hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強震動データを用いたシナリオ地震に基づく強震動予測手法に関する基礎研究

本研究においては,日本において兵庫県南部地震後全国展開された強震観測網で得られた地震記録を用いて,(1)震源に関する相似則を基本として,震源を特性化することによってより合理的なシナリオ地震時の震源断層モデルを構築し,(2)それにもとづいた強震動予測手法を半経験的,または統計的手法を用いて行って,シナリオ地震時の精度の高い強震動予測方法を確立することを目的としている.(1)気象庁震度計波形記録,防災科技研の強震ネットデータ・基盤強震データ,関西地震観測研究協議会や京都大学防災研究所等の強震データを入手し,適切な地震規模の地震波形のデータベースを構築した.(2)上記の記録に対応して,シナリオ地震のターゲットを先ず近畿地方に絞った.近畿地方における活断層系の活断層情報,地震活動情報の収集を行い,琵琶湖西岸断層,山崎断層を起震断層とした地震シナリオを検討した.(3)中規模地震記録を経験的グリーン関数として用いる場合の問題点を整理するため,統計的グリーン関数法との比較を行った.実記録を用いる場合特に破壊伝播の指向性についての評価が必要であること,統計的グリーン関数では包絡形状のモデル化が重要である.(4)活断層情報,及び適切な規模の(SN比のよい記録が広域で観測されている)地震記録を用いて,ターゲットとした活断層が活動した場合のシナリオに基づく,経験的グリーン関数法を用いた強震動評価を行い,既往経験式との比較や震源パラメータのばらつきが予測された地震動分布にどのように影響を及ぼすのかを評価した.ターゲットとしては滋賀県北西部の琵琶湖西岸断層及び山崎断層系とした.琵琶湖西岸断層に関しては,滋賀県湖東の堆積層が発達した地域や京都盆地,大阪平野などで,特徴的な震動特性が評価された.山崎断層においては,震源域の地盤が相対的に良好である影響が予測地震動に表れていることがわかった.本研究においては,日本において兵庫県南部地震後全国展開された強震観測網で得られた地震記録を用いて,(1)震源に関する相似則を基本として,震源を特性化することによってより合理的なシナリオ地震時の震源断層モデルを構築し,(2)それにもとづいた強震動予測手法を半経験的,または統計的手法を用いて行って,シナリオ地震時の精度の高い強震動予測方法を確立することを目的としている.(1)気象庁震度計波形記録,防災科技研の強震ネットデータ・基盤強震データ,関西地震観測研究協議会や京都大学防災研究所等の強震データを入手し,適切な地震規模の地震波形のデータベースを構築した.(2)上記の記録に対応して,シナリオ地震のターゲットを先ず近畿地方に絞った.近畿地方における活断層系の活断層情報,地震活動情報の収集を行い,琵琶湖西岸断層,山崎断層を起震断層とした地震シナリオを検討した.(3)中規模地震記録を経験的グリーン関数として用いる場合の問題点を整理するため,統計的グリーン関数法との比較を行った.実記録を用いる場合特に破壊伝播の指向性についての評価が必要であること,統計的グリーン関数では包絡形状のモデル化が重要である.(4)活断層情報,及び適切な規模の(SN比のよい記録が広域で観測されている)地震記録を用いて,ターゲットとした活断層が活動した場合のシナリオに基づく,経験的グリーン関数法を用いた強震動評価を行い,既往経験式との比較や震源パラメータのばらつきが予測された地震動分布にどのように影響を及ぼすのかを評価した.ターゲットとしては滋賀県北西部の琵琶湖西岸断層及び山崎断層系とした.琵琶湖西岸断層に関しては,滋賀県湖東の堆積層が発達した地域や京都盆地,大阪平野などで,特徴的な震動特性が評価された.山崎断層においては,震源域の地盤が相対的に良好である影響が予測地震動に表れていることがわかった.本研究においては,日本において兵庫県南部地震後全国展開された強震観測網で得られた地震記録を用いて,(1)震源に関する相似則を基本として,震源を特性化することによってより合理的なシナリオ地震時の震源断層モデルを構築し,(2)それにもとづいた強震動予測手法を半経験的,または統計的手法を用いて行って,シナリオ地震時の精度の高い強震動予測方法を確立することを目的とする.今年度はこの研究目的のため,以下のことを行った.(1)気象庁震度計の波形記録や防災科技研の強震ネットデータ・基盤強震データに加えて,関西地震観測研究協議会や防災研究所で取り組まれている強震データを入手し,適切な地震規模の地震波形のデータベースを構築した.(2)上記の記録に対応して,シナリオ地震のターゲットを先ず近畿地方に絞った.近畿地方における活断層系の活断層情報の収集を行った.(3)活断層情報,及び適切な規模の(SN比のよい記録が広域で観測されている)地震記録を用いて,ターゲットとした活断層が活動した場合のシナリオに基づく,経験的グリーン関数法を用いた強震動評価を行い,震源パラメータのばらつきが予測された地震動分布にどのように影響を及ぼすのかを評価した.ターゲットとした地震は滋賀県北西部の地震で,シナリオ地震としては花折断層および滋賀県北西部の活断層系とした.いくつかの地震シナリオを試した結果,震源近傍の地震動には断層面の幾何や破壊進展が大きく寄与すること,及び滋賀県湖東の堆積層が発達した地域や京都盆地,大阪平野などで,相対的に増幅された特性が評価された.(4)中規模地震記録を経験的グリーン関数として用いる場合の問題点を整理するため,統計的グリーン関数との比較をはじめた.

中規模地震の破壊過程,特に破壊伝播の指向性についての評価が必要である.本研究においては,日本において兵庫県南部地震後全国展開された強震観測網で得られた地震記録を用いて,(1)震源に関する相似則を基本として,震源を特性化することによってより合理的なシナリオ地震時の震源断層モデルを構築し,(2)それにもとづいた強震動予測手法を半経験的,または統計的手法を用いて行って,シナリオ地震時の精度の高い強震動予測方法を確立することを目的としている.(1)気象庁震度計波形記録,防災科技研の強震ネットデータ・基盤強震データ,関西地震観測研究協議会や京都大学防災研究所等の強震データを入手し,適切な地震規模の地震波形のデータベースを構築した.(2)上記の記録に対応して,シナリオ地震のターゲットを先ず近畿地方に絞った.近畿地方における活断層系の活断層情報,地震活動情報の収集を行い,ここでは花折断層,琵琶湖西岸断層,山崎断層を起震断層とした地震シナリオを検討した.(3)ターゲットとした活断層が活動した場合のシナリオに基づく,経験的グリーン関数法を用いた強震動評価を行い,震源パラメータのばらつきや地盤特性が予測された地震動分布にどのように影響を及ぼすのかを評価した.山崎断層においては,震源域の地盤が相対的に良好である影響が予測地震動に表れていることがわかった.(4)スラブ内地震の震源モデルを考える際に重要となる応力降下量やアスペリティサイズの推定を経験的グリーン関数法によってはじめた.地殻内地震に対して応力降下量が大きいことやその深さ依存性の可能性をしめすことができた.これらの研究成果を冊子報告書としてとりまとめている.
韓国語教室における国際間交流授業モデルの開発及び構築

2017年度に実施した1回目の日韓オンライン交流授業の成果を1)アンケート、2)学生からのフィードバック、3)ビデオ録画、に分けてそれぞれ分析を行った。アンケートは、1交流授業2言語使用および能力3異文化間能力の3項目に分けて実施したが、分析の結果、日韓の学生は交流授業について満足度が高く、今後も続けたいと答えた。自分の言語能力に関連して、韓国側の学生は「普通」、日本側の学生は「低い」とそれぞれ答えている。言語能力における自己評価は韓国側で高くなっているが、今回の交流学習によってモチベーションがより高くなったと答えたのは日本側の学生だった。異文化間コミュニケーションついても、日本側の学生が自分をより高く評価したが、言語能力と異文化能力がかならずしも一致しないということがうかがえる結果であった。コメントシートによる学生からのフィードバックでは、使用機材の改善を要求する意見が多かった。事前に何度も機器の作動状況を確認したのにもかかわらず、日本側で使った無指向性マイクが時々うまく作動せず、交流授業に支障を与えた。同じ機材であっても教室など、使用環境によって異なる可能性もあるので、より多角的に点検を行う要がある。最後に、ビデオ分析の結果、日本側の学生は全員交流授業に積極的に臨んでいたが、韓国側では一部の学生、特に中国や日本からの留学生が消極的な態度を見せていることがわかった。今後、交流授業のパートナ選定の際に、語学能力に加え、交流へのモチベーションも考慮する必要があるだろう。第1回目の交流授業で気づいた点を修正・補完した形で2018年度も韓国のCAUとオンライン交流授業を実施する予定だったが、諸事情で直前キャンセルになった。結局、その後交流先が見つからず、2018年度に予定されていた第2回目の交流授業は2019年度に先送りして実施することになった。2017年度に実施した交流授業に関連して、その結果の分析および成果発信では予定通り順調に進展している。ただし、予定されていた第2回目の交流授業実施については、やむを得ない事情で少し遅れる結果となった。上述の通り、2017年度につづき、2018年度も韓国の中央大学校(CAU)の学生とオンライン交流授業を実施する予定だったが、交流授業の担当教員が突然病気になり、当分授業を担当できなくなったため、予定されていた交流授業はキャンセルになった。その後、急遽他のパートナを探したが、韓国の大学ではシラバス入力などがすでに終わっている時期でもあり、結局交流授業に適切なパートナを見つけることはできなかった。その後、韓国の仁川大学校(INU)で日本語を教えている教員がICUとのオンライン交流授業を希望してきたため、予定より少し遅れてはいるが、2019年度1学期には交流授業を行う予定である。2019年度1学期に、第1回目の交流授業で気づいた点を修正・補完した形で韓国の仁川大学校(INU)日語教育学科の「日語購読」の受講生〔担当:CHOI, EUN HYUK、約15名20名〕と日本国際基督教大学(ICU)教養学部の「上級韓国語I」〔担当:OHE, HYEGYEONG、約15名20名〕の間に、7回にわたって第2回目の交流授業を実施する。第1年目と同じく、毎回の授業の様子をビデオで録画し、毎回の交流授業が終わってから学生にコメントを書いてもらう。交流授業が全て終了した後は、1回目のアンケートの質問を少しだけ修正・補充する形で、交流授業言語運用能力、異文化間コミュニケーション能力に分けて量的調査を行う予定である。その後、第2回目の交流授業について量的・質的分析を行う。なお、本研究課題の最後の年にもあたるため、これまでの日韓オンライン交流授業を総合的に分析し、プロセス中心アプローチを導入した国際間交流授業が受講生の異文化間コミュニケーション能力に与えた影響について多角的な観点から考察を行う。さらに、日本における外国語教室において今後も持続可能な国際間交流授業モデルを構築するために必要な提案を行う。なお、本研究の結果を学会発表、論文などで国内外に発信する。プロセス中心アプローチを導入して学習者の異文化コミュニケーション能力(ICC)を高めるための国際間交流授業をデザインし、申請者の所属機関である日本の韓国語の受講生と韓国の日本語の受講生の間で、合計8回にわたって第1回目国際間交流授業を実施した。具体的には、日本語を目標言語とする中央大学〔韓国〕の「日本語コミュニケーション論」【受講者数:25名、授業担当:イ・キリョン】の受講生と韓国語を目標言語とする国際基督教大学〔ICU・日本〕の「韓国語2」【全学共通科目、受講者数:18名、授業担当:オ・ヘギョン】の受講生の間で合計7回〔毎回70分間〕にわたって日韓交流授業を実施した。最初の10分は、相互の機材作動の確認や挨拶を含め、両国の担当教師が当日の授業について簡単に説明した。その後、最初の30分は日本語のみのセッション、残りの30分は韓国語のみのセッションとし、各国の文化現象について個別またはチームになった学生たちが約15分間自分の目標言語で発表を行い、残りの15分間、発表内容について両国の学生同士で質疑応答を行った。発表テーマについては、最初の3回は日韓の担当講師が事前に決めた共通テーマについて、残りの4回はそれぞれ興味のあるテーマについて発表した。また、より親密な交流ができるよう、それぞれいくつかのグループに分けて、日韓の文化的な習慣の違いなどについて、授業外でグループディスカッションを行った。

毎回の授業の様子はビデオで録画し、毎回の交流授業が終わってから学生にコメントを書いてもらった。さらに、最後の授業では、今回国際間語学交流授業に参加する学生についてアンケート調査を行い、最後の時間にはFantini(2005)の異文化コミュニケーション評価モデルを援用してアンケート用紙を作成し、国際間交流授業に参加した、日本と韓国の大学生を中心にアンケート調査を行い、現在分析中である。本研究プロジェクトは現在順調に進んでおり、初年度に予定した目標はほぼクリアしている。ただし、目標言語や文化の人々と国際間交流を行う、という本プロジェクトの目標に邪魔になるような要素もみられたりする。たとえば、今回の交流授業に参加した日本の国際基督教大学(ICU)の学生は全員日本人で目標言語・文化は韓国語・韓国文化である。一方、交流先である韓国の中央大学で日本語コミュニケーション論を受講している学生の構成員には、韓国に留学している日本人学生あるいは第一言語が日本語である在日コリアンの学生も含まれており、目標言語・文化という側面で合致していなかった。したがって、次回の交流先・クラスの選定にあたっては、授業構成員が目指している目標言語・文化が一致しているのかどうかについても慎重に考慮する必要があると思う。次に、交流授業で使うマイクなど、使用機材の調子が悪く、事前に何度もテストをしたのにもかかわらず円滑な交流授業に支障を与えることがあった。次回からは使用機材を含め、快適な交流授業の環境を整える必要がある。最後に、多数間のディスカッションだけでなく、少人数での交流を授業内でも増やしていく必要がある。今回、授業外で両国の学生による少人数のグループディスカッションが行われているが、授業外だと学生たちの時間調整が難しく、できる限り授業内で可能な方法を探る必要がある。2017年度に実施した1回目の日韓オンライン交流授業の成果を1)アンケート、2)学生からのフィードバック、3)ビデオ録画、に分けてそれぞれ分析を行った。アンケートは、1交流授業2言語使用および能力3異文化間能力の3項目に分けて実施したが、分析の結果、日韓の学生は交流授業について満足度が高く、今後も続けたいと答えた。自分の言語能力に関連して、韓国側の学生は「普通」、日本側の学生は「低い」とそれぞれ答えている。言語能力における自己評価は韓国側で高くなっているが、今回の交流学習によってモチベーションがより高くなったと答えたのは日本側の学生だった。異文化間コミュニケーションついても、日本側の学生が自分をより高く評価したが、言語能力と異文化能力がかならずしも一致しないということがうかがえる結果であった。コメントシートによる学生からのフィードバックでは、使用機材の改善を要求する意見が多かった。事前に何度も機器の作動状況を確認したのにもかかわらず、日本側で使った無指向性マイクが時々うまく作動せず、交流授業に支障を与えた。同じ機材であっても教室など、使用環境によって異なる可能性もあるので、より多角的に点検を行う要がある。最後に、ビデオ分析の結果、日本側の学生は全員交流授業に積極的に臨んでいたが、韓国側では一部の学生、特に中国や日本からの留学生が消極的な態度を見せていることがわかった。
ネフローゼ腎におけるTXA_2およびPGE_2受容体の細胞内情報伝達機構の解析

ネフローゼ症候群の発症・進展機序は未だ解明されていないが、近年、ネフローゼ症候群ではアラキドン酸の酸素的酸化物であるエイコサノイド、特にThromboxane(TXA_2)やProstaglandin E_2(PGE_2)が変動していることが明らかに成りつつある。そこで、正常ラット腎とネフローゼラット腎との間で、TXA_2受容体やPGE_2受容体に変化が生じていないか、さらにはTXA_2受容体やPGE_2受容体の細胞内情報伝達機構の仕組みに変動が生じていないかを解明することは、ヒトのネフローゼ症候群の病態解明に大きな意義をもつものと考えられる。本研究において、ネフローゼラット腎ではTXA_2受容体やPGE_2受容体の親和性が低下していること、PGE_2受容体を介したPhosphatidylinositol(PI)代謝回転が亢進していることなど、細胞内情報伝達機構に異常が生じており、およびこれらの変化がステロイド剤や漢方剤により修復されることが明らかにされた。このことは、ヒトのネフローゼ症候群の病態を解明する上で極めて重要な新知見であると考えられた。アミノヌクレオシド(AN)ネフロ-ゼラットにおける尿中蛋白排泄機序を解明する目的で,正常およびANネフロ-ゼラット腎より得た単離糸球体と髄質を用いてPGE_2受容体を介するadenylate cyclase (AC)系およびphosphatidylinositol(PI)代謝回転系の変動を検討した。その結果,以下の事が得られた。1)正常ラット腎におけるAC系のPGE_2に対する反応性は単離糸球体と髄質では異なっており,単離糸球体では髄質に比し低濃度のPGE_2で反応した。また,ANネフロ-ゼラット腎ではPGE_2によるcAMP生成反応の低下が認められた。2)正常ラット腎におけるPI代謝回転系は単離糸球体と髄質のいずれでも生理的濃度のPGE_2で作動し,この反応はdbcAMP添加により抑制された。一方,ANネフロ-ゼラット腎ではPI代謝回転系のPGE_2に対する反応性は亢進していたが, PGE_2無刺激状態(basal level)のPI代謝回転系は抑制されていた。3)ANネフロ-ゼラット腎におけるPI代謝回転系やAC系の変動は尿中蛋白排泄の増域と密接に対応していた。以上より,AC系のPGE_2に対する反応性は糸球体と髄質では異なっており,ANネフロ-ゼラットの尿中蛋白排泄機序の一因として糸球体におけるPGE_2受容体を介したcAMP生成抑制の関与が推察された。また,ANネフロ-ゼラットの尿蛋白消失時期においてはPI代謝回転系のbasal levelは回復したがPGE_2に対するPI代謝回転系の反応性は亢進した状態にあり,これはPI代謝回転系の変動がネフロ-ゼの再発をもたらすことを示唆する一つの所見であると考えられた。ラット腎におけるthromboxana A_2(TxA_2)の役割を明らかにするために、ラット腎におけるTxA_2受容体の細胞内局在と腎内局在および腎皮質細胞膜TxA_2受容体の親和性・最大結合量について調べ、さらにaminonucleosideネフロ-ゼラット(ANNR)を用いて腎糸球体におけるprostaglandins(PGs)産生とTxA_2受容体拮抗剤による尿蛋白抑制効果を検討した。その結果、以下のことが得られた。1)ラット腎にはTxA_2受容体が存在し、それは皮髄境界領域に多く、細胞画分では細胞膜画分に最も多く存在する、2)ラット腎皮質細胞膜TxA_2受容体はラット洗浄血小板TxA_2受容体に比し著しく低親和性である、3)ラット腎皮質細胞膜TxA_2受容体はラット洗浄血小板TxA_2受容体とは種類が異なる、4)ANNRでは対照ラットに比し尿中蛋白排泄量と尿中PGs(TxB_2,6ーketoーPGF_<1α>,PGE_2)排泄量が増加する、5)ANNRの単離糸球体PGs産生量はTxB_2と6ーketoーPGF_<1α>が増加している、6)TxA_2受容体拮抗剤はANNRにおける尿中蛋白排泄量、尿中TxB_2排泄量および糸球体TxB_2産生量を抑制する。

以上より、ラット腎にはTxA_2受容体が存在し、TxA_2はネフロ-ゼの病態に重要な役割を果たしている可能性が推察された。今後、腎TxA_2受容体の機能的役割を研究することにより、腎内TxA_2作用機序がより明確になり、腎障害の進行阻止に役立つ知見が得られるものと思われる。一方、小児特発性ネフローゼ症候群の治療にステロイド剤や漢方薬とくに柴苓湯が使用され、その有効性が報告されている。そこで、ステロイド剤や柴苓湯を投与した際のANNR腎における細胞内情報伝達機構の変化を明らかにする目的で、ステロイド剤や柴苓湯投与および非投与時における尿中蛋白排泄、尿中PGE_2、さらにPGE_2受容体を介したPhosphatidylinositol(PI)代謝回転について検討した。その結果、以下のことが得られた。1)ステロイド剤および柴苓湯はともに尿中蛋白排泄量を抑制したが、腎内PGE_2産生抑制効果とは相関しなかった。2)ネフローゼ腎ではPI代謝回転の亢進が認められたが、ステロイド剤と柴苓湯はその亢進を抑制した。3)PI代謝回転のPGE_2に対する反応性はネフローゼ状態で変化しており、ステロイド剤と柴苓湯はその変化を修復する作用を有している可能性が推察された。以上より、ラット腎のPI代謝回転の変動がネフローゼに発症・再発に関与していることが示唆され、ステロイド剤や柴苓湯はそのPI代謝回転変動の修復作用を有し、それにより尿中蛋白排泄抑制効果を発現するものと考えられた。
新世代抗体を活用する内分泌撹乱物質のハイスループットスクリーニングシステム

環境中女性ホルモン様物質の影響を精査するために、エストラジオール(E_2)のハイスループットスクリーニング法が切望され、高親和力で特異的な抗体が求められている。野生型抗体の相補性決定部(CDR)にランダム変異を導入することにより高性能な改変抗体の創製が可能と期待される。そこで、error-prone PCRにより得られる変異CDR遺伝子断片を野生型抗体のフレームワーク(FR)遺伝子にランダムに組み込む"CDRシャッフリング"に基づく変異抗E_2抗体の創製を企てた。先に樹立した抗E_2抗体産生ハイブリドーマ株よりRNAを単離し、RT-PCRによりH鎖及びL鎖可変部(V_H,V_L)遺伝子をクローニングした。これらを連結して一本鎖Fvフラグメント(scFv)の遺伝子を構築し、その産物である野生型scFvを用いて競合ELISAを行った結果、遊離E_2添加量2-200ngにおいて用量作用曲線が得られた。本scFv遺伝子を鋳型として0.5又は1.0mM MnCl_2存在下でerror-prone PCRを行い、変異クローン27種のV_H及びV_L塩基配列を解析したところ、最大13%の高い効率で点変異の導入が認められた。その一方で、V_H、V_L各ドメインに対応する遺伝子の全長をそれぞれ6本の一本鎖合成オリゴDNA(5'側から#1#6;およそ60120merの範囲)に分解し,これをrecursive PCRに付すことで元のscFv遺伝子が再構成されることを確認した。得られた変異scFv遺伝子群のCDR部分をPCRにより増幅することで、変異CDR遺伝子断片群(#2、3、5に相当)を調製することができる。これらを野生型FR遺伝子断片(#1、#4、#6に相当)と混合してrecursive PCRに付すことで得られるCDRシャッフリングライブラリーから、親和力と特異性に優れる変異抗体の探索が可能と期待される。河川及び下水中の女性ホルモン様物質による生物への影響を精査するために、エストラジオール(E_2)の簡便で信頼度の高いハイスループットスクリーニング法の確立が切望されている。ELISA法は操作が簡単で検体処理能力が大きいため、新しい日常分析法として応用が試みられている。しかし、従来の抗体は必ずしも十分な特異性を示さない。E_2のようなハプテンに対する特異抗体を得るためには、その分子構造を特徴づける官能基から離れた部位にキャリアタンパクを結合させた免疫原を用いることが重要である。そこで、ステロイド核B環(6,7位)又はC環(11位)上にキャリア結合部位を有するハプテン誘導体を用いて各種系統のマウスを免疫し、抗E_2特異モノクローナル抗体の調製を試みた。その結果、7-carboxyethylthioestradiol(7-CET)のウシ血清アルブミン結合体で免疫したBALB/cマウスの脾細胞に由来する2種の抗体産生クローン(#4-4,#17-5;いずれもγ1,κ)を樹立することができた。これら抗体は、ペルオキシダーゼ標識7-CETを用いるELISAにおいて、およそ101000pgのE_2を定量可能な用量作用曲線を与えた。交差反応性はエストロン(0.21%、0.26%)、エストリオール(2.2%、2.6%)、E_2 17-グルクロニド(<0.005%)、E_2 3-サルフェート(<0.05%)で、実用的な特異性を有していた。また、これら抗体の可変部(V_H及びV_L)遺伝子をクローニングして塩基配列を決定し、サブグループ[V_H;III(D)、V_L;V]と相補性決定部(CDR)のアミノ酸配列を特定した。これらの知見は、CDRへのランダム変異の導入によりaffinity maturationを試みるうえで極めて有用である。

得られた変異scFv遺伝子群のCDR部分をPCRにより増幅することで、変異CDR遺伝子断片群(#2、3、5に相当)を調製することができる。これらを野生型FR遺伝子断片(#1、#4、#6に相当)と混合してrecursive PCRに付すことで得られるCDRシャッフリングライブラリーから、親和力と特異性に優れる変異抗体の探索が可能と期待される。
せん妄発症の要因となる薬剤に関する調査

【背景・目的】入院患者におけるせん妄の発症により、点滴チューブなどの自己抜去、転倒、暴力などの危険行動が発生する可能性がある。患者の安全を確保するため身体拘束が必要となることがあり、せん妄は患者にとって苦痛な症状であるだけでなく、家族の精神的な苦痛にもつながる。さらに、在院日数の延長や医療費の増大、危険行動による事故、対応する医療者の疲弊なども指摘されている。せん妄の要因とされる薬剤は多数あるが、せん妄発症患者の使用薬剤に関する研究は多くない。本研究の目的は、千葉大学医学部附属病院(以下、当院)においてせん妄を発症した患者の使用薬剤を調査し、予防介入方法に関するエビデンスを示し安全で質の高い医療に貢献することである。【研究の経過と報告】当初はせん妄発症の報告があった当院入院患者に対して用いられた薬剤について調査する予定とした。しかしながら、せん妄が興奮等のわかりやすい症状を呈するとは限らず、医療従事者は一部しか症状を認識していないとされている。また、せん妄かどうかの判断が必ずしも診断基準に則ったものではないという問題点が挙げられた。そこで、入院時に同意を得られた65歳以上の患者に対し、入院中のせん妄発症の有無を調査することとした。研究に同意した全ての患者に対し、当院精神神経科医師が診断基準(DSM-5)によって診断を行う。本研究はこれまでに15症例が登録され、目標せん妄症例数30症例として現在も継続中である。せん妄発症の予測因子を探索するために、せん妄症例と非せん妄症例における群間比較を行う。研究同意後に評価した認知機能、投与薬剤、臨床検査値等の患者背景因子を調査、解析する予定としている。【研究意義】準備因子や誘発因子の除去が困難な当院のような急性期病院の入院患者におけるせん妄発症患者の使用薬剤等の実態調査の結果は、せん妄発症前のリスク評価、予防対策を行う上での一助となると考える。
レポーターアッセイによる新規・大規模抗HBV薬スクリーニング系を用いた薬剤開発

現在、B型肝炎ウイルス(HBV)に対する治療選択は核酸アナログとインターフェロン(IFN)に限定される。現在の新規薬剤開発のボトルネックは、適切なHBV感染培養系と簡便な大規模スクリーニング系の開発が十分でない事が一因となる。本研究では申請者らが明らかにしたHBVタンパクによるIFNシグナル阻害に着目した新規の抗HBV薬のレポーターアッセイを用いた大規模スクリーニング系を構築。同スクリーニング系を用いた検討にて複数の新規薬剤候補を同定可能であった。今研究では同スクリーニング系を用いて、更なる新規の抗HBV薬の同定、既存薬のrepositioningを目指す。
視床下部GRF放出のONーOFF制御機構におけるソマトスタチンの役割に関する研究

1988年我々は、抗ソマトスタチン(SRIF)抗血清と抗成長ホルモン放出因子(GRF)抗血清の二重受動免疫法を用いて、in vivoの条件下で血中SRIFの急激な中和により視床下部GRFの放出が誘発されることを証明した。そして、この成績にもとづき、成長ホルモン分泌抑制因子として同定されたSRIFは、視床下部レベルでは「GRF分泌抑制因子」として作用し、SRIFのONーOFF制御作用によりGRFの生理的パルス状分泌が発現するという新説を提唱した。今回の科研費により、我々はSRIFによるGRF分泌の調節をより特異性の高い実験系で直接的に証明しょうと試みた。この目的で、まず我々は、視床下部組織片のincubation法を確立し、さらに正中隆起の神経終末(Synaptosomes)の培養系と視床下部組織のPerifusion法の実験系を開発した。測定系として独自に確立したラットGRF、SRIFの特異的RIAを用い、試薬とて選択的SRIF枯渇剤のCysteamine、抗SRIF抗体γーglobulin分画と合成SRIFを用いた。そしてCysteamineにより視床下部SRIFを組織特異的に減少させるとGRFの放出が、誘発、増強することを確認した。この効果は、Cysteamineの濃度と培養液中のCa^<2+>に依存性であった。同時に、放出されたGRF、組織中のSRIFの逆相HPLC分析に成功し。その特性を明らかにした。また、SRIFのGRF分泌抑制作用が出生後下垂体門脈血管の完成時期に一致して発現することを見いだし、その生理的意義の一端を証明しえた。さらに、正中隆起SynaptosomesからのGRFの放出が抗SRIF抗体γーglobulinによる培養液中SRIFの中和により増強すること、潅流実験にてGRF放出がCysteamineのパルス状投与で誘発されることも見いだした。以上の実験成績は、我々が独自に提唱している視床下部SRIFの「GRF分泌抑制因子(GRFーIF)」説をさらに発展させる所見である。我々は平成2年度の科研費補助金により,1988年に世界で初めて提唱した「GRF抑制因子」ソマトスタチン(SRIF)説を,更に発展させる一連の研究成果を得た。この間諸家により,間接的ではあるが我々の仮説を支持する成績も国内外で発表されている。今回の科研費により,我々はまず,SRIFの選択的枯渇剤であるCysteamineがin vitro,in vivoの両条件下でGRFの分泌を強力に促進することを見出した。このうち,視床下部SRIFを組織特異的に減少させ,そのGRF放出促進作用を直接証明したin vitroの成績は,我々の仮説の妥当性を強く支持する(投稿中)。また,このCysteamineのGRF放出促進作用が,下垂体門脈血管の完成時期に一致して出現することを米国内分泌学会で報告し,高い評価を得ている。一方,in vioのより生理的な条件下でも,Cysteamineが視床下部GRFを放出させることを,抗ラットGRF抗体の受動免疫法を用いて証明し得た(投稿予定)。更に,Cysteamineよりも特異性が高いと考えられる抗SRIF抗体を用いたin vitroのSRI下枯渇実験(Synaptosomes)でも,GRFの放出増強効果を確認しており,現在抗SRIF抗体の濃度依存的効果とその効果の時間依存性について検討を加えている。

ところで,我々は,視床下部前方切断術によりSRIFを慢性的に枯渇させると,急性効果とは反対にGRFの放出のみならずその含量も激減することも発見した。この結果は,SRIFがGRFの分泌と合成をともに調節することを示唆する所見であり,この解明は今後の重要な研究課題となろう。以上の我々の実験成績は,本来成長ホルモン分泌抑制因子として発見されたSRIFが,視床下部内部ではGRF抑制因子として作用することを更に支持する所見である。我々の仮説は,成長ホルモン分泌調節において対立するSRIFとGRF両因子の分泌と作用の中枢性統合機構を合理的に説明するものである。平成3年度の我々の研究は、昨年度に得られた研究成果の特異性、再現性を確立し、さらにより高度の実験系で追試、発展させることが目的であった。すでに、ソマトスタチン(SRIF)の成長ホルモン放出因子(GRF)に対する分泌抑制(OFF)、脱抑制(ON)作用について、SRIFの選択的枯渇剤Cysteamineを用いて実験を行なってきた。今回逆相HPLC分析を導入し、Cysteamine処置によって放出されるGRFペプチドのCharacterizationに成功した。また、SRIFによるGRF放出のONーOFF制御作用の生後発達につき、1ー28日齢のラットを用い逆相HPLCとRIAで分析し、実験を成功裏に終了した。この結果、Cysteamineを用いたSRIFによるGRF放出のONーOFF制御作用の再現性と特異性を確立した。同時に、CysteamineのGRF放出促進作用がCa^<2+>依存性であることも確認した。次に我々は、より高度な実験系を開発し研究を続けた。そして、ウサギ抗SRIF抗血清からProtein AーSepharoseで純化したγーglobulin分画を用い、正中隆起から単離した神経終末(Synaptosomes)の培養系で実験を行なった。その結果、抗SRIF抗体γーglobulinの添加により培養液中のSRIFを中和すると、Caイオノフォア(A23187)によるGRFの放出が増強されることを見いだした。しかし、用量反応性試験にて抗体濃度がある程度以上になるとGRFの測定系に非特異的影響を与えることが判明したため、今後GRFの抽出、除タンパク操作を改良する予定である。一方、新たに確立した視床下部組織の潅流実験系において、Cysteamineのパルス状投与によりGRFの放出が誘発されることを確認した。この作用を発揮するCysteamineの至適濃度、合成SRIFの同時投与の効果を現在検討中である。以上の成績は、1988年に我々が初めて提唱した「GRF分泌抑制因子」としての視床下部SRIFの新しい役割をさらに支持する所見と言える。
金属蒸着角形ガラス棒による温度補正機能を備えた濃度計測システムの構築

近年、食品などの品質管理や自動運転の状態を監視するセンサーが求められている。しかし、温度変動や測定対象外の共存物の存在など、厳しい環境下で正常に動作するセンサーは極めて少ない。本研究では、表面プラズモン共鳴と呼ばれる厚さ数十nmの金属薄膜が接触している試料の屈折率に応じて光を吸収する現象を利用したセンサーについて、側面の隣接する二面に金属薄膜層を形成した断面が正方形のガラス棒をセンサー素子とし、二面の応答を同時に測定できるシステムを構築するものである。さらに金属薄膜表面に機能膜を形成することで特定の試料の屈折率と温度を同時に測定し、これらの情報を元に試料の濃度を求めることができる。
環境質制御ナノ欠陥追跡・解析装置の開発

環境質を制御し,かつ動的荷重を負荷した条件下において原子間力顕微鏡観察が行えるように,真空環境や湿潤ガス環境下で動作可能な環境質対応型原子間力顕微鏡と微小な荷重を精度良く負荷することの可能な環境対応型動的負荷装置,および環境槽よりなる環境質制御ナノ欠陥追跡・解析装置を試作した。本試作装置に採用した原子間力顕微鏡は,1)試料の上方に探針駆動のためのピエゾ素子スキャナ,探針,検出系の全てが位置している構造,2)ピエゾ素子スキャナ,検出系(半導体レーザ素子やレーザ光検出器)が環境槽と分離している構造,を有している。このような構造を採用することにより,湿潤ガス環境中の原子間力顕微鏡観察においてもスキャナや半導体レーザ素子に湿潤ガスが曝されることなく安定した原子間力顕微鏡観察を可能とした。また,マイクロエレメントや複合材料強化用高強度・高弾性繊維に対して動的な荷重を精度良く負荷可能なように電磁力方式による環境対応型動的負荷装置を開発した。本研究においては,本試作装置が所望の性能を有していることを確認するとともに,試作装置と微小材料機械的特性評価試験装置を用いて,セラミックス系単繊維の引張荷重保持下および変動応力下の試験を実施するとともに,原子間力顕微鏡を用いてナノメータオーダで単繊維表面の損傷を可視化した。その結果,空中の変動応力下および水環境中の一定持続荷重下ともに応力繰返し数あるいは時間の経過とともに,nmオーダの表面あらさが増大することを明らかにするとともに,そのあらさの増大速度を求め,試作装置の有用性を確認した。本研究では,レーザラマン分光マッピングおよび走査型原子間力顕微鏡を基礎とする,ナノ欠陥追跡・解析装置を試作するとともに,それを用いて,マイクロマシン用機械要素や複合材料強化用繊維などのμmオーダの内部応力やnmオーダの表面損傷を評価するための基礎技術を開発することを目的とする。今年度は,アルゴンイオンレーザ,CCD検出器,およびXYZ自動ステージを組み合わせて,ラマン分光が可能なシステムを構築して,μmオーダのSi単結晶微小機械要素のラマンシフトが精度良く測定可能なことを確認した。さらに,疲労荷重負荷等による内部応力変化を測定するための基礎的実験を行っている。併せて原子間力顕微鏡を用いて,μmオーダの微小材料の損傷を捉えることが可能であることを明らかにし,アラミド繊維の真空環境放置,大気中・真空中疲労荷重による表面損傷を可視化して,疲労強度に及ぼす真空環境効果について考察を加えた。さらに,アラミド繊維の表面性状観察にあたって,接触モードおよびタッピングモード原子間力顕微鏡の像形成の差異について検討を加え,環境室制御ナノ欠陥追跡・解析装置の基礎技術について検討を加えた。本年度は,真空,湿潤あるいは乾燥置換ガス環境,さらに水環境中において動作可能な環境対応型原子間力顕微鏡と環境対応型動的試験装置を組み合わせて,環境質制御ナノ欠陥追跡・解析装置を開発した。その試作装置の主な仕様は以下の通りである。動的荷重負荷方式:電磁力方式;最大動的荷重:50N(真空中),100N(アクチュエータをガス環境中に露出させた場合);最大アクチュエータ変位量:±2mm;制御量:荷重あるいはストローク;試験波形:一定値制御(荷重,変位),正弦波,三角波,ランプ波,パルス波,および任意のプログラム波形など;試験環境:真空(10^<-3>Pa),湿潤(乾燥)置換ガス環境,水溶液環境;走査型原子間力顕微鏡の分解能:0.54nm以下(マイカの原子像観察可能);最大走査範囲:xxyxz:60μm×60μm×7μmである:トップビューワー(観察位置,探針の位置観察用光学顕微鏡システム):1500倍;環境ボックス:ステンレス鋼製。

本年度は,本試作装置が所望の性能を有していることを確認するとともに,試作装置と微小材料機械的特性評価試験装置を用いて,セラミックス系単繊維の引張荷重保持下および変動応力下の試験を実施するとともに,原子間力顕微鏡を用いてナノメータオーダで単繊維表面の損傷を可視化した。その結果,空中の変動応力下および水環境中の一定持続荷重下ともに応力繰返し数あるいは時間の経過とともに,nmオーダの表面あらさが増大することを明らかにするとともに,そのあらさの増大速度を求め,本試作装置の有用性を確認した。
運動視特性の情報理論的解析

コントラスト・ノイズレベル・平均輝度,刺激サイズの違いにより,運動対比・同化の特性がどのように変化するかについて検討した.視覚実験装置ViSaGeを用いて実験を行った.実験の結果,コントラスト低下とノイズレベルの上昇は,同様に刺激を見えづらくするものの,誘導運動に与える影響については異なることが明らかにされた,ノイズ上昇は運動同化傾向を強めるのに対し,コントラスト低下は運動対比傾向を強めた.この結果は,ターゲットが静止していても,カウンターフェーズフリッカーしていても同様に得られた.また,誘導運動に対するノイズ効果は,ダイナミックノイズ,スタティックノイズに関わらず見られた.平均輝度,刺激サイズについては,誘導運動へ影響はほとんどなかった.この結果は,日本視覚学会2007年冬季大会で発表された.さらに,運動検出に関する空間周波数特性の測定を行った.ViSaGeではアンチエイリアジングや,描画速度に問題があり,新たな実験装置Bit++を用いて実験を行った.現在,この実験については今現在進行中であるが,ノイズとコントラスト低下,輝度低下による空間周波数特性への効果に違いがあることがすでに示されつつある.情報量を最大化するフィルタと実験で得られた運動視特性を比較・検討した結果,情報量最大化のアプローチでは,コントラスト低下とノイズ上昇の効果の違いを完全には説明できないことが明らかにされた.運動処理に関しては,輝度と同様の情報理論の枠組みでは不十分であることを意味している.視覚的運動の特殊性を考慮した情報理論モデルを構築する必要性があることが示された.平均輝度(明るさ)により,視覚運動検出感度の空間周波数特性がどのように変化するかについて検討した.視覚実験装置ViSaGeによって実験を実施できるように実験環境の整備を行った.それと平行し,自然動画像の統計的情報の最適処理という点からノイズや明るさによって運動視特性がどのように変化すべきなのかの予測を行った。特にノイズレベルの推定とそのノイズレベルに応じた処理様式の変化についてのモデリングを行ったこのモデリングは,人間の情報処理の制約や視覚特性を評価するベースとなるものである.実験環境が整備された後,平均輝度の変化による運動検出感度の空間周波数特性についての検討に入った.まず,大きな範囲の明るさレベルの制御や,CRTディスプレイなどの非常に遅いランダムドットの運動を作成など,実験の技術的な問題を解決した.明るさレベルの制御については,大きな輝度の制御をNI)フィルタで行い,細かい輝度制御を刺激提示装置の出力を行うことで,刺激の精度を維持しながら大きな輝度変化が可能なようにした.遅い運動は,アンチエイリアジング手法を使うことで,CRT上に提示可能なようにした.実験では,50,5,0.5cd/m^2の背景に順応し,ランダムドットの運動検出感度を空間周波数の関数として測定した.各背景輝度のドットの検出感度をあらかじめ測定して.ドットの輝度コントラストは閾値コントラストの6倍のコントラストに設定した.まだ少数の被験者に対してのみ測定しているが,得られている結果からは,背景輝度が上がることにより,実行コントラストは揃えたのにも関わらず運動感度が上昇すること,空間周波数によって,その上昇の程度が多少異なることが示された.夜間の運動視特性が日中の特性とは違い,そのことを考慮した視環境構築の必要性が示唆された.ノイズレベル・コントラスト・平均輝度の違いにより,誘導運動の特性がどのように変化するかについて検討した.視覚実験装置ViSaGeを用いて実験を行った.予備実験により,ノイズレベルを上げる,もしくは,コントラストを下げると,運動対比から運動同化に誘導運動の様式が変化する傾向があることが分かったが,実験上の問題点も見つかった.1つは,実験データが安定しないことである.実験が進むにつれて,運動同化もしくは対比傾向が変化していく被験者もいることがわかった.もう1つは,運動対比と同化が両方生じうる実験条件の設定が難しいことである.また,視野のどこに呈示するのか,注視点は呈示すべきかなど,細かい問題も予備実験を繰り返して決める必要があった.最適な実験条件を見出すため,予備実験に多くの時間をかける必要があり,本年度の大部分は,実験条件設定の予備実験を主に遂行することに費やされた.それと平行し,自然動画像の統計的情報の最適処理という点からノイズや明るさによって運動視特性がどのように変化するのかについて検討した.ノイズの推定のため,自然動画像の構造の分析を行い,オプティカルフロー拘束を用いた輝度及び運動信号の信号ノイズ比の新たな推定方法を提案した.また,推定された信号ノイズ比により,エラーを最小化するフィルターや情報量を最大にするフィルターの設計を行い,ヒトの視覚特性や,大脳皮質の視覚領域のニューロンの受容野特性との比較を行った.コントラスト・ノイズレベル・平均輝度,刺激サイズの違いにより,運動対比・同化の特性がどのように変化するかについて検討した.視覚実験装置ViSaGeを用いて実験を行った.実験の結果,コントラスト低下とノイズレベルの上昇は,同様に刺激を見えづらくするものの,誘導運動に与える影響については異なることが明らかにされた,ノイズ上昇は運動同化傾向を強めるのに対し,コントラスト低下は運動対比傾向を強めた.この結果は,ターゲットが静止していても,カウンターフェーズフリッカーしていても同様に得られた.また,誘導運動に対するノイズ効果は,ダイナミックノイズ,スタティックノイズに関わらず見られた.平均輝度,刺激サイズについては,誘導運動へ影響はほとんどなかった.この結果は,日本視覚学会2007年冬季大会で発表された.さらに,運動検出に関する空間周波数特性の測定を行った.ViSaGeではアンチエイリアジングや,描画速度に問題があり,新たな実験装置Bit++を用いて実験を行った.

現在,この実験については今現在進行中であるが,ノイズとコントラスト低下,輝度低下による空間周波数特性への効果に違いがあることがすでに示されつつある.情報量を最大化するフィルタと実験で得られた運動視特性を比較・検討した結果,情報量最大化のアプローチでは,コントラスト低下とノイズ上昇の効果の違いを完全には説明できないことが明らかにされた.運動処理に関しては,輝度と同様の情報理論の枠組みでは不十分であることを意味している.視覚的運動の特殊性を考慮した情報理論モデルを構築する必要性があることが示された.
α_1アドレナリン受容体サブタイプの薬理学的分類と分子生物学的分類に関する研究

近年、G蛋白質と共役する各種細胞膜受容体が多数クローニングされ、それらの一次構造が類似していることより、G蛋白質と共役する受容体は一つの遺伝子ファミリーを形成すると考えられるようになった。それぞれの受容体には従来の薬理特性からは予測できなかった新しいサブタイプが発見され、ある受容体の数々の機能は複数のサブタイプにより特異的に担われている可能性が示され、現在受容体機能はこの新しい観点から考え直されようとしている。交感神経α_1アドレナリン受容体は各種生理機能の主要な調節因子であるが、現在、薬理学的には受容体結合実験及び生理機能実験の各種競合的拮抗薬の親和性の違いより二つの部位(α1A及びα1B)に分類されている。一方、遺伝子クローニングより三種類の遺伝子(α1a/d及びα1b、更に我々がヒトで同定したα1c)が同定されている。これら遺伝子のmRNA発現組織分布および遺伝子発現細胞を用いた薬理学的解析より、現在薬理学的α1Bはクローニングされたα1b遺伝子により規定されていることが、我々を含めた各研究グループにより明らかとされてきた。今年度、我々の研究よりα1c遺伝子には複数のC端スプライス・バリアントが存在し、これらα1cスプライス・バリアントのmRNAは生体各組織に発現しており、更にこれらスプライス・バリアントを発現した細胞の薬理特性はα1A受容体と一致している事が明かとなった。この研究に基づき、薬理学的α1A受容体はこれらα1c受容体遺伝子アイソフォームの集合により形成される事が明かとなり、国際薬理学会に於いてα1c遺伝子が薬理学的α1A受容体を規定していることが認められるに至った。
競技スポーツ選手の腰椎椎間板変性要因の解明と予防策の立案

本研究では、様々なスポーツ選手の腰痛発症率や腰椎椎間板変性率を調査し、腰部障害発生リスクの高い競技に対して動作解析や筋電図解析を行い、各競技での腰部障害発生要因を検討した。さらに、近年腰痛の運動療法として注目されている腰部安定化トレーニングや骨盤傾斜運動時の体幹深部筋(ローカル筋)活動をワイヤ電極により測定し、腰部障害発生を予防するために有効な運動療法を検証した。競技スポーツ選手における腰痛有訴率(横断調査)・椎間板変性頻度(MRI調査)を明らかにし、競技種目間での差違を解析し、同時に競技種目に特異的な動作を行う際の腰椎挙動・筋応答を解析し腰椎に負荷の大きい、腰痛を引き起こしやすい動作を明らかにすることを目的に調査を行ってきている。・これまでに成長期の競技スポーツ活動による腰痛有訴率の違いを解析し、成長期により長く競技スポーツに参加することにより腰痛経験者数が多くなることを明らかにした。・競技種目毎の腰椎椎間板変性頻度を解析し、これまでに野球、競泳、陸上トラック競技、剣道、サッカー、バスケットボールおよび同年齢のコントロールを対象に調査を行い、野球と競泳に変性頻度が多いことを明らかにしてきたが、引き続き、ウエイトリフティング、ボート競技などについても調査を実施し、対象種目を増やす予定である。・競泳、野球(バッティング)、ボクシングを対象として動作時の腰椎挙動解析を行い、同時に体幹筋の筋電解析を行いそれぞれの挙動に及ぼす体幹筋の影響を解析してきた。・腰痛予防に効果があるとされる腰部安定化トレーニングにおける体幹筋の筋活動状態を明らかにするため、腰部安定化トレーニング時の筋活動をワイヤー筋電図を用いて測定した。10名の健常成人男性に対して、表面電極を腹直筋、外腹斜筋、腹横筋(内腹斜筋)、多裂筋、脊柱起立筋、ワイヤー電極を両側の腹横筋、右上位多裂筋(L1高位)、両側下位多裂筋(L5高位)に使用し、さまざまな安定化トレーニングを行わせ、各試技間での筋活動を比較しより効果的な運動方法を模索している。以上のように、同一の競技スポーツを長年実施してきている'高運動負荷群'を対象としてある一定の腰椎挙動・負荷が椎間板変性・腰痛に及ぼす影響を明らかにするべく多方面からの調査を行っている。これらの結果からより有効性の高い腰痛予防体操を考案していく。(1)腰椎椎間板変性と競技種目:さまざまなスポーツ種目毎に腰椎椎間板変性高位を解析したところ、サッカー群のみL4/5の変性が最も多く、他の群はL5/S1で最も変性していた。野球、バスケットボール、非競技群は、L4/5,L5/S1がL3/4より変性が有意に多く、剣道はL5/S1がL3/4より有意に多く変性し、走群はL5/S1がL3/4,L4/5より有意に変性していた。これらの結果から競技スポーツ種目により、腰部に作用する力学的負荷が異なり、その影響で腰椎椎間板の変性高位パターンが異なる可能性が示唆された。(2)スポーツ活動時の腰椎挙動:水泳時の腰椎挙動解析を行った結果、泳法に関わらず地上立位と比較して水泳動作時には腰椎伸展位となり、泳法間(クロール、バタフライ、平泳ぎ)では腰椎伸展角度に有意差を認めなかった。体操選手の演技時の腰椎挙動解析を行ったところ、胸腹部引き込み姿勢(含み動作)を意識して行うことによって演技時の腰椎安定性が高まっていることが示唆された。(3)腰椎ローカル筋活動の検証:さまざまな腰椎安定化トレーニングを行っているときの腰椎ローカル筋(腹横筋、多裂筋)筋活動を、筋内に挿入するワイヤ電極を用いて解析した。その結果、腹横筋の筋活動は、肘とつま先で体幹を支えるelbow-toe位での対側上下肢を挙上する姿位において最も大きくなり、多裂筋の筋活動は、背部と足底で体幹を支えるback bridgeでの片側下肢を挙上する姿位においてが最も大きくなることが明らかにされた。この様な体幹のstabilization exerciseを行うことによって、運動時の腰椎動的安定性が高まり、腰椎椎間板変性の進行を抑制できる可能性が示された。なお、本トレーニング方法は競泳の北京五輪代表選手の腰痛予防対策として活用され、今後は腰痛者の腰痛体操としても実践していく予定である。I.腰椎椎間板変性と競技スポーツ活動種目との関係(疫学調査)ボート選手やウェイトリフティング選手の腰椎椎間板変性を調査し,ボート選手には69%,ウェイトリフティング選手には59%と椎間板変性が多く生じていることが明らかになった.本結果は我々が今まで調査した競技よりも椎間板変性保有率が高く,ボートやウェイトリフティング競技では腰椎に過剰な負荷が与えられていることが予想されるため,今後腰痛発症予防策などを考案する必要があると考える.II.競技スポーツ活動時の腰椎挙動・腰椎ローカル筋筋活動の解明(生体力学的研究)ワイヤ筋電図を用い,様々なスポーツ動作時の腰椎ローカル筋(腹横筋,多裂筋)筋電図解析を行った.

その結果,ランジ動作では多裂筋が活動すること,骨盤前傾運動には多裂筋,骨盤後傾には腹横筋が他の筋よりも有意に大きく活動すること,ラグビーのスクラム動作時に腹横筋の活動量が有意に増加すること,テニスのサーブ動作に利き手と反対側の腹横筋の活動が大きくことが明らかになった.以上から,腰椎ローカル筋はスポーツの基本動作や各種スポーツ動作において重要な役割を担っていることが明らかになった.整形外科外来に来院した腰痛患者に対し初診時に初期評価を行い,運動療法が適応となる患者に腰椎Stabilization exerciseを実施・指導し,定期的に行わせた.初期評価では,疼痛,理学所見,姿勢,筋力,筋形態,ADL, QOLなどを調査し,介入前後において各パラメータの変化を検討する.本課題は現在実施中であり,今後研究成果を報告する予定である.以上から,スポーツ活動には腰椎椎間板変性や腰椎ローカル筋が大きく関与していることが明らかにされた.今後はパフォーマンス向上や傷害予防に有効な運動療法を解明していく予定である.