hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
児童虐待の脳発達におよぼす影響と敏感期に関する研究

小児期の被虐待による脳発達に及ぼす影響として、被性的虐待の視覚野への影響、被暴言虐待の聴覚野への影響、被厳格体罰の前頭前野への影響、両親間のDV目撃による視覚野への影響が高解像度MRI解析で明らかになった。さらに年齢によって虐待ストレスの局所脳へ及ぼす影響が異なり、しかも様々な領域で時期が異なる感受性(臨界)期の存在を示唆する所見が得られた。小児期の虐待ストレスが、感覚系が活動的に働く領域に影響を及ぼしており、脳構成細胞である軸索・デンドライト・グリアを含めたネットワーク形成不全が起こっている可能性が示唆された。小児期に過度の体罰を受けると、行為障害や抑うつといった精神症状を引き起こすことがこれまで報告されている。しかしながら、過度の体罰の脳への影響はこれまで解明されておらず、また、体罰を受けた人の脳の形態画像解析もこれまで報告されていない。我々は、小児期に受ける体罰が発達していく脳にどのような影響を及ぼすのかを検討するため、米国ハーバード大学精神科との共同研究で得られた被験者を対象に高解像度MRIの形態画像解析を行った。方法は、小児期に過度な体罰を受けたことがある者23名(18-25歳、男15、女8)と、利き手、年齢、両親の学歴、生活環境要因をマッチさせた体罰・虐待歴や精神科疾患を有しない健常者22名(男6、女16)を対象とした。全ての被験者は広告を通して集められ、いかなる投薬治療も受けていなかった。形態画像解析(Voxel-Based Morphometry)には3テスラで得られた高解像度T1強調像を用いた。結果は、健常対照群に比べて、右の中前頭皮質(10野)の容積が体罰経験群では顕著に減少していた(P=0.037,Correctedcluster level,-19.1%)。また体罰経験群では、左の中前頭回(9野:前頭前野背外側部)の容積も減少しいていた。症状質問表(Symptom Questionnaire)の"満足度"を測る尺度のスコアと右上側頭回、左下頭頂小葉、右紡錘状回、左の中前頭回の容積は被験者全体で正の相関があった。特に、左下頭頂小葉(40野)の容積と"満足度"を測る尺度のスコアの間には著明な正の関連を認めた(r=0.69、P=0.001)。小児期に過度な体罰を受けた影響は後の精神的トラブルを引き起こすことがわかっている。今回の検討で、顔の認知や感情を誘発する言葉の思い出しをつかさどる部分の脳の発達を妨げてしまうことがわかった。体罰という子ども時代のトラウマが情動系を司る前頭前野の一部の発達に影響を及ぼしていることが示唆され、"こころ"に負った傷は容易には癒やされないと予想された。過度の体罰を含めた児童虐待を未然に防止する、より一層の重要性を強調したい。今後は国内の被虐待児で同様の解析を検証していきたい。本研究では、4-12歳の間に「平手打ち」「鞭などで尻をたたく」という一般的にしつけと位置付けられる体罰を年12回以上、3年間以上受けた18-25歳の米国人の男女二十三人を対象に、磁気共鳴画像装置(MRI)で脳の断面図を解析した。利き手,年齢,両親の学歴,生活環境要因をマッチさせた、精神科疾患を有しない体罰を受けずに育った同年齢の二十二人の脳容積の平均に比べ、右脳では、高次の実行機能や情動と関連がある前頭前野内側部(10野)が19.1%、集中力や注意、共感や感動などの働きをする前帯状回(24野)が16.9%、左脳では感情や認知機能と関連する前頭前野背外側部(9野)14.5%が、平均して小さかった。被験者の体罰を受けた年数は平均で8年6カ月。6-8歳の間に体罰を受けた人が最も萎縮の割合が大きかった。体罰を受けて激しいストレス下に置かれた子どもの脳は、通称「ストレスホルモン」と呼ばれる副腎皮質ステロイドを多く分泌し、脳の発達を遅らせたり、一時的に止めたりすることが分かっている。今回の被験者たちは、厳格な体罰をストレスと感じた脳が、前頭葉の発達を止めたと考えられる。乳幼児期にDVに曝された子どもが様々な精神症状を呈し,DV以外の被虐待児に比べてトラウマ反応が生じ易いことがこれまで報告されている.しかしながら,DVに曝されて育った子ども達の脳への影響はこれまで報告されていない.

我々は,小児期にDVを目撃して育った経験が発達脳にどのような影響を及ぼすのかを検討するため,米国ハーバード大学精神科との共同研究で得られた被験者を対象に高解像度MRIの形態および機能画像解析を行った.小児期に両親間のDV目撃(平均4.1years)を経験した者15名(18-25歳,男4,女11名)と,利き手,年齢,両親の学歴,生活環境要因をマッチさせた体罰・虐待歴や精神科疾患を有しない健常対照者33名(18-25歳,男10,女23名)を対象とした.全ての被験者はいかなる投薬治療も受けていなかった.脳形態および脳機能画像解析(Voxel-Based Morphometry, Voxel-Based Relaxometry)には3テスラで得られた高解像度MRI画像を用いた.解析の結果,健常群に比べ,右の視覚野(17・18野:舌状・楔状回)の容積がDV暴露群では顕著に減少していた(P=0.001,Corrected cluster level).またDV暴露群で,右の中後頭回(18野)の脳血流量が増加していた(P<0.035,Corrected cluster level).同部位の神経活動の過敏性または過活動を示唆する所見と考えられた.2004年に国内でも児童虐待防止法が改正され「DVを目撃させることも心理的虐待に当たる」と認識された.今回の検討で,DVに曝されて育った小児期のトラウマが視覚野の発達に影響を及ぼしていることが示唆され,"こころ"に負った傷は容易には癒やされないことが予想された.DV家庭で育った子ども達の精神発達を慎重に見守ることの重要性を強調したい.
活性酸素解毒系酵素を強化した形質転換植物の開発とその光合成特性の解析

1)大腸菌由来のグルタチオン還元酵素(GR)を葉緑体に導入した形質転換タバコを低濃度二酸化炭素処理し、その後、光合成活性を調べたところ、対照植物よりも高い光合成能力を保持していることが明らかになった。2)アラビドプシスとホウレンソウからGR(葉緑体型)cDNAを単離し、シークエンスを決定した。葉緑体型グルタチオン還元酵素と細胞質型アスコルビン酸ペルオキシダーゼのセンス及びアンチセンス遺伝子に関する形質転換タバコを開発した。それぞれの酵素活性が対照植物の1/3から3倍の形質転換植物を得た。3)インゲン、ホウレンソウをマグネシウム欠乏させた水耕液で育成すると播種後、3週間目から活性酸素解毒系酵素活性が対照植物の3倍に増加した。GRについて詳しく検討した結果、この活性増加はGRタンパク質、GRmRNAの増加を伴うことが明らかになった。活性酸素解毒系酵素が増加する時期に採取した葉のタンパク質組成の変化を二次元電気泳動法で解析した。マグネシウム欠乏葉には対照葉には少量しか認められない13種のペプチドが検出された。現在までに5種のペプチドのN-末端付近のアミノ酸配列を調べたが、hsp70など既知のペプチド以外に、特定されないペプチドが一種(チトクロムfに類似)存在することを確認した。4)低温凍結耐性植物を開発するために乳酸菌に存在するマンガンカタラーゼ遺伝子の単離を試みている。本酵素のタンパク質の単離に成功し、N-末端付近とペプチド内部のアミノ酸配列を決定し、人工オリゴヌクレオチドを合成した。
細胞の遊走および増殖を抑制する因子の構造決定とその作用機序の解明

生体を構成する細胞の機能発現は、細胞内外からの様々な刺激因子によって促進的あるいは抑制的に制御されている。促進性制御に関する研究は非常に多い。しかし、抑制性制御は、促進性制御と同様に生物学的に重要であるにもかかわらず、その研究は極めて少ない。それは、抑制性制御を行う生理活性因子で化学構造まで判明しているものが少数しかないからである。申請者達は最近ブタ脊髄塩抽出物中に抑制性因子の存在することを発見した。この新奇と考えられる抑制性因子の単離・精製を行い、その化学構造を決定し、さらに、その生理作用機序を解明することが、本研究の目的である。1.精製について:いくつかのHPLCカラムやFPLCカラムを試した結果、HPLC用マルチパーパスカラムと弱イオン交換カラムで、この因子をさらに精製できた。しかし、その精製物は完全に単一標本になっているか否かはまだわかっていない。現在、この点を調べている。精製が簡単ではないのは、この因子は水溶性が極めて高く、C18カラムなどの疎水性カラムに全く結合しないからである。2.因子の構造について:今までの研究結果から、この因子がペプチドではなく、しかしアミノ基を持った、(おそらくそのために)中性で正の電荷を持った、非常に水溶性の高い、分子量は350かそれ以上の、比較的低分子であることがわかった。3.作用機序について:タイム・ラプス顕微鏡観察により、この因子の抑制作用は完全に可逆であることが判明した。この因子は、細胞の遊走・接着・増殖を抑制し、細胞の還元活性を低下させる。因子を細胞に作用させ、細胞の還元活性がコントロールの20%以下に下がった時点で、因子を洗い除き、新しい細胞培養液に置き換えると、細胞は、再び、活動を再開し、遊走や増殖を始めた。細胞の生死判定試薬をもちいても、この因子の作用で遊走と増殖を止めた細胞は生きていることもわかっている。これらの結果から、この抑制性因子は、新奇の生理活性物質である可能性が非常に高い。
子宮癌,卵巣癌発生機序に関するテロメラーゼ活性の分子生物学的研究

1.子宮頚癌、体癌、卵巣癌におけるテロメラーゼ活性をTRAPアッセイ法にて検索し、頚癌、体癌、卵巣癌でそれぞれ91.7%(22/24)、85.2%(23/27)、90.9%(30/33)の検出率を得た。子宮頚部異形成では病変の進行に伴い検出率は増加した。また、正常卵巣では閉経前の卵巣皮質で弱いテロメラーゼ活性を認め、胚細胞由来の奇形腫、境界悪性腫瘍においてもテロメラーゼは検出されたが、検出率、検出強度は癌に比べ少なかった。2.子宮頚部擦過細胞、腹腔細胞材料でもテロメラーゼの検出が可能であった。4.テロメラーゼの中catalytic subunitのhumantelomerase reverse transcriptase(以下hTERT)発現とテロメラーゼ活性との間に有意な相関が得られ(R=0.48,p<0.05),hTERTがテロメラーゼ活性を制御している可能性が示唆された。5.テロメラーゼの転写機能を阻害し、細胞増殖抑制効果を検討する目的で、子宮体癌株HEC-1、卵巣癌株MCASに対しreverse transcriptase inhibitor(RTI)であるAZ,T,ddI,AZT-TPを添加し、MTTアッセイによる細胞増殖能判定とテロメラーゼ活性を簡易定量した。その結果テロメラーゼ活性はRTIの濃度と作用時間に依存し、とくにAZT-TPはHEC-1細胞の継代が進むにつれてテロメラーゼ活性は減少した。また、テロメラーゼの鋳型RNA部であるhTERC(hTR)アンチセンスをFITC標識し、lipofection法にて導入した。その結果、hTERCアンチセンスはテロメラーゼ活性と細胞増殖能を抑制した。以上より、癌の診断にテロメラーゼの簡易定量、hTERTの検出が有益と思えた。また、癌細胞の抗腫瘍作用としてRTI,hTERCアンチセンスが効果を示し、癌治療としての可能性が示唆された。1.子宮頚癌では約90%にテロメラーゼ活性が検出されたのに対し、正常子宮頚部の発現は認めなかった。一方、前癌病変である異形成では、病変が軽い軽度異形成に比べ高度異形成でのテロメラーゼ活性の検出率が増加し、癌化へと移行する段階でテロメラーゼ活性も上昇する可能性が示唆された。2.子宮体癌、肉腫においてそれぞれ約85%、100%のテロメラーゼ活性を検出した。3.卵巣癌では約90%を超えるテロメラーゼ活性を認めたが、胚細胞混入の可能性も考慮し、月経周期を有する正常卵巣、閉経後の正常卵巣におけるテロメラーゼ活性も検討した。その結果、閉経前の卵巣皮質においては弱いテロメラーゼ活性を認めたのに対し、閉経後卵巣ではテロメラーゼ活性を有しなかった。同じ胚細胞性由来の奇形腫においてもテロメラーゼ活性は認めたが、癌組織で検出される強度に比べテロメラーゼの発現は弱かった。また境界悪性腫瘍においてもテロメラーゼ活性は検出されたが、検出率、検出強度は癌に比べ少なかった。以上より、子宮癌、卵巣癌においては高率にテロメラーゼ活性が検出されたが、前癌段階や一部胚細胞など細胞増殖、分化に関与する細胞でのテロメラーゼ活性の定量化、テロメラーゼの遺伝子発現などの検索が必要である。1子宮頚癌並びに前癌病変、卵巣腫瘍(良性、境界悪性、悪性)におけるテロメラーゼ活性をTRAP

アッセイ法(TRAPeze^<TM>kit:Onco社)で検出し、簡易定量する目的でその強度をBioMAXlDXソフトウェアに読みとり、total ladder intensityを求め、internal telomerase assay standardとの比をrelative telomerase activity(RTA)として数値化した。その結果、子宮頚部病変、卵巣腫瘍ともにテロメラーゼ活性は腫瘍の悪性化とともに検出率は増加し、RTA値からテロメラーゼ活性が子宮頚癌と前癌病変、卵巣の悪性腫瘍と良性腫瘍との間で有意の差をもって癌に高値を示した。この事からテロメラーゼ活性の簡易定量が癌の診断に有益であることが確認され、腫瘍マーカーとしての利用の可能性も示唆された。その結果、テロメラーゼ活性はRTIの濃度と作用時間に依存し、AZT-TPでは細胞増殖能が最大80%低下した。CDDP添加で更に40-50%の細胞増殖抑制がみられた。以上よりRTIを用いてテロメラーゼ活性を抑制した結果、癌細胞の増殖能をも抑制する可能性が示唆され、癌治療法への応用が期待された。1.テロメラーゼの中でcatalytic subunitのhuman telomerasereverse transcriptasc(以下hTERT)発現とテロメラーゼ活性、癌化との関連性を検索する目的で、子宮体癌例32検体と正常子宮内膜例8検体を対象とした。hTERT発現はRT-PCR法で確認し、コントロールとしたβ-tubulinのband intensityに対するhTERTの比をdensitometerにて半定量化した。また、テロメラーゼ活性も昨年報告した方法で定量化し、relative telomerase activity(以下RTA)として数値化した。その結果、hTERT発現とRTAとの間には有意な相関が得られ(r=0.48,p<0.05,n=40)、体癌組織におけるhTERT発現、RTAはそれぞれ0.48,44.05と正常子宮内膜の0.02,1.98に比べ有意に高値を示した。そこでhTERTがテロメラーゼ活性を制御している可能性が確認され、またhTERTの検出は、癌の診断に有益であることが示唆された。2.テロメラーゼ活性による細胞の増殖機序を抑制する目的で、テロメラーゼの鋳型RNA部であるhTERC(the RNA component of human telomerase)アンチセンスを用いて細胞増殖抑制効果を判定した。対象は子宮内膜癌株HEC-1,卵巣癌株MCAS,RMUG-L,RMVG-S,RSTGに対し、FITC標識したhTERCアンチセンスをlipofectin法にて導入した。FITC陽性細胞はflow cytometer sortingにて回収し、テロメラーゼ活性はTRAPアッセイ後、簡易定量した。その結果、FITC陽性細胞は各細胞株の5595%に検出され、hTERCアンチセンスを導入したことで、テロメラーゼ活性はいずれの株も80%以上の抑制が認められた。一方、lipofection単独でも約20%の細胞増殖抑制効果が認められ、lipofectinによる細胞毒性の影響と考えられた。以上より、hTERCアンチセンスはテロメラーゼ活性と細胞増殖能を抑制し、癌の抗腫瘍効果を有し、臨床応用への可能性が示唆された。
性別不明の動物標本における性判定法の確立

本研究は、分子生物学的手法を用いて、性別不明標本の性判定を行う技術を確立することを目的とする。まず、剥製標本や骨格標本に残存するDNAの状態を確認したところ、本剥製・仮剥製・鞣し皮の毛および骨格標本の中で、仮剥製のDNAが最も良い状態にあることが分かった。そこで、仮剥製について、XとY染色体上に存在するZF遺伝子約240 bpとY染色体にのみ存在するSRY遺伝子約220 bpをPCR法によって増幅、電気泳動により各遺伝子の有無を確認することで性判定を試みた。その結果、正答率は86.7%、実験の失敗は13.3%、誤判定は0%であった。DNAの状態により実験に失敗する可能性もあるが、誤判定がないという点で、ここで試行した性判定法は十分に実用化できるものである。分子生物学的手法を用いて,性別不明の哺乳類剥製標本や骨格標本の性判定を行うことを目的とする.本年度はY染色体特有のSRY遺伝子及びX・Y染色体の両者に存在するAMEL遺伝子を可能な限り多くの分類群について解析した.SRY遺伝子については,哺乳綱全29目のうち13目21科33種の塩基配列を決定することができた.SRY遺伝子のうち約200bpの領域では塩基配列の保存性が高く,33種の変異率は0.191%であった.また,複数種を解析した分類群について相同の領域について見ると,偶蹄目(1科2種)では0.000%,食肉目(3科6種)では0.036%,食虫目(1科2種)では0.006%,兎形目(1科3種)では0.029%,霊長目(1科2種)では0.000%,齧歯目(4科10種)では0.156%であった.骨格標本や剥製標本から抽出したDNAは,申請者の経験から平均100bp200bpの断片に分解されていると考えられる.従って,そのようなDNAを対象に塩基配列を決定しようとする場合,ターゲット領域は200bp未満としなければならない.多くの分類群について,SRY遺伝子の中に保存性の高い約200bpの領域が存在していたことは,今後(最終年)のターゲット領域の選定及びその領域の増幅に用いるプライマーの作成につながるポジティブな結果であったと言える.一方,AMEL遺伝子については,5目9科12種の解析を終え,その変異率は0.083%であった.しかし,種数が不十分であったため,詳細な解析は行えなかった.AMEL遺伝子を増幅するためのプライマーは先攻研究に準じたが,プライマーが合わない種が多かったことが,解析が遅れた要因である.今後,さらに解析を進める必要がある.本研究は、博物館等に保存されている性別不明の動物標本を有効に活用するため、博物館標本からDNAを抽出、分子生物学的手法を用いた性判定法を確立することを目的とする。平成23年度は、哺乳類標本の大半を占める骨格・仮剥製標本から得たDNAの状態を調べた。骨格標本(標本作製時に約80°Cの水で処理)では骨に穴をあけることにより得た骨粉100200mgから、仮剥製(標本作製時に焼ミョウバンで処理)ではむしり取った100本の毛(毛根はほとんど含まれていない)からDNAを抽出した。抽出したtotal DNAの量を測定したところ、骨では平均5ng/μl、仮剥製の毛では平均200ng/μlであった。PCR法により増幅できるDNA断片の長さは、骨で100250bp、仮剥製の毛で600900bpであった。分子生物学的手法による性判定には、新鮮な毛根や血液から抽出したDNAを用いることが多いが、その場合のターゲット領域は、核遺伝子約200bpである。すなわち、仮剥製の毛から抽出したDNAでは、新鮮な試料と同様の分析が可能であると考えられた。また、仮剥製作製後の経過時間とDNAの劣化の度合いとの関連性など、さらに詳細な調査を行った。同一個体の新鮮な毛とミョウバン固定後の毛から得たDNAを比較したところ、抽出できるDNA量、PCR法で増幅可能な断片長ともに差は認められなかった。続いて、19852011年の仮剥製を用いて標本作製後の経過時間とDNA量、増幅可能なDNA断片の長さの関係について調べた。その結果、経年変化よりも個体差の方が大きく、仮剥製作製後30年程度の時間では、DNAは劣化しないことが明らかになった。

このことは、これまでDNA分析が困難であると考えられていた博物館標本でも、比較的容易に遺伝子解析ができることを示唆している。本研究の目的は,分子生物学的手法を用いて,性別の不明な哺乳類標本の性判定を行う技術を確立することにある.本研究ではまず,効率のよい優れたプライマーを設計することが必要である.そこで,プライマー設計に必要な情報を得るため,哺乳綱全29目中13目33種のSRY遺伝子(Y染色体上に存在)と12目52種のZF遺伝子(X染色体とY染色体の両者に存在)の塩基配列を決定した.次に,本剥製と仮剥製の毛および標本として処理された骨に残存するDNAの状態を調べた.これらの標本は微量のDNAを含むが,DNAの断片化が進んでいたり,PCR阻害物質が混入していたりすることが報告されている.しかしながら,仮剥製の毛に含まれるDNAは,断片長280 880 bp, 1000 7500 ng / 100本とDNA解析に充分な状態にあることが分かった.また,哺乳類の毛からDNAを抽出すると,PCRを阻害する水溶性メラニンが同時に抽出されるが,仮剥製の製作に用いるミョウバンが元来毛に含まれる不溶性メラニンの水溶性メラニンへの変化を抑え,PCRの成功率を上げることが示唆された.さらに,仮剥製のDNAは,標本処理後の経過時間に伴い指数関数的に減少するが,25年以上経過すると, DNA量は約1000 ng / 100本で一定になることが分かった.実際に,25年前の仮剥製からDNA解析を行ったのと同じ方法で,90年前の仮剥製のDNA解析に成功した.以上を踏まえ,仮剥製に焦点を絞り,性判定法の確立を試みた.その結果,哺乳綱の複数の目に対応できるユニバーサル・プライマーを設計することはできなかったが,目ごとのプライマー設計を試みたところ,食肉目動物に対応するプライマーの設計に成功した.実際に,現在までにタヌキ,ハクビシン,テン,アナグマの性判定に成功しており,現在,ここまでの成果を発表準備中である.22年度に十分に達成できなかったX染色体上の遺伝子を複数種について解析、その特徴を調べられた点、仮剥製(毛)から得たDNAは遺伝子を解析するのに十分な状態を保っていることが分かった点は評価できると思う(投稿準備中)。また、次世代シーケンサーを使用するなど、莫大な費用をかけなくてもある程度の遺伝子解析ができることを示せた点は、汎用性の面で重要である。以上のことから、24年度の研究計画を遂行する見通しが立てられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、仮剥製の毛から得たDNAを用いて、X染色体上およびY染色体上の遺伝子の一部を増幅することを試みる。核DNAはミトコンドリアよりも量が少ないため、解析が困難であることが推測されるが、PCR法と電気泳動だけで性判定を行うことを目指す。計画通りに研究が進められなかった場合、ターゲットとする遺伝子を変更、プライマーの調整を行う等、工夫しながら、最終目標に近づけるよう努力する。早い時期に、毛から得たDNAで十分な成果が得られた場合は、それよりも状態の悪い骨から得たDNAでも同様のことを試みる。また、100年以上前の標本からもDNAの分析を試みる。
単眼カメラを用いた水中物体の実時間3次元形状モデル抽出と複合現実空間の構築

本研究の目的は,水槽中の物体の3次元形状モデルを実時間で抽出し,その結果に基に実映像中のコンテンツとのインタラクションが可能な,新たな複合現実空間を構築することにある.このため,以下の検討を行った.複合現実空間の構築実映像から抽出された3次元の形状を持った物体(連続的に,形状/テクスチャが変化)と仮想世界における仮想物体を融合表示する環境を構築した.本研究ではリアルタイム映像から抽出された物体を利用するため,画像の更新速度,単位時間あたりの物体の抽出更新回数,抽出間隔間の内挿手法を評価,検討した.複合現実空間の提示は演算量が多くなることが予想されるたが,3次元形状モデル抽出用ディジタルビデオサーバと複合現実空間生成システムを同一の計算機上で実現しても実時間処理で複合現実空間を生成するシステムを構築した.複合現実空間のインタラクション手法リアルタイム映像から抽出された物体に対するインタラクション手法を検討した.従来映像に対するインタラクションは2次元,あるいは疑似3次元的に行われていた.これに対して,3次元形状モデルを保持した映像コンテンツは,従来から仮想現実空間に用いられてきたデバイス類を対応させることができる.現有設備である,位置検出センサ,手形状入力装置を用いて本研究との対応手法を検討した.本研究の目的は,水槽中の物体の3次元形状モデルを実時間で抽出し,その結果に基に実映像中のコンテンツとのインタラクションが可能な,新たな複合現実空間を構築することにある.このため,以下の検討を本年度において行った.映像からの物体抽出の高速化提案者が従来行ってきた映像からの物体抽出手法をさらに高速化する手法を検討した.従来の手法では,画像読み込み,物体探索範囲全体に対する操作の演算量が多いため,読み込み部分のデータ構造の見直し,ならびに物体の移動特性を用いた探索範囲の限定を行い高速化を図った.水槽中の物体の映像に対する座標変換水中の物体を水面,または水槽面に直角でない方向から撮影した場合,物体は歪んだ画像として捕らえられる.これに対して水の屈折率をもとに,水面,あるいは水槽面に直交する方向から捉えた画像に座標変換する手法を検討した.簡易3次元形状モデルの生成得られた多方向からの画像をもとに簡易3次元形状モデルを生成した.仮想現実空間の世界では,精巧な物体形状モデルを用いなくとも,テクスチャ画像を利用することで比較的現実感のある物体として認識されることが知られている.本手法は実映像を用いるため,精度の高いテクスチャ画像を利用することが可能であり,3次元形状モデルの抽出は精巧な形状モデルを復元するのではなく,演算時間の短縮に重点を置いた.本研究の目的は,水槽中の物体の3次元形状モデルを実時間で抽出し,その結果に基に実映像中のコンテンツとのインタラクションが可能な,新たな複合現実空間を構築することにある.このため,以下の検討を行った.複合現実空間の構築実映像から抽出された3次元の形状を持った物体(連続的に,形状/テクスチャが変化)と仮想世界における仮想物体を融合表示する環境を構築した.本研究ではリアルタイム映像から抽出された物体を利用するため,画像の更新速度,単位時間あたりの物体の抽出更新回数,抽出間隔間の内挿手法を評価,検討した.複合現実空間の提示は演算量が多くなることが予想されるたが,3次元形状モデル抽出用ディジタルビデオサーバと複合現実空間生成システムを同一の計算機上で実現しても実時間処理で複合現実空間を生成するシステムを構築した.複合現実空間のインタラクション手法リアルタイム映像から抽出された物体に対するインタラクション手法を検討した.従来映像に対するインタラクションは2次元,あるいは疑似3次元的に行われていた.これに対して,3次元形状モデルを保持した映像コンテンツは,従来から仮想現実空間に用いられてきたデバイス類を対応させることができる.現有設備である,位置検出センサ,手形状入力装置を用いて本研究との対応手法を検討した.
キラルなルイス酸による多数不斉中心の効率的な構築法の開発

生体内の膜脂質の約1割を占めているスフィンゴ脂質は、細胞間相互作用、分化誘導、腫瘍化、細胞接着などの現象に深く関与していることが明らかにされてきている。筆者らは有機合成化学からのアプローチとして複数の不斉中心に着目し、これら不斉中心の効率的な構築法の開発とそれを用いるスフィンゴ脂質およびその立体異性体の化学合成、さらにはこれを基盤にスフィンゴ脂質の生体内での機能解明、新しい機能を有する人工スフィンゴ脂質関連化合物の創製への寄与などを目的として研究を行ってきた。まず、スフィンゴ脂質に含まれる光学活性1,2-ジオールユニットの合成法として、α-アルコキシ酢酸誘導体由来のシリルエノールエーテルとアルデヒドとの不斉アルドール反応を用い、新しい炭素-炭素結合を構築しながら一挙に光学活性1,2-ジオールユニットを合成する手法の開発を行った。これらの方法によれば、同一の出発原料からキラルなルイス酸を修飾することによってすべてのジアステレオマ-、エナンチオマーを自在に得ることができる(「Chiral Lewis Acid-Controlled Synthesis (CLAC Synthesis)」)。一方筆者らは、5つの不斉炭素を有するポリヒドロキシアミノ酸であるsphingofungin Bを標的化合物として、その不斉合成を行った。鍵段階は上記の「CLAC Synthesis」に基づく不斉アルドール反応であり、これによって3つの不斉炭素の立体化学を制御し、さらにジアステレオ選択的な反応により残りの2つの不斉炭素を構築した。本合成法によれば、5つの不斉炭素に由来するすべての立体異性体の効率的合成が可能であると考えられる。さらに本手法はsphingofungin B以外のsphingofungin類合成への適用も可能であると考えられ、現在検討を続けている。
胎仔卵巣の凍結保存による遺伝子改変マウスの系統保存法の開発

研究目的:遺伝子改変マウス胎児の卵巣を、液体窒素中に凍結保存する方法を開発しようとした。これまで行われていた胚の凍結保存にくらべ、マウスが性成熟に達する前に、遺伝子改変マウスの系統を保存できるようになる。研究方法:遺伝子改変マウスの胚凍結に汎用される簡易ガラス化法を用い、マウス(胎児ではない)の卵巣の凍結が出来ることは、これまで明らかであった。今回の研究では、簡易ガラス化法により、GFPマウス胎児の卵巣凍結が可能であるかを検討した。研究成果:妊娠15.5日目(誕生4日前)の胎児から採取した卵巣を、10%血清を含む培地で取り扱うことで、、1、液体窒素中に凍結保存。2、液体窒素から取り出して融解。3、レシピエントマウスへの移植。4、移植したレシピエントマウスからの産子の獲得(移植した凍結-融解卵巣由来の産子の獲得)。が可能であることを確認した。これにより、マウスの誕生-性成熟を待たずに遺伝子改変マウスの系統を保存することが出来るようになった。従来のように、マウスが性成熟するまで飼育管理を続けることや、採卵のためのホルモン注射などのコストをすべて省略することが可能となった。また、改変された遺伝子により胎生致死となっている系統の保存も可能となった。さらに、遺伝子改変マウスの系統によっては、分娩後、食殺を頻繁に繰り返す雌個体が多く産子が得られないケースがあり、これら系統への応用も可能となった。
精密で可逆的な物理架橋点を利用した真に均一な高分子ゲルの創成

高分子ゲルは溶媒を液体の状態で保持するが、ゲル自身は固体的な応答を示す不思議な材料である。物理ゲルはその中でも、ゾル・ゲル状態を可逆的に行き行きできる材料として知られているが、系統的な研究が難しい材料とされてきた。その原因は主に、物理ゲルの網目の不均一性、そして架橋反応の乱雑性にあった。本研究では、これらの問題を克服すべく、精密な二重螺旋を特異的に形成する2本鎖DNAを架橋点として用いることによって、DNAの二重螺旋構造だけを架橋点とする物理ゲルを世界で初めて創造することに成功した。当該ゲル内でのDNAの二重螺旋構造の融解温度は理論値とほぼ一致しており、ゲル網目の形成はDNAの解離挙動にほぼ影響を与えないことがわかった。また、レオロジー測定や散乱測定からゲルの網目やその力学物性にヒステリシスがないことが確認できた。小角中性子散乱実験(SANS)により、ゾルとゲルの散乱プロファイルに違いがほぼ見られないことから、極めて均一な網目構造が形成されたことが推測される。我々は散乱プロファイルに対して乱雑移送近似を仮定したモデルを用いて再現し、ポリマー間の相互作用パラメーターを評価することに成功した。得られた高分子と溶媒の相互作用の値はこれまで知られた値と良い一致を示した。また、粘弾性特性は粘弾性液体を記述するシンプルなMaxwell modelによって再現できることも明らかになった。当該ゲルの構造や力学物性はほぼ理論予測と一致することから、理想的な物理ゲルを構築することに成功したと言える。
パーフェクトにおける事象の時間構造への写像および参照時の設定に関する意味論的研究

本研究は従来議論されることのなかった日本語のパーフェクトの構成原理を参照時の設定に着目して明らかにすることを目的とするものである。そのためにまず、多様なアスペクトを表すという意味で雑多な意味機能を持つ「シテイル」のデータを自然な会話に重点を置いて収集・整理し、談話世界の構成に本質的に関係する機能を持つ「シテイル」の用例を抽出し、それらを[シタ]の用例と比較しながら、「シテイル」を含む事象のタイプ、および、その事象が関係付けられる参照時のタイプに重点を置いて精査した。こうして得られたデータの分析結果から、(i)シタ系パーフェクトは発話時点に完了した事象、したがって、話者の直接的体験・主観領域に属する事象の記述を担う。一方、(ii)シテイル系パーフェクトは出来事時=発話時における直接体験した事象とは別の時系列に属する世界における出来事を表し、(iii)「今/午前9時」などの直示表現といわれる時間副詞とは共起せず、特定の参照時が明示されない場合が多い、という一般化を得た。さらに、この一般化に基づいて(a)(b)(c)の結論が導かれた:(a)日本語のシテイル系パーフェクトは、現実の文脈・世界・状況や話者とは別の文脈・世界・状況や話者に基づいて解釈される事象を導入する意味特性を持つ。したがって、(b)シテイル系パーフェクトは、当該事象が現実文脈に含まれておらず、かつ、先行発話と関連性を有し、整合的である場合に認可される。(c)(b)の成立には、「シテイル」が有する未完了性と時間的不定性の意味素性が必要不可欠である本研究は従来議論されることのなかった日本語のパーフェクトの構成原理を参照時の設定に着目して明らかにすることを目的とするものである。(c)(b)の成立には、「シテイル」が有する未完了性と時間的不定性の意味素性が必要不可欠であるパーフェクトは、Reichenbachによって"E<R, S"(出来事時<参照時=発話時)"と表示されたとおり、時系列にそって線的に展開される会話において、(コマ漫画のように)フラッシュバックや反実仮想など、異次元の可能世界を[今・ここ]の現実世界に導入し、談話を構築していくための最も重要な装置の一つである。ところが、日本語のパーフェクトについては、従来の研究のほとんどが、このような談話機能に言及するものの、パーフェクトの多様な意味の記述に終始し、スル・シテイルの対立を軸としたテンス・アスペクト体系という文法カテゴリーの下位範疇の1つに位置づける以上の分析を行ってこなかった。本年度は、これに対して、コマ漫画のように事象を時系列に写像して談話世界の構築に関るパーフェクトの側面に重大な関心を払い、従来議論されることのなかった日本語のパーフェクトの構成原理とその意味特性を明らかにすること、そして、そのために必要な文が表す事象構造を記述し分析するための理論的枠組の構築を目指して基礎的作業を中心に実施した。具体的に、まず、事象構造と時間構造および談話構造との相互作用の実態を把握するために必要なデータを収集した。とりわけ、自然な会話の中から、従来の説明では扱えない事例を、それを取り巻く文脈と共に採取した。これらの主要データについて、(1)時間副詞との共起可能性(p-definiteかnon-p-definiteか)、(2)事象構造、(3)参照時の指示対象、(4)話者の知覚・視点、(6)文脈の項目について検討した。その結果、予測の通り、事象の知覚者および経験者としての話者の視点が、(1)(5)について重要な関与性をもつことが明らかになった。以上に基づいて、パーフェクトにおける話者の視点・主観を分析に適切に取り組む方法論を確立するための手立てとして、従来の束縛理論を意味論的立場から再検討したSchlenker等の最近の研究成果を参照することにより、より妥当で精度の高いパーフェクト分析の足がかりを構築するための基礎を確立した。本年度は、昨年度に行った事象構造と時間・談話構造との相互関係の実態把握のためのデータの分析結果から、

(1)テイル形述語を用いた現在完了文に生起する時間副詞のタイプ(p-definiteかnon-definiteか)(2)テイル形述語を用いた現在完了文に生起する時間副詞のタイプ(dynamicかstateか)(3)話者の当該事象に対する認識状況(4)テイル形述語を用いた現在完了文の単純過去時制であるタ形への言い換え可能性(5)テイル形述語を用いた現在完了文の参照時のタイプ(p-definiteかnon-definiteか)の5点を選び、これらの項目に焦点を絞ってさらにデータを精査した。その結果、(i)テイル形述語を用いた現在完了文では、テイル形術後を含むVPもしくはAP自体は、事象の開始・完了いずれの限界点ももたない。むしろ、Portner, Fernando, Parsonsらによって提唱され慣性(inertia)をその特性として持つ。(ii)参照時は慣性(inertia)の流れを中断するものであり、慣性を特性とした事象はこれらの時間にテイル形を介して写像される。(iii)したがって、現在進行のテイル文と現在完了のテイル文は原理的には同じタイプの文であり、解釈の違いは参照時が発話時か否かの違いに還元される。ことが導かれた。ただし、テイル文には、p-definite・non p-definite双方の時間副詞との共起を一切許さない例がある。このことは参照時への事象の写像としてテイル文を一律に捉えられないことを示している。このタイプの文は過去の出来事を発話時に知覚した状態で発話される。したがって、p-definite・non p-definiteの対立に加えて、[参照時(≠発話時)×過去事象(2,3人称動作主)]と[参照時(=発話時)×過去事象(動作主人称制限なし)]の対立を考慮する必要がある。後者の対立が話者の認知状況の反映であるとすると、このような要因を取り込み可能な新たなテンス・アスペクトの構図が必要である。この問題の解決は次年度の課題である。本研究はコマ漫画のように事象を時系列に写像して談話世界の構築に関るテンス・システムに対して、過去-現在-未来の個々の可能な状況に属する事象群を、時系列を越え当該の談話世界に再構成することを可能にするパーフェクトの側面に重大な関心を払い、従来議論されることのなかった日本語のパーフェクトの構成原理を参照時の設定に着目して明らかにすることを目的とするものである。そのためにまず、多様なアスペクトを表すという意味で雑多な意味機能を持つ「シテイル」のデータを自然な会話に重点を置いて収集・整理し、談話世界の構成に本質的に関係する機能を持つ「シテイル」の用例を抽出し、それらを「シタ」の用例と比較しながら、「シテイル」を含む事象のタイプ、および、その事象が関係付けられる参照時のタイプに重点を置いて精査した。こうして得られたデータの分析結果から、(i)シタ系パーフェクトは発話時点に完了した事象、したがって、話者の直接的体験・主観領域に属する事象の記述を担う。一方、(ii)シテイル系パーフェクトは出来事時=発話時における直接体験した事象とは別の時系列に属する世界における出来事を表し、(iii)「今/午前9時」などの直示表現といわれる時間副詞とは共起せず、特定の参照時が明示されない場合が多い、という一般化を得た。さらに、この一般化に基づいて(a)(b)(c)の結論が導かれた:
ER流体のマイクロギャップにおける流動特性とその触覚ディスプレイへの応用

ER流体は,外部電場の作用の下で粘性を数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化できる機能性流体である.本研究では,ER流体を用いたブレーキ,ダンパ及びパルプ等の各種機械要素が全く可動部を持たない電極対だけによって構成できるため小型化が可能であるという特徴を活かして,ER流体を作動媒体とする一種の触覚ディスプレイとしての点字表示システムを構築することを目的に,以下の研究を実施した.(1)ER流体マイクロシステムの設計の基本となる圧力流れ,回転せん断流れ及び振動スクイーズ流れの三種の流れモードに関して,二種類のマイクロ粒子分散系ER流体と一種類のナノ粒子ER流体を取り上げ,0.050.3mm程度のマイクロギャップをもつこれら三種の流れモードにおける流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,マイクロギャップ流れに適した分散系ER流体とその応用に際しての設計指針を提示した.(2)マイクロ粒子分散系ER流体を作動媒体とする3ポートマイクロERバルブと2つのERバルブで駆動されるダイアフラム型マイクロアクチュエータとをフォトリソグラフィ法によって構築し,それぞれ流量制御特性とPID位置フィードバック制御を適用した場合のダイアフラムの応答特性とからその性能評価を行い,点字表示システムのアクチュエータとしての可能性を検討した.(3)点字表示システムの1つの凸ピンを駆動するためのストロークと押上力の得られるマイクロベローズを用いたマイクロアクチュエータをフォトリソグラフィ法によって製作して,その性能を評価した.供給圧力が550kPa以上で凸ピンのストローク0.5mmと十分な押上力(0.15N)が確保できることを実験的に示し,2つのERバルブをON-OFF制御することによって凸ピンの駆動を実現している.ER流体は,外部電場の作用の下で粘性を数ミリ秒のオーダーで可逆的に変化できる機能性流体である.本研究では,ER流体を用いたブレーキ,ダンパ及びパルプ等の各種機械要素が全く可動部を持たない電極対だけによって構成できるため小型化が可能であるという特徴を活かして,ER流体を作動媒体とする一種の触覚ディスプレイとしての点字表示システムを構築することを目的に,以下の研究を実施した.(1)ER流体マイクロシステムの設計の基本となる圧力流れ,回転せん断流れ及び振動スクイーズ流れの三種の流れモードに関して,二種類のマイクロ粒子分散系ER流体と一種類のナノ粒子ER流体を取り上げ,0.050.3mm程度のマイクロギャップをもつこれら三種の流れモードにおける流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,マイクロギャップ流れに適した分散系ER流体とその応用に際しての設計指針を提示した.(2)マイクロ粒子分散系ER流体を作動媒体とする3ポートマイクロERバルブと2つのERバルブで駆動されるダイアフラム型マイクロアクチュエータとをフォトリソグラフィ法によって構築し,それぞれ流量制御特性とPID位置フィードバック制御を適用した場合のダイアフラムの応答特性とからその性能評価を行い,点字表示システムのアクチュエータとしての可能性を検討した.(3)点字表示システムの1つの凸ピンを駆動するためのストロークと押上力の得られるマイクロベローズを用いたマイクロアクチュエータをフォトリソグラフィ法によって製作して,その性能を評価した.供給圧力が550kPa以上で凸ピンのストローク0.5mmと十分な押上力(0.15N)が確保できることを実験的に示し,2つのERバルブをON-OFF制御することによって凸ピンの駆動を実現している.本年度は,粒子分散系ER流体を作動媒体とする一種の触覚ディスプレイとしての点字表示システムを構築する前段階として,電極が移動するせん断流れモードと電極が固定された圧力流れモードについて,これらの流れモードにおけるマイクロギャップ時のER流体のER特性とそのマイクロ流動特性について検討し,さらに,点字表示システムの基本要素としての一つの凸点に相当するピンを上下するダイアフラム型マイクロアクチュエータをフォトリソグラフィ法によって製作している.その際,在来の旧式のフォトリソグラフィ装置を一新し最新の装置を導入することによって,高精度で高強度なマイクロアクチュエータの製作を試みている.0.1mm程度のマイクロギャップをもつ回転並行二円盤間のせん断流れモード及びストレートと直角曲がり流路をもつ圧力流れモードにおける粒子分散系ER流体のDC, AC及びPWM電圧印加時のマイクロ流動特性を可視化観察によって明らかにし,それぞれのER特性との関連性について検討し,点字表示システムに適した粒子分散系ER流体とその応用に際しての最適な構成法と制御法に関する設計指針を与えた.また,点字の一つの凸点を表示するためのピンを上下に駆動する高強度のダイアフラム型マイクロアクチュエータをフォトリソグラフィ法によって製作し,比較的高いER流体の供給圧力でERバルブにPWM制御を適用しPIDの位置フィードバック連続制御を適用した場合とERバルブにON-OFF制御を適用した場合についてピンの応答特性と性能評価を行い,十分な応答特性と押し上げ力が得られることが確認できた.本年度は,分散系ER流体を作動流体とするマイクロアクチュエータを用いた点字表示システムの構築及び性能評価を目的に,まず,ER流体マイクロシステムの設計の基本となる微小間隙におけるスクイーズ流れモードとせん断流れモードにおけるER流体の流動構造とER特性について可視化観察によって検討した.さらに,ER流体マイクロアクチュエータを用いた点字表示システムの構築を目的に,その1ユニットの凸ピンを駆動するマイクロアクチュエータのフォトリソグラフィ法による製作法について種々検討しベローズ型マイクロアクチュエータを製作した.

平行2円盤からなる電極の一方が,その法線方向に周期的に振動して相対運動するスクイーズ流れモードにおいては,印加電場強度,振動振幅,振動周波数,繰返し数,電極間へのER流体充填法などの違いによるER特性及び流動特性のについて検討している.また,平行2円盤電極が中心軸周りに相対回転運動するせん断流れモードでは,AC電場下の誘起せん断応力の定常特性について流動特性の可視化観察によって検討している.それぞれの流れモードにおけるマイクロ流動特性とER特性との関連性について検討し,点字表示システムに適した粒子分散系ER流体とその応用に際しての最適な構成法と制御法に関する設計指針を与えた.点字表示システムの凸ピンを駆動するための押し上げ力を測定し,1つの凸ピンを駆動する駆動体としてストロークの大きいマイクロベローズを採用し,アクチュエータへのER流体の供給圧力を設定し,ベローズ型マイクロアクチュエータの設計仕様を定めた.ついでフォトリソグラフィ法を用いてマイクロアクチュエータを製作し,点字表示システムを構築している.本年度は、ER流体マイクロシステムの設計の基本となる平行2円盤電極が中心軸周りに相対回転運動する微小間隙のせん断流れモードにおいて、二種のマイクロ粒子分散ER流体(TX-ER6,FKER-V5)と一種のナノ粒子ER流体(MT-150A)を対象に、DC電場下の誘起せん断応力の定常特性について流動特性の可視化観察によって検討している。TX-ER6では、時間経過に伴い、まず分散粒子は多層の細い円環状流動パターンと円盤外周部に幅の広い円環状パターンを形成し、その後外周部に集まった粒子が中央に向かって移動するとともに一部に相分離や粒子凝集塊が表れ誘起せん断応力は定常レベルを保ちながら若干変動し始めることを指摘している。これらの流動パターンの変化は、誘起せん断応力の大きな過渡的な変動をもたらす原因ともなっている。一方、FKER-V5では、粒子が電荷をもつことから負の電極側に移動するため流動パターンの変化はなく、誘起せん断応力は電場印加後にステップ状に上昇しほぼ一定値を保ち安定することを見出している。また、MT-150Aでは、電場強度E=4kV/mmで2kPa程度の降伏せん断応力が発生し、ナノ粒子ER流体もマイクロシステムに十分使用できることが分かった。さらに、分散系ER流体を作動流体とするマイクロアクチュエータを用いた点字表示システムの構築及び性能評価を目的に、作動流体としてマイクロ粒子ER流体TX-ER6を用い1つの凸ピンを駆動するベローズ型マイクロアクチュエータをフォトリソグラフィ法によって製作し、その性能を評価している。ベローズへのER流体の流量を制御するERバルブは高×幅×長=0.3×2×15mmであり、供給圧力が550kPa以上で凸ピンのストローク0.5mmと十分な押上力(0.15N)が確保できることを実験的に示し、2つのERバルブをON-OFF制御することによって凸ピンの駆動を実現している。
微細構造物に対する高精度な線量計算法の確立により二次がんリスクの細分化を実現する

放射線治療に付随する二次がんリスクを正確に評価するためには、人体の各構造物における二次がんリスク換算係数を算出する必要がある。現在の主流である臓器の表現技法では気管支等の微細構造物や腸管等の流線型構造物を正確に表現できず、二次がんリスク換算係数の算出が不可能であった。本研究では連続四面体形状を適用して微細構造物や流線型構造物の正確な表現に取り組み、高精度な線量計算方法を確立する。また、将来の二次がん症例登録支援を目的として患者のCTデータと輪郭情報を連続四面体形状へと変換するソフトウェアを開発する。
硝子体手術における液空気置換の眼内組織に与える影響

本研究においては、硝子体手術中の液空気置換が術中の瞳孔径、角膜内皮に与える障害を検討し、その解決策を開発することを目的とした。さらに臨床研究として侵襲の大きな手術である黄斑移動術における手術成績と合併症も検討した。有色家兎を用いて、全身麻酔下に硝子体切除、水晶体切除を行った後、乾燥空気あるいは加湿空気を用いて液空気置換を行い、縮瞳や角膜内皮に与える影響を組織学的、また機能的に検討した。液空気置換開始前の瞳孔径を100%とし、空気灌流後の瞳孔径を測定した。乾燥空気を用いた際には、空気灌流開始1分後には70±12%、5分後には17±10%、10分後には9±5%であり、短時間で著明な縮瞳を生じた。加湿空気を用いた際には空気灌流開始1分後には94±8%、5分後には39±9%、10分後には15±12%であった。加湿空気を用いた液空気置換は乾燥空気を用いた液空気置換に比べ、縮瞳が抑制されることが判明した。電子顕微鏡による観察で家兎正常角膜内皮にみられる多数のmicrovilliは乾燥空気を用いた空気灌流では短時間で著明に減少し、細胞間隙も開大していた。加湿空気を用いた液空気置換ではmicorvilliも減少するものの認められ、細胞間隙の開大もなく、障害の組織学的変化は軽微であった。細胞内のアクチン染色も加湿空気群で乾燥空気群よりも障害が著明に抑制されていた。Carboxylfluoresceinを用いた角膜内皮のバリアー機能測定でも、乾燥空気による空気灌流で見られた著明なバリアー機能の障害は、加湿空気を用いることにより著明に軽減された。黄斑移動術により加齢黄斑変性や近視性新生血管黄斑症の多くの症例で視力改善がみられた。術式の改善や器具の改良により網膜剥離などの術後合併症も軽減された。黄斑移動術後の周辺部視野への影響は強膜短縮による黄斑移動術よりも全周網膜切開による黄斑移動術の方が大きかったが、臨床的に受容できる程度の視野狭窄であり、黄斑移動術の有効性が確認できた。硝子体手術、特に液空気置換を行う硝子体手術に伴う合併症には、縮瞳、角膜内皮障害、白内障、視野異常などの多数のものが報告されている。しかしながら、その原因は明らかではなく、その解決は臨床上、非常に重要であり、かつ急務である。本研究においては、硝子体手術中の液空気置換が眼内組織に与える障害を検討し、その解決策を開発することを目的としている。本年度の実験では、まず用いる空気の湿度をコントロールできるかどうかを検討した。硝子体手術の液空気置換に用いる灌流空気をシリカゲルを充填した乾燥器あるいはオペガードボトルを用いた加湿器を通すことにより湿度がどのように変化をするかを測定した。乾燥器を通した後の空気の湿度は30%であったが、加湿器を通した空気は78%の湿度となっていた。硝子体手術中に液空気置換を行うと縮瞳が生じ、その後の手術操作が非常に困難となることが経験される。

液空気置換時に用いる空気の湿度がどのように瞳孔経の変化に影響を及ぼすかを検討した。有色家兎を用いて全身麻酔下に、手術用顕微鏡下で硝子体手術装置を用いて、硝子体切除および水晶体前嚢を温存した水晶体切除を行った。続いて水晶体前嚢を切除し、直ちに液空気置換を開始した。手術全体をビデオに撮影し、液空気置換時の瞳孔径を画像解析ソフト(NIH image)により解析し、経時的に測定した。個体により瞳孔経が異なるので、液空気置換開始時の瞳孔面積を100%とし、各測定時の瞳孔面積を液空気置換開始時の瞳孔面積で除し、瞳孔面性に変化を検討した。空気灌流開始1分後には、乾燥空気群70±12%、加湿空気群94±8%、5分後乾燥空気群17±10%、加湿空気群39±9%、10分後乾燥空気群9±5%、加湿空気群15±12%であり、加湿空気を用いと液空気置換時の縮瞳が抑制されることが判明した。平成12年度の研究においては、家兎を用いて硝子体切除、水晶体切除を行った後に、液空気置換を行い、液空気置換により著明な縮瞳が生じ、空気の加湿により縮瞳の抑制が見られることを解明した。平成13年度は液空気置換が角膜内皮に与える影響を組織学的に(電顕、免疫染色)あるいは機能的(角膜内皮バリアー)に検討した。有色家兎を用いて、全身麻酔下に、手術用顕微鏡下で硝子体手術装置により、硝子体切除、水晶体切除を行う。その後、液空気置換を行い、これらの手術操作が組織角膜内皮に与える影響を組織学的、また機能的に検討した。また、液空気置換に用いる空気の加湿が角膜内皮障害に与える影響も併せて検討した。家兎正常角膜内皮は電子顕微鏡による観察で多数のmicrovilliを認めた。乾燥空気を用いた液空気置換(乾燥群)により家兎角膜内皮表面のvilliは著明に減少し、細胞間隙も開大していた。加湿空気を用いて液空気置換を行う(加湿群)と20分までの間、micorvilliも減少するものの認められ、細胞間隙の開大もなく、障害の組織学的変化は軽微であった。Actinに対する染色では正常角膜内皮では細胞境界に沿って二重線様に染色された。加湿群では20分までの液空気置換において細胞境界の二重線が明瞭に認められたが、乾燥群では細胞境界の二重線が著しく破壊されていた。Carboxylfluoresceinを用いた角膜内皮のバリアー機能測定では、内皮を通過する色素量は、正常角膜では0.38±0.13であったが、乾燥群では5分後には205.6±24.4と著明にバリアー機能が障害されていた。一方、加湿群では5分後には70.0±16.5であり、バリアー機能は正常に比べ低下しているものの、乾燥空気に比べ障害は軽度であった。液空気置換により角膜内皮細胞が組織学的にも機能的にも障害され、液空気置換に用いる空気を加湿することにより、障害がかなり抑制できることが判明した。平成13年度は液空気置換が角膜内皮に与える影響を組織学的にて(電顕、免疫染色)あるいは機能的(角膜内皮バリアー)に検討し、加湿空気による角膜内皮細胞の障害抑制効果を検討した。平成14年度は液空気置換が角膜内皮に与える障害を更にちいさくするために角膜内皮細胞の保護作用が期待できるヒアルロン製剤の効果を検討した。これまでの実験と同様のシステムを用いて実験を行った。全身麻酔下に有色家兎に硝子体手術および水晶体前嚢を保持した水晶体切除を行った。前房をヒアルロン製剤(オペガンあるいはビスコート)で満たした後、水晶体前嚢を切除し、液空気置換を行った。