hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
眼電位を用いた重度肢体不自由者におけるアクセシビリティ機器の入力動作に関する研究

重度肢体不自由者は福祉機器を操作するためのアクセシビリティ機器が必要となる.アクセシビリティ機器とは障害者用の特殊なスイッチなど,利用者の身体機能に応じて福祉機器の操作を補助する入力装置のことを指す.本研究はアクセシビリティ機器として眼電図を用いる手法を解析および評価を行った.これまで我々は,随意性瞬目を眼電位より抽出する方法は提案した.そこで「瞬き」という入力動作の容易性から新たに瞬目を利用した入力動作として,連続した随意性瞬目および注視位置を用いた入力動作の検討を行った.身体障害者のQOL向上のために種々の支援装置が開発され,肢体不自由者においてはコミュニケーション支援装置などが挙げられる.肢体不自由者の自立した生活や社会参加などを支援するには,障害者自身による福祉機器等の操作の実現が不可欠となる.筋萎縮性側索硬化症などの進行性疾患では,病状の進行に伴い操作に必要な動作が損なわれてしまう.したがって,病状の進行に影響を受けずに残存する機能を用い,機器操作を実現させる必要がある.そのため,機器を操作するためのアクセシビリティ機器が必要となる.本研究はアクセシビリティ機器として眼電位を用いる手法を解析・評価する.これまで我々は,随意性瞬目を眼電位より抽出する方法は提案し,連続した随意性瞬目および注視位置を用いた入力動作の検討を行った.瞬目間隔を300ms以下とした場合,特異的な随意性瞬目の波形が生じることが確認された.また,注視位置においては眼電位では厳密に注視点を同定する高い精度は望めないが,大まかな注視位置を識別することは可能であり,上方視および前方視を組み合わせた入力動作の提案を行った.これまでは直流増幅された眼電図法を用い,大まかな眼球運動と随意性瞬目をアクセシビリティ機器の入力動作として提案を行なってきた.しかし,直流増幅された眼電図法ではゆっくりとした電位変動であるドリフト現象が問題となっていた.一方,低周波数成分を除去した交流増幅された眼電図法ではドリフト現象による影響は無いが,時定数により電位が減衰する.また,交流増幅された眼電図法を用いた入力動作の提案はなされておらず,これまで提案した入力動作が利用可能か検討を行った.その結果,時定数を0.03sとすることで,電位変動が少なく,入力動作の抽出に適した電位波形を得ることが示唆された.重度肢体不自由者は福祉機器を操作するためのアクセシビリティ機器が必要となる.アクセシビリティ機器とは障害者用の特殊なスイッチなど,利用者の身体機能に応じて福祉機器の操作を補助する入力装置のことを指す.本研究はアクセシビリティ機器として眼電図を用いる手法を解析および評価を行った.これまで我々は,随意性瞬目を眼電位より抽出する方法は提案した.そこで「瞬き」という入力動作の容易性から新たに瞬目を利用した入力動作として,連続した随意性瞬目および注視位置を用いた入力動作の検討を行った.筋萎縮性側索硬化症患者などの重度肢体不自由者においては発話することが困難となるため,コミュニケーションを補助するための機器が必要となる.しかし,機器へのアクセスが困難であるため,アクセスを支援するアクセシビリティ機器が必要となる.重度肢体不自由者においては制御可能な部位が限られており,本研究はアクセシビリティ機器として眼電位を用いる手法を解析・評価する.これまで我々は,随意性瞬目を眼電位より抽出する方法を提案した.そこで「瞬き」という動作の容易性から新たに随意性瞬目を利用した入力動作として,連続した随意性瞬目および視線の注視位置情報による随意性瞬目を用いた入力動作の検討を行った.随意性瞬目を連続して行い,瞬目間隔を短くすることで随意性瞬目の電位波形がどのように変化するかの検討はなされていない.そこで,随意性瞬目の瞬目間隔による特性を明確にするため,異なる瞬目間隔による瞬目波形の比較を行った.その結果,瞬目間隔を300ms以下とした場合,特異的な随意性瞬目の波形が生じることが確認された.眼電位では注視点を厳密に同定する高い精度は望めないが,大まかな注視位置を識別することは可能である.そこで,おおまかな注視位置と随意性瞬目を組み合せ複数の入力動作を提案することが可能であるか検討を行った.その結果,上方視および前方視における瞬目波形の抽出では約95%を超える結果となったが,下方視においては約80%となった.上方視および前方視においては瞬目後に視線の動きにより瞬目波形に影響を与えることは無い.しかし,下方視中においては瞬目後に上方視や前方視を行うと,視線の動きによって瞬目波形が消失する.その結果,下方視における随意性瞬目の抽出率が低下する.入力の安全性や正確さを考慮すると,上方視および前方視との組み合わせによる入力動作が適していると考えられる.身体障害者の中で特に重度肢体不自由者は,日常生活を介護者の手に委ねられているのが実状である.しかし,重度肢体不自由者においても他の障害者と同様に可能な限り自立生活を送ることや,社会参加などに対する願望が強い.また,効果器に障害がある肢体不自由者の場合には,障害や身体機能に応じた操作手段,すなわち福祉機器を操作するためのアクセシビリティ機器が必要となる.

アクセシビリティ機器とは障害者用の特殊なキーボード,マウス,スイッチなど,利用者の身体機能に応じて福祉機器の操作を補助する入力装置のことを指す.肢体不自由者においては機器操作の許容量が狭く内包することができないため,機器との間を取り持つアクセシビリティ機器は日常生活関連機器の操作という自立生活や社会参加への重要な接点となる.そのため,福祉機器の導入に際してはアクセシビリティ機器の適用が重要となる.これまで様々なアクセシビリティ機器が開発されているが誤入力や誤動作などの問題点が挙げられている.様々な福祉機器を操作するためのアクセシビリティ機器の安定性が欠けていては,福祉機器を十分に使用することはできない.また,ユーザである肢体不自由者は病状の進行などにより様々な特性があり,個々に適したアクセシビリティ機器の提案が必要となる.そこで本研究はアクセシビリティ機器の安定性向上を目的とし,残存機能である眼球運動を用いたアクセシビリティ機器の提案を行った.福祉工学本研究では(1)連続した随意性瞬目による電位波形への影響,(2)視線の注視位置情報による随意性瞬目の電位波形の変化,(3)眼電位より各動作の抽出方法の検討,(4)入力動作の利用可能性の検討,(5)本研究の総合的評価,の五つが大きな流れとなる.平成25年度において(3)および(4)の二つの検討を行い,おおむね順調に進展していると考えられる.本研究では(1)連続した随意性瞬目による電位波形への影響,(2)視線の注視位置情報による随意性瞬目の電位波形の変化,(3)眼電位より各動作の抽出方法の検討,(4)入力動作の利用可能性の検討,(5)本研究の総合的評価,の五つが大きな流れとなる.平成24年度において(1)および(2)の二つの検討を行い,おおむね順調に進展していると考えられる.瞬目を用いた入力動作を利用し,アクセシビリティ機器の入力動作の検討として,コミュニケーションツールによる文字入力を行う.この結果より,誤入力などが生じる特徴の検討,抽出方法の再検討を行う.また,文字入力の方式としてはオートスキャン方式のおよび符号化入力の文字入力実験を行う.これまで重度肢体不自由者が多様しているオートスキャン方式の検討を進めてきた.しかし,本研究において瞬目を用いた複数の入力動作を提案できたため,符号化入力方式による文字入力の検討も行い,平均文字入力速度を測定する.これらの実験結果より,随意性瞬目による入力動作の総合的評価を行う.得られた測定データより入力動作を抽出する方法を検討する.具体的には眼電位より連続した随意性瞬目および注視位置情報を含んだ随意性瞬目を抽出する方法を検討する.すでに二つの入力動作の検討を行い,特徴の検討を平成24年度に行った.これらの入力動作を利用し,アクセシビリティ機器を操作する入力動作として利用可能であるか検討を行う.実際に文字入力を行うことで,誤入力などが生じる特徴などを見出すことが可能となる.文字入力の方式としてはオートスキャン方式の文字入力実験を行う.
温度によるチューリップの生育開花の制御とそのモデル化

実験材料としてチューリップ`Gander'を用いた.6月に入手したりん茎を20°Cで8週間貯蔵した後,2°C12, 18, 30週間の低温を与えた.低温処理後のりん茎を12, 16, 20°Cに設定した人工照明栽培室内で水耕栽培を行った.同じ温度で栽培した場合, 2°C低温処理期間が長いほど到花日数(植付けから開花までの日数)が双曲線状に短くなった一方で,開花時までに母球からシュートに分配された乾物重は小さくなった.シュートの植付けから開花までの相対生長率は2次曲線で近似された.低温処理期間が同じものでは,栽培温度が短いほど到花日数が大きくなり,その間の関係は双曲線で近似することができた.また,植付けから開花までの相対生長率は低下し,その間の関係は直線で近似することができた.一方,開花時までに母球からシュートに分配された乾物重は大きくなった.以上のように,到花日数,相対生長率は,りん茎の低温処理期間あるいは栽培温度の関数として表すことができた.植付け時におけるシュートの乾物重,到花日数,相対生長率の3要因を独立した変数とみなして開花時における乾物重の再構成を試み,りん茎の貯蔵法や栽培環境による切り花品質のシミュレートの可能性を示した.実験材料としてチューリップ`Gander'を用いた.6月に入手したりん茎を20°Cで8週間貯蔵した後,2°C12, 18, 30週間の低温を与えた.低温処理後のりん茎を12, 16, 20°Cに設定した人工照明栽培室内で水耕栽培を行った.同じ温度で栽培した場合, 2°C低温処理期間が長いほど到花日数(植付けから開花までの日数)が双曲線状に短くなった一方で,開花時までに母球からシュートに分配された乾物重は小さくなった.シュートの植付けから開花までの相対生長率は2次曲線で近似された.低温処理期間が同じものでは,栽培温度が短いほど到花日数が大きくなり,その間の関係は双曲線で近似することができた.また,植付けから開花までの相対生長率は低下し,その間の関係は直線で近似することができた.一方,開花時までに母球からシュートに分配された乾物重は大きくなった.以上のように,到花日数,相対生長率は,りん茎の低温処理期間あるいは栽培温度の関数として表すことができた.植付け時におけるシュートの乾物重,到花日数,相対生長率の3要因を独立した変数とみなして開花時における乾物重の再構成を試み,りん茎の貯蔵法や栽培環境による切り花品質のシミュレートの可能性を示した.
2元線形ブロック符号の再帰的復号法の軟値出力化と逐次復号法への応用に関する研究

2元線形ブロック符号の新しい軟値出力型復号法を考案し、いくつか符号に関してシミュレーションプログラムの試作を行い、基礎的なデータの取得を行った。まず、過去の研究の延長として、最小重み符号語だけに関する適応的再帰的最尤復号アルゴリズムを応用した探索を繰り返し用いる逐次復号法に関して、誤り制御特性に優れているが実装が簡単ではないことが知られていた拡大BCH符号に対する実装を試みた。その結果、比較的解析が容易な(32,21,6)拡大BCH符号においても有用な再帰構造がないことが明らかとなり、予想に反して考案手法を効果的に適用することができないことがわかった。この試行の結果を受け、拡大BCH符号に関しては再帰的構造を持つことがわかっている全符号語集合に対する最尤復号アルゴリズムの実装を目指すこととした。特に符号長が長く、既存の手法での実装が困難といわれていた(128,64,22)拡大BCH符号を対象とし、まず、基礎となる硬値出力型の適応的再帰的最尤復号アルゴリズムの実装を行った。この結果、従来法に比べて計算量、消費メモリ量が劇的に削減され、E_b/N_0が0.0dBから2.0dBにおける精度の高い誤り率のデータを取得することができた。さらに、既存手法との比較のために(64,24,16)拡大BCH符号、(64,45,8)拡大BCH符号、(64,22,16)リード・マラー符号、(64,42,8)リード・マラー符号に関しても実装を行い、平均的な計算量を大幅に削減可能なことが確認できた。続いて最小重みの符号語だけからなる探索手続きを繰り返し用いる形式の逐次復号法を応用し、軟値出力の計算に必要な対抗語を探索する手法の考案を行い、計算機シミュレーションにより有効性を確認した。最後に、最終目標である軟値出力に対応させるための基本設計をし、(128,64,16)リード・マラー符号に関して、主要な機能ブロックの実装を完了した。これにより、基本的な動作の確認によって得られたデータから、考案手法が有効であることが裏付けられた。ただし、予想通り、消費メモリが大きいことも確認されたので、メモリ消費量を削減するためのアルゴリズムの効率化を行っている。今後は、実装を完了させ、リード・マラー符号、拡大BCH符号の詳細なデータ取得を行い、成果の発表を行う予定である。ただし、予想通り、消費メモリが大きいことも確認されたので、現在はメモリ消費量を削減するためのアルゴリズムの効率化を行っている。

この結果、従来法に比べて計算量、消費メモリ量が劇的に削減され、E_b/N_0が0.0dBから2.0dBにおける精度の高い誤り率のデータを取得することができた。さらに、既存手法との比較のために(64,24,16)拡大BCH符号、(64,45,8)拡大BCH符号、(64,22,16)リード・マラー符号、(64,42,8)リード・マラー符号に関しても実装を行い、平均的な計算量を大幅に削減可能なことが確認できた。続いて最小重みの符号語だけからなる探索手続きを繰り返し用いる形式の逐次復号法を応用し、軟値出力の計算に必要な対抗語を探索する手法の考案を行い、計算機シミュレーションにより有効性を確認した。最後に、最終目標である軟値出力に対応させるための基本設計をし、(128,64,16)リード・マラー符号に関して、主要な機能ブロックの実装を完了した。これにより、基本的な動作の確認によって得られたデータから、考案手法が有効であることが裏付けられた。ただし、予想通り、消費メモリが大きいことも確認されたので、メモリ消費量を削減するためのアルゴリズムの効率化を行っている。今後は、実装を完了させ、リード・マラー符号、拡大BCH符号の詳細なデータ取得を行い、成果の発表を行う予定である。
誘電体結晶中の自己束縛励起子とポーラロン

誘電体結晶中の正孔に緩く束縛された電子で構成されるポーラロンは,赤外部に吸収ピークを持ち,高エネルギー側に尾を引く特徴的な吸収帯を伴うことが理論的に予測されているが,現在までに観測された吸収帯には,その様な典型的な形をしたものは殆ど見られなかった.一方,我々のグループでは,アルカリハライド結晶中のon-center型自己束縛励起子(Self-Trapped Exciton:STE)によると考えられる吸収帯或はその裾と思われる吸収が,上記ポーラロンの特徴的な吸収帯に酷似していることを観測した.この吸収帯の形を精密に測定するため,本研究では,光吸収スペクトルの測定領域を光子エネルギー0.15eVにまで拡張し,構成ハロゲンイオンより重いハロゲンである沃素(I)を含むKBr:I,RbCl:I,RbBr:Iでは,核当する吸収帯がそれぞれ0.29,0.35,0.30eVに現れる事を確認した.また,NaBr結晶中の該当する吸収帯は0.19eVと0.20eVに現れる事を確認した.前者の減衰時定数は10μs以上,後者のそれは0.45μsで,両者とも同一のSTE(Br_2^<--*>)による過渡吸収帯である.共に高エネルギー側に尾を引く典型的な形をしている.以上のように,本研究の目的である,吸収帯の形状及びその吸収強度の減衰時定数を精密に測定する事により,正孔に緩く束縛されていると思われる電子によるSTEの存在を確認することが出来た.誘電体結晶中の正孔に緩く束縛された電子で構成されるポーラロンは,赤外部に吸収ピークを持ち,高エネルギー側に尾を引く特徴的な吸収帯を伴うことが理論的に予測されているが,現在までに観測された吸収帯には,その様な典型的な形をしたものは殆ど見られなかった.一方,我々のグループでは,アルカリハライド結晶中のon-center型自己束縛励起子(Self-Trapped Exciton:STE)によると考えられる吸収帯或はその裾と思われる吸収が,上記ポーラロンの特徴的な吸収帯に酷似していることを観測した.この吸収帯の形を精密に測定するため,本研究では,光吸収スペクトルの測定領域を光子エネルギー0.15eVにまで拡張し,構成ハロゲンイオンより重いハロゲンである沃素(I)を含むKBr:I,RbCl:I,RbBr:Iでは,核当する吸収帯がそれぞれ0.29,0.35,0.30eVに現れる事を確認した.また,NaBr結晶中の該当する吸収帯は0.19eVと0.20eVに現れる事を確認した.前者の減衰時定数は10μs以上,後者のそれは0.45μsで,両者とも同一のSTE(Br_2^<--*>)による過渡吸収帯である.共に高エネルギー側に尾を引く典型的な形をしている.以上のように,本研究の目的である,吸収帯の形状及びその吸収強度の減衰時定数を精密に測定する事により,正孔に緩く束縛されていると思われる電子によるSTEの存在を確認することが出来た.
新規過眠・肥満マウスの解析による睡眠覚醒と摂食代謝制御の統合分子機構の解明

我々は、フォワード・ジェネティクスの手法を用いて覚醒時間の短縮を示すSleepy家系を樹立した。本年、Sleepy変異Sik3遺伝子(sleepy)の睡眠覚醒の制御という新たな機能について報告したが、本マウスは過眠とともに肥満の表現型を示す。QTL解析の結果、体重の表現型も睡眠と同じ染色体に責任領域があることが明らかになったことから、Sleepyが摂食行動や代謝制御においても重要な機能を担っていることが示唆された。一方で、表現型の出現時期が異なることから、今後、Sleepyの脳内での発現部位や時期、発現の量的変化など、時空間的解析を進めることにより、睡眠と代謝を制御する分子機序を明らかにする。過眠や過食・肥満は近年増加している非定型うつ病の症状として知られているが、その機序は不明である。われわれがフォワード・ジェネティックスの手法によって新たに同定したSleepy変異マウス(未発表)は過眠と肥満を示すことから、睡眠覚醒と体重制御の脳内制御機構の解明に非常に有用な動物モデルになり得ることが考えられた。これまでの解析で、原因となる遺伝子(Sleepy遺伝子)の変異の有無と総覚醒時間、体重には、強い相関があることを示してきた。本年度は、ヘテロ変異sleepyで得られた睡眠延長、覚醒短縮の表現型が、ホモ変異Sleepyマウスにおいても同様に観察できるか検討を行った。その結果、ホモ変異マウスでは、より顕著な覚醒時間の短縮が見られた。さらに、概日リズムの恒常性について、通常の明暗周期および恒暗周期下に一定期間おくことで検討したところ、ホモ、ヘテロ変異体の両群において野生型との差は見られなかったことから、睡眠覚醒の恒常性は正常に保たれていることが示唆された。一方、エネルギー消費量においても、ホモ、ヘテロ変異体両群において、加齢に伴う低下が観察された。現在、Sleepy遺伝子もしくはsleepyタンパクの日内変動や加齢に伴う分布や量的変化について検討を開始している。過眠や過食、肥満は、近年増加している非定形うつ病の症状として知られているが、sの機序は不明である。我々がフォワードジェネティクスの手法によって新たに同定したSleepy変異マウス(未発表)は過眠と肥満という二つの典型的な表現型を示すことから、睡眠覚醒と体重制御の脳内制御機構の解明のみならず非定形うつ病の病態の解明にも非常に有用な動物モデルになり得ることが考えられた。これまで、原因となる遺伝子(Sleepy遺伝子)の変異の有無と総覚醒時間に、強い相関があることを示してきた。昨年度は、ヘテロ変異sleepyで得られた睡眠延長、覚醒短縮の表現型が、ホモ変異Sleepyマウスにおいても同様に観察できるか検討を行い、より顕著な覚醒時間の短縮が見られることを明らかにした。一方、概日リズムの恒常性においては、ホモ、ヘテロ変異体の両群において、野生型との差は見られず、睡眠覚醒の恒常性は正常に保たれていると考えられた。Sleepy変異マウスは、スクリーニングにおいて睡眠覚醒の異常を主たるフェノタイプとして見出されたが、体重の表現型に関しても睡眠異常と同じ染色体に責任領域があることがQTL解析の結果から明らかにされている。同腹の野生型マウスと比べて、摂食量において差は見られなかったが、エネルギー消費においては、Sleepyホモ変異、ヘテロ変異マウスともに、加齢に伴う有意な低下が観察された。現在、睡眠異常と代謝異常の脳内制御の分子機構を明らかにするため、摂食行動やエネルギー代謝に関わる既知の分子の発現の変化について検討を行うとともに、Sleepy遺伝子もしくはSleepyタンパクの日内変動や加齢に伴う脳内での分布や量的変動について検討し、評価する。Sleepy変異マウスは、繁殖行動に問題があるため、実験に供するマウスを必要数得るために定期的な体外受精と胚移植を今年度も引き続き計画的に行った。一定の世代を継ぐことで、ホモ変異体においても睡眠の異常と肥満の表現型の個体間のばらつきがなくなり、安定した表現系が得られている。現在、各遺伝子型(ホモ変異、ヘテロ変異、同腹野生型)のマウスを離乳直後に個別ケージに分け、体重、体長、摂餌量の測定及びCTによる非侵襲的な脂肪量や骨格などの定期的な測定を行い、個体レベルの表現型の基礎的データの取得を続けている。肥満の表現系は、月から年の単位で評価が必要なため、年度をまたいで継続的に行う。本年度の計画では、Sleepy変異マウスでの睡眠覚醒及び代謝や摂食行動の分子機構を明らかにすることを目的としていた。個体レベルでの基礎データを積み重ねており、摂食行動やエネルギー制御に関わる遺伝子群の発現についても定量的な解析が進んでいることから概ね順調に推移していると言える。我々は、フォワード・ジェネティクスの手法を用いて覚醒時間の顕著な短縮を示すSleepy家系を樹立した。Sleepy家系マウスは、AMP-activated kinase-related kinaseに属するセリンスレオニンキナーゼであるSik3遺伝子に変異をもつ。本年、Sleepy変異Sik3遺伝子の睡眠覚醒の制御という新たな機能についてNature誌に報告したが、Sleepyマウスは過眠とともに肥満の表現型を示す。Sik3ノックアウトマウスを用いた先行研究において、エネルギー負荷によって肥満を引き起こすことが報告されているが、SleepyマウスにおいてもSleepy変異Sik3が睡眠覚醒のみならず、摂食行動や代謝制御において重要な機能を担っていることが示唆された。Sleepyマウスの摂餌量は、同腹の野生型マウスに比べて顕著な差が見られなかったが、Sleepyホモ変異およびヘテロ変異ともにエネルギー消費において有意な低下が観察された。

また、加齢や体重の増加に伴って血糖値の顕著な上昇がみられたが、その程度はホモ変異体においてより顕著であった。睡眠異常と体重の関わりについては、様々な報告があるが、Sleepyマウスにおける睡眠時間の延長は、体重に差が出る前の10週齢前後の若齢期で既に顕著であり、体重の増加(加齢)による差は遺伝子型による差に比べて無視できる程度であった。Sleepyマウスは、体重の表現型に関しても睡眠と同じ染色体に責任領域があることが、QTL解析の結果明らかにされている。一方で、本研究の結果から、表現型の出現時期が異なることから、今後、Sleepy変異SIK3の脳内での発現部位や時期、発現の量的変化など、時空間的解析を進めることにより、睡眠と代謝を制御する分子機序やそのネットワーク機構を明らかにする予定である。我々は、フォワード・ジェネティクスの手法を用いて覚醒時間の短縮を示すSleepy家系を樹立した。本年、Sleepy変異Sik3遺伝子(sleepy)の睡眠覚醒の制御という新たな機能について報告したが、本マウスは過眠とともに肥満の表現型を示す。QTL解析の結果、体重の表現型も睡眠と同じ染色体に責任領域があることが明らかになったことから、Sleepyが摂食行動や代謝制御においても重要な機能を担っていることが示唆された。一方で、表現型の出現時期が異なることから、今後、Sleepyの脳内での発現部位や時期、発現の量的変化など、時空間的解析を進めることにより、睡眠と代謝を制御する分子機序を明らかにする。Sleepy変異マウスは、卵および精子は正常で発生には問題がないが、出生後、ホモ変異体では、一定の割合で生育に異常がみられる個体がある。また、繁殖行動に問題があり、各遺伝子型(ホモ変異、ヘテロ変異、および同腹野生型)マウスについて、実験に必要な数を確保することが非常に困難であることが、研究遂行上の最大の律速要因となっていた。特に、ホモ変異体は、自然交配による繁殖の能力が欠如しているため、仔を得ることができなかった。問題の解決のために、年度の中盤までに、計画的に体外受精と胚移植を行う体制を整えた。計画的なマウス生産が可能になったことから、睡眠覚醒の判定の基となる脳波の測定、肥満の数値的裏付けとなる体重の経日的推移、摂食量やエネルギー消費量等の測定の用途に順次、必要数のマウスを供給することができるようになった。本年度の計画では、特にホモ変異体の睡眠および肥満に関する基礎データを取り、表現型と遺伝子の変異との相関を確認することを大きな目的としていた。基本的な手法と評価方法を既に確立していたため、当初の目標通り、順調にデータの取得を進めることができたことから、当年の研究は、実施計画通りであり、概ね順調に推移しているといえる。体重や摂食量といった評価の基礎となる個体レベルでの経時的かつ長期的な評価が必要なパラメーターを引き続き測定する。各遺伝子型のマウスを用いて、Sleepy遺伝子の日内変動や加齢に伴う体内、脳内での発現分布や量的変化についても検討を行う。
軽度発達障害の子ども・家族への肥満対策プログラムの検討

本研究は、学童期で発達障害をもつ中程度高度肥満の子どもの肥満解消に向けた看護師が行なう保健指導プログラムを検討することを目的とした。まず、発達障害をもつ肥満の子どもの保護者に、肥満に関する認識を調査し、その結果をもとに発達障害の状況、親子間のコミュニケーションの特性に考慮した保健指導プログラムを立案した。そして2ケースに保健指導を実施し、肥満度の減少がみられた。本研究では、学童期で軽度発達障害をもつ肥満の子どもの肥満解消に向けた保健指導プログラムの立案をすることを目的としている。平成20年度は、県立広島大学研究倫理委員会の承認を得て、学童期で軽度発達障害をもつ肥満の子どもの保護者に、(1)子どもの肥満についての保護者の認識、(2)これまで家庭で試みた肥満対策について半構成的面接調査を実施し、現在、調査と並行し分析をしているところである。(予定していた研究協力者を得るため、データ収集期間を延長しているところである。)分析途中ではあるが、家庭では親の経験をもとに肥満解消への取り組みがいくらか試みられていることが明らかになり、肥満解消につながるかどうかは、障害の特徴、発達段階、年齢とその時の環境(所属機関、家族の仕事、家族の価値観など)、またそれらに起因する日常的な親子間のコミュニケーションのあり方が強く影響しているのではないかと考えられた。そのため、看護職として肥満の保健指導を行なう際は、子どもへの発達に応じた指導とともに、家族のコミュニケーションあり方を踏まえ家族のエンパワーメントをはかるための指導を取り入れたプログラムが必要なのではないかと考えている。また、そのためには、作業療法士や言語聴覚士、学校教諭などの多職種との上手な連携が求められていると考えられる。本調査の結果をもとに、看護職が行う肥満解消プログラムを立案し、次年度、検証していく予定である。本研究は、学童期で発達障害をもつ中程度高度肥満の子どもの肥満解消に向けた保健指導プログラムを立案することを目的としている。平成21年度は、平成20年度の調査で示唆を得た家族のエンパワメントを引き出すサポートシステムを整えた保健指導プログラムを作成し、2組の家族に実施し、ケーススタディを行なった。対象者は医師から紹介され肥満解消の保健指導を希望し本研究に同意した発達障害をもち肥満である学童とその保護者であった。作成した保健指導プログラムは基本的に月に1回実施し全6回のシリーズとした。その内容は、1、2回目は、子どもと家族とともにそれぞれの目標設定(健康状態の説明、生活習慣を振り返り、食事の適量と必要な運動量の確認、望ましい生活習慣の指導)をし、3回目以降は取り組み状況の確認、望ましい食事の取り方、運動習慣づくり、保護者には子どもへの関わり方などを指導し、6回目に取り組み内容を振り返り、再度目標設定をすることとした。また、毎回、身体状況(身長、体重、体脂肪率、腹囲、血圧、必要時に簡易心電図)、肥満行動促進因子であるストレスの有無などの確認を行なうこととした。また、対象ケースに診療やリハビリで関わっている小児科医師、作業療法士、言語聴覚師らと2回のカンファレンスをもち、親子間のコミュニケーションに関する指導方法、学校との調整内容などを検討しチームで関わることとした。その結果、2ケースとも2回目、3回目は順調に減少し、その後増減を繰り返し、大幅な改善とはならなかったが、6回目には初回よりは肥満度の減少がみられるという成果があった。本研究より、発達障害をもつ学童への保健指導として、一般的な肥満指導に加え、発達障害の状況、家族間のコミュニケーションの特性に考慮すること、また発達障害を専門とする医師やコメディカルスタッフ、学校などと連携した保健指導プログラムの重要性が示唆された。
代数微分方程式の代数幾何学的手法による研究

1.微分方程式の無限次元Galois理論の完成を目的とし,そのための準備を進めるのが本研究の目標であった. Lie, Drach, Vessit, painlev'eらの古典的な結果を収集し,それらを分析し,新しい定式化を試みた.その結果,無限次元微分Galois理論に到る副産物として, Painlev'eの第1方程式の既約性の別証が得られた.この第2証明は, Painl'eveのStockholm講義録にある考え方を発展させ,明確な型で実現したものである.さらに有限次元微分Galois理論を徹底的に分析することにより, 19世紀の数学者J.Lovvilleの仕事からもヒントを得て,古典数の概念を導入した.即ち,【○!α】-係数有理関数体【○!α】(X)から出発して,許される有限次元的操作をくり返すことによって得られる関数を【○!α】-方古典関数と呼ぶことにする.さらに定数である【○!α】-古典関数を古典数と言うことにする.そのとき,それらは閉じた世界を形成していることが示された.古典数の概念は数論的な意味を持つものと思われるので,その方面からの今後の研究が期待される.2.本研究は多くの分野と関係している(代数幾何学, (常)微分方程式論,微分幾何学,表現論),それらの諸分野から講師を招待して,活発な議論をした.3.物理学と関係した最近の数学のある方向への発展は本研究と密接に関係しているので,研究集会に参加し興味ある意見の交換を行った.4.古典作品を集め,整理し全体を把握しようと試みた.1.微分方程式の無限次元Galois理論の完成を目的とし,そのための準備を進めるのが本研究の目標であった.Lie, Drach, Vessit, painlev'eらの古典的な結果を収集し,それらを分析し,新しい定式化を試みた.その結果,無限次元微分Galois理論に到る副産物として, Painlev'eの第1方程式の既約性の別証が得られた.この第2証明は, Painl'eveのStockholm講義録にある考え方を発展させ,明確な型で実現したものである.さらに有限次元微分Galois理論を徹底的に分析することにより, 19世紀の数学者J.Lovvilleの仕事からもヒントを得て,古典数の概念を導入した.即ち,【○!α】-係数有理関数体【○!α】(X)から出発して,許される有限次元的操作をくり返すことによって得られる関数を【○!α】-方古典関数と呼ぶことにする.さらに定数である【○!α】-古典関数を古典数と言うことにする.そのとき,それらは閉じた世界を形成していることが示された.古典数の概念は数論的な意味を持つものと思われるので,その方面からの今後の研究が期待される.2.本研究は多くの分野と関係している(代数幾何学, (常)微分方程式論,微分幾何学,表現論),それらの諸分野から講師を招待して,活発な議論をした.3.物理学と関係した最近の数学のある方向への発展は本研究と密接に関係しているので,研究集会に参加し興味ある意見の交換を行った.4.古典作品を集め,整理し全体を把握しようと試みた.
骨格筋の超音波画像と神経伝導速度解析によるサルコペニア発生要因の解明

高齢期には筋量や身体機能が低下した「サルコペニア」や、生活機能低下である「フレイル」への対策が重要であるとして、近年、歩行速度など簡易的な測定指標を用いた診断が行われている。しかし、このように診断されたサルコペニアやフレイルがどのような骨格筋機能の低下によって引き起こされるのか詳細は不明である。それを解決するために、地域高齢者のコホートにおいてサルコペニアやフレイルの診断基準に含まれる骨格筋量、歩行速度、握力、基本チェックリストなどの指標を測定し、対象者を群分けし、各群から超音波画像、筋電図計測協力者を募り、下肢の超音波画像から筋厚、筋輝度、筋電図から筋線維、神経の伝導速度分布を測定する。
マラルメにおける舞踊詩学の批判的検討――ヴァレリー、クローデルを通した史的再構築

本研究は「マラルメにおける舞踊詩学の批判的検討ーヴァレリー、クローデルを通した史的再構築」という課題のもと、以下の目的のためにすすめられている。本研究一年目において析出されたマラルメの舞踊の詩学を、より広範な文学史および舞踊史の文脈から位置づけ、その意義を明らかにすることである。さらに、批判的な視点を導入することで、この詩人の舞踊に関する思想の何が後世に引き継がれ、何が問題であったのかを精査し、この舞踊思想がもつ限界ならびに問題点を明らかにすることが目指される。研究方法は、以下二点にまとめられる。第一に、マラルメの舞踊思想のもつ普遍性の解明のため、フランス19世紀末から20世紀前半までの文学および舞踊の潮流のなかで、後継者の言説や活動から相対化し、文学と舞踊の関わりから再定義する必要がある。すなわち、文学史、舞踊史の文脈において、マラルメの舞踊思想がもつ意義と限界を提示する。第二に、マラルメの直接の後継者であるポール・ヴァレリーおよびポール・クローデルの舞踊の詩学を、作品分析と史的考察を通してそれぞれ明らかにする。平成30年度は、上記の研究方法のなかでも、とりわけマラルメの舞踊思想の後継者として、舞台を実作した詩人クローデルについて、調査をおこなった。この調査は、以下の問いに基づいている。すなわち、クローデルは数々の舞踊作品を制作し上演したが、ヴァレリーのように舞踊をめぐる考察を多く残しているわけではない。そこで、彼の舞踊思想とはどのようなものであったのか、舞踊作品の制作資料から探ってゆく方法をとることにした。本調査は、彼が、なぜ舞踊を考察することよりむしろ実作へと向かったのかを解明するためのものであったといえる。上記の研究遂行上、今年度も国内および海外での資料調査および資料収集をおこない、この研究を実証面で補強することができた。今年度は、資料調査に集中し、研究論文による発信が少なく、進捗状況としては遅れている。調査自体は順調にすすめられており、分析と考察を重ねているゆえ、次年度は発信に力をいれてゆきたい。今年度は、資料調査と資料収集に専念せざるを得なかった。それゆえ研究発表および研究論文執筆が遅れている。今後は、収集した資料を、本研究課題のもとに構成しなおし、おこなってきた分析と考察、そしてそこから得られた結果を、国内外の研究成果として、発信してゆく。上述の研究実績において得られた分析視角を、さらに、他の作家(ポール・ヴァレリー)に応用してゆく作業も同時におこなってゆくことになる。本研究課題「マラルメにおける舞踊詩学の批判的検討ーヴァレリー、クローデルを通した史的再構築」における目的として、次の三点を設定している。第一に、19世紀フランスの詩人ステファヌ・マラルメの舞踊の詩学を、より広範な文学史および舞踊史の文脈に位置づけ、その意義を明らかにすることである。第二に、他の作家(ポール・ヴァレリーやポール・クローデルなど)からの批判的な視点を導入することで、この詩人の舞踊詩学について、どの点が評価され、後世に引き継がれていったのか、また何が問題であったのかを分析し、この舞踊思想がもつ限界ならびに問題点を明らかにすることである。第三に、上記の分析視角を、マラルメの後継に位置する詩人たち(ヴァレリーならびにクローデル)の舞踊思想を分析し考察する際に応用することで、他の作家研究に新たな光を当てることである。本研究の取り組みは、個別研究の枠から19世紀末20世紀前半の文学史、ならびに舞踊史研究の枠へと置き直してゆく試みである。そして最終的に、舞踊と文学を結ぶ観点から、新たに文学史的文脈の中でマラルメ像を刷新し、文学史再考を促すことを目的とするものである。以上の目的のもと、2017年度は第一の点に取り組んできた。とりわけ、今年度は海外の資料調査および資料収集を集中的におこなった。この調査において、19世紀末から20世紀前半の舞踊をめぐる言説を収集することができた。また、パリ国立オペラ座が所蔵している19世紀舞踊公演に関する歴史的資料にアクセスすることで、マラルメが劇評を書いた当時の舞踊が詳細にわかるようになり、マラルメの発言の裏に何があるのかを知るための手がかりが得られた。今年度は、「研究の概要」の項目で述べた本研究課題のうち、第一の点について集中的に取り組んだ。すなわち、19世紀フランスの詩人ステファヌ・マラルメの舞踊の詩学を、より広範な文学史および舞踊史の文脈に位置づけ、その意義を明らかにすることである。この課題に取り組むため、海外の資料調査および資料収集を集中的におこなった。この資料調査とは、フランス国立図書館が所蔵する草稿および一次資料調査、特にバレエに限定して19世紀末の新聞雑誌から当時の劇評を調べることである。調査は順調にすすめることはできたが、分析と考察をおこない、発信するまでには至らなかった点は大いに反省すべきである。

さらに、批判的な視点を導入することで、この詩人の舞踊に関する思想の何が後世に引き継がれ、何が問題であったのかを精査し、この舞踊思想がもつ限界ならびに問題点を明らかにすることが目指される。研究方法は、以下二点にまとめられる。第一に、マラルメの舞踊思想のもつ普遍性の解明のため、フランス19世紀末から20世紀前半までの文学および舞踊の潮流のなかで、後継者の言説や活動から相対化し、文学と舞踊の関わりから再定義する必要がある。すなわち、文学史、舞踊史の文脈において、マラルメの舞踊思想がもつ意義と限界を提示する。第二に、マラルメの直接の後継者であるポール・ヴァレリーおよびポール・クローデルの舞踊の詩学を、作品分析と史的考察を通してそれぞれ明らかにする。平成30年度は、上記の研究方法のなかでも、とりわけマラルメの舞踊思想の後継者として、舞台を実作した詩人クローデルについて、調査をおこなった。この調査は、以下の問いに基づいている。すなわち、クローデルは数々の舞踊作品を制作し上演したが、ヴァレリーのように舞踊をめぐる考察を多く残しているわけではない。そこで、彼の舞踊思想とはどのようなものであったのか、舞踊作品の制作資料から探ってゆく方法をとることにした。本調査は、彼が、なぜ舞踊を考察することよりむしろ実作へと向かったのかを解明するためのものであったといえる。上記の研究遂行上、今年度も国内および海外での資料調査および資料収集をおこない、この研究を実証面で補強することができた。今年度は、資料調査に集中し、研究論文による発信が少なく、進捗状況としては遅れている。調査自体は順調にすすめられており、分析と考察を重ねているゆえ、次年度は発信に力をいれてゆきたい。今年度は、こうした調査と資料収集に専念せざるを得なかったゆえ、研究発表および論文執筆が遅れていることは、大いに反省すべき点である。今後は、上記の資料を報告者の視点のもとに構築しなおし、そこから得られた成果を、国内外に研究成果として発信してゆくことが急がれる。上述の調査から得られた資料の再構築のもと、マラルメと同時代の劇評とマラルメの評論とを比較検討し、相互の影響関係の有無を探ってゆきたいと考えている。今年度は、資料調査と資料収集に専念せざるを得なかった。それゆえ研究発表および研究論文執筆が遅れている。今後は、収集した資料を、本研究課題のもとに構成しなおし、おこなってきた分析と考察、そしてそこから得られた結果を、国内外の研究成果として、発信してゆく。上述の研究実績において得られた分析視角を、さらに、他の作家(ポール・ヴァレリー)に応用してゆく作業も同時におこなってゆくことになる。
Naked HGF遺伝子導入による肝硬変に対する遺伝子治療臨床研究への応用

肝硬変に対する遺伝子治療をビーグル成犬を用い、ラットで行ってきた肝細胞増殖因子(HGF)のプラスミッドDNAを用いた経肝動脈的な手法により臨床研究の前段階としての成果を得た。ず肝硬変モデルはジメチールニトロソアミン(DMN)を2mg/Kg、週に2回静脈内投与を6週間継続し作成した。12週間で腹水を貯留する肝硬変末期の像を呈するに至る。組織学的には10週以降で線維化が増加し12週で完成した。ヒトHGF遺伝子導入は臨床応用を想定し、肝動脈にリザーバーカテーテルを挿入留置し、これよりマニトールを用いた高浸透圧法にて7週目以降naked HGF DNAを種々の濃度で導入しその発現効率・治療効果を検討した。一方対照群にはLacZ遺伝子を同様の方法で導入した。ヒトHGF蛋白は肝組織中特にグリソン域を中心に発現を示し、肝組織中にはELISAで導入後7日目が最も高値を示し、1.67mg/mgtissueを示した。肝線維量を線維染色の上NIHイメージで定量化すると、HGFの導入濃度の濃度依存的に線維量は抑制されていた。さらに線維化抑制caseではTGF-β1、α-SMAの発現も対照群に比し有意に抑制されていた。また血液性化学検査でも有意差は得られなかったが改善の傾向を示した。また線維化を定量すべくヒアルロン酸、ハイドロキシプロリンを測定しいずれもHGF遺伝子の投与量の濃度依存性に抑制することが示された。モデル犬は遺伝子導入群ではすべてのイヌが実験終了時の12週を超え生存したのに対し、対照群では著明に腹水を貯留し肝不全死に至った。以上の結果から、本法は先に報告したHVJリポソーム法でラット肝硬変モデルに行った遺伝子治療に相当する治療効果を示すとともに、HGF治療の安全性や大動物におけるHGF遺伝子の投与濃度の決定にも大いに役立つ結果を得た。100-140g(4W)SDラットに対して1%ジメチルニトロサミン(DMN)を1μl/mg週3回連続で3週間腹腔内注入することによりラット肝硬変モデルを作製した。このモデルに対して、ヒト肝細胞増殖因子(HGF)を発現するnaked plasmid DNAを肝動脈より導入する群とLacZ遺伝子を発現するnaked plasmid DNAを導入するコントロール群を作製し、肝硬変における遺伝子導入の有効性を検討した。遺伝子導入後、2,7,14日目に犠死させ血清および肝組織を採取した。肝組織における肝線維化率をAzan-Mallory染色像からNIH imageで測定した。なお遺伝子導入後もDMNの投与は継続している。肝組織における検討では、コントロール群におけるLacZ遺伝子の発現が高率に認められ、HGF免疫組織学的検討でもHGFの高率な発現が認められた。またELISAで測定した肝組織中のHGFは7日目から14日目において発現の増加が認められた。両群の比較では、HGF群では2日目から7日目にかけて線維化率が2.56%から1.77%に減じたのに対し、コントロール群では3.97%から5.12%と増加した。次に10kg前後のビーグル成犬を用い、DMNを2mg/kg週2回静脈内投与にて6週間行い、開腹にて肝動脈内にリザーバーを留置、同時に肝組織を一部採取しておき、DMNの投与は継続しつつ、ラットと同様にHGFとlacZのnaked plasmid DNA(どちらも10mg/body)を肝動脈より週1回の投与を6週間行った。この時点で再度開腹にて肝組織を一部採取し、線維化率を測定した結果、HGF群では6週目から12週目にかけて線維化率が5.34%から3.21%に減じたのに対し、コントロール群では5.86%から7.86%に増加した。以上よりラットおよび犬肝硬変モデルに対するHGF Naked plasmid DNAの肝動脈からの遺伝子導入は肝組織の線維化を抑制する結果が得られた。

また線維化を定量すべくヒアルロン酸、ハイドロキシプロリンを測定しいずれもHGF遺伝子の投与量の濃度依存性に抑制することが示された。モデル犬は遺伝子導入群ではすべてのイヌが実験終了時の12週を超え生存したのに対し、対照群では著明に腹水を貯留し肝不全死に至った。以上の結果から、本法は先に報告したHVJリポソーム法でラット肝硬変モデルに行った遺伝子治療に相当する治療効果を示すとともに、HGF治療の安全性や大動物におけるHGF遺伝子の投与濃度の決定にも大いに役立つ結果を得た。
アパタイト表面修飾イオンの持つ局所電子状態の解明

本研究では、水溶媒の誘電率効果を考慮した量子力学計算を行い、ハイドロキシアパタイト(HAP)表面構造および表面修飾イオンの熱力学的安定性評価を行った。また、HAP表面に希薄にイオン添加したモデル試料を用い、添加イオンの電子・原子構造を実験解析し、理論計算結果と比較検討した。修飾イオンとしてはZn2+、Mg2+を検討した。その結果、Zn2+およびMg2+はともに表面偏析する傾向にあるが、その安定性はZn2+の方がより顕著であった。Zn2+は45配位構造、Mg2+は5配位構造となり、Zn2+は最近接酸素イオンとより共有結合的な化学結合を形成していることがわかった。本研究の目的は、骨形成の場であるアパタイト表面を修飾する添加イオンの電子状態を、第一原理解析と検証実験により解明することである。具体的には、第一原理計算に基づく申請者オリジナルの解析手法を駆使し、アパタイト表面を修飾した添加イオンの電子・原子構造と熱力学的安定性を理論解析する。次に、モデル試料合成とその実験解析から、理論計算結果の検証を行い、表面修飾イオンの電子構造を解明する。これらの結果を基に、骨形成過程における添加イオンの役割を電子論的観点から明らかにする。本年度では、溶液法を用いてアパタイト表面に添加イオンを偏析させた試料を合成することを目指した。Ca(NO3)2と(NH4)2HPO4を原料としてアルカリ条件下でハイドロキシアパタイト結晶を合成した。その結果、数十から数百ナノメートルの結晶粒子を作製することに成功した。さらに、アパタイトの六方晶結晶として安定な(10-10)表面面積が大きな結晶子を得るため、溶液法での反応時間や溶液温度を制御したところ、針状の結晶粒子が一部得られた。しかし体積分率が十分でないため、今後はさらに実験条件の検討を進める。実験と並行して、密度汎関数理論による表面電子状態計算の条件の検討も行った。水溶媒の存在を考慮した計算を行い、(10-10)面を表面にMg2+およびZn2+を固溶させた計算を行った。その結果、Zn2+と比べて、Mg2+がより表面修飾しやすいことが判明した。本年度は、前年度に合成した表面修飾した試料について、粒子形状の評価や表面修飾イオンの電子状態評価を行った。同時に、第一原理計算でアパタイト中に固溶させたMg2+やZn2+イオンの計算を行い、EELS理論スペクトルの計算も行った。その結果、実験スペクトルはMg2+は酸素が6配位、Zn2+は4配位した局所状態を反映したものであることがわかった。一方、計算解析では、水溶液溶媒効果を考慮するためCOSMO法を用いた電子状態計算についても検討した。バルクでの置換固溶も計算し、表面の場合と比較検討したところ、表面での置換固溶エネルギーがMg2+およびZn2+ともバルクより低くなることがわかった。つまりこれらは表面偏析する傾向にあるといえる。また、Zn2+は表面で共有結合的な電子状態を形成することがわかった。さらに、界面での水分子の吸着の影響についても検討した。HAP表面に水分子を吸着させたモデルを構築し、構造最適化を行ったところ、既往報告のX線構造解析結果とよく対応した吸着水分子構造を得ることができた。これを用いたイオン偏析を検討することで、水分子の存在下での陽イオン偏析をより詳細に解析できると考えられる。本年度は、実験では、表面修飾イオンの電子状態・局所構造に関するスペクトルの再現性の検討と理論計算結果との比較検討を詳細に行った。理論計算では、アパタイト表面に固溶したMg2+が6配位、Zn2+は4配位という局所構造が予測され、実験スペクトルから予測される局所構造を支持する結果を得た。最後に、Mg2+およびZn2+の骨形成過程における役割について総合的に検討を行った。これまでの理論計算と実験解析の結果から、Mg2+およびZn2+はともに表面に偏析しやすい傾向にあるが、Zn2+がその傾向が顕著であることがわかった。その安定性は、アパタイトとZn2+の共有結合的相互作用によるものである。よって、Zn2+は表面に強く偏析し、骨芽細胞や酵素の活性化を促進しているものと推察される。

一方で、Mg2+のアパタイト表面への偏析度合いはZn2+より低いため、Mg2+はアパタイト表面ではなく、アパタイト近傍のたんぱく質や水溶液中に主として存在し、酵素や骨芽細胞の活性化に寄与しているのではないかと考えられる。本研究では、水溶媒の誘電率効果を考慮した量子力学計算を行い、ハイドロキシアパタイト(HAP)表面構造および表面修飾イオンの熱力学的安定性評価を行った。また、HAP表面に希薄にイオン添加したモデル試料を用い、添加イオンの電子・原子構造を実験解析し、理論計算結果と比較検討した。修飾イオンとしてはZn2+、Mg2+を検討した。その結果、Zn2+およびMg2+はともに表面偏析する傾向にあるが、その安定性はZn2+の方がより顕著であった。Zn2+は45配位構造、Mg2+は5配位構造となり、Zn2+は最近接酸素イオンとより共有結合的な化学結合を形成していることがわかった。溶媒効果の計算は、計算モデルの構造構築にもう少し検討が必要であるが、おおむね順調に行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。セラミック材料学溶媒効果の計算は、水分子を含む計算モデルの構造構築にもう少し検討が必要であるが、計算可能であることが平成26年度研究でおおよそ確かめられているので、平成27年度にこれを継続させていく。実験条件の検討をさらに行う必要があるが、密度汎関数理論計算は計画以上に進展している。平成26年度の実験消耗品費が予想より安価で済んだことと、計算解析に予想より時間がかかったため。表面偏析した試料を合成するため、より大きな結晶粒子および計算解析している安定表面が多く露出している結晶粒子の作製を引き続き試みる。またMg2+などの添加についても検討する。主として、最終年度も継続して行う実験・計算解析のための消耗品費として使用予定。設備備品費や試料合成用粉末・試薬が、当初予定より安価に購入できたため。次年度の備品購入に充てる。
低分子量GTPaseの活性化動態の定量解析技術の開発と医学への応用

低分子量GTPaseであるRasファミリーとRhoファミリーは、細胞内シグナル伝達のON/OFFを制御する分子スイッチとして機能しており、これらの活性調節異常は癌の発症に深く関与している。我々は、活性型低分子量GTPaseとエフェクター分子の特異的な結合特性に基づき、様々なエフェクター分子由来のポリペプチドプローブを作製し、低分子量GTPaseの活性化を免疫染色の要領で検出する方法を開発した。18年度は、Rasに対する新規プローブの開発を目指して、候補に挙がったエフェクター分子からプローブを作製し、低分子量GTPaseに対する特異性の検討を行った。また、プローブの検出感度の向上を目指して、エフェクター分子の結合ドメインを複数個繋ぐ事により結合力の強化を図った。活性の定量化法としては、データの客観性を高める手段として、プローブの検出を酵素免疫染色法(ELISA)で行う比色定量法を開発した。また、共焦点顕微鏡で撮影した蛍光免疫染色画像の蛍光強度をデジタル解析する事で、細胞内の低分子量GTPaseの活性の強さを3次元的に視覚化する事が可能になった。今回作製したプローブを用いて、癌培養細胞を検討したところ、Rasの恒常的活性型変異を有する癌細胞(SW480、PANC-1)では内在性Rasの活性が強く検出された。この結果は、従来法である細胞可溶化液を用いて行うプルダウンアッセイの結果と一致していた。細胞機能の多くは、複数の低分子量GTPaseの複雑なクロストークによって制御を受けている事から、さらに低分子量GTPase毎に異なる蛍光波長で検出する事ができるプローブを作製した。低分子量GTPaseの活性型変異体を発現する細胞で検討したところ、これらのプローブを用いれば二つの低分子量GTPaseの活性を同一細胞上で同時に検出し、比較する事ができる事がわかった。