hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内分泌かく乱物質の甲状腺・副腎・性腺の内分泌機能に及ぼす影響

(6)hCG投与による精巣の反応性を調べた結果、精巣からのテストステロンとプロジェステロン分泌反応性が対照群に比べて低下した。<考察>本年度の研究成果から、BFAが成熟雄ラットに対して明らかな内分泌撹乱作用を有する事実が判明した。BFAの作用機構については明らかではないが、BFAがエストロジェンのリセプターに結合すると予想すると以下のような解釈が可能である。(1)BFAは、下垂体に作用してプロラクチン分泌を亢進させる。(2)精巣のライディヒ細胞に作用して、テストステロン分泌を低下させる。(3)精巣のセルトリー細胞に作用してインヒビン分泌を低下させる。その結果として造精機能を低下させる。また、(4)LHの分泌上昇は、テストステロン分泌の低下による負のフィードバック調節作用が減弱した結果と解釈される。本年度は、ゲニスタインの内分泌撹乱作用について検討した。<方法>実験には、シャトルボックス高回避(HAA)と低回避系(LAA)ラットを用いた。投与量は、5mg/kgとし、妊娠17日から泌乳21日まで母ラットに連日経口投与した。新生子は、母親による影響を除くためにSprague-Dawley系ラットの母親に育てさせた。<結果>1.雌性生殖機能への影響:(1)膣開口日齢...LAAでは、ゲニスタイン投与により膣開口が対照群に比べ有意に遅れたがHAAでは変化は認められなかった。また、成熟後の発情周期の回帰率にも差が認められなかった。(2)卵巣・子宮...HAAとLAA共に、グニスタイン投与による変化は認められなかった。2.雄性生殖機能への影響:(1)春機発動...ペニス型の変化により雄の春機発動について調べた結果、LAAでは、ゲニスタイン投与により春機発動日令が対照群に比べて有意に遅れたが、HAAでは変化が認められなかった。(2)精巣・副生殖腺...精巣、精巣上体、精嚢腺、前立腺重量には、HAA、LAA共にゲニスタイン投与による影響は認められなかった。3.発育への影響:雌雄ともにLAAでは、ゲニスタイン投与群で体重増加が抑制された。その他、副腎、胸腺、脾臓重量には、HAA、LAA共に変化は認められなかった。4.免疫機能:HAAでは、ゲニスタイン投与群で白血球数の減少とPFC試験での反応低下が認められた。5.オープンフィールド試験:HAAでは、ゲニスタイン投与群で増加が認められた。6.シャトルボックス回避能と自発運動量:HAA、LAA共に変化は認められなかった。<考察>ゲニスタインは、春機発動抑制、発育抑制および免疫機能抑制作用を有する事実が判明した。
受動型動吸振器による船内振動・騒音低減装置の開発および合理的な設計法の構築

近年,船内振動に関する国際標準ISO20283-5が改訂され,居住区における振動の許容値が引き下げられるなど,船舶の上部構造物における振動は,船員の居住環境向上のため焦眉な課題となっている.船内振動は精密機器への損傷,金属疲労等にも影響するため,効果的な振動低減手法が求められている.一方,船舶の振動問題を設計段階において精度よく予測することは難しいことが多く,建造後に効果的な対策を実施するには多大なコストと労力を要する.そこで,本研究では事後対策が容易で安価な制振装置の一つとして動吸振器に着目し,効果的な振動対策法としての動吸振器の検証と合理的な設計法の開発を目的としている.当該年度の主な研究実施計画は,複素モード解析に基づく簡易振動解析手法を用いた動吸振器の最適設計および動吸振器の試作機による検証である.研究を進めるにあたり,動吸振器の適用場所を上部構造物全体の低減とローカルな振動低減の2つに分けて整理することとした.上部構造物全体の低減については,前後方向振動に対して動吸振器を適用する場合を想定し,ローカルな振動低減については,各居住区の床面振動の低減を対象とする.本年度の実施成果は,まず1つ目に前年度開発した複素モード解析に基づく簡易振動解析手法を用いた動吸振器の最適なパラメータを設計する手法の構築である.2つ目は,ローカルな振動として居住区の床面振動に対する動吸振器の実船検証を行った点である.実際の船に海上公試にて同乗し,試作した動吸振器による振動低減の可能性を確認した.船舶の上部構造物における振動対策は,船員の居住環境や精密機器への損傷,部材の金属疲労等を考慮する際には重要な課題であり,船舶内居住区における効果的な騒音・振動対策が求められている.しかしながら,船舶での振動・騒音問題を設計段階において精度よく予測することは難しいことが多く,建造後に効果的な対策を実施するには多大なコストと労力を要する.そこで,本研究では事後対策が容易で安価な制振装置の一つとして動吸振器に着目し,効果的な振動対策法としての動吸振器の検証と合理的な設計法の開発を目的としている.当該年度の主な研究実施計画としては,船内居住区に対する振動解析モデルの構築および複素モード解析に基づく簡易振動解析手法の構築,実船計測に基づく検証,動吸振器の最適設計法の開発としている.本年度の実施成果は,まず1つ目に上部構造物に対する簡易振動解析モデルの構築である.船舶における上部構造物は複雑な形状をしており,FEM等による詳細なモデルにおける固有値解析が主流であるが,設計内容が頻繁に更新される上流設計においては簡易的に予測できることが望ましい.そこで著者らは上部構造物の前後方向の振動解析モデルとして,集中質量・慣性および梁からなる簡易モデルを構築した.実船における振動計測結果と比較することで実用的なレベルの精度を確認した.これにより上流設計において簡易的に振動レベルを予測し,対策を講じることが可能と思われる,次に,2つ目の実施成果として,複素モード解析を導入した最適設計法の構築である.上記1つ目のモデルに対して複素モード解析を導入することにより,構造体としての減衰や動吸振器の減衰を正確にモード別に考慮することが可能となる.また,系パラメータに対する振動レベルの感度を厳密に計算し,感度に基づく最適設計法を構築した.これにより低振動な構造の設計が可能になると考えられる.当該年度の研究実施計画は,船内居住区に対する振動解析モデルの構築および複素モード解析に基づく簡易振動解析手法の構築,実船計測に基づく検証,動吸振器の最適設計法の開発であるが,研究計画に該当する上部構造物の簡易振動解析手法の開発と実測結果による検証,および複素モード解析を導入した最適設計法の構築を実施しているため,おおむね順調に進展していると思われる.近年,船内振動に関する国際標準ISO20283-5が改訂され,居住区における振動の許容値が引き下げられるなど,船舶の上部構造物における振動は,船員の居住環境向上のため焦眉な課題となっている.船内振動は精密機器への損傷,金属疲労等にも影響するため,効果的な振動低減手法が求められている.一方,船舶の振動問題を設計段階において精度よく予測することは難しいことが多く,建造後に効果的な対策を実施するには多大なコストと労力を要する.そこで,本研究では事後対策が容易で安価な制振装置の一つとして動吸振器に着目し,効果的な振動対策法としての動吸振器の検証と合理的な設計法の開発を目的としている.当該年度の主な研究実施計画は,複素モード解析に基づく簡易振動解析手法を用いた動吸振器の最適設計および動吸振器の試作機による検証である.研究を進めるにあたり,動吸振器の適用場所を上部構造物全体の低減とローカルな振動低減の2つに分けて整理することとした.上部構造物全体の低減については,前後方向振動に対して動吸振器を適用する場合を想定し,ローカルな振動低減については,各居住区の床面振動の低減を対象とする.本年度の実施成果は,まず1つ目に前年度開発した複素モード解析に基づく簡易振動解析手法を用いた動吸振器の最適なパラメータを設計する手法の構築である.2つ目は,ローカルな振動として居住区の床面振動に対する動吸振器の実船検証を行った点である.

実際の船に海上公試にて同乗し,試作した動吸振器による振動低減の可能性を確認した.本年度が本研究の最終年度にあたり,研究実施計画では,動吸振器の最適設計法の開発,実験的検証を予定している.前年度までおおむね順調に進捗しているため,大幅な変更はない.次年度に向けた実証実験に向けて,当該年度に実験装置の製作費を計上していたが,年度内に計画がまとまらなかったため,次年度に繰り越し,実験装置の製作を実施する.
S-S結合導入による光駆動H^+ポンプの動的構造変化の解析

高度好塩菌ハロバクテリアの細胞膜にある光駆動プロトンポンプのエネルギー論的分子機構を明らかにする一環として,7本の膜貫通α-ヘリックスをつなぐループ領域にS-S結合を導入したプロトンポンプの構造安定性と機能変化を調べる。そのために、S-S結合を導入の可能性を検討した。S-S結合導入によってポンプ蛋白質の構造形成が損なわれることのない領域を探すため,アーキオプシン-1と2(^aO-1と^aO-2)からヘリックス領域(ヘリックスE,F,EとF)を置き換えた種々のハイブリッド^aO,および,EFループ領域に数アミノ酸残基の挿入あるいは欠失を与えた変異^aOを大腸菌で発現させた。ヘリックス領域の置換はクロモホアの形成に影響を及ぼさなかったが,ループ領域へのアミノ酸の挿入あるいは欠失はクロモホア形成速度とその収率の低下をもたらし,さらに,再構成色素の光化学反応様式も大きく変えた。従って,EFループ領域への変異導入は構造形成を損なう可能性がある。ヘリックスBとC,及びFとGをつなぐループ領域にCys残基(L66C,V199C)を導入した変異バクテリオロドプシン(bR)を好塩菌で発現させたところ,紫膜の形成能と光化学反応は野生型と同様であった。そこでS-S結合の有無をSH試薬との反応性から調べた。その結果,199番目に導入したCysは蛋白質表面に露出しておらず,そのため,S-S結合も形成できないことがわかった。これは,Henderson等によって提出されているbRの構造モデルに再検討が必要であることを示している。今後Cys導入位置の再検討と系統的なCys導入変異体の作成が必要である。本研究では、高度好塩性古細菌ハロバクテリアの細胞膜にある光駆動性H^+ポンプのエネルギー論的分子機構を明らかにする一環として、7本の膜貫通α-ヘリックスをつなぐループ領域にS-S結合を導入して構造を固定するとH^+ポンプの活性と物性はどのような影響をうけるかを調べる。その前段階として、2種類のH^+ポンプ、アーキロドプシン-1と2(aR-1、aR-2)から、種々のキメラタンパクを作製し、アミノ酸置換が色素形成(レチナールポケット形成)と光駆動H^+ポンプ活性に及ぼす影響を調べた。キメラタンパクはaR-1とaR-2遺伝子内の制限酵素部位を利用して遺伝子組換えを行い、aR-1のヘリックスE、EとF、及び、E、FとGをaR-2の対応する領域と置き換えたaR1/2E、aR1/2FGとaR1/2EFGを作製し、それぞれの遺伝子を大腸菌で発現させた。膜画分から調製した発現タンパクをリン脂質と界面活性剤の混合ミセルとし、in vitroでレチナールを添加して色素形成過程を調べた。コントロールのaR-1アポタンパクはレチナール添加に伴い、中間体を経て、560mnに吸収極大をもつ色素に変換した。中間体から560nm色素への変換過程が律速であり、t1/2は7分であった。一方、キメラaR1/2E、aR1/2FG、aR1/2EFGではt1/2は、それぞれ、50、30、6分であった。タンパク当りの色素形成量は、aR-1アポタンパクではタンパク濃度に依存しなかったが、キメラタンパクでは、リン脂質とタンパクの量比が重要であることが解った。現在までに得られた知見から、一度に数アミノ酸残基を置換すると構造形成に影響を及ぼす可能性のあることが考えられる。

現在、ヘリックスBとCを結ぶループ領域にS-S結合を導入したタンパクの遺伝子、また、ヘリックスCとGを固定するS-S結合を導入したタンパクの遺伝子を作製中であり、目的の変異導入が構造形成に及ぼす影響を明かにする予定である。本研究では,高度好塩菌ハロバクテリアの細胞膜にある光駆動プロトンポンプのエネルギー論的分子機構を明らかにする一環として,7本の膜貫通α-ヘリックスをつなぐループ領域にS-S結合を導入したプロトンポンプの構造安定性と機能を調べることを目的とした。S-S結合導入によってポンプタンパクの構造形成が損なわれることのない領域を探すため,2種類のプロトンポンプ,アーキロドプシン-1の2(aR-1とaR-2)から個々のヘリックス領域(ヘリックスE,F,EとF)を置き換えた種々のキメラaRタンパク,および,ループ領域に数アミノ酸残基の挿入あるいは欠失を与えた変異aRタンパク質を遺伝子工学で作成した(大腸菌で発現)。膜貫通α-ヘリックス領域を置き換えたキメラタンパクは野性型と同様の速度でクロモフォアを形成したが,ループ領域に挿入あるいは欠失を与えると,クロモフォア形成速度とその収率が低下した(in vitroで作成したaR色素類)。光化学中間体(M,N,O)の寿命はキメラaR色素ごとに異なり,M中間体の寿命が短くなるもの,N中間体の寿命が長くなるものが作成できた。一方,ループ領域に挿入を与えた変異aR色素では,みかけ上O中間体がN中間体より先に現われ,さらにN中間体の寿命が非常に延びた(20°Cで数秒)。他方,欠失変異aR色素ではM中間体の寿命が長くなった。いずれの変異色素も光に対して不安定であった。ヘリックスFとGをつなぐループ領域に2個のCys残基を導入した変異タンパクは野性型と同様の速度でクロモフォアを形成した。また,ヘリックスBとGをつなぐループ領域に2個のCys残基を導入した変異バクテリオロドプシンを好塩菌で発現させた。現在までの測定条件では,その光反応に野性型との違いは見い出されていない。これはS-S結合の形成程度が低いことによるのかもしれない。現在検討中である。
多結晶金属材料の結晶粒レベルにおける破壊伝播機構の解明に関する研究

本研究では、多結晶金属材料である鋼材の劈開破壊伝播現象を2次元シミュレーションにより検討した。シミュレーションの基本原理は、劈開亀裂は結晶粒内の劈開面が割れて伝播していく、割れる条件は各結晶粒の劈開面における最大応力により支配される、という2点である。このような前提に立ち、結晶粒径が一定あるいはランダムに分布する場合、結晶粒の扁平度が変化する場合、弾性および弾塑性の場合の破面の凹凸や伝播経路をシミュレーションにより調べ、シャルピ試験結果と比較検討した。シミュレーションにおいては、FEMによる応力場解析結果およびCottrell&Riceのキンク亀裂の応力拡大係数解を用いた。また塑性域修正はShihによる多軸応力モードの小規模降伏場の解析を利用した。本シミュレーションによれば、結晶粒径が一定の場合よりランダムに分布する場合の方が破面の凹凸が大きくなり、初期亀裂方向と劈開面の法線方向のなす角度の標準偏差が大になるほど真っ直ぐに伝播する傾向が見られた。さらには、弾性より弾塑性の方が破面の凹凸が大になるという結果が得られた。これらは傾向的に実験結果と一致する。集合組織は結晶粒が扁平で結晶方位が確率的に揃っている組織であるが、このような場合についてはシミュレーションを行ったところ、方位がランダムな場合より破面の凹凸が大になった。ポップイン現象についても検討した。ポップイン現象が起こる原因は靭性の不均一によるというのが従来の考え方であるが、これとは別に亀裂がキンクして停止するという考え方でシミュレーションしたところ、扁平度が大であれば亀裂が停止しやすい傾向があることがわかった。このような結果は亀裂が微小な場合であって、いずれの場合も初期亀裂が大の場合は粒径や扁平度に関係なく亀裂伝播経路は傾向的にほぼ一定となる。本研究では、多結晶材である鋼材の壁開破壊について、その現象を表すには、二つの基本原理、すなわち、(1)結晶粒内の劈開面が割れること、(2)その条件が局所応力により定められることが本質的である、との前提に立ち、劈開破壊伝播モデルを提案した。1)まず、各結晶粒における結晶方位をランダムとして、二軸比を変えたときのき裂伝播は、二軸比のみからその傾向が決まることがわかった。この結果は実験結果によく対応している。すなわち、き裂先端応力場における最大応力の方向は軸比によってほぼ決定され、従って、初期き裂の角度に殆どよらないことが説明できた。2)次に、集合組織のき裂伝播をモデル化するために、結晶方位を±45度を中心とした正規分布として再現した。このとき集合の度合いが強いほど伝播径路の凹凸の度合いは大きくなり、一方、弱くなるほど、結晶方位がランダムなものと同じ傾向を示すということがわかった。また、実際に集合組織を有する鋼材を供試したシャルピー試験を行ってその破面と比較した結果、本モデルによるシミュレーションによって実験での伝播径路をほぼ再現することができた。3)さらに、現実の鋼材のき裂先端では、必ず降伏が起こるので、き裂先端応力場をShihのすべり線場理論による解に基づき再現した。このときのき裂進展は、弾性の場合と比べて凹凸が激しくなる。これは塑性域内の、二軸比から決まったき裂先端応力場のある方向に対する依存性が弾性と比べて緩やかになるためで、ミクロ的にいえば、同じ角度に達するまでに弾性とくらべて、多くの結晶粒を通過することとなり、これが全体の傾向としてき裂の凹凸を激しくしているといことである。

これもシャルピー試験では、高温の結果が塑性域が大きいということに対応しており、本シミュレーションの結果もそれらの結果に対応していて、破面の温度依存性を塑性域の有無により再現できることを示した。本研究では、多結晶金属材料である鋼材の劈開破壊伝播現象を2次元シミュレーションにより検討した。シミュレーションの基本原理は、劈開亀裂は結晶粒内の劈開面が割れて伝播していく、割れる条件は各結晶粒の劈開面における最大応力により支配される、という2点である。このような前提に立ち、結晶粒径が一定あるいはランダムに分布する場合、結晶粒の扁平度が変化する場合、弾性および弾塑性の場合の破面の凹凸や伝播経路をシミュレーションにより調べ、シャルピ試験結果と比較検討した。シミュレーションにおいては、FEMによる応力場解析およびCottrell & Riceのキンク亀裂の応力拡大係数解を用いた。また塑性域修正はShihによる多軸応力モードの小規模降伏場の解析を利用した。シミュレーションによれば、結晶粒径は一定の場合よりランダムに分布する場合の方が破面の凹凸が大きくなり、初期亀裂方向と劈開面の法線方向のなす角度の標準偏差が大になるほど真っ直ぐに伝播する傾向が見られた。さらには、弾性より弾塑性の方が破面の凹凸が大になった。これらは傾向的に実験と一致する。集合組織は結晶粒が扁平で結晶方位が確率的に揃っているわけであるが、このような場合は方位がランダムな場合より破面の凹凸が大になる。ポップイン現象についても検討した。靱性の不均一に起因するという従来の考え方ではなく、亀裂がキンクして停止するという考え方でシミュレーションしたところ、扁平度が大なら停止しやすい傾向があることがわかった。しかし、いずれの場合も初期亀裂が大の場合は粒径や扁平度に関係なく亀裂伝播経路はほぼ一定となる。
低線量放射線の短時間間隔複数回照射による放射線抵抗性癌細胞制御効果とその機構解明

申請者は、高線量率で低線量放射線を短時間のインターバルで複数回照射することにより、総線量が同じ単回照射と比べて癌細胞生存率が効果的に低下することを見出している。本研究では、申請者が考案した低線量放射線を用いた短時間間隔での複数回照射方法が放射線抵抗性癌細胞の癌病態制御に有効かどうかを検証するとともに、その作用機序を明らかにし、照射間隔制御による難治性癌にも有効な放射線治療戦略を確立することである。2018年度は、東北大学加齢医学研究所で樹立された臨床的放射線耐性SAS-R細胞及びその親株であるSAS細胞を用いて、申請者が考案した複数回照射方法が放射線抵抗性癌細胞の癌病態制御に有効かどうかを検証した。単回照射及び低線量の複数回照射(1回0.25 Gy、照射間隔10秒、総線量2, 4, 8 Gy)を行い、コロニーアッセイにて生存率を評価したところ、SAS、SAS-Rともに低線量の複数回照射をした場合に、総線量が同じであっても単回照射と比べ有意な細胞致死効果の増強が観察された。臨床への応用を考慮し、5日間の連続した低線量の複数回照射( 1日2 Gy (0.25 Gy×8回))のX線照射を5日間連続で行ったところ、照射期間中の大きな細胞数の変化は観察されなかったが、照射終了から2日後において、単回照射と比べ低線量の複数回照射で有意な細胞数の減少が観察された。メカニズム解析としては、DNA2本鎖切断の評価を抗γH2AX抗体を用いフローサイトメーターで解析した。8 Gyの照射において、両細胞において照射後24時間以降で複数回照射のγH2AXの蛍光強度が単回照射と比べ増加する傾向が観察された。放射線抵抗性株においても、低線量の複数回照射によって細胞致死効果の増強が得られることが明らかになった。放射線抵抗性の低酸素細胞の作成において、低酸素状態確認のための低酸素誘導因子HIF-1αの検出及び低酸素曝露条件の検討が難航し研究の進捗が遅れた。しかしながら、現在は実験条件を確立することができており、次年度における大きな進展が期待できる。最終年度は、今年度に引き続き低酸素細胞での実験を行った後、細胞遊走能・浸潤活性能といった癌病態に対する本手法の影響評価を実施する。その他の検討項目に関しては、一部今年度に実施済みであるがメカニズム解析を当初の研究計画の通りに遂行する。2018年度の研究に若干の遅れが生じたため、当該年度の支出が当初より少なくなった。2018年度に実施出来なかった実験項目は2019年度に実施するため、繰り越した分の助成金は検討項目実施のための実験消耗品費として2019年度に使用する。その他の研究費の使用計画については申請書の通りに遂行する。
密閉加圧容器中のガス絶縁破壊特性に及ぼす窒素励起粒子の影響

予備実験の結果より、密閉容器中に窒素を封入して放電を繰り返すと、破壊回数が増えるとともに破壊確率が上昇し、あわせて、放電遅れ時間の減少が認められることを明らかにした。本研究では、先ず、コロナ放電を発生させた後に主電極間に電圧を印加して絶縁破壊特性を測定した場合にも、破壊確率の上昇が認められ、放電遅れ時間の減少が顕著であることを確かめた。そこで、放電で発生した活性種の空間での蓄積がこれらの現象をもたらす原因であることを確かめるために、コロナ放電電荷量を制御した条件で、コロナ放電発生後の時間経過による絶縁破壊特性の変化を実験的に確かめた。これは、コロナ放電電荷量に比例して活性種の発生が変化すること、また時間とともに活性種は拡散あるいは再結合によって消滅することが期待できるため、空間に残留する活性粒子数がコロナ放電電荷量と時間によって変化することを期待したためである。測定の結果、コロナ放電発生後5秒経過後に絶縁破壊特性を測定した場合と、30秒経過後に測定した場合とを比較すると5秒後のほうが破壊確率は高くなったが、その変化はわずかであった。しかし、放電遅れ時間の変化はラウエプロットに描いて比較すると、その傾きは5秒後のほうが2倍程度大きな値となり、また放電電荷量が多い場合のほうがいずれの傾向も顕著に現れることが確かめられた。次に、中性活性種がこれらの現象をもたらす原因となっていることを確かめるため、荷電粒子を空間から除去することを期待して定常的に電極間にバイアス電圧を印加して絶縁破壊特性を測定した。その結果、バイアス電圧が低い場合には電圧とともに破壊確率は低下し、荷電粒子の除去の効果が現れていることが確かめられ、上記の現象が中性活性種の蓄積によるものと考えて不合理ではないと判断できた。しかし、印加電圧が高くなると、破壊確率がむしろ増加の傾向が現れた。以上の結果より、空間に中性活性種が蓄積することにより絶縁破壊特性が変化することは実験的に確かめられた。しかし、活性中性粒子の絶縁破壊特性に与える影響の定量的な検討、およびバイアス電圧の依存性に関しては、更なる検証を必要とする。気体の絶縁破壊電圧は、気圧にほぼ比例して増加する。そこで先ず、測定できる気圧範囲を広げるために、予備実験で用いたインパルス電源の出力電圧を高くする改造を行った。また、次年度予定している破壊が生じるまでの遅れ時間を測定するために、印加電圧の立ち上がり時間を短くする改良を合わせて行った。その結果、出力電圧を30kV、立ち上がり時間1μs以下の波形を出力できるようにした。次いで、改良した電源を利用して絶縁破壊電圧の気圧依存性を測定し、5気圧までの測定を行う事ができることを確かめた。さらに、気圧と電極間距離をそれぞれ変化させ、いわゆるパッシェン特性を得ることができ、次年度から予定している実験を進めるための基礎データを得る事ができた。一方、本研究の主題である励起分子の寄与を明らかにするため、放電によって発生する励起分子の検出方法の確立を進めた。実験では、四重極質量分析装置を利用した、しきい値イオン化質量分析法を用いて、窒素励起分子の検出を試みた。その結果、励起分子の電子衝突による電離断面積から予測できる予測値と測定結果とが一致する結果が得られ、励起分子ができたものと判断した。これらの結果から、放電によって発生する励起分子の数密度を予測する事ができた。また、励起分子は定常放電よりもパルス的な放電によって多量に発生する事も実験的に確かめる事ができた。

これらの結果から、励起分子が絶縁破壊特性に与える効果を実験的に確かめるためには、ストリーマ放電によって励起分子を空間に供給し絶縁破壊の遅れ時間を測定する事が効果的であることを示す事ができ、本実験を行うための実験条件を設定することができた。初年度には、5気圧まで加圧した条件で絶縁破壊特性を測定できるように装置を改良し、いわゆるパッシェン特性が成立することを確かめた。これらの成果を基に、本年度は、放電で発生した活性種の空間での蓄積が後段の絶縁破壊特性に影響を与えることを確認するため、密閉容器中にガスを充填した後、一定の時間間隔で電圧を印加して破壊確率と放電が発生した場合の放電遅れ時間を測定した。その結果、電圧印加を20回続けた後にガスを交換して同様の測定を繰り返した場合と、ガスを交換せずに継続して実験を繰り返した場合とで、明らかに破壊確率に違いの生じることが確認された。つまり、ガスを交換すると破壊確率はほぼ一定の値が保たれるのに対し、ガスを交換せずに実験を続けると破壊確率は実験回数とともに次第に増加した。また、その場合の放電遅れ時問は、短くなる傾向も確かめられた。一方、放電によって発生する窒素の中性励起分子を四重極質量分析装置を用い、しきい値イオン化質量分析法により検出した。放電により多くの中性励起分子が発生することは初年度の実験によって確かめられているが、放電時間が短くなるほど発生量は増加することが確かめられた。また、いわゆるストリーマ放電により多量の励起分子の発生が確かめられた。破壊確率や放電遅れ時間が放電の繰り返しによって変化する事実と、放電によって多量の中性活性種が生成することは、それぞれ、独立の実験によって確かめられた。しかし、これが放電で発生した電荷の蓄積による影響か、中性の活性種が原因しているかを確かめるため、放電によって発生した電荷を次の電圧印加までの時間に空間から掃引させるため、電極間に定常的に直流バイアス電圧を印加させた条件で測定するための準備を整えた。これまでの実験により、密閉容器中に窒素を封入して放電を繰り返すと、破壊回数が増えるとともに破壊確率が上昇し、放電遅れ時間の減少が認められることを明らかにした。また、コロナ放電を発生させた後に主電極間に電圧を印加して絶縁破壊特性を測定した場合にも、破壊確率の上昇、放電遅れ時間の減少が顕著であることを確かめた。そこで、本年度は放電で発生した活性種の空間での蓄積がこれらの現象をもたらす原因であることを確かめるために、先ず、コロナ放電電荷量を制御した条件で、コロナ放電発生後の時間経過による絶縁破壊特性の変化を実験的に確かめた。これは、コロナ放電電荷量に比例して活性種の発生が変化すること、また時間とともに活性種は拡散あるいは再結合によって消滅することが期待できるため、空間に残留する活性粒子数がコロナ放電電荷量と時間によって変化することを期待したためである。測定の結果、コロナ放電発生後5秒経過後に絶縁破壊特性を測定した場合と、30秒経過後に測定した場合とを比較すると5秒後のほうが破壊確率は高くなったが、その変化はわずかであった。
発生期の上皮間葉相互作用を再現したiPS細胞の分化誘導法と唾液腺再生医療の開発

Tamarinらの方法に準じて,マウス(C57BL/6JJcl, 8週,雌性)の顎下腺をチタンクリップで結紮し,顎下腺結紮モデルマウスを作成した。結紮モデルマウスを24時間後および1週間後,1週間結紮し解除3週間後に屠殺,顎下腺を摘出した。1週間結紮顎下腺は,非結紮顎下腺と比較して,大きさ,重量ともに減少しており,やや弾性硬であった。結紮解除3週間後には,大きさは2/3程度回復が確認できた。HE染色を行うと,24時間結紮した顎下腺組織の導管は拡張していた。1週間結紮した顎下腺組織では,腺房細胞は萎縮し,その周囲に炎症細胞が浸潤しており,導管細胞は残存していた。解除後3週間経過したものは,導管周囲に腺房細胞が再生していることが確認できた。これら組織学的変化を参考に,24時間結紮した顎下腺と非結紮顎下腺組織とについて,Sure Print G3マウス遺伝子発現8×60kv2(Agilent Technologies Japan)および3D Gene Mouse miRNA Oligoチップ(TORAY、Japan)を用いて,遺伝子およびmiRNAの発現変化を調べた。マイクロアレイ解析において,非結紮顎下腺に比較して24時間結紮した顎下腺で4倍以上発現が上昇した15 miRNAおよび103遺伝子,1/4倍以下に発現が低下した13 miRNAおよび150遺伝子を確認した。さらに,顎下腺の結紮によって発現上昇したmiRNAの標的遺伝子をmiRBaseとmiRDBデータベースを用いて検索したところ,miR-710では,カットオフ値2.5倍以上で, Clip4とIer 5が挙げられた。免疫組織学的染色を行うとうと,Ier 5は導管細胞ではなく,腺房細胞に局在しており,24時間結紮することにより発現の増加が確認出来た。Tamarinらの方法に準じてマウス(C57BL/6JJcl, 8週,雌性,日本クレア社)の唾液腺(顎下腺)をチタンクリップ(MINI 17-001-95,スギタチタンクリップII)で結紮し,顎下腺結紮モデルマウスを作成した。1週間後,この結紮モデルマウスを屠殺し、顎下腺を摘出した。摘出した顎下腺は,コントロールマウスの顎下腺と比較して,大きさ,重量ともに減少しており,やや弾性硬であった。また,ヘマトキシリン・エオジン染色では,腺房細胞は萎縮し,その周囲に炎症細胞が浸潤しており,導管細胞は残存しているのが確認された。さらに,コントロールマウスと顎下腺結紮モデルマウスの顎下腺をホモジナイズしてRNAを回収した。cDNAのマイクロアレイを用いて、遺伝子の発現を解析した。遺伝子発現変化の網羅的解析はtoal RNAを逆転写してcDNAを作製後、Agilent technologies社製Gene Chip cDNAマイクロアレイキットを用いて解析し、現在、発現変化を認めた候補遺伝子を確認中である。マウス顎下腺を1週間結紮し,結紮した顎下腺を摘出した。H-E染色を行い,腺房細胞の萎縮と導管細胞の残存を確認した。また,マイクロアレイ解析を行い,唾液腺組織における遺伝子およびmicroRNAの発現変化を確認中である。本年度の計画では,幹細胞マーカーの検索までを予定しており,マイクロアレイ解析の結果を確認中であるが,おおむね順調に進行している。Tamarinらの方法に準じて,ジエチルエーテル麻酔下にマウス(C57BL/6JJcl, 8週,雌性,日本クレア社)の顎下腺をチタンクリップ(MINI 17-001-95,スギタチタンクリップII)で結紮し,顎下腺結紮モデルマウスを作成した。結紮モデルマウスを24時間後および1週間後に屠殺,顎下腺を摘出し,形態の変化とヘマトキシリン・エオジン染色を用いて組織学的変化の観察を行った。その結果,1週間結紮顎下腺は,非結紮顎下腺と比較して,大きさ,重量ともに減少しており,やや弾性硬であった。また,24時間結紮した顎下腺組織の導管は拡張していた。これら組織学的変化を参考に,24時間結紮した顎下腺と非結紮顎下腺組織について,Sure Print G3マウス遺伝子発現8×60kv2(Agilent Technologies Japan)および3D Gene Mouse miRNA Oligoチップ(TORAY、Japan)を用いて,遺伝子およびmiRNAの発現変化を調べた。今後,顎下腺の結紮によって発現変化したmiRNAの標的遺伝子をmiRBaseとmiRDBデータベースを用いて検索し,顎下腺萎縮に関連する遺伝子とmiRNAの発現定量を行う予定である。さらに,顎下腺組織から腺房細胞および導管細胞を採取して初代培養を行い,iPS細胞と共培養を行う。マウス顎下腺を24時間および1週間結紮し,結紮した顎下腺を摘出した。

ヘマトキシリン-エオジン染色を行い,24時間結紮顎下腺では,導管の拡張を,1週間結紮顎下腺では,腺房細胞の萎縮と導管細胞の残存を確認した。また,24週間結紮顎下腺と非結紮顎下腺の発現変化について,マイクロアレイ解析を行った。その結果,非結紮顎下腺に比較して24時間結紮で4倍以上発現が上昇した15microRNAおよび103遺伝子,1/4倍以下に発現が低下した13microRNAおよび150遺伝子を確認した。本年度までの計画では,幹細胞マーカーの検索を行う予定であったが,マイクロアレイ解析の結果,発現変化の大きかった未知の遺伝子およびmicroRNAが多数認められたため,それぞれの遺伝子およびmicroRNAの解析に時間を要している状態である。Tamarinらの方法に準じて,マウス(C57BL/6JJcl, 8週,雌性)の顎下腺をチタンクリップで結紮し,顎下腺結紮モデルマウスを作成した。結紮モデルマウスを24時間後および1週間後,1週間結紮し解除3週間後に屠殺,顎下腺を摘出した。1週間結紮顎下腺は,非結紮顎下腺と比較して,大きさ,重量ともに減少しており,やや弾性硬であった。結紮解除3週間後には,大きさは2/3程度回復が確認できた。HE染色を行うと,24時間結紮した顎下腺組織の導管は拡張していた。1週間結紮した顎下腺組織では,腺房細胞は萎縮し,その周囲に炎症細胞が浸潤しており,導管細胞は残存していた。解除後3週間経過したものは,導管周囲に腺房細胞が再生していることが確認できた。これら組織学的変化を参考に,24時間結紮した顎下腺と非結紮顎下腺組織とについて,Sure Print G3マウス遺伝子発現8×60kv2(Agilent Technologies Japan)および3D Gene Mouse miRNA Oligoチップ(TORAY、Japan)を用いて,遺伝子およびmiRNAの発現変化を調べた。マイクロアレイ解析において,非結紮顎下腺に比較して24時間結紮した顎下腺で4倍以上発現が上昇した15 miRNAおよび103遺伝子,1/4倍以下に発現が低下した13 miRNAおよび150遺伝子を確認した。さらに,顎下腺の結紮によって発現上昇したmiRNAの標的遺伝子をmiRBaseとmiRDBデータベースを用いて検索したところ,miR-710では,カットオフ値2.5倍以上で, Clip4とIer 5が挙げられた。免疫組織学的染色を行うとうと,Ier 5は導管細胞ではなく,腺房細胞に局在しており,24時間結紮することにより発現の増加が確認出来た。マウス顎下腺を1週間結紮し,結紮解除してから1または2または4週間後に結紮した顎下腺を摘出する。免疫組織学的にPSCAおよびDN63pおよびLgr5の発現について経時的に検討する。また,Agilent technologies社製Gene Chip cDNAマイクロアレイキットを用いて解析し、唾液腺組織における遺伝子およびmiRNAの発現変化を確認する。候補となったmiRNAについて,リアルタイムPCR法を用いて発現を確認する。24週間結紮顎下腺と非結紮顎下腺の発現変化についてのマイクロアレイ解析の結果をもとに,候補となったmicroRNAから予想される標的遺伝子をmiRBaseとmiRDBデータベースを用いて検索する。顎下腺萎縮に関連する遺伝子とmiRNAの発現定量を行い,唾液腺幹細胞マーカーを特定する。また,結紮モデルマウスおよび正常マウスの顎下腺組織から唾液腺細胞(腺房細胞・導管細胞)を採取して分離培養する。
タンポポ属における遺伝子汚染の時間的・空間的進行過程

本研究は、タンポポ属における「遺伝子汚染」、あるいはセイヨウタンポポと在来種の間の「雑種タンポポ」の増加がどのように進行したのかを、過去に首都圏で行われた「タンポポ調査」において収集された乾燥標本を用いて解明しようとする試みである。材料は1980年、1990年、2001年についてそれぞれ約1000点あった。サンプルは保存状態が悪いため、まずDNA抽出法(CTAB法)を改良した。雑種判定法は、抽出したDNAを用いて、trnf-trnl間の非コード領域(葉緑体DNA)をPCRにより増幅し、アガロース電気泳動によりサイズを比較する方法である。この領域には約80bpのins/delがあり、セイヨウタンポポと在来種(カントウタンポポ等)を比較すると在来種のほうが長いことが筆者他により明らかにされている。雑種タンポポは、2倍体在来種を種子親、3倍体セイヨウタンポポを花粉親として生じ、葉緑体DNAは母系遺伝するので、在来種型のバンド(泳動速度が遅い)を示せば雑種と判定できる。2001年の材料については、ユニバーサルプライマー(Taberlet et al. 1991)で容易にPCRでき、清瀬市・東久留米市・東村山市の66サンプルのうち88%にあたる58サンプルが雑種であった。この結果は東京の生材料を用いた結果(芝池・森田2002)とほぼ一致する。1990年以前のサンプルについては、DNAの断片化のためか、ユニバーサルプライマーでは増幅できなかった。そこで、ins/delを含むできるだけ短い領域を増幅するためのプライマーを3つ設計し、それらを組み合わせてnested PCRを行い1980年22サンプル、1990年37サンプルを増幅することができた。上記地域の1980年のサンプル中、100%が雑種と判定され、1990年のサンプルでは96%が雑種と判定された。これらの結果については、バンドの解釈に疑問があり、方法自体を含めた再検討が必要とされる。ITS(核DNA)を用いた雑種判定はPCRが成功せず、実験方法の改良が必要とされる。現在、東京に生育するセイヨウタンポポの約84%が日本産タンポポとの雑種であることが明らかにされているが、本研究の目的は1980年、1990年、2000年に実施された「タンポポ調査」による乾燥標本を用いて東京における雑種形成の進行過程を明らかにすることである。17年度は次の点に重点を置き、研究を進めた。(1)各年500個体、計1500個体の採集地点、生育地情報のデータベースを作成した。(2)その際、頭花の一部を採取し、花粉の有無の判定のための試料を作成した。判定は18年度に行う。(3)乾燥標本からDNAを抽出する方法を改良し、約500個体分のDNAを抽出した。(4)葉緑体DNAのtrnF-trnL間の非コード領域をPCRにより増幅し、PCR産物のアガロース電気泳動を行い、泳動速度の遅い日本タンポポ型の葉緑体DNAをもつ雑種を識別した。

その結果、1980年に採集された帰化種の大部分は純粋なセイヨウタンポポであったが、雑種も1%程度存在することが判明した。18年度は、1990年、2000年の試料について引き続き分析を進め、東京における雑種頻度の時間的、空間的変化を明らかにする計画である。(5)雑種の母親となった日本産2倍体タンポポの個体群を判別するマーカーを開発するため、静岡、新潟、大阪の個体群から2個体ずつ計6個体のDNAを抽出し、葉緑体DNA上のtrnF-trnL、trnH-psbA、trnC-ycf6、mat-K領域をシークエンスしたところ、個体群のマーカーとなりうる相違は認められなかった。18年度は葉緑体DNAのマイクロサテライト部位の比較に取り組む予定である。本研究は、タンポポ属における「遺伝子汚染」、あるいはセイヨウタンポポと在来種の間の「雑種タンポポ」の増加がどのように進行したのかを、過去に首都圏で行われた「タンポポ調査」において収集された乾燥標本を用いて解明しようとする試みである。材料は1980年、1990年、2001年についてそれぞれ約1000点あった。サンプルは保存状態が悪いため、まずDNA抽出法(CTAB法)を改良した。雑種判定法は、抽出したDNAを用いて、trnf-trnl間の非コード領域(葉緑体DNA)をPCRにより増幅し、アガロース電気泳動によりサイズを比較する方法である。この領域には約80bpのins/delがあり、セイヨウタンポポと在来種(カントウタンポポ等)を比較すると在来種のほうが長いことが筆者他により明らかにされている。雑種タンポポは、2倍体在来種を種子親、3倍体セイヨウタンポポを花粉親として生じ、葉緑体DNAは母系遺伝するので、在来種型のバンド(泳動速度が遅い)を示せば雑種と判定できる。2001年の材料については、ユニバーサルプライマー(Taberlet et al.1991)で容易にPCRでき、清瀬市・東久留米市・東村山市の66サンプルのうち88%にあたる58サンプルが雑種であった。この結果は東京の生材料を用いた結果(芝池・森田2002)とほぼ一致する。1990年以前のサンプルについては、DNAの断片化のためか、ユニバーサルプライマーでは増幅できなかった。そこで、ins/delを含むできるだけ短い領域を増幅するためのプライマーを3つ設計し、それらを組み合わせてnested PCRを行い1980年22サンプル、1990年37サンプルを増幅することができた。上記地域の1980年のサンプル中、100%が雑種と判定され、1990年のサンプルでは96%が雑種と判定された。これらの結果については、バンドの解釈に疑問があり、方法自体を含めた再検討が必要とされる。ITS(核DNA)を用いた雑種判定はPCRが成功せず、実験方法の改良が必要とされる。
擬全固体蓄電デバイス構築のための基礎研究

擬全固体電池を構築するために、イオン液体/電極間でのリチウムイオン挿入・脱離反応に伴う活性化障壁を得た。その結果、1)TFSAアニオン系イオン液体を電解液として用いるとイオン液体中でリチウムイオンがTFSAアニオンと強い相互作用を示し、アニオンクラスター構造を作ることが明らかとなり、Li4Ti5O12電極では有機溶媒を電解液として用いた場合と比べ大きな活性化エネルギーを示した。2)リチウムイオン挿入脱離反応電位が高い、LiMn2O4及びLiCoO2電極界面においては通常の有機溶媒と同等の活性化エネルギーを示した。全固体蓄電デバイスは安全性に優れた蓄電システムであるため、定置用電源や電気自動車用電源として期待されている。特に軽量でエネルギー密度の高い全固体リチウムイオン電池は国内外を問わず産官学の研究機関で研究に鎬が削られている。しかし、全固体リチウムイオン電池では電極と電解質の接触が固体/固体接合となるため、その界面をイオンが移動するときに大きな抵抗が生じるなど、実用化にはまだ多くの課題が残る。そこで、本研究では固体/固体接合界面にイオン液体を入れ、電池活物質/イオン液体/固体電解質相を構築し、電極と電解質間のイオン移動反応を促進することを目的とする。そのために、本研究ではイオン液体/活物質間、イオン液体/固体電解質のナノ界面間でのイオン移動反応に関する速度論的知見を得る。本年度は、チタン酸リチウム電極とイオン液体間でのイオン移動に焦点を当て、そのイオン移動に伴う活性化障壁を様々なイオン液体で調べた。チタン酸リチウムの薄膜電極をゾルゲル法により作製し、粘結剤や導電助剤フリーの電極により、界面でのイオン移動反応を調べた。その結果、活性化エネルギーはカチオンとアニオンの種類に依らず、ほぼ70kJ/molの値を示した。また、コバルト酸リチウムについても同様にゾルゲル法により作製し、同じイオン液体を用いて、活性化エネルギーを検討した。コバルト酸リチウムでは、活性化障壁が15kJ/mol以上低減することが分かった。この要因としては、イオン液体中でリチウムイオンがアニオンとクラスターを形成し、そのクラスターからリチウムイオンが抜け出す過程が両電極で異なると考えている。特にリチウムイオン電池の全固体化は国内外を問わず産官学で盛んに研究されている。全固体電池の課題は活物質と電解質の接触が固体/固体接合となるため、活物質と電解質間でリチウムイオンが移動する際に非常に大きな抵抗が生じることである。そこで、本研究では、活物質と電解質間にイオン液体を入れることにより、擬全固体電池を構築し、さらに、リチウムイオンの移動を速やかに進行させることを目的とした。平成23年、平成24年度では、活物質とイオン液体間でのリチウムイオン移動に伴う活性化障壁を交流インピーダンス法を用いて明らかにした。その結果、負極側では活性化障壁が高く、正極側では低いという結果を得た。そこで、平成25年度では、リチウム金属に対して耐還元性の高いLLZを用い、リチウム金属負極の使用が可能かどうかを検討した。その結果、LLZの焼結性が悪いために、イオン液体とLLZ間で非常に大きな抵抗が発生することを見出した。これを解決するために、LLZの焼結性を向上させることで対応したが、イオン液体とLLZ間の大きな抵抗を低減させることができなかった。また、イオン液体の中に有機溶媒を少し添加すると抵抗を若干低減させることはできた。これらの結果より、リチウム金属を負極に用いる場合には、界面抵抗を低減させる必要があることを見出した。昨年度はイオン液体とコバルト酸リチウム、および、イオン液体とチタン酸リチウムについて、それぞれリチウムイオンの移動に伴う活性化障壁を得た。コバルト酸リチウムではチタン酸リチウムよりも15kJ mol-1活性化障壁が小さいことを見出し、また、この要因として、イオン液体中ではリチウムイオンがアニオンに囲まれて存在するためであると推測した。この要因をさらに詳細に調べるために、平成24年度ではリチウムイオン伝導性固体電解質とイオン液体間のリチウムイオン移動を四電極式セルで詳細に調べ、レッドクス反応の伴わないモデル系での検討を行った。固体電解質には、リチウムイオン伝導性リチウムランタンチタン酸化物を用いた。

その結果、リチウムイオンの移動に伴う活性化エネルギーは高く、チタン酸リチウムとほぼ同程度であることが分かった。これらの結果から、活物質とイオン液体界面での活性化障壁はリチウムイオンのイオン液体中での存在状態に依存し、また、電位にも強く依存することを見出した。イオン液体と電極間でのイオン移動に伴う活性化障壁を得ることができており、計画通りに進行している25年度が最終年度であるため、記入しない。擬全固体電池の構築のための基礎研究として、イオン液体と活物質界面でのリチウムイオン移動に伴う活性化エネルギーを調べ、正極材料とイオン液体間の活性化障壁は小さく、負極材料であるリチウム含有酸化物とのイオン液体間では活性化障壁が大きいことを見出した。これらの結果は、正極材料中では擬固体化が有効であることを示すものであり、擬固体電池構築のための有用な成果であると考えている。擬固体電池の基礎研究としては、まだ負極の検討、および、固体電解質とイオン液体間での活性化障壁も検討する必要があり、達成度としては40%程度であると考えている。研究計画の変更はとくに予定していない。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果で酸化物負極とイオン液体界面での活性化障壁が大きいことが分かったので、今後の研究の方向としては、負極については、黒鉛系炭素材料を検討し、また、リチウム金属についても検討することを考えている。さらに、固体電解質としては、耐還元性の高い固体電解質を用い、これとイオン液体界面での活性化障壁を調べ、最終的にどのような擬固体電池を構築すれば良いかの設計指針を与える。
振動による重症虚血肢患者の虚血性疼痛緩和と創傷治癒がもたらすQOL向上の検討

末梢動脈疾患(peripheral arteial desease:PAD)患者の中でも重症虚血肢(critical limb ischemia:CLI)を呈する患者が経験する下肢疼痛を「振動ケア」によって緩和できるかを検証した。下肢末梢循環促進効果は60%の対象者に得られた。経皮酸素分圧値では平均8.2mmHg上昇した。自覚症状がある対象者の57%に症状緩和効果があった。QOL調査票による変化では、総合点では有意な変化はなく、2項目(symptom、pain)において有意な変化を認めた。「振動ケア」の有効性が得られた今回の対象者の分析からABI0.8がカットオフ値として見出された。本研究は、末梢動脈疾患(peripheral arterial disease; PAD)患者、特に、重症虚血肢(critical limb is chemia: CLI)を有する患者の著しい疼痛を「振動」によって緩和し、QOL向上をめざすものである。近年、振動によって末梢循環が改善し、創傷治癒を促進するとの報告があり、この振動がCLI患者の末梢循環に働きかけ、疼痛緩和の手段として有効であるかを明らかにする。概要:CLI患者(フォンティーン分類III度とIV度)の虚血性疼痛の状態と下肢PADの病態とを関連付けて特徴を導き、振動による影響(効果)を縦断的に調査する。対象は、フォンティーン分類III、IV度で入院加療中のCLI患者であり、心臓血管外科医から紹介の後、同意を得ておこなっている。方法は、事前・事後設計とし、振動器使用前と使用後に以下の項目を調査・測定した。振動器の使用は、対象者が好む振動パターンで、1日最大2回まで、各15分間、最長4週間の使用とした。評価項目は以下の(1)(4)の観察項目について測定・調査を行い、使用後の測定は週1回であった。振動器使用前、使用後の(1)虚血性疼痛、(2)下肢PADの病態、(3)皮膚潰瘍・壊疽の病態、(4)QOLの変化を比較した。対象となる患者が、施設には少なかった。フォンティーン分類III度の対象者では、振動器の使用により効果あり、と評価していた。(1)虚血性疼痛は使用中よりも使用後に効果があった。(2)下肢PAD病態は、治療(カテーテル治療)により明らかに改善した。(3)潰瘍・壊死は評価できず。(4)QOLは向上した。しかしアンケートには答えにくいとの評価があった。在院日数が短縮しており、何らかの血行促進の治療を行うことから、振動器だけの効果を明確にするには手順修正を行い、再度パイロットスタディを行う。PAD患者の虚血性疼痛の状態と下肢PADの病態とを関連付けて特徴を導き、振動による影響(効果)のカットオフ値を検討した。対象は、フォンティーン分類IIII度で外来通院または入院加療中のPAD患者であり、循環器内科医から紹介の後、同意を得て実施した。振動器の使用は、対象者が好む振動パターンで1回15分間使用とした。評価項目は以下の(1)(3)の観察項目について測定・調査し、振動器使用前、使用後の変化を比較した。(1)血流促進効果(2)下肢PADの自覚症状変化・疼痛(3)QOL対象者は外来通院患者がほとんどであった。(1)振動による血流促進効果はABI0.8以上のPAD患者で顕著であった。(2)下肢疼痛はVascuQOLのsymptom項目4.0以下で疼痛緩和効果があった。(3)使用前後の比較でQOLの値が変化することはなく、また血流促進効果の有無と疼痛緩和の有無では、元々のVascuQOL総点に差はなかった。カットオフ値を算出するには対象者数が少ない。継続使用の効果を引き続き検討する必要がある。本研究の目的は、末梢動脈疾患(peripheral arteial disease:PAD)患者のなかでも、重症虚血肢(crintical limb ischemia:CLI)を呈する患者が経験する疼痛を「振動」によって緩和し、QOL向上を目指すものである。振動ケアは人体に安全な範囲の振動数であり、無侵襲である。至適振動は、末梢循環促進が期待でき、下腿部に振動を与えることにより、下肢末梢循環が促進され、結果として疼痛緩和が得られると考えられる。対象のPAD患者はフォンティーンIIII度であり、診療科医師より紹介を受け、事前・事後設計にて振動ケア前後の(1)末梢循環と(2)疼痛(自覚症状)(3)QOLの変化について調査した。振動ケアは1回15分とした。対象者によって1日2回実施者と1回実施者があった。最終年度は、前年度からの継続調査であり、同意を得て対象者を蓄積した。対象者の66%はフォンティーンII度、17%はフォンティーンIII度であった。

(1)末梢循環促進効果は60%の対象者に得られた。効果ありの対象者では経費酸素分圧(tcPO2)で平均8.2mmHg上昇した。(2)自覚症状があった対象者の57%に疼痛緩和効果が得られた。(3)QOL評価票を用いた調査ではsymptomとpainの項目で有意に得点が低くなった。しかしQOLに関しては介入期間が短期間であったため、「QOL向上」という結果には至らなかった。振動ケアにより「効果がある」対象者を下肢血流指標ABI値で考えると、ROC解析の結果ABI0.8がカットオフ値として提案できる。振動ケアは対象者自身が自由なタイミングで実施でき、負担が少ない介入である。末梢循環促進効果や自覚症状緩和には有効であると示唆されるが、今回の介入は短期間であり、長期に実施した場合の末梢循環促進効果は今後検証が必要である。末梢動脈疾患(peripheral arteial desease:PAD)患者の中でも重症虚血肢(critical limb ischemia:CLI)を呈する患者が経験する下肢疼痛を「振動ケア」によって緩和できるかを検証した。下肢末梢循環促進効果は60%の対象者に得られた。経皮酸素分圧値では平均8.2mmHg上昇した。自覚症状がある対象者の57%に症状緩和効果があった。QOL調査票による変化では、総合点では有意な変化はなく、2項目(symptom、pain)において有意な変化を認めた。「振動ケア」の有効性が得られた今回の対象者の分析からABI0.8がカットオフ値として見出された。対象者確保に難渋すること。創傷看護学対象者の確保については、自施設以外(協力施設)に依頼を続ける。予定施設では、対象者数が少ない。また同意取得があってもドロップアウトがある。予想していた対象者よりも少ない調査人数であったため。研究分担者の1名が産休・育休となり研究費配分額の使用がなかったため。対象者数を目標人数まで測定する。対象者を確保するために、対象となる診療科を拡大する。しかし、対象者数については想定内でもあり、26年度も25年度と同様データ収集を行う予定。26年度の次年度使用額242,136円は、対象者数数増に伴う消耗品購入と成果報告のための旅費として使用する。平成27年度使用額は、直接経費800,000円(間接経費240,000円)に26年度の次年度使用額242,136円を加え、1,042,136円となり、その使用計画は以下の通り。(1)研究代表者大桑麻由美772,136円:物品費342,136円、旅費250,000円、人件費・謝金80,000円、その他100,000円、(2)研究分担者(4名)計270,000円:物品費100,000円、旅費170,000円臨床データ収集の際に補助者を雇用する予定であったが、対象者数が予定よりも少なく、補助者の雇用が不要となった。25年度の次年度使用額6,261円はデータ整理のための消耗品購入とするため、平成26年度使用額は直接経費800,000円(間接経費240,000円)に25年度の次年度使用額6,261円を加え806,261円となり、その使用計画は以下の通り(1)研究代表者大桑麻由美