hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
協調型ドライブシミュレータを用いた交差点における自転車安全施策の評価

このため,自転車が車道部走行する交差点での挙動分析とともに.自動車と自転車が同一仮想空間を走行できる協調型ドライブシミュレータ(DS)を開発し,左折巻き込み対策として,レーンを連続させる分離方式,交差点手前で自転車と自動車を混在させる混在方式について,評価実験を行った.衝突前時間(TTC),衝突発生率などの安全性の視点からは混在型が優れているが,運転者の不安感では混在型の評価は高くなく,普及にむけて,教育・周知が必要なことが明らかになった.当初目標としていた実験シナリオの確定,実験用DSの開発と性能確認を終えることができている.多様な実験シナリオでの被験者数を増化させた実験は,予定通りには実施できていないが,現在準備中であり,最終年度の終了までに予定した実験を終えるめどはたっている.27年度が最終年度であるため、記入しない。都市交通計画2カ年にわたり開発した協調型ドライブシミュレーター(DS)を用いて,以下の実験を実施し,自転車交差点設計の基本的知見を整理する.1.昨年試行した自転車・自動車のDS実験をもとに,多様な走行シナリオのなからか評価対象安全施策を絞り込む。レーンを交差点まで連続させて直進させる方式,手前で法定外表示による自転車と自動車をマージさせる方式,自転車を直進させずに交差させる方式,さらにはこれらに信号制御を付加する方式を想定する。2.協調型DSによる干渉型実験を行う。信号交差点における安全施策の代替案に対して,自転車自動車交通量,運転者属性,左直進行割合,遅い自転車の混入割合などの条件を変化させた場合の実験を行う。交差点安全施策についての得失を明らかにする.3.以上の知見をもとに,交差点における自転車交通安全施策についての評価をとりまとめる。4.交通工学研究会において発刊する「平面交差の計画・設計自転車通行を考慮した交差点設計の手引き」の付加的情報を整理し,講習会にて発信するとともに,我が国における自転車交差点設計の基本的な知見として普及を図る。以下のように,次年度のDS実験実施に向けての準備はおおよそ完了している.1.車道型交差点での自転車・自動車の走行特性を把握するためモニターが走行する計測装置付き自転車(プローブバイシクル)を用いて分析を行った結果.錯綜状態の発生状況を把握することができている.当初予定していたビデオ調査は経費の関係で実施できなかったが,必要が生じた場合は既存の調査ビデオを入手して分析を進める予定となっている.2.自転車DSと自動車用DSを連動させる協調型DSの整備については,当初予定していなかったソフト改良と機器整備が必要となったが.予算使用をソフト整備を先行させるよう変更して,徳島大学の実験室でドライビングとサイクリングの連動機能を実現できている.27年度が最終年度であるため、記入しない。シミュレータの再現性改良のための備品の納期が遅れて次年度となった.本研究の成果をもとに出版を準備している「自転車通行を配慮した交差点設計の手引き」の打ち合わせが3月から一部4月以後の開催となった.27年度が最終年度であるため、記入しない。1.整備したDSの現実環境との整合性のチェックを行うとともに,自動車から自転車を確認する際のバックミラー機能の整備,自転車が自動車挙動を確認するためのウィンカー機能などの付加を検討する.
異物通過性に優れたマイクロプロペラ水車の開発

本研究の目的は,異物通過性に優れたマイクロ水車を開発することである.4枚の羽根をもつランナを円管の内部に格納したプロペラ型水車である.異物の通過を容易にするため,ランナ中心軸の周りには円形の空洞がある.回転軸の省略により確保できた空間であり,この水車の独創性のひとつである.本研究では,このプロペラ型中空マイクロ水車を実験室内の回流装置に組み込み,水車の効率と異物通過性を調べた.ただし,水流中の異物を模擬するためポリエステル繊維を水車に流入させた.その結果,水車効率とポリエステル繊維の通過性に及ぼすランナの空洞直径,羽根先端形状およびガイドベーンの影響を明らかにできた.本研究の最終目的は,異物通過性に優れたプロペラ式マイクロ水車を開発することであるが,その初年度に計画されていた実験的研究をほぼ完遂できた.すなわち,異物挙動の観察と異物通過率の測定による,異物通過性の解明を実施した.その内容は,以下の通りである.まず,実験装置を製作した.中心軸の周囲に円形の空洞をもつプロペラランナを3DプリンターによりPLA樹脂で製作した.4枚の羽根をもつ平板翼列である.ランナ直径D1に対する空洞直径D2の比を中空率として定義し,D2/D1 = 0, 0.25, 0.375, 0.5を実験に用いた.つぎに,ポリエステル繊維をマジックハンドで掴んで水車の上流管へ運び,水流中へ導入し,水車を通過する際の繊維の挙動を観察した.ただし,質量0.5 gの繊維を直径約10 mmの球形に成形し,3分間隔で合計10 gの繊維を導入した.閉塞が生じた場合には,実験後に水車を分解してランナの前面を写真撮影した.繊維の挙動や閉塞に及ぼす中空率の影響を把握できた.水車効率も同時に測定し,導入した繊維の質量と効率の関係を明らかにできた.また,単位時間に導入したポリエステル繊維の質量m0に対して,水車を通過した質量m1の比m1/m0を異物通過率として定義し,異物通過率に及ぼす中空率の影響を解明した.以上の実験的研究により,ポリエステル繊維による付着や閉塞を受けない,異物通過性に優れたプロペラ式マイクロ水車の開発の目途が立った.次年度に予定されている流れのシミュレーションとの併用により,開発が加速することはほぼ確実である.上記の実績の概要は,年度当初に計画した研究内容にほぼ沿うものであり,研究の進捗はほぼ計画通りである.また,実施した研究に対して,いくつかの新規成果が得られていることから,研究実施状況についても望ましい状態が継続している.本研究の最終目的は,異物通過性に優れたプロペラ式のマイクロ水車を開発することである.研究の二年度目において,水車性能に及ぼすガイドベーンの影響を室内実験で調べた.水流に含まれる落葉やごみなどの異物の通過を容易にするため,ランナとガイドベーンの中心軸の周りに円形の空洞が付与された中空マイクロ水車を用い,ランナ外径D1に対する空洞直径D2の比を中空率として定義し,D2/D1 = 0,0.25,0.375,0.5の場合を調べた.異物としてポリエステル繊維を用い,水流中に導入した質量m0に対して水車を通過した質量m1の比を異物通過率として定義した.その結果,以下の結果が得られた.(1)ポリエステル繊維の導入がない清水時には,ガイドベーンの設置により水車効率が向上した.効率はD2/D1の増大につれて低下するが,D2/D1=0.25の場合の効率は空洞がない場合(D2/D1=0)とほぼ同じであった.(2)空洞がない場合の効率は,m0の増大につれて低下する.しかし,D2/D1=0.25の場合には低下率が小さい.D2/D1=0.375と0.5の場合には効率は低下しない.(3)空洞がない場合,ポリエステル繊維によるガイドベーンの閉塞とランナへの繊維の付着に起因して,効率が低下した.(4) D2/D1=0.25の場合には,ガイドベーン先端部に繊維が付着するが閉塞には至らず,ランナへの付着もない.D2/D1=0.375と0.5の場合には,繊維は付着することなく完全に通過する.空洞の影響が顕著に現れる.本研究の目的は,異物通過性に優れたマイクロ水車を開発することである.4枚の羽根をもつランナを円管の内部に格納したプロペラ型水車である.異物の通過を容易にするため,ランナ中心軸の周りには円形の空洞がある.回転軸の省略により確保できた空間であり,この水車の独創性のひとつである.本研究では,このプロペラ型中空マイクロ水車を実験室内の回流装置に組み込み,水車の効率と異物通過性を調べた.ただし,水流中の異物を模擬するためポリエステル繊維を水車に流入させた.その結果,水車効率とポリエステル繊維の通過性に及ぼすランナの空洞直径,羽根先端形状およびガイドベーンの影響を明らかにできた.上述のように,本研究はおおむね良好に進捗しており,当初の計画通りの研究を着実に実施することになる.今後は,従来の実験的研究に加え,流れのシミュレーションを併用した多角的な流動解析を通して,より高性能なプロペラ式マイクロ水車の開発を進めていく.流体工学
高速・高度なパターン照合と高圧縮率とを実現するＶＦ符号化の研究

申請者は,可変長-固定長符号(VF符号)の性能改善に取り組んだ.VF符号は,固定長の符号化であるため,圧縮データへのアクセスが容易であるという特長がある.しかし,既存のVF符号は,可変長符号化と比べて圧縮率が劣るという欠点が存在する.これに対し,申請者らは,1999年にLarssonとMoffatらによって提案されたRe-Pairアルゴリズムに固定長符号を組み合わせた新しいVF符号化を提案した.本手法をRe-Pair-VF符号化と名付け,既存のVF符号より優れた圧縮性能を持つことを実証した.本研究の目的は,圧縮率の良いVF符号を確立し,それを実現する効率よい符号化・復号アルゴリズムを開発することである.VF符号は,符号語が固定長であるため,圧縮後のデータの取り扱いが容易である.一方で,これまでに圧縮効率の良いVF圧縮法は知られていなかった.申請者らは,VF符号の枠組みでありながら高い圧縮率を得る方法を見出したが,圧縮速度の低下という問題があった.これに対し異なるアプローチについて検討を行い,その結果,文法変換に基づく圧縮手法であるRe-Pairアルゴリズムの出力を固定長符号化するRe-pair-VF符号を開発するに至った.これにより,gzipを凌ぎ,bzip並みの圧縮率を達成しつつも,高速な圧縮・展開処理が行えるようになった.本年度は,上述のRe-pair-VF符号の改善に取り組んだ.Re-pair-VF符号は,Re-pairアルゴリズムに基づいた手法であるため,Re-pairアルゴリズムの制約を受ける.すなわち,基本的にはオフラインの処理アルゴリズムであり,また(入力データに対して線形時間での)高速な圧縮処理を実現するために,元データの20倍程度のメモリを消費する.このことから,本手法をギガバイト以上の大きなデータに対して一括適用することは困難であった.よって,巨大なデータに対するRe-pair-VF符号化の効率よい手法について研究を進めた.具体的には,入力データを分割処理し,分割されたブロック毎に圧縮を行うのであるが,その際に,各ブロックで共通の辞書を用いるという工夫を実現した.このことにより,大規模なデータに対しても,現実的な圧縮時間でgzipを凌ぐ非常に良好な圧縮率を得ることに成功した.また,提案したRe-pair-VF符号上でのパターン照合アルゴリズムを実現し,従来法(zgrep等)と比較実験を行った結果,2倍程度の速度向上を達成した.VF符号は,テキストの可変長な部分文字列に対して固定長の符号語を割り当てることで圧縮を行う圧縮法である.このような符号語が固定長であるデータ圧縮法は,高速なパターン照合を可能にする.これまでに,文法変換に基づく圧縮手法であるRe-Pairアルゴリズムの出力を固定長符号化するRe-pair-VF符号を開発し,その改善に努めた.申請者らが提案したRe-pair-VF符号は,gzipを凌ぎ,bzip並みの圧縮率を達成しつつも,高速な圧縮・展開処理を行うことができる.上述のRe-pair-VF符号は,基本的にはオフラインの処理アルゴリズムであり,また高速な圧縮処理を実現するために,元データの20倍程度のメモリを消費する.このことから,本手法をギガバイト以上の大きなデータに対して一括適用することは困難であった.この問題に対し,前年度までに,入力データを分割処理して分割されたブロック毎に圧縮を行う際,各ブロックで静的な共通辞書を用いるという工夫を実現した.本年度は,共有する辞書をブロック間で動的に構築する手法について研究・開発を行った.このことにより,途中で入力データの傾向が変化した場合にも適切な辞書構造を保つことが可能となり,全体の圧縮率が向上した.また,Re-pairアルゴリズムによる圧縮データに対して,元のデータ位置を指定した直接的なアクセスを可能にする手法についても研究・開発を行った.通常,圧縮されたデータに対し,元のデータ位置を特定するには,前方から逐次的にデータを展開もしくは解析する必要がある.これに対し,符号語の切れ目を認識するビット列を完備辞書として保持することで,既存手法よりもコンパクトなデータ量を維持しつつ,高速な直接アクセスを実現することができた.申請者は,可変長-固定長符号(VF符号)の性能改善に取り組んだ.VF符号は,固定長の符号化であるため,圧縮データへのアクセスが容易であるという特長がある.しかし,既存のVF符号は,可変長符号化と比べて圧縮率が劣るという欠点が存在する.これに対し,申請者らは,1999年にLarssonとMoffatらによって提案されたRe-Pairアルゴリズムに固定長符号を組み合わせた新しいVF符号化を提案した.本手法をRe-Pair-VF符号化と名付け,既存のVF符号より優れた圧縮性能を持つことを実証した.本研究の目的は,圧縮率の高いVF符号を確立し,それを実現する効率良い符号化・復号化アルゴリズムを開発することである.それによって,大規模データに対する多様な検索要求を高速に処理するシステムの構築を目指す.そのため,申請者が2009年に提案したSTVF符号を元に,高速・高度な検索性能と高い圧縮率とを兼備する新しいデータ圧縮方式を実現する. STVF符号は,短く刈り込んだ接尾辞木を分節木として用いる圧縮方法で,圧縮対象となるテキストが自然言語のように,文脈がある場合(すなわち記憶のある情報源の場合)には高い圧縮率を達成できる符号である.しかしながら,gzipやbzip2など最新の圧縮方法と比較すれば,まだ圧縮率の点で劣っている.ここまでの改善手法では,未使用な符号語の割合を1020%程度にしか抑えられず,これ以上の圧縮率改善には,根本的な発想の転換が必要である.

本年度は,上述の問題に対し,文法変換に基づくデータ圧縮法のアイデアを用い,Re-Pairアルゴリズムによって文法変換されたデータにVF符号を適用することで,データ圧縮率と圧縮速度の向上を図った.これにより,圧縮率においてgzipを上回り,圧縮速度においてSTVF符号の2倍の速度を達成することができた.大規模データに適用するための方針を立て,およそ想定通りの圧縮率の改善を達成できたため.また,高速なパターン照合アルゴリズムの実現に関しても,期待どおりの結果が得られたため.文法変換に固定長符号化を施すという発想の転換により,当初の研究の方向性において期待していた成果以上の結果が得られた.平成24年度では,提案手法の大規模データへの適用のための改善に主に取り組んだ.提案したRe-pair-VF法は,Re-pairアルゴリズムと呼ばれる文法変換に基づいた手法であるため,入力データ長に対して比例した時間で高速な処理が行えるものの,メモリ上に確保できる分量(バッファ分)のテキストしか一度には扱えないオフラインアルゴリズムである.したがって,gzip同様の適応的なテキスト分割に基づいた1パスのVF符号化アルゴリズムの開発が本年度の研究課題の主たるものである.平成23年度に得られた結果に基づいたより実用的なVF符号化を実現するとともに,それにより圧縮されたデータ上を高速に検索するための,高速・高度なパターン照合アルゴリズムについての研究を推進する.一方で,積み残していたアイデアである,gzip同様の適応的なテキスト分割に基づいた1パスのVF符号化アルゴリズムについて研究開発を行う.このアイデアの実現を検討し,理論的・実際的に効率よいアルゴリズムを模索する.該当なし平成23年度は,おおよそ予定通りに予算を執行した.しかしながら,年度末に資料整理のための事務用品を購入した際,納品が集計後となってしまい未使用額が発生した.こちらは既に納品済みでありその執行を終えている.
フィトケミカルによるABCトランスポーター発現誘導と癌予防

一般的に肝臓細胞由来の細胞株において薬物代謝などの肝機能が大きく損なわれていることが知られています。最も肝機能が高いとされている初代培養肝細胞においても、その機能は培養経過とともに急速に失われてしまいます。肝臓細胞は細胞-細胞間相互作用、細胞-マトリクス間相互作用および肝臓特異的転写因子などの様々な因子により空間的に厳密な制御を受けることでその機能を維持しています。そして、体外に取り出された肝細胞はこのネットワークが正常に維持できないために、肝機能が低下するものと考えられます。そこで、生体内環境の空間的な模倣を通じ薬物代謝機能や細胞極性を維持した培養モデルの構築・検討をしました。細胞接着基質としてPVLAまたはE-カドヘリンを用い、その接着基質上でマウス肝臓初代培養細胞を培養し、肝機能マーカーの発現量を測定しました。また、蛍光免疫染色法を用い極性タンパク質の細胞質内局在を確認しました。コラーゲン及びE-カドヘリン上で培養したマウス肝細胞は大きな伸展がみられる一方で、PVLA上の肝臓細胞は細胞塊となり胆管様の管腔を形成しました。肝機能についてはCollagen上では3日後には発現がなくなってしまったCypla2,Cyp2c29,Cyp2d22,Cyp2e1,Cyp3aの発現がPVLA上またはE-カドヘリン上で培養することでその発現を維持することができました。特に5日後のPVLA上の肝細胞では他の培養条件に比べ強くCyp3aの活性を維持することができました。Real time PCRを用いてこれらの遺伝子の発現量比を測定したところ10倍から100倍の発現量の維持、また、Cyp3a活性は10倍の活性をCypla2,Cyp2c29活性は2-3倍の活性を維持することができました。親電子性物質によりヒト薬物トランスポーターであるABCC1、ABCC2、ABCG2の発現量が上昇する。薬物トランスポーターの発現誘導は、発癌物質の代謝を促すことで癌の予防に繋がることが予想される。フィトケミカル摂取とABCトランスポーター発現誘導との因果関係の解明を目的とし、フィトケミカルによる癌予防効果をABCトランスポーターの発現誘導という指標から評価することを目的とした。本研究ではABCトランスポーターの中でも特に異物代謝に大きく関与するABCB1、ABCC1、ABCC2、ABCG2に焦点を絞った。これら4種類のABCトランスポーター発現を誘導する化合物の探索を行った。ABCトランスポーターの発現を誘導する化合物の探索するための研究試料として、ヒト肝臓癌由来細胞株HepG2細胞を用いる。〓タマネギに含まれるケルセチンや大豆イソフラボンであるゲニステインを始めとしたフィトケミカル〓核内レセプターをはじめとした転写因子のリガンドまたは活性化剤、および〓ABCトランスポーターの基質または阻害剤、計47種類の化合物をABCトランスポーターの発現を誘導する可能性のある化合物として試験化合物とした。ABCB1、ABCC1、ABCG2はmRNA量がControlの1.5倍、ABCC2はmRNA量がControlの2倍上昇した化合物を候補としたところ、29種類の化合物がABCトランスポーター遺伝子の発現を誘導する候補に挙がった(図1)。ここに候補化合物の一例して、フィトケミカルにおいてはGenistein、Quercetin、Rutinなどの7種類、核内レセプターのリガンドをはじめとする転写活性化剤Lithocholic acid、b-estradiol、9-cis-Retinoic acidなどの15種類、ABCトランスポーターの基質や阻害剤ではSN-38、Doxorubicin、Vinblastineなどの7種類がいずれかのABCトランスポーター遺伝子の発現を誘導した。昨年度の研究において、フィトケミカルによるABCトランスポーターの発現誘導は顕著に見られなかった。これは、代謝されることによりフィトケミカルは活性化するが、HepG2細胞ではCytochrome P450の発現が少ないため誘導が上手くいかなかったのだと考えられる。一般的に、肝臓細胞由来の細胞株は血清タンパク質、尿素、胆汁などの合成や薬物代謝など、肝機能が大きく損なわれてしまう。最も肝機能が高いとされている初代培養肝細胞においても、その機能は培養経過とともに急速に失われる。そのため、肝細胞を用いた既存の細胞培養系では生体内における肝機能を正確に反映できない。そのため当該年度は培養系の検討を行った。肝臓は細胞間、マトリクス間相互作用および肝臓特異的転写因子などの様々な因子により厳密な制御を受けることでその機能を維持している。そして、体外に取り出された肝細胞はこのネットワークが正常に維持されていないため、肝機能が低下するものと考えられる。そこで、生体内環境の空間的な模倣を通じ薬物代謝機能や細胞極性を維持した培養モデルの構築・検討をした。細胞接着基質としてPVLAまたはE-カドヘリンを用い、その接着基質でコーティングした培養ディッシュ上でマウス肝臓初代培養細胞を培養し,肝機能マーカーの発現量を測定した。また、蛍光免疫染色法を用いて、極性タンパク質の細胞質内局在を検出した。細胞の形態はコラーゲン及びE-カドヘリン上で培養したマウス肝細胞は大きな伸展がみられたが、PVLA上での培養は細胞伸展が見られなかった。PVLA上の肝臓細胞はスフェロイドを形成し、胆管様の管腔を有した。そこに胆管側発現トランスポーターであるMrp2の局在がみられた。肝機能についてはCollagen上での肝細胞では3日後には発現がなくなってしまったCyp1

a2,Cyp2c29,Cyp2d22,Cyp2e1,Cyp3aの発現がPVLA上またはE-カドヘリン上で培養することで回復した。一般的に肝臓細胞由来の細胞株において薬物代謝などの肝機能が大きく損なわれていることが知られています。最も肝機能が高いとされている初代培養肝細胞においても、その機能は培養経過とともに急速に失われてしまいます。肝臓細胞は細胞-細胞間相互作用、細胞-マトリクス間相互作用および肝臓特異的転写因子などの様々な因子により空間的に厳密な制御を受けることでその機能を維持しています。そして、体外に取り出された肝細胞はこのネットワークが正常に維持できないために、肝機能が低下するものと考えられます。そこで、生体内環境の空間的な模倣を通じ薬物代謝機能や細胞極性を維持した培養モデルの構築・検討をしました。細胞接着基質としてPVLAまたはE-カドヘリンを用い、その接着基質上でマウス肝臓初代培養細胞を培養し、肝機能マーカーの発現量を測定しました。また、蛍光免疫染色法を用い極性タンパク質の細胞質内局在を確認しました。コラーゲン及びE-カドヘリン上で培養したマウス肝細胞は大きな伸展がみられる一方で、PVLA上の肝臓細胞は細胞塊となり胆管様の管腔を形成しました。肝機能についてはCollagen上では3日後には発現がなくなってしまったCypla2,Cyp2c29,Cyp2d22,Cyp2e1,Cyp3aの発現がPVLA上またはE-カドヘリン上で培養することでその発現を維持することができました。特に5日後のPVLA上の肝細胞では他の培養条件に比べ強くCyp3aの活性を維持することができました。Real time PCRを用いてこれらの遺伝子の発現量比を測定したところ10倍から100倍の発現量の維持、また、Cyp3a活性は10倍の活性をCypla2,Cyp2c29活性は2-3倍の活性を維持することができました。
昆虫の産生する抗菌性蛋白を利用した新しい抗菌薬の開発

センチニクバエ幼虫の体表に注射針で傷をつけると、傷口から侵入するバクテリアの感染を防止すべく、体液中に強い抗菌活性を持った蛋白が誘導される。この蛋白を研究し新しい抗菌薬創製の可能性を検討することが、本研究の目的であった。その結果、抗菌蛋白の一つSarcotoxin【I】が精製され、そのcDNAが単離された。蛋白的な性質を検討した結果、バクテリアに対する選択毒性が高く、医薬品,食品添加物への応用は十分可能であるという結論と得た。又遺伝子の単離は、動植物の細菌抵抗性の種の作製に道をひらくものである。1.Sarcotoxin【I】の精製と同定:体液中に出現する抗菌蛋白の中、低分子成分をSarcotoxin【I】と命名した。この蛋白を精製した結果、Sarcotoxin【I】は、【I】A,【I】B,【I】Cというきわめて構造の類似したサブクラスがあること、各々は39個のアミノ酸よりなり、配列の上で23個のアミノ酸の相違しかないこと、などが明らかとなった。2.Sarcotoxin【I】の抗菌性:【I】A,【I】B,【I】Cとも強い抗菌性を持っており、グラム陰性菌に対して著効を示した。又効果は致死的で、この物質を作用させると数分以内に菌の集落形成能は失なわれることがわかった。その作用点を検討した結果、Sarcotoxin【I】の作用部位は細菌の細胞膜であり、この物質を作用させると速やかに膜電位が消失することがわかった。その結果物質輸送の停止、ATP合成の停止がおこり、バクテリアは死に致るものと思われる。3.Sarcotoxin【I】の構造的特徴及びcDNAクローン:Sarcotoxin【I】は、N末側半分は親水性で陽電荷に富み、C末側半分は疎水性である。従って細胞膜と相互作用しやすい構造を有している。最近、Sarcotoxin【I】AのcDNAクローンの単離に成功した。Sarcotoxin【I】はすぐれた選択毒性を示し、動物細胞に対しては無毒なため、医薬品,食品添加物,ムシバ予防等、巾広い利用法が考えられる。cDNAクローンの単離は、この物質の大量生産に道を開いたものである。
脂質酸化における血液内PAF-アセチルヒドロラーゼの防御的役割の解明

血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼの遺伝的欠損(V279F変異)を持つヒト血漿より密度勾配遠心法によりLDL画分を調製し、Cu^<2+>による酸化修飾を与えた後、ESI-MS/MS法により脂質の分析を行った。その結果、リノール酸の1酸素体および2酸素体を結合するホスファチジルコリン分子種が対照と比べ顕著に増加していた。これら脂質分子種はヒドロキシリノール酸およびヒドロペルオキシリノール酸を有するホスファチジルコリンと推定され、血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼはこれらの酸化リン脂質の分解除去に役割を果たすことが示唆された。一方、ヒト赤血球膜脂質をCu^<2+>で処理した後に、赤血球に存在する主要なPAF-アセチルヒドロラーゼサブタイプであるI型PAF-アセチルヒドロラーゼを作用させた場合の酸化脂質分子種について、ESI/MS/MS法により分析した結果からは、この酵素は、これらの酸化脂質分子種を基質とし分解せず、血漿型酵素とは異なる脂質を基質としている可能性が示唆された。この結果に基づき、ヒト赤血球をA23187で刺激した場合の脂質分子種をESI/MS/MS法により分析したところ、酸化脂質分子種の量的変化は認められなかったが、16:0および18:0のアルキル鎖を持つPAFが増加することを見出した。赤血球膜のホスファチジルコリンは大部分がアシル型であることから、PAFよりもacylPAFの生成が多いことが予想されたが、実際には、PAFの生成がほとんどでありacylPAFの生成量は少なく、赤血球は量的に少ないlysoPAFから選択的にPAFを生成するメカニズムを持つことが明らかとなった。血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼの遺伝的欠損(V279F変異)の有無をヘンイプライマーを用いたRT-PCR法により確かめた結果、V279F変異を有する者を見出し、この者の血漿にはPAFの分解活性が全く見出されないことを確かめた。次に、酵素欠損を有するヒト血漿と正常な酵素活性を持つヒト血漿から脂質画分を抽出し、ESI/MS/MS方による分析に供したところ、両者の間に差は認められず、また、Cu^<2+>による酸化修飾を加えた場合も酸化脂質の蓄積は認められなかった。そこで、血漿より密度勾配遠心法によりLDL画分を調製し、質量分析に供したところ、酵素欠損を有するヒト血漿LDLにCu^<2+>による酸化修飾を与えた場合、リノール酸の1酸素体および2酸素体を結合するホスファチジルコリン分子種が顕著に増加することが明らかとなった。これらの分子種の構造はヒドロキシリノール酸およびヒドロペルオキシリノール酸を有するホスファチジルコリンと推定され、血漿LDLに結合する血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼはこれらの非酵素的ラジカル反応により生成する酸化リン脂質の分解除去に役割を果たすことが示唆された。一方、血液の全PAF-アセチルヒドロラーゼ活性の30%を占める赤血球には細胞内I型PAF-アセチルヒドロラーゼがそのほとんどの酵素活性を担うことが明らかとされている。そこで、この酵素をクローニングし大腸菌に発現させたリコンビナント酵素を調製し、細胞膜脂質やLDL脂質を酸化させたものに作用させ、質量分析法によって解析した結果、ヒドロキシリノール酸およびヒドロペルオキシリノール酸を有するホスファチジルコリンの分解は引き起こされなかった。従って、I型酵素と血漿型酵素の基質特異性は大きく異なり、酸化脂質の分解には血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼが重要な役割を果たすことが明らかとなった。

前年度の本課題における研究成果として、血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼの遺伝的欠損(Val279Phe)を有するヒト血漿LDLをCu^<2+>で処理すると、正常な遺伝子型のPAF-アセチルヒドロラーゼを有する血漿LDLと比較して、ヒドロペルオキシリノール酸およびヒドロキシリノール酸を有するボスファチジルコリン分子種が顕著に増加することを、ESI/MS/MS法により明らかとした。これらの脂質分子種は、血漿LDLの酸化修飾により非酵素的ラジカル反応によって生成されたと考えられることから、血漿型PAF-アセチルヒドロラーゼは、血漿LDLの酸化による酸化脂質分子種の蓄積に対して防御的役割を果たしていることが示唆された。一方、ヒト赤血球膜脂質をCu^<2+>で処理した後に、赤血球に存在する主要なPAF-アセチルヒドロラーゼサブタイプであるI型PAF-アセチルヒドロラーゼを作用させた場合の酸化脂質分子種について、ESI/MS/MS法により分析した結果からは、この酵素は、これらの酸化脂質分子種を基質とし分解せず、血漿型酵素とは異なる脂質を基質としている可能性が示唆された。この結果に基づき、ヒト赤血球をA23187で刺激した場合の脂質分子種をESI/MS/MS法により分析したところ、酸化脂質分子種の量的変化は認められなかったが、16:0および18:0のアルキル鎖を持つPAFが増加することを見出した。赤血球膜のホスファチジルコリンは大部分がアシル型であることから、PAFよりもacylPAFの生成が多いことが予想されたが、実際には、PAFの生成がほとんどでありacylPAFの生成量は少なく、赤血球は量的に少ないlysoPAFから選択的にPAFを生成するメカニズムを持つことが明らかとなった。
メソポーラススペースを利用する重質タール選択的in situ分解

メソポアを有する多孔体は、従来型ゼオライトより大きな細孔を持つため、新しい形状選択性触媒として期待される。そこで、本研究では、メソポーラス物質の存在下で高揮発分の石炭を熱分解し、そのモレキュラーシ-ブ機能を利用して、発生する重質タールを特定の分子サイズを持つ液状成分に変換することを目的とした。メソポーラスシリカとしては、稲垣・福島らの製造法に準じて合成したFSM(Forded Sheet Mesoporous)多孔体を用いた。550°Cで焼成して得たFSMを-196°CでN_2吸着測定を行い、これより求めた平均細孔径と比表面積はそれぞれ約10nmと約1000m^2/gであった。モルターグラインダーを用いて、この多孔体粉末と高揮発分亜歴青炭粒子とを所定の割合で物理的に混合し、この混合物をペレットに成型後、粉砕して3260メッシュに揃えた試料を熱分解に供した。固定床装置を用いて、試料1gを高純度He気流中600K/minで750900°Cまで加熱し、無機ガスや低級炭化水素ガスはGCで分析し、液状生成物はGC-MSで分析した。FSM/石炭の重量比0.30.5では、熱分解生成物中のガスの割合は無触媒の場合とほとんど変わらなかったが、ガス組成は平均しオレフィンが増加した。一方、重質タール分の割合は触媒存在下で減少し、その結果、2環3環の液状芳香族成分が増加した。予想したように、石炭から発生した重質タールがメソポーラス多孔体上で分解して軽質化されることが明らかとなった。しかし、液状生成物の組成が複雑であるためその解析が充分でなく、現段階で、タールの分解がFSMの外表面で起きているのかポア内で進行しているのかを判断することは困難であった。熱分解後のX線回折測定結果からは、FSMの結晶構造はほとんど変化していないので、重質タールがポア内部まで侵入できるならば、モレキュラーシ-ブ機能による分解生成物のin situ分離が期待される。今後の検討課題である。
教育における「合理的配慮」の理解とその概念に関する理論的・実証的研究

わが国においては、「『サポート』と『合理的配慮』が混同されている」との指摘(清水,2017)があるように、合理的配慮の理解に混乱がみられる。本研究は、合理的配慮の概念について整理を行った上で、国内において「合理的配慮」として説明されているもの(障害者基本法第4条第2項の規定や「基本方針」「対応指針」など)を対象に分析を行い、わが国おける合理的配慮の理解の特徴を明らかにしていくものである。
運動時における血液循環調節の小脳機序

運動の協調や姿勢の保持に重要な制御を行っている小脳が一方において血液循環調節に関与していることが示唆されている。又、運動時には必要に応じて骨格筋を中心とした血液循環の調節が行われ、筋肉中のエネルギ-の不足が生じてからこれを補うというだけでなく、予め血液流量を増加して運動開始に備えるという予測制御的な面がある。このような予測制御の場として小脳が一番考えられる。しかし、小脳は麻酔の影響を受けやすく、小脳の制御機構を解明するためには覚醒状態の研究が不可欠である。そこで本研究では、申請者らがこれまで明らかにした血液循環に関与する小脳の小領域3ケ所について、姿勢変換、歩行、走行時にどの様に血液循環調節を行っているか、慢性的に記録及び刺激電極を装着したウサギを用いてその制御機構を解明することを目的とした。まず、ウサギを用いて麻酔下で総頚動脈及び大腿静脈にカテ-テルを挿入、更に左腎交感神経に神経活動の記録用ステンレスワイヤ-双極電極を装着し、覚醒後約1週間にわたり慢性的に体血圧及び腎交感神経活動を記録する方法を確立した。この確立した方法を用いて正常及び小脳の循環調節部位の1つである小脳虫部垂及び小節をカイニン酸により破壊した慢性ウサギを用いて安静覚醒時、受動的体位変換及び自発的運動時に於ける腎交感神経活動及び体血圧の変動を記録し、分析を行った。その結果小脳の循環調節部位の破壊により安静覚醒時の腎交感神経活動及び体血圧の変動が大きくなった。しかし受動的体位変換時のこれらの変動は定性的には正常ウサギと差がなく、一定になるまでの時間経過がゆっくりとなった。一方自発的運動時には正常ウサギでは運動の直前に腎交感神経活動が増加し、血圧が上昇するが、小脳破壊ウサギにおいては一定の反応が見られなかった。以上の研究から、正常で行われている自発的運動あるいは姿勢調節時の血液循環調節に於いて小脳のこの循環調節部位が重要な役割を担っていると考えられる。運動時には必要に応じて血液循環の調節が行われるが、酸素やブドウ糖などの不足が生じてからこれを補うというだけでなく、予め血液流量を増して運動開始後の必要に備えるという予測制御的な面がある。このような予測制御の場として小脳が考えられる。本研究では、申請者らがこれまで明らかにした血液循環に関与する小脳の小領域3ケ所について、実際の姿勢、歩行、走行時にどのように血液循環調節を行っているか、慢性的に記録及び刺激電極を装着したウサギを用いて解明することを目的とした。本年度は、ウサギに動脈及び静脈カテ-テル及び腎交感神経活動記録用ステンレスワイヤ-双極電極を装着し、体血圧および神経活動の覚醒時記録の方法を確立した。その結果、装着後1週間にわたって記録することができた。そこで正常および小脳の循環調節部位の1つである小脳虫部垂及び小節を破壊した慢性ウサギにおいて、安静覚醒時及び体位変換時の体血圧及び腎交感神経活動を記録し、分析を行った。その結果、正常のウサギにおいて安静覚醒時には体血圧はあまり変動せず、交感神経活動は心拍と同期して変動を示した。呼吸性変動は顕著でなかった。20秒間、頭側を30度挙上すると交感神経活動は増加し、体血圧は減少する傾向がみられた。一方、尾側を30度挙上すると反応は逆になった。どちらも数秒以内にほぼ安定した。

予備実験の段階ではあるが、小脳の循環調節部位を破壊したウサギでは安静覚醒時には体血圧および腎交感神経活動の変動が大きく、数十秒にわたり周期的変動がみられた。すなわち、正常で行われている体位変換時の血液循環調節にこの部位が重要な役割を担っていると考えられる。来年度も引続き、以上の研究を行い、この小脳循環調節部位の調節機構を解明して行きたい。運動の協調や姿勢の保持に重要な制御を行っている小脳が一方において血液循環調節に関与していることが示唆されている。又、運動時には必要に応じて骨格筋を中心とした血液循環の調節が行われ、筋肉中のエネルギ-の不足が生じてからこれを補うというだけでなく、予め血液流量を増加して運動開始に備えるという予測制御的な面がある。このように予測制御の場として小脳が一番考えられる。本研究では、申請者らがこれまで明らかにした血液循環に関与する小脳の小領域3ケ所について、姿勢変換、歩行、走行時にどの様に血液循環調節を行っているか、慢性的に記録及び刺激電極を装着したウサギを用いてその制御機構を解明することを目的とした。前年度に確立した方法を用いて慢性的にウサギの腎交感神経に記録電極を装着し、同時に総頚動脈にカテ-テルを留置し、随時腎交感神経活動及び動脈圧の記録を行った。正常及び小脳の循環調節部位の1つである小脳虫部垂及び小筋をカイニン酸により破壊した慢性ウサギを用いて安静覚醒時、受動的体位変換及び自発的運動時に於ける腎交感神経活動及び体血圧の変動を記録し、分析を行った。その結果小脳の循環調節部位の破壊により安静覚醒時の腎交感神経活動及び体血圧の変動が大きくなった。しかし受動的体位変換時のこれらの変動は定性的には正常ウサギと差がなく、一定になるまでの時間経過がゆっくりとなった。一方自発的運動時には正常ウサギでは運動の直前に腎交感神経活動が増加し、血圧が上昇するが、小脳破壊ウサギにおいては一定の反応が見られなかった。以上の研究から、正常で行われている自発的運動あるいは姿勢調節時の血液循環調節に於て小脳のこの循環調節部位が重要な役割を担っていると考えられる。
エントロピー弾性を利用した生体適合性表面の創成

1.PHEMAセミテレケリックの調製:申請者らが見いだしてきたアニオン重合法により片末端に定量的に官能基を有し、且つ分子量及び分子量分布の制御されたPHEMAセミテレケリックを合成した。具体的にはヘキサメチルジシラザンのアルカリ金属塩を開始剤として用い、水酸基を有機シリル基で保護したHEMAの重合特性を検討し、目的生成物が定量的に合成された。2.表面PHEMAブラシの構築:上述のようにして合成した末端アミノ基を有するセミテレケリックPHEMAを用い、モデル表面にブラシを構築した。具体的にはナイロンのアミド基の活性プロトンをメチレンビスイソシアナートで処理して基盤表面にイソシアナート基を導入し、アミン末端PHEMAによってPHEMAブラシを構築した。3.表面ブラシの物理化学的評価:このようにして得られたブラシを接触角測定により解析した。水滴による接触角測定はポリエチレングリコールブラシよりヒステリシスの小さいモデル表面であることが確認された。4.PHEMAブラシ界面の生体適合性評価:まず材料表面に対するタンパク質の吸着抑制効果の検討を、アルブミンを用いて行った。定量に際してはbicinchoninic acid(BCA)による吸光に基づく方法(マイクロBCA法)によって行い、PHEMAをナイロン表面にブラシ状に担持する事によりナイロンはもとより、PHEMAハイドロゲル表面に比べても極めてタンパク質吸着能の低下することを確認した。このようにブラシ上表面はPEGだけでなく、PHEMAでも効果的であることが明らかとなり、今後の研究に期待できる。
新しいCRF family peptidesとストレス応答機構の機能的解析

(1)視床下部CRFを制御する上位のホルモンの一つとして、pituitary adenylate cyclase-activating polypeptideによるCRFニューロンの活性化作用機序について解明した(J Encocrinol 195, 2007)。また、ストレス反応の雌雄差をもたらす因子として、エストロゲンの視床下部ニューロンへの影響を明らかにした(Peptides 29, 2008)。(2)CRF受容体の統御機構として、正常下垂体ACTH細胞では、CRF添加でCRF受容体mRNAはdown-regulationされるのに対して、ヒト及びマウス下垂体ACTH腫瘍細胞ではup-regulationされることがわかっている。また、CRFによるCRFR1 mRNAの速いdown-regulationについては、CRFによりCRFR1mRNAの不安定化が促進されることを明らかとしてきた(Mol Cell Endocrinol 243,2005)。今回の更なる検討では、下垂体CRFR1のdesensitizationを引き起こす因子として、G protein-coupled receptor kinase 2が関与していることを明らかにした(Endocrinology 147 (1),2006)。(3)膵ベータ細胞の実験により、CRFR2の活性化は、CRFR1を介した細胞内Ca^<2+>の増加作用を阻害する可能性があると考えられた(Peptides 27,2006)。このことから、CRFR2アゴニストであるUcnによるストレス反応緩和作用が示唆された。(4)これまでの検討により、CRFノックアウトマウスの利用で、interleukin(IL)-6はCRF非依存性に下垂体POMCの合成に影響を与えることが証明された(Endocrinology 146(12),2005)。免疫系では、Ucn2がIL-10を介して感染を悪化させることが明らかとなった(Endocrinology 146(11),2005)。今回の検討により、血管平滑筋細胞では、Ucnはcyclooxygenase経路を介してIL-6を誘導することが明らかにされ(Endocrinology 147(9),2006)、更に、この誘導はグルココルチコイドの制御を受けることが証明された(Peptides 28,2007)。1,CRF family peptidesであるurocortin(Ucn)1-3は、CRF受容体CRF R2βを介して、心血管系や免疫系に作用する。これまでに、我々はCRF R2βを自然発現しているA7r5血管平滑筋細胞を用いて、同細胞がUcnの刺激によりCRF R2βを介して細胞内cAMPを増加させてIL-6を分泌させることを報告した。今回、我々はIL-6遺伝子転写活性作用を調べ、更に遺伝子転写活性作用と分泌におけるcyclooxygenase経路の関与について検討した。血管平滑筋細胞において、UcnはCRF R2βを刺激し、cyclooxygenase-2経路を介してIL-6発現と分泌を促進させることを証明した。これらのことから、血管組織におけるIL-6増加はautocrine的に血管新生や細胞増殖などに関わる可能性があることがわかった。

(1)視床下部CRFを制御する上位のホルモンとして、pituitary adenylate cyclase-activating polypeptideの作用機序について解明した。ストレス反応の雌雄差をもたら因子としてエストロゲンの視床下部での作用について明らかとした。(2)正常下垂体ACTH細胞では、CRF添加でCRF受容体mRNAはdown-regulateされるのに対して、ヒト及びマウス下垂体ACTH腫瘍細胞ではup-regulateされる。又、CRFによるCRFR1 mRNAの速いdown-regulationについては、CRFによりCRFR1 mRNAの不安定化が促進されることを明らかとしてきた。今回の検討では、下垂体CRFR1の感受性には、Gprotein-coupled receptor kinase 2が関与していることが明らかとされた。(3)膵ベータ細胞の実験により、CRFR2の活性化は、CRFR1を介した細胞内Ca^<2+>の増加作用を阻害する可能性があると考えられた。このことから、CRFR2アゴニストであるUcnによるストレス反応緩和作用が示唆された。(4)これまでの検討により、CRFノックアウトマウスの利用で、interleukin(IL)-6はCRF非依存性に下垂体POMCの合成に影響を与えることが証明された。免疫系では、Ucn2がIL-10を介して感染を悪化させることが明らかとなった。今回の検討により、血管平滑筋細胞では、UcnがIL-6を誘導することが明らかにされ、更に、この誘導はグルココルチコイドの制御を受けることが解明された。
心疾患を発症した労働者の早期社会復帰を目的とした新しい運動療法の開発

筆者らは微小重力環境下で心筋萎縮が生じる宇宙飛行士のための運動プログラム(JAXA's high-intensity interval aerobic training: JHIAT)を開発する研究に取り組んでいる。JHIATは1回の運動時間が15分程の自転車運動プログラムである。最近はJHIATを運動非習慣者やメタボリックシンドローム該当者に適用させる実験を行い、JHIATが安全であり、特に心機能の改善に効果があることを確認している。本研究では、JHIAT研究をさらに進展させ、JHIATが心臓リハビリテーション(心リハ)の分野で活用できるかを検討した。まず、JHIATを心疾患患者用に改変するための実験を行った。JHIAT実践時の対象者の運動強度は各対象者の体力水準を考慮し、設定される。実際の患者を対象とした実験の結果を基に研究グループ内で議論した結果、心疾患患者の運動負荷値(自転車エルゴメータの負荷値)は健常者と比較すると著しく低い値となるものの、運動時間や運動強度の相対値(個人の体力水準を考慮し算出)は健常者同様のプロトコルで差支えないことを確認した。次に、JHIATの効果を検証するための介入実験(週12回×12週間)を行った。その結果(現段階で解析可能な5名の結果)、対象者の心肺持久力(VO2peak)は64%向上した。JHIATは既存の心リハ運動療法としては、最も運動量が少なく、所要時間も短いプログラムである。本萌芽研究により、JHIATが心疾患患者に対しても安全であり、心機能回復に顕著な効果が期待できることが確認された。短時間で効果を得られる心リハプログラムは、心疾患患者の早期職場復帰を可能とするだけでなく、リハビリ時間の短縮など医療スタッフの負担軽減にもつながる。今後、医療現場にJHIATを取り入れるためには、大規模な無策割付比較実験で検証する必要がある。研究代表者らは微小重力環境下で心筋萎縮が生じる宇宙飛行士のための運動プログラム(JAXA's high-intensity interval aerobic training: JHIAT)を開発する研究に取り組んでいる。一方、最近はこのJHIATを運動非習慣者やメタボリックシンドローム該当者など体力低位者に適用させる実験を行い、JHIATが安全であり、心機能の改善に有効であることを確認している。本研究ではこの研究をさらに進展させ、JHIATを心臓リハビリテーションの分野に応用する。研究期間内に行う作業として以下を予定している。1本研究に関わる研究者や医師、看護師、理学療法士、臨床検査技師らで構成するワーキンググループを立ち上げる。研究手順を明確にし、倫理委員会に諮る。2心疾患患者を対象とした予備実験を行い、JHIATを改変する形で、心疾患患者が安全に実践できる運動プロトコル(JHIAT-CR)を開発する。心疾患患者に高め強度運動を適用する本研究では、安全管理体制をいかに構築するかが重要となる。平成28年度は、被験者実験開始前の準備、すなわち、倫理委員会の承認を得るまでの手続きや保険会社との調整に時間を要した。平成28年度は上記1までの作業を済ませたが、実際の被験者実験には至らなかった。2以降は次年度に実施することとなる。倫理委員会の承認を得るまでの手続き、保険会社との調整に時間を要したため。研究期間内に行う作業は以下の通りである。平成29年度は主に上記2を行った。JHIAT実践時の各対象者の運動強度は、対象者の体力水準(運動負荷試験にて測定)をベースに設定される。心疾患患者に向けては、その体力水準は著しく低いため、運動時間を短くしたり、相対的な運動強度を低くしたりする予定であったが、予備実験の結果、運動強度の絶対値(自転車エルゴメータの負荷値)は健常者と比較すると著しく低い値となるものの、運動時間や運動強度(個人の体力水準に対する相対値)は健常者と同様で良いとの結論に達した。本研究では、既存治療法にはない新しい心臓リハビリテーションプログラムによる介入実験を心疾患患者を対象に行う内容であるため、研究体制の構築や加入する保険の調整、2つの研究機関での倫理審査に時間を要し、介入実験の開始が遅延した。現在は倫理委員会の承認も得られ、介入実験を開始している。研究期間を1年間延長し、予定していた全作業を完遂させる。

最近はJHIATを運動非習慣者やメタボリックシンドローム該当者に適用させる実験を行い、JHIATが安全であり、特に心機能の改善に効果があることを確認している。本研究では、JHIAT研究をさらに進展させ、JHIATが心臓リハビリテーション(心リハ)の分野で活用できるかを検討した。まず、JHIATを心疾患患者用に改変するための実験を行った。JHIAT実践時の対象者の運動強度は各対象者の体力水準を考慮し、設定される。実際の患者を対象とした実験の結果を基に研究グループ内で議論した結果、心疾患患者の運動負荷値(自転車エルゴメータの負荷値)は健常者と比較すると著しく低い値となるものの、運動時間や運動強度の相対値(個人の体力水準を考慮し算出)は健常者同様のプロトコルで差支えないことを確認した。次に、JHIATの効果を検証するための介入実験(週12回×12週間)を行った。その結果(現段階で解析可能な5名の結果)、対象者の心肺持久力(VO2peak)は64%向上した。JHIATは既存の心リハ運動療法としては、最も運動量が少なく、所要時間も短いプログラムである。本萌芽研究により、JHIATが心疾患患者に対しても安全であり、心機能回復に顕著な効果が期待できることが確認された。短時間で効果を得られる心リハプログラムは、心疾患患者の早期職場復帰を可能とするだけでなく、リハビリ時間の短縮など医療スタッフの負担軽減にもつながる。今後、医療現場にJHIATを取り入れるためには、大規模な無策割付比較実験で検証する必要がある。平成28年度3月に2機関(労働安全衛生総合研究所、埼玉医科大学)の倫理委員会の承認を得た。平成29年度は年度初めより被験者実験を開始できる。まず、心疾患患者を対象とした予備実験を行い、心疾患患者が安全に実践できるプロトコル(JHIAT-CR)を定める。続いて、心疾患患者を対象にJHIAT-CRと通常の心リハ運動療法とを比較する無作為割付比較試験を行い、JHIAT-CRの効果を検証する。研究期間内に行う全工程は以下の通りである。1本研究に関わる研究者や医師、看護師、理学療法士、臨床検査技師らで構成するワーキンググループを立ち上げる。研究手順を明確にし、倫理委員会に諮る。2心疾患患者を対象とした予備実験を行い、JHIATを改変する形で、心疾患患者が安全に実践できる運動プロトコル(JHIAT-CR)を開発する。平成29年度までに上記2までを済ませたが、倫理委員会の承認を得るまでの手続きや保険会社との調整に時間を要し、介入実験の開始までには至らなかった。平成30年度には無作為割付比較試験を行える見通しである。心疾患患者に高め強度運動を適用させる点について倫理委員会の指導を受けた。その調整に時間を要したため、実際の被験者実験を当初の予定どおり実施できなかった。本研究では、既存治療法にはない新しい心臓リハビリテーションプログラムによる介入実験を心疾患患者を対象に行う内容であるため、研究体制の構築や加入する保険の調整、2つの研究機関での倫理審査に時間を要し、介入実験の開始が遅延した。そのため、介入実験で予定していた支出を実行できていない。
救急救命士による骨髄内輸液路確保の教育プログラム作成に関する研究

本研究は骨髄内輸液(IOI)路確保が、今後の救急救命士の処置拡大項目となることを念頭に教育プログラムを作成することを目的とした。先行的にIOIが病院前救護で広く実施されている海外におけるIOIの教育内容を調査し、救急救命士を対象に実験を行った。調査国はイスラエル国・メリーランド州(U.A.)で、IOIの教育内容だけでなく、救急医療事情についても調査した。イスラエル国では救急と消防組織は分離され、救急搬送で軽傷と判断された場合、通常料金に8%の割増課金とされていた。IOIや胸腔穿刺等の処置は、定期的に人形や動物(ブタ)モデルを使用した実習で技術を維持していた。IOIの教育内容は、(1)基本的知識(2)適応(3)感染予防(4)器具特性(5)使用方法、教育時間は、静脈路確保に要する時間と同様であった。実験は、現役救急救命士(16名)を対象に、IOIの基本的知識と骨髄穿刺器具Bone Injection Gun(BIG)の使用手順を説明し、訓練用下肢・BIGを使用した。各々被験者は、1回練習を行い、実技習熟度を基本的手技20項目でチェックした。知識習熟度をIOIとBIGの基本的知識と手順について30問から正誤チェックした。所要時間は、講義30分、デモンストレーション10分、練習20分、実技評価30分、知識確認15分、質疑応答10分と合計約2時間で行った。実技習熟度は、ほぼ全員がBIGの使い方・手順に問題はなく、知識習熟度は正解率73.393.3%が13名、46.766.7%が3名であった。2時間程度の教育でIOIの使用は問題ないが、感染やトラブル発生時の対応、習熟不足者への補足等を考慮すると静脈路確保に要する時間と同様、または動物(鶏)モデル等も使用しプラス数時間の教育が必要と考えられた。本研究における調査と実験から今後、救急救命士がIOIを実施するあたり、更なる教育システムの構築と充実が必要である。