hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
富士山地下水中の微量元素バナジウムは地域住民の健康に影響を及ぼしているか?

微量元素バナジウムを比較的多く含む富士山の地下水を水道水として多用している富士北麓地域住民の健康状態を、山梨県の他の地域と比較した。二次医療圏富士北麓地域の急性心筋梗塞並びに全心疾患の標準化死亡比は男女共に山梨の二次医療圏の中で最も高かった。富士吉田市の住民検診受診者の動脈硬化の程度は、富士河口湖町並びに対照地域である北杜市より高い可能性が示された。今回の調査からは、日常的にバナジウムを多く摂取している地域住民の健康状態が他の地域より良好であるとは考えられなかった。富士山の地下水には微量元素バナジウムが比較的高濃度(約0.1mg/L)に含まれており、富士山周辺の住民はこの水を飲用し調理に使用している。近年、バナジウムを含む天然水の飲用が糖尿病患者の高血糖を改善することや、実験的に誘導した軽度のインスリン抵抗性を改善することが報告されている。もし、このような報告が事実であるならば、富士山周辺の住民の健康状態は他の地域と比較して良好であることも期待される。このことを検証すべく、本研究では富士北麓とその他の地域の健康状態の比較をする地域相関研究を実施している。平成19年度は、3市町(富士吉田市、富士河口湖町、北杜市)が実施した住民検診の際に研究協力者を募り、同意書に署名いただいた方々約800名の検診データ(血糖値、総コレステロール等)、測定データ(体脂肪率、内蔵脂肪レベル、末梢血液循環レベル、尿中塩分濃度等)、生存試料(血液、尿、頭髪)を得た。健康指標や体の特性を示す調査項目の多くは、性、年齢によって有意に変化した。現時点までの統計学的解析(分散分析)の結果、血糖値、総コレステロール、中性脂肪、HDL(善玉コレステロール)、LDL(悪玉コレステロール)、体脂肪率、内蔵脂肪レベル、BMI(Body Mass Index、肥満度を表す指数)については、男女とも地域間の差は認められなかった。一方、比較的長期にわたる血糖値の平均的状況を示すHbAlcは、男では地域差は認められなかったものの、女ではわずかながら富士北麓地域(富士吉田市、富士河口湖町)の方が北杜市より統計学的に有意に低い結果が得られた。尿中塩分濃度は男女ともに富士吉田市が最も高かった。末梢血液循環レベル(動脈硬化の指標で、得点が低い方が動脈硬化の程度が高いと考える)は富士吉田市の女のデータが他の2地域より有意に低い結果が得られた。H20年度は、データ解析を継続すると共に、収集した生体試料中のバナジウム等を測定し、富士山周辺地域住民の特異性の有無を明らかにすると共に、バナジウムと関連する健康指標の有無を明らかにする予定である。もし、飲料水中0.1mg/L程度のバナジウムに明らかな効果があるならば、富士山周辺の住民の健康状態は他の地域と比較して良好であることも期待される。このことを検証すべく、本研究では富士北麓とその他の地域の健康状態を比較する地域相関研究を実施した。山梨の市区町村別死亡統計データを用い、標準化死亡比の95%信頼区間を計算したところ、富士北麓の全心疾患ならびに急性心筋梗塞は男女とも全国平均を上回っていた(山梨全体では、全国平均の範囲)。また、男性の全死因の標準化死亡比も全国平均を上回っていた(山梨全体では、全国平均より小さい)。生体試料中のバナジウム濃度を高感度分析装置ICP質量分析計(ICP-MS)で測定する際には、共存する塩化物イオンが妨害するため、試料を硝酸+過酸化水素で灰化後、バナジウムをキレート剤でクロロホルム抽出し、クロロホルム蒸発残留物を再び灰化してICP-MSでバナジウムを測定する方法を考案した。この方法によって、塩化物イオンの妨害を除くことが出来た。この方法を用いて、平成19年度に住民検診の際に受診者の同意を得て収集した生体試料中のバナジウム濃度の測定を行った。本研究の結果からは、住民が飲料水等から摂取するバナジウム量が多い富士北麓地域住民の健康状態は、山梨県の他の地域と比較して良好であるとは考えられなかった。むしろ、男女ともに全心疾患ならびに急性心筋梗塞の標準化死亡比は山梨の他地域より高いことが明らかとなった。
終末糖化産物(AGE)により糸球体メサンギウム細胞に誘導される遺伝子の同定

糖尿病性腎症の成因として、腎糸球体メサンギウム細胞機能障害が重要性である。糖尿病状態において、メサンギウム細胞は高濃度のブトウ糖に曝されるのみならず、終末糖化産物(AGE)にも曝されている。そこで本研究は、AGEにより生ずるメサンギウム細胞機能変異を明らかにするために、メサンギウム細胞でAGEにより発現が誘導される遺伝子を同定することを目的とした。新しい技術であるmRNA differential display法を用いて、AGEによりメサンギウム細胞で発現が変化する遺伝子のスクリーニングを行った。メサンギウム細胞をAGE-BSAあるいはBSA単独(control)と孵置した後、RNAを単離し、まずT12MN primerを用いて逆転写した。得られたcDNAをT12MN primerおよび種々のrandam primerを用いてPCRで増幅した。PCR産物を電気泳動し、autoradiographyを行った。AGEとcontrolで差のあるbandをゲルより切り出し、プローブとして用いてNorthern blottingを行った。mRNA differential displayによりAGEとcontrolで差のあるbandを78個認め、その内Northern blotで6個の遺伝子の発現の変化を確認した。その全ての塩基配列を決定したが、6個の内3個は既知の遺伝子との相同性を有さなかった。AGEで発現が増強する2個の遺伝子はmitochondrial elongationfactor Tuおよびmesenchyme fork head-1遺伝子と高い相同性を有しており、AGEで発現が低下する遺伝子はactin depolymerizing factor遺伝子と高い相同性を有していた。これらの成績は、mRNA differential display法が糖尿病状態で発現が変化する未知の遺伝子の検索に有用であることを示していると共に、糖尿病におけるメサンギウム細胞機能変異にAGEによる遺伝子発現の変化が関与している可能性を示唆していると考えられる。糖尿病性腎症の成因として、研究代表者らは、腎糸球体メサンギウム細胞の代謝異常および機能障害の重要性を提唱してきた。糖尿病状態において、メサンギウム細胞は高濃度のブドウ糖に曝されるのみならず、糖化を受けた基質成分や血中由来の終末糖化産物(AGE)にも曝されていると考えられる。メサンギウム細胞はAGE受容体を有していることが報告されており、過剰に存在するAGEがメサンギウム細胞の機能を変化させる可能性が推定される。本年度はmRNA differential display法を用いて、AGEによりメサンギウム細胞で発現が変化する遺伝子のスクリーニングを行った。得られたcDNAをT12MN primerおよび15種類のrandam primerを用いてPCRで増幅した。現在までに、mRNA differential displayによりAGEとcontrolで差のあるbandを78個認めており、その内Northern blotで6個の遺伝子の発現の変化を確認した。AGEで発現が増強する遺伝子の1個はsequenceを終え、mitochondrial elongation factor Tuとhomologyの高い遺伝子であることが判明した。次年度もスクリーニングを続けると共に、Northern blotで確認された遺伝子を全てsequenceする予定である。

糖尿病状態において、メサンギウム細胞は高濃度のブドウ糖に曝されるのみならず、糖化を受けた基質成分や血中由来の終末糖化産物(AGE)にも曝されていると考えられる。メサンギウム細胞はAGE受容体を有していることが報告されており、過剰に存在するAGEがメサンギウム細胞の機能を変化させる可能性が推定される。そこで本研究は、AGEにより生ずるメサンギウム細胞機能変異を明らかにするために、メサンギウム細胞でAGEにより発現が誘導される遺伝子を同定することを目的とした。
内耳における炭酸脱水化酵素の局在およびその役割について

内耳における炭酸脱水酵素(CA)の正確な局在の決定には酵素活性の保存と組織構造の保持という矛盾した課題の克服を必要とする。この課題を解決するため固定や脱灰が、酵素活性や組織構造の保持、CA活性の局在にどのような影響を及ぼすかについて検討した。そして、この結果を基に内耳におけるCA局在を調べた。モルモット側頭骨を対象にCAの総窒素量に対する比活性を求め、残留窒素量を比較した。その結果、無固定無脱灰、10日間放置によりCAは約70%が失活し、脱灰を加えると約90%失活し、組織構造の保存も極めて悪かった。固定により活性は対照の3-5%まで減少したが、固定法の相違による失活の著しい差異は認められなかった。また、いづれの固定法でも組織構造は保存されたが、全身+蝸牛灌流固定で最も良好な形態保存が得られた。EDTAとPLANK-RYCHLO氏液による脱灰で、活性が比較的保持されたが、トリクロル酢酸では著しく失活した。この結果、内耳CA組織化学には、組織構造と活性保持の点から、全身+蝸牛灌流固定法とEDTAによる脱灰が良好な結果を与えると結論された。以上の結果を基に、モルモット内耳におけるCA活性の局在を調べた。コルチ器では内有毛細胞、外有毛細胞蓋板、神経終末、内指節細胞、ダイテルス細胞に、血管条では血管と密接な位置関係を有する中央帯にその局在を認めた。ベッチャー細胞やラセン神経節の核、ラセン靱帯とVasculo-epithelialzoneの線維芽細胞にも局在を認めた。この結果は、これまでの報告とおおよそ一致していたが、相違点も認められた。これは、上述の固定法および脱灰法によりCAの失活や拡散もなく、組織構造が保持されたためと考えた。この結果は内外リンパの産生や吸収、内外リンパと内耳組織のイオン交換を考える上で意義ある結果を示した。
タンパク温度を1分子レベルで光制御するナノヒーターの開発

生体分子の局所的温度制御および温度計測を行うことで、生体分子機能を操作することを目指し、カーボンナノチューブ(CNT)へのレーザー局所照射を用いた温度制御をシステム開発した。リニア型の生体分子モーターを用いた計測では、レーザー照射に伴う速度変化を可逆的に誘導することに成功した(平均で約10°Cの温度上昇に相当)。CNTに沿った速度分布結果と有限要素法による熱拡散計算から三次元的温度分布を計算し、水中におけるCNTの熱伝導率を見積もることにも成功した。また、バクテリアべん毛モーターを用いた計測では、CNTへのレーザー光照射は、活性酸素の局所濃度制御にも有用であることも示唆された。生体分子の局所的温度制御および温度計測を行うため、カーボンナノチューブ(CNT)へのレーザー光照射を用いた温度制御システム開発を以下のように行なった。1)CNTを用いた局所温度制御実験:まず赤レーザーを用いたCNT照射システムを用いて、アクトミオシンによる速度変化を計測した。直径170nmのCNTを用いた計測ではレーザー照射時に10度程度の温度上昇に相当する速度上昇を既に計測していたが、CNTの直径を59nmまで小さくした場合でも速度上昇を検出し、CNT近傍に形成される温度分布を明らかにする手がかりを得た。2)アクトミオシン以外の分子モーターを用いた計測:微小管はアクチンフィラメントより蛍光観察が容易であり、時間分解能を向上させる可能性が高い。このため、ブタ脳から精製した微小管およびキネシンを用いた計測を開始した。まず溶液全体の温度を変えながら、ガラス上のキネシンが微小管を動かす速度変化を計測し、速度の温度依存性を確認した。次にCNT上にキネシンを吸着させ、CNT上で微小管の運動が観察可能であることを確認した上で、レーザー照射による運動速度変化を検出した。また細胞レベルのモーターとして、大腸菌膜上の回転モーターであるバクテリアべん毛モーターを用いた計測も試みた。べん毛基部にCNTを結合させることで、回転観察が可能になったため、CNTを用いた温度変調実験に導入できそうである。3)対流の影響を含めた温度分布計算:CNT近傍に形成される温度の時間的変化および空間的分布を定量化するために、有限要素法を用いた熱拡散計算を行った。実験では対流の影響は小さいと予想されるが、対流の影響も含めて正確に計算できる系を開発した。具体的にはCOMSOL Multiphysicsを用いて、アクトミオシンでの実験結果を最適化させる定常解を、数時間程度で計算できるようになった。生体分子の局所的温度制御および温度計測を行うため、カーボンナノチューブ(CNT)へのレーザー光照射を用いた温度制御システムについての研究を以下のように行なった。1)アクトミオシンの局所温度制御:昨年度までに行った赤レーザーを用いたCNT照射システム開発およびアクトミオシン活性制御について、論文を投稿した。4人のレビューアーの指摘を受け、追加実験も行うなど、様々な改良を加えた結果、ACS Nano誌に掲載予定なった(2015年4月号)。2)より局所的な温度制御の検討:従来170nm直径のCNTを中心に実験を行ってきたが、より局所的な温度制御を実現するためには、さらに微小な熱プローブの導入が必要不可欠である。そこで、直径2 nmから170 nmのCNT20種類を検討した。アクトミオシン実験に必要な長さ10umを得られたのは4種類のみであり、その中でも水溶液中で1本ずつ観察できるものは、3種類であった。このうち最小のものは59 nm直径のCNTであり、CNT1本上での速度変化を検出したが、予想された温度上昇より3倍程度低めになった。3)微小管系モーターの局所温度制御:アクトミオシンでの計測と同様にキネシンを用いた実験を行った。キネシンをCNT上に固定し、レーザー照射による速度上昇を検出しているが、CNT1本上ではまだ成功していない。4)バクテリアべん毛モーターの局所温度制御:細胞レベルでの応用を念頭に、CNTからガラス経由で伝わる熱を利用して、べん毛モーターの回転速度制御を検討した。CNTへのレーザー照射によって、べん毛モーターの回転に劇的な変化が見られたが、予想された速度上昇ではなく、速度低下および完全な停止であった。これはCNTへのレーザー照射による活性酸素によるものと思われ、温度による活性化だけでなく、活性酸素による不活性化も可能であることが示唆された。生体分子の局所的温度制御および温度計測を行うため、カーボンナノチューブ(CNT)へのレーザー光照射を用いた温度および分子活性制御システムについての研究を、以下のように行なった。1)アクトミオシンの局所温度制御:本研究で行ってきた赤レーザーを用いたCNT照射照射によるアクトミオシン温度制御および活性制御について、英文レビュー記事を発表した(Biophysical Reviews)。また、国内雑誌「化学」に研究の概要を発表した。2)バクテリアべん毛モーターの局所温度制御:温度制御システムが細胞レベルで有効であることを示すために、べん毛モーターの温度および活性制御実験を行った。(活性酸素除去剤を用いた場合)アクトミオシンと同様に温度上昇による回転速度上昇(活性化)を誘導できたが、活性酸素除去剤がない場合は、CNTからの活性酸素発生により、不活性化が見られた。活性化と不活性化は、レーザー照射強度や、照射位置からの距離に大きく依存していたため、これらを操作することによって、本研究で開発したシステムは、積極的に不活性化制御を行うことも可能であることが示唆された。

活性酸素は多くの病気や老化等の生命現象の主要原因と考えられているため、本研究で開発したシステムは、医学的応用を考える意味でも重要な基盤技術である。3)その他:バクテリアべん毛モーターの制御実験を行う過程において、回転運動が2軌道で起こるという新たな運動モード現象に遭遇し、2軌道回転の運動解析およびシミュレーション計算し、Scientific Reports誌に論文発表した。また、F1ATPaseの温度制御に関する共同研究、ダイニンの運動方向性に関する共同研究を発表して、本研究や関連する研究で開発した温度制御・活性制御システムが、様々な分子や細胞のダイナミクス研究に、汎用的に有効であることを示した。生体分子の局所的温度制御および温度計測を行うことで、生体分子機能を操作することを目指し、カーボンナノチューブ(CNT)へのレーザー局所照射を用いた温度制御をシステム開発した。リニア型の生体分子モーターを用いた計測では、レーザー照射に伴う速度変化を可逆的に誘導することに成功した(平均で約10°Cの温度上昇に相当)。CNTに沿った速度分布結果と有限要素法による熱拡散計算から三次元的温度分布を計算し、水中におけるCNTの熱伝導率を見積もることにも成功した。また、バクテリアべん毛モーターを用いた計測では、CNTへのレーザー光照射は、活性酸素の局所濃度制御にも有用であることも示唆された。昨年度開発した計測系を用いて、アクトミオシンの運動活性制御および局所的温度分布制御に関する論文がACS Nano誌に掲載予定となった。この論文は本研究の主要テーマについての研究であるため、意義が大きい。微小管系モーターを用いた計測はまだまだであるが、より局所的温度変調を目指した、より細いCNTの検討や、細胞レベルでの応用を目指したべん毛モーターを用いた計測の取り組み、および熱伝導計算技術の改良など、全般的に研究は順調に進展していると思われる。生物物理学キネシン-微小管を用いた計測について、CNTおよび金ナノ粒子を用いた温度変調実験を行う。温度変調をより局所的に行うためには、プローブがより微小であることが重要であるが、CNT直径については、60nm程度が限界であったため、金ナノ粒子10-250nmを用いた実験系の開発、およびシミュレーションでの検討が必要となる。小さな金粒子の場合は、キネシンの導入だけでなく、金粒子の高速フレームレートでの可視化、光熱変換効率等の問題が予想される。また、細胞レベルでの現段階でのアプリケーションとして、べん毛モーターを用いた計測を引き続き行う。レーザーのCNT照射による活性酸素が原因と思われる活性低下がみられているため、脱酸素剤等を用いながら、可逆的な負の制御と、局所的温度による正の制御の両面を検討する。また細胞内1分子温度制御システムの構築を目指して、ナノプローブの細胞内導入についても検討を始めたい。赤レーザーによるCNT1本の局所温度変調システムを用いた実際の計測実験、および定量化のための熱拡散シミュレーション計算の両面において、概ね研究計画通りである。
高齢者が安全に実施できる新しい咽頭期嚥下リハビリ手技の評価

高齢者や認知症者でも安全に実施できるブローイング訓練用逆流防止弁付ストローを開発した。健常成人23名を対象とし、逆流防止弁付ストローと吹き戻しほか通常のツールを用いたブローイング時の5秒間積算呼気圧を測定し比較した結果、逆流防止弁付ストローを用いた場合、呼気圧は低値を示し、呼吸器に負担が少ないことを確認した。次に、20チャンネル咽頭圧計を用い、健常成人12名を対象として、ストローブローイングと空嚥下時の咽頭圧を測定した。12名中10名にブローイング時の食道入口部の咽頭圧減少を認めた。ブローイング訓練の食道入口部開大効果は国内外でこれまで報告がなく、同訓練効果についての新知見と考えられる。簡便で不必要な運動負荷が少なく、高齢者や認知症の方でも安全に実施できる“咽頭期"嚥下リハビリ手技の開発に取り組み、まず、ブローイング訓練用の誤飲防止ストロー2種類、中間部に市販の逆止弁を組み入れた訓練ストロー試作品と、逆止機能として中間部に直径2-3mmの穴を施した試作品を作製した。次に、臨床現場でのストローの効果の評価に先立ち、高齢者にも安心して応用するためには両ストローの呼吸器への運動負荷・負担の検証が必要と考えた。臨床現場で今後評価することも想定して、持ち運び可能なコンパクトな呼気圧測定装置を採用したいと思い、長崎大学医歯薬学総合研究科保健学科(東嶋美佐子教授)とサイエンスリサーチ社に協力いただいた。同科と同社の共同開発の簡易型積算呼気圧測定装置(特願2013-116848)は、市販の肺活量測定装置が測定行為自体が苦痛であるのに対して、検査自体の負荷が小さく肺活量との相関が高く高齢者や知的機能低下者にも使いやすい。高齢者や認知症患者を対象とした本研究のストロー評価用に適した機器と考えた。改良機が完成し、健康成人を対象とした誤飲防止ストローの呼気圧測定実験を現在計画中である。本研究では、高齢者や認知機能低下者でも安心して咽頭期の嚥下リハビリブローイング訓練(コップに入れた水にストローをさして息を吹き込む)できるように、まず逆止機能付きのストローを開発することが重要な課題で当初困難が予想されたが、逆止弁の組み込みや中間部に穴を開けることで逆流防止機能をストローに設ける2タイプのストロー試作品の作製に成功した。さらに、同ストローが呼吸器への不要な負担が少ないことを評価する呼気圧測定装置も、長崎大学医歯薬学総合研究科保健学科とサイエンスリサーチ社の協力で高齢者に適した装置を準備できて、実証に臨める体制が整っている。簡便で呼吸器への負担が少なく、高齢者や認知症者でも安全に実施できる“咽頭期"嚥下リハビリ手技の開発に取り組み、ブローイング訓練用逆止弁付きストローを開発した。昨年度までは既存のストローを切断し市販逆止弁を組み込む形状で凹凸のあるストローと言うには不格好で製作費も高価となっていた。今年度はよりシンプルなストロー形状で安価な逆止弁付きストローの開発を目指し、平成28年6月、中央に穴(直径5mm)を開けたドーナツ状ポリプロピレン板(直径11mm,厚さ2mm)にシリコン薄板(直径11mm,厚さ0.3mm)を1/4の面積で接着した独自の逆止弁を作製し、スムージー用ストロー(直径13mm×長さ21mm)の口側50mmの内腔に付加してシンプルな形状で安価な逆止弁付きストローの試作に成功した。次いで、同ストローの呼吸器への負担を評価するために、長崎大学大学院医歯薬学総合研究科・内部障害リハビリテーション学分野(東嶋美佐子教授)とサイエンスリサーチ社(長崎市旭町)共同開発の簡易型呼気圧計(特願2013-116848)を用いた呼気圧測定研究を計画し、長崎大学大学院医歯薬学総合研究科倫理委員会の承認(平成28年7月26日付)を受けた。サイエンスリサーチ社に依頼し、呼気圧計に装着するための加工を、開発した逆止弁付きストローと、巻笛や管腔に穴を開けた逆流防止ストローなど比較測定実施する各種ブローイングツールを準備し、平成29年3月に健常成人の研究対象者を公募し16名の希望者を得て、5月中に呼気圧測定を実施予定である。研究成果は日本摂食嚥下リハビリテーション学会の学術大会で発表、学会誌への投稿を計画している。本研究では、高齢者や認知機能低下者でも安心して咽頭期嚥下リハビリテーションのブローイング訓練(水を入れたコップにストローを差してブクブクと息を吹き込む)できるように、逆止機能付きストローの開発が重要な課題であった。今年度、機能的でシンプルかつ安価な試作品の開発に成功した。高齢者等が無理なく安全に実施できるためには、呼吸器の負荷が少ないことは必須条件である。検証のための簡易呼気圧計も準備できており、長崎大学医歯薬学総合研究科の倫理委員会の承認も得て、呼気圧測定の実証は平成29年5月と間近となっている。次いで、高齢者や認知機能低下者を対象とした同ストローブローイング訓練の効果の検証および、ブローイング訓練時の咽頭圧計を用いた咽頭圧測定を計画しているが、サイエンスリサーチ社協力により同ストローは量産可能であり、研究推進の体制は整っている。

同ストローは、市販のスムージー用ストロー(直径13mm、長さ21mm)管内に、中央に穴(直径5mm)を開けたポリプロピレン板(直径13mm、厚さ2mm)にシリコン薄板(直径11mm、厚さ0.3mm)をポリプロピレン板の1/4の面積で接着して作製した逆止弁を組み込んでおり、誤飲誤嚥のリスクがない。次いで、同ストロー訓練時の呼吸器への負担を評価するために、健常成人23名を対象とし、同ストローと巻笛ほか通常のツールを用いたブローイング時の5秒間積算呼気圧を測定し比較した。ダネットの方法による多重比較の結果、巻笛ほか他のツールによる訓練時の呼気圧は加工していないストローと比較して有意に大きかったが、逆止弁付きストローを用いた場合は加工していないストローと同等の低い呼気圧を示し、両ストロー間で有意差を認めず、逆止弁付きストローを用いたブローイングは呼吸器に負担が少ないことを確認した。研究成果は第23回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会(2017年9月16日,千葉)でポスター発表した。さらに、ブローイング訓練時の食道入口部開大効果について検証するため、長崎大学耳鼻咽喉科の協力のもと20チャンネル咽頭圧計(スターメディカル社)を用い、健常成人12名のストローブローイング、空嚥下時の咽頭圧測定を実施した。12名中10名にブローイング時の食道入口部の咽頭圧低下を認めた。ブローイング訓練は鼻咽腔閉鎖不全患者のリハビリ手技として広く知られているが、食道入口部開大効果の報告は国内外でこれまでない。ブローイング訓練効果についての新知見と考えられ、研究成果は日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会での発表、学会誌への投稿を計画しデータ解析中である。高齢者や認知症者でも安全に実施できるブローイング訓練用逆流防止弁付ストローを開発した。健常成人23名を対象とし、逆流防止弁付ストローと吹き戻しほか通常のツールを用いたブローイング時の5秒間積算呼気圧を測定し比較した結果、逆流防止弁付ストローを用いた場合、呼気圧は低値を示し、呼吸器に負担が少ないことを確認した。次に、20チャンネル咽頭圧計を用い、健常成人12名を対象として、ストローブローイングと空嚥下時の咽頭圧を測定した。12名中10名にブローイング時の食道入口部の咽頭圧減少を認めた。ブローイング訓練の食道入口部開大効果は国内外でこれまで報告がなく、同訓練効果についての新知見と考えられる。逆止機能付きストロー試作品を簡易型積算呼気圧測定装置を用いて、従来の巻き笛等を用いたハードブローイング訓練に比べて、ブローイング訓練時の呼吸器への負担が少ないことが評価できれば、病院や施設等での高齢者や認知症患者を対象にした訓練の評価研究を推進したいと考えている。ストローの形態はよりシンプルな方が量産でき現場で使いやすいと思われるので、市販の逆止弁を用いたストローに加えて、オリジナルの逆止弁を組み込んだ試作品の作製も必要と思われる。今後研究を進めるにあたり、人権の保護法令の遵守のために本学倫理委員会の審査に向けて準備している。健常成人を対象とした呼気圧測定研究については、すでに倫理委員会の承認も受け、平成29年5月に実証研究は開始予定である。高齢者や認知機能低下者を対象とした訓練効果の検証研究やブローイング訓練時の咽頭圧研究については、長崎大学医歯薬学総合研究科の倫理委員会の審査に向けて準備している。摂食嚥下ケア学当初予定していた嚥下訓練用ストロー開発のための機材費や研究打ち合わせ出張等が、予想していたより開発が順調であったため、費用削減できたため。
抗ORP150自己抗体の慢性期心拒絶反応における役割

アストログリアは中枢神経系の中で、虚血にきわめて強い細胞であることに注目し、培養アストログリアを低酸素暴露、新規ストレス蛋白ORP150(150kDa oxygen regulated protein)のクローニングに成功した。ORP150は小胞体に存在する熱ショック蛋白の類縁蛋白であり、小胞体に存在する既存のストレス蛋白であるGRP78(78kDa glucose regulated protein)やGRP94同様に、細胞保護因子として機能していると考えられる。本研究では、ORP150の細胞保護効果に関する基礎的研究を行い、さらに心移植時における、この細胞保護因子の応用に関する基礎実験を行った。また、ATPクロマトグラフィーやATP kineticsを行い、ATPに対する親和性について検討した。その結果、ORP150は強いATP親和性を持ち、GRP78や94と比べて、より少ないATP濃度でGP80/Clusterinを解離させることが可能であった。このことからORP150はGRP78などと同様に強いATP親和性を持つだけでなく、これら分子シャペロンの中で最も効率の良い分子シャペロンであることが示された。我々は、アデノウイルスベクターによるORP150の発現が、神経細胞や心筋細胞の低酸素による細胞障害を軽減することを証明した。このマウスを用いて心移植を行うことにより、ORP150の発現が慢性期拒絶反応期に心筋保護作用を有することを示した。さらに、心移植慢性拒絶反応において、ORP150が心筋細胞を保護する可能性を検討するため、ORP150を強制発現させたトランスジェニックマウスを作成した。アストログリアは中枢において虚血や感染などの環境変化にきわめて強いだけでなく、このような環境下にあっても神経保護機作を発動する。アストログリアがこのような環境で神経保護機作を発揮できるためには、アストログリア内に環境変化に耐え抜くための何らかのツールが発現しているはずである。このよう発想に基づき我々は、ラットのアストログリア培養細胞より新規ストレス蛋白ORP150(150kDa Oxygen.Regulated Protein)の単離・クローニングを行った。ORP150は小胞体に存在する新規のストレス蛋白であると考えられる。ORP150の発現は少なくとも培養グリア細胞では低酸素によって主に誘導され、低酸素暴露後18-24時間をピークとして強い発現が見られる。現在我々は、ORP150を心筋細胞や神経細胞に導入可能なアデノウイルスおよびトランスジェニックマウスを開発済みであり、これらを用いて、移植心の慢性期拒絶反応、アルツハイマー病、脳虚血などの病態においてもORP150が細胞保護因子であることを証明する予定である。このことからORPl50はGRP78などと同様に強いATP親和性を持つだけでなく、これら分子シャペロンの中で最も効率の良い分子シャペロンであることが示された。我々は、アデノウイルスベクターによるORPl50の発現が、神経細胞や心筋細胞の低酸素による細胞障害を軽減することを証明した。さらに、心移植慢性拒絶反応において、ORP150が心筋細胞を保護する可能性を検討するため、ORPl50を強制発現させたトランスジェニックマウスを作成した。
東アジアにおける補陀落信仰の研究-日本を中心として-

1.日本において補陀落観念の受容の基盤となった古代の常世信仰について、古代文献の用例の検討や従来の研究をふまえて古代日本における「常世」思想を明らかにし、特に常世と補陀落の習合の要因・様相を解明した。2.日本・中国・朝鮮・インド・チベットの補陀落・補陀落信仰・観音信仰にかかわる多くの論文・単行本を収集した。それらを得るために各地の公立図書館・国立国会図書館・大阪府立図書館・神戸市立図書館・京都大学附属図書館などに赴き、また現地でも収集に努めた。3.日本・アジア各地の補陀落と伝承される地、および補陀落渡海伝承地を実地調査し、研究した。過去4年間に実地調査した場所・地域は以下のとおりである。(日本国内)東京都・浅草寺、栃木県日光市、長崎県島原半島、熊本県玉名市、鹿児島県鹿児島市・隼人町など、宮崎県青島など、茨城県日立市、和歌山県・那智を中心に県内各所、沖縄県金武町など(アジア各地)韓国・洛山、韓国・済州島、中国・普陀山、インド南部、チベット・ラサ4.補陀落信仰の成立と伝播、また各地の補陀洛の成立について、歴史的考察を加えた。5.補陀落信仰の分析を、補陀落観念を分類することによって、また自然相・太陽信仰や龍神信仰との習合を考察することによって行った。6.その他、補陀洛信仰の諸相について次のような研究を行い、成果を得た。(1)日本における補陀落渡海の歴史の再検討(2)補陀落渡海行者、日秀上人の研究(3)「湯島」についての研究1.日本において補陀落観念の受容の基盤となった古代の常世信仰について、古代文献の用例の検討や従来の研究をふまえて古代日本における「常世」思想を明らかにし、特に常世と補陀落の習合の要因・様相を解明した。(1)日本における補陀落渡海の歴史の再検討(2)補陀落渡海行者、日秀上人の研究(3)「湯島」についての研究14年度後期に当該補助金を受けて以降の研究実績を以下に略述する。1補陀落信仰および観音信仰に関する文献の収集および研究文献の購入、文献資料のコピー、また図書館の利用によって、補陀落信仰および観音信仰に関する文献を収集し、当該テーマおよび研究方法についての基礎的な知識を吸収するのに役立てた。特に当該テーマにかかわる従来の研究論文については、今後の研究に備えるべく、ほぼリストアップを完成した。2補陀落信仰に関する遺蹟地の訪問、資料収集平成14年12月に東京・浅草寺、日光市の男体山周辺をし、知見を得るとともに、資料を収集した。特に日光の二荒山(男体山)信仰の初発について、現地踏査以降、論文を執筆中である。なお、当初予定した、補陀落渡海僧、日秀上人ゆかりの沖縄・鹿児島の現地踏査は今年度は果たせなかった。3「常世」観念についての研究日本における補陀落信仰の歴史的基盤の一つと考えられる「常世」観念について、古典作品や史料における用例、また研究文献を収集した。この作業はなお継続中である。4日本古代における海上交通にまつわる信仰の研究観音信仰・補陀落信仰は海上・航海の信仰に関係する一面をもつ。その海上・航海の信仰の古代の一例、「松浦佐用姫伝説」について交通の観点から考察した論文を執筆、発表した。1補陀落信仰および観音信仰に関する文献を収集し、研究した。文献の購入、コピー、また各地の大学図書館や公共図書館を利用して、補陀落信仰および観音信仰に関する文献を収集し、研究に役立てた。2補陀落信仰および観音信仰の遺跡地、また現在存在する土地や関連する土地を訪れ、調査・研究した。以下の土地を訪問した。長崎県島原半島・熊本県玉名市・鹿児島県鹿児島市・隼人町・宮崎県青島など、日立市、和歌山県各所、洛山(韓国)、済州島(韓国)、普陀山・寧波(中国)。3論文を執筆した。下(11)に掲げるもの以外に、以下の論文を執筆した(未発表)。補陀洛の分類補陀洛の自然相補陀洛と太陽信仰補陀洛と竜神信仰東アジアにおける補陀洛の成立普陀山再考--

中国の補陀洛の成立--洛山寺考--朝鮮の補陀洛の成立--熊野那智の観音信仰--補陀洛の成立--海のかなたへ--常世・ニライカナイ・補陀洛行--4学会発表を行った。題「常陸国風土記の「観音」・「仏の浜」--七世紀の海の観音信仰--」水門の会(7月)1年間の研究を通じて、東アジアにおける各地の補陀落の成立の様相とともに、歴史的な横の関係(影響関係)が見えてきたのが最大の成果である。今年度は主に以下の研究を行った。1補陀落信仰および観音信仰に関する文献を収集し、研究した。文献の購入、コピー、また各地の大学図書館や公共図書館を利用して、補陀落信仰および観音信仰に関する文献を収集し、研究に役立てた。2補陀落信仰および観音信仰の発祥の地である南インドを訪れ、調査・研究した。一説に経典類に説かれた補陀落であるというアガスティアマライを訪れた。また、仏教発祥の基盤となったインドの宗教文化に関する各地を訪れ、学び、若干の資料も入手した。帰国後、「アガスティアの山、コモリン岬の風」(エッセイ。未発表)をまとめた。3各論のレベルアップをはかるとともに、本補陀洛研究の体系化を進めた。下(11)に掲げるものを発表した外に、新しく「補陀洛信仰序説」を執筆し(未発表)、また「東アジアにおける補陀洛の成立」「補陀洛信仰の伝播」「補陀洛と竜神信仰」など十三、四本ほどの既発表・未発表の前稿を加筆訂正した。本研究は先行の研究が少ない上に仏教学・歴史学・民俗学・国文学などの各分野に関係するため、体系化の作業がむずかしかったが、今年度はある程度それを進めることができ、研究の全体像が見えてきた。また、それにともなって各論の位置づけも明確化した。それが最大の成果である。今年度は主に次の研究を行った。特に、今まで手薄だったチベット関係のものを多く収集した。2チベットの補陀落信仰について研究を進めた。夏期にチベットのラサを訪れ、調査・研究した。チベットのラサにはフダラクそのものだとされるポタラ宮殿がある。またチベットは古くから現在に至るまで長い間観音信仰・補陀落信仰がさかんである。ラサにおいて、関係する宮殿や寺院を訪問し、若干の資料も入手した。帰国後、論文「チベットの補陀落信仰覚書J(未発表)をまとめた。3各論のレベルアップをはかるとともに、本研究の体系化を進めた。本研究は、1、2年後に研究書、『補陀洛信仰の研究』としてまとめる予定である。目下のところ、それはこの4年間で執筆した論文を中心に、17の論文より構成される。今年度はそれら既発表・未発表の論文に加筆訂正した。うち、補陀洛信仰の伝播、および補陀洛渡海については大幅に加筆し、「日秀上人のおもかげ-その補陀洛渡海行-」を成稿、発表した。未発表の論文が多いが、それはこの研究テーマが、未開拓の領域が多く、また学際的であるために、体系化が難しく、たえず既筆分の修正を余儀なくされたからである。しかし、2年間をかけて、ようやく体系化できたと考えている。
デブリ被覆と氷河湖を導入した全球１ｋｍ解像度氷河融解モデルの開発

本研究の目標である「全球1km解像度全球氷河融解モデルの開発」に向け、昨年度に作成した全球90m解像度・デブリ分布データを用いて、デブリによる氷河の融解促進・抑制効果を考慮した広域氷河モデルを構築した。日気候データを入力することにより、広域に存在する氷河一つ一つの質量収支と流出量を日単位で算出することが出来るモデルである。氷河の融解計算には、従来の積算気温法に代えて熱収支法を採用したことにより、氷河表面に存在するデブリが氷河の融解速度に及ぼす影響を陽に考慮することが可能となった。さらに、氷河表面水の再凍結や蒸発、水蒸気の凝縮等も考慮することが出来るため、氷河からの流出量を精度良く推定することが出来る。熱収支法による氷河の融解計算は、広域かつ氷河個々の質量収支を計算するモデルとしては、世界初の成果である。次に、構築したモデルを用い、中央ヨーロッパにおける約4,000個の氷河を対象として過去及び将来気候実験(1958年2100年)を実施した。中央ヨーロッパに点在する69個の氷河における現地観測データを用いて結果の検証を行ったところ、高い再現精度を持つことが確認された。将来気候実験は5つのGCMと4つのRCPシナリオに対して行い、結果からは、2100年までに氷河体積は最大で56%(RCP8.5)が消失することが示された。また、このような氷河縮小により、年間の氷河融解流出量は2100年までにおよそ14%低下し、特に夏期における氷河融解流出量は最大で50%低下することが示された。このような氷河融解及び融解流出量の将来予測は、水資源量の持続可能性を考える上でも重要な成果である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目標である「全球1km解像度全球氷河融解モデルの開発」のために、先ず、全球90m解像度で氷河表面デブリの熱抵抗値分布データを作成した。解析では、始めにLandsat衛星データとAW3D30(ALOSによる地形データ)を用いて、氷河域をデブリ被覆域と裸氷とに分類し、その後、デブリ被覆域を対象としてデブリの熱抵抗値を衛星データにより推計した。熱抵抗値データの作成にはおよそ5,000枚のASTER衛星データを用い、解析手順を半自動化することにより、広域研究に適した手法を考えたが、極域などの一部地域で有効な衛星画像が得られないという問題が生じた。計画では、平成29年度に熱抵抗値分布データは完成する予定であったが、現在、Landsat衛星との併用によるデータ改善に取り組んでおり、次年度早期の完成が期待できる。次に、作成したデブリの熱抵抗値分布を入力データとし、中央ヨーロッパを対象として、熱収支式を用いた氷河モデルの気候実験を行った。従来の全球氷河モデルが積算気温法によって融解量を計算していたのに対し、本研究では、熱収支式による融解計算を導入することによって、デブリが氷河融解に与える影響を陽に扱うことを可能とした。結果として、デブリの影響(厚いデブリによる融解抑制、薄いデブリによる融解促進)が適切に再現されることが確認された。また、積算気温法では再現が難しかった融解量の季節変動を見ることができる点も大きな成果であると言える。課題としては、氷河の面積変化が上手く再現されていない点が挙げられ、面積の縮小過程についてはさらなる検討を行う予定である。全球ほぼ全ての氷河を対象として、氷河表面デブリの熱抵抗値分布を検出した。デブリについて調査した研究は過去に存在するが、全球規模で熱特性を検出した研究はこれまでになく、全球氷河モデルの発展のための重要な基礎データとなることが期待される。また、中央ヨーロッパを対象とした氷河モデルの開発では、広域モデルとしては初めて、熱収支式による融解計算を導入した。作成したデブリの熱抵抗値を入力値として使用したテストシミュレーションの結果から、デブリの働きが適切に再現出来ることを確認した。

また、このような氷河縮小により、年間の氷河融解流出量は2100年までにおよそ14%低下し、特に夏期における氷河融解流出量は最大で50%低下することが示された。このような氷河融解及び融解流出量の将来予測は、水資源量の持続可能性を考える上でも重要な成果である。これまでの研究において、氷河表面デブリの熱抵抗値の全球分布を(一部の極域を除き)検出し、中央ヨーロッパを対象として熱収支式を導入した氷河モデルの開発に取り組んだ。今後は、将来気候実験及び国際誌への投稿に向け、氷河域の縮小過程の導入や、全球展開に向けたキャリブレーション手法のさらなる検討を行う。また、将来気候実験により、全球規模での氷河融解予測、さらに、氷河融解に伴う海面上昇や流域水資源量の変化について解析を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
発達障害児をもつ養育者支援における保健師－保育士の連携促進プログラムの開発

保健師・保育士への気になる子どもをもつ保護者への支援・連携に関するインタビューデータの質的分析結果から両職種の連携に関する質問紙を作成し、東海地方の2県9市の保健師および保育士に対し質問紙調査を行った。配布数は1129部(保健師248部、保育士881部)で、回収数(回収率)は940部(83.3%)(保健師209部(87.3%)、保育士731部(83.0%))であった。結果、連携度をたずねた質問項目(31項目)では、両職種とも互いの連携は保護者の支援に役立っていると感じている一方で、連携後の支援結果の相手職種への報告、情報共有の際の保護者の同意の有無への配慮、連携の頻度やタイミング、相手職種の職務への理解、支援の方向性の共有など連携の詳細に関して不十分と感じている部分もあることが明らかとなった。また、職種別ではほとんどの項目で保健師に比べ保育士でネガティブな回答傾向だった(p<.05)。また、保育士では職位によって差がみられ、職位が高いほど連携度の自己評価が高い結果だった(p<.05)。調査の結果を踏まえ保健師・保育士間連携促進のためのプログラムは各職種の役割について理解を深めること、またケース検討会等を通じて互いの現状認識の違いや自身および相手職種への役割期待を共有し、ケースに応じた役割分担を共に考える内容が効果的であると考えられた。また、本質問紙調査結果を使用して、プログラム評価のための「発達上気になる子どもの保護者支援に関する保健師-保育士連携活動自己評価尺度」を開発した。尺度は25項目から成り、【互いの支援に役立つ情報の交換】【相手職種と関わる機会と関係性】【相手職種および社会資源の理解と活用】【対象特性や支援方針の共有と役割分担の理解】など6因子で構成され一定の信頼性および妥当性を有することが確認された。発達障害児(疑いを含む)をもつ保護者への支援を行う専門職である保育士と保健師が連携するにあたり、相互の支援内容や役割を正しく認識していることが有効な保護者支援のために必要であり、本研究では最終段階として発達障害児をもつ保護者への支援における両職種の有機的な連携に向けた研修プログラムの開発を目的としている。今年度は両職種の役割認識や相互役割期待を明らかにするための量的調査の準備として、本研究に先立って実施した両職種へのインタビュー調査の質的分析結果をさらに精査した。保育士へのインタビューからは保護者支援について【核心を伝える下準備としての関係づくり】、【方法や時期を見極めた上での核心の伝達】、【保護者の気持ちに配慮した専門的支援活用のための支援】、【期待した反応が得られない保護者への強い困難感】等、保健師との連携について【双方向的な情報のやり取りや協力による有効な養育者支援】、【日頃の関わりが少なく連携にまで至らないと感知】、【一方通行感による連携の意義の感じづらさ】、【保健師の役割への曖昧な認識による連携のしづらさ】、【保健師ならではの機能発揮への期待】の10のコアカテゴリ案が抽出された。また、保健師へのインタビューからは保護者支援について【子どもだけでなく母親の状況も重視した長期的視点に立った支援とその難しさ感知】等、保育士との連携について【保育士からの情報提供による保護者支援の進展】、【母子の利益になるかを基準にした保育士への情報提供】、【双方向的やり取りでの共通認識が支援の効果を高めるとの実感】、【園からの「関わりの糸口がない母子」に関する相談への困難感】、【園との連携における保健師自身の役割に関する迷い】等、7コアカテゴリ案が抽出された。現在、これらのカテゴリを精査し、量的調査項目の抽出を行っている。今年度中に質的調査の分析の精査を行い量的調査項目の抽出して調査票を作成し、それをもって調査対象市・機関への依頼を行う予定だったが、質的調査の分析に時間を要し、進行中ではあるものの調査項目の最終決定に至っていないため。発達障害児(疑いを含む)をもつ保護者への支援を行う専門職である保育士と保健師が連携するにあたり、相互の支援内容や役割を正しく認識していることが有効な保護者支援のために必要であり、本研究では最終段階として発達障害児をもつ保護者への支援における両職種の連携促進に向けた研修プログラムの開発を目的としている。今年度は、連携実態の把握やプログラム内容の検討を目的とした量的調査項目の検討を行った。結果、対象者の属性、保護者支援における相互役割期待と現状、相手職種との連携状況、連携に関する学習経験、保護者支援の困難感等の内容について調査票の試案を作成した。特に相手職種との連携状況については、昨年度分析を終了した両職種への質的調査の結果から、相手職種への情報提供、提供された情報の活用、支援結果の報告、情報共有の際の保護者の同意、相手職種との関係性、接触の機会や頻度・タイミング、所属組織からの連携への支援など31項目を抽出した。また、この31項目については今後、研修プログラムの評価にも使用することを想定し尺度化を目指している。そのため本尺度の妥当性の検討を目的として藤田(2006)が開発した連携リフレクション尺度も調査項目に含めた。調査項目の検討は研究責任者および研究分担者で実施し、さらに保育士の意見も聴取して修正を加えた。近く保育士約70名を対象としたプレテストを実施予定で、調査項目の修正を行う。

前年度の質的調査分析に時間を要したことが影響し、量的調査項目の抽出が遅れたため。保健師・保育士への気になる子どもをもつ保護者への支援・連携に関するインタビューデータの質的分析結果から両職種の連携に関する質問紙を作成し、H29年度、質問紙調査が終了、調査協力市への結果の概要報告を終えた。現在は本調査の結果を踏まえた保健師・保育士間連携促進のためのプログラム内容を検討しながら、プログラム実施に向けて調整中である。質問紙調査について、調査期間は2017年6月12月で、東海地方の2県9市の保健師および保育士の所管課担当者に文書で依頼し、研究協力に同意のあった市に実施した。配布数は1129部(保健師248部、保育士881部)で、回収数(回収率)は940部(83.3%)(保健師209部(87.3%)、保育士731部(83.0%))であった。結果、連携度をたずねた質問項目(31項目)では、両職種とも互いの連携は保護者の支援に役立っていると感じている一方で、連携後の支援結果の相手職種への報告、情報共有の際の保護者の同意の有無への配慮、連携の頻度やタイミング、相手職種の職務への理解、支援の方向性の共有など連携の詳細に関して不十分と感じている部分もあることが明らかとなった。また、職種別ではほとんどの項目で保健師に比べ保育士でネガティブな回答傾向だった(p<.05)。また、保健師では保育士との連携において職位による差はみられないが、保育士では職位によって差がみられ、職位が高いほど連携度の自己評価が高い結果だった(p<.05)。さらに現在、本調査結果を使用して、プログラム評価のための「保健師・保育士連携度自己評価尺度」作成に向けた分析も行っている。現在は尺度原案の項目分析、探索的因子分析を行い、分担研究者とともに尺度の項目について検討を行っている。一部の調査協力市の都合により質問紙調査の終了が当初の予定より遅くなった(H29.12に終了)ため。保健師・保育士への気になる子どもをもつ保護者への支援・連携に関するインタビューデータの質的分析結果から両職種の連携に関する質問紙を作成し、東海地方の2県9市の保健師および保育士に対し質問紙調査を行った。また、保育士では職位によって差がみられ、職位が高いほど連携度の自己評価が高い結果だった(p<.05)。調査の結果を踏まえ保健師・保育士間連携促進のためのプログラムは各職種の役割について理解を深めること、またケース検討会等を通じて互いの現状認識の違いや自身および相手職種への役割期待を共有し、ケースに応じた役割分担を共に考える内容が効果的であると考えられた。また、本質問紙調査結果を使用して、プログラム評価のための「発達上気になる子どもの保護者支援に関する保健師-保育士連携活動自己評価尺度」を開発した。尺度は25項目から成り、【互いの支援に役立つ情報の交換】【相手職種と関わる機会と関係性】【相手職種および社会資源の理解と活用】
超伝導単一磁束量子回路のテスト手法および高信頼化に関する研究

本研究課題では、超伝導デバイスを用いた単一磁束量子ディジタル回路のためのテスト手法および高信頼化手法の開発を目的としている。本年度は、設計技術の現状の調査、回路の動作タイミングに着目した最適化手法、および、故障モデルの提案を行った。まず、従来の単一磁束量子回路の設計自動化に関する技術をとりまとめ、設計上の課題を検討した。単一磁束量子回路はパルス論理に基づいて高速に動作することから、回路の高信頼化のためには、パルスが各ゲートへ到着するタイミングの調整が重要であり、また、回路のテス>トにおいては、パルス到着タイミングに起因する論理故障を扱う必要があることを改めて認識した。この検討に基づき、回路が正しく動作するためのタイミング制約を満たす、回路の自動配置および自動配置のためのアルゴリズムを開発した。第1の提案手法では、短距離配線にジョセフソン伝送線路、長距離配線に受動線路を用いる混合配線を行い、配線遅延を最小化する。そのために、回路をブロックに分割し、ブロック内配線とブロック間配線を階層的に行う。サンプル回路に適用することにより有用性を示した。第2の提案手法は、受動線路を用いた配線における指定長配線アルゴリズムである。また、実際のチップにおけるパルスの到着が設計で想定されたサイクルに対し遅れる、または早まる事象をタイミング故障としてモデル化した。このモデルに基づき、タイミング故障を検出するためのコンパクトなテストパタンを生成する手法を提案した。本年度予定していた、単一磁束量子回路の故障のモデル化の検討は十分に進められた。また、故障検出および診断のためのテストパタン生成手法の検討にも着手できている点は計画以上に進展している。一方、実際に設計されている回路のデータ解析は十分にできておらず、今後も進める必要がある。今年度検討したモデルに基づき、故障検出および診断のためのテストパタン生成手法を確立する。手法の基礎的な部分は既に設計できている。故障モデル、サイクルやタイミングの概念の扱い方などの洗練も続ける。実際の回路のデータ解析を進め、試作回路の測定、評価の準備を行う。
腎不全におけるホモシステイン代謝と酸化ストレス

従来よりわれわれは、腎不全の進行に伴い血漿homocysteine(pHcy)およびNO代謝物(NO_3)濃度が上昇することを報告してきたが、酸化ストレスと関連する含硫アミノ酸代謝およびNO代謝が腎障害進行に関与しているかどうか明らかではない。そこで、血清creatinine(sCrn)濃度が2.5mg/dl以上であり9ケ月以上経過観察可能であった保存期腎不全患者において、各患者の経過観察開始時のpHcy、cysteine(pCys),pNO_3、尿蛋白等の因子の腎不全進行速度に対する影響を検討した。腎機能進行速度(SL-ICR)は経時的な1/sCrnの変化の傾きで類推した。HcyはCysへ代謝されるため、Cys/Hcy比との関係も検討した。検討開始時のpHcyとsCrnの間に有意な正の相関関係をみとめたが、SL-ICRとの間には認められなかった。pCysおよびpCys/pHcy比とSL-ICRの間には有意な負の相関関係を、一日尿蛋白量および血漿NO_3とSL-ICRの間に有意な正の相関関係を認めた。一日尿中NO_3排泄量とSL-ICRの間には相関関係を認めなかった。pCysの増加またはHcyからCysへの変換が腎機能障害進行抑制と関連しており、含硫アミノ酸代謝と腎不全進行の関連性が示唆された。また、尿蛋白量のみならずpNO_3増加が腎機能低下に結びつくことから、腎組織内へのmacrophage由来のNOが組織障害性に働いていることが考えられた。ホモシステイン(Hcy)は独立した動脈硬化の危険因子であることが確立されてきており、動脈硬化促進のメカニズムは内皮機能障害によると考えられている。腎疾患では糸球体濾過量の低下とともに血漿Hcy濃度は上昇していくので、Hcy蓄積自体が腎障害の促進させる可能性がある。臨床研究として、18名の保存期腎不全患者において血清クレアチニン濃度の逆数を指標とした腎障害進行速度と血清Hcy濃度の関係を検討したが、直接的な関係は認められなかった。しかし、システイン(Cys)濃度およびCys/Hcy比との間に負の相関関係を認めHcyからCysへの代謝が腎障害進行と関連していることが示唆された。また、Hcy,Cysの尿細管細胞への直接障害を検討するため、腎近位尿細管由来培養細胞であるLLC-PK1細胞において酸化ストレス下でのHcyの細胞障害を検討した。培養液中にHcyおよびシステイン(Cys)とともに、さらに硫酸銅(Cu^<++>)を添加した条件で細胞への影響を、さらに同時にcatalaseおよびSOD(superoxide dysmutase)の効果も検討した。細胞数はAlamar blue、細胞障害は培養液中へのLDHの遊離、細胞内酸化状態として細胞内還元型GSH含量を計測した。Hcy+Cu^<++>およびCys+CU^<++>の条件では細胞数の減少、細胞障害の増強、GSH含量の低下を認めたが、Cys+Cu^<++>の条件でのみcatalaseの追加により改善が認められた。次年度では腎不全モデルラットにおいてHcyおよびmethionineを投与することによりHcy,Cysの腎不全進行、糸球体硬化促進に対する影響を検討する。

HcyはCysへ代謝されるため、Cys/Hcy比との関係も検討した。検討開始時のpHcyとsCrnの間に有意な正の相関関係をみとめたが、SL-ICRとの間には認められなかった。pCysおよびpCys/pHcy比とSL-ICRの間には有意な負の相関関係を、一日尿蛋白量および血漿NO_3とSL-ICRの間に有意な正の相関関係を認めた。一日尿中NO_3排泄量とSL-ICRの間には相関関係を認めなかった。pCysの増加またはHcyからCysへの変換が腎機能障害進行抑制と関連しており、含硫アミノ酸代謝と腎不全進行の関連性が示唆された。また、尿蛋白量のみならずpNO_3増加が腎機能低下に結びつくことから、腎組織内へのmacrophage由来のNOが組織障害性に働いていることが考えられた。