hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳血管障害におけるゲノム創薬ターゲット探索法の開発

本研究の目的は、現在世界的に発展されつつあるゲノム創薬科学において、ゲノム上の新規創薬ターゲット探索法を確立することにある。特に脳血管攣縮病態においては、脳血管撃縮がくも膜下出血患者の最大の予後不良因子であり、脳虚血、脳梗塞からさらに死に至る重篤な病態である。しかしながら、確立された治療薬が存在しない。そこで、我々は、脳血管攣縮病態特異的遺伝子群を同定し、この遺伝子群の中から新しい創薬ターゲットを探索し、我々が独自に構築した医薬品、疾患に関連する遺伝子からなるゲノム創薬データベースとの統合により、新しいゲノム創薬ターゲット探索法の確立を試みた。具体的には、ラット脳血管攣縮病態における脳底動脈と正常脳底動脈からSMART-PCRによりds cDNAを作製し、サブトラクションにより脳血管攣縮病態の特異的に発現する遺伝子群のスクリーニングを行った。この遺伝子群アンチセンス解析により、small heat shock protein 27(HSP27)を特異的に抑制すると、遅発性攣縮の増悪が認められた。このことから、HSP27は、脳血管攣縮病態における新規創薬ターゲヅトであることが示差された。我々が、すでにアンチセンス解析により見出している創薬ターゲットheat shock protein 72(HSP72)は、その特異的抑制により、遅発性攣縮のピークで増悪する。これは、以前我々が報告したHeme Oxygenase-1(HO-1)の特異的抑制で得られた攣縮パターンとは異なり、別の作用機序で抗攣縮効果を発揮していると考えられる。さらに、薬物によりHSP72を誘導すると、脳血管攣縮の改善が認められたことから、脳血管攣縮の創薬ターゲットとしての有効性が確立された。我々の創薬ターゲット探索法は有効であったと考えられる。
要介護高齢者排尿自立支援行動療法適用のためのスクリーニング法開発と有効性の検討

本年度の研究目的である排尿自立支援行動療法適用のためのスクリーニング法の開発と有効性の検討について、以下の検討を行った。【研究目的1】尿失禁ケア管理システムの日米比較についてUIケアに直接関わるミネソタ州NHにおけるCertified Nursing Assistant:以下CNAと山形県介護老人保健施設における介護職のアセスメント参画状況、UIケアの実際、UIケアの障壁について比較を行った。その結果、UIの出現頻度については、ミネソタは50%代と70-80%代の高率の施設とに二分されたのに対し、山形の3施設は傾向に一貫性を認めなかった。次に、ケアワーカーのUIケア参画の比較では、NHでは初期アセスメントへの参画はないが、老健では、ケアワーカー全員が参画している明確な違いを示した。しかし、アセスメントのために収集する情報の種類、方法は様々であった。UIケアの実際の比較では、NHのCNAは、皮膚ケアの製品の使用に積極的であったのに対し、老健では、むしろおむつやパッド類の使用に工夫に重点をおく傾向を示した。UIケアの障壁となるものでは、双方とも人員不足を共通して認識していた。【研究目的2】非侵襲的排尿機能評価法を活用した排尿自立支援行動療法の試みについて尿失禁を有する介護老人保健施設利用者に対し、Prompted Voiding(排尿自覚刺激行動療法):以下PVを活用し、排尿量日誌にもとづく個別の状況に合わせた排泄ケアを行うことで、尿失禁の改善およびQOLの維持・向上を目指すことを目的とした。対象者10名のうち、拒否による取り組みの中断はなく、1名の対象者は6週目に自宅に退所した。対象者の平均年齢は82.2歳(最少78歳-最長87歳)であった。排尿アセスメント結果より診断された尿失禁の種類では重複が見られ、機能性尿失禁が4名、尿排出障害2名、頻尿2名、切迫性尿失禁1名、失禁なし3名であった。最終評価では、排尿に関する問題が4名「改善」し、4名は「一部改善」、2名は「現状維持」の結果となった。上記結果は、米国で検証されているPVの理論に基づき、排尿機能・ADL・認知機能について詳細にアセスメントを行い改善可能性を見極めて行うことにより、行動療法の途中脱落がなく尿失禁の改善やQOLを促進できる可能性を示唆した。しかし、PVの継続には、ケアに関わる十分な人員の確保が不可欠で今後の課題となった。平成12年度は、虚弱高齢者排尿自立支援行動療法適用基準作成へ向けた基礎調査として、A.有失禁高齢者に実施されているケア介入の傾向を明らかにする、B.失禁ケアガイドライン(1996年)をすでに確立しているU.S.A.の長期ケア施設における尿失禁ケア実施状況を調査し、国内の実施状況と比較検討を行う、以上2点について実施した。研究計画A・Bについて以下に報告する。

研究計画A:山形市内S老人保健施設入居者(期間:平成12年11月13日11月24日)のうち有失禁者38名を対象とし、Minimum Data Set : MDS使用による高齢者ケアプランについ、尿失禁に関する【ケアプランあり群】と、【ケアプランなし群】の2群間の特徴について比較する予備調査を実施した。2群間の比較項目は、「失禁の程度」、「疾病」、「身体機能」、「認知能力」、「コミュニケーション能力」、および実際に立案されたケアプランの援助内容とした。その結果、【ケアプランあり群】は【ケアプランなし群】に比べて失禁の程度には大きな違いは見られなかった。【ケアプランあり群】は【ケアプランなし群】に比べて身体機能能力ではベッド上の移動や、トイレへの移乗、入浴において【ケアプランあり群】が有意(p<0.05)に自立している者が多かった。認知能力では短期記憶、記憶想起能力、意思決定のための認知能力において有意(p<0.05)に高い結果がみられた。作成されたケアプランの具体的援助内容は、『尿意、排尿パターンの確認』『早めの声掛け』といった内容がみられ、ケアプラン作成には失禁の程度よりも移乗能力や認知理解力が大きく関与している傾向を示した。研究計画B:米国ミネソタ州ミネアポリス市内のnon profitの長期ケア施設を対象に尿失禁ケア実施状況をミネソタ大学と共同で現在調査継続中である。介護老人保健施設における有失禁高齢者の非侵襲的膀胱機能評価法の検討について【目的】介護老人保健施設において、尿失禁発症予備群として要介護度Iの高齢者を対象に、包括的アセスメントと排尿チャートを解析し、尿失禁の危険因子を抽出する。【対象者】山形市内にあるS介護老人保健施設に入所している要介護度Iの高齢者のうち、調査協力への同意が得られた7名。性別の限定はしなかったが、対象者は全員女性であった。【調査方法】対象者の年齢・性別・身長・体重・既往歴・服薬状況・排便状況・MDS選定領域について施設のカルテより収集。ADLを機能的自立度評価法(Functional Independence Measure:FIM)により測定、下部尿路症状を面接にて聞き取りを行った。排尿チャートについては、対象者1名について3日間、8-18時の10時間測定。排尿時間・排尿回数・1回ごとの尿意の有無と排尿量および膀胱内残尿量、有効膀胱容量、失禁の有無と程度、水分摂取量を調査した。残尿量は、ポータブル超音波測定装置BVI5000を用い、有効膀胱容量は、排尿量/(排尿量+残尿量)×100%で算出した。また、多量に残尿が貯留した対象者については、尿一般検査、中間尿の細菌培養を行い、尿路感染の有無について調査した。【結果】(1)包括的アセスメントと排尿チャート解析の結果、尿失禁危険因子として、年齢・既往歴・ADL自立度および移動能力の有無・服薬状況・残尿・有効膀胱容量の減少・尿路感染の有無が各々の対象者に対し多様に存在していた。(2)対象者の危険因子として、脳梗塞と有効膀胱容量の減少が共通して認められた。特に、一事例については、残尿量が最小463ml-最大703ml貯留し、有効膀胱容量が最小17.8%-最大36.3%と著しく減少しており、失禁出現の可能性の著しく高い状況にあることが明らかになった。【目的】
グローバル人材育成のための学び直し型プログラムの検討－国際比較の視点から －

欧米諸国祖中心として、グローバル人材育成を意図する学び直しのための政策・施策やプログラムがどように展開されているか、大学院でのプログラムがどのように工夫されているか、グローバル人材に求められるコンピテンシーをどのように定義し、そのためのどのようなプログラムを開発しているかなど、教育制度・政策の展開を中心に研究している。本研究の目的は、我が国において喫緊の課題となっているグローバル人材育成の方策について、「社会人の学び直し/能力の高度化」という視点から検討し、大学院を活用した教育プログラムの開発手法のモデルを提示することにある。具体的には、(1)グローバル人材育成に関わる各国の高等教育政策・人材育成政策の分析、(2)国際的に活躍する人材の育成を企図して提供されている大学院レベルの高度かつ先進的な教育プログラムの事例分析、(3)グローバル人材に求められるコア・コンピテンシーを基盤とする教育プログラムの開発手法のモデル構築を行う。これらの成果をもとに、大学院を活用した高度グローバル人材育成プログラムのモデル開発を行うことにより、生涯を通じたグローバル人材育成方策を検討することが最終的な課題である。研究初年度である平成26年度は、(1)グローバル人材育成に関わる諸外国の高等教育政策・人材育成政策に関する情報の収集、(2)特徴的な取組事例(大学院レベルのプログラムなど)の収集、(3)日本の諸政策における「グローバル人材」の定義の整理などに取り組んだ。特に、焦点を当てたのが、欧州とASEAN諸国である。欧州については、政策及び事例の検討を通じて、欧州各国、あるいはEUが、汎欧州的な枠組みのもと、国際性(特に、非欧州圏を射程としているもの)をビルトインさせた特徴あるプログラムを数多く構築してきていること、それが幅広い分野で行われていること、の二点が明らかになった。とりわけ、「小国」とされる国の取組やEUの焦点を明確にしたプログラムは、興味深く、その開発手法について、次年度以降、精査していくことを確認した。一方、ASEAN諸国については、ASEAN統合が迫る中で、ASEAN諸国がどのような視点で人材育成に取り組もうとしているのかを明らかにすることを試みた。具体的には、1グローバル人材育成に関わる各国の高等教育政策・人材育成政策の分析、2国際的に活躍する人材の育成を企図して提供されている大学院レベルの高度かつ先進的な教育プログラムの事例分析、3グローバル人材に求められるコア・コンピテンシーを基盤とする教育プログラムの開発手法のモデル構築を行う。これらの成果をもとに、大学院を活用した高度グローバル人材育成プログラムのモデル開発を行うことにより、生涯を通じたグローバル人材育成方策を検討する。二年目である本年度は、主として、海外調査を実施し、先進的な事例に関する調査に従事した。訪問調査を行ったのは、アメリカ、ドイツ、フィンランドの三か国である。アメリカ調査では、研究代表者が、ミネソタ州ミネアポリスのコミュニティ・カレッジ2校を訪問し、セカンド・チャンス・ラーニングの視点から学び直しの機会について調査を実施した。それらから、(1)地域の産業と協議し、地域の企業が求める人材育成のためのコースを短期間で開設する仕組みが用意されていることの意義、(2)ニーズが生まれたその時を失わないで、学び直しの(セカンド・チャンス・ラーニング)機会を提供するという意味での、大学教育提供における適時性の問題、(3)学びと同時に資格をとるための枠組の設定の重要性、などが明らかになった。また、同様の調査をドイツ(バンベルク大学、ベルリン自由大学)、フィンランド(タンペレ大学、ヘルシンキ大学)において、連携研究者が実施している。また、今後の研究計画について、全体会を行い、議論した。年度計画において予定していた調査研究を実施し、おおむね良好な成果が得られている。1グローバル化した世界における人材像について、諸外国でもグローバル・マインド・セットとグローバル・コンピテンスの側面からアプローチ、その内実を多様な形で表現し、グローバル人材育成に、高等教育のみならず中等教育においても積極的に取り組まれている。大学・大学院においては特に学び直しの機会の提供や優れたプログラムの提供により、自国民のみならず海外からの留学生のニーズにも応えることとなっている。2欧州におけるエラスムス・ムンドス事業における海外の大学との連携による共同学位プログラムの開発・展開はまさにグローバル化する時代における高度人材育成の先端的プログラムであり、世界から多くの留学生を惹きつけている。またこうしたプログラムの対象は、学部卒業生ではなく、すでに社会で働く者も多い。また高等教育の機会を得ることができなかった人々へのSecond Chance Learningとして門戸を開くプログラムも技術革新やグローバル化する時代が求める人材育成という趣旨から、たとえば豪州やニュージーランドなどにおけるBridging Programsや米国におけるCommunity Collegeプログラムの開発(託児プログラム、地場企業の要請に基づく教育課程の開発など)も積極的に行われている。3生涯を通じたグローバル人材育成方策については、初等中等教育におけるグローバル・シティズンシップ教育の充実、外国語教育の徹底(英語圏でも英語以外の外国語教育の必要が提唱される)、海外研修・短期留学プログラムの充実などが重要であり、高等教育においては国民の大多数が短期高等教育を受けれるようにし、国民の国際的教養の高度化をはかり、グローバル人材育成としては、海外の大学との共同・連携型教育プログラムを積極的に開発・実施する方策が重要である。

欧米諸国祖中心として、グローバル人材育成を意図する学び直しのための政策・施策やプログラムがどように展開されているか、大学院でのプログラムがどのように工夫されているか、グローバル人材に求められるコンピテンシーをどのように定義し、そのためのどのようなプログラムを開発しているかなど、教育制度・政策の展開を中心に研究している。当初計画していた年度計画は、概ね遂行した。進捗状況が概ね順調であることを踏まえ、平成28年度は、研究のとりまとめを実施する。PCC(Pacific Circle Consortium)等、国際学会での発表も計画している。比較教育学当初計画していた内容は、ほぼ順調に進められている。次年度も計画にそって進めるとともに、今年度の成果により、新たに必要となった事柄についても取り組んでいく。初年度に、研究代表者及び連携研究者が、他業務や所属先の異動などにより、調査を実施できなかったことが、今年度についても影響していたことによる(今年度分については、ほぼ予定通りに使用している)。今年度は、主に基礎調査となる海外調査ならびに、研究会開催のための予算を確保していた。このうち、予定していた海外調査は、先方との日程の調整がつかず、次年度早々に延期したため、次年度に計画分を使用することとなった。また、研究枠組を議論することを目的とする研究会については、本科研のメンバー(研究代表者及び連携研究者)全員が所属する学会の開催に合わせて実施したため、旅費の支出が不要となった。このことを踏まえ、海外調査前に再度研究会の開催を計画したが、前述の通り、海外調査が延期となったため、研究会についても同様に延期することとした。以上のことから、次年度使用額が生じた。平成28年度は、国際学会における発表をはじめ、アウトプットの機会を多く持つことを計画している。訪問先と再度日程調整を行い、平成27年度早々に海外調査を欧州にて実施する。また、その前に、調査内容について精査するための研究会を開催する。
空間的拘束から構築する多元系合金の物理量と構造の革新的計算手法

前年度に引き続き,観測した平衡状態の構造と系のpotential energy surface (PES)の関係について,そのhyper volumeの対応関係が,カノニカル平均の非線型性を各微視的状態毎に分解した構造自由度の非調和性というベクトル場DのdivergenceとJacobianの和の対数関数として厳密に表されることを示した.これは,対応関係を考えるときにベクトル場Dを離散力学系の軌跡として捉えることが本質的に重要であることを強く示唆している.さらに,これまでは困難であった,低温における系の物理量の温度依存性を特徴付ける特殊な微視的状態の条件を求めるために必要な,配位空間状態密度の多変数3次モーメントの厳密な定式化に成功し,ここから構成される2次形式の行列を特異値分解することにより,適用温度範囲を従来よりも低温側に広げることに成功した.さらに,多元系かつ高次の多変数モーメントを格子の幾何的情報を用いて定式化するための,組成一定下における格子上のダイアグラムを系統的・包括的に構築する手法を開発し,拡張した下降階乗冪の概念と組み合わせることで適用範囲を広げる研究を進めている.また,開発した手法を第一原理計算と組み合わせ、種々の高エントロピー合金(3元系)の短範囲規則度(SRO)の温度依存性を系統的に予測した.その結果、SROの傾向は従来のGoldschmidt半径や不規則状態における理論計算から求めた原子半径の比からは説明できない一方で,構造自由度間の統計的な非独立性(ゆらぎ)の情報を含んだ系で定義した原子半径の比により,系統的に整理できることを明らかにした.当初の予定では,まず高エントロピー合金の原子配置の短範囲の規則度の系統的な予測と,その体系的な理解を目指しており,これについては実績の概要にあるように構造自由度間のゆらぎの情報を含む原子半径比で整理できることを明らかにした一方、短範囲の規則度に対する格子系の効果については現在進行中である.従来理論の低温域への拡張については,拡張に必要な高次モーメントの定式化に2元系・3元系については成功しており,これらの情報を持つ行列の特異値分解から低温域に寄与する特殊な微視的状態をで構築可能であることが分かった一方で,必要な状態の数が多体相互作用に強く依存する問題を含んでおり,これについては特殊な線型変換変換などを用いた解決策を現在実施中である.バルクと平衡する局所系への理論の拡張について,まず必要な自由エネルギーを特徴付ける特殊な微視的状態の構築に必要な,可変組成下でのモーメントの定式化は行っており,上述の変換などのアプローチを応用して局所系への理論の拡張が可能であると考えられる.高エントロピー合金の原子配置の短範囲の規則化の,ゆらぎの情報を含んだ原子半径比に基づく整理が,項制限数に依存せず普遍的に可能であるかどうかを調べる.その際,高制限素数の変化に伴う揺らぎの大きさについて,物理的な観点からの規格化を導入する必要があることが考えられる.低温域への理論の拡張については,多変数モーメントの情報を含む2次形式の行列を単純に特異値分解して低ランク化すると,入力する相互作用に対するRobust性が得られないため,仮想的な複数の相互作用を行列に作用させるような変換(Hadamard変換など)を適用した際の行列の振る舞いを基に,高次モーメントの寄与が大きい成分のみを残して逆変換を行ってから特異値分解・低ランク化する手法を開発し,入力する相互作用に対してRobustな,低温域において寄与の大きい特殊な微視的状態を構築する.局所系への理論拡張は,上述の手法を自由エネルギーを特徴付ける特殊な微視的状態の構築に応用し,局所系・バルクそれぞれでの特殊な微視的状態の幾何学的関係を明らかにするアプローチをとる.まず平衡状態の構造・物理量と空間的拘束の基本的関係を明らかにするために、特に特殊な微視的状態の物理量のみから力学変数の温度依存性を予測した際の低温での誤差の原因について調査した.その結果,基底状態と高温極限でそれぞれ実現される微視的状態を配位空間上で結ぶ線分上に配位空間での状態密度を射影した状態密度の奇数次モーメントが、低温領域でのズレと密接な関連があることを見出した.実験で観測した構造から系の多体相互作用を逆予測する一般的な手法の開発を実施し,まずpotential energy surfaceと統計平均された平衡状態の系の微視的構造の間に全単射の写像が得られるような部分群が得られるのか、その条件を調べた.その結果,厳密ではないが(計算精度の範囲内で)平衡状態の構造とpotential energy surfaceがほぼ全単射になるような部分群が存在することが示唆され、特に構造が配位空間の状態密度の重心付近にある不規則な状態の多くがこの条件を満たすことを確認した.さらにこれらの状態に対しては写像は準同型であり,系のサイズの増大とともに写像を与える行列が対称かつ正定値に近づくことから,この条件のもとで写像の核は実質potential energy surfaceの集合のゼロ元に対応することを導いた.これらの結果から、potential energy surfaceと平衡状態の微視的構造の対応関係は,系に与える相互作用や温度とは無関係に、空間的拘束(格子など)で決まる配位空間上の純粋に幾何的な性質によってよく特徴付けられ,「構造の統計的自由度の調和性」という新規概念と、それに対応した調和度を導入することでこれらの対応関係が定量的かつ体系的に整理できることを確認した.

平衡状態の構造の組成依存性について、配位空間の状態密度の2次モーメントを組成の解析関数で表現することに成功した.実施項目であった1.平衡状態の構造・物理量と空間的拘束の基本的関係の解明、2.実験で観測した構造から,系の多体相互作用を「一意に」予測できる手法の開発、3.平衡状態の構造の組成依存性の解明のいずれについても概ね順調に進行している.特に項目2については写像の全射・単射性を理論的に考察し,多体相互作用の集合と平衡状態の構造の集合の間にある普遍的な対応関係の一部の解明に成功し,当初の計画以上の成果を上げている.この対応関係は「構造の統計的自由度の調和性」という新規概念を導入することで他の系に対しても系統的に整理できる.また、項目3ではある組成で構築した特殊な微視的状態の物理量から他の組成での平衡状態の物理量を予測する際に必要な、配位空間の状態密度(とくに2次モーメント)の組成依存性を系のサイズが十分大きいときに解析的に表現することに成功した.その結果,ある組成での単一の特殊な微視的状態の物理量のみでは他の組成での平衡状態の性質を近似的に予測する際にも情報が不十分であり,さらに付加的な微視的状態の物理量の情報が必要であることが示唆される.前年度に引き続いて、観測した平衡状態の構造から系のpotential energy surfaceを一意に予測するための基礎理論の開発を推進した。とくに、これらの部分集合に対する部分写像がほぼ全単射になる場合において、その全単射性の崩れの速さが観測した構造の、状態密度の重心からのユークリッド距離の二乗をべきに持つ指数関数に比例することを定量的に示した。この理論に基づいて、長周期積層構造を持つMg-Y-Zn合金の積層欠陥面近傍で発現する特異な2次元相に関する平衡状態図を、STM像との組み合わせにより初めて明らかにした。さらにこのアプローチが、第一原理計算や実験から直接評価することが困難なマルチスケールの相互作用を有する系の平衡状態図を高精度に予測する新規手法となり得ることを示した。そこでは、従来の第一原理計算では「斥力的」と考えられていたクラスター間の相互作用が、クラスター間距離に応じて「引力的」になることを明らかにし、従来の計算では再現できなかった、クラスターが形成する鎖状の特徴的な微細構造を再現することに成功している。また、任意の構成元素数に対する等組成での配位空間状態密度の1次元での任意のモーメントの構成原子数依存性の解析表現に成功し、なぜ熱力学極限において本来は分解できない自由度が近似的に分解できるようになるのか、さらにガウス分布には含まれていない奇数次モーメントの寄与が物理量の統計平均にどのように影響しているのか、定量的に明らかにした。当初の計画では相互作用を観測した構造から一意に決定する手法の開発において、とくに有限温度効果である格子振動効果の考慮に焦点を当てていた。この点については現在進行中である一方、逆問題に起因する一意性の崩れの速さの定量化に成功するなど、申請書記載当時からは予想されなかった重要な結果を得ている。さらに構造の組成依存性の解明については、当初の予定よりも進んで配位空間状態密度の高次モーメントのシステムサイズ依存性を具体的に明らかにし、統計平均を1自由度系については解析的に実行できるようになるなど、予定以上の進展があった。
心血管病における血管機能調節異常の成因に関する実験的研究:膜過分極を介した内皮依存性血管弛緩代償機構の分子生理学的解明

1)ラットintermediate conductance型Ca-activated K channel(lmK)の構造配列決定と機能解析:BKチャネルとともに内皮依存性血管過分極因子の標的分子とされるlmKチャネルの心血管病態における発現修飾を検討するため、種々の心血管病態モデルの作成が容易な実験動物であるラットのlmKチャネルのcloningを行った(GenBankへ登録:AF149250)。本遺伝子のcodingregionは1278塩基対で、翻訳蛋白産物は425アミノ酸からなり、ヒトおよびマウスと塩基配列で88%、95%、アミノ酸配列で各々ほぼ98%の相同性を示した。6個の膜貫通部位を有し、S5とS6間には本チャネルの特異的阻害物質とされるcharybdotoxin感受性aspartateresidueが、またcarboxy-terminal側には細胞内Ca sensorの役割を担うcalmodulin-binding domainおよびtyrosin phosphorylation consensus sequenceがあり、またpromotor領域にはNFkB、heat shock protein、AP2などでregulationされる部位が存在した。これらの事実から本チャネルの発現調節とその活性化が細胞増殖刺激と密接に関連することが確実となった。さらに、本遺伝子をHEK細胞に発現させ、その細胞電気生理学的特性を解析し、本チャネルは細胞内Ca濃度上昇により活性化され、charybdotoxinにより抑制されるなど、これまで生理学的に予測されていたlmKの特性が再現された。2)心血管病態におけるKCaチャネル発現の変化:ラット心筋梗塞モデルを用いて、KCaチャネルの分子種5種類(BK、lmK、SK1、SK2、SK3)のmessenger RNAの発現をRT-PCR法、RNase Protection Assay法により経時的に追跡し、BKおよびlmKの発現は梗塞後13日をピークとする初期増強と7日以降再度upregulationを示す後期増強相からなる2峰性ピークを形成することを見いだした。また、in situ hybridizationおよびラットlmKに対する特異抗体を用いた免疫組織染色の結果、lmKはmRNAレベルのみならず、翻訳蛋白発現のレベルでもその発現が亢進することが確認された。さらに組織内局在について検討すると、lmKは対照時には主として血管内皮細胞および血管平滑筋に局在するが、梗塞心では単核白血球、繊維芽細胞などの浸潤細胞にも著明な発現が見られ、初期上昇相はこれら細胞浸潤により特徴づけられる炎症反応に、後期上昇相は梗塞巣内の血管リモデリングに一致することが明らかとなった。この所見は、これまで生理学的、薬理学的に示されてきた病態での過分極-弛緩連関の代償性増強現象をKCa発現修飾の面から説明するはじめての所見と考えられる。また、以上のlmK発現の増強は、アンギオテンシンllのl型受容体拮抗薬の投与によりほぼ完全に抑制されることなどが明らかとなり、lmK発現調節の細胞内情報伝達系にMEK/ERK系の関与が示唆された。さらに、NO生合成長期抑制モデルにおいても同様なlmK発現の増強を見いだしており、lmKは心血管病態時における血管リモデリングの共通なkey moleculeである可能性が高まってきた。これらの成果は、平成13年3月31日よりアメリカ合衆国フロリダ州オーランドで開催されるExperimental Biology 2001におけるアメリカ生理学会主催の血管系カリウムチャネルに関するシンポジウムにおいて招待講演として発表するとともに、Journal of Clinical and Experimental Pharmacology and Physiologyに公表予定である。

さらに組織内局在について検討すると、lmKは対照時には主として血管内皮細胞および血管平滑筋に局在するが、梗塞心では単核白血球、繊維芽細胞などの浸潤細胞にも著明な発現が見られ、初期上昇相はこれら細胞浸潤により特徴づけられる炎症反応に、後期上昇相は梗塞巣内の血管リモデリングに一致することが明らかとなった。この所見は、これまで生理学的、薬理学的に示されてきた病態での過分極-弛緩連関の代償性増強現象をKCa発現修飾の面から説明するはじめての所見と考えられる。また、以上のlmK発現の増強は、アンギオテンシンllのl型受容体拮抗薬の投与によりほぼ完全に抑制されることなどが明らかとなり、lmK発現調節の細胞内情報伝達系にMEK/ERK系の関与が示唆された。さらに、NO生合成長期抑制モデルにおいても同様なlmK発現の増強を見いだしており、lmKは心血管病態時における血管リモデリングの共通なkey moleculeである可能性が高まってきた。これらの成果は、平成13年3月31日よりアメリカ合衆国フロリダ州オーランドで開催されるExperimental Biology 2001におけるアメリカ生理学会主催の血管系カリウムチャネルに関するシンポジウムにおいて招待講演として発表するとともに、Journal of Clinical and Experimental Pharmacology and Physiologyに公表予定である。既に、予備実験より血管平滑筋における過分極弛緩連関の代償性増強現象の存在が示唆されているラット心筋梗塞モデル、およびL-arginine metylester(LNAME)長期投与によるNO生合成長期抑制モデルにおいて、ラットBK channelのmRNAの経時的推移をRT-PCR法にて検索し、いずれもupregulationを示す結果が得られたため、次に本解析の特異性、定量性について確認する目的で、新たにprobeを設計し、RNase protection assay法による確認を行った。その結果、前者ではRT-PCR法同様、梗塞作成後一過性の発現低下の後、約1週間後より逆にupregulationを示すのに対し、後者のモデルでは有意の変化は検出できなかった。これらの事実は、同じようにNOを介した内皮依存性弛緩反応の低下を共通特性とする心血管病態であっても、各病態によりカリウムチャンネル発現からみた過分極弛緩連関の修飾に差異のあることを示唆するものである。
虐待の世代間伝達に関する心理・生理学的検討

1被虐待経験と泣き声の制御困難性がストレス反応に及ぼす影響...養育者の被虐待経験と乳児泣き声の制御困難性が育児ストレスに及ぼす影響を検討することを目的として,母親44名に実験を行った。結果として,幼少期の経験がネガティブな養育者はストレス反応が高まることを示した。本研究は,被虐待経験を持つ養育者にとって,泣き声というだけでストレッサーとなる危険性を示唆するものである。2唾液オキシトシンレベルと音声への接近行動の関連...唾液から定量されるオキシトシンが泣き声に対する接近行動に与える影響に関して検討した。39名の母親を対象とし,オキシトシンが低い養育者ほど泣き声に対して接近を行うことが示された。本研究では初めて泣き声聴取場面におけるオキシトシンの機能の一端(本能的接近行動の抑制)を明らかにしたものである。3接近行動と認知的負荷の関連...本研究では乳幼児を養育中の55名の母親が参加し,アルファベットを記憶しながら乳児の泣き声を聴取し,その間の重心を計測した。結果として,高負荷の条件において音声に対する接近行動が見られた。本結果は,泣き声への反応を生起させる心理メカニズムの解明に貢献するものである。4泣き声に対する信念に関する質問紙作成...泣き声に対する信念を測定するInfant Crying Questionnaire(Haltigan et al., 2012)を原著者の許諾を得て日本版を作成した。235名から回答を得た。おおむね原版を再現する結果が得られ,関連する質問紙との基準関連妥当性の確認が行われた。本研究の成果は,今後国内での基礎的な養育研究,およびスクリーニング調査における臨床的介入にも貢献が期待される。5昨年度は論文投稿を積極的に国際誌への投稿を行い,1本がPsychoneuroendocrinology誌,2本がParenting誌の特集号に採択された。本年度は主に4件の研究実施によって,児童虐待の世代間伝達における「乳児の泣き声」が果たす役割に関して,検討を行った。まず,幼少期の虐待経験と乳児の泣き声の制御不可能性を操作した研究,および質問紙法による乳児の泣き声に対する信念が子どもの気質発達に及ぼす影響に関する研究を通して,3世代に渡って,泣き声が核となり,次世代への養育・発達を規定するプロセスの提示を行った。これまでも児童虐待の世代間伝達の媒介メカニズム・要因の解明は国内外で盛んに行われてきたが,泣き声への反応に焦点を絞ることで,一貫した研究知見の獲得につながった。また,オキシトシンレベルや認知機能は幼少期の虐待によってその発達が阻害されることが先行研究によって示されている。それらの要因が泣き声への反応に及ぼす影響を検討することで,ミクロな視点での虐待の世代間伝達のメカニズム解明が可能になることが期待される。今回の研究でもオキシトシンという内分泌系・実行機能という心理機能両者が泣き声への反応に与える影響に関する知見を得ることができたが,今後の研究ではそれらを統合するモデルの提案を行いたい。国際学会では1件,国内学会では5件の発表を行い,研究会においては発表賞の受賞にもつながっている。また,これまでの研究成果について原著論文として,国際学術雑誌Parenting誌に2件受理・掲載されるとともに,心理神経内分泌学における一流の国際学術雑誌Psychoneuroendocrinology誌に1件受理・再学されたことなど,着実に研究成果を残している。次年度が最終年度になるため,主に(A)これらの知見を統一するための仮説モデル提案,(B)昨年度得られた研究成果の国際誌への投稿,(C)これらまでの研究を博士論文としてまとめる方針である。(A)に関して,これまでは主に心理的機能が泣き声から生じる不快情動・衝動的接近意図を抑制する可能性,そして内分泌系による制御可能性を個別に検討してきた。しかし,最終的なアウトプットとしての養育行動が形成されるメカニズムを知るためには,両情報処理プロセスの相互影響過程を検討する必要がある。本年度は,両要因がいかに関与しながら養育行動の形成に影響するのかを明らかにする実験を実施予定である。さらに,最終的に臨床場面における応用可能性を提案するため,オキシトシン経鼻投与による泣き声への反応への影響を検討予定である。本実験計画は既に京都大学医学研究科の倫理審査を通過しており,すぐに実施が可能である。(B)に関して,昨年度の研究実績の1をInfant Behavior & Development誌等,2をPsychoneuroendocrinology誌等,3をDevelopmental Psychopathology誌等に投稿予定である。また,3の成果は本年度開催される英国心理学会発達部門大会にて発表を予定している。(C)卒業研究から一貫して,乳児の泣き声に対する反応を形成する要因の検討を行ってきた。その要因として親から受ける養育態度に着目しており,先行研究で明らかにされている愛着や共感,自己制御などの個人特性に先行する要因であることから,多くの先行研究の知見を包含するモデルの提案が可能になると考えている。本年度実施する(A)の計画も含めて,泣き声への反応が世代を通して伝達していくメカニズム,ひいては児童虐待の世代間伝達のメカニズムをひとつのモデルとしてまとめることを目指す。

2唾液オキシトシンレベルと音声への接近行動の関連...唾液から定量されるオキシトシンが泣き声に対する接近行動に与える影響に関して検討した。39名の母親を対象とし,オキシトシンが低い養育者ほど泣き声に対して接近を行うことが示された。本研究では初めて泣き声聴取場面におけるオキシトシンの機能の一端(本能的接近行動の抑制)を明らかにしたものである。3接近行動と認知的負荷の関連...本研究では乳幼児を養育中の55名の母親が参加し,アルファベットを記憶しながら乳児の泣き声を聴取し,その間の重心を計測した。結果として,高負荷の条件において音声に対する接近行動が見られた。本結果は,泣き声への反応を生起させる心理メカニズムの解明に貢献するものである。4泣き声に対する信念に関する質問紙作成...泣き声に対する信念を測定するInfant Crying Questionnaire(Haltigan et al., 2012)を原著者の許諾を得て日本版を作成した。235名から回答を得た。おおむね原版を再現する結果が得られ,関連する質問紙との基準関連妥当性の確認が行われた。本研究の成果は,今後国内での基礎的な養育研究,およびスクリーニング調査における臨床的介入にも貢献が期待される。5昨年度は論文投稿を積極的に国際誌への投稿を行い,1本がPsychoneuroendocrinology誌,2本がParenting誌の特集号に採択された。本年度は主に4件の研究実施によって,児童虐待の世代間伝達における「乳児の泣き声」が果たす役割に関して,検討を行った。まず,幼少期の虐待経験と乳児の泣き声の制御不可能性を操作した研究,および質問紙法による乳児の泣き声に対する信念が子どもの気質発達に及ぼす影響に関する研究を通して,3世代に渡って,泣き声が核となり,次世代への養育・発達を規定するプロセスの提示を行った。これまでも児童虐待の世代間伝達の媒介メカニズム・要因の解明は国内外で盛んに行われてきたが,泣き声への反応に焦点を絞ることで,一貫した研究知見の獲得につながった。また,オキシトシンレベルや認知機能は幼少期の虐待によってその発達が阻害されることが先行研究によって示されている。それらの要因が泣き声への反応に及ぼす影響を検討することで,ミクロな視点での虐待の世代間伝達のメカニズム解明が可能になることが期待される。今回の研究でもオキシトシンという内分泌系・実行機能という心理機能両者が泣き声への反応に与える影響に関する知見を得ることができたが,今後の研究ではそれらを統合するモデルの提案を行いたい。国際学会では1件,国内学会では5件の発表を行い,研究会においては発表賞の受賞にもつながっている。
超音波診断装置を用いた教材開発

本研究は、質の高い有資格者を育成するための教材作成を主体とする。超音波診断装置を用いて、身体の各部位における安全深度、鍼の各技術を用いた場合の組織変化を映像として捉え、紙面およびDVDによる教材を作成する。これらの教材の有用性を検証するため、はり師・きゅう師を養成する複数の施設に協力を仰ぎ、教材を用いることによる理解度の変化を検証する。
生体親和性歯冠修復材料開発のための歯の生理的咬耗と咬合力に関する研究

歯冠修復物は天然歯と同じ量で咬耗磨耗していくことが理想と考えられ、そのためには天然歯の生理的な咬耗量と隣接面の磨耗糧を知ることは不可欠である。本研究はエナメル質の咬耗磨耗と調和する歯冠修復材の開発をめざすための基礎データを得るために、ウ蝕未経験者の天然歯列における、一定期間のエナメル質の咬耗量を測定して生理的なエナメル質の咬耗量を明らかにし、さらに咬合力との関係を調査することを目的としている。新潟大学新入生歯科検診において、ウ蝕未経験者と診断された学生のうち、咬合の著しい異常や歯ぎしりなどの習癖、顎関潤節異常のない者を19名選定し、選定した学生に研究の主旨説明を行ない、同意を得てすでに協力を依頼していた。1年毎に来院をお願いし、口腔内写真、印象採得、咬合接触状態の採得(チェックバイト)、歯牙接触分析(T-スキャン)、咬合圧力測定(デンタルプレスケール、オクルーザー)の試料収集をすでに3年間にわたりおこなってきた。それらの資料をもとに、印象から作成した模型を用いて歯の断面を万能投影機でトレースし、ベースラインと3年後のトレースを重ね合わせところ、側方運動および前方運動時の接触滑走面の咬耗量は個人差があり、デンタルプレスケールで測定された咬合力との間に正の相関関係があることが明らかになった。現在、より長期にわたる経時的な咬耗量の変化について知るために、ボランティア4名から収集した5年および7年後の試料を解析中である。歯冠修復物は天然歯と同じ量で咬耗磨耗していくことが理想と考えられ,そのためには天然歯の生理的な咬耗量と隣接面の磨耗量を知ることは不可欠である。本研究はエナメル質の咬耗磨耗と調和する歯冠修復材の開発をめざすための基礎データを得るために、ウ蝕未経験者の天然歯列における、1年間のエナメル質の咬耗量を測定して生理的なエナメル質の咬耗量を明らかにし、さらに咬合力との関係を調査することを目的としている。新潟大学新入生歯科検診において、ウ蝕未経験者と診断された学生のうち、咬合の著しい異常や歯ぎしりなどの習癖、顎関節異常のない者を19名選定し、選定した学生に研究の主旨説明を行ない、同意を得てすでに協力を依頼していた。1年毎に来院をお願いし、口腔内写真、印象採得、咬合接触状態の採得(チェックバイト)、歯牙接触分析(T-スキャン)、咬合圧力測定(デンタルプレスケール、オクルーザー)の資料収集をすでに3年間にわたりおこなってきた。
混合培養システムの強制代謝振動カオス制御とPHBの効率的生産

本研究では、乳酸菌と水素細菌を用いた混合培養の特性について検討を行なったが、一般に混合培養では、微生物の種類によって至適条件が異なる。このため、混合培養の培養環境をどのように設定するかは重要である。本研究では溶存酸素(DO)濃度にまず着目した。乳酸菌は嫌気条件を好み、水素細菌は好気条件を好む。このため、微好気条件で培養し、DO濃度レベルをいくつか変えて両微生物の妥協点となるDO濃度を決めれば良いが、実際には両菌体の細胞活性が、培養環境や、培養の経過とともに変化するため、あまり良い結果は得られない。この場合、好気条件と、微好気条件を交互に繰り返す周期制御実験を行なうと、細胞濃度、および目的とするPHBの生産収率ともにかなりの向上が見られることがわかった。本研究ではさらに、pHが両菌体に及ぼす影響を調べ、その結果をもとに、混合培養特性についても検討した。その結果、pHが7.0のときが、細胞増殖速度、PHB合成速度ともに最も高くなるということがわかった。次に、DO濃度と同様に、pHも周期的に変動させた場合の特性について検討したが、短時間でもpHの値を6.5以下にすると水素細菌の増殖が停止してしまい、うまくいかないことがわかった。最後に、様々な条件で単独培養実験を行い、培養特性のモデル化を行った。開発したモデルを用いて、混合培養のコンピュータシミュレーションを行い、最適周期操作および周期制御方式に関する理論的な検討を行った。得られた結果をもとに、実際に混合培養の周期制御実験を行い、モデルの有効性や周期制御の有用性について検証した。操作条件をカオス的に変動させる実験も行ったが、理論的な解析まではできなかった。今後の課題である。今後の課題である。本研究では、乳酸菌と水素細菌を用いた混合培養の特性について検討を行なっているが、一般に混合培養では、微生物の種類によって至適条件が異なる。乳酸菌と水素細菌の混合培養においてDO濃度レベルについてみてみると、乳酸菌は嫌気条件を好み、水素細菌は好気条件を好む。この場合、微好気条件で培養し、DO濃度レベルをいくつか変えて両微生物の妥協点となるDO濃度を決めれば良いが、実際には両菌体の細胞活性が、培養環境や、培養の経過とともに変化するため、あまり良い結果は得られない。そこで我々は、好気条件と、微好気条件を交互に繰り返す周期制御実験を行なったところ、細胞濃度、および目的とするPHBの生産収率ともにかなりの向上が見られた。本研究ではさらに、pHの培養特性に及ぼす影響についても検討した。まず、培養pHを6.5,7.0,7.5と変えて、乳酸菌単独培養を行った。その結果、pHが6.5と7.0の場合はあまり培養特性に変化は見られなかったが、pHが7.5の場合は、基質であるグルコースを完全には資化(利用)できず、乳酸生成も半分程度に低下してしまった。水素細菌はpHがこの範囲であれば、高ければ高いほど増殖特性が良いことがわかっているので、次にpHの混合培養特性に及ぼす影響について実験的に検討した。今後は、DO濃度と同様に、pHも周期的に変動させた場合の特性についても検討する予定である。

このため、微好気条件で培養し、DO濃度レベルをいくつか変えて両微生物の妥協点となるDO濃度を決めれば良いが、実際には両菌体の細胞活性が、培養環境や、培養の経過とともに変化するため、あまり良い結果は得られない。この場合、好気条件と、微好気条件を交互に繰り返す周期制御実験を行なうと、細胞濃度、および目的とするPHBの生産収率ともにかなりの向上が見られることがわかった。本研究ではさらに、pHが両菌体に及ぼす影響を調べ、その結果をもとに、混合培養特性についても検討した。その結果、pHが7.0のときが、細胞増殖速度、PHB合成速度ともに最も高くなるということがわかった。次に、DO濃度と同様に、pHも周期的に変動させた場合の特性について検討したが、短時間でもpHの値を6.5以下にすると水素細菌の増殖が停止してしまい、うまくいかないことがわかった。最後に、様々な条件で単独培養実験を行い、培養特性のモデル化を行った。開発したモデルを用いて、混合培養のコンピュータシミュレーションを行い、最適周期操作および周期制御方式に関する理論的な検討を行った。得られた結果をもとに、実際に混合培養の周期制御実験を行い、モデルの有効性や周期制御の有用性について検証した。操作条件をカオス的に変動させる実験も行ったが、理論的な解析まではできなかった。今後の課題である。
微粒子由来凹凸構造を利用する気液分散体の安定化

本研究では、サブセルラーサイズの高分子微粒子からなる集合体を作製することで凹凸を形成し、その形状が生み出す撥水性を活かしたリキッドマーブル(Water-in-Air型気液分散系)の安定化を実現する。さらに、リキッドマーブル内部に泡が分散した多相気液分散系(Air-in-Water-in-Air型分散系)の構築、さらに多孔質高分子材料の創出を行い、材料化学分野へ研究を展開することを目的としている。平成26年度は、下記2項目について検討を行った。1.高分子微粒子表面への水の濡れ性評価微粒子集合体が形成する表面凹凸構造が、撥水性に与える影響を精査した。粒子表面への水の濡れ性は、粒子の気液界面における吸着エネルギーと相関しているため、気液分散体の安定性を評価する上で重要な因子である。その結果、凹凸構造を有する粒子集合体表面における水の接触角が、単一粒子表面における接触角より大きくなることが明らかになった。これは、粒子集合体上の水滴にピン止め効果が働き、準安定Cassie-Baxter状態を取っていることを意味している。当該項目は、界面化学を専門とする連携研究者である村上良博士(甲南大学)と連携して推進した。2.気液分散体の安定化と機能性材料の創出一種類の高分子微粒子のみを安定化剤として利用し、リキッドマーブルおよびその内部に泡が分散したAir-in-Water-in-Air型多相気液分散体の作製に成功した。さらに、多相気液分散体から水を蒸発させることで、多孔質高分子粒子材料の合成にも成功した。上記の分散体、機能性材料の構造評価、および比表面積等の物性評価を、電子顕微鏡、BET装置を用いて行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、サブセルラーサイズの高分子微粒子からなる集合体を作製することで凹凸を形成し、その形状が生み出す撥水性を活かし、リキッドマーブル(Water-in-Air型気液分散系)の安定化を実現する。平成25年度は、下記2項目について検討を行った。高分子微粒子の精密合成・評価乳化重合、分散重合を駆使し、水への濡れ性が異なる高分子(ポリビニルピロリドン、ポリ(メタクリル酸ジエチルアミノエチル)、ポリエチレングリコール)が表面に吸着したポリスチレン粒子の精密合成を行った。X線光電子分光装置、接触角計を用いて粒子表面化学を濡れの科学の観点から評価した。さらに、シード乳化重合、シード分散重合を駆使し、粒子表面の親水性疎水性バランスのコントロールにも成功した。微粒子集合体の表面凹凸構造の制御高分子微粒子の水分散体の乾燥方法(自然乾燥、フリーズドライ)および、その条件(温度、湿度、分散体固形分濃度)が、得られる粒子集合体の状態、表面凹凸構造に与える影響について検討を行った。その結果、フリーズドライ法から得られる微粒子集合体はかさ密度が低く適度な流動性を示し、一方自然乾燥法からは、粒子が緻密に詰まった粒子集合体が形成されることを明らかにした。レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡を使用し、粒子集合体が形成する表面凹凸は数十ミクロンメートルレベルであることを明らかにした。平成25年度の研究計画通り、親水性疎水性バランスの異なる表面を有する高分子微粒子の精密合成・評価に成功した。

さらに、微粒子水分散体の乾燥方法と得られる微粒子集合体の状態、構造との相関関係を明らかにすることに成功し、計画通り目標を達成することができた。また、領域研究メンバー(企業)との共同研究成果を元に、特許出願を行い、「生物規範工学」の工業化への展開も開始している。平成26年度以降も、当該新学術領域研究のメンバーとの連携を通じて、「生物規範工学」の学理の体系化に努める。自然界で観察される微粒子の界面吸着現象をコロイド化学、高分子化学の観点から研究することで、生物規範工学の科学の確立推進に力を注ぐ。具体的には、下記2点について研究を推進する。(1)高分子微粒子表面への水の濡れ性評価:微粒子集合体が形成する表面凹凸構造が、撥水性に与える影響を精査する。粒子表面への水の濡れ性は、粒子の気液界面における吸着エネルギーと相関しているため、気液分散体の安定性を評価する上で重要な因子である。本課題では、凹凸構造を有する粒子集合体表面における水の濡れ性を接触角測定を行うことで評価し、単一粒子表面の濡れ性と比較する。(2)気液分散体の安定化と機能性材料の創出:高分子微粒子のみを安定化剤として利用し、リキッドマーブルおよびその内部に泡が分散したAir-in-Water-in-Air型多相気液分散体を作製する。申請者が開発したドロップレットローラー【申請者らSoft Matter 2010, 6, 635】、およびフォームカラム【申請者らLangmuir 2006, 22, 7512】を使用し、様々な条件(温度、湿度)で、気液分散体の安定性を評価する。さらに、多相気液分散体から水を蒸発させることで、多孔質高分子材料を合成する。上記の分散体、機能性材料の構造評価、および強度、比表面積等の物性評価を、電子顕微鏡、微小圧縮試験機、BET装置を用いて行う。得られた結果を取りまとめ、学会発表、論文投稿を行う。平成25年度、平成26年度で取得する基礎的データを有機的に繋げることで、生物規範工学に立脚した真に使えるコロイド材料開発の実現に向けた足掛かりとしたい。