hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
仮想現実感を用いた日本手話の形態特徴に基づく学習システムに関する研究

本研究では、初心者による日本手話の容易な習得を目的として、手話形態特徴の収集・解析とそれを用いた教授法の研究と、それらを組み込んだ学習システムの研究開発を行った。研究成果を以下1-5に列挙する。1.教授法に関する考察:手話動作の位置や形状などの重要度を形態特徴と呼び、この重要度に基づいて重みの大きい点から教授する手話特徴に基づく教授法を考案した。この方法により、学習者の習熟度に適応した教授を可能にすると共に、初心者における学習負担の軽減を期待できる。2.手話形態特徴の収集と解析:前述の教授法では形態特徴の数量化が必須である。そこで、CGにより標準動作を自動的に変形した多様な動画を作成し、それらを手話熟練者が評価して特徴量を求める方法を考案した。本方式により、特徴量の変化に対する網羅的かつ数量化された結果を得ることができる。3.学習システム構築に関する考察:考案した教授法を組み込んだ学習システムを試作した。本システムでは、仮想現実感装置としてデータグローブと3次元位置角度センサー装備することにより、学習者動作のシステムへのフードバックを可能にしている。これにより、従来のシステムでは困難であった学習者の評価が可能になり、これを教授法とリンクさせることにより教育効果の向上が期待できる。4.教授法の評価:本研究により実際に収集・解析した手話特徴データに基づいて、教授法の評価を行った。その結果、必要十分な手話習得が行え、かつ、学習時間の短縮と学習者負担の軽減が確認された。5.手話形態特徴の応用:本研究において収集・解析した手話特徴データを用いた手話動画像の圧縮について考察し、実際の映像を用いて、フレーム数の最小化などが行えることを示した。本年度は、研究の初年度として、以下の1.-4.の研究を研究実施計画に従い実施し、それぞれ所期の成果が得られた。1.システムの全体構想と枠組みの考察:システムの仕様について考察し、概要を決定した。また、仮想現実感の実装に際してシステムのリアルタイム制御技法に関しても新たな考察が必要と判断し、ソフトウェアアーキテクチャについて考察した。2.日本手話単語(片手)における標準的調動データ収集:データ収集のために、設備備品として購入したデータグローブと3次元座標化装置からの時系列データを取り込むプログラム群を開発し、手指の動作と手首の動作をコンピュータ内に取り込めるようにした。さらに、これらのデータから動きをパラメータ化したシステムデータとするためのプログラム群も試作した。これらのプログラムを利用して、本学学校教育学部聾学校教員養成課程の学部生による手話調動データを作成した。採取した手話単語数は片手系25単語であるが、申請者らが分類した手話動作の5パターンを網羅し、かつ、日常良く利用する単語となっており、本システムの有効性確認には十分だと考えられる。さらに、この手話調動データの収集に関連して、手話調動データを収集・編集するための専用のエディタについても考察した。3.手話単語の特徴解析:収集した手話調動データを基にして、自動的に少しづつ異なる手話動作をCGで作成し、それらを評価してもらうことにより特徴を抽出する方法を考察した。さらに、1つの手話単語を例として実際に評価を行い、本手法の有効性を確認した。4.成果の公表等:上記1.-3.の主な内容は電子情報通信学会教育工学研究会(ET97-123)およびソフトウェアサイエンス研究会(SS97-26)で研究発表した。また、1.のソフトウェアアーキテクチャに関しては国際会議で発表予定である(ISORC'98)。本年度は、以下の1.-4.を研究実施計画に従い実施し、提案している教授法に必要な手話特徴データの定量化と、来年度試作予定の手話学習システムの構築準備を行った。1.手話特徴に基づく教授法用データと評価:手話特徴として単語動作の空間領域と時間領域における重要度を求めた。具体的には、片手系の23単語について新規購入の画像処理

ソフトウェアを用いて実験用動画を延べ1500個以上作成し、それらを手話経験者に評価してもらうことにより定量化した。その結果、ほとんどの単語において空間領域と時間領域で重要度が大きく変化しており、かつ、その変化様態は単語間で異なっていることが確認できた。さらに、このデータに基づいて教授法の評価も行い、提案している教授法により十分な学習効果を保ちながら、学習時間の短縮と学習者負担が少ないことが示された。2.教授法の実装方法の考察:仮想現実感を実現するソフトウェアとしてWorld Tool Kitを新規に購入し、それを現有機に導入すると共に、試験的なプログラム作成を行い、所期の性能を有していることを確認した。また、現有のデータグローブと3次元位置認識装置をこのソフトウェアに実装し、実時間で表示する方法を検討し、利用できることを確認した。3.仮想現実感ユーザインタフェースの考察:学習システム試作のために、仮想現実感を用いたユーザインタフェースの設計を行った。その結果、仮想現実感で用いるデバイスは指の動きを検出するデータグローブと手首位置と角度を検出する3次元位置認識装置とし、ヘッドマウントディスプレイはユーザ負担が大きいため用いないことにした。また、提案している教授法の表示方法についても検討した。4.成果の公表等:上記1.-3.の主な内容は情報処理学会平成10年後期全国大会(1S-02)および電子情報通信学会教育工学研究会(ET98-130)で研究発表した。本年度は、以下の1.5.を研究実施計画に従い実施し、手話単語学習システムの仕様を策定し、そのプロトタイプシステムを実際に構築した。1.手話単語学習システムの仕様策定:昨年度の教授法実験結果などを検討し、学習者にとって利用容易性、および、利用親和性に十分に考慮した学習システムの仕様を策定した。2.標準的調動データベース:昨年度までに収集・解析した標準的手話調動とその形態特徴をシステムに取り込むためのフォーマットを考察し、データベース化できるようにした。3.手話単語学習システムの試作:新規に購入したパーソナルコンピュータおよびソフトウェアを利用して、仕様策定した学習システムのプロトタイプシステムを構築した。これにより、学習システムの有効性を評価することができた。4.手話形態特徴の応用:これまでに手話形態特徴を解析し、手話調動認識に必要最小限の特徴点を明らかにした。この特徴点を用いて手話動画像から必要最小限の画像を選択することができるため、これによる手話動画像圧縮を提案すると共に、実験的に検証した。この方法を応用することにより、聴覚障害者がテレビ電話形式で対話可能になると期待される。5.成果の公表など:上記の主な内容は情報処理学会平成11年度前期全国大会、および、電子情報通信学会教育工学研究会、マルチメディア/仮想環境研究会で研究発表を行った。
ASTRO-H衛星で探る高温ガスのダイナミクスと銀河からのフィードバック

ひとみ衛星により観測されたペルセウス座銀河団中心部のデータの他、すざく衛星やXMM衛星など他のX線天文衛星のデータを解析することにより、銀河団中心部の銀河団ガスに含まれる酸素、マグネシウムのようにほぼ重力崩壊型超新星により合成された元素から鉄、ニッケルなどIa型超新星により合成された元素まで、さまざまな元素の組成比を調べたところ、太陽や太陽と同程度の鉄を含む銀河系の星とほぼ同じ元素組成比であることがわかった。銀河団の主要メンバーである楕円銀河と渦巻銀河である銀河系で同じような質量分布で恒星が形成されたとすると、この結果を自然に説明することができる。さらに、すざく衛星により観測された10天体以上の銀河団、銀河群について、外縁部までのケイ素、鉄の質量分布の測定を行った。銀河団内のケイ素の質量はケイ素を合成した重力崩壊型超新星の数を反映し、現在の銀河団の銀河の光度は概ね小質量星の数を反映するため、その比も楕円銀河の初期質量関数を反映する。どの銀河団でも誤差の範囲で一致した。また、観測されたケイ素銀河光度比は太陽近傍の恒星の初期質量関数でおおむね説明できることがわかった。すざく衛星の観測により銀河団の外縁部のエントロピーが上昇しない結果が得られ、議論を読んでいた。銀河団外縁部は現在も成長途上であり、銀河団への銀河群などの降着による衝撃波の加熱により外側ほどエントロピーは上昇すると予想されてきた。銀河団ガスがムラになっているとガス密度を過大評価し、エントロピーを過小評価してしまう可能性が指摘されていた。そこで、XMM衛星により観測された数十の銀河団の外縁部の解析からガス塊候補の探査を行ったが、少なくとも銀河より大きなスケールのガス塊ではエントロピー異常は説明できないことを確認した。研究計画時点ではひとみ衛星のデータの解析を行う予定であったが、ひとみ衛星は打ち上げ後一ヶ月で通信が途絶した。ひとみチームの総力をあげて、初期データの解析を行い、論文として出版することができたが、当初の予定からはかなり遅れることとなった。ひとみ衛星の計画を挽回するべくXRISM衛星が2022年の打ち上げを目指している。XRISM計画のプロジェクトサイエンティストとして、今年度はXRISM衛星打ち上げ後の性能検証時期の観測天体の選定を行う予定である。すざく衛星の多数の観測データを最大限に活用すべく、銀河や銀河団を解析してその高温ガスの重元素分布やエントロピー分布から星から銀河団ガスまでバリオンの進化を研究する計画である。活動銀河核や超新星爆発により銀河から銀河間空間へのエネルギーや重元素の供給メカニズムを理解することは銀河の星形成から銀河団の進化を理解する上で非常に重要なフィードバック過程である。この過程を理解するために、2016年に打ち上げられた日本のX線天文衛星ASTRO-Hに搭載されたマイクロカリリメータ検出器を用いて銀河団中心領域の高温ガスの観測を行った。高温ガスの速度を初めて精密に測定することに成功し、その結果、活動銀河核によりガスの運動を引き起こしてガスを加熱することは難しいことがわかった。同じデータから銀河団中心領域での鉄属元素(Cr, Mn, Fe, Ni)の組成比が太陽とほぼ一致することから、太陽系近傍での元素合成と同じような元素合成史であること、さらに、Ia型超新星の爆発メカニズムは単独ではないことなどの議論を行い、まもなく投稿する予定である。可視光望遠鏡すばるによる銀河団の重力レンズ観測により発見された重力的な小構造についてのX線天文衛星すざくによりフォローアップ観測のデータの解析を行い論文として出版した。銀河団外部より降着してきた小規模銀河団が前方の銀河団ガスを加熱し、小規模構造のガスが剥ぎ取られていくことがわかった。宇宙最大の構造銀河団の成長の過程を捉えた研究だと言える。すざく衛星により銀河団の端まで銀河団ガスを検出することが可能となった。銀河群から銀河団まで銀河団ガス中の鉄質量と銀河の恒星の光度の比較を行った。その結果、銀河群には銀河団に比べてガス質量と銀河光度の比が小さい天体があるが、これらの天体では鉄の質量と銀河光度の比も小さく、銀河団ガスのエントロピーが銀河団外縁部でも大きいことがわかった。その結果として銀河群と銀河団の元素合成と銀河団ガスの加熱史の理解が進んだ。日本のX線天文衛星ASTRO-H (ひとみ)衛星は計画通り2016年2月に打ち上げられたものの、2016年3月末に通信不能となった。研究計画は主としてASTRO-H衛星の観測データを用いる予定であった。ASTRO-H衛星の初期データを用いて、ひとみチームとしてNature論文を含む2本の論文がすでに出版済みであるが、解析チームの一員としてデータ解析の方針決定などに貢献を行った。同じ初期データを用いて、論文執筆のため複数のチームが作られ、その一つのチームのリーダーとして解析と論文執筆チームを主導した結果、2017年度春には複数の論文を投稿できる見込みである。ただし、本研究課題の計画であった多数の天体の観測データの解析はASTRO-H衛星では不可能となったため、研究計画の主要部分は数年遅れることになる。ASTRO-H衛星代替機を提案し、数年後の打ち上げを目指している。ASTRO-H衛星提案時からのサイエンスの進展を踏まえ、代替機提案に当たってそのサイエンスの目的、計画を取りまとめている。さらに、2005年打ち上げられ10年にわたって活躍した、すざく衛星の膨大なデータや現在も活躍中の欧米の衛星のデータを系統的に解析を行っている。

さらに、すばる望遠鏡による可視光、近赤外観測のデータとX線観測データは相補的であり、可視光赤外線観測者と共同で観測を提案し、論文の執筆も行った。2016年に打ち上げられたX線天文衛星ひとみは、打ち上げ一ヶ月で通信が途絶えたものの、初期観測によりペルセウス座銀河団など複数の天体を観測していた。その結果、これまでよりもはるかにエネルギー決定精度のよい観測データが得られた。我々は主にペルセウス座銀河団のデータを解析し、銀河団中心部の重元素組成比や温度構造、速度構造について、画期的な成果を得ることができた。銀河団ではバリオンの主成分は高温の銀河団ガスであるが、この銀河団ガスに含まれるクロム、マンガン、ニッケルなどの鉄属元素の組成をはじめて精密に測定することに成功し、ケイ素から、クロム、鉄、ニッケルにいたるまでその組成比は太陽とほぼ同一であることを発見した。銀河団の主要銀河は我々の天の川銀河とは異なり楕円銀河であるが、渦巻銀河でも楕円銀河でも太陽組成が現在の宇宙の平均的な化学組成であることを示唆するとともに、鉄属元素の主要起源であるIa方超新星爆発の性質にも制限を与える結果を得ることができた。同じデータからはこれまで測定できなかたった多数の微弱な輝線の検出に成功した。特に多数の鉄の輝線から、銀河団ガスの電離温度や励起温度などを測定することができ、観測された多数の輝線の強度比は中心に向かって滑らかに下がる温度構造でよく説明できることがわかった。ヘリウム状鉄イオンの共鳴線がはじめて分離されたものの、理論モデルではその強度が再現できないことが発見された。銀河団ガスに運動がなければ、共鳴散乱により共鳴線の強度が下がることが予測されていた。我々は、共鳴散乱時のエネルギー変化や、ガスの運動の構造を取り入れた共鳴散乱のシミュレーションを行うことにより、観測された共鳴線の強度、幅をともに再現することに成功した。この結果は、輝線幅による速度構造の測定と相補的といえる。当初の計画ではひとみ衛星は順調に観測を続けていると仮定していたが、実際は、打ち上げ一ヶ月で消息が途絶えたため、数年間観測を行う予定が数週間のデータに限られた。昨年度は、貴重な初期観測のデータから得られる情報をすべて取り出し、論文としてまとめることに成功したと自負している。ひとみ衛星により観測されたペルセウス座銀河団中心部のデータの他、すざく衛星やXMM衛星など他のX線天文衛星のデータを解析することにより、銀河団中心部の銀河団ガスに含まれる酸素、マグネシウムのようにほぼ重力崩壊型超新星により合成された元素から鉄、ニッケルなどIa型超新星により合成された元素まで、さまざまな元素の組成比を調べたところ、太陽や太陽と同程度の鉄を含む銀河系の星とほぼ同じ元素組成比であることがわかった。銀河団の主要メンバーである楕円銀河と渦巻銀河である銀河系で同じような質量分布で恒星が形成されたとすると、この結果を自然に説明することができる。さらに、すざく衛星により観測された10天体以上の銀河団、銀河群について、外縁部までのケイ素、鉄の質量分布の測定を行った。銀河団内のケイ素の質量はケイ素を合成した重力崩壊型超新星の数を反映し、現在の銀河団の銀河の光度は概ね小質量星の数を反映するため、その比も楕円銀河の初期質量関数を反映する。
ロボットシステムモデリングと分散ミドルウエア・アーキテクチャに関する研究

本研究は、ロボット機能要素(RT:Robot Technology)のソフトウエア的インテグレーションを実現する分散ミドルウエア・アーキテクチャを構築することで、ロボットシステムのインテグレーションに必要な知識を体系化することを目的としている。ロボットシステムのソフトウエアをコンポーネント指向開発(Component based Software Development:CBSD)により構築するため、基盤となるロボット用ソフトウエアコンポーネントのためのアーキテクチャを考案した。これは、一般的なソフトウエアコンポーネントとは異なり、ロボットシステムに特有な機能を容易に実現するために必要なフレームワークを提供する。初年度は、コンポーネント内部で処理を能動的に行う「アクティビティ」およびその状態遷移、データ指向接続をサポートする「データポート」、複数のコンポーネントの密な連携を実現する「複合コンポーネント」等をプログラミングフレームワークとともに提供する実装を作成した。本年度は、コンポーネントの適用範囲拡大のため、上記データポートの高速化のための研究を行った。これまでデータ通信には分散オブジェクトミドルウエアCORBAを使用していたが、ロボットシステムに必要な多様な通信方式・通信路に対応させる為に、種々のプロトコル・タイミングおよびバッファリング方式を動的に選択方法を考案し実装・実験を行った。結果として、考案した「データポート」がロボット用途(リアルタイム制御から空間知能化等)のみならず、他の分野(例:高エネルギー分野のデータ収集等高速大容量通信)にも適用可能となった。また、本年度は国際会議(査読付)1件、国内会議2件に投稿および発表を行い、研究期間中を通して国際会議4件、国内会議2件の発表を行った。本研究は、ロボット機能要素(RT : RobotTechnology)のソフトウエア的インテグレーションを実現する分散ミドルウエア・アーキテクチャを構築することで、ロボットシステムのインテグレーションに必要な知識を体系化することを目的としている。ロボットシステムのソフトウエアをコンポーネント志向開発(Component based Software Development : CBSD)により構築するため、基盤となるロボット用ソフトウエアコンポーネントのためのアーキテクチャを考案した。独自の機能として、コンポーネント内部で処理を能動的に行う「アクティビティ」およびその状態遷移、データ志向接続をサポートする「InPort/OutPort」、複数のコンポーネントの密な連携を実現する「複合コンポーネント」等をプログラミングフレームワークとともに提供する実装を作成した。マニピュレータおよびヒューマノイドアームの力制御システム、ハプティックインターフェースを用いた遠隔操作システム等に適用し、独立性の高いソフトウエアモジュールを複数用いて、密な連携を行うシステムを動的に構成できることを示した。また、いくつかのロボットシステムをコンポーネントという枠組みの上で構築する過程で、モジュール単位でシステムを構成する際に現れるいくつかのパターンに関しての知見が得られた。これらの成果をまとめた論文を、査読付き国際会議3件に投稿しいずれも受理され口頭発表を行った。
分子生物学的マーカーを用いた前立腺癌放射線治療後の有害事象予測

患者個々の正常組織の耐容線量の予測を目的とし、当院で局所限局期前立腺癌で根治的放射線治療を行った患者群のうち、3年以上の経過観察で有害事象発生の有無が確認できた97例を対象に採血、リンパ細胞を分離し、DNA修復に関わるDNA-PKのmRNA発現解析、マイクロアレイによる網羅的な解析を行い、晩期有害事象であるgrade2以上の直腸出血の有無とRNA発現との比較を行なった。その結果として、直腸線量の高低とは独立して、DNA-PKのサブユニットの1つであるKu80のmRNA発現、microRNA-99aのX線照射による発現変化という2つの因子が晩期直腸出血に関連している事を示した。平成25年度は、昨年度に引き続きサンプル採取の継続を行った。合計で100名の前立腺癌で過去に放射線治療を行った患者より血液を採取し、リンパ球を抽出してDNA-PK活性の測定、放射線誘発NBS1フォーカスの観察、RNAの発現と有害事象である放射線直腸炎との関係を調べた。まずその事前調査として、当該患者における放射線直腸炎および臨床情報、治療計画から抽出した線量分布、直腸線量および体積を割り出し、その関係を調べた。結果として直腸線量のうち、65Gy以上照射された体積(V65)が17%以上の場合には有意に放射線直腸炎が発症している事を確認し、この結果を日本放射線腫瘍学会第26回学術大会にて発表した。RNA解析について、リンパ球より抽出したRNA発現を解析し、DNA損傷修復に関係するDNA-PK発現およびマイクロアレイ解析で候補として選ばれた、複数のマイクロRNAの発現を100名分についてRT-PCR法を用いて測定した。結果として、2つのmRNA発現およびマイクロRNA発現の組み合わせによって、高い精度で放射線直腸炎を予測できる可能性が分かってきている。この内容は論文化して発表準備中である。平成24年度は研究計画を院内の倫理委員会およびヒトゲノム審査委員会に申請して承諾を得た。その後、過去に前立腺癌で根治的放射線治療を行った約80名から同意書を取得し、血液を採取させてもらった。血液からリンパ球を抽出し、DNA解析用、RNA解析用、放射線誘発フォーカス計測、DNA-PK活性測定用のサンプルに分けて処理を行った。サンプルは連結匿名化を行った。匿名化番号は二重に鍵のかかった金庫にて保管し、個人情報管理者に管理を依頼した。また、対象患者の放射線治療計画情報、臨床情報などの抽出を行っている最中である。具体的には、放射線治療計画情報としては、前立腺への照射線量、時期、直腸や膀胱の被曝線量や体積の計算を行っている。臨床情報については、対象患者の病期、内分泌療法の有無、治療後のPSA値の推移、放射線直腸炎の有無、アルゴンプラズマレーザーでの焼却の有無、その他尿路系の有害事象の有無、降圧薬や抗凝固薬の内服の有無、多重癌の発生の有無などを調査している。これらの項目調査は、前立腺癌に対する放射線治療後の有害事象予測において重要な因子なので必須の調査である。RNA解析については代表的な4名のリンパ球からRNAを抽出してマイクロアレイ解析を行い、有害事象の大きかった個人と少なかった個人の間で特徴的な発現パターンを示すRNAをいくつか同定し、そのプライマーを用意した。これから残り76名分のRNAサンプルについてRT-PCR法によって発現量の測定を行っていく。平成24ー25年度にかけて、当院で限局期の前立腺癌に対し放射線治療を行なった患者約100名からの血液を採取し、リンパ球を抽出してDNA-PK活性、放射線誘発NBS1フォーカスの観察、mRNAおよびマイクロRNA(miRNA)の発現と有害事象である放射線直腸出血、尿路狭窄、膀胱出血との関係を調べた。事前調査として、当該患者における放射線直腸出血および臨床情報、治療計画から抽出した線量分布、直腸線量と体積を割り出し、その関係を調べた。尿路狭窄や膀胱出血といった尿路の有害事象については、リンパ球のDNA-PK活性を測定する事である程度予測が可能である事が示された。こちらは現在論文投稿準備中である。放射線腫瘍学当初の予定通り、100名からのリンパ球を採取する事が出来ている。また、複数のRNA発現の組み合わせで放射線直腸炎を起こしやすい患者群が同定できる事が分かってきている。当初の目標は100名の患者よりサンプルを集める予定であったが、調査する患者群の絞り込みによって80名程度しかサンプルは集められていない。しかし、これからも引き続きサンプル採取を続けるとともに、RNA発現解析や放射線誘発フォーカス、DNA-PK活性の測定準備は整っており、おおむね予定通りに研究は進行している。平成26年度は、前立腺癌以外に腹部、骨盤領域に放射線治療を行った患者に対象を広げて血液を採取し、放射線治療による有害事象の発生とリンパ球のRNA発現との関係を調べる。

昨年度の研究で判明したRNA発現の検証および、新規の予測マーカーの探索を目的としている。DNAの解析も同時に進める。特定のRNA発現パターンに関係するDNA遺伝子多型の探索により、より一般化した予測システムの確立を目指す。引き続き患者サンプルの採取を行っていく事と、RT-PCR法によるRNA発現解析をまず進める。有害事象の予測に関わるRNA発現パターンが見つかった場合には、細胞培養モデルでのsiRNAノックダウンなどの実験系を用いて、放射線感受性への影響を検討して行く。DNA-PK活性測定と放射線誘発フォーカスのカウントを行って、個人ごとの内在性の放射線感受性を評価して行く。DNA解析については、遺伝子多型解析を行うにはサンプルサイズがまだ小さいと考えるので、引き続きサンプル数の集積を増やしていく。平成25年度の研究費に残額が発生した理由としては、RNA発現解析の結果を待って、それに関連するDNA遺伝子多型解析を行う予定としているので、その分の試薬の購入、研究打ち合わせに関わる旅費、実験にかかる人件費などの執行が遅れているためである。平成26年度の物品費としてはRT-PCR法を行うためのプライマー作成、DNA抽出、リンパ球分離のための試薬購入などが必要である。旅費としては、当該研究で得られた成果を学会発表し共同研究者と情報交換するために使用する予定である。人件費については、リンパ球分離、RT-PCR法を行う実験助手への謝金に充てられる。平成24年度の研究費に残額が発生した理由としては、上記の通りDNA遺伝子多型解析がまだサンプル数不足により準備が整わない状態であったため、それに関係する試薬の購入、研究打ち合わせに係る旅費、実験にかかる人件費などの執行が遅れているためである。平成25年度の物品費としてはRT-PCR法を行うためのプライマー購入、細胞培養実験のための培養液、血清購入、発現に変化が見られたRNAのsiRNA作成のための注文費用、リンパ球分離のための試薬購入などが必要である。旅費としては、当該研究で得られた成果を学会発表し共同研究者と情報交換するために使用する予定。人件費については、リンパ球分離、RT-PCR法などを行う実験助手への謝金に充てられる。
土石流生端部の挙動とその衝撃力に関する研究

土石流災害は多大な被害を引起し、特に人命が失われる率が高いことを特徴としている。本研究は土石流の強大な推進力と破壊力の根源となっている土石流先端部の挙動とその衝撃力を解明するためガラスビーズによる土石流模型実験を行った。先端部の挙動は高速度ビテオカメラで撮影し解析した。衝撃力は模型堤体に設置した圧力計により記録し解析した。得られた成果は以下の通りである。1.土石流はその先端部と後続疑似定常部に分けることができ、衝撃力に関係する先端部を解析する必要がある。土石流の先端部は河床に存在する礫層に乗り上げる時に礫層のある厚さでせん断破壊を生じせしめ、破壊線の上部の礫層を土石流の先端部に取込みながら、発達する。先端部段波の波高、形状は河床礫層の厚さに関係せずほぼ一定であるが、段波の移動速度は河床礫層の厚さが大きいほど大きくなる。先端部の粒子濃度は高く、かつ濃度分布は均一に近いことがわかった。2.衝撃力のピーク値は一般に定常噴流モデルで説明されるが、実験ではこのモデルによる値を上回る値が測定された。本研究では土石流先端部が堤体に衝突する時の変形を詳しく高速ビテオカメラの映像から解析し、変形部分の重心の移動として考えることで、質点系取扱いにより、ピーク荷重及び衝突時の全過程での荷重を説明することができた。土石流による災害は多大な被害を引起し、特に人命が失われる率が高いことを特徴としている。本研究は土石流災害をもたらす根源というべき、土石流先端部における土石の挙動をくわしく解明し、その衝撃力の実態を実験を主として解明しようとするものである。本年度は研究の初年度であり、以下について明らかにした。1.実験水路において土石流を発生させ、その先端部の石礫の運動をハイスピードビデオ映像で撮影し、石礫の運動を詳細に解析した。石礫の運動を格子点の運動に転換し、格子点の相互の移動関係を解析することにより、運動のモデル化を試みた。2.1の実験条件(水路勾配,河床状況)を変化した場の上のモデルのパラメーターの違いを検討した。上述の結果から土石流先端部の石礫の運動を明らかにすることができた。来年度以降、石礫の違いについて結論を得ると共に、土石流先端部の石礫の動きとそれによって生じる衝撃力について実験を主に検討を進める。土石流による災害は多大な被害を引起し,特に人命が失われる率が高いことを特徴としている.本研究は,土石流の強大な推進力と拡張力の根源となっている土石流先端部の挙動と,その衝撃力の実態を解明しようとするもので,本年度は昨年にひき続き,主として土石流模型実験により,以上のような事実が明らかになった.1.実験水路において発生させた土石流を,ハイスピードビデオテープに撮影し解析した結果,土石流先端部と後続擬似定常流部分では,濃度分,ならびに速度分布に顕著な差があり,これに対し先端部では濃度は表面から〓床附近までほぼ一様分布に近く,また流速も一様分布に近い.2.移動床上を上石流が流動うる場合,先端部附近で河床材料がとり込まれ,河床密度とほとんど変らないような高濃度の先端部を遂次形成しながら前進する.この先端部の形成は河床条件によって異り,不飽和層上を流下する場合は含水率加小さく粒子濃度の大きい先端部を形成するが,土石流波の伝播速度は小さい,飽和層上を流下する場合は,先端部における河床からの粒子とり込みは大きく,土石流波の伝播速度も大きくなるが,先端部の粒子濃度は前者よりも小さい.

3.土石流衝突による衝撃力は,この先端部の衝突時の運動量変化によって近似的に説明され,流れの方向に垂直な壁面に対する衝撃力は,先端部が壁面に衝突した際の変形によって上流方向に加速度が生じるようなモデルを考えると,実験結果に合致するような結果が得られた.土石流による災害はその先端部の強大な衝撃エネルギーによってもたらされるといえる。咋年度まで土石流先端部の挙動とその衝撃力発生のメカニズムを解明するため、土石流模型実験によって情報を得ることを試みてきた。本年度は最終年度として実験を継続し、とりまとめを行なった。明らかにされた事項は以下の通りである。1.土石流先端部の発達過程。土石流の先端部は河床に存在する礫層にのり上げた時に、礫層のある厚さでせん断破壊を生じせしめ、破壊線の上部の礫群を土石流の先端部に取込みながら、発達しつつ流下していくことが明らかになった。その先端部の粒子濃度は高く、かつ濃度分布は均一である。先端部の段波の波高、形状は河床礫層の厚さに関係せず一定であり、先端部段波の移動速度は河床礫層の厚さが大きくなるほど大きい。2.土石流先端部がダム等に衝突した時の衝撃力は、先端部の衝突時の変形を解析した結果、変形部分の重心の移動として考え、質点系取扱いにより衝撃力を説明できることが明らかになった。
肝細胞癌における血管新生因子遺伝子の発現と局在の解析

1肝細胞癌組織中における血管新生因子mRNAの発現肝細胞癌18例の肝細胞癌組織と非癌部肝組織のRNAを抽出後,b-FGF,VEGF,AngiogeninのcDNAをプローブとしてNorthen Blot Hybridization及びRT-PCR法により,これら血管新生因子mRNAの発現を検討した。血管造影でhypervascularを示した13例で,VEGF,b-FGF,Angiogenin mRNAの発現はそれぞれ8例,6例,3例で非癌部肝組織に比べ肝細胞癌組織で強く認められた。一方,hypovascularであった5例で,それぞれの発現は2例,1例,0例であった。肝細胞癌のサイズ別に検討すると,腫瘍の増大とともにvascularityと血管新生因子mRNAの発現も強く認められる傾向であった。肝細胞癌組織の悪性度別では,高分化型に比べ中心化型症例で血管新生因子mRANの発現が強く認められる傾向であった。Hypovascularであった5症例をRT-PCR法で検討するとそれぞれの発現は,4例,2例,1例とNorthen Blot法に比べ感度が良好であった。2肝細胞癌組織中における血管新生因子mRNAの局在Northen blot HybridizationとRT-PCR法により発現が認められVEGF,b-FGF,AngiogeninのmRNAの局在をIn situ hybridization法でそれぞれを検討した。VEGFは肝細胞癌細胞,血管内皮細胞,胆管上皮に認めら,b-FGFは肝細胞癌細胞,線維芽細胞に認められた。いずれも,肝細胞癌細胞に強く認められた。Angiogeninは今回の検討で肝細胞癌細胞に強く認められなかった。血管造影でhypervascularを示した2例の肝細胞癌と非腫瘍部肝組織(肝硬変)を検体として,b-FGF, VEGF/VPF, Angiogeninの血管新生因子mRNAの発現を検討した。いずれの血管新生因子mRNAも肝細胞癌組織中に発現が認められた。一方,非腫瘍部肝組織(肝硬変)中には,いずれの血管新生因子mRNAの発現も認められなかった。腫瘍サイズは3-4cmであり,肝細胞癌組織の悪性度はいずれも中分化型であった。血管造影でhypovascularであった2列の肝細胞癌組織と非腫瘍部肝組織(肝硬変)では上記の血管新生因子mRNAの発現は認められなかった。腫瘍サイズは10mmと12mmであり,肝細胞癌組織の悪性度はいずれも高分化型であった。以上より,血管造影でhypervascularを示した肝細胞癌組織中にb-FGF, VEGF/VPF, Angiogeninの血管新生因子mRNAが発現することを見い出した。しかし,hypovascularであった肝細胞癌組織中にこれらの血管新生因子mRNAの発現も認められなかった。今後,検討が必要となる問題点は以下の如くである。(1)血管新生因子mRNAの発現が肝細胞癌の増殖過程と如何なる関係にあるのか。すなわち,肝細胞癌がどのサイズになった時に血管新生因子mRNAの発現が認められるか。(2)hypovascularな肝細胞癌組織中に血管新生因子mRNAの発現は,本当に認められないのか。これらの問題点を明らかにするために,RT-PCR法を用いたより詳細な検討を追加する予定である。1肝細胞癌組織中における血管新生因子mRNAの発現肝細胞癌18例の肝細胞癌組織と非癌部肝組織のRNAを抽出後,アイソトープラベルしたb-FGF,VEGF,AngiogeninのcDNAをプローブとしてNorthen Blot Hybridization及びRT-PCR法により,これら血管新生因子mRNAの発現を検討した。血管造影でhypervascularを示した症例は13例で,VEGFmRNA,b-FGFmRNA,Angiogenin-mRNAの発現はそれぞれ8例,6例,3例で非癌部肝組織に比べ肝細胞癌組織で強く認められた。一方,hypovascularであった症例は5例で,それぞれの発現は2例,1例,0例であった。

肝細胞癌のサイズ別に検討すると,腫瘍の増大とともにvascularityと血管新生因子mRNAの発現も強く認められる傾向であった。肝細胞癌組織の悪性度別では,高分化型に比べ中分化型症例で血管新生因子mRNAの発現が強く認められる傾向であった。Hypovascularであった5症例をRT-PCR法で検討するとそれぞれの発現は,4例,2例,1例とNorthen Blot法に比べ感度が良好であった。2肝細胞癌組織中における血管新生因子mRNAの局在Northen Blot HybridizationとRT-PCR法により発現が認められVEGF,b-FGF,Angiogeninに対するビオチン標識プローブを用い,In situ hybridization法でそれぞれのmRNAの局在を検討した。VEGFは肝細胞癌細胞,血管内皮細胞,胆管上皮に認めら,b-FGFは肝細胞癌細胞,線維芽細胞に認められた。いずれも,肝細胞癌細胞に強く認められた。Angiogeninは今回の検討で肝細胞癌細胞に認められなかった。
コラボレイティブ・コンサルテーションによる問題解決のための協働的対話

協働的な援助実践の重要性が指摘されているが、具体的にそれぞれの専門性をどのように尊重するのかは課題であった。本研究では、コンサルテーションの模擬ロールプレイによって、そのコミュニケーションを明らかにし、コンサルティの振り返りを即時に行い、協働的な対話の進め方について検討することを目的とする。模擬ロールプレイと振り返りインタビューをICレコーダーに録音し、逐語録を作成した。分析者は、コンサルティの振り返りインタビューの逐語録から、「コンサルティが主体的に動いた・解決策を生み出した、と感じたり行なっている部分」に該当する部分を抽出した。その後、そのように振り返った部分について、模擬ロールプレイの逐語録を参照した。分析結果は、コンサルティが主体性を維持できたとする振り返りは、1.コンサルティの困難な状況に対するコンサルタントが理解を示したこと、2.コンサルテーションの方針を決定する時にコンサルタントがコンサルティに意思を確認したこと、3.コンサルティがこれまでの対応についてコンサルタントに認めてもらえたことで、解決努力に対する無力感・自己嫌悪感が減少したこと、4.今後の方針に対するコンサルティの迷いにコンサルタントが気づき、再度考え直したことなどがあった。コンサルタントの提案をコンサルティが受け入れるか否かの主体性を担保することが協働性を高めるという結果は、前年度の結果と同様であった。さらには、コンサルティの心情風景の理解や、自身の無力感・自己嫌悪へのコンサルタントの対応が、コンサルティのコンサルテーションに対するモチベーションを高め、協働的な会話を促進すると考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。分析結果は、コンサルティが主体性を維持できたとする振り返りは、1.コンサルタントからの質問に触発される、またはコンサルティが話すことによって自ら気づく部分、2.コンサルティの発言や質問のしやすさ、3.コンサルタントのコメントによるコンサルティの新しい気づきと、その前提での新しい対応の創造、などがあった。コンサルティは、コンサルタントの質問によって再度、問題について考えたり、問題について話すことによって、コンサルティが気づきを得ていることがわかった。コンサルティの気づきを活用できれば、より協働的なコンサルテーションとなると考えられる。また、コンサルテーションの応答性を高めること、また、コンサルタントの提案をコンサルティが受け入れるか否かの主体性を担保することが協働性を高めると考えられる。コンサルタントがコンサルティの反応を受け取り続けると言うコミュニケーションがコンサルテーションにおいて有益であり、コンサルタントがコンサルティに一方的に伝えることが、コンサルテーションの協働性、そして有効性を低下させると考える。概ね、研究計画通りに進んでいる。研究計画書を作成したこと、それを参考に実行していることが奏功していると考える。研究計画通り研究を進めると同時に、よりコラボレイティブなコンサルテーションを検討するため、昨年度の結果で明らかになった、協働性を高めるための「会話における質問」について検討し、研究を続ける予定である。Reflexive Question, Strategic Question, Circular Question, Lineal Question,の観点(Tomm, K., 1987, Tomm, K.,1988)から、専門家同士の会話における協働性を高めるための質問とはどの様に成立するのかを検討する予定である。

円環的認識論、再帰性、バフチンのダイアローグ論、コンサルテーション理論などから検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
抗癌剤耐性遺伝子の多型解析による癌患者の治療感受性および副作用予測に関する研究

BCRPは細胞膜上に存在し、種々の抗癌剤(イリノテカン、トポテカンなど)や生体異物を細胞外に排出する糖蛋白質である。申請者らは、癌患者の遺伝子多型と抗癌剤投与時の副作用の発現強度との関連を明らかにすることを目的として、BCRP蛋白の発現を消失または低下させるSNPの解析を行ってきた。BCRP遺伝子のexon 4に存在するC376TSNPは、野生型BCRPのGln-126が終止コドンになるためBCRP蛋白ができない。一方、exon 5のC421ASNPは、野生型のGln-141がLys-141になる。C376T BCRP cDNAを導入した細胞は、野生型cDNAを導入した細胞よりBCRP蛋白の発現量、抗癌剤に対する耐性度が共に低かった。日本人健常人を対象にこれら2つのSNPの頻度解析を行ったところ、C376Tは1.2%、C421Aは27%と、欧米人に比べ高い結果が得られた。これらのSNPによるBCRPの低発現が抗癌剤の副作用の増大につながる可能性があると考え、癌研でイリノテカンの投与を受けた癌患者を対象に遺伝子解析研究を継続中である。また、申請者らはBCRPがイレッサの耐性因子であることを見出した。A431細胞やPC-9細胞にBCRP遺伝子を導入すると、細胞のイレッサ感受性は低下した。一方、BCRP遺伝子を導入したK562細胞(K562/BCRP)では、イレッサに対する感受性は親株と差が見られなかったが、イレッサ添加時にK562/BCRPのSN-38(イリノテカンの活性体)感受性が増強した。また、イレッサはK562/BCRPのトポテカン排出や、BCRPの基質であるestrone sulfateの膜輸送を阻害した。以上のことから、イレッサはBCRPの薬剤排出ポンプの働きを阻害することで、BCRPによる抗癌剤耐性を克服する可能性があると考えられる。BCRPはABC輸送体の一つで、癌細胞の抗癌剤耐性化や、正常組織での副作用出現に関与すると考えられている。本研究では、癌患者の遺伝子多型と抗癌剤投与時の副作用の発現強度との関連を明らかにすることを目的として、BCRP蛋白の発現を消失または低下させるSNPの解析を行っている。BCRP遺伝子のexon4のBCRP-C376TのSNPでは、野生型BCRPのGln-126が終止コドンになるため(Q126STOP)、このSNPを持つalleleではBCRP蛋白はできない。一方、exon5のBCRP-C421AのSNPでは、野生型のGln-141がLys-141になる(Q141K)。BCRP(Q141K)cDNAを導入した細胞は、野生型BCRP cDNAを導入した細胞よりBCRP蛋白の発現量、抗癌剤に対する耐性度が共に低かった。日本人健常人を対象にこれら2つのSNPsの頻度解析を行ったところ、BCRP-C376TのSNPの頻度は1.2%、BCRP-C421Aは27%と、欧米人に比べ高い結果が得られた。BCRPは抗癌剤irinotecanの耐性遺伝子であり、またBCRPは正常の造血幹細胞や消化管上皮などに発現している。以上より、これらのSNPsによるBCRPの低発現がirinotecanの副作用の増大につながる可能性があると考え、癌研で抗癌剤の投与を受けた癌患者を対象に遺伝子解析研究を開始した。これまでに64人のirinotecan投与患者のDNAについて調べたが、BCRP蛋白の低発現が問題になると考えられるBCRP-C421Aホモの患者は7人、BCRP-C376TとBCRP-C421Aのダブルヘテロは1人であった。この8人の患者の中には、通常量のirinotecan投与でgrade3の消化管毒性が起こった患者が含まれていたが、まだ全患者の副作用情報は得られておらず、さらに解析を継続中である。

一方、BCRP遺伝子を導入したK562細胞(K562/BCRP)では、イレッサに対する感受性は親株と差が見られなかったが、イレッサ添加時にK562/BCRPのSN-38(イリノテカンの活性体)感受性が増強した。また、イレッサはK562/BCRPのトポテカン排出や、BCRPの基質であるestrone sulfateの膜輸送を阻害した。以上のことから、イレッサはBCRPの薬剤排出ポンプの働きを阻害することで、BCRPによる抗癌剤耐性を克服する可能性があると考えられる。
スピロピランのナノ結晶化による結晶フォトクロミズム発現と材料展開

当該研究課題について平成24年度には、スピロピラン化合物を用いたナノ結晶の作製と、その構造・物性評価によるフォトクロミズム機構の詳細な検討を行った。具体的にはまず、スピロピラン化合物の選定と再沈法によるナノ結晶の作製を行った。各種条件検討により、良好なスピロピランナノ結晶を得ることに成功した。また、作製したスピロピランによるナノ結晶はフォトクロミズム、つまり紫外光・可視光の交互照射により可逆的な色調変化を示すことを見出した。この研究成果は、1.スピロピランの良好なナノ結晶を得る方法を開発したこと、2.スピロピランの室温かつ固体状態でのフォトクロミズムを見出したこと、の大きく2点で意義深い。1.については、良好かつ結晶化度の高いナノ結晶を得ることでナノサイズにおける基礎科学な物性の解明が可能となるとともに、集積化等により新たな材料展開を可能とした。2.については、スピロピランが室温かつ固体状態にてフォトクロミズムを示す初めての例であり、特に興味深い成果である。一般的にスピロピランは固体状態ではフォトクロミズムを示さないと考えられている。これまでに、特異な分子設計、液体窒素以下の低温、レーザー光等により固体状態でのフォトクロミズムを達成した例はあるが、材料展開を考えた場合は十分とは言えない。本課題において作製したスピロピランナノ結晶は、そのフォトクロミック特性と材料加工の観点で、材料展開へ大きな期待を持つことができる。本年度の研究成果は、スピロピランのナノサイズにおけるフォトクロミズム機構の詳細解明を可能とするとともに、新たな応用展開を可能とする点でとても有意義かつ興味深い。また、幅広い波及効果も期待できる。今年度の目標であったスピロピランを用いたナノ結晶の作製とフォトクロミズムの観測に、成功したためである。それにより、より詳細な物性解明や目指していた材料展開が可能となった。今後は作製したスピロピランナノ結晶を用いて、1.スピロピランのナノサイズにおけるフォトクロミズム機構を解明する。各サイズのスピロピランナノ結晶について、各種物性評価を行う。また、2.スピロピランナノ結晶の材料展開を創出する。スピロピランナノ結晶のフォトクロミズムに伴う光メカニカル機能の検証と、金属イオンや他の分子を介した集積化を検討する。
実験的歯周炎と咬合性外傷における骨吸収調節因子とT細胞の関与についての実験的研究

破骨細胞の形成にはRANKLが促進的に、OPGが抑制的に関与しており、両因子のバランスが骨吸収調節に重要であると考えられている。そして昨年度、咬合性外傷における骨吸収でも破骨細胞出現に合わせてRANKLやOPGの発現が変化することを確認した。特に血管内皮細胞や線維芽細胞におけるRANKL/OPGの割合の増加が、破骨細胞形成に大きく関与していることが示唆された。以前の研究で実験的歯周炎においてはT細胞が重要な働きをすることを示した。そこで今年度はT細胞の欠如したヌードラットを用いて外傷性咬合による骨吸収に対するT細胞の影響を確認した。その結果、外傷性咬合を与えた3日後ではヌードラットでも正常ラットと同程度の破骨細胞が出現しており、咬合性外傷時の骨吸収においてT細胞の関与は少ないと考えられた。血管内皮細胞の増殖因子であるVEGFは破骨細胞前駆細胞を含む単球系細胞の走化性因子としても働くことが知られている.ラット咬合性外傷モデルにおいて破骨細胞出現に合わせてVEGFが血管内皮細胞で増加することが確認できた。以上より咬合性外傷による骨吸収では歯周炎と異なりT細胞の影響は少なく血管内皮細胞が破骨細胞前駆細胞の浸潤や破骨細胞の分化に関与しているものと考えられる。破骨細胞の形成にはが促進的に、OPGが抑制的に関与しており、両因子のバランスが骨吸収調節に重要であると考えられている。これら因子は多種の細胞より産生されることがin vivoならびにin vitroの研究で示されている。しかしメカニカルストレスによる骨吸収における両因子の存在や関与は明らかでない。そこでラット歯牙に過剰な咬合力を作用させて根間中隔に穿下性骨吸収を誘導し、RANKLとOPG陽性細胞を免疫組織学的に検出した。そして破骨細胞数と両因子の割合の経時的な相関を検討した。その結果、歯牙へのメカニカルストレスによる骨吸収でもRANKLやOPGの発現が変化することが認められた。さらに血管内皮細胞や線維芽細胞におけるRANKL/OPGの割合の増加が、破骨細胞形成に大きく関与していることが示唆された。この結果は第20回日本骨代謝学会にて報告した。現在同モデルにおいて、RANKL/OPGの割合の変化に影響を及ぼす因子について検討している。その結果、過剰な咬合力により根間中隔で低酸素状態が起こることならびにIL-1β産生細胞が増加することが確認され、これらがRANKL/OPGの割合に影響を及ぼしていると考え実験継続中である。また来年度はLPSを歯肉に注入することでラット歯周炎モデルを作成し、今年後用いたの咬合性外傷モデルとの骨吸収メカニズムの違い、ならびに炎症性細胞の影響を検討する。炎症性細胞の中でも特にRANKLを発現し破骨細胞数を増加させると言われているT細胞の関与を、T細胞を先天的に欠如したヌードラットを用いて調べていく予定である。
アクロメリン酸Aによる難治性疼痛モデルを用いての難治性疼痛のメカニズムの解明

毒茸のドクササコの成分であるアクロメリン酸Aの脊髄腔内投与による早期(投与後1時間)と晩期(投与後1週間)のアロディニアの発現機序について検討し以下の知見を得た。グルタミン酸受容体-一酸化窒素経路に関与する全ての薬剤が早期のアロディニアは抑制したが、晩期のアロディニアは抑制しなかった。一方、アストロサイトを抑制するLAAの投与では晩期のアロディニアは抑制された。以上のことより、アクロメリン酸A惹起のアロディニアの発現機構と維持機構が異なり、早期から晩期の移行期に細胞内シグナル伝達経路が変更されている可能性が示唆された。毒茸のドクササコの成分であるアクロメリン酸Aをマウス脊髄腔内に投与して、非侵害性触覚刺激を加えると激しい痛み、アロディニアが惹起される。このマウスに非侵害性触覚刺激を1週間加えることによりアロディニアが持続される。アクロメリン酸Aをマウス脊髄腔内に投与1時間以内のアロディニアと1週間後のアロディニアマウスを用いて、行動薬理学実験を行い、アロディニアの発現には、グルタミン酸受容体-一酸化窒素経路が関与しているが、アロディニアの維持には、関与していないことを明らかにした。神経障害性痛の発現機序は、1) NMDA受容体を介した興奮性の増大、2)脱抑制、3)ミクログリアの活性化などが提唱されている(Cell 139: 267-284, 2009.)。ミクログリアはアクロメリン酸A投与1時間以内では変化がないが1週間後には著明に活性化された。ミノサイクリンはミクログリア活性を抑制したが、アロディニアを抑制しなかった。上記の内容は、間もなく投稿する予定である。アクロメリン酸Aをマウス脊髄腔内に投与し触覚刺激を加えると激しい痛み様反応、すなわちアロディニアが惹起され長期間持続する。アクロメリン酸A投与直後の早期のアロディニアと投与1週間後の晩期のアロディニアは行動学的には極めて似た反応を示しているにもかかわらず、発現機構が異なることを明らかにした(Omoto et al. Eur. J. Pharmacol. 760: 42-48, 2015.)。アクロメリン酸誘導体を、連携研究者の岐阜大学大学院医学系研究科再生医科学専攻古田享史先生に設計・合成していただいた。アクロメリン酸誘導体をマウスの脊髄腔内に投与し、1.単独ではアロディニアを惹起しない。2.アクロメリン酸惹起のアロディニアを抑制する。3.単独の高用量でも痙攣や運動麻痺を引き起こさない化合物を選定した。この化合物を用いて、がん性疼痛モデルに対する効果を検討した。アクロメリン酸A誘導体を脊髄腔内投与したマウスにがん細胞を接種し、がん性疼痛の閾値の時間経過を検討した前処置群では、疼痛閾値が改善された。一方、がん性疼痛の閾値が最も低下したがん細胞接種7日目のマウスに対し、アクロメリン酸A誘導体を脊髄腔内投与した後処置群では効果がなかった。アクロメリン酸A惹起のアロディニアの発現機構が早期と晩期で異なることを参考にして、アクロメリン酸A誘導体の前処置と後処置での鎮痛効果の相違と作用機序を解明中である。大阪医科大学附属病院新中央手術棟の総責任者として、竣工式、内覧会、引越などで、時間を費やし実験がやや遅れている。毒茸のドクササコ(Clitocybe acromelalga)の成分であるアクロメリン酸Aを、マウス脊髄腔内に投与し触覚刺激を加えると非常に強いアロディニアが出現すること、さらに、1日に1回、1週間触覚刺激を加えることで遷延性アロディニアモデルを作製できることを確立した。アクロメリン酸A脊髄腔内投与による早期(アクロメリン酸A投与後1時間)と晩期(アクロメリン酸A投与後1週間)のアロディニアの発現機序について検討し、アクロメリン酸A惹起のアロディニアの発現機構と維持機構が異なり、早期から晩期の移行期に細胞内シグナル伝達経路が変更されている可能性が示唆した。今まで、アクロメリン酸Aによる早期および晩期のアロディニアを指標として、数百のアクロメリン酸A誘導体の中からGIF-2034を、神経障害性痛治療薬の候補薬として選定した。GIF-2034は、単独では高用量でも低用量でも痙攣やアロディニアを惹起せず、アクロメリン酸Aと同時投与では低用量でアロディニアを抑制する(投稿準備中)。そこで、アクロメリン酸Aによる早期および晩期のアロディニアモデルだけではなく、マウスがん性痛モデル(骨転移モデル)に対するGIF-2034の効果を検討した。Balb/Cマウスの右脛骨骨髄内に4T-1マウス悪性乳腺細胞を接種し、マウスがん性痛モデル(骨転移モデル)を作製し、アクロメリン酸A誘導体GIF-2034をマウス脊髄腔内に投与した。行動評価はBioseb社の体重負荷試験装置を使用し、処置側・非処置側の下肢にかかる重量と接地面積を測定し評価した。GIF-2034は、マウスがん性痛モデルの痛みの閾値を軽減し、現在、その機序を解析中である。

毒茸のドクササコの成分であるアクロメリン酸Aの脊髄腔内投与による早期(投与後1時間)と晩期(投与後1週間)のアロディニアの発現機序について検討し以下の知見を得た。グルタミン酸受容体-一酸化窒素経路に関与する全ての薬剤が早期のアロディニアは抑制したが、晩期のアロディニアは抑制しなかった。一方、アストロサイトを抑制するLAAの投与では晩期のアロディニアは抑制された。以上のことより、アクロメリン酸A惹起のアロディニアの発現機構と維持機構が異なり、早期から晩期の移行期に細胞内シグナル伝達経路が変更されている可能性が示唆された。アクロメリン酸A惹起のアロディニアの発現機構が早期と晩期で異なることを参考にして、アクロメリン酸A誘導体の前処置と後処置での鎮痛効果の相違と作用機序をグリア細胞にターゲットとして検討中である。疼痛治療学測定値のばらつきを無くすため、客観的に痛みの閾値の測定が可能であるDynamical weight bearingtest (Bioseb社)が必要であったが、急激な円高により当初の予定より大幅に値上がりし、購入できなかったため。大阪医科大学附属病院新中央手術棟の総責任者として、竣工、内覧会、引越などの雑務のため、実験が滞っていた。延長承認申請を行い、4月から実験を再開し、順調にデータが出ている。新規抗体購入に使用する。現在、アクロメリン酸誘導体を用いて、1週間後のアロディニアを抑制する化合物を選定している。また、マウスがん性痛モデルを用いて、神経障害性痛との比較やアクロメリン酸誘導体の効果を検討中である。薬剤を購入するのには足らないため、繰り越し金とした。次年度の薬剤購入費用に加える。
miR451を標的としたくも膜下出血後遅発性脳虚血に対する新規治療法の開発

くも膜下出血(SAH)後遅発性虚血性脳障害(DBI)はSAHの予後規定因子である。本研究では先行研究においてSAHで高発現を認めたマイクロRNAであるmiR-451aのDBIへの関与を明らかにする目的で発現及び機能解析を行う。患者血清中での発現解析を、モデルマウスにおいて発現・機能解析、及び治療実験を行い、SAH後DBIに対するmiR-451aの関与を明らかにし、新規治療法確立の可能性を模索する。