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モチヴィックホモトピー論における相対的手法の導入

位相幾何学におけるホモトピー論とは、空間の持つ性質のうち、その上の線分を潰しても変化しないものを扱うことを目的としていた。モチヴィックホモトピー論とは、その代数幾何学における類似理論であり、代数多様体内の直線を潰しても変化しない性質を扱う。本研究は、このモチヴィックホモトピー論に相対的手法を導入することを目的としている。このような手法は通常のホモトピー論においては頻繁に用いられるものである。またこれらの応用として、位相幾何学において見られる種々の定理のモチヴィック版の証明も行う。
脳シナプスにおけるカルシウムチャネルサブタイプの分布と機能の加齢変化

大脳皮質シナプスにおけるアセチルコリン合成活性やそのレベルには加齢変化はないものの、脱分極刺激によるアセチルコリン放出が老齢シナプスにおいて低下することが種の違いを超えて認められた。この老齢シナプスにおけるアセチルコリン放出低下は、放出のトリガーとなるカルシウムイオン流入低下によることがカルシウムイオン蛍光指示薬を用いた実験で明らかとなったため,シナプスにおける電位依存性カルシウムチャネル(VDCC)の加齢変化を調べることを目的とした。大脳皮質シナプス膜のVDCCサブタイプの分布を各サブタイプに特異的なブロッカーを用いて調べたところ、L型チャネルが27%,N型チャネルが32%,P型チャネルが27%,Q型チャネルが23%であった。個体の老化によってP型チャネルの分布は全VDCCの16%となり,成熟期のラットに比べて著しく減少していた。さらに,シナプス膜への放射標識ブロッカーの結合実験によって,VDCC密度の加齢変化を検討した。その結果,25ヶ月齢では、L型,N型,Q型チャネルのBmax値,すなわち最大結合サイト数が6ヶ月齢に比べそれぞれ50%,35%,52%と顕著に減少していた。このVDCC密度の減少が、カルシウムイオン流入低下の直接の要因となっていることが推察された。また,L型チャネルブロッカー結合に対するKd値が老齢シナプスで成熟動物シナプスに比べて大きな値を示すことが認められた。この結果は、L型チャネルのブロッカーを結合するサブユニット(おそらく、α1サブユニット)の加齢による構造変化を反映している可能性を示唆していると思われる。以上,本研究の結果から、大脳皮質コリン作動性シナプスにおけるアセチルコリン放出低下とそれに伴うシナプス可塑性の加齢低下の根底には、電位依存性カルシウムチャネルの分布や密度の異常が関与していることが強く示唆された。我々は、マウスおよびラットの大脳皮質シナプトソームからのアセチルコリン放出が老齢で低下していることを見い出したが、コリンアセチル転移酵素活性やアセチルコリン合成には変化のないことを明らかにした。さらに、脱分極刺激でシナプス内で流入するCaイオン量が老齢で低下していることを見い出し、老化脳におけるセチルコリン放出の低下は、電位依存性Caチャネルの異常によるのではないかとの作業仮説を持つに至った。神経伝達物質の放出のトリガーとなるCa流入に関与する電位依存性Caチャネルの分布と量、およびアセチルコリン放出との関連についての加齢変化を明らかにすることが本研究の目的である。電位依存性Caチャネルには電気生理学的および薬理学的に性質の異なる数種のサブタイプが存在することが知られている。電位依存性Caチャネルの各サブタイプに特異的な4種の阻害剤によるシナプトソームへのCa流入阻害実験から、脳シナプスにおけるサブタイプの分布との加齢変化を調べた。その結果、大脳皮質シナプスにはカルシセプチン感受性のL型チャネルが24%,ω-コノトキシンGVIA感受性のN型チャネル32%,ω-アガトキシンIVA感受性のP型チャネルが27%,ω-コノトキシンMVIIC感受性のおそらくQ型チャネルが23%であることが分かった。すなわち,大脳皮質シナプスにおいては複数の電位依存性カルシウムチャネルサブタイプが存在することが本研究で明らかとなった。このCaチャネルサブタイプ分布に加齢による変化を老齢ラットより得たシナプトソームで同様に調べたところ、老齢では,P型の電位依存性カルシウムチャネルの分布の顕著な減少が認められた。以上のように、カルシウムイオン流入低下やCaチャネルの異常が老齢動物脳のコリン作動性神経伝達障害の一つの要因となっていることが本研究によって示唆された。
リン負荷による血管石灰化におけるヒストンメチル化修飾異常の役割解明

糖尿病、高血圧といった生活習慣病に罹患する患者の増加に伴い末期腎不全に至る患者も年々増加している。末期腎不全患者に頻発する合併症として血管石灰化があるが、その発症メカニズムは十分に明らかになっていない。今回我々は、メカニズムの解明のための研究を行った。高リン刺激による血管石灰化には、転写因子KLF4が関与することを見出した。また、この転写因子KLF4はNF-kBと相互作用すること、血管石灰化だけでなく内膜が狭窄するタイプの動脈硬化や心肥大の発症にも関わることを発見し、報告した。慢性腎臓病に伴う動脈硬化性病変では、中膜の石灰化が特徴的である。石灰化病変は心血管死と相関し、慢性腎臓病患者の予後を左右する最も重要な因子の一つであるため、そのメカニズムの解明は治療戦略を立てる上で大変重要である。本研究では、培養細胞および動物モデルを用いて、動脈石灰化に関わる遺伝子発現の変化と、それに伴うエピジェネティック変化を検討することを目的としている。平成24年度までの研究において、培養血管平滑筋細胞では、高リン負荷を行った場合、骨様細胞への形質変換がみられ、その変化には転写因子KLF4が関与することを同定し報告した。平成25年度の研究では、その形質変換を動物モデルで確認すべく、DBA/2系マウスを用いて5/6腎摘あるいはアデニン投与を行い、マウスでの血管石灰化モデルの作成を試みた。現在その表現型を解析中である。石灰化病変は心血管死と相関し、慢性腎臓病患者の予後を左右する最も重要な因子の一つであるため、そのメカニズムの解明は治療戦略をたてるうえでたいへん重要である。本研究では、培養細胞および動物モデルを用いて、動脈石灰化に関わる遺伝子調節の変化とそれに伴う、エピジェネティック変化を検討することを目的としている。培養血管平滑筋細胞を用いた検討では、高リン負荷による血管平滑筋細胞の骨様細胞への形質変換のモデルを用いて、この変化に転写因子Klf4が関与することを同定し報告した(Yoshida et al., J Biol Chem, 2012)。つまり、平滑筋細胞を高リン状態においた場合、平滑筋分化マーカーであるSM a-actin、SM22aの発現が低下し、骨細胞の分化マーカーであるosteopontin、ALP、Runx2の発現が亢進するが、これらの変化にKlf4が関与することを発見した。とくに、Klf4によるosteopontin遺伝子の発現調節機構を遺伝子プロモータのレベルで解明した。また、Klf4は高リン血症をきたすアデニン負荷慢性腎不全動物においても動脈石灰化部位に発現が認められ、慢性腎不全に伴う高リン血症が石灰化病変を形成するにあたって、重要な役割を果たしている可能性が示唆された。現在、これらの遺伝子発現の変化に伴うヒストン修飾の変化を検討している。一方、5/6腎摘を行ったマウスについて、血管石灰化の形成の様子も検討している。C57/BL6系マウスは血管石灰化に比較的抵抗性であることから、CBA/2系マウスに5/6腎摘を施し、12週間後の血管の石灰化を検討している。予備実験の段階では、腎摘後12週での血管においてカルシウム沈着量の増加が認められ、現在それに伴う遺伝子変化、ヒストン修飾変化を詳細に検討している。石灰化病変は心血管死と相関し、慢性腎臓病患者の予後を左右する最も重要な因子の一つであるため、そのメカニズムの解明は治療戦略をたてるうえで大変重要である。本研究では培養細胞および動物モデルを用いて、動脈石灰化に関わる遺伝子調節の変化とそれに伴うエピジェネティック変化を検討することを目的とした。培養血管平滑筋細胞を用いた検討では、高リン負荷による血管平滑筋細胞の骨様細胞への形質変換のモデルを用いて、この変化に転写因子KLF4が関与することを同定し報告した(Yoshida et al., J Biol Chem, 2012)。すなわち、リン負荷は平滑筋分化マーカーの発現を低下させ、骨分化マーカーの発現を亢進させるが、これらの変化にKLF4が関与することを発見した。ノックアウトマウスを用いた検討では、内皮細胞におけるKLF4が内膜肥厚型動脈硬化に抑制的に働くことを発見し報告した(Yoshida et al., J Am Heart Assoc, 2014)。一方、血管平滑筋細胞特異的にNF-kBを抑制するマウスを樹立した。このマウスに血管傷害を起こした場合、内膜肥厚性動脈硬化の形成が有意に抑制されることから、血管平滑筋におけるNF-kBの重要性が生体内でも明らかとなった(Yoshida et al., J Am Heart Assoc, 2013)。

腎不全病態においてもNF-kBが血管石灰化に関与している知見が得られつつあり、そのエピジェネティックメカニズムを検討中である。また慢性腎不全ラットに高血糖を誘導し、糖濃度・リン濃度と血管石灰化との関係を解析した(Yoshida et al., J Vasc Res, 2013)。このように、本研究では血管病変の形成における転写調節メカニズムについて新知見を得ることができた。心腎血管疾患高リン負荷による血管平滑筋細胞の骨様細胞への形質変換に関与する転写因子を同定し、また、DBA/2系マウスを用いた血管石灰化モデルの検討も開始できた点で、平成24、25年度の計画はおおむね順調に進展していると言える。高リン負荷による血管平滑筋細胞の骨様細胞への形質変換に関与する転写因子を同定し、また、CBA/2系マウス用いた血管石灰化モデルマウスを樹立できたという点で、平成24年度の計画は順調に進行したといえる。培養血管平滑筋細胞における高リン負荷モデル、および血管石灰化モデルマウス、さらには血管石灰化モデルラットを用いて、これらの石灰化過程で変化する遺伝子のプロモーター領域におけるヒストン修飾の変化を調べる。同時にその領域に親和性のあるヒストン修飾酵素の同定を行う。培養血管平滑筋細胞における高リン負荷モデル、および血管石灰化モデル動物が樹立したことから、これらの石灰化過程で変化する遺伝子のプロモーター領域につき、ヒストン修飾の変化を調べる。研究費の多くは、細胞培養実験試薬代、分子生物学実験試薬代、免疫組織化学実験試薬代、動物飼育代に使われる。また、研究補助者への謝金にも使用する予定である。
ヨーグルトの抗菌-整腸作用に着目した術後難治性炎症病態に対する新規治療法の開拓

プロバイオティクスであるヨーグルトの抗菌効果および腸内細菌叢是正効果に着目し、潰瘍性大腸炎術後「回腸嚢炎」に対する感染免疫学的効果の検証を目的に研究を開始した。我々はすでに予備試験により新潟県産のヤスダヨーグルトがメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(以下、MRSA)に対して非常に強い抗菌活性を示すことを明らかにしていた。そこで、まずはヤスダヨーグルトのMRSAに対する抗菌活性の機序を解明することに着手した。ヤスダヨーグルトに含まれる乳酸菌のうち、MRSAに阻止円形成を有する乳酸菌を単離培養し、16S rRNA遺伝子解析によりLactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus(以下、LDB)であることを同定した。LDBを各種条件で培養した培養液の上清を用いて、MRSAに対する抗菌効果をディスク法の阻止円径により検証した。その結果、ヤスダヨーグルトのMRSAに対する抗菌活性は、YYGに含まれるLDBが産生する乳酸のpH低下効果および過酸化水素の細胞毒性であることが示唆された。これらの研究結果は、ヤスダヨーグルトがMRSAのみならず他の細菌にも抗菌効果を発揮する可能性を示唆するものである。すなわち、腸内細菌叢攪乱との関連が疑われている難治性回腸嚢炎に対して、安価・安全・美味であるヤスダヨーグルトが治療効果を有することが期待できる。今後、ヒトにおける臨床試験を視野に入れて、ヤスダヨーグルトの回腸嚢炎に対する臨床的効果を検証していく予定である。外科領域を含め、MRSAをはじめとした耐性菌の問題は未だに解決されておらず、新たな抗菌薬開発と新たな耐性菌出現のいたちごっこが続いている。今回我々は、腸内細菌叢のバランス改善効果をもつヨーグルトがMRSAに対して強い抗菌活性を示すことに着目した。予備実験では新潟県産のヤスダヨーグルトが最も強い抗菌活性を示したため、同ヨーグルトのMRSAに対する抗菌活性機序を解明する研究に着手した。ヨーグルトの抗菌活性成分として、乳酸菌が産生する有機酸・過酸化水素・バクテリオシンが候補として挙げられた。ヤスダヨーグルトより抗菌活性成分を産生する乳酸菌Lactobacillus delbrueckiisubsp. Bulgaricus(以下、LDB菌)を分離・同定した。LDB菌を培養し、MRSAに対する抗菌活性効果を各種条件下で検証した。その結果、LDB菌のMRSAに対する抗菌活性成分は乳酸および過酸化水素であることが判明した。今後はさらに、抗菌活性や腸内細菌叢バランス改善をもたらすヤスダヨーグルトの医療への臨床応用の可能性を模索した。外科領域においては潰瘍性大腸炎と腸内細菌叢との関連が示唆されているが、潰瘍性大腸炎根治手術後の回腸嚢炎と腸内細菌叢との関連は明らかではない。ヤスダヨーグルト摂取による回腸嚢炎の改善効果を検証し、同ヨーグルトの臨床応用を目指すとともに回腸嚢炎発症機序の解明を並行して行うことを目標とした。目標としていた研究課題2項目のち、1項目について結論を出すことが出来た、すなわちヤスダヨーグルトのMRSAに対する抗菌活性成分を同定できたため。ヨーグルトは腸内細菌叢バランスの改善効果を有する。われわれは、新潟県産のヤスダヨーグルトがメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)に対する強力な抗菌効果を有することに着目し、この抗菌効果が腸内細菌叢バランスの改善に寄与するとの仮説を立てた。平成27年度までにヤスダヨーグルトがMRSAに対して強力な抗菌作用を有することを明らかにした。平成28年度に、ヤスダヨーグルトの抗菌活性物質を同定する基礎研究を行った。同研究により、ヤスダヨーグルトの抗菌活性は、乳酸菌Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus(以下、LDB菌)が産生する乳酸および過酸化水素であることを証明した。平成29年度には、同研究の成果を論文化して公表した。このように強力な抗菌活性効果を有するヤスダヨーグルトは腸内細菌叢バランス改善効果を期待できる。ヤスダヨーグルトの腸内細菌叢バランス効果を検証するため、平成29年度よりヒトのヤスダヨーグルト摂取による便細菌叢変化を検証する前向き介入研究を開始した。便細菌叢の解析には16S rRNA遺伝子解析を用いている。ヤスダヨーグルト以外の食事内容の腸内細菌叢への影響を検証するため、BDHQ質問票を採用した。さらに、PAC-QOL質問票によりヤスダヨーグルト摂取による排便状態の改善を評価することとした。現在試料を収集・解析している段階である。この前向き研究によりヤスダヨーグルトの腸内細菌叢バランス効果を証明した後に、腸内細菌叢と密接に関連する回腸嚢炎あるいは大腸癌などへの臨床応用を模索していく予定である。ヤスダヨーグルトがメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)に対して強力な抗菌活性を有することを平成27年度までに発見し、平成28年度にヤスダヨーグルトの抗菌活性物質を基礎研究により同定した。それらの成果を平成29年度に論文化することができたため。さらに、ヤスダヨーグルトの整腸作用や抗菌作用を臨床応用できるのではないかという着想に至った。その結果、ヒトを対象としてヤスダヨーグルト摂取による腸内細菌叢変化を件称す前向き介入研究を開始することができたため。

ヤスダヨーグルトに含まれる乳酸菌のうち、MRSAに阻止円形成を有する乳酸菌を単離培養し、16S rRNA遺伝子解析によりLactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus(以下、LDB)であることを同定した。LDBを各種条件で培養した培養液の上清を用いて、MRSAに対する抗菌効果をディスク法の阻止円径により検証した。その結果、ヤスダヨーグルトのMRSAに対する抗菌活性は、YYGに含まれるLDBが産生する乳酸のpH低下効果および過酸化水素の細胞毒性であることが示唆された。これらの研究結果は、ヤスダヨーグルトがMRSAのみならず他の細菌にも抗菌効果を発揮する可能性を示唆するものである。すなわち、腸内細菌叢攪乱との関連が疑われている難治性回腸嚢炎に対して、安価・安全・美味であるヤスダヨーグルトが治療効果を有することが期待できる。今後、ヒトにおける臨床試験を視野に入れて、ヤスダヨーグルトの回腸嚢炎に対する臨床的効果を検証していく予定である。今後はさらに、抗菌活性や腸内細菌叢バランス改善をもたらすヤスダヨーグルトの医療への臨床応用の可能性を模索刷る予定である。具体的には、外科領域においては潰瘍性大腸炎と腸内細菌叢との関連が示唆されているが、潰瘍性大腸炎根治手術後の回腸嚢炎と腸内細菌叢との関連は明らかではない。ヤスダヨーグルト(内の乳酸菌)の回腸嚢炎患者便(内の腸内細菌叢)への効果を細菌学的・分子生物学的手法により解明していく。それと並行して、回腸嚢炎患者に同ヨーグルトを摂取してもらうことによる回腸嚢炎改善効果を前向き臨床試験で検証していく予定である。健常人を対象としたヤスダヨーグルト摂取による腸内細菌叢バランス改善効果の前向き介入研究を遂行し、得られた結果を解析する。さらに、それらの成果を学会発表あるいは論文化につなげる。一方、健常人のみではなく、回腸嚢炎や大腸癌を初めとした腸内細菌叢に密接に関連した疾患を有する患者へのヤスダヨーグルトの臨床応用を模索する。具体的には、ヤスダヨーグルトによる腸内細菌叢改善の結果回腸嚢炎が軽快する可能性を前向き介入研究で検証する。あるいは、大腸癌と密接に関連した特定の腸内細菌を検索し、ヤスダヨーグルト摂取によりそれらの腸内細菌が減少する可能性を前向き介入研究で検証する。同時に、ヤスダヨーグルトが腸内細菌叢を改善するメカニズムを細菌学的実験あるいは動物実験により解明する。ヤスダヨーグルト摂取によるヒト前向き介入研究の開始が多少遅れたため、請求が次年度に繰り越されたため。予定通り前向き介入研究を遂行することにより、予定通りの使用計画となる見込みである。
プリオンの増殖と病原性獲得に重要なプリオンの細胞内移動に関与する分子の同定

我々は、細胞内蛋白質輸送関連分子であるソーチリンのプリオン産生及びプリオン病の病態における役割を明らかにするために、プリオン感染細胞及びソーチリン欠損マウスを用いて解析した。その結果、ソーチリンは正常プリオン蛋白質及び異常プリオン蛋白質の両者に結合し、両方の蛋白質をリソゾームに運び分解を促進することを明らかにした。また、ソーチリンは正常プリオン蛋白質のラフト領域から非ラフト領域への移動にも関与し、正常プリオン蛋白質をプリオン産生場から非産生場に移動させる役割を持つことも明らかにした。これらの結果は、ソーチリンが正常プリオン蛋白質及び異常プリオン蛋白質の両者の分解を促進するとともに、正常プリオン蛋白質をプリオン産生場から遠ざけることにより、プリオンの産生を抑制し、その結果プリオン病の病態を制御する宿主分子である可能性を示した。次に、上記の可能性を調べるために、ソーチリン欠損マウスにプリオンを脳内接種した。コントロールとして、野生型マウスにも同様にプリオンを接種した。その結果、コントロールマウスと比べて、ソーチリン欠損マウスはプリオン病を早期から発症し、早期に死亡した。ウェスタンブロティングで異常プリオン蛋白質の脳内産生量を調べると、ソーチリン欠損マウスで異常プリオン蛋白質が早期から産生されていることが分かった。また免疫組織化学的解析により、脳内の異常プリオン蛋白質は早期から広範囲に蓄積していることが分かった。これらの結果は、プリオン感染細胞を用いて明らかになったプリオン産生におけるソーチリンの抑制的機能と一致して、マウスの脳内でもソーチリンはプリオン産生に抑制的に機能し、プリオン病の病態を制御していることを明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。プリオンは、正常プリオン蛋白質が異常プリオン蛋白質に構造変換することにより、増殖する。しかし、その増殖に関与する細胞メカニズムは不明である。我々は、今回、プリオンが感染すると蛋白質運搬分子の一つであるSortilinが著明に低下すること、またSortilinの発現低下で異常プリオン蛋白質の産生が増強し、逆にSortilinの発現上昇で異常プリオン蛋白質の産生が抑制されることを見出した。これらの結果は、Sortilinによる蛋白質運搬がプリオンの増殖に関与することを示した。また我々は、Sortilinが正常プリオン蛋白質及び異常プリオン蛋白質をリソソームへ運搬し分解を促進すること、Sortilinが正常プリオン蛋白質の細胞内局在をプリオン産生領域から非産生領域に変化せることも明らかにした。以上の結果は、プリオンはSortilinの低下を起こし、それにより異常プリオン蛋白質の分解を低下させ異常プリオン蛋白質の蓄積を促進すること、またSortilinの低下により正常プリオン蛋白質の分解も低下させ、より多くの正常プリオン蛋白質をプリオン産生領域に蓄積させ、異常プリオン蛋白質の産生を上昇させることを示唆した。平成27年度には、Sortilinと異常プリオンの結合についてさらに詳細に解析するとともに、Sortilinのノックダウンによる異常プリオンの増加が、異常プリオンのdenovo産生の増加によるのか、または異常プリオンの分解抑制によるものか明らかにすること、またSortilinノックアウトマウスへのプリオン感染を開始することを目標としていた。我々は、Sortilinが正常プリオンのみでなく異常プリオンにも結合することを明らかにし、またSortilinのノックダウンによる異常プリオンの増加は異常プリオンの分解抑制によることも明らかにした。さらに、ortilinノックアウトマウスへのプリオン感染を開始した。以上の理由により、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。平成28年度には、27年度に判明したSortilinのノックダウンによる異常プリオンの増加が異常プリオンの分解抑制による、そのそのメカニズムを明らかにする。

また、Sortilinのノックダウンによりどのような細胞内輸送が障害されるのかさらに解析する。さらに、プリオン感染Sortilinノックアウトマウスの解析を行なう。28年度が最終年度であるため、記入しない。
微小振動子アレイによる触覚呈示と末梢神経障害の定量的測定手法の開発

本研究では、形状記憶合金ワイヤの微小振動子をアクチュエータとして用いた触覚呈示デバイスを構築し、指先感覚の喪失の程度を数値化する、指先触覚感度測定手法を開発した。まず高出力触覚アクチュエータの研究開発をおこない、皮膚の微小部位に様々な周波数の振動刺激を与えることで、触覚の高次知覚の呈示が可能であることを示した。更に指先触覚感度を定量的に測定するシステムを構築し、糖尿病などで引き起こされる末梢神経障害に起因した指先感覚の喪失程度を数値化する測定法の実装をおこない、被験者実験により有効性を示した。糖尿病の症状の進行度を定量的に計れることは、早期の診断や的確な治療に大きく貢献できる。糖尿病の主要な症状の一つである指先の触覚感度低下が、発症の初期から発見でき、症状の進行度を定量的に計れることは、早期の診断や的確な治療に大きく貢献できる。本研究では、糸状に加工した形状記憶合金(SMAワイヤ)の微小振動子をアクチュエータとして用いた触覚デバイスを構築し、微小振動刺激に対する触覚受容器の働きや機能を調べる。更に、糖尿病患者らの症状の一つである指先感覚の喪失の程度を数値化する、指先触覚感度測定手法を開発する。昨年度は主に、SMAワイヤを用いた高出力触覚呈示デバイスの構築を進め、多様な触覚刺激呈示に対する4つの触覚受容器の高次知覚の生起に関する研究をおこなった。本触覚呈示デバイスは、アクチュエータが最大200Hzの振動を起こすため、一般的な半田付けによる方法では、接合界面が動作に追従できず剥離してしまうという問題がおこった。そこで、レーザ溶接によるSMAワイヤの接合方法を開発し、安定して多様な触覚刺激を呈示できるシステムを構築し、その接合強度ならびに振動持続性に関する有効性を実証した。更に、構築した触覚呈示デバイスの動作検証ならびに、振動刺激パターンに対する触覚受容器の高次機能の科学的理解と、指先触覚感度測定システムの制御手法の開発をおこなった。特に、新しい触覚の高次知覚の呈示として、Cutaneous Rabbit現象が可能であることを示し、呈示パラメータの検証をおこなった。また、末梢神経障害に起因した指先感覚の喪失の程度を数値化するプロトタイプを構築し、糖尿病患者を被験者として、指先触覚感度測定実験を開始した。これらの研究成果について、英文論文誌への掲載、国際学会発表、国内学会への発表を行うと共に、現在、特許の申請書類の作成をおこなっている。研究初年度は、SMAワイヤを用いた高出力触覚呈示デバイスの構築と、触覚刺激に対する4つの触覚受容器(FAI, FAII,SAI, SAII)の高次知覚機能の理解に関する研究をおこなった。これまでに申請者らは、SMAアクチュエータに同一の触覚刺激特性を持たせながら、8×8=64素子を面上にアレイ状に配置した触覚呈示デバイスを構築してきた。しかし、高齢者や、触覚感覚の低下した糖尿病患者には、十分に触覚が知覚できないという問題も明らかになった。より多様な触覚感覚の呈示を可能とするために、高出力触覚デバイスとして、高ストロークを実現する構造を開発した。これにより、SMAのミクロンオーダの伸縮を、梃子の原理を応用して触覚刺激子に伝えることによって、上下動に換えて増幅することが可能となった。ここで、回路配線にはSMAワイヤと同程度の径を持つマイクロワイヤを用いるが、アクチュエータが最大200Hzの振動を起こすため、一般的な半田付けによる方法では、接合界面が動作に追従できず剥離してしまうという問題がおこった。そこで、アクチュエータの振動動作を維持しながら、接合部のサイズを線径と同程度に抑えるため、レーザ溶接による両線の接合方法を開発した。これにより、50μm径のワイヤ同士を高精度に重ね合わせ、ビーム熱量とその照射位置を高度に制御してレーザ溶接を行うことが可能となった。

本研究では、糸状に加工した形状記憶合金(SMAワイヤ)の微小振動子をアクチュエータとして用いた触覚デバイスを構築し、糖尿病患者らの症状の一つである指先感覚の喪失の程度を数値化する、指先触覚感度測定手法を開発することを目的とした。前年までの研究で、SMAワイヤを用いた高出力触覚呈示デバイスの構築を進め、皮膚のミクロンオーダの部位に300Hzまでの微小振動刺激を与えることで、触覚の高次知覚であるファントムセンセーションや仮現運動の呈示が可能であることを示した。これらを利用して、物体をなぞった際の様々な触覚感覚が呈示できることを実証し、糖尿病患者の指先感度低下の程度を定量的に測定する手法の基本原理を確立した。研究最終年度は、指先触覚感度を定量的に測定するシステムを構築し、糖尿病などで引き起こされる末梢神経障害に起因した指先感覚の喪失程度を数値化する測定法の実装ならびに、実用化を目指した実証実験をおこなった。指先触覚感度測定システムは、触覚呈示アクチュエータを駆動するドライバおよびマイクロコンピュータ、液晶パネル表示器を電子基板上に一括実装し、乾電池4本で駆動する携帯型装置として構築した。内蔵のマイコンよって、SMAワイヤの振動強度、周波数、振動立ち上がり速度、各素子の駆動タイミング、駆動時間などのパラメータを実時間制御し、触覚刺激を呈示する。指先触覚感度測定は、症状に応じた刺激パターンを手指に与え、これを患者に答えさせることにより感度測定をおこなう手法を実装した。若年から高齢に渡る多様な年齢層の健常者ならびに、様々な診断レベル、症状、治療歴、既往歴を持つ糖尿病患者に対して実証実験をおこない、システムの有効性を確認した。情報工学研究2年目の計画は、振動刺激パターンに対する触覚受容器の高次知覚機能の科学的理解ならびに、指先触覚感度の定量的測定に関する研究の遂行であり、下記の通り、順調に進めることができた。まず前者については、これまでに構築してきた触覚デバイスと、本研究で構築した高出力触覚デバイスとの併用によって、より広範囲の周波数による振動変位ならびに振動圧力の呈示が可能となった。そこで、これまで知られている触覚の高次知覚であるファントムセンセーション(Phantom Sensation)および仮現運動(Apparent Movement)の呈示をおこなう制御パラメータを選定し、これにより物体をなぞった際の多様な触覚感覚が呈示できることを示した。更に、新しい高次知覚として、Cutaneous Rabbit(皮膚上の兎)現象の呈示システムを開発した。この現象を利用して、2つの振動子を用いて皮膚上の二点を特定の条件で刺激すると、その間の複数の位置を触感覚がホッピングしていく幻覚を呈示することが可能となった。更にこれらの高次知覚呈示手法を利用し、指先触覚感度を定量的に測定するシステムの開発をおこなった。触覚呈示デバイスから様々なパターンと強度の振動刺激や高次知覚感覚を呈示し、患者はデバイスへのタッチから知覚される感覚を回答することにより、末梢神経障害に起因した指先感覚の喪失の程度を数値化するものである。現在までに、測定のためのプロトタイプを構築し、本学の附属病院において実証実験ならびに、検査のための振動パラメータの選定を進めた。研究最終年度である次年度には、末梢神経障害の定量的測定システムの実用化を目指し、本デバイスの有効性の検証をおこなっていく。同時に、触覚受容器の高次機能の科学的理解にむけた研究を進めていく。
免疫細胞化学でゴルジ装置を解剖する

平成8年度ラット耳下腺腺房細胞ゴルジ装置の形態と機能の関連について、様々な手段によりゴルジ装置の層板構造を変形させ、ゴルジ装置を構成する要素に分解することを行ない、ゴルジ関連の物質の局在の変化を検討し、以下の知見を得た。層板構造はBrefeldin A(BFA)やオカダ酸により崩壊する。この現象は小胞輸送の変化により誘発されると考えられている。そこで小胞輸送に関与するβ-COP、およびゴルジ内在蛋白であるマンノシダーゼII(ManII)、58Kについて、ゴルジ層板の変化に伴う分布動態を光顕レベルの免疫二重染色により検討した。その結果BFA処理ではβ-COPおよびManIIが速やかに細胞内に拡散するのに対し、オカダ酸処理では両者がゴルジ領域に集中することが判明した。平成9年度上の系をさらに膜系レベルで精査すべく、凍結超薄切片法による解析を試みた。包埋前染色法や親水性樹脂包埋法では得られない反応の局在性や膜系の良好な保存のもとに非常に明瞭に反応を検出することができた。BFA処理ではβ-COPおよび58Kの反応がゴルジ膜の集塊上では弱くなり、粗面小胞体の領域に著しく拡散していた。一方オカダ酸処理のものでは両者の反応は拡散することなくゴルジ集塊に集中していた。また集塊内の膜系には反応陽性の小胞と陰性の小胞が混在することが判明した。以上よりゴルジ層板崩壊のメカニズムはBFAとオカダ酸では異なり、BFA処理のの場合はβ-COPの膜への結合を阻害する結果小胞輸送が停止し、ゴルジ蛋白の拡散に伴って層板構造が崩壊するのに対し、オカダ酸では輸送小胞がゴルジ膜に融合することが阻害されるため、層板が維持されなくなると考察した。ゴルジ層板という複雑精緻な構造が、いかにして成立しているかという問題に対し、逆に層板を崩壊させることにより有力な解答の1つを得た。ラット耳下腺腺房細胞ゴルジ装置の形態と機能の関連について、免疫細胞化学的手法を用いて解析した。その際様々な手段によりゴルジ装置の層板構造を変形させ、ゴルジ装置を構成する要素に分解することを行ない、ゴルジ関連の物質の局在の変化を検討した。その結果以下のような所見を得た。(1)腺房細胞ゴルジ装置の層板構造はBrefeldin A(BFA)やオカダ酸により崩壊する。そこで小胞体-ゴルジ間、あるいはゴルジ内の小胞輸送に関与するβ-COP、およびゴルジ内在蛋白であるマンノシダーゼII(Man II)について、ゴルジ層板の変化に伴う分布動態を免疫二重染色、レーザー顕微鏡により検討した。ゴルジ層板崩壊のメカニズムはBFAとオカダ酸では異なり、BFAの場合は小胞体からゴルジ装置への小胞輸送が阻害される結果層板構造が崩壊するのに対し、オカダ酸では輸送小胞がゴルジ域に達するにもかかわらず、ゴルジ膜に融合することが阻害されるため、層板が維持されなくなると考察した。解剖学会で成果を発表する。(2)Cyclohexamideや低温処理によりゴルジ装置の層板構造を成立維持させる機構の解明を試みた。

Cyclohexamideによる蛋白合成阻害は層板の形成には必須ではなく、20°Cの低温処理に感受性を持つ要因がゴルジ膜を層板として統合するために必須であることを解明した。電子顕微鏡学会で発表する。以上のようにゴルジ装置がその機能を発揮するのに層板構造の成立が有意義であることを証明するためのいくつかの知見を得、研究計画の1年目として充分な成果を得た。今後は免疫電顕による検討を推進する。昨年度はラット耳下腺腺房細胞ゴルジ装置の形態と機能の関連について光学顕微鏡レベルの免疫細胞化学的手法を用いて解析し、以下の所見を得た。腺房細胞ゴルジ装置の層板構造はBrefeldin A(BFA)やオカダ酸の処理により崩壊する。そこで小胞体-ゴルジ間及びゴルジ内の小胞輸送に関与するβ-COP、およびゴルジ内在蛋白であるマンノシダーゼII(Man II)や58K蛋白について、ゴルジ層板の変化に伴う分布動態を免疫二重染色、レーザー顕微鏡により検討した。その結果BFA処理ではβ-COPおよびMan IIが速やかに細胞内に拡散するのに対し、オカダ酸処理では両者がゴルジ領域に集中することが判明した。今年度はこの系をさらに膜系レベルで精査すべく、凍結超薄切片法による解析を試みた。包埋前染色法や親水性樹脂包埋法では得られない反応の局在性や膜系の良好な保存のもとに非常に明瞭に反応を検出することができた。BFA処理ではβ-COPおよび58Kの反応がゴルジ膜の集塊上では弱くなり、粗面小胞体の領域に著しく拡散していた。一方オカダ酸処理のものでは両者の反応は拡散することなく、ゴルジ集塊に集中していた。また集塊内の膜系には反応陽性の小胞と陰性の小胞が混在することが判明した。以上よりゴルジ層板崩壊のメカニズムはBFAとオカダ酸では異なり、BFA処理のの場合はβ-COPの膜への結合を阻害する結果小胞輸送が停止し、ゴルジ蛋白の拡散に伴って層板構造が崩壊するのに対し、オカダ酸では輸送小胞がゴルジ膜に融合することが阻害されるため、層板が維持されなくなると考察した。ゴルジ層板という複雑精緻な構造が、いかにして成立しているかという問題に対し、逆に層板を崩壊させることにより有力な解答の1つを得た。成果を解剖学会および日米合同組織細胞化学会で発表する。
背側縫線核セロトニンニューロンの発火パターンに対する覚醒物質オレキシンの作用

睡眠覚醒調節に関与するオレキシンが発見されて以来、細胞膜電位の変化とそれを引き起こす分子の同定など分子細胞生物学的な影響が検討されてきた。これに対して睡眠覚醒や情動の調節に関与する背側縫線核セロトニン神経においてオレキシンが単純に神経を脱分極させるのではなく、発火様式に影響を与える複数要因が同時に生じ複雑な影響を及ぼしていることを発見した。この発見は近年盛んに行われている生体において記録された実験の結果を理解するうえで非常に重要だが、その機序が完全に同定されたとはいえない。そこで、オレキシンがセロトニン神経の発火様式に及ぼす機能的影響を明らかにする。
磁性-非磁性金属超格子系の素励起の研究

磁性金属-非磁性金属超格子系の物性の解明に先立ち試料の層面構造を吟味する手法として、半導体超格子系の実験で成功を収めているラマン散乱による格子振動モード解明の実験を試みた。対象の超格子系は本研究の分担者中島が、高エネルギー加速器研究機構物質科学研究所小出及び研究分担者片山らと協同で行なった内殻吸収磁気円二色性の実験に用いた系であり、超格子金属磁性に固有な物理現象として、Co膜厚の減少に伴うCoの軌道角運動量の増大が見い出されている。この結果は、Co/Pt多層膜中のCoがfcc構造をとり続けることはなく、810ML付近でhcp構造に移ることに起因すると解釈することで合理的に説明できる。格子力学的に見るとfcc構造ではラマン活性の光学フォノは存在しないが、hcp構造ではラマン活性の光学フォノンが存在するため、Co膜厚の変化に伴う積層構造のスイッチングがフォノンラマン散乱に如何に反映されるかを確かめることは大変興味深い課題である。顕微ラマン装置を用いた実験の結果、従来散乱強度が微弱とされていた金属を対象にするラマン散乱ではあるが、弱いながらも測定にかかるラマン・シフトが観測できた。これらのラマンシフトの系統的同定は未だ確定的でなく、また、再現性についても吟味が必要でもある。しかし、今後、金属超格子系に特有な格子振動を含む素励起をラマン散乱により明かにする端緒のデータが得られたものと考えている。我々は、ラマン散乱により超格子に特有な格子振動モードに関わる効果:(1)超周期構造に伴うモードの畳み込み、(2)モードの封じ込め、(3)異種金属境界で局存する境界モード、(4)表面付近に局在する表面モードなどの格子ダイナミックスの測定、を通して金属超格子の積層構造を明かにする研究を引き続き行う。
クロマチン構造を介したヌクレオチド除去修復機構のin vitroの解析

DNA修復の機構は損傷の多様性に対応して数多く存在する。中でも最も広範囲の種類のDNA損傷を修復するヌクレオチド除去修復(NER)機構に及ぼすクロマチン構造の影響を明らかにするために、精製ヒストンを用いたポジショニングしたジヌクレオソーム(dinucleosome)再構成系とヒトの再構成修復系とを結びつけて、新たにクロマチン・ヌクレオチド除去修復系を確立した。この実験系を用いて、クロマチン構造がUV照射によるDNA損傷の形成に及ぼす影響を解析したところ、クロマチンの高次構造に関わらず、シクロブタン型チミンダイマーと(6-4)光産物の両方のDNA損傷が、裸のDNAと同様に効率良く形成されることが明らかなった。そこでジヌクレオソームの特定の領域に(6-4)光産物を挿入した損傷クロマチンを鋳型として構築し、精製した六つのMER因子による(6-4)光産物の除去反応を解析した。その結果、(6-4)光産物の損傷部位が、ヌクレオソームの中央あるいはリンカーDNAのどちらに位置しても、クロマチン鋳型からの修復は裸のDNAのおよそ15%にまで著しく抑制される事が示された。さらにクロマチン構造を変化させる複合体の一つであるACFがリンカーDNAにある損傷の修復を特異的促進することが示された。以上の結果から、損傷したクロマチンからのNERには、初期の段階でクロマチン構造変換因子によってヌクレオソームが移動して、NER複合体が損傷を除去するのに必要な空間を形成する段階が存在することを示唆するものである。以上の成果は、論文にまとめて発表した(Ura et al.,2001,Embo J.in press)。中でも最も広範囲の種類のDNA損傷を修復するヌクレオチド除去修復機構に及ぼすクロマチン構造の影響を明らかにするために、ヒトの再構成修復系と精製ヒストンを用いたポジショニングしたヌクレオソーム再構成系を結びつけて、新たにクロマチン・ヌクレオチド除去修復系を確立した。またヌクレオソームーポジショニング配列を含む独自の5S dinucleosomeの構造を直視的に解析するために、原子間力顕微鏡を用いたヌクレオソームの位置解析法を確立するに至った。原子間力顕微鏡で5S dinucleosomeの構造を見ると、リンカーヒストンH1が結合するとクロマチンがコンパクトに折り畳まれて構造が変化することが確認されたが、クロマチン構造は、UV照射によるDNA損傷の形成にはほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。さらにクロマチン・ヌクレオチド除去修復系を用いて修復効率を裸のDNAとクロマチン鋳型で比較したところ、(6-4)光産物の損傷部位が、ヌクレオソームの中央にあるいはリンカーDNAのどちらに位置しても、クロマチン鋳型からの修復は裸のDNAの20%以下に著しく抑制される事が示された。しかしクロマチン構造を変化させる複合体のACFはリンカーDNAに損傷がある5S dinucleosomeからの修復を特異的活性化した。以上の結果は修復の初期にヌクレオソームのスライディングによる空間形成の段階が存在することを示唆するものである。
近代日本における戦時精神医療体制―国府台陸軍病院と傷痍軍人武蔵療養所を中心に

本研究の目的は、戦時精神医療の中核施設であった国府台陸軍病院の診療録(原本)を分析し、戦時精神疾患を取り巻く構造や実態を明らかにすることである。今年度は、まず複数の関係機関との調整を経た上で、「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に基づき、研究代表者が所属する慶應義塾大学及び資料保存機関で倫理審査委員会の承認を受けた。その後、資料の全体像と保存状態を把握するため、大学院生のアルバイト数名の協力を得て、アーカイブズ整備を行った。その結果、戦時中に国府台陸軍病院に入院していた患者約1万名のうち、およそ8割程度の患者の記録が残されていることが判明した。恐らくは敗戦前後の混乱による保存状態の悪化のために、一部激しく破損していた資料に関しては、保護措置を講じた。次に、昭和14年度及び18年度の診療録を電子化し、「精神分裂病(現在の統合失調症)」と診断された患者について、階級、発病地、転帰、平均在院期間、原職、傷痍疾病等差、家族や配偶者の有無などのデータ入力を行い、傷痍軍人武蔵療養所のケースとの比較を行った。本研究では、当初利用を予定していた資料の変更、倫理指針の改正、複数の関係機関との調整の必要性などの理由により、研究スケジュールと内容も大きく変更せざるを得なかった。しかし、医療機関が保存する診療録を歴史的に価値のあるものとして長期的に保存する仕組みはまだほとんど整備されておらず、歴史学的な見地から研究利用するケースも国内ではまだ数少ないのが現状である。本研究では、このようにこれまで歴史資料としての利用が困難であった診療録の利用の道筋を模索し、アーカイブズ整備と基礎的なデータの分析を行うことで、診療録を用いた精神医療史の研究環境を大きく改善することができた。本研究は、近代日本における戦時精神医療の中核施設であった国府台陸軍病院と傷痍軍人武蔵療養所の診療録を分析し、精神分裂病(現在の統合失調症だが、以下は当時の病名で統一する)を中心とする戦時精神疾患を取り巻く構造や実態を明らかにするものである。当初の計画では、国府台陸軍病院診療録の複写版を分析する予定であったが、原本の方を利用できる見込みが立った。また、本研究計画に必要な倫理審査は、「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に基づいて行われるが、平成29年2月28日に一部改定された新指針に対応する必要が生じた。そのため、今年度は資料提供に関わる複数の機関との関係構築を新たに行い、倫理指針の改定内容を把握した上で倫理審査を進めていくこととなった。実際の資料分析には遅れが生じているが、分析の対象としては原本の方が資料的価値が高く、保存状況も良好であるため、変更には合理性があると考える。これまでの先行研究が分析の対象としたのも複写版の方であり、複写版の方は入院患者約1万名のうち資料の存在が確認されているのはおよそ8000名であるため、残る約2000名が新たに発見される可能性もある。本研究の研究課題は、(1)戦時精神医療における患者の動態、(2)戦時精神医療における病の解釈と患者の処遇、(3)地域社会や家族の患者へのまなざしの三点に分類されるが、今年度は既に利用環境が整備されている関連資料を用いて研究論文の執筆や研究報告を行った。(2)については、国府台陸軍病院(複写版)診療録を抄録した資料集を用いて、いわゆる「戦争神経症」患者の傷病恩給について分析する論文を執筆し、国府台陸軍病院全体の恩給策定方針も整理した。(3)については、既にアーカイブズ整備が完了している傷痍軍人武蔵療養所の診療録等を用いて、共著論文の執筆と、診療録を用いた歴史研究の意義と課題について研究報告を行った。上記の通り、利用する資料に変更が生じ、多機関と新たに調整の必要が出てきたため。また、倫理指針の改定が平成28年度末に近かったため、新指針の内容が確定してから倫理審査を受けるのが良いと判断したため。ただし、既に分析を進めている傷痍軍人武蔵療養所に関する共著論文を掲載し、国府台陸軍病院に関しても刊行資料を利用して国内外の学会や一般誌での論文執筆を積極的に行い、成果発信に努めた。また、近代日本の日記文化という広い観点から病床日誌の歴史資料としての可能性に関して報告を行い、報告での議論をふまえて論文執筆を進めている。本研究は、近代日本における戦時精神医療の中核施設であった国府台陸軍病院と傷痍軍人武蔵療養所の診療録を分析し、戦時精神疾患を取り巻く構造や実態を明らかにすることを目的としている。当初、2017年度までの2年間の研究プロジェクトであったが、利用する資料に変更が生じ、関係各機関と新たに調整事項が生じたため、2018年度までの期間延長を行った。今年度は、まず資料提供に関わる複数の機関との関係構築を進め、2017年2月28日に一部改定された「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に基づき倫理審査の準備を進めた。実際の資料分析には遅れが生じているが、これらの手続きが順調に進めば、当初利用を予定していた国府台陸軍病院診療録の複写版ではなく原本の方が利用可能となる。戦時精神医療に関わる第一級の資料群を保存・利用できる環境を整備していくことは、今後の医療アーカイブズの発展という長期的な視点で見ても意義が大きいと考える。

今年度の研究実績としては、既に利用環境が整備されている関連資料を用いて、単著『戦争とトラウマ』(吉川弘文館、2018年)において、本研究の3つの研究課題((1)戦時精神医療における患者の動態、(2)戦時精神医療における病の解釈と患者の処遇、(3)地域社会や家族の患者へのまなざし)の全体的な見取り図を描いた。また、既にアーカイブズ整備が完了している傷痍軍人武蔵療養所の診療録等を用いて、診療録を用いた歴史研究の意義と課題についての論文執筆を行った。さらに、(1)の課題については、元兵士へのインタビューを行い、資料が乏しい戦地での精神医療の実態についても調査を行った。上記の通り、利用する資料に変更が生じ、関係各機関と新たに調整の必要が出てきたため。また、倫理指針の改定や、関係諸機関における人事異動のため、倫理審査を新たに受ける必要が生じたため。本研究の目的は、戦時精神医療の中核施設であった国府台陸軍病院の診療録(原本)を分析し、戦時精神疾患を取り巻く構造や実態を明らかにすることである。今年度は、まず複数の関係機関との調整を経た上で、「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に基づき、研究代表者が所属する慶應義塾大学及び資料保存機関で倫理審査委員会の承認を受けた。その後、資料の全体像と保存状態を把握するため、大学院生のアルバイト数名の協力を得て、アーカイブズ整備を行った。その結果、戦時中に国府台陸軍病院に入院していた患者約1万名のうち、およそ8割程度の患者の記録が残されていることが判明した。恐らくは敗戦前後の混乱による保存状態の悪化のために、一部激しく破損していた資料に関しては、保護措置を講じた。次に、昭和14年度及び18年度の診療録を電子化し、「精神分裂病(現在の統合失調症)」と診断された患者について、階級、発病地、転帰、平均在院期間、原職、傷痍疾病等差、家族や配偶者の有無などのデータ入力を行い、傷痍軍人武蔵療養所のケースとの比較を行った。本研究では、当初利用を予定していた資料の変更、倫理指針の改正、複数の関係機関との調整の必要性などの理由により、研究スケジュールと内容も大きく変更せざるを得なかった。しかし、医療機関が保存する診療録を歴史的に価値のあるものとして長期的に保存する仕組みはまだほとんど整備されておらず、歴史学的な見地から研究利用するケースも国内ではまだ数少ないのが現状である。本研究では、このようにこれまで歴史資料としての利用が困難であった診療録の利用の道筋を模索し、アーカイブズ整備と基礎的なデータの分析を行うことで、診療録を用いた精神医療史の研究環境を大きく改善することができた。今後残りの機関で倫理審査を行い、審査が完了次第、資料の分析を開始する予定である。倫理審査は、複数の関係機関で行われることとなり、そのうち一つの機関では既に倫理審査の承認を受けている。H28年度に引き続き、研究報告等を積極的に行い、各分野の専門家の助言を得ながら成果をまとめる。また、近代日本における戦時精神医療を国際的な議論に位置づけるために、英語での研究成果の発信も行う予定である。今後関係諸機関での倫理審査が完了次第、資料の分析を開始する予定である。2017年度に引き続き、研究報告や論文執筆等を積極的に行い、各分野の専門家の助言を得ながら成果をまとめる。利用資料に変更が生じ、資料の分析開始が遅れたため、当初の研究計画で利用予定であった国内旅費、人件費、診療録の電子化のための費用等を使用しなかったため。
重度の聴覚障害をもつ乳幼児における人工内耳の早期装用効果

本研究の目的は、早期(3歳以前)に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児における人工内耳の装用効果は、3歳以降に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児と比べて優れているという仮説を検証することであった。研究の前半は、対象児たちの聴能言語指導が実践され、後半は、対象児たちの聴き取り能力と発語明瞭度が評価された。さらに対象児たちの親御さんの、人工内耳装用に関する満足度調査も行われ、研究結果に加えられた。1)対象児:K県に住む人工内耳を装用し「人工内耳友の会-K県(小児部)」に所属する小児、並びにその親御さんを対象とした。2)研究方法:聞き取り調査(CI2004の幼児用単語検査、幼児用3語文検査、学童用日常生活文検査)発語明瞭度検査(本研究者作成)、アンケート調査(人工内耳に対する親の満足度調査)3)結果:3歳前に装用を開始した小児が、それ以降に装用を開始した小児と比べて明らかに単語と文章の聴き取り、発語明瞭度において優位に優れていた。また装用開始年齢が高くなるにつれて、聴き取り能力も発語明瞭度も低下した。親の人工内耳に対する満足度は、3歳以前に装用を開始した小児の親の方が、人工内耳装用への満足度は高く、言語コミュニケーションは聴覚的方法を用いていた。反対に、装用開始年齢が高くなるほど、親の満足度は低下して視覚的コミュニケーションを用いることが多かった。4)考察:以上の結果から、早期(3歳前)に人工内耳の装用を開始することで、聴取能、発語明瞭度、そして親の満足度が高くなることが明らかになった。諸外国と比べて日本では小児における人工内耳装用の早期化が急速に進まないが、このような結果からも、早期化を阻む諸要素の改善が求められる。本研究の目的は、早期(3歳前)に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児における人工内耳の装用効果(聴取能ならびに言語力)は、それ以降(3歳以降)に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児と比べて優れているという仮説を検証するものである。小児における人工内耳の装用効果に影響を与える要因は、蝸牛の形態(正常、異常)、電極の挿入状態(全電極使用、部分電極使用)、マップ、装用開始年齢、教育方法(視覚法、聴覚法)、親の協力体制、子どもの認知力などが考えられる。本研究の仮説を検証するために、現在、東海大学病院で人工内耳の挿入手術を受けた小児(60症例)を対象として以下の点について評価を行っている。1)電極の挿入状態(レントゲン画像検査)、2)マップの状態(挿入電極数、使用電極数、TCレベルの適正)、3)聞き取り能力検査、4)構音検査、5)言語力検査、6)発達検査、7)装用児が在籍する教育機関の教育方法の調査、8)装用児の親に対するアンケート調査現在、上記の諸検査は継続中で60症例中50%強の検査データを得ているが、まだ研究結果として示すことができない段階である。ただ、現在までに得られた検査データから言えることは、早期に人工内耳を装用することで得られる効果のひとつは構音の質である。早期から装用を開始した難聴児の構音には、ろう児の構音特徴である鼻音、のど声、吸破などがほとんど見られなかった。また、聞き取り能力検査では、早期に装用を開始し、蝸牛に奇形がなく使用電極が18本以上の全症例において、5母音の聞き取りは1年以内に可能となっている。

上記の8項目全ての検査データが得られた段階で、本研究の仮説の検討をおこないたい。本研究の目的は、早期(3歳前)に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児における人工内耳の装用効果(聴取能ならびに言語力)は、それ以降に人工内耳を装用した難聴乳幼児と比べて優れているという仮説を検証するものである。この仮説を検証するために、東海大学病院で挿入手術をうけた小児を対象として以下の点について評価を継続している。1)電極の挿入状態(レントゲン画像)、2)マッピの状態(挿入電極数、使用電極数、TCレベルの適正)、3)聞き取り能力評価、4)構音検査、5)言語力検査、6)発達検査、7)装用児が在籍する教育機関の教育方法論の評価、8)装用児の親に対するアンケート調査現在、調査項目(1)、(2)、(6)、(7)(8)に関するデータは収集することができた。(3)、(4)、(5)は装用児の言語獲得に沿いながら経過観察を必要とするので、現在も継続中である。今年度、夏までにデータの収集を終え、その後、結果と考察を行う予定である。本研究の目的は、早期(3歳以前)に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児における人工内耳装用効果は、3歳以降に人工内耳の装用を開始した難聴乳幼児と比べて優れているという仮説を検証することである。1)対象児:K県のT病院で人工内耳の挿入手術をうけた小児と、人工内耳友の会-K県(小児支部)に所属する小児、並びにその親を対象として以下の検査を行った。2)研究方法:聞き取り検査(CI2004の幼児用単語検査、幼児用3語文検査、学童用日常生活文検査)発語明瞭度検査アンケート調査:子ども人工内耳装用に関する親の評価人工内耳を装用する我が子を育てる親の感想3)結果:聞き取り検査では、3歳前に装用を開始した小児が、それ以降に装用を開始した小児と比べて明らかに単語と文章の聞き取り、発語明瞭度のどの項目においても優位に優れていた。また装用開始年齢が高くなるに比例して、聞き取り能力と発語明瞭度は低下した。親の人工内耳にたいする満足度も、3歳前に装用を開始した小児の親の方が言語コミュニケーションに関しての満足度が高かった。4)考察:以上の結果から、早期(3歳前)に人工内耳の装用を開始することで、聴取能並びに発語明瞭度が上がり、その結果、装用児の親の人工内耳に対する満足度も高いことが明らかになった。今後の課題としては、装用開始年齢が高くなるほど装用効果のばらつきがみられ、個人差が大きくなることの要因を明かにしていくことで、高年齢児に対する人工内耳の適応基準を明らかにしていきたい。