hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物生産におけるダイナミカルシステムへのカオス理論・非線形時系列解析の応用

1.農用トラクタの非線形振動解析に関しての、Wavelet解析をさらに進めた。特に、機体のジャンプ現象に伴う不連続な変動に極めて敏感であり、カオスの視点だけではなく、トラクタなどの農業機械振動から故障診断につながる可能性も明らかとなった。一方、小型および大型トラクタの路面入力による周波数応答試験データを体系的に解析をした。Singular Decompositionによるフィルタリングによって高精度にノイズ除去が出来た。2.14年度に試作した生態系のハイパースペクトル画像の携帯型撮影システムを用いて、神奈川県農業総合研究所根府川試験場、東京農工大学FM多摩において、継続的に撮影を実施した。同時に撮影された航空画像データとの照合により、有効に豊凶判定が可能であることを、コナラ収量、温州ミカン収量による校正モデル構築によっても確認できた。これらの成果は、同時に実施している、樹木作物のカオスダイナミクス同定に対して、状態ベクトルに変わるオブザベーションベクトル生成のために不可欠の計測技術を提供することになる。さらに、試作してシステムは接写から景観撮影まで広範なスケール画像を収集可能であり、実験室内の組織レベル、さらには顕微レベルまで加えて階層的なハイパースペクトル画像解析による細胞レベルから広域群落レベルまでの生命現象を統一的かつ構成的に把握するための強力な手法を提供できることが明らかと成った。1.農用トラクタの非線形振動解析に対して、Wavelet解析の応用を試みた。農用トラクタにおいては、特定の路面および走行条件において、カオス振動が発生する。そのでは、走行速度を制御パラメータとした場合に、周期振動、準周期振動、倍周期振動、カオスなどの異なる挙動をしめす。これまでの研究によって、非線形時系列解析の手法である、Lyapunov指数解析、相関次元解析、実験的ポアンカレ断面測定によって、これらの分岐構造を調べてきた。本研究では、Wavelet解析を行うことにより、これらの分岐構造が明瞭に把握できるか否かを検討した。その結果、周期、準周期、倍周期の各振動は極めて明瞭に判別でき、カオスも判別できた。2.生態系のハイパースペクトル画像を簡易に取得できるシステムを試作した。市販の、ハイパースペクトルカメラを電動型雲台に装着することにより、上下・水平の景観画像をハイパースペクトル画像として取得できる。スペクトルフレーム画像はビデオレコーダにデジタルデータとして記録され、PCにダウンロードする。MATLABを用いたGraphic Interface Systemを試作し、これにより任意波長の選択による擬似カラー画像、スペクトルムービー、NDVI出力、任意ピクセルにおける分光スペクトル出力などの機能を備えている。試作したシステムを用いて、温州みかんの豊凶、広葉樹堅果の豊凶などの推定のための校正データ取得を、神奈川県農業総合研究所根府川試験場、東京農工大学FM多摩において実施した。これらから、豊凶に関する定性的な判定の可能性を示した。
融合型チロシンキナーゼによる肺がん発症機構の解明

EML4-ALKがん遺伝子は我々が2007年に報告した肺がんの新規原因遺伝子であり、既に治療薬としてのALK阻害剤が承認・販売されている。我々は本研究計画において、ALK阻害剤治療中に再発した症例の解析から、薬剤耐性の原因となるEML4-ALK内二次変異を同定した。またEML4-ALKの様々なバリアントを一度のRT-PCR実験で検出可能なマルチプレックスRT-PCR法を確立し、これを用いて日本人肺がんコホートの大規模な前向き検討を行った。EML4-ALK陽性肺がんに対するALK阻害剤による分子標的治療が臨床試験として開始され、その著明な治療効果が確認された。しかしながら一部の症例においてALK阻害剤に対する耐性の出現が報告され、その克服が大きな命題となっている。我々は、日本のEML4-ALK陽性肺がん症例の一人が6ヶ月にわたるALK阻害剤(crizotinib)治療後に突然再発した例を経験し、本症例の薬剤耐性メカニズムの解明を目指した。具体的には、crizotinib治療前と再発後の肺がん細胞からEML4-ALK cDNAをPCR法により増幅し、次世代シークエンサーによる配列比較を行った。その結果、再発時にのみ新たな2種類の付加変異がALKキナーゼドメイン内に生じている事が明らかになり、これら変異はそれぞれCys1156をチロシンへ(C1156Y)、Leu1196をメチオニンへ(L1196M)置換した。EML4-ALK陽性細胞株にcrizotinibを投与すると細胞死が誘導されるが、発現するEML4-ALKがC1156Y変異を有しているとcrizotinibに対して約10倍の耐性が生じ、L1196M変異の場合はさらに高濃度のcrizotinibが必要になった。すなわち両変異共にcrizotinib耐性原因であると考えられた。しかもこれら変異を有するEML4-ALKは、患者治療に用いなかったALK阻害剤に対しても耐性となる事から、我々が発見した二次変異は、広くALK阻害剤の耐性原因となると考えられた。EML4-ALKがん遺伝子は我々が2007年に報告した肺がんの新規原因遺伝子であり、既に5種類以上のALK阻害剤による臨床試験が進行している。また最初に臨床試験を行ったALK阻害剤crizotinibは2011年8月に米国において薬剤承認が行われ販売・利用されている。我々の標的同定からわずか4年で特効薬が承認・販売されるに至ったのは抗がん剤の開発史上最速であり、このような急速なALK阻害剤の普及に際し、我々は本研究計画において、「ALK阻害剤耐性メカニズムの解明」と「EML4-ALK陽性肺がんの臨床診断法の確立」をテーマに検討を行った。前者についてはALK阻害剤治療中に再発した症例のうち、未治療時と再発後のペア検体が得られた計3例について、まずEML4-ALKcDNAのdeepsequencingを行った。その結果1例の検体から、再発時にのみEML4-ALKの酵素活性領域内に二次変異が出現しておりその変異が薬剤耐性の原因であることを明らかにした。特に、同変異はイレッサ治療に対してEGFRが二次変異を出現するgatekeeper部位そのものであることが示され、キナーゼを超えて共通の部位が薬剤耐性獲得に寄与することが示された。また臨床診断法については、EML4-ALKの様々なバリアントを一度のRT-PCR実験で検出可能なマルチプレックスRT-PCR法を確立し、これを用いて日本の肺がん症例の大規模な前向き検討を行った。ALK阻害剤治療中に再発した肺がん症例のうち、未治療時と再発後のペア検体を計6ペア入手した。これらについて、治療前と再発後の検体の全エクソン配列解析を行い、後者にのみ新たに生じた二次変異の同定を目指す。既に計3ペアについては全エクソン配列解析が終了し、そのうち1例はEML4-ALK内の二次変異が薬剤耐性原因であることを明らかにした。残り2例については計7種類のmissense変異と計5種類のinsertion/deletion変異を、耐性期細胞にのみ同定した。これら変異のいずれが実際の薬剤耐性に関わるかをインヴィトロの系で解析しているところである。さらにRT-PCR法を用いたEML4-ALK陽性肺がんの診断について解析も行った。その結果既存のEML4-ALKバリアントを検出しただけでなく、新たなバリアントフォームも発見した。またEML4-ALK陽性肺がんの検出にRT-PCR法が有効である事を明らかにした。ALK阻害剤耐性メカニズムを世界に先駆けて2種類発見することに成功し、またマルチプレックスRT-PCR手法を開発して肺がんの臨床診断を前向きコホートで検証した。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画は順調に進行している。

平成24年度は、既に取得した薬剤耐性ペア検体のうちEML4-ALK内二次変異が陰性であった症例について、次世代シークエンサーを用いた全エクソンシークエンスを行い、EML4-A4LK異常以外の薬剤耐性二次変異の存在を明らかにしたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
TGFーβ1による糸球体上皮細胞障害とWT1の発現制御について

TGF-beta1は糖尿病性腎症および巣状糸球体硬化症の進行に寄与していると考えられている。また,転写因子Wilmstumorsuppressorgene(WT1)は,正常糸球体上皮細胞の正常機能維持に必要なことが知られている。我々は,TGF-beta1が,培養ヒト糸球体上皮細胞,及び,マウス腎の糸球体上皮細胞におけるWT1の発現を減少させることを発見した。培養ヒト糸球体上皮細胞を用いた研究により,1)TGF-beta1は,部分的にはSmad4を介してWT1を減弱させること,2)TGF-beta1は,WT1プロモーターのメチル化を促進すること,を見出した。TGF-beta1が,これら複数の機序を介してWT1の発現を減弱させることにより,糸球体上皮細胞障害を引き起こすことが示唆された。また,転写因子Wilms tumor suppressor gene (WT1)は,正常糸球体上皮細胞の正常機能維持に必要なことが知られている。我々は,TGF-beta1が,培養ヒト糸球体上皮細胞,及び,マウス腎の糸球体上皮細胞におけるWT1の発現を減少させることを発見し,更に,その機序を明らかにするために,培養ヒト糸球体上皮細胞を用いた研究を行なった。その結果,1) TGF-beta1のWT1減弱作用は,部分的にはSmad4を介していること,2) TGF-beta1は,WT1のプロモーター活性に影響を与えないが,5'エンハンサーの活性を減弱させること,3) TGF-beta1は,WT1プロモーターのメチル化を促進すること,を見出した。TGF-beta1が,これら複数の機序を介して糸球体上皮細胞におけるWT1の発現を減弱させることが示唆された。これらの結果により,糖尿病性腎症および巣状糸球体硬化症における重要な病態の一つである,糸球体上皮細胞障害の機序の一部が明らかとなった。我々は、TGF-beta1がWT1の低下させることにより糸球体上皮細胞障害を惹起しているのではとの仮説を立て、研究を行ってきた。まず、ヒト培養糸球体上皮細胞にTGF-beta1を作用させることにより、WT1 mRNAおよびWT1蛋白の発現が減少することを定量的PCR、ウエスタンブロットおよび免疫染色にて確認した。次に、そのメカニズムを調べるために、レンチウイルスベクターを用いてShRNA導入することにより培養細胞中のSmad4をノックダウンした後、TGF-beta1を作用させ、WT1の発現を調べた。Smad4をノックダウンした培養細胞では、TGF-beta1によるWT1 mRNAおよび蛋白の減少が部分的に解除されたことから、TGF-beta1が、Smadシグナルを介してWT1発現を低下させることを明らかにした。次に、TGF-beta1による上皮間葉転換に関与することが知られているSNAILの役割について調べるために、レトロウイルスベクターを使ってSNAILを培養細胞に強発現させ、WT1の発現を調べたが、WT1の発現は低下せず、SNAILの関与は否定された。次に、レポーターアッセイを行い、TGF-beta1が、WTプロモーターではなく、5'エンハンサー活性を抑制することを確認した。更に、培養細胞で得られた結果を生体でも確認するために、TGF-beta1トランスジェニックマウスの腎組織を解析した。野生株に比べ、トランジェニックマウスの糸球体上皮細胞でWT1蛋白の発現が低下することを明らかにした。以上の成果をNephrology Dialysis Transplantation誌に掲載した。今回の研究の第一の目標である、TGF-beta1によるWT1発現低下の機序を解析することについては十分な成果を得ることが出来たと考える。TGF-beta1によるWT1発現低下が、Smad4のノックダウンによってレスキューされたことで、TGF-beta1のTGF-beta受容体への結合、Smad2/3のリン酸化およびSmad4との複合体形成、Smad複合体の核内への移行、といったTGF-betaの主要なシグナル経路であるSmadシグナルが、WT1の発現低下を仲介することが明らかとなった。Smadと同様、TGF-beta1の下流で重要な役割を果たすと考えられている転写因子のSNAILについては、強発現の実験でWT1発現に変化を認めなかったことから、その調節には関与していないと考えられた。これは、期待していた結果とは違っていたものの、重要な知見と考えられた。その他、WT1のレポーターアッセイでは、TGF-beta1によるプロモーター活性の低下が認められず、5'エンハンサー活性の低下が認められた。5'エンハンサーについては、Smad4との特異的な結合をChipアッセイで証明出来ておらず、課題が残った。

その他、アルブミンプロモーター依存性にTGF-beta1を恒常的に発現し、びまん性糸球体硬化症を呈することが知られている、TGF-beta1トランスジェニックマウスの糸球体上皮細胞においてもWT1蛋白の発現が低下することが証明出来た。培養系のみでなく生体でもTGF-beta1のWT1調節作用を証明できたことは大きな成果である。今後の推進策としては、TGF-beta1によるWT1発現調節の機序を更に深く解明することを考えている。まず、microRNAがその作用を仲介している可能性を考え、研究を進めていく。我々のこれまでの研究で、TGF-beta1がmicroRNAの一つであるhas-miR-143の発現を上昇させ、またhas-miR-143の強発現によってWT1の発現が減少することから、miR-143がTGF-beta1によるWT1発現低下を仲介していることを明らかとなり、このことを2011年のアメリカ腎臓学会で報告した。今後は、miR-143のターゲットを同定する必要がある。また、WT1のエピジェネティックな発現調節にも注目し、研究を進めていく。我々のこれまでの研究で、TGF-beta1が、WT1プロモーターのメチル化を起こし、また、メチルトランスフェラーゼ阻害薬により、TGF-beta1によるWT1低下作用が相殺されたことから、WT1プロモーターのメチル化がTGF-beta1の作用を仲介していることが分かり、このことについて2011年のアメリカ腎臓学会で報告した。成果報告で記載したように、プロモーターアッセイではTGF-beta1はWT1のプロモーター活性を低下させず、この結果とは一致しないが、メチル化はTGF-beta1による刺激開始後10日目に確認されており、より後期の反応に関与していると考えられ、プロモーター活性についても再検を検討中である。TGF-beta1によるWT1発現におけるhas-miR-143の役割を調べるために、has-mir-143のアンチセンス(レンチウイルスベクター)を購入し、培養細胞に導入し、TGF-beta1によるWT1の発現低下がレスキューされるかを調べる。TGF-betaの下流において、miR-143のターゲットとなる分子を同定するために、3'UTRの配列からターゲットとなることが予測される分子を複数ピックアップし、抗体を購入し、miR-143を強発現した細胞とコントロールでウエスタンブロットにて蛋白発現を比較することにより、スクリーニングする。可能性が高い分子の3'UTRレポーターベクターを購入しレポーターアッセイで確認する。また、マウス腎における、miR-143の発現と、TGF-beta1トランスジェニックマウスでの発現の上昇を確認するために、miR-143に対するプローブを購入しin-situ hybridizationを行う。
核内レセプター転写制御の分子メカニズムの解明

ステロイドホルモン核内受容体の転写制御機能を分子レベルで理解する目的に、性ステロイドホルモン受容体の転写促進能及び新たな核内受容体転写共役因子の検索・同定を試みた。多くの前立腺癌や乳癌の発症は、アンドロゲンやエストロゲンといった性ステロイドホルモンに依存する。性ステロイドホルモンが標的細胞内において機能を発揮する主要な経路は、核内受容体を介した転写制御である。このような転写制御には転写共役因子複合体群が必須であり、クロマチンリモデリングやヒストン修飾といった様々な異なる機能の複合体群が同定されてきている。性ホルモン依存性癌の発症メカニズムを解明するためには、未知の複合体群の同定とその複合体機能の解明が必要である。そこで我々はエストロゲン受容体α(ERα)と機能的に相互作用する複合体の同定を試み、スプライソソーム主要構成因子複合体を同定した。更に、この複合体とERαとの結合はMAPキナーゼによるERαのリン酸化に依存することを見出した。またこの複合体はERαの標的遺伝子群に対してスプライシング効率を調節する機能をもつ。このような機能は、乳癌に関わりの深いエストロゲンシグナルと成長因子シグナルとのクロストークがmRNAスプライシングの調節を介して乳癌発症に関わる可能性を示唆する。本研究では転写共役因子群の性状、変異を解析し、性ホルモン非依存性生殖器癌発症の分子メカニズムを探ることを目的に、以下の2点に焦点を当て、核内レセプターの転写促進領域や転写共役因子群の基本的な性状を明らかにするとともに、ノックアウトマウスを用いた生体内高次機能の解明を試みた。1.膜レセプターからのシグナルとの核内レセプタークロストークの解明:我々は既に女性ホルモンレセプター(ERα)のタンパクN末端が、MAPキナーゼによりリン酸化されることで転写促進能が亢進されることを見出し、このリン酸化依存的に結合する転写共役因子を同定した。このようにN末端側の転写促進能がレセプターの機能調節に極めて重要な役割を果たすことがわかっているものの、その調節機能は不明であるため、特にリン酸化、アルカリ化などのタンパク修飾の側面から探った。2.ホルモン活性を規定するレセプター共役因子の同定:転写共役因子は複合体として存在することが証明されている。これら複合体はC末端の転写促進領域に結合することは判明しているが、N末端への関与は不明である。そこで性ステロイドレセプター種[ERα、ERβ、アンドロゲンレセプター(AR)]固有かつN末端に結合する共役因子の検索・同定を、酵母two-hybrid法を用いたcDNAスクリーニング法を用いて行った。また、核抽出液を用いたin vitro転写系により転写共役因子複合体の同定を試みた。この時、第一には転写を促進する因子群の同定を目指したが、同時にクロマチン構造を制御する因子や、細胞周期を制御する因子などの同定も試みた。性ステロイドホルモン依存性生殖癌は、本邦において増加の一途をたどっているが、中でも乳、子宮、卵巣癌や前立腺癌による死因の割合が増え、社会的に見逃しがたい状況になりつつある。このようなステロイドホルモンをリガンドとする核内レセプター群は、1つの遺伝子スーパーファミリーを形成し、リガンド誘導性転写制御因子である。本研究では、性ステロイドホルモン作用発現における鍵分子である核内ステロイドレセプター及びその転写共役因子群に絞り、その基本的な性質を明らかにするとともに、発癌の過程で生じる異常について考察することを目的とした。1.核内レセプターのAF-1機能領域の解析転写制御因子である核内レセプターは、2つの転写促進領域をレセプタータンパクN末端(AF-1)とC末端(AF-2)に有すると言われている。しかしながら、ホルモン結合によるレセプターの構造変化とそれに関わるこれら2つの領域の機能的な相互作用や、これに関与する共役因子との相互作用は全く不明である。またこれらの転写促進領域は各種キナーゼによりリン酸化されることで、転写促進活性が変わることがわかっている。我々は、昨年度の結果を踏まえ、更に男性ホルモンレセプター(AR)AF-1の性状について同様な解析を行ない、その性状を調べた。その結果、ERαAF-1と異なり、MRAF-1、ARAF-1には2つの転写活性化促進領域が存在することがわかりつつある。

2.ホルモン活性を規定する新たなレセプター共役因子HAT複合体の同定我々は、ERのN末端側の転写促進領域(AF-1)に結合するp68を細胞核抽出液より精製・クローニングした。p68はcDNAクローニングの結果、RNAヘリケースの1種であることが判明し、更にAR、MR、VDRへの効果についても調べたところ全く効果がなく、ERα特異的であることが判明した。一方、160KDaの核内レセプター転写共役因子(SRC-1/TIF2/AIB1)群のC末端に位置する転写促進活性化領域(AD2)に相互作用する因子をMCF7細胞cDNAライブラリーから検索し、p72を単離した。p72は、p68と極めて相同性の高いRNAヘリケースで、p68同様ERαAF4に結合し、かつp68は、SRC-1/TIF-2のAD2に結合した。p68はCBP/p300と相互作用することから、p68/p72は、CBP/p300、SRC-1/TIF2/AIB1、SRAを含む転写共役因子複合体必須構成因子と考えている。ヒトERαのリガンド結合領域(AF-2)をエストロゲン存在で下で、プローブタンパク、として、いくつかの吸着カラムを用いて巨大複合体の単離を行なった結果、既知の2つの転写共役因子複合体に加え、第3の転写共役因子複合体が存在することを見出した。この複合体の構成成分を同定したところ、ヒストンアセチルトランスフェラーセ(HAT)GCN5、TRMPを含んだTFTC、STAGA、PAF複合体と同じクラスの転写共役因子複合体であることが判明した。ステロイドホルモンレセプターはリガンド誘導性転写制御因子であり、標的遺伝子群の発現を転写レベルで制御する。本研究では転写共役因子群の性状、変異を解析し、性ホルモン非依存性生殖器癌発症の分子メカニズムを探ることを目的として、以下の2点に焦点を当て、研究を進めた。1.ホルモン活性を規定するレセプター共役因子の同定:転写共役因子は複合体として存在することが証明されている。これら複合体はC末端の転写促進領域に結合することは判明しているが、N末端への関与は不明である。そこで性ステロイドレセプター種[ERα,ERβ,アンドロゲンレセプター(AR)]固有かつN末端に結合する共役因子の検索・同定を、酵母two-hybrid法を用いたcDNAスクリーニング法を用いて行った。また、核抽出液を用いたin vitro転写系により転写共役因子複合体の同定を試みたが、この時、第一には転写を促進する因子群の同定を目指し、同時にクロマチン構造を制御する因子や、細胞周期を制御する因子などの同定も試みた。特に最近同定したTRRAP/GCN5転写共役因子複合体と核内レセプターとの関連を解析した。2.生体内における転写共役因子の高次機能:転写共役因子の機能異常もしくは量的な制御により、細胞増殖・分化における性ステロイドホルモン応答性が変わる可能性が考えられる。この点を明確にする目的で、転写共役因子のノックアウトマウスを作出した。
ヒト肝癌組織の未同定ガングリオシドの化学的性質の検討と肝腫瘍マーカーへの応用

今年度に既に正常肝2例肝硬変10例および肝癌3例より個別にガングリオシド成分を抽出し、各症例の蛋白当りのガングリオシド結合シアル酸含量と二次元簿層クロマト法を用いてのガングリオシドパターンにつき検討を行なった。またこれら症例肝の病理組織標本に各種染色(HE染色,Mallory-Azan染色,オルセイン染色など)を施し、病理組織所見につき検討した。その結果正常肝のガングリオシドパターンでは,GM3が主成分であり、その他微量成分として,G【D_3】,G【D_(1a)】,G【D_(1b)】,G【M_2】,およびG【M_1】が検出された。また従来報告されていない未同定成分も認められた。肝硬変組織では、共通してグラム湿重量および、蛋白当りのガングリオシド含量の減少傾向をみた。ガングリオシドパターンでは,G【D_3】,G【D_(1a)】,の相対的増加傾向をみとめた。また肝硬変組織で顕著な未同定成分の増加傾向を認めた症例があった。これらの症例は、病理組織学的検索の結果、multicentricの肝癌を伴なった肝硬変組織であった。肝癌組織ではガングリオシド含量は肝硬変組織のそれに比して増加傾向を認めたが、しかし、正常肝とほぼ同値であった。ガングリオシドパターンでは、全症例共通して前述した未同定成分とG【M_2】の顕著な増加を示した。また1例ではG【D_(1a)】の顕著な増加を示した。他方G【M_3】の減少傾向を示した。この未同定成分を抽出、精製しシアリダーゼ処理を行なったところ、シアリダーゼ感受性を示した。未同定成分の簿層上の挙動などより、シアロシルパラグロボシドと推定された。以上の結果をCimerican z ofHepatologyに投稿中である。前述した未同定成分は肝癌の腫瘍マーカーのみならず前癌性病変を示唆するマーカーになりうる可能性があり、今後この未同定成分の精取を行い、モノクローナル抗体を作製し、肝細胞の局在性につき検討する予定である。現在進行中である。現在進行中である。
神経接着分子の切断を介した抑制性シナプス制御による精神疾患分子病態の解明

私たちの脳は興奮性と抑制性神経細胞の機能バランスの上に正常に機能すると考えられている。一方、近年統合失調をはじめとする精神疾患の発症メカニズムに、抑制性神経細胞の機能異常の関与が示唆されているが、その詳細な分子機構はほとんど明らかでなかった。そこで、本研究は、抑制性神経細胞に特異的に局在するNeuroligin2(NL2)という分子のプロテアーゼを介したタンパク質代謝に着目し、抑制性神経細胞におけるNL2の分子機構及び機能制御との連関解明を目指し、研究を遂行している。
下部マントル最下部条件までのマントル鉱物の原子拡散の決定と粘性プロファイルの構築

本研究では、下部マントルの主要構成物質であるブリッジマナイトと酸化マグネシウム中の原子の拡散速度を下部マントル最下部の温度圧力条件下まで決定することを目標に研究を行った。その結果からこれらの物質が塑性変形した際の粘性率を計算し、沈み込むスラブや上昇するマントルプリュームを含む全マントルにおける粘性プロファイルを構築を目指した。ブリッジマナイト中のケイ素の拡散係数は非常に遅く、信頼できる拡散係数を得るために必須である長距離の拡散プロファイルを得ることが困難であると考え、拡散速度の速い酸化マグネシウム中の酸素の拡散実験に取りくんだ。30から50万気圧、1873Kの圧力温度条件を目標に実験を行った。高圧発生には、6軸型高圧発生装置(6-UHP)を使用し、アンビル材には焼結ダイヤモンドアンビルを使用した。試料に加わっている圧力は、初年度に作成した圧力較正曲線に基づき、6-UHPに加えた油圧から推定した。圧力媒体には、CrをドープしたMgOを使用し、電極にはレニウムを使用した。ヒーター材には、LaCrO3を使用し、ヒーターの中心部に熱電対を配置し温度を測定した。出発物質には、18Oに富むMgOの薄膜を蒸着した酸化マグネシウムを使用した。しかし、加圧中や加熱中に試料の吹き出しが起こってしまい、信頼できる拡散プロファイルを得ることができなかった。また拡散実験と併行し、フォルステライトと酸化マグネシウムの混合多結晶体中の電気伝導度測定実験にも取り組み、温度や粒径依存性を明らかにした。電気伝導度の活性化エネルギーは、試料の平均結晶粒径が0.3から1.3ミクロンの範囲内において、255-272kJ/molであった。また、電気伝導度は粒径の2/3乗に比例して減少することがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の研究実績として,まず岡山大学地球物質科学研究センター設置の6軸型高圧発生装置(6-UHP)と焼結ダイヤモンドアンビルを用いて、室温における圧力校正実験を完了した。圧力校正物質には,GaP(22.5万気圧で相転移)とCoO(15万気圧と49万気圧で相転移),Fe_2O_3(60万気圧で相転移)を使用した。60万気圧を発生するのに、必要な油圧は270トン程度であることを突き止めた。また高輝度光科学研究センター(SPring-8)設置の川井型高圧発生装置と焼結ダイヤモンドアンビルを用いて,高温(1300°C)における圧力校正実験を完了させた。高温高圧下で試料に加わっている圧力は,SPring-8の放射光X線を使用し試料に少量加えた金の状態方程式に基づいて算出した。高温下での圧力発生効率は、室温における圧力発生効率の80%程度であるという結果を得た。これらの圧力校正曲線に基づき,6軸型高圧発生装置の油圧から試料に加わっている圧力の推定が可能になった。また川井型高圧発生装置と超硬アンビルを使用し,サンカルロス産の斜方輝石から拡散実験の出発物質であるシリケイトペロフスカイトの合成を行った。合成したペロフスカイトの試料表面を研磨し,表面に拡散源となる^<29>Siに富むSiO_2薄膜の蒸着を真空蒸着装置を用いて行った。蒸着を終えたペロフスカイトを出発物質にして,6-UHPと焼結ダイヤモンドアンビルを使用し50万気圧、1700°Cの実験条件を目標に珪素の拡散実験を行った。しかし,現状では加圧中や加熱中に試料の吹き出し(ブローアウト)が発生し,拡散係数のデータを得ることが出来ていない。高圧実験の試料部構成の改良や,ガスケットサイズの変更等の最適化を行っている。下部マントルの主要構成物質であるシリケイトペロフスカイトやフェロペリクレース中の原子の拡散速度を下部マントルの最下部条件下まで実験的に決定し、その結果から沈む込むスラブや上昇するプリュームを含むマントルにおける粘性プロファイルを構築することを目的とし研究を行った。今年度は特にシリケイトペロフスカイト中のケイ素の拡散係を, 50から70万気圧, 1700°Cの圧力温度条件下で決定することを目標に研究を遂行した。高圧発生装置は、6軸型高圧発生装置(6-UHP)を使用し、アンビル材には焼結ダイヤモンドアンビルを使用した。試料に加わっている圧力は、初年度に作成した圧力校正曲線に基づき6-UHPの油圧から推定した。圧力媒体にはCrをドープしたMgOを使用し,電極にはレニウムを使用した。ヒーター材にはLaCrO_3を使用し、ヒーターの中心部に熱電対を配置し温度を測定した。出発物質には、^<29>Siに富むSiO_2薄膜を蒸着したシリケイトペロフスカイトを用いた。6-UHPを用いて拡散実験を行ったが、現状では加圧中や加熱中に試料の吹き出し(ブローアウト)が発生してしまい、目的の圧力温度条件下において拡散アニーリングを行えていない。そこで高圧実験の試料部構成の改良や、ガスケットサイズの変更等の最適化を行っている。また、実験と併行しこれまでの研究成果の論文執筆作業を行い、今年度は第一著者論文として計3本の論文が国際誌に受理された。

その結果からこれらの物質が塑性変形した際の粘性率を計算し、沈み込むスラブや上昇するマントルプリュームを含む全マントルにおける粘性プロファイルを構築を目指した。ブリッジマナイト中のケイ素の拡散係数は非常に遅く、信頼できる拡散係数を得るために必須である長距離の拡散プロファイルを得ることが困難であると考え、拡散速度の速い酸化マグネシウム中の酸素の拡散実験に取りくんだ。30から50万気圧、1873Kの圧力温度条件を目標に実験を行った。高圧発生には、6軸型高圧発生装置(6-UHP)を使用し、アンビル材には焼結ダイヤモンドアンビルを使用した。試料に加わっている圧力は、初年度に作成した圧力較正曲線に基づき、6-UHPに加えた油圧から推定した。圧力媒体には、CrをドープしたMgOを使用し、電極にはレニウムを使用した。ヒーター材には、LaCrO3を使用し、ヒーターの中心部に熱電対を配置し温度を測定した。出発物質には、18Oに富むMgOの薄膜を蒸着した酸化マグネシウムを使用した。しかし、加圧中や加熱中に試料の吹き出しが起こってしまい、信頼できる拡散プロファイルを得ることができなかった。また拡散実験と併行し、フォルステライトと酸化マグネシウムの混合多結晶体中の電気伝導度測定実験にも取り組み、温度や粒径依存性を明らかにした。電気伝導度の活性化エネルギーは、試料の平均結晶粒径が0.3から1.3ミクロンの範囲内において、255-272kJ/molであった。また、電気伝導度は粒径の2/3乗に比例して減少することがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度に完了させる予定であった圧力校正実験を完了させることが出来たため。2年目までにシリケイトペロフスカイト中のケイ素の拡散実験を終了させる予定であったが、終了させることができなかったため。6軸型高圧発生装置と焼結ダイヤモンドアンビルを使用し50万気圧、1700°Cの実験条件を目標にペロフスカイト中の珪素の拡散実験を行ったが,加圧中や加熱中に試料の吹き出しが発生している。対応策として,ガスケットサイズを現状よりもやや大きくしてみるか,または予備加熱の温度条件を変えて今後実験を行ってみる予定である。また、下部マントルのアナログ物質として、フォルステライトとペリクレースを選択し、これらの原子拡散実験と塑性変形実験を系統的に行い、鉱物中の原子拡散と塑性変形との関連性を議論する予定である。シリケイトペロフスカイト中のケイ素の拡散については、圧力や温度条件を低く設定し(40万気圧、1600°C程度)、まずはデータを得ることを先決に実験を行う。また本申請課題は、原子拡散係数に基づき塑性変形速度の推定を行う予定であるが、ケイ酸塩鉱物ではこの前提が成り立つかどうかに疑問がある。そこで、上部マントルの主要構成物質で大気圧下でも安定に存在するオリビンについて原子拡散、電気伝導度、粒成長、塑性変形速度のデータを取得し、点欠陥モデルに基づき原子拡散と塑性変形速度の関係を系統的に調べる研究に取り組む予定である。
中世<遊女社会>の基礎的研究

1、<遊女>呼称(「遊女」「傀儡子」「白拍子」「傾城」等)の変遷を語彙史的に研究するため、中世前期・後期遊女史料の蒐集・分析を行った。2、<遊女>史研究の基本史料となる大江匡房の『遊女記』『傀儡子記』を校訂するため、『朝野群載』諸本の調査・校異を行い、論文「『遊女記』『傀儡子記』校異ノート」として纏めた(『梁塵』第26号掲載予定)。3、<遊女>史において重要な意味を持つ後白河院の文化的位世を確認するため、論文「後白河と<都市民>」を公にした。4、<遊女>と女房との行動様式の相違を明らかにするため、中世前期の記録類を中心に史料の蒐集・分析を行なった。5、<遊女>居住地の変遷を明らかにするため、中世前期の記録・和歌・説話等を中心に史料の蒐集・分析を行なった。6、中世歌謡研究会・平安京文化研究会にて報告・意見交換。7、「書評稲垣弘明著『中世蹴鞠史の研究-鞠会を中心に-』」の執筆。1、〈遊女〉呼称(「遊女」「傀儡子」「白拍子」「傾城」等)の変遷を語彙史的に研究するため、中世前期遊女史料の蒐集・分析を行った。2、<遊女>史研究の基本史料となる大江匡房の『遊女記』『傀儡子記』は『朝野群載』に載せられているが、刊本はいずれも問題の多い本文である。近年の研究状況に基づき、『朝野群載』諸本の調査・校異を行った。3、<遊女>史において重要な意味を持つ後白河・後鳥羽両院の文化的位置を確認するため、「院政期における後鳥羽芸能の位置」「後鳥羽芸能の全体像」の2論文を公にした。この中で、両院が<遊女>と接触した背景についても言及した。4、論文「後白河と<都市民>」の補訂。5、中世歌謡研究会等に参加し意見交換。6、『蹴鞠記』の諸本を調査し、その伝来過程を考察、口頭発表を経て論文にまとめた。論文は「天理図書館蔵『蹴鞠記』抄出-『順徳院御記』逸文と成通説話」として『日本史研究』に投稿し、採用が決定した。またこれに関連し、『道家公鞠日記』『藤原孝範蹴鞠記』『蹴鞠部類記』『前神主賀茂夏久県主記』等未翻刻の蹴鞠関連史料を調査した。7、〈遊女〉の供給源ないし統括機関とされてきた内教坊について、その活動実態を明らかにするため未翻刻史料の蒐集を行った。
内在性タウの異常蓄積を検出できるヒト大脳皮質ニューロン培養系の作製

本研究は、タウをコードするMAPT遺伝子に新規変異を有する患者線維芽細胞由来のiPS細胞から、大脳皮質ニューロンを誘導し、in vitroで内在性タウの蓄積を検出できる大脳皮質ニューロン培養系の開発を目的として行なった。この培養系を用いてタウの異常蓄積の原因をスクリーニングすることは、タウ病変を有する多くの神経変性疾患の発症メカニズムの解明に役立つ。1.タウをコードするMAPT遺伝子に変異のある線維芽細胞から、iPS細胞の誘導に成功した。MAPTの新規変異を有する3人の患者から採取した線維芽細胞から、Yamanaka法に準じてiPS細胞を誘導した。各線維芽細胞より、それぞれ715クローンのiPS細胞を樹立した。2.健常者iPS細胞を用いて神経誘導プロトコールを作製した。患者iPS細胞では神経誘導がうまく起こらない可能性があるため、すでに分化能が高いことを確認した健常者iPS細胞株を用い、神経細胞の誘導を行なった。クローンによってばらつきが見られたものの、神経マーカーのTUJ1陽性細胞が70%90%検出できる条件を確立した。3.CRISPRにより、遺伝子変異を正常化したコントロールの作製を試みた。iPS細胞のクローン間の性質の差が大きいことはすでに知られているため、健常者iPS細胞と患者iPS細胞の単純な比較では、iPS細胞のクローン間の差が結果を左右する可能性が高い。そのため、患者iPS細胞株のMAPT遺伝子の変異をCRISPRにて正常配列にもどし、コントロールとなるiPS細胞の樹立を試みたがその途中で本年度の研究が終了した。本研究は1年で終了となったが、今後患者iPS細胞と配列を正常化したコントロールiPS細胞から、大脳皮質ニューロンを誘導して比較する予定であった。
近世琉球の自意識と中国・日本

本研究は、近世期(16091879年)の琉球が、中国・日本へ二重に臣従しながらも、王国としての自意識を強化したことに着目し、この時期の琉球王国の自意識の在り方と中国・日本との国際関係との相関性を検討しようと試みるものである。この目的に沿って、王府および家臣団による王国の自意識に関する記録を分析し、この自意識に<中国・日本への臣従>の動向がどのような影響を及ぼしたのかを考察した。本研究は近世期(16091879年)の琉球が、「中国・日本への『臣従』」と「自意識の強化」を同時に進行させた事実に着目し、この時期の琉球王国の自意識の在り方と中国・日本との国際関係との相関を多角的に検討するものである。その目的は、中国と日本に異なる形で臣従し、そこから生じる諸矛盾に対応しつつも、比較的安定的に両国の狭間に存在し続けた近世琉球の社会構造、ひいては東アジア国際関係の運営・維持の構造の一端を、王国を支える人々の「自意識」の在り方から解明し、琉球史研究および近世東アジアの国際関係史研究に新たな視点を提示することである。代表者は、20092010年度に受けた科学研究費「家譜から見た近世琉球の国際関係と東アジア」において、近世琉球の家譜(系譜)の精査・分析により、(1)王府が主導した王国の自意識が、琉球社会内部(個々人/各地域)でどのように消化され、多様化し、いかなる影響力を持ったのか、(2)またこの自意識は当時の琉球の国際的立場ー中・日への「臣従」ーとどのような相関性を有していたのか、といった諸点を明らかにすることが可能になり、近世琉球の自意識の全体像を多角的に解明し得るのではないかという着想に至った。この目的と着想に沿って、(1)那覇市歴史文化博物館に所蔵されている国宝尚家文書の内の関連史料の複製収集、(2)前年度に収集した史料(主に家譜史料)の分析・考察、(3)成果の一部として自意識の形成と実際の中国・日本との接触・交流・外交の関係性を考察した単著『近世琉球と中日関係』(吉川弘文館)の刊行を行った。本年度(3年度目)はこの目的に沿って、収集した史料(主に家譜史料および尚家文書)の整理・分析を行った結果、家譜等の史料に見られる個々人の自意識と王府が主導した王国の自意識の相関性のうち、特に両者の相違点(いわば「ずれ」)に着目するに至った。そこで双方の自意識の相関性の実態を身分制を切り口に考察し、成果(口頭報告)として発表した。一方、王国の終焉直前における政治・外交に関わる史料のなかに、王国の自意識に関わる記述が多く見られることが判明したので、それらの情報を重点的に整理した。

この目的と着想に沿って、本年度は琉球家譜の序文(一族の由緒や先祖の功績が記され、個人や家の自意識がうかがえることが多い)を調査・収集し、内容別に整理して中国・日本との関係が反映されているものを抽出する作業を行った。抽出した序文に対応する家譜本文を検討し、自意識の形成と実際の中国・日本との接触・交流・外交の関係性を考察し、併せて王府が描く自意識との関係性も考察した。本研究は近世期(16091879年)の琉球が、「中国・日本への『臣従』」と「自意識の強化」を同時に進行させた事実に着目し、この時期の琉球王国の自意識の在り方と中国・日本との国際関係との相関を多角的に検討するものである。その目的は、中国と日本に異なる形で臣従し、そこから生じる諸矛盾に対応しつつも、比較的安定的に両国の狭間に存在し続けた近世琉球の社会構造、ひいては東アジア国際関係の運営・維持の構造の一端を、王国を支える人々の「自意識」の在り方から解明し、琉球史研究および近世東アジアの国際関係史研究に新たな視点を提示することである。本年度(4年目)は、過去三年間の研究の総括を行った。これまでに収集した史料類の再検討を行い、その上で総括的な研究成果として論文「東アジア世界のなかの琉球」をまとめた。また複数のシンポジウム・研究会等においても成果を部分的に報告し、議論を行った。琉球を中心とした近世東アジア国際関係史昨年度に収集した家譜史料の整理をほぼ終え、分析・考察が順調に進展中である。また昨年度、那覇市歴史文化博物館所蔵・国宝尚家文書の中に、家譜史料を裏づける有益な史料が多々あることが判明したが、それらの一部を複製収集することができた。さらに自意識の形成と実際の中国・日本との接触・交流・外交の関係性を考察した単著『近世琉球と中日関係』を刊行した。なお本年度も国内外において史料調査や学会報告を行う予定であったが出産のため実施できなかった。その分は次年度以降に順次取り組む予定である。2011-12年度に収集した家譜史料の整理・分析を進めた結果、家譜等の史料に見られる個々人の自意識と王府が主導した王国の自意識の「ずれ」の実態を、身分制の問題と関連づけて、部分的にではあるが解明することができたため。また王国の終焉直前における政治・外交に関わる史料のなかに、王国の自意識に関わる記述が多く見られることが判明し、これらの情報の整理を大きく進めることができたため。沖縄本島を中心とした家譜を最も多く所蔵している那覇市歴史文化博物館所蔵の家譜序文の調査・整理をほぼ終了することができた。またそれらの序文と関連史料の内容分析によって得られた成果の一部を、論文二本にまとめ発表した。さらに近世琉球の自意識を研究する上で非常に有益な示唆に富むペンシルバニア州立大学准教授グレゴリー・スミッツ氏の著書"Visions of Ryukyu: Identity and Ideology in Early-Modern Thought and Politics"(University of Hawaii Press, 1999)を翻訳・出版し、近世琉球の自意識と中国・日本との国際関係の相関について理解を深めた。なお当初は海外における国際学会(第13回中琉歴史関係国際学術会議)にて研究成果の一部を発表する予定であったが、体調不良によりやむなく参加を断念した。その後、当該の学会誌に対して学会にて発表予定であった論文を投稿し、現在査読中である。沖縄本島の各機関(沖縄県立図書館、琉球大学附属図書館など)において家譜を中心とした関連史料を収集する一方、豊富な家譜および関連史料を所蔵しているにもかかわらず、まだその大半が未刊行で十分に研究に活用されていない石垣市立八重山博物館における調査を実施する。またあわせて昨年度収集した尚家文書の分析・考察を行う。これにより、本島家譜に見られる自意識の在り方と、周辺離島の家譜に見られる自意識の在り方を比較し、そこに中国・日本との関係性がどのような影響を及ぼしているのかを考察する。
学力調査経年比較のための測定尺度開発研究

本研究は,わが国で行われる学力調査の結果を比較可能とする測定尺度の開発し,将来の大規模学力調査に関する方法論についてモデルを提示することを主たる目的として行ってきたが,昨年度,過去に遡って計量的な方法論で学力の経年変化をトレースする資料が存在しないことが判明した。そこで,大学入試のあり方など,わが国の教育レベルを実際的に支える重要な教育的営為にさらに重きを置いて研究を行った。3年計画の最終年度となる本年度においては,大学入試に関わる諸問題に関する研究をまとめた。大学入試の追跡調査に関しては,東北大学歯学部のデータを用いて相関分析的手法による研究の方法論的な問題点を指摘した前年度の研究発表をまとめて雑誌論文とした。また,高校生が見た大学のイメージに対して学部名称をキーとして,対応分析を用いて検討した研究についても,昨年度の成果をまとめ,雑誌論文とした。さらに,毎年の大学入試実施に対する文部科学省からの通達である「大学入学者選抜実施要項」の変遷についてまとめ,雑誌論文とした。また,東北大学という個別大学に関わる入試に関連して,教育課程の変更に伴う高等学校の対応や東北大学の入試の影響力を分析した論文,戦後の大学入学者選抜制度の変遷との関係で東北大学のAO入試に関して論じた論文,さらに,東北大学をはじめとする国立大学の後期日程廃止に関する高等学校教員の意見構造を社会心理学的公正の観点から分析した研究論文を発表した。本研究の成果として発表した論文は全て非常にユニークな視点を持つものであり,今後の教育評価・測定分野の研究及び大学入試などの教育実践現場に貴重な資料として役立つことが期待される。本研究は、わが国で過去に行われた学力調査の結果を比較可能とする測定尺度の開発し、将来の大規模学力調査に関する方法論についてモデルを提示することを主たる目的としている。米国では、SATのトレンド分析から70年代の学力低下が示され、80年代教育改革の方向性が示された。また、NAEP(全米学力調査)でも長期トレンド分析は大きな柱の一つである。一方、それに対して我が国では、最近まで様々な事情でトレンド分析を目的とする大規模学力調査が実施されて来なかった。大規模学力調査の調査方法、分析方法にも測定論的基盤を持たないのが実情である。3年計画の初年度となる本年度においては、高校と大学の接続問題の現状を理解し、本研究の意義を確認するために高校生の学習意欲の問題と新指導要領の影響とをテーマとした研究を行った。また、高校生の語彙力、漢字力を題材に、項目反応理論に基づく大規模テストの有用性を示す研究を行った。また、本研究の進め方について研究協力者から意見を聴取した。次に、次年度以降の研究遂行のための資料収集を行った。まず、米国のNAEPについて、その実施の概略を概説する資料を入手した。さらに、戦後にわが国で行われた各種の学力調査を中心に、報告書を収集した。来年度は、それらの資料の内容を分析し、調査項目として用いることが可能な試験問題、および、その関連情報を整理し、さらに不足する資料を追加して、モニター調査の計画を立案する予定である。本研究は,わが国で行われる学力調査の結果を比較可能とする測定尺度の開発し,将来の大規模学力調査に関する方法論についてモデルを提示することを主たる目的としている。さらに,大学入試のあり方など,わが国の教育レベルを実際的に支える重要な教育的営為に関して,それを改善し,適切に評価するための方法論について検討している。3年計画の2年度目となる本年度は,高校と大学の接続問題の枠組において,大学が自らを改善しようと試みる努力が高校生にどのように理解されているかを知るため,高校生が見た大学のイメージに対して学部名称をキーとして,対応分析を用いて検討した。その結果,伝統的な学部名称の方が良いイメージであることが分かった。また,アメリカで開発された学力診断のための測定論的モデルであるルール・スペース法について,その理論の概要,および,TIMSSなどに適用して各国の学力特徴を現した応用例などを紹介した。1960年代末から米国の学力動向を検討する材料を提供してきたNAEP(全米学力調査)に関しては,昨年度までに入手した資料等を基に概要をまとめた。特に,NAEPの問題設計の考え方,および,昨今,わが国では特に学力が低下していると指摘されている数学,科学(理科)の分野に関する知見について論じた。さらに,21世紀に入ってブッシュ政権下でNAEPそのものが変質していった様相を概観した。大学入試の追跡調査に関しては,東北大学歯学部のデータを用いて相関分析的手法による研究の方法論的な問題点を指摘し,大学入試の評価方法に関する提言を行った。また,戦後にわが国で行われた各種の学力調査を中心に報告書を検討した結果,モニター調査の原資料となるべきデータが残されていないことが確認された。来年度は,それらの知見を基に,主に学力調査や大学入試の技術的な変遷と経年的な調査に必要な技術の理論的な検討を試みる予定である。

大学入試の追跡調査に関しては,東北大学歯学部のデータを用いて相関分析的手法による研究の方法論的な問題点を指摘した前年度の研究発表をまとめて雑誌論文とした。また,高校生が見た大学のイメージに対して学部名称をキーとして,対応分析を用いて検討した研究についても,昨年度の成果をまとめ,雑誌論文とした。さらに,毎年の大学入試実施に対する文部科学省からの通達である「大学入学者選抜実施要項」の変遷についてまとめ,雑誌論文とした。また,東北大学という個別大学に関わる入試に関連して,教育課程の変更に伴う高等学校の対応や東北大学の入試の影響力を分析した論文,戦後の大学入学者選抜制度の変遷との関係で東北大学のAO入試に関して論じた論文,さらに,東北大学をはじめとする国立大学の後期日程廃止に関する高等学校教員の意見構造を社会心理学的公正の観点から分析した研究論文を発表した。本研究の成果として発表した論文は全て非常にユニークな視点を持つものであり,今後の教育評価・測定分野の研究及び大学入試などの教育実践現場に貴重な資料として役立つことが期待される。
コロトコフ音波形解析による健康管理指標値の研究

血圧測定時に発生するコロトコフ音の波形そのものに人体の循環系システムに関する情報が含まれていると思われる。そこで、その波形解析を行い、健康に関する情報が含まれているかどうかについて検討した。実際に各年代の波形を比較してみたところ、血管の弾力性が失われていくにつれて、波形後部が緩やかに振動する傾向にあることが明らかになった。また、腕モデルを用いて人体と同様な波形を発生させることができることなどを明らかにした。平成24年度は主に静脈注射練習用の腕モデルと拍動血流ポンプを模擬血管(シリコンチューブ等)で接続した簡易循環モデルを用いて、拍出量、拍動数および粘性を変えた各種実験および人体波形との比較を行った。最初に拍動血流ポンプの拍出量が増やすことにより、マイクロホンにより取得される振動速度振幅が増加し波形の特徴が強調されることが観測された。これは1回の拍動における流量が増加することによりチューブ内圧が高まったことが原因と思われる。次に拍動数を増加させると観測されるK音波形の全体の長さが短くなることが判明した。これは明らかに1回の拍動にかかる時間が短くなったことが原因である。粘性についてはグリセリン水溶液を用いることで実際の血液に近い粘性のものと純粋を用いたものとを比較した。実験結果より、純粋を用いたものに比べるとグリセリン水溶液を用いたものは振動速度振幅が増加することが観測された。これは粘性の影響によりチューブ内の液体の流れに変化があったためと考えられる。これらの腕モデルを用いた実験結果より、血管の形状や血管内の圧力のかかり方や粘性の違いなどが波形変化に影響していることが判明した。最後に腕モデル波形と60歳代以上の高齢者および20歳代の若年者との人体波形の比較を行った。時間波形および周波数解析結果からは腕モデルの波形は若年者と高齢者の波形の両方の特徴をあわせ持つ波形であることが判明した。なお、近隣のデイケアセンターにおける高齢者のK音の波形取得はほぼ3ヶ月おきに継続して行っており、年代毎の波形変化の状況の観察も行っている。平成25年度は平成24年度に引き続いて静脈注射用の腕モデルと拍動血流ポンプを模擬血管(シリコンチューブ等)で接続した簡易循環モデルを用いて、拍出量、拍動数および血管モデルを変化させた場合の波形と本学および近隣のデイケアセンターにおける各年代(20-70歳代)のK音波形の比較を行った。比較は速度波形、加速度波形および周波数スペクトルの3つを実施した。最初に速度波形と加速度波形からはK音波形は年齢を重ねることにより次第に変化していくことが判明した。特に年齢を重ねるにつれて波形後部が緩やかに振動する傾向が観測された。この原因は血管の粘弾性が失われていくことによるものと推測される。簡易循環モデルでは波形前半部では若年者同様に鋭い変化と波形後部の盛り上がりの両方が組み合わさった波形が観測された。次に周波数解析結果からは、人体から取得したK音には年代によらず一様に約2Hz付近にマイナスピークが存在していることが判明した。しかしながら、簡易循環モデルにはそれ以外にも複数のマイナスピークが存在しており、拍動血流ポンプ等の動作音や模擬血管の結合部を通過するも何らかの通過音も同時に取得してしまっていることが判明した。以上のように簡易循環モデルでは、若年者と高齢者の波形の両方の特徴をあわせ持つ波形が取得されて、特定の年代のコロトコフ音波形を再現することはできていないことが判明した。この原因はシリコンチューブ等で接続した模擬血管の構成や拍動血流ポンプ自体に依るものと思われる。一方で、各年代のコロトコフ音波形からは各年代毎の緩やかな変化が観測されており、健康指標値として用いることができる可能性が高いことが明らかになった。なお、近隣のデイケアセンターにおける高齢者のK音の波形取得はほぼ3ヶ月おきに継続して行っており、今後も年代毎の波形変化の状況の観察も行っていく予定である。平成23年度は主に静脈注射練習用の腕モデルと拍動血流ポンプを模擬血管(シリコンチューブ等)で接続することにより簡易循環モデルを構築し、人体と同様のコロトコフ音(以下K音)が発生できるかどうかについて検討した。腕モデル付属の標準の血管モデルを用いた確認実験の結果、人体よりも高い血圧値になるものの、カフ圧を減圧していく際にK音と同様な以下の4つの現象が観測できることを確認した。(1)カフ圧を上げていく(最高血圧を上回る)と、一旦音は消失する。(2)減圧していく際に波形の変化する4つから5つの相がある。(3)急激なマイナスピークが見られる。(4)カフ圧を下げていく(最低血圧を下回る)と、音は消失する。これらの結果からK音の発生自体はできるようになったと思われる。