hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スモ修飾システムによる修復関連核内ドメイン形成制御機構の解明

本研究では、タンパク質翻訳後修飾のひとつであるスモ修飾システムに注目して、DNA二本鎖切断の相同組換え修復機構にける修復関連核内ドメイン形成における役割の検討を進めた。まず、紫外線マイクロ照射法を用いてゲノム損傷部位へのスモの集積を検討したところ、損傷誘導5分後からスモタンパク質のひとつであるスモ1とスモ化酵素UBC9が集積することが確認され、スモ修飾システムがゲノム修復機構に関与が示唆された。スモタンパク質と相互作用する修復関連蛋白質としてはRAD51が知られている。そこで、RAD51の損傷部位への集積にスモ修飾システムが関与しているかどうかの検討を行った。siRNA法を用いてスモ1の発現抑制を行ったところ、紫外線マイクロ照射法によるRAD51の損傷部位への集積が抑制され、スモ修飾システムのRAD51フォーカス形成への関与が示唆された。さらに、スモ修飾システムのRAD51動態制御への関与は、SUMO化酵素UBC9やPIAS4の発現抑制細胞を用いた紫外線マイクロ照射法によるゲノム損傷部位へのRAD51集積抑制により確認された。RAD51の損傷部位への集積、すなわちゲノム修復関連核内ドメインの形成には、ゲノム損傷応答により活性化されたスモ修飾システムが関与していることが明らかになった。現在、これらのデータをまとめて、論文投稿中である。本研究では、タンパク質翻訳後修飾のひとつであるスモ修飾システムに注目して、DNA二本鎖切断の相同組換え修復機構にける修復関連核内ドメイン形成における役割の検討を進めている。さらに、スモ修飾システムのRAD51動態制御への関与は、UBC9の発現抑制細胞を用いた紫外線マイクロ照射法によるゲノム損傷部位へのRAD51集積抑制により確認された。RAD51タンパク質自体のスモ修飾は確認されなかったが、RAD51のC末には酵母からヒトまで保存されたスモと相互作用するモチーフが存在することを見いだした。そこで、RAD51のスモ相互作用モチーフに変異を導入したRAD51を作成したところ、紫外線マイクロ照射部位への集積が抑制された。RAD51の損傷部位への集積、すなわちゲノム修復関連核内ドメインの形成には、RAD51のスモ相互作用モチーフを介したスモタンパク質との相互作用が重要であることが示された。現在、これらのデータをまとめて、論文投稿準備中である。
看護学生の喫煙行動危険度予測尺度の開発と喫煙防止教育プログラムの構築

看護学生の将来の喫煙の予測と禁煙支援を実施できる能力や資質を測定できることを目的にした禁煙支援力尺度を作成し,その信頼性・妥当性を確認した。また,看護学生への喫煙防止教育の必要構成因子として,喫煙に関する身体影響に関する知識の提供,友人の喫煙の影響への対処方法,喫煙による日常生活上での影響への気付き,そして将来保健医療職に就く者としての主観的規範の強化を含めた喫煙防止教育方法を立案した。看護学生の喫煙行動を起こす危険度を測定する尺度の暫定版を作成するために,看護学生の喫煙行動に影響を及ぼす因子を明らかにし,尺度の質問項目作成の資料とすることを目的にデータの分析を行った。看護大学生1・2年次生782名のアンケートを基に,従属変数を喫煙経験の有無,独立変数を年齢,性別,生活形態,家族・同居者・友人の喫煙,自覚的身体健康度,ストレス度,生活満足度,喫煙への態度,喫煙の身体影響に関する知識度,今までの喫煙防止教育を受けた回数としたロジスティック回帰分析を行った。対象者の属性は,男性52名(6.6%),女性730名(93.4%),平均年齢は19.0±1.2歳であった。調査時点での喫煙率は全体で2.9%,男性9.6%,女性2.5%,喫煙経験者は全体で41名(5.2%),男性10名(19.2%),女性31名(4.2%)だった。喫煙行動の予測に有効な因子は,性別(男性)(オッズ比3.169, p<0.05),友人中の喫煙者数(オッズ比1.825, p<0.05),看護師が喫煙することへの態度(オッズ比1.019, p<0.01),喫煙に対する肯定的態度(オッズ比1.072, p<0.001),喫煙に対する否定的態度(オッズ比0.971, p<0.001),喫煙防止教育を受けた回数(オッズ比1.561, p<0.01)であった。また有意差は認められなかったものの,自覚的身体健康度(オッズ比0.707, p=0.087),私生活上のストレス(オッズ比0.625, p=0.067),年齢(オッズ比1.252, p=0.108)も影響を及ぼす可能性が考えられた。以上の結果をもとに暫定版尺度を作成し,喫煙行動に影響を及ぼすことが明らかになっている自己効力感尺度,ライフスキル尺度などとの関連性を明らかにして尺度の信頼性・妥当性を検証する。この尺度により,喫煙行動を起こしそうな看護学生を未然に発見し適切な介入を行うことができ,また喫煙防止教育の評価指標としても利用することが可能と考える。本年度は、昨年度までの研究結果をもとに、看護学生が禁煙支援を実施できる能力や資質(禁煙支援力)を測定する尺度の予備尺度を作成した。当初は、看護学生の喫煙行動を起こす危険度を予測する尺度の作成を検討していたが、看護学生には禁煙支援者としての役割が求められていることをふまえ、看護学生の喫煙行動を予測するだけでなく、その禁煙支援力を把握できることで、臨床的に有効活用できる尺度になると考えた。この尺度は、Ajzenの計画的行動理論に基づいた非喫煙維持への行動意思、喫煙に対する知識と態度、禁煙支援における看護師の役割の認識、保健指導力等、禁煙支援を実施するために必要と思われる要因を項目に含めたものとした。この尺度により、看護学生の禁煙支援の能力や資質を予測することができ、また、喫煙防止教育および禁煙支援者育成教育の客観的評価の指標として使用することが可能となる。また、間接的に、禁煙支援力が低い学生は、自身が喫煙する可能性が高いことが予想されることから、事前介入により学生自身の喫煙を防止することも可能となることが考えられる。最終年度は、看護系大学生、看護系専門学校生、看護系短期大学生、看護系以外の大学生を対象にして、予備尺度の信頼性・妥当性の検証を行い、尺度を完成させるとともに、これまで継続して実施してきた看護学生の喫煙防止教育について見直し検討を実施し、喫煙防止教育プログラムの策定を行い、研究を総括する予定である。本年度は,看護大学生243名を対象に調査を実施し,禁煙支援力尺度の信頼性・妥当性の検討を行い尺度を完成させた。24項目からなる禁煙支援力尺度予備尺度の項目分析後,主因子法・プロマックス回転による因子分析を行い,十分な因子負荷量を示さなかった項目を削除した。その結果,18項目・5因子が採択された。因子名は,第1因子・5項目『リーダーシップ能力』,第2因子・3項目『喫煙の有害性の説明能力』,第3因子・4項目『コミュニケーション能力』,第4因子・3項目『計画的行動能力』,第5因子・3項目『喫煙への態度』と命名した。

内的整合性を検討するために各下位尺度のCronbachのα係数を算出したところ,『リーダーシップ能力』α=0.81,『喫煙の有害性の説明能力』α=0.88,『コミュニケーション能力』α=0.77,『計画的行動能力』α=0.74,『喫煙への態度』α=0.74と十分な値が得られた。下位尺度間相関を算出したところ,『喫煙への態度』以外の4つの因子は弱から中程度の有意な正の相関を示した。基準関連妥当性の検討として,禁煙支援力尺度とKiSS-18,看護実践に対する自己効力感尺度とのPersonの相関を算出した。KiSS-18との相関係数は0.58(p<0.001),看護実践に対する自己効力感尺度との相関係数は0.71(p<0.001)と,いずれも中程度から強い正の相関がみられた。また,下位尺度『喫煙への態度』とKTSNDとの相関係数は,-0.62(p<0.001)と中程度の負の相関がみられた。対象者の一部に再テスト法による信頼性の検討を行った。2回の調査における尺度合計点および下位尺度得点間のPersonの相関を算出した。尺度合計点では0.89(p<0.001),『リーダーシップ能力』では0.82(p<0.001),『喫煙の有害性の説明能力』では0.74(p<0.001),『コミュニケーション能力』では0.83(p<0.001),『計画的行動能力』では0.70(p<0.001),『喫煙への態度』では0.84(p<0.001)といずれも強い正の相関がみられた。これらの結果から,信頼性と妥当性の検証された禁煙支援力尺度が完成した。
変動相場制における基軸通貨ドルに対するマルク・円の侵食について

1992年4月のBISと中央銀行による外国為替市場の調査と、井上のヒヤリング調査にもとづいてD.マルクが1980年代後半為替媒介通貨(vehicle currency)機能でドルと交替していることが明らかにされた。EMSの外国為替制度であるERMをベースに直物取引ではオランダギルダー、スウェーデンクローナなどに対してD.マルクはドルより著しく大きなシェアを示している。金融取引の性格をもった先物、フューチャーではまだD.マルクよりドルに対する取引高が大きい。そしてEMS内で為替媒介通貨であるD.マルクに対してはEMS外のドル、円との為替取引が大きくなってきている。深町、島崎、片岡、大矢、井上、前田が研究業績を発表している。1970年代の変動相場制のもとでは、D.マルクをはじめとしてEC各国の通貨は、自国通貨を契約通貨(invoicing currency)に用いることによって、ドルから他の通貨に移り、多様化していった。契約通貨の多様化をドルの第1「衰退」とよぶとすれば、80年代後半の為替媒介通貨におけるドルからD.マルクへの交替は第2の「侵食」ということができる。そこで、ドルの為替媒介通貨機能の後退と関連してこの機能が銀行間為替市場における決済通貨、また外国為替市場における介入通貨(intervention currency)とどう関連するか検討された。深町、島崎、井上の業績で論じられている。さらにこの研究では1920年代と今日の基軸通貨の詳細な検討を平岡が行い、管理通貨と国内信用システムの変貌を坂本、川波、数阪、片桐が分析した。ECの通貨統合で島崎、またアジアにおける円の位置づけと国際金融にかんして井上、蔡がすでに詳細な分析を行っている。三極通貨体制の具体的検討、D.マルクに著しく遅れている円の国際通貨化の分析が続けて行われる予定である。1985年のプラザ合意、87年のルーブル合意のもとで為替媒介通貨機能における基軸通貨ドルの侵食を検討することが本年度の目標であった。このG5,G7の新しい国際金融協力のもとでの「ドル本位制」の維持がターゲットとされているにかかわらず、ドルの鉄円相場は大幅に下落傾向にあった。このドル相場の減価は、それまでのインターバンク外国為替市場での取引(決済)通貨、為替媒介通貨のドルへの集中をECつまり欧州通貨制度(EM半)のなかではDマルクによって交替させる状況へと進んできている。深町は、まず1980年代の国際金融協調下の外国為替市場へのアメリカを含んだ協調市場介入を1960年代におけるアメリカ通貨当局の先物マルク売りの外国為替市場への介入と対比する、そのあと、「ドルを含まないクロス通貨取引」を検出することに努めている。1986年、89年の中央銀行の外国為替市場、とくに3大市場の調査結果の分析が重要である。さらに1992年4月の新しい調査をさらに検討している。井上は、ヨーロッパのロンドン、その他の外国為替市場のききとり調査によって、ドルのマルクによる侵食だけではなく、さらに為替媒介通貨としてマルクが機能している例証を発表しつつある。このほか島崎は、1992年秋の金融学会の共通論題で、Dマルク、ECUのEMS内での制度的変更を詳細に発表し、報告原稿にまとめている。片岡は、実証分析をふまえて、為替媒介通貨の国際通貨体係への位置づけを発表している(すでに『ドル本位制の研究』に発表)。このわかアジアNIES、ASEAN、とくにシンガポール外国為替市場での円の位置づけを深町が分析に着手している。井上はシンガポール大学においてこの系統の分析をすでに手がけ、発表を準備中である。学会報告、この科学研究書の研究会で系統の分析、検討が本年度にはさらに進められる予定である。
生きた細胞中でのリン酸化ミオシンII分子の局在の可視化解析

細胞の分裂時・運動時に、リン酸化され活性化されたミオシンIIがどのような役割を果たしているか明らかにする事を目的として、細胞に擬似リン酸化ミオシンII調節軽鎖を導入して、生きた細胞中でこれらのタンパク質の挙動を観察した。(1)創傷治癒の系を利用してヒーラ細胞を用いた実験では、移動時の細胞の先端部分にリン酸化されたミオシンII調節軽鎖が局在することが明らかになった。また、一重リン酸化および二重リン酸化それぞれのミオシンII調節軽鎖がともに移動時の細胞先端に局在することが明らかになった。(2)これらのリン酸化ミオシンII調節軽鎖局在部位には、ミオシン重鎖も併せて局在し、リン酸化(=活性化)ミオシンとしてこれらの領域に局在していることが示された。(3)一方、リン酸化できない非リン酸化ミオシンII調節軽鎖を導入した細胞では、これらの変位ミオシンは細胞先端に局在するが、これらの領域には、内在性のリン酸化されたミオシンIIが局在していないこと、導入細胞の移動スピードも遅くなる事などが明らかになった。以上の事実から、細胞の異動に活性化されたミオシンが重要な役割をはたしていることが明らかにされた。(4)一方、分裂時のヒーラ細胞に、銅のように擬似二重リン酸化ミオシンを導入すると、導入していない細胞にくらべ、早いスピードで、分裂時に形成される収縮環の収縮が進行することが明らかになった。非リン酸化ミオシンを導入した細胞では、導入していない細胞に比べ、収縮間の収縮スピードが低下することが明らかになった。これらの事実から、細胞分裂の速度の調節に、活性化されたミオシンが重要な役割を果たしている事が明らかになった。高等動物の培養細胞では、細胞分裂期に「収縮環」と呼ばれる構造が形成され、収縮環が収縮することにより細胞が二つに分裂することが明らかにされている。収縮環の局在する分裂溝には、リン酸化状態のミオシンII調節軽鎖(MRLC)を集積・局在させる機構が存在し、それにより活性化されたミオシンIIが収縮環を収縮させると考えられている。本研究では、GFPを付加した疑似リン酸化型(DD-MRLC)および非リン酸化型(AA-MRLC)の変異MRLCをHeLa細胞に導入し、導入細胞を顕微鏡で経時観察する事により、分裂期におけるMRLCの動態とリン酸化の役割について解析を行った。その結果、DD-MRLCは分裂中期以前から細胞表層に存在するが、AA-MRLCは分裂中期までは細胞質に存在し、染色体分離が起こる分裂後期以降にいずれの変異型も収縮環領域に強く集積してくる様子が観察された。そこで収縮環への局在化についてより詳細な解析を行った結果、各変異型間で収縮環に集積するタイミングに差は見られないが、局在の程度はAA-MRLCよりDD-MRLCの方が強い事が示された。また、AA-MRLCおよびDD-MRLC発現細胞では、それぞれ細胞質裂の遅延と促進が引き起されていることを明らかにした。ミオシンII分子はATPase活性およびフィラメント化という二つの特性を持っており、そのいずれもがMRLCのリン酸化による制御を受ける事が知られている。リン酸化によって制御を受ける分裂期ミオシンIIの挙動がいずれの影響によるものかを調べるために、ミオシンIIのATPaseに対する特異的阻害剤であるブレビスタチンで処理した細胞での各変異型MRLCの局在を観察した。その結果、ミオシンIIのATPaseを阻害した場合でも、いずれの変異型MRLCも収縮環への集積が観察されたが、その局在の程度はDD-MRLCの方が強い事が確かめられた。これらの結果から、ミオシンIIの収縮環への集積にはMRLCのリン酸化により誘導されるミオシンIIの繊維化が重要である事が示された。

また今回、ブレビスタチン処理後の分裂期細胞では収縮環への強い集積の一方で分裂極側の表層のミオシンIIの局在が著しく減少している様子が観察された。これらの事実から、細胞分裂期において細胞表層の各領域を含む細胞全体のミオシンIIの局在が動的に制御されている事が示唆された。細胞の分裂時・運動時に、リン酸化され活性化されたミオシンIIがどの様な役割を果たしているか明らかにすることを目的として、細胞に疑似リン酸化ミオシン調節軽鎖を導入して、生きた細胞中でこれらの蛋白質の挙動を観察した。創傷治癒の系を利用してヒーラ細胞を用いた実験では、移動時の細胞の先端にリン酸化され活性化されたミオシン調節軽鎖が局在することが明らかになった。また、一重リン酸化および二重リン酸化それぞれのミオシン調節軽鎖がともに移動時の細胞先端に局在することが明らかになった。これらのリン酸化ミオシン調節軽鎖局在部位には、ミオシン重鎖も併せて局在し、リン酸化ミオシンとしてこれらの領域に局在していることが示された。一方、リン酸化できない非リン酸化ミオシン調節軽鎖を導入した細胞では、これらの変異ミオシンは細胞先端に局在するが、これらの領域にはリン酸化されたミオシンが局在していないこと、移動のスピードも遅くなることが明らかになった。これらの事実から、細胞の移動にリン酸化され活性化されたミオシンが重要な役割を果たしていることが明らかにされた。一方、分裂時のヒーラ細胞に、同様に擬似二重リン酸化ミオシンを導入すると、コントロールの細胞に比べ、速いスピードで分裂時に形成される収縮環の収縮が進行することが明らかになった。一方、リン酸化できない非リン酸化ミオシン調節軽鎖を導入した細胞では、コントロールに比べ収縮環の収縮スピードが低下することが明らかになった。これらの事実から、細胞分裂のスピードの調節にリン酸化され活性化されたミオシンが重要な役割を果たしていることが明らかになった。
音読を用いた言語情報内在化プロセスの解明と読解力習得への活用方法

流暢な読み手に対する質的研究の結果から、音読は、英語習得過程において、言語知識をインプットするときではなく、インプットした知識をインテイクして運用力として習得するための手段として用いられていることがわかった。インプットをインテイクして内在化するためにはインプットの処理過程を繰り返し実践する必要があるが、音読はこの手段として有効であることが示唆された。さらに、初級学習者に対して、音読は読解力習得過程においてどのように貢献するのかを調べたところ、音読が統語構造の習得を促進することが示唆された。学習者が語彙・チャンク・統語構造などの知識を内在化するプロセス、及び読解力が変化するプロセスを解明するに先立ち、英語熟達度が異なる学習者は、語彙・チャンク・統語構造についてどの程度の知識と運用力を持ち、それをどのように活用して英文を読んでいるのかを調べた。同時にそれぞれのレベルの学習者はどの程度流暢に英文を音読できるのかを調べ、読解力と音読の流暢さとの関係の解明を試みた。調査は各熟達度段階にある少数の学習者に対して行われ、読解テストを実施した後、インタビューによって英文をどのように読み進めたのかについて質問し、対象者による英文の音読を録音した。その結果、上級学習者は、複雑な構造の文でも内容を把握するに足る十分な語彙力と統語構造の知識を持っているが、中級は、これらの知識不足から複雑な文を正確に処理することができず、初級は、限られた語彙力と統語構造の知識しか持たないため、単純な構造の文処理のみ可能であるということがわかった。音読については、熟達度が高くなるにつれて音読の流暢さが増していき、言語知識と音読の間に正の相関が見られた。また、インタビューから、上級学習者は、英文の内容を自動的に理解できるようになるために音読を実践していたという回答が得られた。これは音読が英文処理の効率化を促進する手段として有効であることを意味している。この結果を受けて、音読を取り入れた授業を行い、読解力の変化を調べた。同一の対象者に対して、音読を行う、行わない、それぞれの授業を半期間実施し、読解速度及び理解度の変化を観察したところ、音読を実施した場合は読解力が伸張したが、実施しなかった場合にはあまり伸びが見られなかった。読解速度と理解度は、必ずしも線形に増していくわけではなかったが、音読をしながら同じ構造の文処理を繰り返す経験を積むうちに、読解処理過程が内在化されていったと考えられる。26年度に、流暢な読み手は、語彙・チャンク・統語構造についてどの程度の知識と運用力を持ち、それをどのように使って英文を読んでいるのかに関する調査を実施し、複雑な構造の文でも内容を把握するに足る十分な語彙力と統語構造の知識を持ち、かつこれを内在化して読解に活用していることがわかった。また、上級学習者は、英文の内容を自動的に理解できるようになるために音読を実践していたという回答が、インタビューから得られた。27年度は、さらに多くの上級学習者に対し、どのように音読学習を行ってきたかについて質問紙による調査を実施した。第二言語習得過程において、上級学習者は、言語知識をインプットするときではなく、インプットした知識を運用力に変えるための手段として音読を用いていた。インプットをインテイクとして内在化するためには、インプットの処理過程を繰り返し経験する必要があるが、音読はこの手段として効果的に働くことが示唆された。そこで音読の効用を読解力習得に活用するため、音読を取り入れた授業を行い、読解力の変化を調べた。音読を行う群と行わない群を設定して半期間授業を実施し、理解度の変化を観察したところ、音読を実施した場合は読解力が伸張したが、実施しなかった場合にはあまり伸びが見られなかった。読解処理過程では、黙読時でも認識した語の音声化が行われている。これが正しいプロソディで行われると、イントネーションやポーズといったプロソディは内容理解と密接な関係を持っていることから、意味把握を促進する。そこで、音読実践における音声指導の効果を調べるため、音読時にプロソディを指導する群と指導しない群を設定して半期間授業を実施し、影響を比較した。その結果、プロソディ指導は読解力伸張を促し、音読が読解処理過程を効率化することが明らかとなった。本研究の目的として設定した3つの目的における達成度を検証すると、1)「音読による知識の内在化、及び読解力の変化に関わるプロセスの解明」に関しては、以下のことが明らかになった。音読は、語彙・チャンク・統語構造を内在化して読解力向上を促進するために有効に働くことが示された。知識を内在化して高い読解力を保持している学習者に対する調査により、インプットした知識を運用するときに音読を活用していることが明らかとなった。2)「発音指導が音読パフォーマンスと読解力に及ぼす影響とその効果的な実践方法」に関する実証実験を実施し、音読実践時に、リズム・イントネーションなどのプロソディ指導を行う実験群と、これらの指導を行わない統制群の読解力を比較したところ、実験群に伸張が見られた。また、実験群は英文の意味のまとまりであるチャンクを認識する力が有意に伸びており、これはチャンクの認識と密接な関係を持つイントネーションの習得が大きな影響を与えたと考えられる。音読による音声指導の効果が実証されたと言えよう。

3)「英語習得に果たす音読の役割と指導・学習における活用方法」に関しては、上級学習に対し、どのように音読学習を行ってきたかについて調査を実施した。上級学習者は、言語知識をインプットするときではなく、インプットした知識を運用力に変えるための手段として音読を用いていた。インプットをインテイクとして内在化するためには、インプットの処理過程を繰り返し経験する必要があるが、音読はこの手段として効果的に働くことが示唆された。26年度には、流暢な読み手は、英語の語彙・チャンク・統語構造についてどの程度の知識と運用力を持ち、英文読解においてそれをどのように活用しているのかに関する調査を実施し、階層構造を含む複雑な構造の文でも内容を把握するに足る十分な語彙力と統語構造の知識を持ち、かつこれを内在化して読解に活用していることがわかった。上級学習者は、英文内容を速く正確に理解できるようになる読解力を習得するために、音読を実践していたという回答がインタビューから得られた。27年度は、さらに多くの上級学習者に対し、音読学習の実践方法について質問紙による調査を実施した。英語習得過程において、上級学習者は、言語知識をインプットするときではなく、インプットした知識をインテイクして運用力として習得するための手段として音読を用いていた。インプットをインテイクして内在化するためにはインプットの処理過程を繰り返し実践する必要があるが、音読はこの手段として有効であることが示唆された。次に、この少人数に対して行われた質的研究により明らかになった読解力習得における音読の効用を教室で活用するため、音読を取り入れた授業を行い、読解力の変化を調べた。音読を行う群と行わない群を設定して半期間授業を実施し、理解度の変化を観察したところ、音読を実施した群は実施しなかった群よりも読解力の伸長がめざましかった。28年度は、上述したように明らかとなった音読の効果が読解力習得過程においてどのように貢献するのかをより詳細に調べるため、少人数の音読実践学習者の読解学習過程の変化を、黙読学習者との比較において研究した。同時に、音読時と黙読時の血流増加量の割合を測定し、脳にかかる負荷を調べることにより音読による言語情報内在化の可能性を探った。流暢な読み手に対する質的研究の結果から、音読は、英語習得過程において、言語知識をインプットするときではなく、インプットした知識をインテイクして運用力として習得するための手段として用いられていることがわかった。さらに、初級学習者に対して、音読は読解力習得過程においてどのように貢献するのかを調べたところ、音読が統語構造の習得を促進することが示唆された。本研究の目的として設定した3つの目的における達成度を検証すると、1)「音読による知識の内在化、及び読解力の変化に関わるプロセスの解明」に関しては、以下のことが明らかになった。音読は、語彙・チャンク・統語構造を内在化して読解力向上を促進するために有効に働くことが明らかとなった。知識の内在化には、対象となる言語材料の処理を繰り返し行う必要があるが、この処理過程の経験を積み重ねる手段として、音読は効率的であると考えられる。しかしその成果が即座に読解力の伸長に反映されるわけではない。語彙・チャンク・統語構造に関するある程度の知識量の内在化を経た後、読解力は明示的な向上を示した。
学際的な協同問題解決場面における「ものの見方・考え方」の役割

各学問分野の研究者の間では、それぞれの分野に特有の「ものの見方・考え方」が共有されており、そのような「ものの見方・考え方」を理解することが、「学際的な共同研究」のプロセスを解明するための第一ステップであると思われる。すなわち、「学際的な共同研究」とは、「ものの見方・考え方」の異なる研究者が携わるダイナミックな認知活動とみなすことができるのである。そこで本研究では、心理学者の「ものの見方・考え方」の特徴の一つとして、「仮説検証型の研究スタイル」を取り上げ、そのような「ものの見方・考え方」が、心理学のコミュニティの中でどのように形成され、研究活動においてどのような役割を果たしているのかという問いに答えることを目的とした。本研究では、学会誌「心理学研究」の歴史的分析や「心理学研究」や「教育心理学研究」等の学会論文の執筆者を対象にした質問紙調査、科学的問題解決に関する認知心理学的実験の結果等に基づき、「研究の実施」「論文の審査」、「研究者の教育」という研究活動の3つの側面において、そのような「ものの見方・考え方」の役割を検討した。その結果、心理学者の「ものの見方・考え方」としての「仮説検証型の研究スタイル」が、心理学史上のある時期に、論理実証主義の科学哲学等の影響を受けて形成され、それが心理学のコミュニティーの中で受け入れられ、現在の研究活動においても重要な認知的制約としての役割を果たしている様子が明らかになった。学際的な協同問題解決過程は、メンバー間の知識の内容の違いだけではなく、知識を運用する際の「ものの見方・考え方」の違いなどを伴う複雑な過程であると思われる。そして、学際的な協同問題解決におけるこのような「ものの見方・考え方」の違いは、「既存の思考の枠組みを考え直し、新しい考えの枠組みを構築するためのチャンスを与える」と同時に、「協同作業の効率を低め、メンバー間の相互理解を困難にする」という場合もある。したがって、学問的背景の異なる人々による学際的な協同問題解決について研究する際には、知識や「ものの見方・考え方」の異なる人たちがどのような葛藤を経験し、それらをどのように解決しながら、新しい考え方を形成していくのかという協同構築の過程を検討する必要がある。このような問題意識に基づいて、本研究では、「ものの見方・考え方」の異なる人々が協同で問題解決を行う際の協同構築のプロセスを検討することを目的とした。今年は、2年計画の研究プロジェクトの1年目であり、現在までのところ、大学院生を被害者として協同で問題解決を行わせ、その過程をビデオの記録した。現在は、ビデオ記録の分析を行っている最中であるので、結果については来年度の実績報告書で詳細に報告する予定である。
神経細胞におけるゲノムDNA恒常性維持機構の解明

加齢・神経変性にともなって神経細胞の機能低下が起きるが、その分子生物学的な実体はこれまであきらかでなかった。神経細胞では活動依存性にゲノムDNAの二重鎖切断が起きており、非分裂細胞であることを鑑みれば、そのゲノムDNAの恒常性維持は細胞機能にとって重要である。本研究では、神経細胞における活動依存性DNA傷害の機序、およびその生理的な修復機構について明らかにする。
遺伝および環境要因の共分散構造モデルに基づく発達障害発症および重症化機序の解明

平成30年度の実施計画書に記したように、子どもの問題行動評価について、母親と保育士の行動評価のデータを精査し、この不一致の原因を究明する必要性が生じた。このため和歌山県内の発達障害児専門病院において、新患で受診した3歳5歳の園児を対象に、宮城県で実施しているのと同じ行動評価票を母親と保育士双方に記載してもらい、その結果を発達障害に高頻度に合併する発達性協調運動障害(DCD)の画像分析と照合することで、母親と保育士どちらの評価がより信頼性が高いかを判断し、不一致の場合には主に子ども運動障害の観点からその原因を究明するための研究を開始した。これには「ディテクト人体動作の画像解析システム」が必要であるが、幼児に運動の安全性に関する研究倫理審査委員会の承認と、この機器の納入とが若干遅れたために、実際の調査の開始は11月からとなった。9月に機器が納入されたが、機器の操作に高度な手技を要したため、その習熟に時間がかかったこと調査開始が遅延した一因である。しかし平成31年3月までに、6名の幼児の極めて詳細な運動画像記録を得ることができた。一方、宮城県内のコホート調査を継続し、25名の幼児の問題行動の保育士評価のデータを得て、同地区での調査は終了した。しかしながら、本研究課題の本来の目的である共分散構造分析の実施のためには、膨大かつ複雑なデータセットの構築が不可欠であり、東北大学の研究協力者と何度か必要な打ち合わせを行った。実績の概要に記したように、調査の開始が11月と遅れた上に、宮城県のフィールド調査でも25名しか子どものデータが集まらなかったので、全体としては遅れている。しかしながら、平成31年度も画像解析は継続するので、最終的には目的を達成するに十分な例数が確保できると予測している。子どもの画像解析と母親および保育士の問題行動の評価は、平成31年度も継続して平成32年(令和2年)3月末まで実施する。また平成31年度は、研究協力者の協力を得て、共分散構造分析のためのデータセットを構築し、最終的な統計解析を行う。平成29年度は交付申請書にも記したように、5歳時点でのコホートの維持が困難な状況となったため、環境研究総合推進費(5-1451)で実施した3歳6ヶ月のコホートを継続した。しかし要配慮個人情報の管理の問題から、母親に対する精神科構造化面接も難しくなったため、代替手段として、成人自閉症評価尺度AQを用いた。平成30年3月末までの母親347名、幼児339名のデータを用いて解析を行った結果、母親自身の精神疾患および自閉症傾向とADHD傾向の間には有意な相関が認められた。また、母親の精神疾患および自閉傾向と、子どものADHD傾向の間には、有意ではないが正の関連性が認められた。さらに母親のADHD傾向と子どものADHD傾向の間にも統計学的に有意に近い正の関連性が認められた。一方、これと並行して進めていた当該地域の保育士のストレス調査であるが、予備のWEB調査で十分な回答率が得られなかったので、研究分担者の協力の下、紙媒体を使ってやり直すことになり、一部の平成29年度科研費を繰り越した。結果、回答率は約50%であったが、WEBで実施した際の20%未満よりも大幅に向上し、宮城県内において、1349人の保育士から回答を得ることができた。

結果、保育士の疲弊感や離職意識などのストレス要因は、都市部の保育園で非都市部よりも高いことが判明したため、本研究の最終目的である共分散構造分析を行う際に、保育園の所在地域を加味した変数を追加することが妥当と認められた。5歳でのコホートが維持できず、父親に関する精神疾患の情報が得られなかったことは、予期外であったが、母親については自閉症尺度も利用できたし、保育士のストレス調査に関しては、予想以上にほぼ完璧な結果が得られたので、全体としては概ね順調と判断した。子どもの画像解析と母親および保育士の問題行動の評価は、平成31年度も継続して平成32年(令和2年)3月末まで実施する。また平成31年度は、研究協力者の協力を得て、共分散構造分析のためのデータセットを構築し、最終的な統計解析を行う。平成30年度に追加で収集した子どもの発達障害に関するデータと、東北大の研究協力者から提供される環境化学物質のデータを結合し、最終的な目的である共分散構造分析のためのデータセットの構築と最終解析を行う。また、母親と保育士の子どもの問題行動評価の乖離について、画像解析を用いた詳細な検証を行う。
第14族有機金属低配位化合物の合成、構造と反応性

ケイ素2価化学種であるシリレンは通常基底状態1種項である。最近の理論的計算によればトリアルキルシリル基のような有機金属グループの3重項を安定化することが知られているが、これまで、シリル置換シリレンのマトリクス単離及び紫外吸収スペクトルの観察の報告はなかった。本研究で初めてトリス(トリメチルシリル)フェニルシラン(1)など、種々のシリルおよびゲルミル置換シリレンの77K,3-メチルペンタンマトリクス中の紫外吸収スペクトルの観察に成功した。いずれも、600nm以上の長波長にn(Si)→3p(Si)遷移を示すことが分かった。これまで報告されているアルキルおよびアリールシリレンと比較して遷移エネルギーは著しく小さい。電気的に陽性であるシリル基およびゲルミル基がシリレンのHOMO(n(Si))軌道を大きく上昇させる結果であると考えられる。また、トリメチルシリル基はゲルミレンのn(Ge)-4p(Ge)遷移をも極めて長波長シフトさせることが分かった。テトラキス(トリイソプロピルシリル)ジシレン(2)など3種のテトラシリルジシレンを合成単離し、これらの結晶中の構造を芳香族置換基を持たないジシレンとして初めてX線構造解析した。これらのジシレンのSi-Si2重結合の平均距離は2.24Aであり、これまでに知られているアリール置換ジシレンに於ける距離よりも約0.1A長い。また、2重結合周りの構造は平面から若干変形しているものの、その程度は小さく結晶の色はいずれも黄色であった。しかし、溶液中の色は置換基によって異なる。2は室温で暗紫色であり、しかも顕著な温度依存性を示した。溶液中でSiSi2重結合回りでねじられるような大きな構造変化のあることが示唆された。さらに、これらのジシレンはカリウム金属遷元によって安定なアニオンラジカルを、リチウム金属による遷元によって対応するジアニオンを生成することが明らかになった。
化学反応オートマトンの解析と応用に関する研究

化学反応オートマトン(Reaction Automaton : RA)は、大久保・横森・小林によって2012年に提案された、多重集合書き換えによる生体化学反応の計算モデルである。ここで各反応は反応物、抑制物、生成物をあらわす多重集合の三つ組みによって定義される。また、RAは入力記号列を外部から与えることにより、文字列の受理器として定義されている。これにより、従来の計算モデルと比較をおこなうことで、反応系のもつ情報処理能力を計算理論的に解析することができる。本年度は、従来の極大並列的(maximally parallel)によるRA (RAmp)に加え、「1ステップで1つの反応のみを適用する」ような逐次的適用を用いたRA (RAsq)の計算能力に関して、計算能力の解析をおこなった。このとき、入力の方法として空文字を許す場合(λ入力モード)と、許さない場合(通常モード)を考慮した。これらの種々のRAの計算能力と、従来の計算理論の基となるチューリング機械(TM)の計算能力やチョムスキー階層との比較をおこなった。結果として、λ入力モードにおけるRAsqはTuring計算万能性を有するが、通常モードにおけるRAsqの計算能力はTMに真に劣ることが示された。この結果は、RAmpがどちらの入力モードにおいてもTuring計算万能性を有することと対照的な結果である。さらに、RAmpと同様に、RAsqについても領域計算量を制限したクラスを導入し、その計算能力の解析や他の計算モデルとの比較をおこなった。化学反応オートマトン(RA)における(i)入力方法、(ii)反応規則の適用方法についていくつかのバリエーションを考案し、計算能力にどのような影響を及ぼすかについて、重要な結果を得た。これらの研究を通し、RAのような多重集合書き換え系をもとにした生体化学反応の計算モデルは、従来のチューリング機械等による計算モデルとは多くの異なる点があることが考察することができた。得られた結果は国際雑誌に掲載された。今後の研究課題として、RAに対して出力機能を付与した化学反応変換機(Reaction Transducer : RT)の提案とその能力の解析をおこなうことがあげられる。また、従来の計算理論の面からの解析に加え、化学反応系の設計論に関する研究を進めていくことが重要であると考えられる。たとえば、(i)基本的な機能しかもたないRAを組み合わせて、望みのシステムを構成するための方法論、(ii)RTに対して入力と実現したい出力の例が与えられたときに、それを実現する反応系の初期分子群を推測する方法論、(iii)RTに対して初期分子群と出力の例が与えられたときに、それを実現する入力を推測する方法論の探求などが考えられる。
自己反応性リンパ球の免疫記憶メカニズムの解明

骨髄における記憶ヘルパーT細胞と記憶プラズマ細胞との相互作用われわれは免疫記憶の中枢として働く記憶ヘルパーT細胞は二次リンパ器官において発生後8週間以内に骨髄へ移動し、その後何ヶ月も骨髄に定着し続けることを発見した。しかしながら、ヘルパーT細胞がどのような分子メカニズムで二次リンパ器官から骨髄へ移動するのか不明であった。そこで、記憶ヘルパーT細胞が骨髄中で休止状態にもかかわらず、活性化マーカーCD69分子を発現していることに注目し、当研究室で作製したCD69遺伝子欠損マウスを解析することで、エフェクターヘルパーT細胞が骨髄へ移動する際にCD69分子が重要な働きを持つことを明らかにした。CD69遺伝子欠損マウスでは免疫後の脾臓やリンパ節、末梢血でのエフェクターヘルパーT細胞の増殖・分化が正常であるにもかかわらず、骨髄の記憶ヘルパーT細胞のみを欠損することが明らかになった。さらにCD69特異的抗体による骨髄への移行能への効果を解析した結果、脾臓への移行には異常がなかったにもかかわらず、骨髄への移行には有意に異常が見られた。これらのことより、CD69は二次リンパ器官で活性化したヘルパーT細胞が骨髄に移動するためのホーミングレセプターとして働いていることが示唆された。CD69遺伝子欠損マウスの液性免疫反応を評価したところ、免疫早期の抗体価や脾臓におけるプラズマ細胞数には差がないにもかかわらず、高親和性抗体価や骨髄におけるプラズマ細胞数には著しい欠損が見られた。CD69遺伝子欠損マウスでは、濾胞ヘルパーT細胞や胚中心B細胞、胚中心の形成は正常に見られることより、今まで知られていない液性免疫における胚中心反応以降でのヘルパーT細胞の役割が明らかになったと考えている。1.骨髄における記憶ヘルパーT細胞とそれらを再活性化させる抗原提示細胞の動態解析蛍光色素で標識した抗原をマウスに投与し生体内における抗原を追跡した結果、二次免疫応答特異的に骨髄への抗原集積が観察され、その多くがMHC classII陰性の類胴内皮細胞に付着していることを発見した。また一部の抗原は、MHC classII陽性細胞の細胞表面に付着あるいは細胞内に取り込まれており、それらMHC classII陽性細胞の大部分が成熟B細胞であることを明らかにした(投稿準備中)。二次免疫応答時における記憶ヘルパーT細胞への抗原提示に対して、一次免疫応答時に主として抗原提示を行う樹状細胞が働くのではなく、成熟B細胞が主として働くことが考えられた。2.骨髄における記憶ヘルパーT細胞と記憶プラズマ細胞との相互作用における解析既にCD69欠損マウスは他の細胞集団が正常にもかかわらず、骨髄記憶ヘルパーT細胞のみを欠損していることを明らかにしている(投稿中)。この欠損マウスの解析によって、骨髄記憶ヘルパーT細胞はB細胞上の抗体の親和性成熟には影響を与えないが、プラズマ細胞の骨髄への定着を調節していることがわかった。また抗原特異的ヘルパーT細胞は、二次リンパ器官で活性化し長期生存するために骨髄に移動する際、CD69を接着分子として用いることも明らかにしており、現在長期生存に必要なニッシェへ移動するために骨髄内で必要な他の接着分子やケモカインなどを同定し、記憶ヘルパーT細胞の発生段階をさらに明らかにしようとしている。その上で平成23年度には、記憶ヘルパーT細胞がプラズマ細胞の骨髄への定着をどのように調節しているのか明らかにしていくと同時に、自己免疫疾患モデルマウスにおいて自己反応性ヘルパーT細胞や自己抗体産生プラズマ細胞の動態も正常免疫反応時と比較していきたい。
カバーデータの完全再現可能性を保った情報埋め込み

本研究では,無ひずみデータ埋め込み法を中心に,情報ハイディング/データ埋め込みにおけるデータ圧縮の本質的な寄予を明らかにした.あるデータに別のデータを埋め込むとは,第1のデータに第2のデータのための領域を確保することである.したがって,無ひずみ埋め込みの場合には,領域確保のための第1のデータの圧縮を無ひずみに行うことが必要になる.本研究では,このような直観的な予想を理論的に立証するとともに,関連するいくつかの具体的な埋め込み法の提案を行った.まず,濃淡画像をカバー画像とする無ひずみ埋め込み法について,ホスト画像の劣化を抑制しながら埋め込み量を増大させる方法を設計した.このような手法が可能となったのは,圧縮に適した特徴ベクトルによってホストデータを記述することができたからである.本研究の中心は,上記の埋め込み法を一般化した一般化LSBデータ埋め込みとよぶモデルの提案である.本モデルに基づいて,ユニバーサルな埋め込み法を定義し,そのユニバーサルな性質を証明する.その結果,データについての事前知識を仮定しないユニバーサル符号を無ひずみ埋め込みに導入することに初めて成功している.さらに,この結果を発展させ,ユニバーサルデータ圧縮を中核にすえた無ひずみデータ埋め込みの提案を行っている.提案法によって,無ひずみ圧縮における圧縮比と無ひずみ埋め込みにおける埋め込み容量との双対性を証明した.本研究では,無ひずみデータ埋め込み法を中心に,情報ハイディング/データ埋め込みにおけるデータ圧縮の本質的な寄予を明らかにした.あるデータに別のデータを埋め込むとは,第1のデータに第2のデータのための領域を確保することである.したがって,無ひずみ埋め込みの場合には,領域確保のための第1のデータの圧縮を無ひずみに行うことが必要になる.本研究では,このような直観的な予想を理論的に立証するとともに,関連するいくつかの具体的な埋め込み法の提案を行った.まず,濃淡画像をカバー画像とする無ひずみ埋め込み法について,ホスト画像の劣化を抑制しながら埋め込み量を増大させる方法を設計した.このような手法が可能となったのは,圧縮に適した特徴ベクトルによってホストデータを記述することができたからである.本研究の中心は,上記の埋め込み法を一般化した一般化LSBデータ埋め込みとよぶモデルの提案である.本モデルに基づいて,ユニバーサルな埋め込み法を定義し,そのユニバーサルな性質を証明する.その結果,データについての事前知識を仮定しないユニバーサル符号を無ひずみ埋め込みに導入することに初めて成功している.さらに,この結果を発展させ,ユニバーサルデータ圧縮を中核にすえた無ひずみデータ埋め込みの提案を行っている.提案法によって,無ひずみ圧縮における圧縮比と無ひずみ埋め込みにおける埋め込み容量との双対性を証明した.情報埋め込みとは,カバーデータとよばれる主情報に別のデータを埋め込む技法である.情報埋め込みは,認識されない程度のカバーデータの書き換えによって実現されるのが普通である.これに対し本研究では,本来のカバーデータの情報を完全に保ったままの情報埋め込み法の開発を目的とし,特に,カバーデータのひずみ無し情報埋め込みの一般論の確立を主たる目標としている.本年度は,1次元データを対象として,カバーデータの固定長ブロックの特徴成分の書き換えに基づく無ひずみ情報埋め込みのモデルを定式化し,その埋め込み限度量を明らかにした.本モデルは,カバーデータの見かけのひずみが許容限度を超えないような特徴成分の書き換えだけを前提としている.本研究で示した埋め込み限度量の期待値は,非書き換え成分に対する書き換え成分の条件つきエントロピーによって特徴づけられる.続いて,そのような限度を漸近的に達成する埋め込み法を提案し,その漸近的最良性を証明した.提案した埋め込み法は,カバーデータの構造および統計的性質を前提としないユニバーサルな方法であり,しかも,当然予想されるデータ圧縮の利用も陽には必要としない.本研究では,埋め込みのブロック長を長くすることによって提案法の埋め込み可能量が限度量に確率収束することを,典型系列に基づく情報理論的な手法によって証明している.今後は,画像データ等を対象とするための1次元から多次元への拡張,および,有限長データに対しても十分な埋め込み量を確保する手法の開発を計画している.カバーデータとよばれる主情報に別のデータを埋め込む情報埋め込み技法の中でも,埋め込みデータだけでなくカバーデータもひずみなく再現することを要求する可逆電子透かしの情報理論的基礎を検討している。本年度は,1次元データを対象として,カバーデータの固定長ブロックの特徴成分の書き換えに基づく無ひずみ情報埋め込みを「一般化LSBデータ埋め込みモデル」として定式化した。そのモデルの上で,埋め込みデータに対して必要となる最小カバーデータ長によって埋め込み法の性能を評価する指針を提案し,その下限を推定した。さらに,推定した下限を漸近的に達成するユニバーサルな埋め込み法を設計し,データの情報源についての知識を利用しない漸近的最良性を示した。昨年までの手法がブロック長に対する漸近的最良性を保証するものであったのに対し,本提案法はデータ長に対する漸近的最良性を保証するものである。また,従来の非可逆埋め込みと本モデルとの対応についても検討し,ステゴ符号と誤り訂正符号との対応に相当する対応関係があることを指摘した。情報埋め込みはカバーデータの書き換えによって実現するため,必然的にカバーデータの劣化を伴う。劣化の許容限度を表すひずみ制約と埋め込み容量との関係についても予備的な考察を開始したが,完全な解明には至っていない。今後は,モデルのパラメータとひずみ制約との関係を明らかにして,モデルの完成度を高める計画である。

カバーデータとよばれる主情報に別のデータを埋め込む情報ハイディング技術の1変種として、埋め込みデータだけでなくカバーデータも完全に再現できる無ひずみ埋め込みの検討を行った。まず、無ひずみ埋め込みと無ひずみ圧縮との対応関係を示し、無ひずみ圧縮に組み合わせた埋め込み法の漸近的性能を明らかにした。対象とする無ひずみ圧縮法としてLempel-Ziv符号を採用し、カバーデータと埋め込みデータとに相関を仮定しない場合には、カバーデータの圧縮率とその埋め込み容量が漸近的に一致することを示した。なお、この場合の埋め込み容量とは、カバーデータに圧縮も伸張も加えずに埋め込みを行った場合の埋め込みデータの最大長である。データ圧縮法にデータ埋め込みを組み合わせることができるのは、圧縮法が抱える冗長性のためである。本研究では、Lempel-Ziv符号のような再起時間符号化法の冗長性の統一的な比較も行い、冗長性除去手法の相互比較のモデルを提案した。次に、従来の非可逆埋め込みと本モデルとの関係を解析した。非可逆埋め込みのもっとも基本的なモデルはシンドローム符号化とよばれ、誤り訂正符号と強い関連がある。誤り訂正符号として完全符号を用いた場合の2値画像へのデータ埋め込み法を比較検討し、埋め込み後の画質の劣化を抑えて埋め込み容量を増大させる手法を提案した。さらに、そのような手法を濃淡画像に適用する場合の注意点を明らかにし、濃淡画像の劣化と埋め込み容量の点で高性能の埋め込み法を得ることができた。
筋収縮におけるアクチンフィラメントの構造変化のX線回折による研究

筋収縮時に細いフィラメントに起る構造変化をシンクロトロン放射光を用いて高速X線回折法により調べ、収縮過程及び張力発生中に細いフィラメント中の制御蛋白質トロポミオシンとアクチンモノマーの構造の動的変化を解析した。カエル骨格筋について次のことが明らかとなった。1.細いフィラメントのアクチンのらせんピッチに相当する5.1,5.9nm反射とトロポミオシンが寄与している19nm反射は張力発生に先行して強度増大を示し、且張力の減少より先行して減少した。このことは収縮の初期過程で起る変化と一定張力発生中での細いフィラメントの構造が異なる可能性を示唆する。2.新しい型の積分型2次元検出器イメージングプレートを用いて同一筋肉について弛緩,等尺収縮,硬直の三状態から2次元回折像を短時間に且高空間分解能で記録した。その結果、収縮時にほとんどすべての細いフィラメント由来の反射が強度増大を示した。収縮中の細いフィラメント反射の強度分布を測定したところ、分布は弛緩時のものに近く、硬直時のものとは明らかに異っていた。収縮中の強度データからパターソン関数を計算したところ、収縮中ミオシン突起の結合によるベクトルピークは観測されなかった。このことは相互作用しているミオシン突起とアクチンは可干渉な構造を持たないことを示唆する。このことから我々は収縮中のアクチン反射の強度増大はミオシン突起との相互作用により細いフィラメントに誘起された構造変化によると仮定してモデル計算により解析した。アクチンモノマーがドメイン構造を持つとしてF-アクチンを構築し、それにトロポミオシンを加えた細いフィラメントを考えた。収縮中の強度増大はアクチンモノマーのドメイン構造の変化とトロポミオシンの位置変化で大体説明できた。この結果から収縮中アクチンモノマーの変化が強く示唆され、それとトロポミオシンの位置の変化の因果関係が検討された。
経胸壁生体振動の周術期心循環モニタリングへの応用

周術期には患者状態に応じた心循環評価が不可欠である.近年のモニタリング機器の進歩は周術期医療の安全性の向上に大きく寄与している一方で,検査の施行にあたっては侵襲性,高度な技術,高額な費用が問題となる.非侵襲的かつ簡便で低コストなモニタリングは周術期医療における安全性のさらなる向上や医療費の抑制に繋がることが期待される.本研究で利用した圧電素子は圧電変換特性をもち,圧電素子を応用したセンサーは生体に接触させることで生体振動を取得し,振動として心拍や呼吸を非侵襲的に測定できる.昨年度までに慢性心疾患患者において経胸壁生体振動を記録したが,今年度までに全身麻酔かつ調節呼吸下において経胸壁生体振動から得られる心拍動信号と心臓時間間隔が心機能低下を反映するか調査するために,心機能低下モデル動物において圧電素子センサーを用いて経胸壁生体振動を体表より非侵襲的に測定した.生体振動は全身麻酔かつ調節呼吸下に慢性心疾患患者における場合と同様に心電図と同時記録し、併せて心臓超音波検査による心機能測定を行った.慢性心疾患患者についてはこれまでに経胸壁生体振動から心拍動信号と心臓時間間隔を得ているが,動物モデルではまだ生体振動の解析を行っていないため,引き続いて次年度は心機能低下モデル動物から得られた経胸壁生体振動や心電図などの生体データを解析し心拍動信号と心臓時間間隔を得て,心臓超音波検査データと比較検討する.今年度までに心電・生体振動記録用圧電素子センサーを用いて慢性心疾患患者において経胸壁生体振動と心電図の同時記録を行った.経胸壁生体振動信号を微分処理することで心拍動信号を,高周波通過フィルタ処理を行うことで心音信号をそれぞれ得た.心拍動信号および心音信号から心臓時間間隔を計測し,このうち心収縮能を反映するelectro-mechanical coupling time及び心拡張能を反映するend-diastolic time,駆出時間であるsystolic timeを求めた.現在までにこれらのパラメータと心臓超音波検査及び血液生化学検査を比較検討するには至っていない.また,薬物的心機能低下モデル動物の生体振動を体表より測定した.生体振動は全身麻酔かつ調節呼吸下に心電図と同時記録し,併せて心臓超音波検査による測定を行った.一方で,得られた生体振動の信号解析はまだ行えていない.ここまでの経過は多少遅れているがおおむね研究計画調書に記載したスケジュールに沿った進行である.次年度は今年度までに記録した慢性心疾患患者における経胸壁生体振動と心電図,およびこれらから計測した心臓時間間隔と血液生化学検査や心臓超音波検査から得られた指標との関連について比較検討を行う.また,実験動物を対象に行った全身麻酔かつ調節呼吸下での経胸壁生体振動記録から心拍動信号と心臓時間間隔を求め,これらが薬物的に惹起された心機能低下を反映しているか調査し,心臓超音波検査の結果と比較検討する.これらについて、結果を発表する.次年度も引き続き研究時間の確保に努める.周術期には患者状態に応じた心循環評価が行われている.心循環評価を行うモニタリング機器の進歩は周術期医療の安全性の向上に大きく寄与している一方で,検査の施行にあたっては侵襲性,高度な技術,高額な費用が問題となる.非侵襲的かつ簡便で低コストなモニタリングは周術期医療における安全性のさらなる向上や医療費の抑制に繋がることが期待される.本研究で利用した圧電素子は圧電変換特性をもち,圧電素子を応用したセンサーは生体に接触させることで生体から発生する振動を捉え,生体振動として心拍や呼吸を非侵襲的に測定できる.今年度は心電・生体振動記録用圧電素子センサーを用いて慢性心疾患患者において経胸壁的に生体振動と心電図の同時記録を行った.経胸壁生体振動信号を微分処理することで心拍動信号を,高周波通過フィルタ処理を行うことで心音信号をそれぞれ得た.心電図,心拍動信号および心音信号から心臓時間間隔を計測し,この心臓時間間隔から心収縮能と心拡張能をそれぞれ反映すると考えられるEMCT(electro-mechanical coupling time)及びEDT(end-diastolic time)を求め,駆出時間であるST(systolic time)を求めた.引き続いて次年度は経胸壁生体振動信号を取得した同一患者に施行された血液生化学検査および心臓超音波検査から得られた心機能関連指標と心臓時間間隔から得られた各パラメータとの関連について解析を行う予定である.今年度は心電・生体振動記録専用の圧電素子センサーを用いて慢性心疾患患者において経胸壁生体振動と心電図の同時記録を行い,さらに生体振動信号を波形処理して心拍動信号や心音信号を得た.心拍動信号および心音信号から心臓時間間隔を計測した.ここまでの経過は研究計画調書に記載したスケジュールに沿った進行であることから,本研究はおおむね順調に進展している.