hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
融雪剤の影響を受けて劣化した道路橋ＲＣ床版の診断・治療技術の構築

また,ASR劣化が生じた後で疲労の影響を受ける場合と,疲労作用を与えた後にASR劣化が生じた場合では,最初のひび割れ形態がその後のひび割れの進展状況を支配することを明らかにした.さらに,ASRと疲労を受けた床版の損傷状態を評価する上で,小型加振機を利用した強制振動試験が有効であり,本試験により得られる共鳴振動数により,床版の局所的かつ全体の剛性低下を評価しえることを明らかにした.一方,後者については従来の小型輪荷重走行試験機の車輪部の材料を鋼製から樹脂製に改良し,再度輪荷重走行試験を試みた.これにより,荷重変動が顕著に抑えられ,モルタル版に対する衝撃の影響を無視できる程度にまで抑えることができた.その結果,輪走行速度がモルタル版の耐疲労性に顕著な影響を及ぼすことを明らかにし,水の作用下ではさらにその影響が顕著に表れる結果を得た.以上の研究成果は,他の研究機関ではこれまで得ることのできなかった極めて独創的なものであり,今後実コンクリート床版の耐疲労性を改善させる上で,実用性の高い成果になり得ると思われる.26年度が最終年度であるため、記入しない。コンクリート工学,社会インフラメンテナンス工学26年度が最終年度であるため、記入しない。凍結防止剤散布下における実道路橋RC床版を対象に,コンクリートおよび鋼材の詳細調査と輪荷重走行試験,共曝振動法を用いた非破壊試験を実施することができ,その詳細調査を行うことができたことと,小型輪荷重走行試彫の有用性を確認できた点で初年度としての目標をおおむね達成できたと考えている.今後は解析手法の構築を急くことで,現場一実験一解析をつなぐ包括的な研究体制が確立するものと思われる.上記の通り,凍結防止剤の影響を受けて劣化した道路橋RC床板の診断・治療技術の構築を目指し,精力的かつ複眼的に技術開発を行い,多くの技術に対し,その妥当性を確認するとともに実用化に向けた目途が立った点で,研究の目的がある程度達成できたと評価される.一方,ASR劣化した道路橋RC床版の耐疲労性評価については,国内外で例を見ない実験にチャレンジしたことで,予想以上に促進試験時のASRによるケミカルプレストレスの導入が影響し,耐疲労性が向上してしまったことが課題として挙げられる.この点は,実際の劣化状況を適切に再現できるようASR促進試験と輪荷重走行試験の方法を見直し,再度実験を行う予定である.以上の実験結果を総合的に評価することができれば,最終年度である平成26年度には当初の目的である凍結防止剤の影響を受けて劣化した道路橋RC床板の診断・治療技術の構築が実現し,実際の現場にこれらの技術が実用化されるものと考えている.26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は凍結防止剤散布下においてASR劣化したRC床版の輪荷重走行試験を実施し,各劣化過程における残存疲労耐久性と補修方法に関する研究を進める.また,小型輪荷重走行試験機を活用し.様々な混和材料を用いた鋼繊維補強モルタル版を作製し,その疲労耐久性を評価すると共に,これらの耐凍害性,塩分浸透抵抗性とその機械〓究明する.これらの研究計画に支障が出た場合には共同研究者と協議の上,対応する.平成26年度は本研究課題の最終年度に当たるため,これまで煮えられた研究成果を取りまとめるとともに,本研究の目的を達成するため,これまでの課題を解決するための追加実験,現場計測,解析を実施する.まず,ASRにより劣化した道路橋RC床版の耐疲労性評価については,ASR促進試験と輪荷重走行試験方法を再考し,実態に合った劣化現象が再現できる試験方法を考案する予定である.
モンキー同種腎移植における経門脈骨髄移植併用の有用性に関する研究

前年度には,カニクイザル(体重4-6kg)を使用した腎移植の術式確立を報告した.reactive MLC donor-recipient pairsを選び3組で同種腎移植術を行った.ドナーから腎動脈に大動脈の一部をつけて摘除した腎を灌流液にて洗浄した後,右腎摘除術を行ったレシピエントの大動脈,下大静脈に腎動脈,腎静脈を端側吻合し,尿管は膀胱に吻合した.3例とも7日目以内に急性腎不全で死亡した。その時のクレアチニン値は8.6,18.4,12.3mg/dlまで上昇していた.病理学的に移植腎にはリンパ球浸潤が認められた.これとは別にマウスの実験から,骨髄の経門脈移植よりも骨髄内移植の方が高率に免疫寛容を誘導する結果が得られた.そこで,サルにおいてこの骨髄内移植の有用性を調べた.6Gyの全身照射では骨髄の生着が得られなかったため照射量を10Gyまでdoseをあげて行ったところ,高度の骨髄抑制のため菌血症で死亡した.今年度は,移植骨髄の生着をはかるため前処置のプロトコールを確立すべく実験した。骨髄抑制による易感染性のためクリーンルームを増設し,ガウンの着用,抗生剤の投与など感染予防を行った。移植前日の全身照射10Gyを分割照射とし,さらに2日前にフルデラビン投与を追加した。これまで25組で,照射のみ,フルデラビンのみ,照射とフルデラビンなど種々のプロトコールの組合せを行った。移植後のDNAタイピングではレシピエントの骨髄がドナーの骨髄に置き換わることは確認できたが,骨髄抑制のため最長17日までの生存しかえられていない。体重4-6kgのカニクイザルを使用し,ドナーおよびレシピエントからあらかじめ採取したリンパ球でMLCを行い,reactive MLC donor-recipient pairsを選び腎移植を行った.まず移植術式の確立のため,基礎実験を3組で行った.ドナーから腎動脈に大動脈の一部をつけて摘除した腎を灌流液にて洗浄した後,右腎摘除術を行ったレシピエントの大動脈,下大静脈に腎動脈,腎静脈を端側吻合し,尿管は膀胱に吻合した.3例とも7日目以内に急性腎不全で死亡し,その時のクレアチニン値は8.6,18.4,12.3mg/dlまで上昇していた.移植腎にはリンパ球浸潤が認められた.次に骨髄移植の併用実験を行った.まず術前日にレシピエントに6Gyの全身照射をした.術当日ドナーの大腿骨からヘパリン加PBSによる洗浄法で骨髄を採取し,同日腎移植を行った.手術終了直前にレシピントの門脈より精製骨髄細胞(6.6x10^8)を注入した.レシピエントは4日目に死亡しクレアチニンは16.2mg/dlであった.これとは別にマウスの実験から骨髄の経門脈移植よりも骨髄内移植の方が高率に免疫寛容を誘導する結果が得られた.そこで,サルにおいてこの骨髄内移植の有用性を調べた.6Gyの全身照射では骨髄の生着が得られなかったため10Gyまでdoseをあげて行ったところ,高度の骨髄抑制のため菌血症で死亡した.現在,有効な骨髄生着方法について検討中である.前年度には,カニクイザル(体重4-6kg)を使用した腎移植の術式確立を報告した.reactive MLC donor-recipient pairsを選び3組で同種腎移植術を行った.ドナーから腎動脈に大動脈の一部をつけて摘除した腎を灌流液にて洗浄した後,右腎摘除術を行ったレシピエントの大動脈,下大静脈に腎動脈,腎静脈を端側吻合し,尿管は膀胱に吻合した.3例とも7日目以内に急性腎不全で死亡した。
比較可能性をみたす正則環の研究

フォン・ノイマン正則環研究は、可換正則環研究や入射正則環を含む連続系正則環研究に始まり、現在その方向は比較可能系正則環研究に向かっている。正則環研究の主要なテーマは、有限性の探求・個々の正則環の構造研究・新しい型の正則環発見に大別される。この研究は、種々の比較可能系正則環に対して、有限性問題・行列環への移行問題・射影加群削除問題・環の構成法などの解明を行い、比較可能系正則環の構造理論構築を目指したものである。研究実施期間初年度に当たる平成21年度は,今後3年間における研究基礎期間と位置づけ,様々な型を持つ比較可能系正則環のうち「Almost比較可能性をみたす正則環」に焦点を絞り,この環に関する「有限性問題・行列環問題・射影加群削除問題・環の構成法等」の解明に取り組み,次の研究結果を得た。まず最初に,「Almost比較可能性をみたす正則環上の可算生成射影加群全体の集まりは再びAlmost比較可能性をみたす」ことを証明し,有限生成射影加群よりもより一般的な射影加群におけるAlmost比較可能性成立という結果を与えた。筆者はこれまでに自身の学術論文において,この型の新たな環を構成する上で重要な役割を担う「Almost比較可能性をみたす正則環上の有限生成射影加群全体の集まりは再びAlmost比較可能性をみたす」という事実を証明していたが,今回得られた成果はこの結果を包括的に含むものである。更に,その結果を用いて,「Almost比較可能性をみたす正則環上の有限生成射影加群全体の集まり,並びに,directly finite射影加群全体の集まりは,共にAlmost比較可能性に関する狭義幕削除性を満たす」を証明した。これは,筆者がこの科研における研究課題として提起した「射影加群の直和に関する削除問題」に対し肯定的解答を得たことを意味する。今回得られた結果は,Almost比較可能性をみたす正則環に関する最新成果として,今年度10月に開催された「第42回環論および表現論シンポジウム」で,証明方針を含め講演発表を行った。詳細は,論文誌「Proceedings of the 42nd Symposium on Ring Theory and Representation Theory」及び「環論ホームページ」の中で公表した。研究実施期間2年目の平成22年度は,「S-比較可能性を持つ正則環」や,その一般化概念である「一般S-比較可能性を持つ正則環」に焦点を絞り,「有限性問題(主に(DF)性問題)・行列環問題・環の構成法」の解明に取り組み,次の結果を得た。最初に,一般S-比較可能性を持つユニット正則環はSpecial (DF)性,即ちダイレクト・ファイナイト射影加群の同型な有限直和は再びダイレクト・ファイナイトであること,を証明した。次に,上記条件からユニット性を除いた,一般S-比較可能性を持つ正則環を考察し,この環に対しては,ダイレクト・ファイナイト有限生成射影加群の有限直和は再びダイレクト・ファイナイトであること,更に,その環上の射影加群について,全ての部分加群がダイレクト・ファイナイトであるという性質を持つことは上記射影加群の有限個の同型な直和も再び同じ性質を満たすことと同値であることを証明した。これらの結果を「行列環問題」に適用し,一般S-比較可能性を持つ正則環の全ての右イデアルがダイレクト・ファイナイトならば,その行列環も同じ性質をもつことを証明すると共に,無限個の同型な右イデアルの直和を含まないという性質は行列環にも移行することも証明し,最初に与えた環とその行列環との間の有限性問題に対する結果を与えることができた。これは,筆者が提起した「有限性問題・行列環問題」に対する興味ある成果であることを意味している。年度後半には,Special (DF)性や(DF)性を満たす一般S-比較可能性を持つ正則環の構成方法に取り組み,直積環やその剰余環への研究を進め,直積環の直和による剰余環はその直積と直和の添数集合の濃度により(DF)性やSpecial (DF)性を満たすことを証明し,一般S-比較可能性を持つ新しい正則環の一つの構成方法を与えることができた。科研実施最終年度である平成23年度では,「一般Almost比較可能性・一般S-比較可能性・弱比較可能性」を持つ比較可能系正則環全般に関し「有限性問題・行列環問題・射影加群削除問題・環の構成法」の解明に取り組んだ。特に,この科研実施初年度に得られたAlmost比較可能性に関する研究結果を踏まえ,その一般化概念である「一般Almost比較可能性」を持つ正則環研究に焦点を合わせ,上記問題の解明に取り組み,次の有用な成果を得た。最初に行列環問題を取り扱い,一般Almost比較可能性を持つ正則環の行列環は,常には一般Almost比較可能性を持たないことを示すと同時に,一般Almost比較可能性を持つ正則環の型分類結果を用いて,どの種の一般Almost比較可能性を持つ正則環の行列環が再び一般Almost比較可能性を持つかを決定し,行列環への一般Almost比較可能性移行問題の解決を与えた。

このことは,筆者が提起した「行列環問題」に対する最終的な研究結果を与えると共に,「一般Almost比較可能性を持つ正則環の構成方法」をも与えたことを意味する。次に,正則環に関する未解決問題「正則環はSeparative性を常に満たすか」に取り組み,「一般Almost比較可能性を持つ正則環は,常にSeparative性を満たすこと」を証明し,比較可能系正則環における意義深い結果を与えた。関連して,一般Almost比較可能性を持つ正則環は,「Strict unperforation property」という射影加群削除性を持つことも合せて証明した。これらの結果を筆者は,今年度6月末に韓国で開催された「第6回日中韓環及び加群論国際会議」において,正則環に関する最新研究結果として講演発表を行う共に,その詳細な内容を報告集で公表した。
言語表現力を育てる算数・数学教育 -離散数学のカリキュラム化-

本研究は、児童・生徒の「言葉で考え、言葉で論証する力」を育てるための離散数学の教材の体系化を目指して、以下の3点を研究の目的とした。(1)小・中学生の「言葉で考え,言葉で論証できる力」の現状を把握する。(2)指導可能な教材を開発し、蓄積する。(3)認識調査・授業実践を通して、小・中学生に応じた教材配列を提案し、指導原理を創出する。最終年度である平成22年度の成果をまとめると以下のようである。(1)小学校4学年・、中学校1-2年生を対象とした調査では、小学校4年生から6年生にかけて言葉による論証の力についての成長が見られるが、6年生から、中学校2年生にかけてはそれほど成長の変化がないという結果が見られた。これについては、今後さらにその原因を探る必要がある。(2)昨年度蓄積したグラフ理論の教材について、予備的な教育実験と認識調査の結果をもとに、小学校高学年から中学校の段階で学べるような教材配列を行った。また、その中の一部の教材を用いて中学校2年生4クラスの生徒を対象に授業実践を行った。授業の中では、昨年度開発したグラフ作成ソフト"gm for kids"を、生徒一人ひとりが操作する場面も取り入れ、その有効性を確認した。特にソフトの利用によって、グラフの構造を発見しやすくなり、またそのことを自分の言葉で表現しやすくなることがわかった。しかし、それを論証としてまとめ上げていくときには、数人のグループ活動の中で自分で考えた論証が正しいか、あるいは、よりよい表現はないかなどについて、生徒が考えること機会をもたせることが重要であることが分かった。(1)グラフ作成ソフトの作成に向けて、根上がすでに作成しているグラフ作成ソフト"GM Standard"の改良を検討し、操作可能な段階まで進んだ。英語版も同時に作成が進んだ。(2)小中学生を対象とした「言語表現力」についての調査では、柳本が以前より進めていた、図・式・言葉による問題場面の理解について小学生を対象に調査を行い、図表現や言語表現の教育の必要性を見いだした。これについては平成22年7月学会で発表予定。さらに、(1)でのソフトによって作成した問題を用いて、少人数の小学生・中学生を対象に1対1による面接法で予備調査を行った。その結果、まず、小学校4年生程度でソフトを操作しながらペテルセングラフと同型でないグラフを探す問題などを試行錯誤して考えることが可能であることがわかった。ただし、同型でないグラフについて、なぜそういえるのかを言葉で論証することはそれほど容易ではなく、中学生の段階になって口頭で指摘することができる生徒が少しいる程度であった。(3)教材作成については、予備調査の結果をもとに、頂点数が5点程度のグラフのものを扱う中で考えさせることからはじめ。徐々に交点数が10程度の複雑なグラフまで考察させることが、適切ではないかと考え、小学生版グラフ作成ソフトを用いて問題を作成した。問題は、同型、次数列、交差数、ハミルトン閉路、連結、マッチング、彩色、補グラフに関するもので、約50問あり、それぞれがファイルを開くと、子どもがすぐに操作しながら考えることができるように作成した。これらの問題を使って、小学生・中学生少人数による予備的な教育実験を行い、教材としての可能性が見いだされた。(4)海外における離散数学の教育は、中等教育の教材が多く、教員養成大学での教育についても議論されていることがわかった。
感染拡大予防を目的とした、健常成人におけるノロウイルス不顕性感染の大規模調査

本研究は、成人健常者を対象としたノロウイルス不顕性感染の大規模調査である。通年で4,536名が研究に参加した。それらのうち、105名(2.3%)に遺伝子グループIのノロウイルスが、116名(2.6%)に遺伝子グループIIのノロウイルスが不顕性感染していることが分かった。遺伝子グループIのノロウイルス感染は、季節や年齢による変化に乏しいことが分かった。本研究は、人間ドック受診者を対象とした、健常成人におけるノロウイルスの不顕性感染を大規模に調査したものである。本研究の目的として、不顕性感染の記述統計を得るのみにとどまらず、人間ドックの結果と合わせることで各種疾患・既往歴や検査値との関連性を見ることができる。2016年度から2017年度の2年にわたる研究であり、2016年度終了時点で1000検体を超える検体回収及び一部の解析を終了している。現時点でのノロウイルス陽性率はおおよそ5%程度であり、これは過去の小規模研究の同季節における率と同等程度である。ノロウイルスの遺伝子型としては、顕性感染の場合一般的にGII型が多い状況であるが、不顕性感染ではGI型も比較的多く認められた。現時点での大よその割合はGI:GII=4:6程度である。また、中にはGI及びGIIの両方の遺伝子型で陽性となるものもあった。混合感染は、顕性感染では比較的まれな状態であり、不顕性感染で現れたことを考えると新たな発見ということができる。なお、陽性例に関しては複数回のポリメラーゼ連鎖反応を行い、陽性の再確認を行っている。各種既往歴、現病歴や検査値との関連性においては、検体回収を通年で終了した時点で行う予定である。研究進行状況はおおむね良好であり、次年度中にはおおよそ4000検体程度の回収見込みである。ポリメラーゼ連鎖反応によるウイルスの存在確認のみならず、統計学的な解析も次年度で終了予定である。検体回収を開始するまでの手順にやや時間を要したが、その後は順調に経過している。当初の2か年にわたる間に研究終了見込みである。本研究では補助対象期間内に下記の通り、予定通り研究を終了した。具体的には、2017年2月より2018年1月までの通年を通して、4635検体の便検体の収集を行った。全例に対してポリメラーゼ連鎖反応を行いノロウイルスの有無を確認した。そのうち、GI陽性が107(2.31%)件、GII陽性が117件(2.52)で、GI及びGIIがともに陽性になったものは1件であった。継時的変化としては、GIは通年で検出率は同程度であったが、GIIに関しては夏季に多い傾向であった。これらの結果をもとに記述的解析を行い、論文作成中であり、近日中に学術雑誌に投稿予定である。また、同時に得られた患者情報や既往歴、血液検査所見を合わせて、複数の論文作成を行う予定である。本研究は、世界的にも初めてであるノロウイルス不顕性感染大規模調査になる。結果としては、過去に少数の報告があった2-10%程度のノロウイルス不顕性感染率と同程度の結果であり、信頼性がおける結果であると思われる。一般的には冬季にノロウイルス感染自体は増えると考えられるが、本研究では夏季にノロウイルス不顕性感染が多く認められたことも新しい発見である。これは、調査年内に例外的に夏季にノロウイルス患者が多く報告されていることと関連があると考えられる。すなわち、何らかの原因で夏季にノロウイルス顕性感染者が増え、それに伴い不顕性感染者が増えた可能性がある一方で、その逆もあり得ると考えられる。今後精査し、更なる議論が必要である。検体収集を引き続き行う予定である。通年での検体収集であるため、終了時点ですべてのデータの解析を行う。疫学検体回収開始が遅れたため、検体の解析に充てる人件費の使用開始が遅れたことによるものである。使用開始が遅れたものの、検体回収は通年で行う予定であるため今後過不足なくすべて使用する予定である。
若年時放射線被曝後のＴ細胞のｐ５３遺伝子不安定性がもたらす免疫能低下機構の解析

若年時は放射線感受性が最も高く、被曝時年齢によって老年時でみられる影響が異なると考えられる。今回、p53+/-マウスの脾臓を用いて、8週齢、17週齢、30週齢及び41週齢にてγ線3Gyを照射し、56週齢におけるNF-κB関連の炎症系サイトカインの解析を行った。CDK2, p21, phospho (p)-IKKα, p-IκBα、p-p65、NF-κB及びATPは8週齢照射群でのみ増加していた。これらの結果から、若年時に被曝すると老齢期においてNF-κBが活性化し、ATPレベルが亢進すると考えられた。NF-κBの亢進は炎症の継続であり、がんの誘発にも関係すると考えられた。本研究の目的は、若年時の放射線被曝によって誘発されるT細胞のp53遺伝子の不安定性によって、T細胞の突然変異率が経時的に増大し、免疫能が低下、さらには発がんに関連するかを検討することにある。p53遺伝子はDNA損傷細胞の修復とアポトーシスによる排除に関連しているが、若年時放射線被曝の後加齢とともに、このような機能を果たさなくなるため、突然変異率が増加すると思われる。平成23年度は、若年時被曝による晩発影響はp53遺伝子あるいはepigeneticな変化によるp53の異常が引き起こすことを証明できた。p53遺伝子の存在する11番染色体の転座率が、一時的に低下し加齢により増加したこと、p53遺伝子のメチル化の増加、活性型p53タンパクの発現の低下、遺伝子配列のへテロな変異(p53(+/-)マウスのみ)、p53(+/+)マウスにおけるTregの増加及び脾臓細胞増殖能の低下を確認した。平成24年度は照射週齢の違いによるp53への晩発影響を示すことができた。p53(+/-)マウスを用いて、28週齢と40週齢に照射し、TCR MFを経時的に測定するとともに、56週になった時点でp53を解析した。アポトーシス数や活性型p53タンパクの発現は40週齢照射群で最も低下していた。p53アレルの減少はみられなかった。p53遺伝子のメチル化は40週齢照射群の方が28週齢照射群よりも多くみられた。8週齢照射群のデータと比較すると、8週齢照射群が、アポトーシス数、活性型p53タンパクの発現及びp53アレルの最も減少しており、p53遺伝子のメチル化は最も多かった。原爆被爆者において、若年時被曝の方が発がんリスクが増加する。今回の研究では、加齢と放射線によりさらに加齢が進むとp53遺伝子の異常を確認することができ、若年時に被曝した方が、老年期により影響が大きいことを解明した。平成25年度は、p53+/-マウスを用いて、8週齢、17週齢、30週齢及び41週齢にて3Gy(0.82Gy/分)をγセルにて照射し、56週齢において屠殺後、脾臓を採取し解析を行った。CDK2, p21, phospho (p)-IKKα, p-IκBα及びp-p65をウエスタンブロット法により解析した。CDK2とp21は、8週齢照射群においてのみ増強していた。8週照射群で、IKKαは強くリン酸化され、これはIκBαがリン酸化されたことによる。またp65のリン酸化もみられている。NF-κBの経路に関するIKKα, IκBα及びp65のリン酸化をPhosphoTracer NF-κB pathwayactivationassays kitにて解析したが、8週齢照射群において増強していた。Electrophoretic mobility shift assayによってNF-κBの発現を測定したところ、8週齢照射群ではNF-κBの亢進がみられたが、41週齢照射群では対照群レベルであった(Fig 4)。ELISA法にてIL-6を測定したところ、8週齢照射群では発現が有意に増加していた。ATP levelsは、Cell Titer-Glo luminescentcell viability assay systemにて測定した。メスでは8週齢照射群のみ、オスでは8週齢照射群と17週齢照射群で有意なぞうかをみた。NF-κBの亢進は炎症の継続であり、がんの誘発にも関係すると考えられる。NF-κBとATPを検索することは、照射による加齢変化を解析する上で、良い指標となる可能性があると考えられる。

本研究の目的は、若年時の放射線被曝によって誘発されるT細胞のp53遺伝子の不安定性によって、T細胞の突然変異率が経時的に増大し、免疫能が低下、さらには発がんに関連するかを検討することにある。これまで、マウスにて若年時放射線被曝後、加齢の過程でリンパ球におけるp53の機能異常を、p53遺伝子配列あるいはepigeneticな観点から解析した報告は少なかったが、今回までにも様々なデータを示すことが出来た。p53遺伝子の存在する11番染色体の転座率が、一時的に低下し加齢により増加したことは、p53遺伝子そのものの異常を示唆するものである。これまでに、マウスp53遺伝子のメチル化に対してメチル化特異的PCR(MSP)は確立されていなかったが、今回8週齢マウスと122週齢マウスを用いてシークエンスをしてCpG legionを見つけ、プライマーを作製し、MSPを確立に成功した(Mol. Biol. Int., vol. 2011, Article ID 938435, 4 pages, 2011)。これにより加齢あるいは若年時放射線被曝によるメチル化の動態を明らかにすることが出来た。またタンパクレベルで若年時放射線被曝後加齢によりp53発現が減少したことを解明することが出来た。リンパ球の増殖能が若年時放射線被曝後加齢により減少することが認められ、免疫力低下に関与しているのではないかと示唆された。制御性T細胞(Treg細胞)が若年時放射線被曝後老齢期で増加していることは、がん化に関与していることも示唆される。腫瘍免疫の観点から、T細胞の異常は免疫能低下や発がんに関与すると考えた。担がん状態あるいは原爆被爆者でTreg細胞の増加を認めているが、今回の結果は整合性があると考える。また、これら全ての結果を踏まえ、若年時被曝による免疫能低下解析にこのマウスモデルは有用なものであると考えられる。28週齢で照射した群のTCR MFは32週齢でピークとなり、40週齢以降では対照群よりは約2倍のレベルまでしか下がらなかった。40週齢で照射した群は、50週齢までピークレベルのままであり、60週齢で減少するも、比較的高いレベルであった。56週齢において、非照射群に対して、照射群の方がアポトーシス数は有意に減少していた。また、40週照射のほうが28週照射よりもアポトーシス数がさらに有意に減少していた。以前8週齢で照射したマウスの56週齢におけるアポトーシスのデータを加えると約6%であり、最も減少していた。56週齢におけるp53、p53 ser15、p21タンパクの発現量は、全てにおいて非照射群が最も高く、次いで28週齢照射群が高く、40週齢照射群が最も低かった。このうちp53 ser15の非照射群と28週齢照射群との間でのみ有意差はみられなかった。以前8週齢で照射したマウスの56週齢におけるこれらタンパク量のデータを加えると、いずれも発現量は0.2以下で最も減少していた。p53のメチル化は8週齢照射群と40週齢照射群において最も高い頻度で起っていた。また、28週齢照射群でも増加傾向がみられた。p53(+/-)マウスのp53アレルは8週齢照射群においてのみ非照射群との有意な差が認められた。また、28週齢照射群及び40週齢照射群と非照射群の間には有意な差は認められなかったが、28週齢照射群で減少している傾向がみられた。今回の結果からすると、8週齢で照射された群が56週齢で最も大きな晩発的影響があったと思われる。40週齢照射群は、元々の加齢による機能の低下に加えて放射線の影響が晩発的に大きな影響をもたらすと考えられた。
アミン系による神経回路網の安定化機構に関する実験的・モデル論的研究

金属微小電極とマイクロダイアリシスプローブを一体構造とし、これをネコの外側膝状体領域に刺入しニューロン活動を記録しながら、プローブから10^<-2>Mのセロトニンを還流した。その結果、次のような事実が得られた。(1)徐波睡眠時のバースト状、低頻度、白色雑音様のダイナミクスを持つニューロン活動は、トニックな高頻度発火に変化すると共に1/∫ゆらぎを示すようになった。(2)レム睡眠時のトニックな高頻度発火は、さらにその頻度を増し、1/∫ゆらぎを相変らず示した。(3)セロトニンの還流によりスパイクの振幅が減少したが波形は変化しなかったことから、膜のトニックな脱分極が起こったものと判断された。結局、これまでの知見をまとめてみると、脳内実行系単一ニューロン活動に1/∫ゆらぎ現象が観測されるのは、1)レム睡眠状態2)PCPAによるセロトニンの合成阻害状態3)“高濃度のセロトニン"を局所的に投与した徐波睡眠状態であり、一方、定常な白色ゆらぎが観測されるのは、1)徐波睡眠状態2)一部のニューロンにおける覚醒時の注意集中状態ということになる。こうしてみると、セロトニンをはじめとする脳内調節物質のインバランスが実行系単一ニューロン活動の1/∫ゆらぎを作りだしているのではないかと推測される。逆にいえば、アミン系を中心とした調節系のバランスによって実行系ニューロン活動は定常な活動を保証されていると見ることができよう。1.網様体、視床、大脳皮質、海馬等(ここでは実行系と呼ぶことにする)における単一ニューロン活動が、0.01-1.0Hzの帯域で、徐波睡眠時には白色雑音様のゆらぎを示すのに対し、レム睡眠時にはそれが1/f様スペクトルをもつゆらぎに変化する。本研究ではこの事実の普遍性を実証すると共に、この2種類の睡眠間におけるニューロン活動のダイナミクスの遷移現象の下に横たわる神経薬理学的メカニズムを究明することを目的としている。2.レム睡眠の生起と維持には、アセチルコリンによる活性化が重要であると考えられていることに鑑み、以前、PCPAの投与によりセロトニンの合成を阻害した状態でアセチルコリンのmuscarinic antagonistであるアトロピンを与えたところ、1/fゆらぎ現象が消失することを海馬ニューロンで見ている。本年度は、アセチルコリンのnicotinic antagonistであるメカミラミンを投与し、自然のレム睡眠時にみられる1/fゆらぎがどのように変化するかを中脳網様体ニューロンで検討した。その結果、メカミラミンの投与によりレム睡眠の重要なインデックスであるPGO波の消失を見たが、ニューロン活動の1/fゆらぎには何等の変化も無かった。3.以上により、レム睡眠時の実行系単一ニューロン活動にみられる1/fゆらぎは、アセチルコリンのmuscarinicな活性化が重要な因子であると考えられた。4.計画した外側膝状体単一ニューロン活動については、これまでのmicrowire技術で記録することは極めて困難であることが分かった。そこで、新たに、電解研磨したmicrowireをパリレンで絶縁し、先端をコロナ放電により露出させる方法を用い、弁別性の良い単一ニューロン活動を記録することに成功した。5.現在、セロトニンのマイクロインジェクションの実験に着手したところであり、研究は本格化してきている。1.脳における調節系は、運動、感覚、連合、記憶機能等のほか、自律機能をも修飾している。中でもアミン系は、神経回路網を広領域にわたって全体的に安定化していると考えられている。しかしながら、その実体は明らかにされていない。これまでの我々の研究により、脳における諸機能の実行系単一ニューロン活動に見られる1/fゆらぎ現象の必要条件が、セロトニン系から脱抑制とコリン系による活性化にあるという作業仮説が立てられた。

本研究の目的は、神経薬理および、ニューラルネットワークモデルを用いたシミュレーション研究により、この仮説を検証しようというものである。2.レム睡眠の生起と維持には、アセチルコリンによる活性化が重要であると考えられている。以前、PCPAの投与によりセロトニンの合成を阻害したニューロン活動に1/fゆらぎが出現した状態で、アセチルコリン受容体のmuscarinic antagoistであるアトロピンを投与したところ、1/fゆらぎ現象が消失し白色ゆらぎに変化することを海馬ニューロンで見ている。そこで、本研究では、アセチルコリン受容体のnicotinic antagonistであるメカミラミンを投与し、自然のレム睡眠時に見られる1/fゆらぎがどのように変化するかを中脳網様体ニューロンで検討した。その結果、メカミラミンの投与により、レム睡眠の重要なインデックスであるPGO波の消失を見たが、ニューロン活動の1/fゆらぎには何らの変化もなかった。以上により、レム睡眠時の実行系ニューオン活動に見られる1/fゆらぎは、アセチルコリン受容体のmusucarinicな活性化が重要であると考えられるに至った。これは、本研究の大きな成果である。3.計画した、外側膝状体単一ニューロン活動をin vivoで長時間記録しながら、そのニューロンの近傍にセロトニンを微量注入させる実験は、当初考えた方法では困難であることが判明した。そこで、microdialysis probeを用いて、セロトニンを拡散させる方法を試み成功しつつある。しかし、実験が本格化したところであり、現段階においては、系統的な結果が得られるに至っていない。4.アセチルゴリン・ニューロン活動は、レム睡眠時に活性化しており、1/f様のダイナミクスを有していると考えられる。そこで、ニューラルネットワークを用いたモデルに於いて、相関のあるノイズを加えた場合の検討を行った。基本的には、相関のある無しにかかわらず、ネットワークを構成しているニューロンに1/fゆらぎが見られることが判明した。
バフェット現象を再現する乱流モデル導出を目指した革新的な方程式探査手法の開発

平成30年度は、方程式探査アルゴリズムの検証を行った。具体的には、昨年度までに構築した方程式探査アルゴリズムに関数分布を入力し、それを解に持つ微分方程式を適切に出力できるかどうかを調査した。常微分方程式については昨年度に検証を完了していたが、今年度は特に多変数の方程式について検証を行った。具体的には、Lorenz方程式のような、1つの独立変数、多数の従属変数を持つ方程式系と、偏微分方程式のような、複数の独立変数を含む方程式系の双方を用いてアルゴリズムを検証した。これを実施するにあたり、昨年度構築したアルゴリズムを多変数の入力に対して拡張した。更に、多変数になるにつれ懸念される演算過多と推定速度低下を避けるため、アルゴリズムの分散並列化を実施した。その結果、いずれもノイズを含まない場合については、正しい方程式を推定できることが分かった。また、並列化による探索速度の向上を確認した。一方、特に偏微分方程式については、1つの方程式に対して多種多様な解のパターンを同時に満たすような候補を求めないと、所望の方程式が得られないことが判明した。これは、偏微分方程式の解は一般に自由度が高く、ある関数を満たす偏微分方程式の候補からなる集合は、常微分方程式の場合に比べて大きくなるためであると考えられる。目標外の成果として、今年度は他の研究者と協力し、2次元翼型のバフェット現象発生時の揚力変動について、モデル方程式を導出することに成功した。またその結果を分析した結果、特にバフェットの発生・終息の際に超臨界Hopf分岐が起こることが判明した。一方、得られた結果はいずれも極めて複雑であり、この数式の物理的意味をくみ取ることが困難であることが分かってきた。そのため、これらの結果を研究の最終目標である乱流モデル構築につなげるためには、アルゴリズム自体の使い方に工夫が必要であると考えられる。当初予定にあった平成30年度の目標に対して、一部大幅に進展したものの、一部は未実施であったため、全体としては順調に進展しているものと判断した。具体的な未実施内容及びそれに対する方策については下記の欄を参照されたい。平成30年度は、着実に研究を実施することができたが、その結果2つの懸念点が浮き彫りとなった。1つ目は偏微分方程式への適用に際して、複数の解を同時に満たすような候補を見つける必要がある点、2つ目は、解を再現する方程式が複雑になりすぎて、その式を理解することが困難であるという点である。以上を踏まえて、今後は目標である乱流モデルの改良にターゲットを絞り、複雑ながらも実用的なモデル式を得ることを念頭に、アルゴリズムを活用する。具体的には、複雑な流れ場をJAXAの内製コードであるFaSTARで解析し、FaSTAR内で実際に解析する際に用いられる格子(有限体積)上での変数を直接用いることで、離散化における誤差を含めて、全体として成立するモデルをアルゴリズムにより求める。その結果を直接FaSTARに組み込むことで、乱流モデルの改善を目指す。このような方策を採ることにより、解の多様性を担保しながら、複雑で理解が難しいモデル式でも機械的にコードに反映でき、前述の懸念点を回避することが可能であると考えられる。平成29年度は、方程式探査アルゴリズムの構築と検証を行った。具体的には、方程式探査アルゴリズムを一から構築し、方程式が出力されるようなプログラムを実装した。そして、それに対して解析解が分かっている方程式を同アルゴリズムに入力し、その方程式が適切に再現されるかどうかを調べた。同アルゴリズムは大きく分けて3つの段階に分けられる。すなわち、入力データの前処理、方程式の探索、そして不要な項のそぎ落としである。入力されるデータとして、指定された領域における分布とその分布の導関数が必要だが、ノイズを含むデータから導関数を精度よく計算するのは困難である。本研究では、ノイズの影響を除去しつつ再現度を高めるこのとできる数値微分法を導入し、この問題を回避した。方程式の探索には遺伝的プログラミングを用いたが、交叉アルゴリズムとして数式オブジェクトを用いた最適個体の生成法を提案し、それを導入することで従来よりも100倍近い収束加速が得られた。最後に、遺伝的アルゴリズムにより不要な項のそぎ落としを実現し、探索中に現れる不要な項を効率的に削除することに成功した。上記のアルゴリズムを用いて、解析解のある或いは高精度で数値解が求められる方程式系の推定を行った。その際、ノイズを含むデータについても推定を行った。その結果、ノイズが無い場合には、元の方程式を完全に再現できることが分かった。一方で、ノイズが含まれる場合には、係数に違いが現れこそするが、数式の構造(具体的な項)については適切に再現されるということが分かった。この結果は、前述のノイズを極力除去した導関数評価があったために実現できたものと考える。更に本年は、当研究機関で実施された実験結果に対して同アルゴリズムを試験的に適用した。その結果は、手動のフィッティングにより得られた方程式と類似した非線形性を示しており、実験等への応用も期待できる結果となった。当初予定にあった平成29年度の目標に対して、一部大幅に進展したものの、一部は未実施であったため、全体としては概ね順調に進展しているものと判断した。

常微分方程式については昨年度に検証を完了していたが、今年度は特に多変数の方程式について検証を行った。具体的には、Lorenz方程式のような、1つの独立変数、多数の従属変数を持つ方程式系と、偏微分方程式のような、複数の独立変数を含む方程式系の双方を用いてアルゴリズムを検証した。これを実施するにあたり、昨年度構築したアルゴリズムを多変数の入力に対して拡張した。更に、多変数になるにつれ懸念される演算過多と推定速度低下を避けるため、アルゴリズムの分散並列化を実施した。その結果、いずれもノイズを含まない場合については、正しい方程式を推定できることが分かった。また、並列化による探索速度の向上を確認した。一方、特に偏微分方程式については、1つの方程式に対して多種多様な解のパターンを同時に満たすような候補を求めないと、所望の方程式が得られないことが判明した。これは、偏微分方程式の解は一般に自由度が高く、ある関数を満たす偏微分方程式の候補からなる集合は、常微分方程式の場合に比べて大きくなるためであると考えられる。目標外の成果として、今年度は他の研究者と協力し、2次元翼型のバフェット現象発生時の揚力変動について、モデル方程式を導出することに成功した。またその結果を分析した結果、特にバフェットの発生・終息の際に超臨界Hopf分岐が起こることが判明した。一方、得られた結果はいずれも極めて複雑であり、この数式の物理的意味をくみ取ることが困難であることが分かってきた。そのため、これらの結果を研究の最終目標である乱流モデル構築につなげるためには、アルゴリズム自体の使い方に工夫が必要であると考えられる。当初予定にあった平成30年度の目標に対して、一部大幅に進展したものの、一部は未実施であったため、全体としては順調に進展しているものと判断した。具体的な未実施内容及びそれに対する方策については下記の欄を参照されたい。平成29年度は、当初の予定よりも大幅に前倒しで研究を進めることができた。実際、今年度は方程式探査アルゴリズムの構築を主な作業内容としてきたが、実際には平成30年度で実施予定だった検証まで作業を進めることができた。一方で、多変数の偏微分方程式を用いた推定については未だ手を付けられていない状態である。そこで、今後はまず多変数の方程式探査を実現するために、同アルゴリズムを改良するところから着手する。アルゴリズム自体は既に多変数を扱うことのできる状態にあるが、多変数化によって探索速度が悪化する結果となる。従って、アルゴリズムの改良・見直しや、分散並列化などを駆使し、プログラムの動作速度を改善する。プログラムの改善を進めながら、それと並行して多変数の偏微分方程式の推定を進める。具体的には、偏微分方程式の中でも、比較的変数の数が少ない、小規模の問題を対象とし、それが適切に推定できるか検証を行う。上記と同時に、他の研究者と協働して同アルゴリズムの適用先を探し、プログラムの問題点を洗い出しつつ、モデル方程式の構築という側面から本研究が寄与できる可能性を拡げる活動を進める。
新規オレキシンリガンドの創出と薬理作用の解明

本研究は、睡眠・覚醒サイクルや摂食の調節メカニズムを制御するオレキシン神経系の真の機能解明を目的として、スルホンアミド構造とモルフィナン骨格を活用したOX1R選択的作動薬の薬物設計と合成、ならびにオレキシン受容体のin vivo薬理作用解析を目指し研究を行っている。本年度は、1「OX2R作動薬からOX1R作動薬への活性転換」と2「モルフィナン骨格を有する新規OX1R選択的拮抗薬の開発」、3「OX2R選択的作動薬のナルコレプシーマウスに対する薬理作用」について検討を行った。1OX2R作動薬からOX1R作動薬への活性転換:報告者らが見出したOX2R選択的作動薬YNT-185を基盤として、OX1R/OX2R選択性に対して敏感な構造因子の特定を目指し、構造活性相関研究を行った。その結果、OX2R選択性を減弱させる構造因子を見出し、種々の置換基最適化によりOX1Rに対して21 nMで作動活性を有する誘導体を見出した。2モルフィナン骨格を有する新規OX1R選択的拮抗薬の開発:最近報告者らは、独自に保有するオピオイド化合物ライブラリーを用いたオレキシン受容体活性スクリーニングを実施したところ、κ受容体作動薬であるナルフラフィンがOX1R選択的拮抗作用(IC50 = 800 nM)を示すことを見いだした。ナルフラフィンの置換基最適化を行うことで、オピオイド活性を有さずOX1R選択的拮抗活性(IC50 = 2.1 nM)を有するモルフィナン誘導体を見出した。3OX2R選択的作動薬のナルコレプシーマウスに対する薬理作用:OX2R作動薬YNT-185投与が後天的オレキシン欠損マウスに与える影響を脳波解析システムにより測定した。その結果、YNT-185を脳室内および腹腔内投与したところ、顕著にナルコレプシー症状を抑制する結果を得た。この効果は、オレキシン受容体欠損マウスでは確認されなかった。これまでに1において、OX2R選択性を減弱させる構造因子の特定に成功し、OX1Rに対してYNT-185と同等の作動活性を有する誘導体を見出すことに成功した。2においては、他に例の無い独自な分子デザインにより、モルフィナン骨格を有するOX1R拮抗薬の創製を達成し、構造活性相関情報についても十分蓄積されつつある。また、3について、計画段階において見出したOX2R作動薬YNT-185を用いた行動薬理学実験にも成功し、in vivoにおけるOX2Rの薬理作用を調査することに成功した。これらの結果は、本研究の最終目的であるOX1Rのin vivo薬理作用解明に繋がる重要な発見である。次年度は1「モルフィナン骨格を基盤としたオレキシン受容体作動薬の薬物設計と合成」と2「本年度に見出した非選択的作動薬のin vivo薬理試験」について研究を行う。1モルフィナン骨格を基盤としたOX1R作動薬の薬物設計と合成OX1R拮抗薬から作動薬への活性転換のための薬物設計として、まず、OX1R拮抗活性を有するナルフラフィン誘導体の構造中に、OX2R作動薬中の共通構造を導入した化合物の合成を行う。また、ナルフラフィン側鎖部位の長さが短いことも考えられることから、ナルフラフィン側鎖をより延長した化合物も合成する。合成したサンプルについては、本年度と同様にin vitro活性試験を行い、作動活性と拮抗活性の変化を解析する。2本年度に見出した作動薬のin vivo薬理試験本年度に開発したOX1R/OX2R作動薬を用いた睡眠覚醒機能およびナルコレプシー病態におけるOX1Rの役割を神経薬理学的に解析する。行動薬理実験としては、作動薬をマウスの脳室内あるいは全身性に投与し、誘発される睡眠覚醒リズムまたはナルコレプシー症状の変化を脳波解析システムにより測定し、本年度得られたOX2R作動薬との薬理作用の差を調査する。

3OX2R選択的作動薬のナルコレプシーマウスに対する薬理作用:OX2R作動薬YNT-185投与が後天的オレキシン欠損マウスに与える影響を脳波解析システムにより測定した。その結果、YNT-185を脳室内および腹腔内投与したところ、顕著にナルコレプシー症状を抑制する結果を得た。この効果は、オレキシン受容体欠損マウスでは確認されなかった。これまでに1において、OX2R選択性を減弱させる構造因子の特定に成功し、OX1Rに対してYNT-185と同等の作動活性を有する誘導体を見出すことに成功した。2においては、他に例の無い独自な分子デザインにより、モルフィナン骨格を有するOX1R拮抗薬の創製を達成し、構造活性相関情報についても十分蓄積されつつある。また、3について、計画段階において見出したOX2R作動薬YNT-185を用いた行動薬理学実験にも成功し、in vivoにおけるOX2Rの薬理作用を調査することに成功した。これらの結果は、本研究の最終目的であるOX1Rのin vivo薬理作用解明に繋がる重要な発見である。次年度は1「モルフィナン骨格を基盤としたオレキシン受容体作動薬の薬物設計と合成」と2「本年度に見出した非選択的作動薬のin vivo薬理試験」について研究を行う。1モルフィナン骨格を基盤としたOX1R作動薬の薬物設計と合成OX1R拮抗薬から作動薬への活性転換のための薬物設計として、まず、OX1R拮抗活性を有するナルフラフィン誘導体の構造中に、OX2R作動薬中の共通構造を導入した化合物の合成を行う。また、ナルフラフィン側鎖部位の長さが短いことも考えられることから、ナルフラフィン側鎖をより延長した化合物も合成する。合成したサンプルについては、本年度と同様にin vitro活性試験を行い、作動活性と拮抗活性の変化を解析する。2本年度に見出した作動薬のin vivo薬理試験本年度に開発したOX1R/OX2R作動薬を用いた睡眠覚醒機能およびナルコレプシー病態におけるOX1Rの役割を神経薬理学的に解析する。行動薬理実験としては、作動薬をマウスの脳室内あるいは全身性に投与し、誘発される睡眠覚醒リズムまたはナルコレプシー症状の変化を脳波解析システムにより測定し、本年度得られたOX2R作動薬との薬理作用の差を調査する。
アレルギー疾患の診断法について-パッチテスト反応の判定システムの開発-

歯科用金属材料によるアレルギー疾患が漸増しつつある昨今、その実態の把握、発症機序の解明および疾患への対策を確立することは、歯科医療関係者にとって極めて緊要と考えられる。我々は、過去3年間、本研究の代表者、井上を代表者として科学研究補助金(総合A)により、金属アレルギーの疫学調査を約1800名のボランティアを対象として行うとともに、それらの結果と口腔内金属との関連性について検討を重ねてきた。同時に100名以上の金属アレルギーの疑いの濃い患者の治療を行ってきた。このような調査、研究、治療に際して、金属感作の有無の判定は、主としてアレルゲンを背部皮膚に貼布するパッチテストによったがその判定は発赤、丘診等の肉眼的、主観的判断によらざるを得なっかたそのため陽性反応の判定基準にバラツキが生じたり、陽性反応を見落とす恐れも考えられた。本研究は、パッチテストの陽性反応の皮膚色調の変化を色彩学的に分析するシステム(装置ならびに側色プログラム)を開発することによって、陽性反応の客観性を得るとともに皮膚変色状態の記録を可能にし、また一時刺激反応とアレルギー反応の差異、試薬による色素沈着、絆創膏皮膚炎等との鑑別を容易にすることを目的として開始した。先ず皮膚の微少部位の走査測色が可能で高い測色精度を有ししかもピーク値ホルダー機構をもつ高速分光光度計、ならびに皮膚の色調変化を偏色方向、偏色量および分光カーブ特性等について分析するためのソフトを開発した。これを用いて、若干名のパッチテスト部を測定し、色差、分光反射率曲線、視感色濃度、CIELAB表色系のL^*a^*b^*マンセル表色系の色相、明度、彩度の9項目について検討を加えた。その結果、パッチテストが陽性の皮膚には色彩学的に特徴的な変化が認められた。さらに上記の9項目について多変量解析を試み、より効果的な色彩学的判定システムの試作に成功した。歯科用金属材料によるアレルギー疾患が漸増しつつある昨今,その実態の把握,発症機序の解明および疾患への対策を確立することは,歯科医療関係者にとって極めて緊要と考えられる。我々は,過去3年間,本研究の代表者,井上を代表者として科学研究補助金(総合A)により,金属アレルギーの疫学調査を約1800名のボランティアを対照として行うとともに,それらの結果と口腔内金属との関連性について検討を重ねてきた。このような調査,研究,診療に際して,金属感作の有無の判定は,主としてアレルゲンを背部皮膚に貼付するパッチテストによったが,その判定は発赤,丘疹等の肉眼的,主観的判断によらざるを得なかった。そのため陽性反応の判定基準にバラツキが生じたり,陽性反応を見落とす恐れも考えられた。本研究は,パッチテストの陽性反応の皮膚色調の変化を色彩学的に分析するシステム(装置ならびに測色プログラム)を開発することによって,陽性判定の客観性を得るとともに皮膚変色状態の記録を可能にし,また一次刺激反応とアレルギー反応の差異,試薬による色素沈着,絆創膏皮膚炎等との鑑別を容易にすることを目的として開始した。先ず皮膚の微小部位の走査測色が可能で高い測色精度を有し,しかもピーク値ホルダー機構を持つ高速分光光度計,ならびに皮膚の色調変化を偏色方向,偏色量および分光カーブ特性等について分析するためのソフトを開発した。

これを用いて,若干名のパッチテスト部を測定し,色差,分光反射率曲線,視感色濃度,CIELAB表色系のL ^*a^*b^*,マンセル表色系の色相,明度,彩度,の9項目について検討を加えた。その結果,パッチテストが陽性の皮膚には色彩学的に特微的な変化が認められたので,その要旨を平成4年度日本補綴歯科学会関東支部学術大会(新潟)において発表した。歯科用金属材料によるアレルギー疾患が漸増しつつある昨今、その実態の把握、発症機序の解明および疾患への対策を確立することは、歯科医療関係者にとって極めて緊要と考えられる。我々は、過去3年間、本研究の代表者、井上を代表者として科学研究補助金(総合A)により、金属アレルギーの疫学調査を約1800名のボランティアを対象として行うとともに、それらの結果と口腔内金属との関連性について検討を重ねてきた。同時に100名以上の金属アレルギーの疑いの濃い患者の治療を行ってきた。このような調査、研究、治療に際して、金属感作の有無の判定は、主としてアレルゲンを背部皮膚に貼付するパッチテストによったが、その判定は発赤、丘疹等の肉眼的、主観的判断によらざるを得なかった。そのため陽性反応の判定基準にバラツキが生じたり、陽性反応を見落とす恐れも考えられた。本研究は、パッチテストの陽性反応の皮膚色調の変化を色彩学的に分析するシステム(装置ならびに測色プログラム)を開発することによって、陽性反応の客観性を得るとともに皮膚変色状態の記録を可能にし、また一時刺激反応とアレルギー反応の差異、試薬による色素沈着、絆創膏皮膚炎等との鑑別を容易にすることを目的として開始した。先ず皮膚の徴少部位の走査測色が可能で高い測色精度を有し、しかもピーク値ホルダー機構をもつ高速分光光度計、ならびに皮膚の色調変化を偏色方向、偏色量および分光カーブ特性等について分析するためのソフトを開発した。これを用いて、若干名のパッチテスト部を測定し、色差、分光反射率曲線、視感色濃度、CIELAB表色系のL^*a^*b^*,マンセル表色系の色相、明度、彩度の9項目について多変量解析を試みた。その結果より効果的な色彩学的判定システムを試作したので、その要旨を平成5年度日本補綴歯科学会東北、北海道支部学術大会(郡山)において発表した。パッチテストにおける客観的判定システムを確立するための基礎的研究として、皮膚の発赤反応を色彩学的に分析し、陰性判定との比較を通して検討を加えた結果、以下のことが明らかとなった。1.陽性判定の特徴として、分光反射率曲線は吸収帯を示し、視感色濃度θは増加し、色差dEは高値を示し、マンセル表色系の色相はYRへの変化、明度は低下し、彩度には変化がなく、CIELAB表色系のL*は低下、a*は増加、b*は減少を示した。2.パッチテスト反応の陽性群と陰性群の2群間における色彩学的判定項目についてt検定を行ったところ、色差dE、分光反射率の差、視感色濃度θ、CIELAB表色系のL*、a*、b*、マンセル表色系の明度Vの7項目に危険率1%で統計学的有意差が認められた。3.さらに、これらの結果をもとに色彩学的分析項目に対して、多変量解析による皮膚発赤変化の判定システムを開発し、その妥当性を検討した。その要旨を平成5年度日本補綴歯科学会東北・北海道支部学術大会(群山)において発表した。その後は引き続き本システムを用いて新たなデータの集積中である。