hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高精度粒子計測のための多波長ディジタルホログラフィ法の開発

本研究課題では,これまで単波長光を用いて開発してきたディジタルホログラフィ粒子計測法を多波長法へと拡張し,単眼で3次元空間に高密度分布する数マイクロ数十マイクロメートルの微小粒子・液滴群に関する様々な量を時系列同時計測できる高性能ディジタルホログラフィ粒子計測システムの開発を目的としている.平成30年度は1台のカメラで3次元空間を記録できるディジタルホログラフィ粒子計測法の性能を改善するため,多波長照明及びカラーカメラを用いた多波長位相回復ホログラフィを開発し,その性能評価を行った.この手法は位相回復法を多波長ホログラムに適用するもので,実像と虚像が重なって悪影響を及ぼし合う双画像問題を抑制し,粒子検出精度の向上を図った.まず数値実験では,位相回復法の反復回数および粒子群モデルパラメータを変化させて再生像の光強度値と粒子検出数を評価し,再生像の光強度値のRMS誤差を50%70%低減し,粒子5000個の時,真値に対する粒子検出数比は,従来手法で1.10,提案手法で1.00と改善した.次に観測実験ではガラスプレートの両面に粒経35ミクロンの石松子を配置して,波長の異なる2つのレーザー光(He-Ne laser; 633nm, 50mW & DPSS laser; 532nm, 30mW)を使用してホログラムを撮影した.数値実験と同様の性能評価を行ったところ,再生像の光強度値のRMS誤差は約15%低減し,粒子約1000個の時,真値に対する粒子検出数比は,従来手法で1.19,提案手法で1.06となり,提案手法の有用性を示した.超高速燃料噴霧の液滴径・数密度などの空間分布情報計測を実現できるディジタルホログラフィを用いて,微小粒子など対象物の3次元空間分布状態を時系列計測する手法を開発してきた.本研究課題では,カラー情報を用いた「再生像の画質改善」によって粒子計測の高精度化を図り,実用レベルの単眼3次元空間粒子計測システムを実現するとともに,この粒子計測システムの計測性能を実証実験により検証することが目標である.平成29年度からの2年間において,カラー情報を用いた多波長ディジタルホログラフィ粒子検出法の開発と実際のカラーの多波長ホログラム画像を取得するための観測装置の構築は概ね順調に達成された.粒子検出法については,奥行き位置と波長の関係を利用した新たな再生像処理法を2つ開発し,再生像上のノイズの抑制を図った.1つは波長毎の再生像を重畳することで計測対象に関わる物体光を共通部として強調するとともに,粒子情報の修正を行うIPR処理を導入し,測定精度を改善する方法である.もう1つは,位相回復法を多波長ホログラムに適用し,光強度分布を表すホログラム画像の位相情報を反復計算で推定する手法である.どちらの手法も従来法に比べ,多波長ホログラムの特徴を活かした性能改善結果を得ている.一方で,多波長位相回復ホログラフィに大変近い手法が他機関により平成30年度半ばに国際学術誌に掲載されたため,研究報告に遅れが生じている.一方,3原色のレーザー光源をもつホログラム観測光学系は構築済みであり,応用観測実験を進める段階にある.平成29年度は水槽内を沈降する粒子及び矩形流路内を流れる粒子を記録対象として流れの計測を実施し,開発した粒子計測法の性能評価を行った.また,平成31年度実施を目標に,トルクコンバータ内流動計測への準備を進めた.本研究課題の最終年度となる令和元年度は,前年度までに導入・構築した実験装置および画像解析装置を用いて開発計測法の実証研究を継続し,研究計画全体に関する研究成果の取り纏めを行う.まず,平成30年度に開発した多波長位相回復ホログラフィ粒子計測法は,静止粒子に対する性能評価しか行っていないため,平成29年度の性能評価で対象とした矩形流路内の3次元流速分布計測を行い,その測定性能を評価する.次に,3次元流動解析への応用実験として,より実用的側面の高い流れ場の解析に適用するため,当初計画の噴霧計測からトルクコンバータ内部流動計測に変更している.トルクコンバータモデルは屈折率マッチングさせたPIV観測実験において既に使用されており,その特徴的な局所域における3次元非定常流れを,平成30年度までに開発した多波長ディジタルホログラフィ粒子検出法を用いて計測する.また,多波長ディジタルホログラフィ粒子計測法の不確かさ解析を実施し,本手法の測定精度に及ぼす様々な誤差要因の関連について考察する.この不確かさ解析により,測定精度に最も大きな影響を与える要因を特定し,本手法を利用する上での留意事項とその影響低減化対策を整理する.研究成果は,日本機械学会,可視化情報学会,日本光学会の国内講演会およびOSAやSPIE主催の光学関係の国際シンポジウム等で発表するとともに,関連学会論文誌などに印刷物で公表する.また,平成29-31年度の研究全体の成果を取り纏め,最終報告書を作成する.超高速燃料噴霧の液滴径・数密度などの空間分布情報計測や,材料変形と周囲流体の連成運動の3次元同時計測は従来の流体計測法では困難であり,簡便で高性能な計測法の開発が望まれている.そのような計測を実現するための一つの有用な技術にディジタルホログラフィが挙げられる.これは撮像カメラとパーソナルコンピュータを組み合わせ,従来のホログラフィをディジタル化したもので,微小粒子など計測対象物の3次元空間分布状態を干渉縞パターンとしてディジタル画像に記録し,その画像を波動光学に基づき解析すると,粒径・数密度・移動速度など様々な計測対象物の量が同時計測できるという特長を持つ.

本研究課題では,これまで単波長光を用いて開発してきたディジタルホログラフィ粒子計測法を多波長法へと拡張し,単眼で3次元空間に高密度分布する数マイクロ数十マイクロメートルの微小粒子・液滴群に関する様々な量を時系列同時計測できる高性能ディジタルホログラフィ粒子計測システムの開発を目的としている.特に本研究では,カラー情報を用いた「再生像の画質改善」によって粒子計測の高精度化を図り,実用レベルの単眼3次元空間粒子計測システムを実現するとともに,この粒子計測システムの計測性能を実証実験により検証した.再生像とは,カメラにより一旦記録された観測ホログラム(干渉縞パターン)から元の微小粒子群の空間分布を計算で再現した立体像で,如何に元の分布状態に近い空間分布を再現できるかがそこに記録された粒子群の計測精度に影響する.平成29年度は,まず,3次元流れ場の計測をするために多波長ディジタルホログラフィ法に基づいた粒子検出法を開発し,数値実験によりその性能を評価した.次に,3板式カラーカメラを組み込んだ多波長ホログラム観測装置を構築して,粒径が明らかな標準粒子を用いた基本性能試験を実施し,開発手法による粒子測定性能を定量評価した.カラー情報を用いた多波長ディジタルホログラフィ粒子検出法の開発と実際のカラーの多波長ホログラム画像を取得するための観測装置の構築は概ね順調に達成された.そして,開発手法の検出性能を示し,その有用性を数値実験による模擬流動試験及び実験による観測実験の両面から評価することができた.まず,多波長ディジタルホログラフィ粒子検出法については,奥行き位置と波長の関係を利用した新たな再生像処理を開発し,再生像上のノイズの抑制を図った.この方法では,同一奥行き距離において記録した多波長ホログラム画像を,異なる奥行き距離の複数枚の単波長ホログラム画像として扱うことにより,多波長ホログラム画像の再生時に計測対象となる物体光は共通部として強調され,ノイズとなる共役光,非回折光は異なるため非共通部として抑制できる.さらに,多波長ディジタルホログラフィ法を用いて検出した粒子情報の修正を行うIPR処理を導入し,測定精度の改善を行った.数値シミュレーションによる性能評価では,3次元再生像から粒子像を抽出するための2値化閾値が,設定した粒子の未検出数や誤検出数,検出粒子位置のRMS誤差に及ぼす影響を調査するとともに,粒子数に対する検出精度の確認を行った.その結果,検出粒子位置のRMS誤差は8.7マイクロメートルと評価された.また,流速計測における有用性を示すために,水槽内を沈降する粒子及び矩形流路内を流れる粒子を記録対象として流れの計測を行い,従来手法に比べ,RMS誤差が1/5に低減できることを示した.一方,観測実験では水槽内を沈降する粒子及び矩形流路内を流れる粒子を記録対象として流れの計測を行い,従来手法との比較を行った.なお,当初計画では,再生像からスペックルを除去するディジタル手法を開発する予定であったが,上記多波長ディジタルホログラフィ法がスペックル抑制効果をもつため,その開発は見送りとした.本研究課題では,これまで単波長光を用いて開発してきたディジタルホログラフィ粒子計測法を多波長法へと拡張し,単眼で3次元空間に高密度分布する数マイクロ数十マイクロメートルの微小粒子・液滴群に関する様々な量を時系列同時計測できる高性能ディジタルホログラフィ粒子計測システムの開発を目的としている.
内耳内リンパ液カルシウム恒常性維持機構と聴覚機能障害に関する研究

内耳蝸牛におけるカルシウム輸送の機構に迫るため、血管条にカルシウム濃度と電位を同時に測定できる二連管ガラス電極を、生きた動物において刺入し、無酸素負荷時に起こる変化を記録した。血管条細胞外空間内のカルシウム濃度は無酸素負荷後から徐々に増加を示し、その後無酸素負荷からの解放により低下を示した。内リンパ液のカルシウム濃度は、無酸素負荷により増加を示すことが知られていることから、内リンパから蝸牛側壁の外層へ向かう方向に、カルシウムが一方向性に輸送されていることが示唆された。生動物における内耳蝸牛電気生理実験:小動物の内耳に確実に電極の挿入が困難であり、この成功確率を上げるするため、顕微鏡による内耳の観察が必要となった。そこで、研究費用を前倒しして、顕微鏡の購入をおこなった。これにより技術は飛躍的に改善し、内リンパ電位の測定が確実に行える環境が整った。Ca2+電極による電気生理実験:応募者が過去に行ったイオン電極によるK+濃度の測定法を応用すれば、実現が可能であると考えた。しかし、Ca2+交換液を二連管ガラス電極に充填し、基準溶液での電位反応の妥当性を評価したが、理想的なCa2+の検量線が得られなかった。イオン電極の作成について、現在改良を行っているところである。蝸牛内Ca2+動態に連関する蝸牛K+循環システムの理解:蝸牛Ca2+動態には、Ca2+チャネルの動態が欠かせない。また、そのチャネルの理解に関係して、K+動態の解明を押し進める必要がある。そこで、これまで明らかにされていなかった蝸牛らせん靭帯のK+動態への貢献を明らかにする方針をとった。顕微鏡の導入により改良された製動物実験をもとに、K+輸送分子の阻害剤を用いて、らせん靭帯におけるK+輸送分子の寄与の解明にあたっている。以前にNa+,K+ATPaseの貢献が明らかにされていたが、さらにNa+,K+,2Cl-共輸送体の貢献について、新知見が得られている。内耳蝸牛を満たす細胞外液「内リンパ液」は、150 mMの高K+濃度と+80 mVの高電位を呈すると共に、極めて低いCa2+濃度を示す。この特殊なCa2+環境は、聴覚機能に必須であるが、その基礎としてK+動態の理解が欠かせないことが明らかになってきた。我々は、K+イオン電極を作成し、内リンパ液の高電位の成立が、蝸牛の上皮組織「らせん靭帯」におけるイオン動態に基づくことを明らかにした。らせん靭帯には、Na+,K+APTaseとNa+, K+, Cl-共輸送体が発現しているが、これらの寄与は不明であった。具体的には、K+イオン電極を生動物のらせん靭帯に刺入し、そこでイオン輸送体の阻害薬であるウアバイン、ブメタニドを血管から潅流した。その結果、ウアバインではらせん靭帯のK+濃度が減少したのに対し、ブメタニドでは変化がなかった。本課題では、盛んなイオン輸送の場であるらせん靭帯のK+濃度が、主にNa+,K+APTaseによって維持されていることが明らかになった。現在、さらに計算科学の手法を駆使して、定量的・理論的にこの実証を行っている。聴覚生理学応募者が過去に行ったイオン電極によるK+濃度の測定法を応用すれば、実現が可能であると考えた。また、研究開始後の調査により、蝸牛らせん靭帯でのK+動態の理解が、Ca2+動態の理解に繋がることも想定された。そのため、現在はK+動態の理解を深め、その後再びCa2+に立ち返って研究を行いたいと考えている。らせん靭帯におけるK+輸送分子のK+動態への貢献について、現在研究成果が出て来ている。今後この結果が再現性のあるものであるかを明らかにするべく、実験を重ね、学会発表を行う。また、最終的に論文に纏める。
知的障害のある人の語りによる自己認識の形成過程に関する研究

55名の知的障害をもつ人々の語りを分析すると、学齢期や一般就労時における体験に大きな違いは認められなかった。しかし、福祉サービス利用時において、その形態の違いにより、通所施設の場合は安心感を獲得し、長期の入所施設では人生の目標を失い、グループホームでは自立する自己を認識するようになるという違いがみられた。自己の障害を認識していたのは70%だったが、その事例から、障害に対する意味付けは、周囲の人々との関係性の中で形成され、変化するものであることが理解された。即ち、現在の生活に満足し肯定的な自己認識を持つ人は、自己の障害に肯定的な意味付けをし、否定的な自己認識の人は否定的な意味付けをしていた。22年度は、提出した研究実施計画に従って、まず国内5施設を訪問し、調査依頼、説明、打ち合わせをした。5施設とも調査に対して快諾をいただいた。実際の調査は、22年度に2施設(すでに実施ずみ)、23年度に2施設、24年度に1施設の予定である。すでに3施設には調査に関わる業務(インタビュー協力者の選定、協力者の基礎データの記入、協力者や保護者に対する調査依頼の承諾など)を依頼し、資料を入手した。更に,22年度は主に79月にかけて、都内A施設サービス利用者本人18人、保護者4名にインタビューを実施した。さらに23月にかけて都内B施設サービス利用者本人16人にインタビューを実施した。なお、当初のインタビュー対象者で、さまざまな事情(体調、緊急の用事など)でインタビューできなかった方に対して、今後も時期を調整し、インタビューを追加していく予定である。承諾を得られた方のインタビューはテープに録音した。A施設サービス利用者への実施分については、テープ起こしを業者に依頼し、納品ずみである。B施設サービス利用者については23年度に依頼予定である。現在、A施設サービス利用者のデータを分析中である。A施設は平成18年に開設された都内S区の通過型入所施設である。協力者からは、東北など遠方の都外入所施設からの帰省を強く希望して移ってきたり、就職という明確な目標をもって一定期間の訓練目的で入所したという語りがある一方で、長年原家族と生活を共にしていたが、協力者の理解者である家族員の死亡や入院などをきっかけに突然入所させられた語りも聞かれた。また学齢期・青年期には、普通学級や特別支援学級・学校への変更、いじめの経験も語られた。今後、このような語りを社会・家族からのディスアビリティの視点を元に分析し、自己認識の形成過程のいくつかパターンを見いだしたい。23年度は、提出した研究実施計画書にしたがって、宮城、長野での施設で調査を行う予定であった。9月の宮城の調査では、震災の影響で、日中活動場所が閉鎖統合されていた場所があり、その影響で、20名の調査協力者のうち、2名は実施することが出来ず、18名の実施となった。2月の長野は豪雪の影響で調査を実施できなかったため,その分の予算を繰り越しを申請した。24年度は、広島、長野での調査を実施予定であった。広島の調査は実施したが、長野での調査が再び豪雪が予想されたため、神奈川県の施設での調査を実施した。さらに22年度に実施したA施設、B施設の調査協力者のデータの分析を基に、2本の論文としてまとめた。一つ目の論文では、知的障害のある6名の女性の語りより、学齢期のいじめや本人の意思の無視、就労期の辛い仕事や失職といった社会の否定的な態度や対応が否定的な自己評価の積み重ねを招き、閉じこもりに至るが、福祉サービス選択時に自己選択・決定できる機会の提供という社会の肯定的な態度や対応がなされると肯定的な自己評価に一転し、ひとり暮らし支援やアドボカシー役の提供でいっそう自己評価を高めるパターンを見出せたことを論じた。これは、社会福祉実践面では、教育や福祉サービスの場の選択時、事前体験やていねいな聞き取りによる本人の意思の関与が最重要であることを示唆している点について指摘した。2つ目の論文では、40代になるまで自分の知的障害を認識していなかった2名の語りと自分の知的障害を認識していた1名の語りに焦点をあて,障害の可視性・不可視性と本人と親の障害認識、さらには社会からの抑圧へ対処する戦略の選択との間の緊密な関係性を示していることを指摘した。平成25年度は、障害の自己認識が変化した女性2名の語りを論文にまとめた。2名は学齢期に知的障害を認識していたが、その後社会で、自己肯定感を積み重ね、障害者という枠組みにゆらぎを感じ、新しい障害観、自己認識を獲得していた。また4年間でインタビューを行った94名中、インタビューが成立した55名を対象に自己認識の形成過程について報告書にまとめた(総177頁)。

学齢期には、いじめられる自分、勉強ができない自分が認識されるが、特別支援教育で少人数で学ぶ中、勉強ができる自分、教員との楽しい経験が語られた。一般就労では、仕事のできない自分を認識していた。仕事継続か否かでは、仕事の困難さより仲間とつながっている自分という認識が重要な要因だった。解雇されても、怒りを感じず受け入れ、解雇されてもしかたのない自分も語られた。通所福祉サービス利用者の多くは失職を経験しており、再度安心感や居場所を獲得していた。入所福祉サービス利用者は、入所動機は消極的で、仕方なく入所していた。その内、グループホーム移行者からは、希望が叶えられた自分、職員に選ばれた自分、自信のある自分が語られた。その一方で、長期間入所者からは、自信のない自分、目標がみいだせない自分が語られた。グループホーム利用者は、親から自立できる自分を認識し、仲間と一緒に生きていく安心感を得ていた。障害の自己認識については、あるが70%、ない・わからないが30%だった。障害があることを「どのように感じているか」を自ら語ってくれた人たちもいた。いくつかのケースの語りから、障害の認識に対する否定的・肯定的な意味付けは、周囲の人との関係性の中で作られたり、作り替えられていた。つまり、現在の生活に満足し、肯定的な自己認識を形成していた人は、自己の障害への肯定的な意味づけに影響を与えていたし、否定的な自己認識の人は、否定的な意味づけに影響を与えていた。24年度は、提出した研究実施計画にしたがって、広島での調査を行った。さらに23年度豪雪の影響で調査できなかった長野での調査を調整したが、今年度も雪が予想されたため、調査先を神奈川県に変更し実施した。これによって本研究で、予定していた国内5カ所で約100名(実際には5施設合計で96名)の知的障害のある人へのインタビューを実施することができた。24年度は、22年度、23年度までに実施した3カ所53名のインタビューの調査結果をまとめ、学会で「知的障害のある人は自分の障害をどう語るか」というタイトルで研究発表を行った。報告では、ライフストーリーと障害の自己認識との関連を分析した。インタビューを行った53名のうち、インタビュー不成立例14名、尋ね忘れ例6名、「あると思うがよくわからない」認識例11名を除く22名(平均37歳,20-67歳)の回答の結果を分析した結果、本人がどのような認識で福祉サービスを利用したのかによって3つの型に分類した。(1)納得利用型:自らあるいは納得してサービスを利用した人8名、(2)不満利用型:十分に納得しないままサービスを利用させられた人8名、(3)養護利用型:養護問題でサービスを利用させられた人6名である。この型と障害の自己認識について検討した結果、知的障害認識のない本人の多くは、1サービス利用時に家族と十分に話し合っておらず(障害の不可視化)、納得しないままサービスを利用し、利用後も生活に不満を感じるような場合、2サービス利用時に障害よりも別の要因(養護)や別の理由を呈示(頭の病気、虐待の回避)されていた場合3知的障害児入所施設と特別支援学校という「健常者との比較の機会が剥奪」されている場合であることがわかった。つまり、「サービスを利用時の認識・利用後の生活経験」が「自己のもつ障害認識」を形成している一要因であると考察された。
ステロイドホルモン合成機転の免疫組織化学的研究

1.副腎皮質細胞についてΔ^5ーステロイド3B水酸基脱水素酵素/イソメラーゼ(3BーHSD)とATP合成酵素の局在を電子顕微鏡レベルの免疫組織化学で検索した結果、3BーHSDは滑面小胞体膜に、ATP合成酵素はミトコンドリア内膜に一様に存在することが明らかとなった。これらの結果はプレグネノロンからプロゲステロンの合成が滑面小胞体で起こること、また、ミトコンドリア内膜の酵素はどれも均一に分布していることを示す。2.卵巣におけるエストロゲン産生のメカニズムを知るために、エストロゲン合成酵素であるアロマターゼ、及びエストロゲンの前駆体であるテストステロンの合成に関与するステロイド17B水酸基脱水素酵素の局在をラットについて、光顕レベルの免疫組織化学を行なった結果、アロマターゼは大きい成熟卵胞の果粒層細胞と一部の黄体細胞に、17B-HSDは内卵胞膜細胞と間質腺細胞に存在することがわかった。すなわち、卵巣においては内卵胞膜細胞と間質腺細胞でテストステロンまでつくられ、これが大きい成熟卵胞の果粒層細胞にわたされてエストロゲンに変換される。3.卵巣や精巣のステロイドホルモン産生細胞にも、肝細胞同様、解毒に関与かるチトクロームPー450が誘導されることを免疫組織化学的に示した。4.細胞膜の裏打ち蛋白であるカルスペクチンの局在を甲状腺濾胞上皮細胞について免疫組織化学的にみたところ、正常状態では側面及び基底側の細胞膜に、TSHを投与してコロイド再吸収を促進した時にはこれらに加えて頂部側の細胞膜にも陽性の反応がみられた。カルスペクチンは細胞膜の支持だけでなくコロイドの再吸収にも関係すると思われる。5.妊娠ラットの卵巣についてアロマターゼの局在を免疫組織化学的にみたところ妊娠黄体の細胞に強い陽性反応がみられた。妊娠黄体にもエストロゲンをつくる能力があると思われる。1)ステロイドホルモン生合成の過程のなかで、プログネノロンからプロゲステロンの合成に関与する【△^5】-ステロイド3β水酸基脱水素酵素(3β-HSD)の局在を知る目的で、3β-HSDに対する抗体を用いて、牛の副腎について光顕および電顕レベルの免疫組織化学をおこなったところ、光顕的には副腎皮質の球状帯の細胞は弱陽性を、束状帯および網状帯の細胞は強陽性を呈した。電顕的には皮質細胞の滑面小胞体の膜に3β-HSDの反応陽性産物が認められた。ミトコンドリアやゴルジ装置、他の細胞内小器官は全て陰性であった。この結果から、副腎皮質細胞では、滑面小胞体においてプレグネノロンからプロゲステロンがつくられることがわかった。2)未熟なラットの卵巣にステロイドホルモンを産生する能力があるかどうかをみる目的で、生後1.2.3週のラットについて、エストロゲンの前段階のテストステロンの合成酵素であるステロイド17β水酸基脱水素酵素の局在を免疫組織化学的に検索したところ、生後2週から二次卵胞の内卵胞膜細胞と間質腺細胞が陽性を呈するようになることがわかった。すなわち、性周期出現前の未熟な時期でもステロイドホルモン産生能があると考えられる。

3)卵巣や精巣のステロイドホルモン産出細胞にも解毒能があるかどうかをみる目的で、解毒に関与する肝細胞の酵素のチトクロームP-450に対する抗体を用いて免疫組織化学的に検討した結果、卵巣の内卵胞膜細胞、間質腺細胞、黄体細胞、精巣のライディッヒ細胞などが陽性を呈し、これらのステロイドホルモン産生細胞にも解毒能があることがわかった。1)ステロイドホルモン合成機転の形態学的研究の一環として,ラットの卵巣について,エストロゲンの前駆物質であるアンドロゲンを合成するステロイド17β-水酸瀬基脱水素酵素の局在を光顕レベルの免疫組織化学で検索したところ,二次卵胞以上に成長した卵胞の内卵胞膜細胞,間質腺細胞が陽性を呈し,卵細胞,果粒層細胞,黄体細胞などは陰性であった.陽性を呈した細胞を電子顕微鏡で観察した結果,これらの細胞は,滑面小胞体,小管状のクリステをもった丸いミトコンドリア,脂質滴などステロイドホルモン産生細胞の特徴を備えており,免疫組織化学の結果とよく一致することがわかった.2)副腎皮質におけるコルチコイドの合成機転を免疫組織化学的に明らかにするべく,プロゲステロンや172-ヒドロキシプロゲステロンをそれぞれ11-デオキシコルチコステロンや11-デオキシコルチゾールに変換する21-水酸化酵素を牛の副腎皮質から精製し,特異抗体を作製しつつある.3)細胞膜の裏打ち蛋白として知られるカルスペクチン(フォドリン)と甲状腺濾胞上皮細胞の分泌機能との関係をみるために,正常状態とTSH投与時のラットについてカルスペクチンの局在を免疫組織化学的に検索したところ,正常状態では側面基底側の細胞膜に,また, TSHを投与してコロイド再吸収を促進した時にはこれらに加えて頂部側の細胞膜にも陽性の反応が認められた.このことは,カルスペクチンが細胞膜の指示のみならず,サイログロブリンの分泌やコロイドの再吸収などに際しての細胞膜の活動に何らかの役割を演じていることを示唆している.1.ステロイドホルモンの合成機転を形態学的に明らかにする研究の一環として、テストステロンから主な女性ホルモンであるエストラジオールを合成するアロマターゼの局在を光顕レベルの免疫組織化学で、ラット、マウス、ハムスター、ウシ、モルモット等の卵巣について検索したところ、いずれの動物においても大きな成熟卵胞の果粒層細胞のみが陽性を呈し、内卵胞膜細胞、間質腺細胞、卵細胞、腹膜上皮細胞、小さい卵胞の卵胞上皮細胞などは陰性であった。また、黄体細胞は一部のもののみ弱陽性を呈した。これに対して、17Bー水酸基脱水素酵素は内卵胞膜細胞と間質腺細胞のみ陽性であるので、卵巣においては内卵胞膜細胞や間質腺細胞でテストステロンがつくられ、これが大きい成熟卵胞の果粒層細胞に渡されてエストラジオールに変換されると考えられる。2.上述のアロマターゼは通常の性周期のラットの黄体では陰性か弱陽性であるが妊娠黄体では強陽性となることがわかった。このことは妊娠黄体がエストロゲンを産生する能力を有することを示している。3.ラットの腎髄質乳頭部に存在する間質細胞の発生に伴う形態的な変化を電子顕微鏡で検索したところ、妊娠15ー16日の胎仔で少数ながらすでに特有の脂質滴をもった線維芽細胞様の細胞が未熟な集合管や血管の周囲に存在すること、出生前後に特徴的な配列をするようになり、多くの脂質滴をもつようになること、自然発症高血圧ラットでは生後2ー10日頃の脂質滴の数が対照に比べて少ないことなどがわかり、脂質滴と血圧との間に何らかの関連のあることが示唆された。ATPの産生をおこなうATP合成酵素の局在をラットの副腎皮質細胞について検索したところ、すべてのミトコンドリアの内膜に陽性反応がみられた。これまでの結果と合わせて、ATP合成酵素もステロイド合成に与る酵素もすべてのミトコンドリアに均一に存在するらしい。
神経機能代替を利用した昆虫の飛行制御システムの同定

本年度は昨年度に引き続き,触角除去による平衡感覚の喪失と視野の安定性の関係を明らかにするために,飛行実験を継続した。スズメガ触角基部のジョンストン器官は,羽ばたき飛行に伴う受動的な触角の振動を受容することで,胴体の運動によるコリオリ力を検出し,平衡感覚を担っていることが報告されている。一方本研究では,切除直後は安定を保てなくなるものの,おおむね1時間以内でホバリング飛行も可能になることを示した。その一方,切除後には頭部が一定の周期でロール振動し,平衡感覚の喪失が視野の安定に関与していることを示した。本年度は,昨年度不十分であった「切除後に人工触角を取り付ける」条件の実験を追加し,この操作により頭部の安定が人為的に回復することを確認した。これらの研究成果を,オーストラリア・ブリスベンで開催された国際神経行動学会議にて発表し,多くの研究者と議論する機会を得た。また,人工花の前で高い再現性でホバリングさせるための実験条件を整理した。個体は羽化後数日で摂餌行動をするが,常温ではそれに至る期間に翅を損傷することが多い。15°Cの低温で活性を下げ,7-10日程度絶食させた個体では供試個体の半数以上で常温のアリーナ内の人工花に対してホバリング飛行と口吻の伸展を示した。ホバリング飛行は,羽ばたき運動を撮影する際に,複数の高速度カメラの視野内に収める上で好都合であり,今後の飛行の解析に有用な実験ノウハウを得ることができた。本年度は,スズメガのジャイロセンサである触角基部のジョンストン器官を代替するためのMEMS慣性センサの特性を検証した.まず,超小型の基板を製作することで,市販のセンサモジュールの1/10の重量である40 mgを達成し,昆虫への重量負担を大幅に軽減した.次に,自由飛行中に慣性センサから送られる情報の精度を検証するために,高速度カメラとの同時計測を行い,それぞれの三次元運動(ピッチ,ロール,ヨーの角速度)を比較した.その結果,慣性センサは120 Hz以上のサンプリングレートで,高速度カメラによる画像解析結果と同等の精度で運動情報をリアルタイムに得られることを明らかにした.そして,次年度に向けての予備実験として,センサの入力に対する出力に相当する筋肉の探索を行った.第一の候補として腹部の上下運動を支配する背縦走筋を選択し,自由飛行中の電気刺激実験を行った.また,本年度の研究結果より,小型軽量な慣性センサを昆虫に搭載することで,高額な高速度カメラや,時間を要する画像解析,そしてカメラの視野やメモリに制限されることのない運動計測が可能であることが示された.この手法の汎用性を示すために,体重1 gのスズメガに対し,0.3 gと軽量なチョウ(アサギマダラ)に対して同様の計測を行った結果,チョウの羽ばたき飛行の特徴であるピッチの大きな変動を捉えることができた.この手法の制約として,有線計測であることと,胴体の運動計測のみという点があるが,より簡単に大量の運動データを取得できる手法として,昆虫飛行のバイオメカニクスに対する貢献が期待できる.計画通り,初年度の目標である慣性センサの特性検証を行い,研究計画に必要な仕様を満たすことが証明できたため.本研究課題を遂行するためには,平衡感覚を喪失したスズメガが,どのような過程を経て姿勢が不安定化するのかを明らかにする必要がある.従来の知見では,触角切除による平衡感覚の喪失により,飛行が不安定化しホバリングが難しくなるなど,定性的な観察に限られていた.そこで本年度は,スズメガの触角を切除し,平衡感覚を失わせた状態で自由飛行の運動解析を行い,その影響の定量的な評価を行った.再現性のある行動を解析するために,600 mm立方のアリーナを製作し,人工花の前でホバリング(空中停止)をしながら吸蜜する行動を発現させた.照明や昆虫の取り扱いの改善により,安定的にホバリング飛行が発現できるようになり,2台の高速度カメラで十分な分解能で運動を撮影することに成功した.実験の結果,先行研究や当初の予想と異なり,触角を切除した後も花の前でホバリングが可能であることが明らかになった.さらに詳細な運動解析を行ったところ,飛行が可能な個体では,体のピッチ角を低下させ羽ばたき周波数を増加させるなど補償と考えられる行動が認められた.さらに,胴体および頭部のロール回転が頻発したことから,平衡感覚は飛行制御だけでなく,頭部の運動制御にも用いられ,視野を安定化させる役割を持つことが明らかになった.一方で,頭部のロール回転が胴体の回転に先行したことから,この回転は姿勢が不安定になることによる受動的な回転ではなく,スズメガ自身が能動的に行うものであると考えられる.この機能については,ジャイロ器官をもつ頭部を回転させることで,触角切除によって弱められた胴体の平衡感覚入力のゲインを高めていると考えられる.再現性のある自由飛行実験方法を確立するとともに,平衡感覚を喪失してもホバリング飛行が可能であるという新奇な知見が得られたため.本年度は昨年度に引き続き,触角除去による平衡感覚の喪失と視野の安定性の関係を明らかにするために,飛行実験を継続した。

その一方,切除後には頭部が一定の周期でロール振動し,平衡感覚の喪失が視野の安定に関与していることを示した。本年度は,昨年度不十分であった「切除後に人工触角を取り付ける」条件の実験を追加し,この操作により頭部の安定が人為的に回復することを確認した。これらの研究成果を,オーストラリア・ブリスベンで開催された国際神経行動学会議にて発表し,多くの研究者と議論する機会を得た。また,人工花の前で高い再現性でホバリングさせるための実験条件を整理した。個体は羽化後数日で摂餌行動をするが,常温ではそれに至る期間に翅を損傷することが多い。15°Cの低温で活性を下げ,7-10日程度絶食させた個体では供試個体の半数以上で常温のアリーナ内の人工花に対してホバリング飛行と口吻の伸展を示した。ホバリング飛行は,羽ばたき運動を撮影する際に,複数の高速度カメラの視野内に収める上で好都合であり,今後の飛行の解析に有用な実験ノウハウを得ることができた。慣性センサからの情報を元に電気刺激を行う筋肉を選択する.そのために,候補となる胸部と腹部を結ぶ背縦走筋や,操縦筋の自由飛行での活動計測や電気刺激実験を行い,姿勢の操作が可能であるか検証する.そして,昆虫に搭載した慣性センサの情報計測と筋肉への電気刺激を結ぶアルゴリズムを検討する.課題として,単なる電気刺激では十分な操作量が得られない可能性が挙げられる.そのために,候補となる筋肉の自由飛行での活動を詳細に解析し,他の筋肉との関連も考慮して最適な刺激パターンを明らかにする.これまでに得た行動実験方法やデータ解析手法を用いて.腹部や翅の筋肉の電気刺激による運動の変化を解析し,人為的な姿勢の安定化の実現を目指す.自由飛行実験を行うための飛行環境を整備するために,予備実験として複数のサイズの仮アリーナを製作し,最適なサイズの検討を行ってきた.その結果,ジョンストン器官のジャイロとしての機能を外科的に失わせた個体では,飛行が不安定化しテストした環境では壁に衝突するなどして十分な計測ができない可能性が分かり再検討する必要が生じた.このため,既存のサイズで実験可能な項目に優先して取り組み,アリーナの製作を次年度に実施することが最善と判断した.本研究の根幹となる平衡感覚除去後のスズメガの自由飛行を解析したところ,先行研究で示唆された胴体のピッチ方向の変化だけでなく,ロール方向,さらには視野の安定に必要な頭部のロール制御にも変化が認められた.このことは,平衡感覚による姿勢制御について,視覚との統合も視野に入れた解析の必要性を示すものであり,平成29年度はその解析に専念した.そこで研究期間を一年延長し,この知見の学会・論文発表と当初計画の完遂のために,未使用分の予算を使用する.次年度にて,実験に必要なアリーナの製作を行い,そのために必要な機材費を,前年度の未使用分で賄う予定である.
センサー機能分子の導入による外部環境応答性タンパク質の分子デザイン

(1)遷移金属イオン結合能をもったイミノ二酢酸型アミノ酸をリジンを基本骨格として大量合成するルートを確立した。またこれにFmo保護基をつけて、ペプチド自動合成器を使ってペプチド内に自動で組込むことができることを確認した。(2)次いで、リボタクレアーゼSのペプチド部分に上記イミノ二酢酸を導入した人工S-ペプチドを半合成によって組み込んだ。導入位置によって半合成がうまくいく場合とそうでない場合が見られたが、溶媒側に露出した残基には、うまく導入できた。得られた半合成リボタクレアーゼについて、金属イオンを添加して、構造と活性の変化を追跡すると、モノ置換体では、銅イオンの添加によって活性が抑制された。一方、ジ置換体では、i,i+4への位置にイミノ二酢酸を導入した場合には、この残基間での協同的な錯体形成によって酵素が安定化され、活性が上昇した。(3)これらの応答性を利用して、活性のスイッチングが銅イオンの濃度によって可能な、リボタクレアーゼが半合成された。
ＦＮＲとフェレドキシンアイソフォームによる窒素代謝と炭酸固定への電子伝達分配機構

光合成産物に由来する炭素代謝と窒素代謝への関与を解析するため、光合成電子伝達鎖の因子であるFNRとFdのアイソフォームの発現をシロイヌナズナとイネを用いて解析した。FNR1・FNR2・Fd1・Fd2の発現量は高二酸化炭素濃度で低下し、Fd3・Fd4の発現量は増加していた。このことから高二酸化炭素濃度ではFdのアイソフォーム量比により二酸化炭素固定への電子分配が行われる可能性が示唆された。またイネFNR2過剰発現体のみで窒素代謝に関与する遺伝子発現が増加していたことから、FNR1過剰発現体では光合成活性に阻害がなく、FNR2では窒素代謝への電子分配が優先的に行われると考えられる。植物は葉緑体で行う光合成反応により炭素代謝産物を作りだし、もうひとつの重要な栄養である窒素は根から吸収している。窒素代謝産物と炭素代謝産物は互いにバランスを保つことが知られているが、その詳細なメカニズムは不明である。光合成電子伝達の成分のひとつであるフェレドキシンNADP+レダクターゼの2つのアイソフォーム(FNR1/FNR2)の過剰発現により、炭素代謝と窒素代謝への電子分配が変化することがわかっている。またこの電子伝達の分配にはフェレドキシンのアイソフォームの変化が伴うことが示唆されている。フェレドキシンは窒素代謝と炭素代謝の他に光化学系I循環的電子伝達・硫黄代謝にも電子分配を行うことがわかっている。そこで、これらのFNR1・FNR2過剰発現体(FNR1OE・FNR2OE)におけるフェレドキシンの電子伝達に関与する遺伝子の発現量を調べた。窒素代謝に関与する硝酸レダクターゼはFNR1OEでは変化がなく、FNR2OEで約3倍に増加していた。グルタミン合成酵素も同様な結果を示した。光化学系I循環的電子伝達に関与するPGRL1は野生型と同様であったが、PGR5はFNR1OEでは変化がなく、FNR2OEで約5倍に増加していた。硫黄代謝に関与する亜硫酸レダクターゼは両者において、若干の減少(約0.6倍)が見られた。フェレドキシン:チオレドキシン酸化還元酵素はほぼ野生型と変わらない発現を示した。FNR2過剰発現体は窒素代謝への電子分配がより優先的に行われているため、硝酸レダクターゼやグルタミン合成酵素の発現が増加していることが考えられる。一方FNR1過剰発現体では大きな遺伝子発現の変化が見られなかったことは、この過剰発現体は光合成活性に阻害が見られなかったためだと考えられる。光合成産物に由来する炭素代謝と窒素代謝には、相互にバランスを保つような仕組みが存在することが知られている。しかし、どのようなメカニズムが働いているのかについてはほとんどわかっていない。これまでに、光合成電子伝達鎖の構成因子であるFNRの2つのアイソフォームの量比の変化に伴い、フェレドキシンのアイソフォーム量が変化し、窒素代謝と二酸化炭素固定への電子分配が変化することを明らかにしている。そこで今年度は、フェレドキシンと2つのFNRがどのような環境でまたどのような組織で発現するのかを明らかにした。イネのFNR1とFNR2は葉身・葉鞘で発現が高く、幼穂が発達する段階で発現が高くなっていき、開花後は徐々に発現が下がっていった。これらの組織でのFNR1とFNR2の差はみられなかった。また異なる窒素濃度でイネを生育させ、FNR1とFNR2の発現変化を観察した。その結果アイソフォームの発現は窒素濃度依存性はみられず、両者とも常に同じくらいの発現を示した。シロイヌナズナのFNR1とFNR2もロゼット葉での発現が最も高く、ほぼ同様な発現パターンを示していた。次にフェレドキシンのアイソフォームの発現パターンを解析した結果、アイソフォームごとに発現量は異なるが、発現パターンは似たような傾向であった。炭酸固定活性がより誘導される高い二酸化炭素濃度で生育させたシロイヌナズナでの発現も確認した。その結果、アイソフォーム間での大きな違いは見られなかった。これまでに光合成電子伝達鎖の構成因子であるFNRの葉で発現している2つのアイソフォーム(LFNR1・LFNR2)の量比の変化に伴い、フェレドキシン(Fd1・Fd2・Fd3・Fd4)のアイソフォーム量が変化し、窒素代謝と二酸化炭素固定への電子分配が変化することを明らかにした。そこで今年度は炭素代謝に影響を及ぼすと考えられる高二酸化炭素濃度において、シロイヌナズナのFNRとフェレドキシンアイソフォームが、どのような挙動を示すのかについて経時変化(2h, 6h, 12h, 1d, 3d, 7d, 24d)の発現量を確認した。LFNR1・LFNR2ともに高二酸化炭素濃度において若干発現量が低下しており、低下量はLFNR1が比較的顕著に低下していた。同様にFd1・Fd2も若干の発現低下がみられた。一方、Fd3・Fd4の発現量は若干増加していた。メリステムの発現量についても高二酸化炭素濃度の影響を確認したところ、LFNR2で若干の発現の増加がみられた。また根で発現するアイソフォームであるRFNRについても高二酸化炭素濃度での発現変化を観察したところ、RFNR1・RFNR2ともに若干増加することが確認された。一般的に光合成関連の遺伝子発現は、高二酸化炭素濃度において減少することが知られている。LFNRのアイソフォームはいずれも減少していたが、フェレドキシンのアイソフォームには発現の違いがみられた。

このことから、フェレドキシンのアイソフォームの量比により炭素固定への電子分配を制御している可能性が示唆された。光合成産物に由来する炭素代謝と窒素代謝には、相互にバランスを保つ仕組みがあることが知られているが、どのようなメカニズムが働いているかは不明である。これまでに光合成電子伝達の構成因子であるFNRの2つのアイソフォームの量比に伴い、フェレドキシン(Fd)のアイソフォームの量比が変化し、窒素代謝と炭酸固定への電子分配が変化することを明らかにしている。本研究では、FNRとFdのアイソフォームの発現パターンについて解析した。イネのFNR1とFNR2は葉身・葉鞘で発現が高く、穂が発達するにつれ発現量は増加し、開花後は減少していった。発現量の生育培地の窒素濃度依存性は見られなかった。シロイヌナズナにおいても、イネと同様の発現パターンを示した。Fdのアイソフォームについては、発現量はそれぞれ異なるが、同様の発現パターンを示した。炭酸固定活性がより誘導される高二酸化炭素濃度で生育させたシロイヌナズナでの経時的な発現変化を観察した結果、FNR1・FNR2・Fd1・Fd2の発現量が若干低下しており、Fd3・Fd4の発現量は若干増加していた。このことから、少なくとも高二酸化炭素ではFdのアイソフォームの量比により炭酸固定への電子分配を制御している可能性が示唆された。またFNRの過剰発現体において、Fdの電子分配に関与する遺伝子の発現変化について解析した。窒素代謝に関与する硝酸レダクターゼとグルタミン合成酵素はFNR1のOXでは変化がなく、FNR2のOXでは約3倍に増加していた。亜硝酸レダクターゼは両者で若干減少していた。Fd:チオレドキシン酸化還元酵素は野生型とほぼ変わらなかった。FNR2のOXは窒素代謝への電子分配が優先的に行われているため、硝酸レダクターゼやグルタミン合成酵素の発現が増加していると考えられ、FNR1のOXでは光合成活性に阻害がないため大きな発現変化が見られなかったと考えられる。光合成産物に由来する炭素代謝と窒素代謝への関与を解析するため、光合成電子伝達鎖の因子であるFNRとFdのアイソフォームの発現をシロイヌナズナとイネを用いて解析した。FNR1・FNR2・Fd1・Fd2の発現量は高二酸化炭素濃度で低下し、Fd3・Fd4の発現量は増加していた。このことから高二酸化炭素濃度ではFdのアイソフォーム量比により二酸化炭素固定への電子分配が行われる可能性が示唆された。またイネFNR2過剰発現体のみで窒素代謝に関与する遺伝子発現が増加していたことから、FNR1過剰発現体では光合成活性に阻害がなく、FNR2では窒素代謝への電子分配が優先的に行われると考えられる。FNRとフェレドキシンのアイソフォーム間で炭素代謝と窒素代謝への電子分配が変化すると考えられる生育条件において、それぞれのアイソフォームの発現量の違いを確認し、どの条件でどのアイソフォームの組み合わせで機能しているのかを評価できている。光合成今後はどのようにして炭素代謝と窒素代謝への電子分配が行われているかを、FNRとフェレドキシンのアイソフォームの相互作用、それぞれのアイソフォームの発現誘導や性質の違いによって説明していきたい。
マウスとゼブラフィッシュを用いた水晶体オルガネラ分解機構の解明

これまでにマウス水晶体においてオートファジーは加齢性白内障の発症抑制に必須であることを明らかにしてきた。しかし、生体内の水晶体におけるオートファジー活性の程度についてはほとんど不明であった。そこで本研究ではまずin vivoでのオートファジー活性測定が可能なGFP-LC3-RFP-LC3ΔGプローブを開発した。本プローブは細胞内で合成されると内在性ATG4によってただちに切断され、GFP-LC3とRFP-LC3ΔGを等モル量産生する。GFP-LC3はオートファジーの基質として分解される一方、オートファゴソームに取り込まれないRFP-LC3ΔGは内部標準として使用できるため、GFP/RFP比をオートファジー活性の指標とすることができる。本プローブを発現するゼブラフィッシュを作製し生きた状態でGFPとRFPのシグナルを解析した結果、ゼブラフィッシュ胚の水晶体では網膜などの他の組織よりも高いオートファジー活性を示すことを明らかにした。さらに水晶体細胞の最終分化過程で起こる全オルガネラ分解のメカニズムを解明するため、複数のオートファジー必須因子を欠損させたマウスおよびゼブラフィッシュを作製した結果、これらの全オルガネラ分解はオートファジー必須因子に必須でないことを明らかにした。このオートファゴソームを介するオートファジーに依存しない新規オルガネラ分解機構の候補として、リソソーム系の関与が示唆されたため、いくつかの候補因子のノックアウトゼブラフィッシュおよびマウスを作製し、解析を進めている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
新規クラミドモナス突然変異株を用いた中心子構築機構の解明

細胞内微小管構造の形成に重要な中心子は複雑で特徴的な構造をもつが、その構築と維持の分子機構はほとんどが未解明である。本研究では、中心子形成に異常をもつ新規クラミドモナス突然変異株の単離・解析によってこの機構の解明を目指した。平成25年度に単離した新規変異株bld13に続き、26年度ではbld13の新規alleleを単離し、これら2つのbld13変異株(bld13-1, bld13-2)の解析を行った。その結果、以下のことが明らかになった。1.これらの変異株は、中心子微小管が一部欠失する、中心子から伸長する微小管束の数と配向が異常になるといった、微小管構造と関係する表現型をもつことがわかった。2.遺伝解析と全ゲノムシークエンスの結果、bld13はγ-tubulin遺伝子に生じた1アミノ酸置換の変異であることが判明した。しかし、意外なことにいずれの変異も大きなインパクトをもつアミノ酸置換ではなく、bld13-1ではThr→Ile、bld13-2ではGlu→Aspであった。3.変異型γ-tubulin遺伝子を野生株に発現させたところ、変異型の表現型を示すことから、bld13は優性変異であることが分かった。このことは、γ-tubulinが他のタンパク質とともにリング状に会合して微小管重合活性を獲得することと関係があると推察された。以上の解析により、中心子構造の構築にγ-tubulinに生じた変異が、中心子構造の構築に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、中心子がもつ特徴的で普遍的な9回対称性構造の構築機構を、クラミドモナス突然変異株の解析によって明らかにすることを目指している。今年度は以下の2点について実験し、研究を遂行した。1.SAS-6会合性の中心子の9回対称性構造構築に対する寄与我々はこれまでに、中心子の9回対称性構造はカートホイールという9回対称性の放射状構造によってある程度規定されることを見出し、さらに、そのカートホイールは9個のSAS-6ダイマーが回転対称に会合して形成されることも明らかにした。これらのことから、SAS-6の会合性が中心子構造の決定に大きく寄与していると推察される。しかし、この仮説の実験的な検証はまだなされていない。そこで、会合性を変化させた変異SAS-6をクラミドモナス変異株bld12に発現させる実験、さらにカートホイールと中心子微小管の結合を弱める遺伝子操作(Bld10pの部分欠失発現)を行った。その結果、SAS-6の中心子9回対称性に対する寄与は限定的であること、カートホイールとは独立に形成された中心子微小管がカートホイールの9回対称性にも影響を及ぼすことなどが明らかになった。2.新規クラミドモナス突然変異株bld13の変異遺伝子産物(Bld13p)の同定中心子に異常をもつことが判明しているクラミドモナス変異株bld13の変異位置をPCRマッピング法により検討した。その結果、6番染色体の約150kbの領域にあることが判明した。しかし、その領域にはゲノムデーターベースに誤りがあって、存在すべき配列が大きく欠失している可能性があり、変異の原因遺伝子の同定には至らなかった。そこで、bld13の全ゲノム配列を決定し、この問題の解決を目指した。突然変異株bld13の原因遺伝子同定の過程で、レファレンスとなるゲノムデーターベースに不備が見出されたため。bld13の全ゲノム配列を決定したので、その結果をもとにOrphan scaffoldの配列を検討し、原因遺伝子を同定する。
前立腺がん患者の合併症の増悪予防とQOL向上を目指したテレナーシング介入効果

本研究は前立腺がん患者の術後合併症の増悪予防とQOL改善に向けた遠隔看護システムの効果を無作為化比較対照試験で検証した。対象者は介入群30名、対照群33名の63名であった。3か月間介入を行った結果、介入群の排尿(p=.001)、排尿機能(p=.001)、排尿負担感(p=.015)、尿失禁(p=.024)得点が有意に高かった。介入群はストレステスト後の膀胱内尿量割合が有意に高かった(p=.001)。FACT-Gは、介入群の総合得点(p=.029)、身体well-being(p=.036)、情緒well-being(p=.021)、機能well-being(p=.001)の得点が有意に高かった。本研究は、前立腺がんの手術後の患者にInformation and Communication Technology(以下ICT)を用いたTelenursing(以下TN)をベースとしたセルフケアプログラム教育を行い、その術後合併症の増悪予防効果を、比較対照試験で検証することを目的としている。前立腺がん患者の手術後の療養生活を送る上で合併症を軽減するための情報提供を目的で開発したTNを用いて、1対象者の日々の合併症の状態を遠隔地でモニタリングする。2合併症が軽減する生活習慣の調整やセルフケア行動についての情報提供および療養生活を送る上での疑問点、問題点に対する相談対応を実施する。プログラム開始後1か月、3か月に効果を測定する。介入による術後合併症の増悪予防効果をみるために、通常の診療を受けた患者を比較対象とする。主要エンドポイントは、手術後の合併症の増悪予防効果を手術前のベースラインから手術後1か月、3か月後の変化量で評価する。通常の診療を受けた患者を対照群として比較対照として、TNを受けた介入群の術後合併症の増悪予防効果を測定する。測定項目としては、自記式質問紙である【EPIC】と【ストレステストによる腹圧性尿失禁の評価】とする。副次エンドポイントとしては自記式質問紙である【FACT-G】を用いて評価する。これらの測定は、ベースライン、プログラム開始後1か月と3か月で行う。必要標本数の算定は、治療後対象者の80%が1年以内に合併症が改善すると報告されているため、TNの介入によって90%に改善すると仮定し、有意水準5%、検出力80%、非劣性限界を10%で算出して、介入群・対照群を各32名とする。また研究同意をしていても、研究途中の脱落者を10%程度と見込み、各群4名追加し、最終的には介入群・対照群を各36名とする。前立腺がん患者の術後合併症の増悪予防とQOL改善に向けた遠隔看護システム(以下遠隔看護システム)の効果を無作為化比較対照試験で検証した。研究方法は対象者はがん診療連携拠点病院泌尿器科外来に通院している前立腺がん患者で、手術による尿失禁と性機能障害が出現し、適格規準を満たし、かつ除外規準のいずれにも該当しない患者とした。介入期間は手術後3か月で、患者に1日1回タブレット画面に表示される術後合併症の状態を把握する質問項目に回答し、サーバーへ送信してもらった。その後看護師は患者データをモニタリングし、症状が軽減するための生活調整に関する教育指導をタブレット画面上にて実施した。主要評価はEPICとストレステストによる腹圧性尿失禁の有無、副次評価はFACT-Gと遠隔看護システムの効果に関する患者の反応とした。介入群および対照群の個人属性、各評価尺度の比較はMann-WhitneyのU検定を用いて分析した。遠隔看護システムの効果に関する患者の反応は記述全体を文脈単位また1センテンス単位で抽出した。遠隔看護システムを3か月間行った結果、介入群の排尿(p=.001)、排尿機能(p=.001)、排尿負担感(p=.015)、尿失禁(p=.024)得点が対照群に比べて有意に高かった。また介入群はストレステスト後の膀胱内尿量割合が有意に高かった(p=.001)。遠隔看護システムの効果に関する患者の反応は、行動変容の動機づけ、医療者とのつながりによる安心感が抽出された。研究対象者のリクルート状況がスムーズに行うことができ、研究同意後の脱落者数の割合も少なかったため、順調に進行した。またサンプル数が当初予定していた日程よりも早くに達し、分析を行うことできたため。遠隔看護システムを3か月間行った結果、手術後3か月のEPICでは、介入群の排尿(p=.001)、排尿機能(p=.000)、排尿負担感(p=.015)、尿失禁(p=.024)の項目で対照群に比べて介入群の得点が有意に高かった。ストレステストでは、対照群に比べて介入群のテスト後の膀胱内尿量割合が有意に高かった(p=.001)。