hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膀胱上皮における新規メカノセンサーＰｉｅｚｏの発現と機能の解明

膀胱上皮細胞にPiezo1が発現しており、膀胱伸展刺激を感知し、尿意や蓄尿機能の調節を担っているのではないかと考え、研究を行った。マウス膀胱上皮にはPiezo1が発現していた。またPiezo1は伸展刺激に応答して細胞内にCa2+の流入させることが分かった。またPiezo1阻害薬であるGsMTX4は、膀胱上皮におけるPiezo1を阻害し、伸展刺激反応を鈍化させ、蓄尿に有利に働くことが分かった。前年度は、マウス膀胱上皮細胞におけるPiezo1をKDした細胞を作成して伸展実験を行い、伸展刺激時の細胞内へのCa2+流入を、Ca imaging法を用いて測定したが、本年度はPiezo1阻害薬であるGsMTX4を用いて細胞内Ca2+流入量を測定した。GsMTX4はタランチュラクモ毒から精製されたペプチドである。膀胱上皮培養細胞を作成し、Ca2+測定用の溶液にGsMTX4をそれぞれ0nM、1nM、10nM、30nMで溶解し、細胞に伸展刺激を加えCa流入量を測定した。その結果GsMTX4 10nM、30nMでは伸展刺激時の細胞内Ca2+流入量を有意に減弱させた。次にこのGsMTX4を用いてC57BLマウス(オス)の排尿行動の変化を確認した。我々は、マウス排尿代謝ケージを用いてマウスの排尿回数、排尿間隔、1回排尿量などを測定しているが、この排尿代謝ケージを用いて、GsMTX4腹腔内投与群と生理食塩水腹腔内投与群との排尿パラメータを比較した。その結果、排尿回数はGsMTX4投与群で有意に減少しており、また1回排尿量は有意に増加していた。またその時の1日飲水量や、1日排尿量にはそれぞれの群で有意差はなかった。さらには、GsMTX4投与後24時間が経過するとGsMTX4投与前と同程度まで排尿回数、1回排尿量は戻ることが確認できた。つまりGsMTX4はPiezo1を阻害することにより、マウスの排尿行動を変化させていること、またその効果が可逆的であることが証明された。【研究実績】1、マウス膀胱上皮、マウス膀胱上皮初代培養細胞においてPiezo1が発現していることをmRNAレベル(定量的RT-PCR、in situ hybridization; ISH)、タンパクレベル(蛍光免疫染色法、WB)で確認した。2、マウス膀胱上皮初代培養細胞に、Piezo1 siRNAをトランスフェクション法にて導入し、Piezo1-KD細胞(Piezo1遺伝子発現抑制膀胱上皮細胞)を作成した。3、細胞伸展刺激装置を用いて膀胱上皮培養細胞に伸展刺激を行う。この時の細胞内Ca2+の変化を、Ca-imaging法を用いて測定し、Control細胞とPiezo1-KD細胞とで比較を行う。4、細胞伸展刺激装置を用いてControl細胞とPiezo1-KD細胞に伸展刺激を行った際の細胞外ATP放出量を、ATP Photon counting法にて測定した。【結果】1、Piezo1は、マウス膀胱上皮、マウス膀胱上皮初代培養細胞において、mRNAレベル、タンパクレベルにおいて発現していた。2、Piezo1-KD細胞では、Piezo1の発現は、mRNAレベルでおよそ40%程度に発現が抑制されており、タンパクレベルでも発現が抑制されていることを確認した。3、伸展刺激時の細胞内Ca2+の上昇は、Control細胞と比較し、Piezo1-KD細胞では有意に減弱していた。4、伸展刺激時の細胞外へのATP放出量は、Control細胞と比較し、Piezo1-KD細胞では有意に減少した。【結果】Piezo1は膀胱上皮に機能性を持って発現しており、伸展刺激を感知するメカノセンサーとして機能している。当初予定した研究プランに基づき、実験を行っている。研究室における各種実験のプロトコールが確立しており、実験がスムーズに進行しているのが理由と思われる。そのため、各種実験の条件設定など細かい部分や、試薬の濃度設定などの条件検討のみで実験の進行が可能である。また新規の試薬などの購入も可能であったため、十分な研究結果が、得られたものと思われる。当初の研究予定のように、Piezo1阻害薬であるGsMTx4を用いた実験を行う予定である。膀胱上皮培養細胞を用いた伸展刺激時の細胞内Ca2+の測定実験を、GsMTx-4を処置した場合、処置していない場合と比較、検討する。また同様に、薬剤の処置の有無による伸展刺激時の細胞外へのATP放出量を測定する予定である。さらには、マウス排尿代謝ケージ実験では、vehicle群と、GsMTx-4投与群で、排尿行動の変化を計測する予定である。ヒト膀胱上皮においても、Piezo1の発現を確認する予定である。次年度においての研究費使用計画としては、1野生型マウスの購入2

各種試薬(蛍光カルシウムインジケーター:Fura2、ATP検出用試薬:ルシフェリンルシフェラーゼ)の購入3Piezo1阻害薬:GsMTx4の購入4マウス代謝ケージ消耗品(超撥水特殊メッシュ、データ解析用PC)5膀胱内圧測定用機器消耗品(圧トランスデューサー)などの購入を予定している。また成果発表として国際学会出席(国際尿禁制学会:ICS)や論文発表を予定している。また本年では、各種試薬(Fura2、ルシフェリンルシフェラーゼ等)の使用が予定より少量で済んだこと、マウス代謝ケージの関する物品の消耗が経度であったことより繰越金が生じた。
膀胱痛および膀胱機能の中枢性制御におけるTRPチャネルの役割の解明

高濃度TRPV1チャネル刺激薬の脊髄腔内投与は正常ラットの排尿間隔を延長させたが、低濃度では排尿間隔を短縮させる傾向を認めた。また、TRPV1チャネル拮抗薬の脊髄腔内投与は、正常ラットでは排尿反射に影響を与えなかったが、頻尿、膀胱痛モデルラットでは排尿間隔を延長する傾向を認めた。このことより頻尿や膀胱痛を来たす病態では、内因性のTRPV1刺激物質が脊髄に作用し、膀胱機能に影響を与えている可能性が推測された。本年度はまず、脊髄におけるTRPV1チャネルが膀胱機能にどのような役割を果たしているかを明らかにするために、TRPV1チャネル刺激薬(capsaicin)、拮抗薬(BCTC)脊髄腔内投与による膀胱機能の解析を行った。動物はSprague-Dawley雌性成熟ラットを用いた。正常ラットおよび、頻尿と膀胱痛モデルであるサイクロフォスファミド膀胱炎モデルを作成し、それぞれにcapsaicin、BCTCを脊髄腔内投与した。正常ラットにおいて、capsaicin 30nmolの脊髄腔内投与したところ、排尿間隔の有意な延長と、膀胱基礎圧の上昇を認めた。これらの反応はBCTCの前投与により抑制された。また、サイクロフォスファミド膀胱炎モデルにおいても、capsaicin 30nmolの脊髄腔内投与は排尿間隔を有意に延長させた。しかしながら、capsaicin 3nmolを脊髄腔内に投与したところ、一部のラットで排尿間隔の有意な短縮を認めた。これらの結果より、TRPV1チャネルが脊髄における膀胱機能の制御に関わっていることが明らかとなった。また、膀胱痛モデル動物の実験でもcapsaicin 30nmolの投与が排尿間隔を延長させたことより、膀胱痛の制御にもTRPV1が関与している可能性も推測され、capsaicinの脊髄腔内投与が頻尿や膀胱痛の改善に貢献する可能性がある。しかしながら、その効果は濃度や、個体によって反応が異なっており、今後更なる検討が必要であると考える。前年度に、脊髄におけるTRPV1チャネルが膀胱機能にどのような役割を果たしているかを明らかにするために、TRPV1チャネル刺激薬(capsaicin)、拮抗薬(BCTC)脊髄腔内投与による膀胱機能の解析を行った。しかしながら、その効果は濃度によって反応が異なることが推測されたため、さらに低濃度のcapsaicinを脊髄腔内投与した場合の膀胱機能を解析した。前年度にcapsaicin 30nmolを脊髄腔内に投与した場合、排尿間隔の著明な延長を認めたが、0.03nmolを脊髄腔内に投与した場合、排尿間隔は短縮する傾向を認め、TRPV1チャネルは脊髄レベルにおいて膀胱機能の制御に関与することが推測されるが、刺激物質の濃度により反応が異なることが明らかとなった。また、BCTC 2nmolの脊髄腔内投与は、正常ラットでは排尿反射に影響を与えなかったが、頻尿と膀胱痛モデルであるサイクロフォスファミド膀胱炎モデルラットでは排尿間隔を延長する傾向を認めた。このことより頻尿や膀胱痛を来たす病態では、内因性のTRPV1刺激物質が脊髄に作用し、排尿間隔を短縮している可能性が推測された。さらに野生型およびTRPV1ノックアウトマウスを用いて膀胱機能の違いにつき検討を行った。ウレタン麻酔下に生理食塩水持続注入による膀胱内圧を測定した。TRPV1ノックアウトマウスは野生型と比較して排尿間隔が短縮し、無抑制収縮が増加することが明らかとなった。これらの結果より正常および頻尿、膀胱痛モデルラットの膀胱機能にTRPV1が関与していることが明らかとなった。これまで報告されてきた膀胱末梢レベルのみでなく、脊髄レベルにおけるTRPV1チャネルの制御も頻尿や膀胱痛の改善に貢献することが期待される。
動脈硬化の初期状態での診断を可能とする新しい加振方式超音波診断装置の開発

本研究では、心電図に同期させてパルス波形を大型加振器へ加え、脊椎に高周波成分まで含むパルス状の加振を行ない、胸部で脊椎と接する胸部大動脈を介して、高い周波数成分の微小振動を腹部大動脈や頚動脈の壁に伝搬させ、この振動波形を壁上の測定したい微小領域内の2点で同時に計測し、その局所における動脈硬化度の評価を行なった.本研究では、この加振による装置を実際に構成し、既に独自に開発してきた計測方法や多くの信号解析手法と組合せ、最適な加振方法,加振位置,加振周波数,計測位置などを基礎的に検討し,空間分解能の向上に関する評価を行なった。その上で,実際に正常者と患者に関して適用し,従来の動脈硬化診断法では達成できなかった,微小領域における組織性状の非侵襲かつ高精度計測方法として確立した。本年度は、小岩が属する東北大学附属病院において、平成7年度に完成する装置を用いて多くの正常者/動脈硬化症患者の動脈壁上の微小振動を計測した。患者データを解析する上で新たに生じる問題点を工学的・医学的に検討し診断装置を改良した上で、計測された信号に対し、弾性率などの分析結果と年齢・血中コレステロール値などとの相関関係を調べた。本研究では、壁弾性率の局所的変化の計測における空間分解能を、飛躍的に向上させて初期の動脈硬化病変の検出を可能とすることができた。この研究成果によって、動脈硬化症の早期/進展/縮退の各段階における血管壁上の局所の力学的硬化度の定量的計測・評価法を確立させることができる見通しを得た。動脈硬化は30代以前から進行し、発病前の早期段階での無症候性動脈硬化の診断技術が、早期治療に不可欠となる。特に早期診断のためには、腹部大動脈や頚動脈上の数mm以下の局部における弾性的特性に関する非侵襲的計測・評価が必要である。これまで本研究者らは、心臓壁も含め大動脈壁上の数十μmの振幅の微小振動を高精度に計測できる方法を提案し,脈波速度法の原理に超音波ドプラ計測法を導入し、動脈各部の局部的な硬化度を定量的に計測する方法を提案した.しかし、一般に心臓や動脈壁面上の2点間を伝搬する圧力波は低周波成分しか含んでいないため、動脈硬化症の早期段階に現れる脂肪斑や線維斑に相当する十数mm以下までの空間分解能の向上には限界があることが明らかになってきた.本研究では,パルス波形を生成して大型の加振器へ加え、脊椎に高周波成分まで含むパルス状の加振を行なう.この外部加振により、胸部で脊椎と接する胸部大動脈を介して、高い周波数成分の微小振動を対象となる動脈(復部や頚動脈)壁や心臓壁上に伝搬させ、この振動波形を壁上の測定したい微小領域内の2点で超音波を用いて同時に計測した.本研究では、この加振による装置を実際に構成し,既に独自に開発してきた計測方法や多くの信号解析手法と組合せ、最適な加振方法,加振位置,加振周波数,計測位置などを基礎的に検討し,空間分解能の向上に関する評価を行なった上で,これまでに従来の脈波速度法の開発と臨床に携わってきた研究者らとの共同研究を進めることにより、この新しい加振方式動脈局部硬化度計測法の確立と実用化を進めた.具体的に今年度は,加振器による動脈壁上の微小振動の伝搬・計測系の構成し,弾性特性算出のための処理の導入,模擬血管を用いた微小振動伝搬特性と局所弾性特性計測の評価,摘出動脈の動脈硬化部位における局所弾性特性と光学顕微鏡所見との対応を行ない,加振による動脈壁の特性計測に関する見通しを得た.

本研究では,心電図に同期させてパルス波形を大型加振器へ加え、脊椎に高周波成分まで含むパルス状の加振を行ない,胸部で脊椎と接する胸部大動脈を介して、高い周波数成分の微小振動を腹部大動脈や頚動脈の壁に伝搬させ、この振動波形を壁上の測定したい微小領域内の2点で同時に計測し,その局所における動脈硬化度の評価を行なった.本研究では、この加振による装置を実際に構成し,既に独自に開発してきた計測方法や多くの信号解析手法と組合せ、最適な加振方法,加振位置,加振周波数,計測位置などを基礎的に検討し,空間分解能の向上に関する評価を行なった。その上で,実際に正常者と患者に関して適用し,従来の動脈硬化診断法では達成できなかった,微小領域における組織性状の非侵襲かつ高精度計測方法として確立した。本年度は、小岩が属する東北大学附属病院において、平成7年度に完成する装置を用いて多くの正常者/動脈硬化疾患者の動脈壁上の微小振動を計測した。患者データを解析する上で新たに生じる問題点を工学的・医学的に検討し診断装置を改良した上で、計測された信号に対し、弾性率などの分析結果と年齢・血中コレステロール値などとの相関関係を調べた。本研究では、壁弾性率の局所的変化の計測における空間分解能を、飛躍的に向上させて初期の動脈硬化病変の検出を可能とすることができた。この研究成果によって、動脈硬化症の早期/進展/縮退の各段階における血管壁上の局所の力学的硬化度の定量的計測・評価法を確立させることができる見通しを得た。
腫瘍マーカー、グルタチオントランスフェラーゼPの発現を制御する因子

腫瘍マーカーグルタチオントランスフェラーゼP(GS-P)はラット肝発癌過程の初期から特異的に強く発現される薬剤代謝酵素で有用な腫瘍マーカーとして利用されている。この遺伝子の肝発癌に伴う発現調節機構を調べ以下の結果を得た。1) Jun, Fosおよびそれらの関連因子によるGST-P遺伝子発現の調節: GST-P遺伝子の転写制御領域にはjun, fosおよびそれらの関連遺伝子産物が結合して転写を活性化するTREが複数存在する。GST-P遺伝子がJunによって活性化されることについては既に報告した。本研究ではさらにJun, Fosの関連遺伝子について調べた結果、すべての関連遺伝子産物がGST-P転写制御領域に結合するが、FosBは転写を抑制する事等が明らかとなった。2)ペロキシソーム増殖剤およびその受容体によるGST-P遺伝子の発現抑制機構: GST-P遺伝子を活性化する転写因子Junがペロキシソーム増殖剤受容体(PPAR)と相互作用し、その転写活性化機能を阻害されることが明らかとなった。PPARは肝前癌病変、過形成結節でその発現が著明に減少し、GST-Pのこの時期の発現に関与しているものと思われる。3)転写因子Mafについて:癌遺伝子産物Mafは、Junとよく似た結合配列を認識し転写を活性化する。GST-P遺伝子にMaf結合配列が存在することから、ラットより2つのmaf関連遺伝子をクローンしGST-P遺伝子の発現に関与するかについて検討した。GST-Pが強く発現する肝前癌病変でもmafの発現は変化せず、直接の関与は考えにくいが、幾つかのMafの結合配列DNAに結合する活性が、肝癌細胞の核抽出液に見られる。さらにドミナントネガデイブ作用を持つと考えられるsmall maf遺伝子を細胞に導入するとGST-P遺伝子の発現が強く抑えられることなどからMafによく似た結合配列を認識する転写因子の存在が強く示唆された。グルタチオントラスフェラーゼP(GST-P)はラット肝発癌過程の極めて初期から特異的に、強く発現される薬物代謝酵素で広く腫瘍マーカーとして用いられている。本研究はGST-P遺伝子の肝発癌過程特異的な発現機構を解明し発癌過程における遺伝子発現制御機構の変化を解析することを目的としており、本年度は以下の成果が得られた。GST-P遺伝子の転写制御領域に結合する癌遺伝子産物Mafによる活性化を調べるため、ラットからmaf関連遺伝子のcDNAクローンを2種類(rat maf-1,maf-2)得て、これらのDNA結合性、転写活性化などの性質および発現の分布を調べた。これらは互いによく似ており、すでにトリなどで報告されているmafB、c-mafに相当するものと考えられた。これらの2つの遺伝子産物はGST-P遺伝子を強く活性化する。GST-P遺伝子の転写制御領域に存在する2つのTRE様配列、GPE1、転写開始点の近くに存在するTRE配列の両方に結合し、それぞれを活性化した。しかし、現在までのところラット肝発癌過程の初期からGST-P遺伝子の活性化に伴ってこれらのmaf関連遺伝子が活性化されているという知見は得られていない。このことからGST-P遺伝子の活性化にはこれらとよく似た関連遺伝子が存在するのかまたは未知の因子とヘテロ二量体を作ることによって活性化される可能性などについて検討している。さらに、mafにはDNA結合領域のみを持ち転写活性化領域を持たないSmall mafと呼ばれる関連遺伝子が存在するが、Small mafの1つ、ラットmafKをクローンし、その性質をトランスフェクションで調べたところGST-P遺伝子の制御領域を持つレポーター遺伝子の発現を非常に強く抑制する事がわかった。

これらが正常肝でのGST-Pの発現を負に制御している可能性についても検討を加えている。腫瘍マーカーグルタチオントランスフェラーゼPはラット肝発癌過程の初期から特異的に強く発現される薬剤代謝酵素で有用な腫瘍マーカーとして利用されている.この遺伝子の肝発癌に伴う発現調節機構を調べ以下の結果を得た.1)ペロキシソーム増殖剤受容体(PPAR)とGST-P発現:PPARはGST-Pの発現を活性化するJunと相互作用しJunの転写促進活性を阻害することによってGST-P遺伝子の発現を抑制する.PPARの発現がラット肝前癌病変で激減しており、GST-Pの発現に関与していると考えられる.2))転写因子Mafとの関係:GST-P遺伝子の転写制御領域にはJunが結合するTRE配列が存在し、JunがGST-P遺伝子を活性化していることは既に見いだしたが、この配列はMaf関連の転写因子も結合し転写活性化する.2つのmaf関連遺伝子をラットからクローンしGST-P遺伝子を活性化するかを検討した.細胞にmaf遺伝子を導入する実験では強く活性化されるが、ラット前癌病変での発現が相関せず、発癌過程の初期におけるGST-Pの発現はmafによっては説明できない.しかし、これらの細胞にはMaf結合配列のある配列に強く結合する活性が見いだされ、Mafと認識配列を共有する関連遺伝子の関与が示唆された.3)NAD(p)H:QuinoneOxidoreductase(NQO)遺伝子の発現との関係:GST-P遺伝子の特異的な発現に極めて重要な働きをすGPE1配列がNQO遺伝子にも存在する事が解った.NQO遺伝子の発現を調べた結果、GST-P遺伝子は正常肝細胞には発現せず薬剤でも誘導されないが肝発癌過程の初期から肝癌に至るまで強く発現されるのに比べ、NQO遺伝子は正常肝で少し発現され薬剤で誘導される、肝発癌過程の初期には発現が強くなるが、肝癌細胞では発現しないものがある、など発現様式が異なっていた.そこでこれら2つの遺伝子の転写制御領域を比較してGST-P遺伝子の肝発癌に伴う発現に重要な領域を調べる目的でラットNQO遺伝子をクローンした.現在、これらの遺伝子の発現制御領域をキメラ遺伝子を構築するなどして検討している.
深礎基礎の支持力特性の解明と実務設計への応用

本研究は送電用鉄塔の大型化に伴ってますます多用される傾向にある深礎基礎の支持力に関する研究を行ったものである。ただし、この場合、力学的な側面のみならず、地盤などの不確実性を考慮した信頼性の立場から検討した。以下に、その主要な成果を示す。1)前年度の研究で、深礎基礎の荷重変位関係には指数関数を用いた関係式が非常に有用であることを指摘した。しかし、これは水平荷重変位関係が中心で、引揚げ荷重および圧縮荷重変位関係についてはほとんど触れていなかった。そこで、本研究では、引揚げおよび圧縮荷重に対する大型現場実験あるいは小型模型実験から、これらの方向成分に対する荷重変位関係も確立した。2)基礎が完全に破壊する際の支持力、すなわち極限支持力式についても前年度で検討しているが、この場合も引揚げ脚に対する検討のみで、極限支持力については触れていなかった。したがって、この極限圧縮支持力についての項目も加えた。3) 1),2)の項目から深礎基礎の設計用支持力式はより汎用的なものとなった。また、極限支持力式のみならず荷重変位関係も確率的に取り扱えるようにした。4) 3の設計用支持力式を用いることによって、立体トラスを用いた上・下部構造一体解析システムの開発が成功した。5)また、上部構造から要請される許容変位量を越える確率【P_D】と基礎が完全に破壊する確率【P_F】を用いた送電用鉄塔基礎の信頼性設計を実施した。
ヨード造影剤による遅延性副作用の発生頻度と危険因子の同定と分析

平成5年7月に、対象とした411人を選出し、Cornell Medical Index(CMI)健康調査票とYG性格調査票を各人に発送した。遷居し、連絡不能の50通と記入拒否の22通を除き、239通を回収し、回収率は72%(239/334)であった。一期目に遅延性症状がなかった男性グループの平均年齢はやや高く、二期目に症状があった女性グループの平均年齢はやや低く結果以外、統計分析に支障となる因子はなかった。一期目を二期目と比較すると、性別、年齢、学歴と結婚状況(既婚、未婚、死別)など因子は遅延性症状の発生頻度に対する影響は統計的な見られなかった。各グループのYG性格型の分布は各調査時期(一期目と二期目)、性別と症状の有無など因子において、A,B,CとD型の分布には差がなかった。統計的に有意差がみられなかったが、二期目に遅延性症状があった男、女のグループに、E型の人数は多いことがみられた。CMIの回答は調査対象の全員から得られた。身体的自覚症を表すCIJスコアと精神自覚症を表す統計スコアは分散分析において、有意差がなかった。この両者を総合的に判断する領域のスコア分布は各調査時期において、遅延性症状のあったグループはなかったグループに比べ、IIIとIV領域に属した人数が多かった。結論:YG性格調査票とCMI健康調査票のデータから、不安や、葛籐傾向をしめすE型の人と、身体や精神的自覚症状の多い人は遅延性症状の訴えを起こしやすい傾向が見られる。性別、年齢、学歴と結婚状況(既婚、未婚、死別)など因子は遅延性症状の発生頻度に対する影響は見られなかったが、調査された集団がまた小さいのが原因と考えられる。このため、影響因子の強さを数式化する事ができなかった。しかし、今回の調査結果から、造影剤使用後に発生した遅延性症状はかならず造影剤による遅発性副作用のみで説明しえるとは限らず、精神的、環境的因子も考慮しなければならない。ヨード造影剤による副作用(急性死亡など)は注射直後に発生するものであるということが一般に知られていた。しかし、12日以後に発生する、いわゆる遅延性副作用の発生頻度、影響因子などは不明な点がまだ多い。1988年より当施設において調査し続けてきた。その結果から精神的因子(暗示など)で遅延性副作用の発生頻度が大きく影響されることがわかった。この研究は今まで施行した二相調査(暗示あり、暗示なし)から遅延性副作用のあった人となかった人から(4groups)無作為に各100人(男性50人、女性50人)全部で400人を選出する。Cornell Medidcal Index(CMI)健康調査表とYG性格調査表を各人に発送する。回収したものを分析し、遅延性副作用があったGroupとなかったgroupの間に精神性や、性格の差をみ、発生頻度に影響する因子の有無を調べる。平成5年7月に対象の400人を選出し、調査用紙を発送した。現在まで、発送したもののなかには遷居し、連絡不能50通、記入拒否22通であり、228通を回収した(回収率70%弱、228/328)。これからは分析作業が開始する予定。

平成5年7月に、対象とした411人を選出し、Cornell Medical Index(CMI)健康調査票とYG性格調査票を各人に発送した。遷居し、連絡不能の50通と記入拒否の22通を除き、239通を回収し、回収率は72%((239)/(334))であった。一期目に遅延性症状がなかった男性グループの平均年齢はやや高く、二期目に症状があった女性グループの平均年齢はやや低く結果以外、統計分析に支障となる因子はなかった。一期目を二期目と比較すると、性別、年齢、学歴と結婚状況(既婚、未婚、死別)など因子は遅延性症状の発生頻度に対する影響は統計的に見られなかった。各グループのYG性格型の分布は各調査時期(一期目と二期目)、性別と症状の有無など因子において、A,B,CとD型の分布には差がなかった。統計的に有意差がみられなかったが、二期目に遅延性症状があった男、女のグループに、E型の人数は多いことがみられた。CMIの回答は調査対象の全員から得られた。身体的自覚症を表すCIJスコアと精神自覚症を表す統計スコアは分散分析において、有意差がなかった。この両者を総合的に判断する領域のスコア分布は各調査時期において、遅延性症状のあったグループはなかったグループに比べ、IIIとIV領域に属した人数が多かった。論:YG性格調査票とCMI健康調査票のデータから、不安や、葛藤傾向をしめすE型の人と、身体や精神的自覚症状の多い人は遅延性症状の訴えを起こしやすい傾向が見られる。性別、年齢、学歴と結婚状況(既婚、未婚、死別)など因子は遅延性症状の発生頻度に対する影響は見られなかったが、調査された集団がまた小さいのが原因と考えられる。このため、影響因子の強さを数式化する事ができなかった。しかし、今回の調査結果から、造影剤使用後に発生した遅延性症状はかならず造影剤による遅発性副作用のみで説明しえるとは限らず、精神的、環境的因子も考慮しなければならない。
普通教科『情報』のためののWeb教材情報データベースの開発

普通高校において平成15年度に導入された普通教科『情報』は、中等教育における共通的な学習内容としての情報技術を習得することを目的としている。この科目の学習自体においては、情報技術の活用が不可欠であり、学習コンテンツとして豊富な題材を準備することが求められている。本研究の目的は、普通教科『情報』の実習または講義において使用するWeb上で公開された教材情報をデータベース化し、この科目の授業を支援することである。データベースの構築にあたっては、授業を担当する教員自らがWeb教材に関する情報を登録できるようにする必要がある。また、データベースの利用者がWeb教材の作成・使用に関して意見交換ができるようにする必要もある。本研究で開発するWeb教材情報データベースの機能的な目標は、次の4項目である。(1)普通科目『情報』を担当する教員を含めて誰でも利用できる(公開型であること)。(2)教員自らがWeb教材に関する情報をデータベースに登録できる(自主運営であること)。(3)Web教材の使い方を「授業プラン」として蓄積・再利用できる(再利用できること)。(4)Web教材の作成・使用に関して教員同士で意見交換ができる(情報交換できること)。本研究は、目標とするWeb教材情報データベースを2年間で開発し、平成18年度から実運用している。本研究で開発したWeb教材情報データベースは、多様な検索機能をもつデータベースであって、Web教材の使い方に関するノウハウを授業プランとして蓄積・再利用でき、エージェントによるコンテンツ管理支援機能によって登録された教材情報の信頼性・安全性が確保されることなどの独創的な特徴をもつものである。平成16年度の研究では、普通教科『情報』の実習または講義において使用するWeb上で公開された教材情報のサンプルをデータベース化し、この科目の授業を支援するWebデータベースのプロトタイプシステムを構築した。システムの設計・実現にあたっては、授業を担当する教員自らがWeb教材に関する情報をデータベースに登録できるようにし、データベースの利用者がWeb教材の作成・使用に関してWeb上で意見交換ができるように配慮した。本研究は、これらの機能的な目標を達成するWeb教材情報データベースを、平成17年度までの2年間で開発し運用することを目標としている。今年度の研究によって開発したプロトタイプシステムは、平成16年8月から下記のURLにおいて、情報の教員や研究者を対象とした公開評価を実施しており、その評価結果に基づいてシステムの改良を継続して実施している。平成17(最終)年度の研究では,平成16年度に開発した公開型Web教材情報データベース『情報教材Web工房』(http:comweb.nit.ac.jp/IT/)のプロトタイプに対する模擬授業での試用評価結果に基づいて,Topページの見易さ・使いやすさの改良,利用者が教材に関する情報交換ができる掲示板の作成,および今後の改良のためにMVCモデルに基づくプログラムの再設計を実施した.また,平成16年度に未完成であった授業プラン作成支援機能のプロトタイプ版を開発して追加した.授業プラン作成支援機能は,Web教材情報データベースに蓄積されたWeb教材の相互利用をしやすくするため、Web教材の使い方を示すためのWeb授業プランを作成・編集でき、登録されたWeb授業プランを再利用できる.これらのシステム開発の結果,本研究が目標としたつぎの機能の実現を達成した.(1)普通科目『情報』を担当する教員を含めて誰でも利用できる(公開型であること)(2)教員自らがWeb教材に関する情報をデータベースに登録できる(自主運営であること)(3)Web教材の使い方を「授業プラン」として蓄積・再利用できる(再利用できること)(4)Web教材の作成・使用に関して教員同士で意見交換ができる(情報交換できること)

さらに,Web教材情報データベースを提供するWebサーバを2重化し,無停電電源を付加することで,サービスの無停止提供と登録された情報の保護を図った.また,本システムのソースプログラム(GNUライセンス)を同サーバで公開した.平成18年度から本運用を開始し,システムの改良を継続して実施する計画である.
裁判と裁判外紛争処理の関係に関する多角的・実証的研究

法と裁判を直結させる西欧の法観念によれば,訴訟に頼ることの少ない我国では,法の果たす役割は小さいと言われている.しかし,近年になって西欧諸国においても訴訟に代わる諸々の紛争解決制度が提案され,実践されるようになってきている.このように我国を含め,各国で裁判外の紛争解決が制度として発達することにより,各種の紛争解決手段の中における裁判固有の特質と分担領域,裁判を受ける憲法上の権利との関係,さらには裁判外の紛争解決制度発達の政治的インプリケーションといった理論上の諸問題が提起されるに至っている.そこで我々は,民事訴訟法学,憲法学,法律学,政治学の専門分野の協力により裁判と裁判外紛争解決との関係について,その現状および理論的,政策的背景を実証的かつ多角的に明らかにしようと試みてきた.その具体的方法は, (1):研究分担者の全員または一部による定期・不定期の協議, (2):研究分担者ないし外部から招聘した研究者(外国人を含む)の報告を題材とする公開・非公開のシンポジウム(その概要は研究成果報告書を参照),(3):(1)ないし(2)を通じて得られた知見をもとにした,研究分担者各人の論文執筆(その一部は研究分担者の著書である佐藤『現代国家と司法権』,田中『現代日本法の構図』にまとめられた)あるいは学会報告(特に谷口は昭和62年8月にオランダ・ユトレヒトで開催された世界訴訟法会議で裁判と裁判外紛争に関して総括報告を行なった)である.研究組織としての活動は主に(2)を中心に展開したが,これによって得られた,東アジアの法文化と紛争解決,「第三の波」訴訟理論などに関する新たな知見は,今後の研究分担者各人の研究活動に直接・間接に寄与するものと思われる.法と裁判を直結させる西欧の法観念によれば,訴訟に頼ることの少ない我国では,法の果たす役割は小さいと言われている.しかし,近年になって西欧諸国においても訴訟に代わる諸々の紛争解決制度が提案され,実践されるようになってきている.このように我国を含め,各国で裁判外の紛争解決が制度として発達することにより,各種の紛争解決手段の中における裁判固有の特質と分担領域,裁判を受ける憲法上の権利との関係,さらには裁判外の紛争解決制度発達の政治的インプリケーションといった理論上の諸問題が提起されるに至っている.そこで我々は,民事訴訟法学,憲法学,法律学,政治学の専門分野の協力により裁判と裁判外紛争解決との関係について,その現状および理論的,政策的背景を実証的かつ多角的に明らかにしようと試みてきた.その具体的方法は, (1):研究分担者の全員または一部による定期・不定期の協議, (2):研究分担者ないし外部から招聘した研究者(外国人を含む)の報告を題材とする公開・非公開のシンポジウム(その概要は研究成果報告書を参照),(3):(1)ないし(2)を通じて得られた知見をもとにした,研究分担者各人の論文執筆(その一部は研究分担者の著書である佐藤『現代国家と司法権』,田中『現代日本法の構図』にまとめられた)あるいは学会報告(特に谷口は昭和62年8月にオランダ・ユトレヒトで開催された世界訴訟法会議で裁判と裁判外紛争に関して総括報告を行なった)である.研究組織としての活動は主に(2)を中心に展開したが,これによって得られた,東アジアの法文化と紛争解決,「第三の波」訴訟理論などに関する新たな知見は,今後の研究分担者各人の研究活動に直接・間接に寄与するものと思われる.裁判手続に重点を置いて研究を進めた昨年度の後を受けて、本年度は、日本における裁判外の紛争処理へと研究の焦点を移した。昭和61年12月には、これをテーマとする研究会を、研究分担者の外、小高剛教授(大阪市立大学)を講師に迎えて開催した。研究会においては、まず山本克己(研究分担者)が、三ケ月章博士の紛争解決規範理論とそこでの調停・仲裁の位置付けを要約紹介した上で、これに対する方法論的あるいは法理論的な疑問を提起するとともに、フランス仲裁法の法化=非法化の動向を報告した。ついで、小高教授からは、行政上の紛争処理手続についての総論的報告の後、公害健康被害補償制度の改正問題を題材に、紛争処理制度の設計過程における自然科学的知見をも利用した政策選択の実例が報告された。また他方では、来日中の外国人研究者を招いて、各国の裁判と裁判外紛争処理の動向の報告を受ける企画が進行中であり、昭和62年2月には、宋相現教授(国立ソウル大学)及び季衛東氏(京都大学大学院生、北京大学出身)から、それぞれ韓国及び中国の現況が報告され、これを受けた討論においては、両国の現況と日本のそれとの比較をめぐって活発な議論がなされたが、韓国については、かっての日本と類似する問題状況の中で、内国仲裁が活発に利用されていることに関心が集まった。また、中国については、社会主義国における法の支配の確立に関する諸問題、特に中国の伝統的法的思考との相克が議論の対象となった(以上の、山本助教授・小高教授・宋教授の各報告を整理したものを資料として添付する。季氏のそれは次年度にまわす)。なお、同年3月末には、E.ブランケンブルク教授(アムステルダム大学)を招く予定である。次年度は、新たな知見の獲得に努めるとともに、昨年度及び本年度の成果を総合することを期している。
巨大都市災害による人的被害の評価方法の開発

都市化評価指標の標準化に関する研究では、都市の性格を特徴づける人口1人当たりの収入や地方税などの幾つかの代表的な項目によって構成される総合的な指標を作り、その適用性を検討した。その結果、都市の多様性は、集団生物学における種の多様性を表すために用いられる情報量方程式を利用すると、都市多様性指数という形で求められることを見いだした。つぎに、都市ライフラインの健全度評価では、複数のライフライン、たとえば電気と水道と都市ガスなどの系が相互的な故障によって、どの程度相互に影響が波及するかを宇治市を対象として具体的に考察し、複数ライフラインの同時故障確率の評価方法を導いた。とくに、複数ライフラインの故障によって、経済損失がどの程度になるかを評価するモデルを提案した。さらに、都市空間の密集度評に関する研究では、阪神・淡路大震災における鉄道被害に適用し、24時間の任意の時間帯、たとえばラッシュ時であればどの程度になるかについての定量的評価方法を提案した。そして、これを阪神・淡路大震災に適用した結果、地震が発生した午前5時46分では、実際の被害はかなり安全側に出ていることを見いだした。また、午前8時であれば、死者、負傷者数は1,300人程度に増加し、その対応が極めて難しいことが見いだされた。そして、これらの成果を総合して、阪神・淡路大震災における最大犠牲者数を評価したところ、6,308名およそ1.3倍に成り得ることを明らかにした。都市海岸防災を進める上で,生体防御とのアナロジーの観点から,基本的に(1)氾濫水の伝播・拡大を阻止する,及び(2)氾濫災害が発生しても速やかな回復を図る,という考え方を採用する.(1)においては,気象災害に170年という明瞭な周期性があり,それ以上の再現期間を取っても,エル-ゴート性の破綻から推定値に意味がないということと,現状では高潮の潮立や津波の波高の上限値を設定することがほぼ不可能であることのため,防災施設であらゆる規模の浸入を完全に防ぐことできないと結論した.(2)については,現在の都市構造そのものが市街地の浸水を前提として計画されていないので,防災よりも減災を考え,浸水した場合の対策と復旧方法を考える方が現実的だからである.つぎに,高潮・津波災害について,堤防方式と堤内地の地上げの組み合わせによる3段階の防御方法と地震災害での地域的な3段階の浸水対策を示した.さらに,臨海低平地における10通りの起こり得る複合被災過程を明かにした後,津波来襲による港湾での新しい被災形態として,埋め立て地背後の狭海域での津波の重ね合わせによるバース水深の不足を取り上げた.一方,高潮と津波氾濫では,地下鉄や地下街への浸水が極めて危険であることを数値計算で明らかにした.それによれば,ほぼ水平に近い地下鉄の軌条に沿っての氾濫水の伝播では,先端の伝播速度が比較的遅く,それが各ターミナルとそれに接続する地下街に到達するまでに,避難の時間的な余裕がある場合も起こるが,もし,地下連絡口と氾濫決壊口や越流箇所との矩離が短く,しかも地下連絡口の数が多ければ,地下空間の水没が極めて短時間に終わる危険性を明らかにし,幾つかの対策が不可欠であることを示した.都市災害の人的被害の推定方法として,ここでは,都市を生き物と捉えて,生体防御と都市防御とのアナロジーが成立すると仮定して検討した.その結果,両者の構成要素や諸現象がよく対応することを見いだした.さらに,現行の都市防災対策では,都市の生命線であるライフラインに対する防災対策において,異常事態の発生検知網や現場における即応的な復旧体制に一層の改善が必要との結論を得た.また、マクロ的な視点から,都市の許容地震エネルギーの評価や許容氾濫水量を評価するという戦略的な検討も必要なことを指摘した.

これは,従来のような都市インフラストラクチャーに関する信頼性解析のみならず,防災マネージメントや都市計画段階での防災アセスメントの必要性がとくに重要であるに関係している.つぎに,都市災害発生危険度の指標として都市の人口密度と歳入額の組み合わせによる関数を提案し,これをわが国の大都市に適用することを試みた.さらに,これらの方法を阪神・淡路大震災に適用した.その結果,神戸市の人的被害が甚大であった6区,西宮市及び芦屋市を対象にすれば,計算による最大死者数が8,450名となり,今回はその半数が犠牲になったと考えられた.残りの半数の犠牲者については,その被災シナリオが隠れている.そこで,時間的な犠牲者数の変化を求めるために,朝,夕のラッシュアワ-,ビジネスアワ-,夜に直下型地震が発生したときの被災シナリオを考え,死者数を求めるためにどのような情報が必要かについて検討した.これに基づいて,最終年度に詳しく検討し,ここで提案した方法の適用性を明らかにすることになった.都市化評価指標の標準化に関する研究では,都市の性格を特徴づける人口1人当たりの収入や地方税などの幾つかの代表的な項目によって構成される総合的な指標を作り,その適用性を検討した.その結果,都市の多様性は,集団生物学における種の多様性を表すために用いられる情報量方程式を利用すると,都市多様性指数という形で求められることを見いだした.つぎに,都市ライフラインの健全度評価では,複数のライフライン,たとえば電気と水道と都市ガスなどの系が相互的な故障によって,どの程度相互に影響が波及するかを宇治市を対象として具体的に考察し,複数ライフラインの同時故障確率の評価方法を導いた.とくに,複数ライスラインの故障によって,経済損失がどの程度になるかを評価するモデルを提案した.さらに,都市空間の密集度評価に関する研究では,阪神・淡路大震災における鉄道被害に適用し,24時間の任意の時間帯,たとえばラッシュ時であればどの程度になるかについての定量的評価方法を提案した.そして,これを阪神・淡路大震災に適用した結果,地震が発生した午前5時46分では,実際の被害はかなり安全側に出ていることを見いだした.また,午前8時であれば,死者,負傷者数は1,300人程度に増加し,その対応が極めて難しいことが見いだされた.そして,これらの成果を総合して,阪神・淡路大震災における最大犠牲者数を評価したところ,6,308名のおよそ1.3倍に成り得ることを明らかにした.
食品への照射技術の新たな応用の可能性の検討

本研究は、ガンマ線に対して線量率が高い電子線照射による、食品中の脂質の変質の抑制について解析し、また電子線およびガンマ線による食品タンパク質の抗原性の低化を解析することを目的とした。2018年度は食品中のタンパク質の抗原性の低減化について研究を進めた。卵白および牛乳を実験材料とし、室温、大気条件下においてガンマ線または電子線を照射した。ガンマ線は線量率3kGy/h、電子線照射はビームエネルギー10MeVにて照射した。Tris-HCl buffer、あるいはSDS・2-mercaptoethanol bufferによりタンパク質を抽出した。タンパク質抽出量を測定しELISAにより卵白のオボアルブミン、牛乳のカゼインおよびβ-ラクトグロブリンの抗原性を評価した。ELISAによる固ゆで卵白のTris-HCl buffer抽出サンプルのオボアルブミン検出レベルは大きく低下し、オボアルブミンの加熱による抗原性の低下を反映していた。放射線照射した卵白Tris-HCl buffer抽出サンプルのオボアルブミン検出レベルは減少し、抗原性の低下がみられた。牛乳のカゼイン、およびβ-ラクトグロブリンは、高線量照射・Tris-HCl buffer抽出サンプルにおいて検出レベルが低下した。以上より、卵白および牛乳のアレルゲンにおいて電子線およびガンマ線の中線量および高線量照射により抗原性が低下することが示唆された。食品照射技術は、変質による食品の損耗の低減や病原性微生物の制御を可能とする技術である。本研究では、ガンマ線に対して今後利用の増加が見込まれる、電子線照射による食品中の脂質の変質の抑制について解析する。また照射した油脂の生物学的毒性を動物培養細胞を用いて調べる。さらに電子線およびガンマ線による食品中のタンパク質のアレルゲン性の低減効果を解析することにより、食品への照射技術の新たな応用の可能性について検討する。平成26年度は、照射した油脂の生物学的毒性について、ヒト前骨髄性白血病細胞(HL-60)を用いて調べた。大気条件下においてガンマ線を高線量照射したダイズ油をHL-60に添加したところ、細胞生存率の有意な減少がみられたが、大気条件下10 kGy照射、及び窒素置換条件下10, 40, 80 kGy照射した場合は細胞生存率の減少はみられなかった。よってガンマ線照射植物油の細胞毒性効果は過酸化脂質によると考えられ、抗酸化物質CatalaseおよびN-acetylcysteineは照射植物油の細胞毒性効果を抑制した。電子線照射による脂質の変質の解析については、GCおよびGC-MS分析により脂質の酸化分解物や揮発性物質等を分析する為の予備実験を行い、実験系の検討を行った。油脂の変質により生成する揮発性物質の測定は、ヘッドスペースガスの直接注入では困難であることから、固相マイクロ抽出法により試料を濃縮して測定することとした。食品照射に用いられる電離放射線には、主にガンマ線が用いられているが、電子線の利用も進んでいる。電子線はガンマ線に対して線量率が高いため、酸化反応が起こりにくいなど、食品成分の化学変化を抑えられると考えられる。本研究は、ガンマ線に対して電子線照射による食品中の脂質の変質の抑制について解析し、また電子線およびガンマ線による食品中のタンパク質のアレルゲン性の低減効果を解析することにより、食品への照射技術の新たな応用の可能性について検討する。油脂標品に電子線およびガンマ線を中線量、及び高線量照射し、脂肪酸組成等の変化をガスクロマトグラフィー(GC)、及びガスクロマトグラフ質量分析(GC-MS)にて分析した。脂質は電子線、ガンマ線共に線量の増加に応じて分解等が進むことが示された。また固相マイクロ抽出(SPME)法により照射油脂の揮発成分を抽出し、GC-MSにより分析した。照射による食品中タンパク質のアレルゲン性の低減化については、免疫学的手法を用いたタンパク質の変化の評価方法について検討した。照射油脂の揮発成分の分析においては、揮発成分の変化が線質及び線量によって異なっていたため、さらなるメカニズムの解明が必要である。照射による過酸化脂質の生成及び変化量の測定を試みたが、測定方法の確立には至らなかった。照射による食品タンパク質のアレルゲン性の低減化については、アレルゲン性の評価方法のさらなる検討が必要である。本研究は、ガンマ線に対する電子線照射による食品中の脂質の変質の抑制について解析し、また電子線およびガンマ線による食品タンパク質の抗原性の低減化を解析することを目的としている。油脂標品に電子線およびガンマ線を中線量及び高線量照射し、脂肪酸組成の変化をガスクロマトグラフィーにて分析した。大気条件下照射では、ガンマ線に対して電子線照射において、飽和化または異性化した脂肪酸の割合が低い結果となった。また異性化した不飽和脂肪酸の割合は線量依存的に増加した。電子線照射油脂のTBA値は、ガンマ線照射油脂に対して低かった。さらに固相マイクロ抽出(SPME)法により照射油脂の揮発成分を抽出し、GC-MSにより分析した。食品中のタンパク質の抗原性の低減化については、卵白及び牛乳の主要なアレルゲンにおいて、電子線およびガンマ線の中線量及び高線量照射によりELISAの検出レベルが低下し、抗原性が低下することが示唆された。照射油脂の揮発成分の分析においては、分析条件を変更しデータを取り直した。照射による食品タンパク質の抗原性の低減化については、解析を進めるアレルゲンや測定方法の検討が必要であった。所属研究機関の変更があった。

本研究は、ガンマ線に対して線量率の低い電子線照射による、食品中の脂質の変質の抑制について解析し、また電子線およびガンマ線による食品タンパク質の抗原性の低化を解析することを目的としている。油脂標品に電子線およびガンマ線を中線量及び高線量照射し、脂肪酸組成の変化をガスクロマトグラフィーにて分析した。各照射条件において未照射サンプルでは、オレイン酸メチルエステルの他にパルミチン酸メチルエステル、ステアリン酸メチルエステルが検出された。ガンマ線および電子線照射ではさらに、エライジン酸メチルエステルが検出された。それらの割合は大気条件下の照射サンプルではガンマ線より電子線照射サンプルの方がどの線量でも低かった。エライジン酸メチルエステルの割合は放射線の線量依存的に増加した。よって照射により生成しているといえる。未照射ではトランス型不飽和脂肪酸は検出されず、照射により脂肪酸組成における割合が線量依存的に増加した。食品中のタンパク質の抗原性の低減化については、卵白及び牛乳の主要なアレルゲンにおいて、電子線およびガンマ線の中線量及び高線量照射によりELISAの検出レベルが低下し、抗原性が低下することが示唆された。卵白オボアルブミンに対して、ガンマ線、及び電子線照射ともに抗原性の低下に同程度の効果があり、牛乳βラクトグロブリン及びカゼインにおいては、特にガンマ線の高線量照射により、抗原性の低下がみられた。所属の異動により研究環境が変化し、当初の予定より進捗が遅れた。また研究計画を変更した。本研究は、ガンマ線に対して線量率が高い電子線照射による、食品中の脂質の変質の抑制について解析し、また電子線およびガンマ線による食品タンパク質の抗原性の低化を解析することを目的とした。2018年度は食品中のタンパク質の抗原性の低減化について研究を進めた。卵白および牛乳を実験材料とし、室温、大気条件下においてガンマ線または電子線を照射した。ガンマ線は線量率3kGy/h、電子線照射はビームエネルギー10MeVにて照射した。Tris-HCl buffer、あるいはSDS・2-mercaptoethanol bufferによりタンパク質を抽出した。タンパク質抽出量を測定しELISAにより卵白のオボアルブミン、牛乳のカゼインおよびβ-ラクトグロブリンの抗原性を評価した。ELISAによる固ゆで卵白のTris-HCl buffer抽出サンプルのオボアルブミン検出レベルは大きく低下し、オボアルブミンの加熱による抗原性の低下を反映していた。放射線照射した卵白Tris-HCl buffer抽出サンプルのオボアルブミン検出レベルは減少し、抗原性の低下がみられた。牛乳のカゼイン、およびβ-ラクトグロブリンは、高線量照射・Tris-HCl buffer抽出サンプルにおいて検出レベルが低下した。以上より、卵白および牛乳のアレルゲンにおいて電子線およびガンマ線の中線量および高線量照射により抗原性が低下することが示唆された。実験環境の整備を行い、電子線照射による脂質の変質の解析において、GC-MS分析の実施が可能となった。電子線照射による脂質の変質の抑制の研究を継続する。
複眼内視鏡を用いた消化管運動機能計測システムの開発

消化管の運動(蠕動・収縮・弛緩)機能を定量的に評価するために、複眼内視鏡を用いて3次元的に収縮波の計測および対象部位容積の計測を行うシステムを提案した。蠕動に対しては蠕動運動により発生する収縮波の位置・高さの時間変化を、弛緩・収縮に対しては対象部位の容積変化を用いて評価する。内視鏡先端のぶれを考慮に入れて収縮波及び容積を3次元的に計測するアルゴリズムの構築を行い、実機実験により提案システムの検証を行った。消化管の動きを計測し,運動機能を定量的に評価するシステムの開発を提案する.本年度は,容積計測および内視鏡の移動量推定アルゴリズムの開発を中心に研究を行った.消化管の容積計測が可能となれば,消化管の伸縮性能を評価できると考えられる.複眼構造を持つ内視鏡を用いて消化管を3次元計測し,消化管が概ね直管の連結で近似できることを利用して一定距離ごとに消化管の径を計測して積分を行うことにより容積を計算するシステムを構築した.システムの評価を行うために,既知形状物体として,シリンジ内に消化管のテクスチャを貼り付けたものを使用して検証を行った.また,内視鏡を体内に挿入して計測する場合,内視鏡先端は宙に浮いた状態であり,位置が常に一定とは限らない.時系列で消化管の運動を評価するためには,内視鏡の位置合わせが必要となるため,内視鏡の移動量推定システムを合わせて構築した.複眼構造を持つ内視鏡を用いるため,計測範囲内の物体の3次元的な移動量を計測することが可能であり,この情報から内視鏡の位置推定を行うことができる.ただし,消化管の動きを計測することを目的としているため,内視鏡でとらえた動画像中には消化管自身の運動に起因する動きとカメラが動いたことに起因する動きの両方が含まれる.そこで,パラメータのロバスト推定に一般的に用いられているRANSACアルゴリズムを用いて,消化管自身の運動に起因する動きを排除することを試みた.CG画像及び既知の動きをする人工物を与えた軌跡で動く内視鏡で撮影して検証を行った.現在システムの構築は順調に進んでおり,計測しやすい形状の物体については検証が進んでいる.消化管の動きを計測し、運動機能を定量的に評価するシステムを構築した。本年度は消化管と内視鏡の相対的な位置関係を推定するアルゴリズムの構築とこれまでに構築したアルゴリズムを組み合わせた消化管運動の計測についての評価を中心に行った。前年に構築した容積計測のアルゴリズムや収縮波計測アルゴリズムにおいて計測誤差を低減するために、消化管と内視鏡の位置関係の取得を検討した。内視鏡を体内に挿入して計測する場合、内視鏡が消化管に対してどの向きを向いているのかが分からない。そこで、消化管が概ね直管の連結で近似できることを利用して、複眼内視鏡から取得した消化管壁の3次元構造データから内視鏡に対する消化管の向きを推定するアルゴリズムを構築した。システムの評価を行うために、直管内に様々なテクスチャを貼り付けたものを使用して検証を行った。また、前年に構築した内視鏡の位置推定アルゴリズムと組み合わせ、内視鏡から得た動画の各フレームから得られた3次元情報を連結させることで、内視鏡の視野を疑似的に拡大する手法についても検証した。また、消化管の動きを計測するアルゴリズムについて検証を行った。収縮波を模擬した物体と評価用の複眼カメラを用い、カメラに手ぶれを与えて収縮波の早さ・高さの計測を行った。計測された収縮波はぶれ補正のアルゴリズムを利用しない場合には手ぶれの影響により正しい計測値が得られなかったが、ぶれ補正のアルゴリズムを使うことによって計測誤差が改善することが示された。実際の消化管は襞があることやテクスチャが人工物とは異なるため,それらへ対応できるようにシステムを改良し,動物の腸などを用いて検証を行う.医看工学
温度感受性受容体を介した消化管蠕動制御の分子機構の解明と機能性消化管障害への応用

本研究では、TRPチャネルを介した消化管蠕動制御のメカニズムを明らかにする。さらに、消化管運動異常と関連の高い機能性消化管障害におけるTRPチャネルの役割を検討し、その病態を明らかにし、TRPチャネルを標的とした治療の開発に向けた基礎研究を行い、今後の臨床応用へと発展させたい。