗体への標識について検討を行った。ヒドロキサム酸基のキレート分離カラムを用いて89Zrを精製し、deferoxamineを結合した抗体に対し標識を行った。89Zr標識抗体による担がんマウスのPETイメージングを行った結果、投与後8日にわたって標的のがん部位に高集積が見られた。本研究により小型サイクロトロンによる金属箔ターゲット照射法を確立し、89Zr標識抗体イメージングに成功した。今後、更に89Zrの製造・精製・標識法について精度を高めるとともに、他の核種とも比較し、より有用な抗体イメージング法を検討していきたい。これまでに製造法を確立した64Cu製造技術を応用し、65Zn、89Zr製造のためのサイクロトロン照射用ターゲットの電着メッキ法による作成を試みた。ターゲット材としてはAuディスクを使用するが、まずメッキ条件の探索のためAuのロッドを電極として用いて実験を行った。65Zn照射のターゲット材となるCuを硫酸にて溶解し、希硫酸銅溶液を作成して電解溶媒とした。AuロッドとCu板を電極として設置したビーカー内にこの電解溶媒を加え、硫酸濃度、印加電圧を変化してメッキ条件を検討した。その結果、ロッド表面へのCu析出に成功した。しかしながら、専用のメッキ装置、照射用Auディスクなど、既存の高比放射能64Cu製造を行う実験環境へのCu安定同位体のコンタミネーションを防ぐための実験環境の整備が必要であり、65Zn製造は24年度の課題とした。またYターゲット作成についても同様に電着メッキ条件の検討を行った。AuロッドとYロッドを電極とし、Y箔、酸化Y粉末を酸で溶解した様々な電解溶液でメッキ作成について検討したが、水溶媒系ではYの析出が可能な条件を見出せなかった。そこで現在アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ピリジンなど各種有機溶媒を用いた電着条件の検討を行っているが、未だメッキ作成に至っていない。ターゲット作成法の検討に平行して、65Zn、89Zr製造後に標識可能なキレーター分子を修飾した抗体分子の作成を行った。研究計画に記した手法で抗体分子に対しDOTA、NOTA、DTPA、desferrioxamineの各種キレート分子を修飾し、標識前駆体を作成した。これらキレート分子修飾の成否については、MALDI-TOFによる質量分析により分子量を元抗体と比較して確認できた。今後、65Zn、89Zr製造に成功した後、これらを用いた標識条件の検討を進める。目標とする65Zn、89Zrの製造法確立と標識抗体プローブ作成には至っていない。65Znについては実験環境を整備することで65Zn製造は可能な状況であり、平成24年度中に標識抗体プローブ作成まで達成することが可能と判断している。しかしながら89Zrについては当初考えていた電着メッキついて様々な条件下での検討にも関わらず成功しておらず、製造法の変更の検討が必要である。既存の64Cu製造に影響を与えない65Zn製造用の実験環境を整備し、65Zn標識抗体プローブの作成を進める。

89Zr製造に関しては、ターゲット材であるYが電着メッキに非常に不向きな金属であり、関連する参考文献も少ないことから、スパッタや真空蒸着法によるメッキ作成法への方針変更も必要と考えられる。しかしながら、これらを行う専用装置は高価であり、現在の研究計画ではこれらを購入しての検討は困難な可能性が高い。有機溶媒系による電着メッキ法を引き続き検討するとともに、専門の業者と議論し、予算内で導入可能な薄膜製造法を検討する。また一方で、YをAuディスク上にコーティングせず、金属箔の状態でターゲットとして使用可能なサイクロトロン標的チャンバーの設計・導入の可能性についても検討すし、より実現性の高い方法を採用する。上記の様に、65Zn製造に関する専用器具一式を購入する。また89Zr製造に関しては23年度未使用額と24年度研究費の合計の範囲内で導入可能な手法を検討し、薄膜製造用の装置または金属箔照射用のサイクロトロン標的チャンバーを導入する。
光重合型硬質レジンと金属の接着に関する研究

(目的)金属とレジンを接着されるシリコーターMDシステムを用いた場合の化学的接着強さと、リテンションビーズを用いた場合の維持力を、サーマルサイクル試験後の引張り試験によって比較検討し、試料破断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察する。(本年度のまとめ)まず円柱状のアクリル棒の研磨面に、リテンションビーズを通法に従って接着させた棒と、リテンションビーズを接着させなかった棒を埋没後、金銀パラジウム合金を用いて鋳造した。そのうち、リテンションビーズを接着させなかった試料は、鋳造後、エメリ-紙にて研磨した後、酸化アルミニウム粉末にてサンドブラスト処理し、シリコーター処理を施した。突合わせ試料は、作製した合金試料を、それぞれ2本ずつ用いて光重合硬質レジンのオペークを通報に従って築盛・重合し、更に、デンチンレジンを両合金試料の間にはさみ重合し作製した。こうして作製した試料を各々5個ずつオートグラフを用いて引張り強さを測定した。なお、測定は試料を37°C水中に24時間保存したものと、更に、4°Cと60°Cの水中に各々1分間ずつ交互に浸漬する熱サイクルを加えたものについて行った。その結果、いずれの場合もシリコーター処理を施したものは、リテンションビーズを用いた場合の維持力と同等以上の接着強さを持つという結果が得られた。また、引張り試験後の破断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察すると、リテンションビーズを用いたものは金属-レジン間に間隙が見られたが、シリコーター処理を施したものでは見られなかった。
コモンマーモセットの衰弱の主因である消耗性症候群（WMS）の病態解明

研究者所属機関で消耗性症候群(Wasting marmoset syndrome)と診断したマーモセットに対し消化酵素剤の試験的治療を実施したところ、一部個体で著しい臨床徴候の改善が認められた。このことは研究者の仮説通り、消耗性症候群の病態に消化吸収が深く関与していることを示唆している。また消耗性症候群の血中バイオマーカーとして、ある物質が非常に有用であることを明らかにした。消耗性症候群罹患個体ならびに健常個体の消化液のpHおよび消化酵素活性値の測定は現在解析中である。消耗性症候群の病理学的な解析として、病理組織学的な解析を実施している。その結果として、多くの罹患個体の空腸に特異的な病理組織学的な異常が確認された(現在投稿準備中のため詳細は述べない)また、消耗性症候群の内因(遺伝要因)調査の一環として、罹患個体家系調査をブリーダー施設までさかのぼって解析中である。現在は消耗性症候群の発症リスクとして明らかな遺伝要因は疑えていない。国内外の他のマーモセット飼育施設の視察は順次実施しており、これまでに国外3施設、国内3施設の視察を実施してきた。その結果として、消耗性症候群の罹患率は各施設によってさまざまであり、海外施設において明らかに低かった。また血縁関係を研究者所属施設と同じくする国内施設においてもかなりの差があることが明らかになった。このことは消耗性症候群の病因に外因(食餌やその他飼育環境)などが関与していることを示唆するが、これは今後も確認していく必要がある。現在は、これらのデータを学術雑誌に投稿準備中である。当初の研究計画通り、消耗性症候群罹患個体における消化吸収不良の病態の一端を明らかにした。また、研究計画で3年目に予定していた、海外研究施設への視察は初年度に前倒しで実施した。今後は消耗性症候群個体の病理組織学的な解析をすすめるとともに、これまデータを学術雑誌に投稿する。
工学倫理の基礎づけと教育実践のための総合的研究

(1)工学的知識の特性についての科学哲学的分析から出発し、知識と行為の両面で工学の位置づけを明確にした。アメリカ合衆国およびドイツ連邦共和国において、技術者倫理・工学倫理教育の現状を調査した。既存の技術者倫理・工学倫理教科書、教材を収集し、その妥当性や教材としての適切性を分析した。(2)アメリカ合衆国より計3名の技術者倫理・工学倫理研究者を招聘し、アメリカ合衆国における技術者倫理教育導入の経緯や現状についての情報を得るとともに、日米の技術者倫理教育の基本的条件における差異についてディスカッションを行った。さらに、技術者が倫理的責任をいかなる仕方で果たしうるのか、またそれを可能にする諸条件は何かといった点について、教育上有効な事例の掘り起こしを進め、二つの企業(INAXとデンソー)においてそれぞれ特徴的な事例を見いだし、当事者にインタビュー調査を行い、分析した。(3)以上の理論的、実践的調査をもとに、工学部1年生を対象として、技術とは何か、技術者になるとはいかなることかといった工学原論的な内容から技術者倫理へと展開するタイプの授業プログラムをつくり、名古屋大学工学部の夏期集中講義として実行し、その結果を検討した。上記の成果を総合する形で、新しい視点からの技術者倫理教科書を作成し、名古屋大学出版会から出版するとともに、教材・資料をWeb上で発信するためのプラットフォームとして、科学技術倫理オンラインセンターを立ち上げ、試験的運用を開始した。本年度は、一月に一度定期的に研究会を開催し、工学的知識の科学哲学的な分析、アメリカ合衆国を中心とした先行研究の収集・分析、現行の工学倫理教育の方法論、および問題点の洗い出しを中心として調査・研究を進めた。また、先進的な企業倫理綱領をもつテキサスインストゥルメント、および松下電器工業の企業倫理担当者との交流の機会をもち、聞き取りおよび議論を行った。その結果、明らかになったことを以下に記す。1、ギルド社会的な背景を持ち、エンジニアが企業から独立したプロフェッションとして成立しているために技術者が、「社員」である前にエンジニアであるというアイデンティティを形成しやすく、したがって、プロフェション内部での倫理綱領によって行動が規定されるアメリカ型の技術者に比べ、日本では、むしろ技術者である前に企業人であるというアイデンティティをもつ傾向がある。このため、日本における工学倫理の確立のためには、企業倫理と技術者倫理との接合が必要だということが明確になった。2、そのための理論的基礎を検討した結果、倫理学における集団責任論などを援用しつつ、責任を企業システム内でいかに再分配するかについての倫理学的・組織論的検討が重要だという結論をえた。3、工学倫理教育の先進国であるアメリカ合衆国における工学倫理教育法を調査した結果、独立した工学倫理というコースを設ける以外に、マイクロインサーションと呼ばれる、工学に関わる様々な教育の機会をとらえて、そこに技術者としての倫理的判断の要素を加味していく方法が存在することがわかった。後者の方法論においては、哲学者、倫理学者は様々な授業のコーディネーター的な役割を果たしていることも明らかになった。こうした方法論が日本の工学倫理教育において有効だろうかという点については、今後の検討課題となった。本年度も、一月に一度定期的に研究会を開催し、工学的知識の科学哲学的な分析、アメリカ合衆国を中心とした先行研究の収集・分析、現行の工学倫理教育の方法論、および問題点の洗い出しを中心として調査・研究を進めた。また、アメリカ合衆国よりMichael Davis(イリノイエ科大学)およびRobert McGinn(スタンフォード大学)両教授を招聘し、技術者倫理教育の現状について聞き取りおよび議論を行った。さらに、現場の技術者からの聞き取り調査として、株式会社デンソーとINAXの開発技術者をそれぞれインタビューし、技術者倫理とユニバーサル・デザインの現状について調べた。その結果、明らかになったことおよびプロジェクトの進捗状況を以下に記す。1、従来の工学倫理教育、とくにテキストの問題点として、技術者が倫理的に行為しなかったことによる事故に代表される負の事例があまりにも多く、そのために学生のモティベーションがかえって低下するのではないかということが明らかになった。したがって、本研究で目指す教科書の基本的姿勢として、学生にエンジニアになることの「誇り」を強調し、そこからプロフェッションとしての責任の重要性に結びつけていくという方針を確認し、執筆活動に入った。

2、これまでのテキストが、欧米の事例に終始していることにより、日本における工学倫理事例は「借り物」の域を出ないのではないかということが明らかになり、本研究の後半部分の力点を、日本における事例の洗い出しと集積に置くこととした。これにしたがって、2つの事例を収集した。3、工学倫理研究および工学倫理教育についての情報提供手段の一環として、ネットワーク上にオンライン・エシックス・センターを立ち上げることとし、ほぼ準備が終了し、平成15年度から運用を開始する。平成15年度は、2つの成果物の作成に力点を置いた。アメリカ合衆国より来日中のAndrew Feenberg氏(サンディエゴ州立大学教授、哲学)を招き、名古屋大学情報文化学部において、オンラインによる教材発信にかかわった経験について、講演会および討論を行った(名古屋大学大学院情報科学研究科社会システム情報学専攻および名古屋大学高等教育研究センターとの共催)。討論の結果は以下の科学技術倫理オンラインセンターの設計に活かされた。開発した成果物の概要(1)科学技術倫理オンラインセンター工学倫理研究および教育についての情報提供手段の一環として、ネットワーク上にバーチャルな科学技術倫理オンラインセンターを立ち上げ、現在試験的に運用している。科学技術倫理教育にかかわる論文・事例・教材などを提供し、科学技術倫理教育の向上を図ることを目的としている。http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/lab/phil/OCSTE/科学技術倫理オンラインセンターは、アメリカ合衆国ケースウエスタンリザーブ大学のOnline Ethics Center for Scienceand Engineeringをモデルにしている。運営にあたっては、Online Ethics Center for Science and Engineeringの協力(具体的には一部コンテンツの提供など)を得ている。(2)教科書『誇り高い技術者になろう工学倫理のススメ』名古屋大学出版会より、2004年3月末に刊行。これは、日本における技術者のあり方に即した技術者倫理を提案している点と、とりわけ1年次学生に、工学の学習全体のモティベーションを高めるための工学概論的な要素を取り入れている点で、これまでの工学倫理・技術者倫理のテキストとは異なった視点から書かれた教科書である。
耐水素脆性と強度を兼備する部分安定オーステナイト鋼の創製

本研究では、汎用オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)に対して優れた耐水素脆化特性と高い強度特性を同時に付与することを目的として、固相窒素吸収処理による表層オーステナイトの安定化を試みた。その結果、1)窒素を0.4%以上吸収させたオーステナイト相は60%の冷間加工を加えても安定であること、2)表面のオーステナイト層が水素の侵入を効果的に抑制すること、3)鋼中心部は加工誘起変態マルテンサイトによって高強度化されることを確認した。当初の研究計画通り、固相窒素吸収処理法でSUS 304鋼の表面を部分的に安定化することで、耐水素脆化に優れた高強度ステンレス鋼を製造できた。近年、水素エネルギー社会の実現のため、水素脆化感受性の小さな高強度鋼板の開発が望まれている。現在、安全性の観点から、使用できる鋼は、水素感受性の小さな安定オーステナイト系ステンレス鋼SUS316Lに限定されているが、この鋼は本質的に強度が低く、配管のガス流量の制限ならびに構造物の大型化など二次的問題が生じている。一方で、より汎用性の高い準安定オーステナイト系ステンレス鋼SUS304は、冷間加工によってオーステナイトが硬質なマルテンサイトへと加工誘起変態するため、容易に高強度化を図ることが可能であるが、マルテンサイトは水素感受性が高く、水素脆化を誘発することが指摘されている。そこで当研究ではSUS304に対して、高温での窒化処理とその後の冷間加工を組み合わせることで、表面に水素の侵入を防ぐ安定オーステナイト層、内部に強度を支えるマルテンサイトを意図的に分布させる新たな組織制御技術の確立を目的とした。今までは高強度鋼の水素脆化を防止するためには、部材表面を特殊な有機塗料やメッキで被覆する以外に手段がないと考えられてきたが、本研究の技術により、高強度ステンレス鋼の新たな水素脆化防止技術として実用的に応用展開されるものと期待される。当該年度では、まずオーステナイト層厚制御のための相変態予測モデル構築についての検証を行った。その結果、冷間加工後に表面のオーステナイト層が安定に存在できる窒素濃度を見出し、窒化処理時間とそれにより形成されるオーステナイト層厚の関係を明らかにした。さらに表面オーステナイト層を形成させた高強度ステンレス鋼には水素脆化抑制効果があることを実証した。昨年度の研究により、固相窒素吸収処理によりSUS304鋼の表層部に形成させた安定オーステナイト層は環境からの水素侵入を防ぎ、耐水素脆化特性を高めることを明らかにしたが、水素環境下における本鋼板の実際の使用を想定した適切な安定オーステナイト層の厚さについての評価はなされていなかった。本年度は固相窒素吸収処理の条件を変化させることにより安定オーステナイト層厚さを種々変化させ、電解陰極水素チャージにより吸蔵される水素量の調査を行った。その結果、86.4 ksの長時間の固相窒素吸収処理を行った1.0 mm厚のSUS304鋼板ではオーステナイトが深部まで安定化され、今回の検討範囲内では水素脆化を発現することがないことが確認された。一方、短時間の固相窒素吸収処理の場合にもその効力は顕著であり、0.18 ksの短時間の処理で形成される厚さわずか18.8 μmの薄い安定オーステナイト層であっても、86.4 ksもの長時間の電解水素チャージでもほとんど水素の侵入を許さず、高い耐水素侵入抑制効果を示すことが明らかになった。実用上必要な安定オーステナイト層厚さを一概に決定することはできないが、水素の拡散距離がオーステナイト層の厚さを越えると水素脆化が発現してしまうことが確認されているため、オーステナイト中での水素の拡散距離を計算することで、環境や使用の条件に合わせた最適なオーステナイト層の厚さ、すなわち固相窒素吸収処理条件の見積もりが可能であることも示した。以上の結果は、従来は水素環境で使用することが困難とされていたSUS304鋼板を高価なSUS316L鋼板の代替として使用できる可能性を示唆したものであり、経済的にも重要な価値を与える研究成果である。H26年度は水素侵入を防ぐための部材表面の安定オーステナイト層厚を制御し、その予測モデルを構築することを目標とした。まず汎用のオーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304を窒素ガス雰囲気中で高温焼鈍する事により、固相窒素吸収を施した。この時、板厚方向への窒素分布は、焼鈍時間に伴いFickの第二法則に従って形成されることが判明した。その後冷間圧延を施すことで、窒素濃度の低い領域では加工誘起マルテンサイト変態が生じるが、窒素濃度が約0.3mass%以上の高濃度領域でオーステナイトが安定に残存することがわかった。これにより、窒素吸収処理時間とそれに伴う安定なオーステナイト層厚の予測が可能となった。

さらに表面にオーステナイト相を形成した高強度ステンレス鋼に電解陰極法による水素チャージを施した場合、オーステナイト層が形成していないものに比べ、明らかな水素脆化抑制効果があることを実証した。以上の成果を踏まえ、本年度の達成度は1当初の計画以上に進展しているとさせて頂いた。鉄鋼材料当初H27年度は、表面に形成した安定なオーステナイト層の水素脆化抑制効果を検証することを目的としていたが、上述のようにH26年度において、その抑制効果が実証されたため、今後は実用化に向けた取り組みとして、水素脆化抑制のために有効なオーステナイト層厚の提示を試みる。具体的には長時間の水素チャージや温度を上げた加速試験を実施し、それによる水素脆化の発現を確認する。これにより、オーステナイト層から内部への水素侵入挙動を把握することが可能となる。そして、水素ガス圧1000気圧を想定して、室温で水素脆化を抑制できる有効オーステナイト層厚の見積りを行い、前年度構築したマルテンサイト分布予測モデルと併せて、実質的な固相窒素吸収条件ならびに冷間圧延率を提示する。
薬剤性味覚障害の形態学的研究

薬剤性味覚障害の動物モデルを用いてラットの舌有郭乳頭味蕾を透過型電子顕微鏡にて検討し、結果を随時学会で発表している。今までのところ、感覚細胞が中心的に障害され、味孔部は正常に保たれ、味蕾底部での細胞新生が活発に行われていることを発表した。薬剤による味蕾の感覚細胞の直接障害による味覚障害を捕らえたことにより、味覚障害の機序の一つを解明した。従来報告されている亜鉛欠乏性味覚障害ラットの味蕾の所見とは異なる変化を捕らえたことにより、薬剤によるキレート作用により二次的に亜鉛欠乏を来して味覚が障害されるという従来の仮説を否定した。酸性ホスファターゼ反応での反応産物が明調細胞の細胞質全体見られることから、水解小体が活性化して明調細胞を変性、脱落させていると考えられた。暗調細胞で大小様々な大きさの電子密度が不均一な二次水解小体様物質や様々な空砲構造が観察されたり、細胞残差様物質の取り込み像からも暗調細胞は単に味蕾の構造を支持するだけでなく、食細胞様機能も有すると考えられた。味蕾内には、求心性神経の末梢終末部分が存在し、感覚細胞と求心性神経との間にはシナプス様構造も少数見られたが、大部分の末梢終結部分はシナプス小胞を貯留した状態で味蕾基底部に暗調細胞に包まれて存在していた。求心性神経は、シナプス構造を形成する相手側の感覚細胞が少ないため、接触すべき相手を待っている状態にあると考えられた。暗調細胞は味蕾内でのシュワン細胞として神経繊維を包み保護しており、食細胞様機能と合わせると、暗調細胞が多様な機能を有する細胞群からなる事が確認された。感覚細胞を含む暗調細胞の障害には、ミトコンドリアへの障害だけでなく、粗面小胞体への障害も見られ、細胞内小器官を構成する蛋白への何らかの障害が考えられた。味覚受容細胞に主として障害が生じて、受容細胞が消失あるいはその数が減少して味覚障害に陥っているものと考えられた。暗調細胞は味蕾内でのシュワン細胞として神経繊維を包み保護しており、以前報告した食細胞様機能と合わせると、暗調細胞が多様な機能を有する細胞群からなる事が確認された。感覚細胞を含む明調細胞の障害には、ミトコンドリアへの障害だけでなく、粗面小胞体への障害も見られ、細胞内小器官を構成する蛋白への何らかの障害が考えられる。血清中の亜鉛値の低下が関与するのかどうかは明確ではないが、低亜鉛食での味蕾細胞群への障害から考えると、テトラサイクリンによる亜鉛を含有する蛋白に対する障害が我々の薬剤性味覚障害の誘因である考えられる。従来からの我々の観察と今回の求心性神経の微細形態学的所見からすると、我々の作製した薬剤性味覚障害モデルは、味覚受容細胞に主として障害が生じて、受容細胞が消失あるいはその数が減少して味覚障害に陥っているものと考えられた。我々の作製した動物モデルは、薬剤性味覚障害の研究や治療に有用な情報を提供するものと思われた。この疾患モデルを用いた以上の昨年度の研究成果を日本耳鼻咽喉科学会と日本味と匂い学会に各々報告した。
森林土壌の水分変動に基づく蒸発散量の推定に関する研究

森林地での蒸発散は,林冠遮断にともなう蒸発を除き,降雨浸透により一旦土壌に貯留された水分が植物根系を経由し蒸散する過程と,直接土壌面から蒸発する過程に区分され,ともに森林土壌中の水分を消費することになる.一方,森林土層内の水収支は,降雨浸透する水分量,樹木の蒸散作用により失われる水分量と土層外に重力水として降下浸透する水分量により決まるので,土層間の上下端の水分フラックス量が把握できれば,各項の定量的評価が可能となり,蒸発散量(樹冠遮断による蒸発を除く)を推定することができる.この考えから,標準砂およびクロボクカラムを用い,サクションの変化およびカラム内の水収支から土壌水分の移動量(フラックス量)を測定し,不飽和浸透流解析を用いて水分フラックスの追跡をおこなった.この結果,標準砂カラム,クロボクカラムともに実測水分移動量と不飽和浸透流解析により得た水分移動量は良好な一致を見せた.また、この概念を実際の森林地に適用するため,土壌サクションの時系列変化を計測し,計測値から求めた動水勾配に不飽和透水係数を乗じ,水分フラックス量を評価した.今回測定した深さは10cmと40cmであり,林床表面から10cmまでの区間の蒸発量は評価できていないが,概ね妥当と判断される結果を得た.林床面からの蒸発をより正確に評価するにはできる限り林床に近い部分の異なる2点間のサクションを観測する必要があり,これについては今後の問題点として総括された.森林地での蒸発散は,林冠遮断にともなう蒸発を除き,降雨浸透により一旦土壌に貯留された水分が植物根系を経由し蒸散する過程と,直接土壌面から蒸発する過程に区分され,ともに森林土壌中の水分を消費することになる.一方,森林土層内の水収支は,降雨浸透する水分量,樹木の蒸散作用により失われる水分量と土層外に重力水として降下浸透する水分量により決まるので,土層間の上下端の水分フラックス量が把握できれば,各項の定量的評価が可能となり,蒸発散量(樹冠遮断による蒸発を除く)を推定することができる.この考えから,標準砂およびクロボクカラムを用い,サクションの変化およびカラム内の水収支から土壌水分の移動量(フラックス量)を測定し,不飽和浸透流解析を用いて水分フラックスの追跡をおこなった.この結果,標準砂カラム,クロボクカラムともに実測水分移動量と不飽和浸透流解析により得た水分移動量は良好な一致を見せた.また、この概念を実際の森林地に適用するため,土壌サクションの時系列変化を計測し,計測値から求めた動水勾配に不飽和透水係数を乗じ,水分フラックス量を評価した.今回測定した深さは10cmと40cmであり,林床表面から10cmまでの区間の蒸発量は評価できていないが,概ね妥当と判断される結果を得た.林床面からの蒸発をより正確に評価するにはできる限り林床に近い部分の異なる2点間のサクションを観測する必要があり,これについては今後の問題点として総括された.森林土壌中の水分移動プロセスには、降下浸透、林床面蒸発、樹木根系による吸収がある。本研究は、森林土壌を対象に降雨時に発生する降下浸透とその後に起こる蒸発過程がともに不飽和水分移動方程式にしたがうことを実験的に明らかにするとともに、両プロセスに不飽和浸透流解析を適用し定量的な追跡を試みたものである。上記の目的にしたがい、ここでは非攪乱で採取した森林土壌カラムを用い、一定強度の人工降雨を与え土壌水分の増加量とその後の蒸発・乾燥過程で起こる水分量の減少を室内実験により把握した。解析では、不飽和浸透流解析を適用し上下端の境界値に実測したサクション値を与え、再現したカラム内のサクション分布から動水勾配を求め、カラムに対する入力である降雨量とカラムから排出される降下浸透量、蒸発量を評価し実測値と対比し検討した。これにより次のことが明らかになった。1)給水過程では、解析により得られたサクション分布は、実測値に比べ1030分ほど遅れる傾向を示すこと。2)蒸発過程では、解析された水分量は実測に対していずれの降雨強度でも約27mmほど過小評価していること。これの原因として、1)はカラム内の浸透現象がダルシー則が成立するマトリックス浸透によらずパイプ流的浸透による影響を受けていること、2)はカラム上端から10cm区間のサクションの測定ができず、蒸発フラックスの大きい給水終了後12日間の蒸発量が評価できなかったことであると判断している。次の段階では、実測できなかった上端表面から10cm深までの表層の土壌水分の変動を実測するため測定方法を改良するとともに、実際の森林地を対象とした測定を行い、本手法を適用し検討する予定である。

森林地での蒸発散は,林冠遮断にともなう蒸発を除き,降雨浸透により一旦土壌に貯留された水分が植物根系を経由し蒸散する過程と,直接土壌面から蒸発する過程に区分され,ともに森林土壌中の水分を消費することになる.一方,森林土層内の水収支は,降雨浸透する水分量,樹木の蒸散作用により失われる水分量と土層外に重力水として降下浸透する水分量により決まるので,土層間の上下端の水分フラックス量が把握できれば,各項の定量的評価が可能となり,蒸発散量(樹冠遮断による蒸発を除く)を推定することができる.この考えから,標準砂およびクロボクカラムを用い,サクションの変化およびカラム内の水収支から土壌水分の移動量(フラックス量)を測定し,不飽和浸透流解析を用いて水分フラックスの追跡をおこなった.この結果,標準砂カラム,クロボクカラムともに実測水分移動量と不飽和浸透流解析により得た水分移動量は良好な一致を見せた.また,この概念を実際の森林地に適用するため,土壌サクションの時系列変化を計測し,計測値から求めた動水勾配に不飽和透水係数を乗じ,水分フラックス量を評価した.今回測定した深さは10cmと40cmであり,林床表面から10cmまでの区間の蒸発量は評価できていないが,概ね妥当と判断される結果を得た.林床面からの蒸発をより正確に評価するにはできる限り林床に近い部分の異なる2点間のサクションを観測する必要があり,これについては今後の問題点として総括された.
分子認識能を有する無機高分子ゲルを反応メディアとする炭素結合生成反応の制御

分子認識能を有する無機高分子ゲルの合成を目的として、水中における珪酸の重合に対して種々の有機化合物の触媒効果を検討した。弱塩基性水溶液中において、珪酸の重合と続いて起こるゲル化はアミン及びポリアミンの存在により促進された。モリプド珪酸法求めた、モノマーの珪酸の消失をアミン存在下と存在しないときで比較すると、アミン類に重合触媒活性が認められた。とりわけポリアミンの場合は触媒効果が顕著で、一瞬でゲルが沈降した。また、得られたシリカゲルにはかなりの量のアミンが取り込まれており、本来負に帯電しているシリカゲルの表面を正に帯電させその表面の性質を変化させることが分かった。これに伴い生成したシリカゲルは異なる吸着特性を示すこともわかった。インジゴカルミンなどのアニオン基を有する色素をラングミア型の等温吸着線で吸着し、その吸着量からシリカゲルの表面積を見積もったところ、1000m^2/g程度の広い表面積を有することがわかった。シリカゲルの赤外線吸収スペクトルは、通常のシリカゲルより低い波数(1040-1080cm^<-1>)にSi-O伸縮を示すことが分かり、水素結合による強い有機-無機の複合化が起こっていることを示唆した。新規に合成したシリカゲルについてその触媒活性などを実在検討している。
開発途上国における児童の時間の浪費を考慮に入れた経済モデル構築と政策評価

昨年度までに構築した、教育にも労働にも従事していない児童(stay idle)が出現し、それが発展途上国の厚生や経済発展にどのような影響を与えるのかを分析するためのモデルをもとに、今年度はコンピュータを用いたシミュレーションにより定量的な厚生分析と政策分析を行い、児童労働撲滅と経済発展に対する有効な政策を考察した。特に近年注目されている児童労働の削減や教育促進に関する政策である、条件付き現金給付(CCT)やFood-For-Education、PROGRESAについて、本研究におけるモデルをもとに経済発展に与える影響の分析を行った。結果の概要としては、それらの政策は児童労働の削減に対して有効なだけではなく、さらに教育にも労働にも従事していない児童を減らし教育をより促進する効果を持つことを確認した。実証研究で明らかにされているように教育にも労働にも従事していない児童が発展途上国に存在する状況で、どのような政策が有効かを定性的にも定量的にも分析し、考察を示すことができた。これは既存の児童労働や教育政策の研究に新たな側面を提示し、政策の効果をより詳細に示すことができたと言える。最後に本研究課題に関連するその他の研究成果を述べる。1.天然資源の豊富さが開発途上国の発展に与える影響について、人的資本を通じた経路を調べるモデルを構築し分析を行った。この成果は2018年6月にベトナムで行われたThe 2018International Conference on Public EconomicTheoryで報告された。2.発展途上国のガバナンスが児童労働の水準にどのような影響を与えるのかを分析するモデルを構築し分析した。この研究は3つのカンファレンスやワークショップで報告された。研究課題初年度である本年度は、研究目的で述べたように、(I)「教育にも労働にも従事せず、時間を浪費する児童が出現する理由を明らかにするための基本モデルを構築し、それが開発途上国の家計や企業に与える影響を分析する。」(II)「(I)で構築したモデルを人的資本理論を用いた動学マクロモデルに拡張し、動学分析を行うことにより経済発展への影響を調べる。」という2つの項目を実施した。達成された研究結果を以下に簡潔に述べる。Stay idleの児童が存在することを仮定したモデルを構築することにより、所得(人的資本水準)が低い家計においては教育も労働も行わない児童(Stay idle)が存在し、家計所得の上昇はまず児童の労働市場における労働時間の増加をもたらし、さらに所得が上昇すると労働時間が減少し教育時間が上昇していくという結果を導いた。この結果は既存の研究で仮定されているような教育と労働の単純なトレードオフだけでは児童の行動が表せないことを示している。Stay idleを踏まえると家計所得が上昇しても単純に児童労働が減少するわけではないことが示唆される。この分析を基にさらに人的資本の動学分析に拡張すると、人的資本の蓄積による経済発展の経路が一意には決定されないことが示される。本モデルで仮定するようなStay idleが存在するもとでは、家計所得が上昇しても教育水準が上昇し、人的資本蓄積が単調に進むわけではないからである。これらの結果は発展途上国における教育政策に対して、既存の先行研究のモデルより深い洞察を与える。近年のフィールドワークにおけるデータの蓄積で解ってきたような、児童の教育水準を高めるために児童や親に対する動機付けがより重要であることが示される。初年度の「研究の目的」として挙げた項目は上で述べた研究業績の概要にある通り本年度中にほぼ達成した。さらに研究実施計画で挙げたとおり、本研究代表者は平成28年9月まで、Indiana Universityへ海外長期研修に行っており、訪問プログラムを行いながら本研究課題に関して有益な助言などを得ることができた。受け入れ教員であるGehard Glomm教授との打ち合わせを主として、Indiana UniversityにおけるワークショップやAmerican Economic Associationの年次大会に参加することにより、最先端の研究手法を学び取り入れることができた。帰国後も同志社大学のワークショップで本研究課題に関することを報告するなど様々なところでコメントを得ることができた。これらを総合的に判断すると、本研究課題の達成に向けておおむね順調に進展していると言える。昨年度に構築した「教育にも労働にも従事せず、時間を浪費する児童が出現するモデル」を踏まえ、(1)モデルの動学分析を行うことにより経済発展へどのような影響があるのかを定性的に分析する。(2)定量的な厚生分析を行い開発途上国への政策提言を行うことができるようにモデルを改良する。という2点を実施した。(1)に関しては、人的資本の蓄積で表される経済発展は家計の所得の上昇や児童労働時間の低下だけでは達成できないことをモデルによって示すことができた。これは、既存の研究のように教育と児童労働の単純なトレードオフを仮定せずに、児童のStay Idleの行動をモデルに取り入れているためである。このため、人的資本蓄積を促進するための政策として児童労働の単純な禁止だけではなく、家計に児童の教育へのインセンティブを与える政策が必要とされることが示唆される。近年では児童労働削減のための様々な政策が打ち出され、条件付き現金給付(CCT)やFood-For-Education・PROGRESAなど実際に有効性が確認されているものもある。これらの政策の有効性の分析や評価に関して本モデルは有効であると言える。(2)については、(1)で示唆される様々な政策の有効性を実際に評価するために、本モデルを定量的に分析できるよう改良を行った。次年度は児童のStay Idle行動が経済発展にどのような影響を与えるのかをシミュレーション分析する予定である。

1.天然資源の豊富さが開発途上国の発展に与える影響について、人的資本を通じた経路を調べるモデルを構築し分析を行った。この成果は2017年10月に行われた応用経済学会秋大会で報告された。2.発展途上国のガバナンスが児童労働の水準にどのような影響を与えるのかを分析するモデルを構築した。この成果を論文としてまとめた。本年度の「研究の目的」としてあげた、「構築したモデルを人的資本理論を用いた動学マクロモデルに拡張し、動学分析を行うことにより経済発展への影響を調べる。」に関しては上で述べた研究業績の概要にある通り本年度中にほぼ達成した。また、「コンピュータを用いたシミュレーションにより定量的な厚生分析と政策分析を行い、児童労働撲滅と経済発展に関する政策提言を行う。」に関しては、最終年度で行う政策のシミュレーション分析の準備を十分に達成できた。次に、研究実施計画で挙げた以下の2つに関して述べる。1.「国内・海外の学会・セミナー等に積極的に参加する」という計画に関して、セミナーでの報告を1回・学会での報告を1回行い、その他の国内・国外の学会へ複数回参加した。2.「政策に関する定量的な分析を行う準備として解析ソフトウェアの研究資料を収集し、見識を深めること」に関して、様々な図書を収集することにより、定量分析をするための知識の習得ができた。これらを総合的に判断すると、本研究課題の達成に向けておおむね順調に進展していると言える。昨年度までに構築した、教育にも労働にも従事していない児童(stay idle)が出現し、それが発展途上国の厚生や経済発展にどのような影響を与えるのかを分析するためのモデルをもとに、今年度はコンピュータを用いたシミュレーションにより定量的な厚生分析と政策分析を行い、児童労働撲滅と経済発展に対する有効な政策を考察した。特に近年注目されている児童労働の削減や教育促進に関する政策である、条件付き現金給付(CCT)やFood-For-Education、PROGRESAについて、本研究におけるモデルをもとに経済発展に与える影響の分析を行った。結果の概要としては、それらの政策は児童労働の削減に対して有効なだけではなく、さらに教育にも労働にも従事していない児童を減らし教育をより促進する効果を持つことを確認した。実証研究で明らかにされているように教育にも労働にも従事していない児童が発展途上国に存在する状況で、どのような政策が有効かを定性的にも定量的にも分析し、考察を示すことができた。これは既存の児童労働や教育政策の研究に新たな側面を提示し、政策の効果をより詳細に示すことができたと言える。最後に本研究課題に関連するその他の研究成果を述べる。
半未知環境の環境構成物記憶と作業依存関係に基づくヒューマノイドの作業手順計画法

本研究では建設施工タスクのような作業の依存関係と環境の構成物が既知である作業を対象とし,その作業手順と構成物の配置が変化しうる環境を半未知環境として定義する.その上で,ヒューマノイドロボットが周囲の環境構造物,作業の依存関係及び自己の運動学・動力学的制約を考慮しながら目的とする作業手順を自律的に生成する作業実行管理システムの構成法を明らかにすることを目的とする.そのために,目標とする作業の依存関係とロボットの運動学・動力学制約を考慮した並列実行可能性の検証を行い,環境構造物の意味論的地図と照らし合わせることで環境に応じた並列作業手順を動的に生成する作業実行管理手法を開発する.本研究では建設施工タスクのような作業の依存関係と環境の構成物が既知である作業を対象とし,その作業手順と構成物の配置が変化しうる環境を半未知環境として定義する.その上で,ヒューマノイドロボットが周囲の環境構造物,作業の依存関係及び自己の運動学・動力学的制約を考慮しながら目的とする作業手順を自律的に生成する作業実行管理システムの構成法を明らかにすることを目的とする.そのために,目標とする作業の依存関係とロボットの運動学・動力学制約を考慮した並列実行可能性の検証を行い,環境構造物の意味論的地図と照らし合わせることで環境に応じた並列作業手順を動的に生成する作業実行管理手法を開発する.
脳内モノアミンは運動習慣を形成する-高運動性モデル動物を用いた検討-

申請者の所属教室では、回転カゴにおいて高い自発的運動を行うSPORTSラット(Spontaneously Running Tokushima-Shikoku)の近交系を確立した。これまでの研究により、SPORTSラット脳においては細胞外ノルエピネフリン(NE)量が増加していることを申請者は明らかとした。本研究では、SPORTSラットの脳内NE量の増加の分子制御機構を解析し、運動習性との関わりを明らかにすることを目的とした。SPORTSラット脳の細胞外NE量の増加がNE分解量の減少にあると考え、NE代謝(分解)酵素であるモノアミン酸化酵素(MAOA)活性を測定した。結果、SPORTSラット脳ではMAOAの酵素活性が低下していることが明らかとなった。脳以外の組織(肝臓など)におけるMAOA活性に変化は認められなかった。SPORTSラット脳ではMAOAタンパク発現量がコントロールラットに比べ有意に低下していた。一方、SPORTSラット脳のDNAマイクロアレイの結果、様々な遺伝子の発現レベルの変化が認められたが、MAOAmRNA量に変化はみられなかった。タンパク合成阻害剤であるシクロヘキシミドを用いた検討により、SPORTSラット脳におけるMAOAタンパク発現量の低下はMAOAタンパクの分解促進によるものではないことが明らかとなった。脳におけるMAOA活性の低下が高運動習性を引き起こすか否かを確かめるためノーマルのラットにMAOA阻害剤であるクロルギリンを投与し走行距離の変化を解析した。結果、クロルギリンの末梢および中枢への投与でノーマルラットの走行運動が著しく増加した。以上の結果より、SPORTSラット脳における組織外NEの上昇にはMAOAの酵素活性およびタンパク発現量の低下が大きく関与していると考えられ、このような脳内MAOA活性の低下がSPORTSラットの高い運動習性を惹起している可能性が示唆された。申請者の所属教室では、世界に先駆けて、回転カゴにおいて高い自発的運動を行うSPORTSラット(Spontaneously Running Tokushima-Shikoku ; Wistar系)を見出しその近交系を確立した。本研究では、SPORTSラットの脳内モノアミンについて、その動態、作用機構、分子制御機構を解析し、運動習性との関わりを明らかにすることを目的とした。まず、SPORTSラット脳各部位においてin vivoマイクロダイアリシス法により脳灌流を行い、モノアミン放出量を定量した。結果、SPORTSラットでは、海馬におけるノルエピネフリン放出量(細胞外ノルエピネフリン量)がコントロールラットに比べ有意に上昇していた。線条体におけるドーパミン動態には変化はみられなかった。一方、SPORTSラットの海馬組織内ノルエピネフリン含量はコントロールラットに比べ有意に減少しており、このことから、SPORTSラット海馬では細胞外ノルエピネフリンの代謝(分解)異常あるいはシナプス前神経細胞への再取り込み障害のいずれかが起こっていることが示唆された。脳細胞外ノルエピネフリン量の増加がSPORTSラットの高運動性に関わるか否かを明らかにするため、SPORTSラットの脳海馬にノルエピネフリン受容体の拮抗剤を投与し、走行距離の変化を観察した。ノルエピネフリンα受容体の拮抗剤はSPORTSラットの高運動性を有意に抑制した。一方、β受容体の拮抗剤投与は影響しなかった。以上の結果より、SPORTSラット脳(海馬)においては細胞外ノルエピネフリン量が増加しており、その増加はノルエピネフリンα受容体を介して高運動性を引き起こしていることが本研究により明らかとなった。
下肢関節疾患術後に対する上肢運動の鎮痛効果機序解明とバイオマーカー探索

本研究の目的は,上肢を中心とした運動が下肢関節疾患の術後痛に効果があるのかを動物実験と臨床研究から検討することである.動物実験ではラットの関節炎誘発疼痛モデルと不動性誘発疼痛モデルを用い,前者には両側上肢のみの運動を,後者には両側上肢ならびに一側下肢の3肢による運動を負荷した.結果,いずれのモデルでも運動誘発性疼痛抑制効果が確認されたが,そのメカニズムに関与する脳内のβ-endorphinは後者のモデルでのみ増加を認めた.一方,臨床研究では膝十字靱帯再建術後患者を対象に通常の理学療法プログラムに上肢運動を追加して実施した場合の効果を検討したが,その有用性は明らかにできず,検討課題を残した.本年度はラット膝関節炎モデルを用い,その発生直後から上肢を用いた運動を負荷し,腫脹や痛みにおよぼす影響を検討した.実験動物は8週齢のWistar系雄性ラットで,データとしてサンプリングできた24匹はまず実験群(n=16)と対照群(n=8)に振り分けられ,実験群に対しては右側膝関節に起炎剤である3%カラゲニンを投与することで関節炎を惹起させ,あわせて患部の自発運動を制限する目的で,膝関節を伸展位でギプス固定した.次に,実験群を上肢運動を負荷する運動群(n=8)と負荷しない非運動群(n=8)に分け,運動群のラットは小動物用トレッドミルに設置した台上に体幹部を固定し,手掌面がその歩行路に接地するよう調整した.そして,20 m/分の速度で歩行路を稼働させ,これを上肢のみで追従させることで運動を負荷した.この上肢運動の実施時間は20分/回とし,20分の休息をはさみ3セット実施し,これを6回/週,述べ4週間実施した.次に,各群に対しては実験開始前と起炎剤投与後1日目ならびに1,2,3,4週目に患部である右膝関節の横径を測定することで腫脹の程度を評価し,あわせてプッシュプルゲージを用いて圧痛閾値を評価した.また,遠隔部にあたる足背の痛覚閾値を評価するため,15gのVon Frey Filamentで同部位を10回刺激し,その際の痛み反応の出現頻度を測定した.結果,患部の痛覚閾値に関しては起炎剤投与2週目以降,運動群で有意に軽減し,遠隔部にあたる足背の痛覚閾値に関しても起炎剤投与4週目で運動群に有意な軽減を認めた.これらのことから,患部以外を使用した運動でも患部に鎮痛効果を認め,この影響で中枢性感作が抑制され,患部から離れた部位の痛み,すなわち慢性痛の発生を軽減できることが示唆された.なお,当初予定していた生体組織の検索に関しては次年度上半期までに完了する予定である.本年度は膝関節の靱帯再建術後患者を対象とし、術後早期からの上肢エルゴメータを用いた運動負荷の介入がその後の痛みや身体運動機能におよぼす影響を検討した。対象は前十字靱帯あるいは後十字靱帯損傷後に自家腱を用いた再建術が施行された25名(男性17名、女性8名)で、その平均年齢は20.4歳であった。方法として、対象者を1通常のクリニカルパスに準じた理学療法(以下、PT)プログラムを実施する群(対照群、n=12)、2通常のクリニカルパスに準じたPTプログラムに加え、上肢エルゴメータを用いた運動負荷を実施する群(上肢運動群、n=13)の2群に無作為に振り分けを行った。そして、上肢運動群に対しては最大心拍数の4050%の負荷強度で1日10分、週5回、退院日まで上肢エルゴメータを用いた運動負荷を通常のPTプログラムに追加して実施した。なお、今回の対象者に対するPT介入期間は7日10日、平均8.4日であった。評価には痛み強度としてvisual analogue scale(VAS)を用い、移乗や歩行などの自立日数に基づいて身体運動機能を評価した。結果、年齢や性別、在院日数、術式などといった基本属性に関しては2群間で有意差は認められなかった。一方、VASに関しては2群ともに術後2日目より退院時は有意に低下し、いずれの群も術後痛の軽減効果が認められた。しかし、その変化の程度には2群間で有意差を認めず、上記した身体運動機能に関連するすべての指標とも2群間で有意差は認められなかった。以上のように、通常のPTプログラムのみでも術後痛ならびに身体運動機能の改善効果を認め、上肢運動を追加して実施しても、さらにその効果が高まる結果は得られなかった。この要因としては第一に介入期間の短さがあげられ、今後は主な退院先である回復期リハハビリテーション病院とも連携しながら追跡調査を行う予定である。平成25年度に実施した動物実験は両側上肢のみを用いた運動負荷であり(運動群),運動負荷を行っていない非運動群と比べて鎮痛効果は認められたものの,顕著な差ではなく,また,視床下部におけるβ-エンドルフィン含有量も運動群と非運動群で有意差は認められなかった.そこで,その要因を検討した結果,運動負荷量が不十分であった可能性が考えられた.