University of Yamanashi Academic Repository

University of Yamanashi (山梨大学)博士(工学

千綿, 司雄

 
 
 
氏 名  千綿 司雄（Morio Chiwata） 
博士の専攻分野の名称  博士（工学） 
学 位 記 番 号  医工博甲第３７８号 
学 位 授 与 年 月 日  平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件  学位規則第４条第１項該当 
専 攻 名  グリーンエネルギー変換工学特別教育プログラム 
学 位 論 文 題 目  Research and Development of Highly Active and Durable 
            Cathode Catalysts for Polymer Electrolyte Fuel Cells 
（固体高分子形燃料電池用高活性・高耐久性カソード触媒の研究開発） 
論 文 審 査 委 員  主査  教 授  内 田 裕 之 
准教授  矢 野  啓 
         山梨大学 客員准教授 大 間 敦 史 
教 授  熊 田 伸 弘 
教 授  内 田   誠 
大邱慶北科学技術研究院（韓国）教 授 Hasuck  Kim 
 
学位論文内容の要旨 
 本論文は、クリーンで高効率な発電が可能な固体高分子形燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel 
Cell, PEFC）用の高活性・高耐久性カソード触媒の研究開発を目的としたものである。 
 第1章では、PEFCの開発背景、構成要素と電極触媒の開発課題を述べている。燃料電池は、水
素などの燃料の持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する地球環境に優しい発電装置で
ある。その中でも、PEFCは、室温あるいは氷点下からの起動が可能で100℃以下で作動する。軽
量で出力密度が高いため、自動車（Fuel Cell Vehicle, FCV）用駆動電源、家庭用コージェネレーシ
ョン用電源、携帯機器用電源として、研究開発が進められている。例えば、家庭用コージェネレー
ション用として、統一商標エネファームとして約700 W ～1 kWのPEFCが2009年から政府の補
助金付きで市販開始され、2015年度には累計15万台に達している。また、2014年12月には、ト
ヨタから FCV Mirai が世界に先駆けて市販された。これらの本格的かつ広範な普及には、効率お
よび耐久性の飛躍的向上と、補助金がなくても魅力的な低コスト化が重要である。燃料電池実用化
推進協議会（FCCJ）は、2015～2020 年に白金（Pt）使用量を 2007 年頃の水準の 1/10 にするた
めに、触媒の質量活性（Mass Activity, MA）を10倍、耐久性を2倍向上させることを目標に掲げ
ている。 
 
 
 
 第2章では、新規高電位耐久性触媒を開発している。これまでにカソード触媒には、2～4 nmの
Pt 微粒子をカーボンブラック担体（CB）に高分散した Pt/CB が使用されてきた。しかし、FCV
の起動停止時にカソードが高電位になり、CBが激しく腐食してPtが脱落したり、凝集するという
大きな問題がある。高電位でのCB担体の腐食はPtによって加速されるため、CB以外の高耐久性
担体にPtを高分散して、市販 c-Pt/CBと同等以上の酸素還元反応（Oxygen Reduction Reaction, 
ORR）に対する質量活性（Mass Activity, MA）達成を目指した。そこで、電子伝導率が高く、PEFC
作動環境で安定な炭化チタン TiC に着目し、コロイド法を用いて TiC 担体上に Pt を高分散した
Pt/TiC触媒を合成した。各種測定結果から、TiC担体に白金酸化物粒子が担持されており、触媒表
面にアモルファスなTiO2層が形成していることがわかった。そこで、1% H2/N2雰囲気下600℃で
熱処理することで白金酸化物を還元すると同時に、TiO2被覆層の除去に成功した。この還元熱処理
した触媒（Pt/TiC-600℃）は c-Pt/CBと同等の初期MAを示すことを明らかにした。FCCJの高電
位耐久試験法に準拠した0.9↔1.3 Vの高電位ステップサイクルでは、Pt/TiC- 600℃は c-Pt/CBよ
りもMA の減少が大幅に抑制され、サイクル寿命が c-Pt/CB の約 11 倍にも達することを明らかに
した。その原因について考察し、Pt/TiC-600℃では、PtとTiC担体間の相互作用が強いこととTiC
自体の耐食性が劣化抑制因子として重要であることを明らかにした。 
 第3章では、より高活性なカソード触媒開発を行うために、本研究室で開発された安定化白金ス
キン合金/カーボン触媒を用い、PEFC実作動条件での初期ORR活性と、起動停止よりも頻繁に起
こる負荷変動を模擬した耐久性試験中での変化を評価した。本研究室において合成された PtM/C
（M=Fe, Co, Ni）合金触媒を5% H2雰囲気下で熱処理することで触媒表面に1原子層に相当する
Ptスキン層を形成した（Pt1AL-PtM/C）。さらに、このPt1AL-PtM/C触媒をPt含有錯体水溶液中に
分散させH2バブリングすることで触媒粒子表面に均一な1原子層相当のPt層をさらに析出した安
定化白金スキン触媒Pt2AL-PtM/Cを用いた。Pt2AL-PtM/C触媒の初期MAは c-Pt/CB触媒よりも数
倍高く、特にPt2AL-PtNi/C触媒は3.3倍高いMA値を示した。また、負荷変動耐久性試験を行った
結果、c-Pt/CB触媒のMAは初期値の30％まで大幅に低下したのに対し、Pt2AL-PtCo/C触媒のMA
は初期値の86%も維持されるという高い耐久性を示した。Pt2AL-PtCo/C触媒の活性面積当たりの比
活性 jkが耐久試験前後で変化しなかったことから、脱合金化がほぼ完全に抑制されていることわか
った。これは、均一で安定化Ptスキン層が形成されていたためと考えられる。一方で、Pt2AL-PtFe/C
触媒及び Pt2AL-PtNi/C 触媒は、耐久性試験後において c-Pt/CB 触媒より数倍高いMA を示したも
のの、Pt2AL-PtCo/C 触媒ほどの優れた耐久性は得られなかった。これまでに多く合成されていた
PtCo 合金に比べて、PtNi や PtFe 合金の合成法は最適化されておらず、脱合金化が完全には抑制
されなかった可能性がある。今後、粒子の凝集や脱合金化を抑制する機構が解明できれば高活性・
高耐久性触媒を設計するための手がかりを提案することができる。 
 
 
 
 第4章では、総括として本研究の主要な結果をまとめている。 
 これらの成果は、高活性・高耐久性カソード触媒を設計するための手掛かりとなり、PEFCの低
コスト化、耐久性、効率の向上のみならず、電気化学、触媒化学分野の発展におおいに貢献するも
のである。  
 
論文審査結果の要旨 
 本論文は、クリーンで高効率な発電が可能で、燃料電池自動車（FCV）や定置用コージェネレー
ションへの応用が始まっている固体高分子形燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC）用
の高活性・高耐久性カソード触媒の研究開発を目的としたものである。 
 第1章では、PEFCの開発背景、構成要素と電極触媒の開発課題を述べている。PEFC用のカソ
ード触媒には従来Pt ナノ粒子をカーボンブラック（CB）に高分散したPt/CB が用いられていた。
高活性・高耐久性を両立して Pt の使用量を削減することが最も重要な課題である。本章における
重要課題発見と解決方法に関する論理の展開は極めて適切であった。 
 第2章では、FCVの起動停止時に生じる高電位に耐久性が高い新規触媒を開発している。電子伝
導率が高く、PEFC 作動環境で安定な炭化チタンTiC に着目し、コロイド法を用いてTiC 上にPt
を高分散したPt/TiC触媒を合成した。各種測定結果から、TiC担体にPt酸化物粒子が担持されて
おり、触媒表面にアモルファスな TiO2 層が形成していることがわかった。そこで水素含有雰囲気
で熱処理してPt酸化物を還元すると同時にTiO2層の除去に成功した。この還元熱処理触媒の酸素
還元反応（Oxygen Reduction Reaction, ORR）に対する初期質量活性（Mass Activity, MA）が市
販 c-Pt/CB触媒と同等の高い活性を示すのみならず、c-Pt/CBの11倍以上高い高電位サイクル寿命
を示すことを明らかにした。その原因について考察し、Pt と TiC 担体間の相互作用が強いことと
TiC 自体の耐食性が劣化抑制因子として重要であることを明らかにした。実験結果に基づいて、し
っかりとした考察が展開されている。 
 第3章では、より高活性なカソード触媒開発を行うために、本研究室で開発された安定化白金ス
キン合金/カーボン触媒を用い、PEFC実作動条件での初期ORR活性と、起動停止よりも頻繁に起
こる負荷変動を模擬した耐久性試験中での変化を評価した。本研究室において合成された2原子層
相当の安定化Ptスキン層を有するPt2AL-PtM/C（M=Fe, Co, Ni）触媒の初期MAは c-Pt/CB触媒
よりも数倍高く、特にPt2AL-PtNi/C触媒は3.3倍高いMA値を示した。また、負荷変動耐久性試験
を行った結果、c-Pt/CB 触媒の MA は初期値の 30％まで低下したのに対し、Pt2AL-PtCo/C 触媒の
MAは初期値の86%も維持されるという高い耐久性を示した。Pt2AL-PtCo/C触媒の活性面積当たり
の比活性 jkが耐久試験前後で変化しなかったことから、脱合金化がほぼ完全に抑制されていること
 
 
 
わかった。これは、均一で安定化 Pt スキン層が形成されていたためと考察した。一方で、
Pt2AL-PtFe/C触媒及びPt2AL-PtNi/C触媒は、耐久性試験後において c-Pt/CB触媒より数倍高いMA
を示したものの、Pt2AL-PtCo/C触媒ほどの優れた耐久性は得られなかった。今後、粒子の凝集や脱
合金化を抑制する機構が解明できれば高活性・高耐久性触媒を設計するための手がかりを提案でき
る可能性がある。 
 これらの成果は、高活性・高耐久性カソード触媒を設計するための手掛かりとなり、PEFCの低
コスト化、耐久性、効率の向上のみならず、電気化学、触媒化学分野の発展におおいに貢献するも
のである。 
 以上により、博士論文審査に合格と判定した。 


English

Research and Development of Highly Active and Durable Cathode Catalysts for Polymer Electrolyte Fuel Cells

University of Yamanashi (山梨大学)博士(医学)医工博4甲第190

大山, 哲男

氏        名    大山 哲男 
博士の専攻分野の名称    博 士 ( 医 学 ) 
学 位 記  番  号    医工博４甲 第 190号 
学 位 授 与 年 月 日    平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第４条第１項該当 
専    攻    名    先進医療科学専攻 
学  位  論 文  題 名    Developmental changes in autonomic emotional response 
during an executive functional task: a pupillometric study 
during Wisconsin card sorting test.  
（実行機能検査における情動性自律反応の発達的変化：ウィスコ
ンシンカードソーティングテスト施行中の瞳孔径測定） 
 
論  文  審 査  委 員     委員長  教 授  飯島 裕幸 
委 員  准教授  猩々 英紀 
委 員  講 師  安藤 隆   
 
 
学位論文内容の要旨 
 
（研究の目的） 
意思決定に必要な情報処理過程は大脳皮質の背外側を経由する認知処理回路と腹側を経由する記
憶処理回路の二重のシステム構造になっており、これらの回路を経た情報は前頭葉に投射される。前
頭葉ではそれまでの経過や状況、つまり文脈に沿って意思決定がなされるが、情動はバイアスとして
の役割を果たすとともに、決定によってなされる思考や行動が惹起する情動反応によって我々はフィ
ードバックを受けると考えられている。これまで情動は経時的に変化するさまざまな自律神経機能を
捉えることで評価されてきたが、自律神経の鋭敏な調節を受ける瞳孔の計測が注目されている。瞳孔
径計測は恐れや警告、驚きといった感情の変化に伴う情動表出を捉える神経生理学的手法として用い
られてきたが、近年、注意や刺激の識別、ワーキングメモリの活用、知覚統合といった神経心理的な
認知処理に関連した情動性自律反応を定量化するために応用されている。しかし、瞳孔径計測を用い
た実行機能の情報処理過程に対する情動の関与やその発達変化についてはほとんど検討されていな
いために、本研究ではこれらを明らかにすることを目的とした。 
 
（方法） 
 対象は定型発達児 16名と健常成人 9名である。定型発達児は 3群に分けて 7-9歳を A群、10-14
歳を B群、15-17歳を C群とした。前頭葉機能である実行機能を評価するために、対象にウィスコ
ンシンカードソーティングテスト（WCST）施行中の瞳孔径変化を測定し、文脈変更への対応が求め
られる Cognitive shift（CS）時の瞳孔径変化を解析した。課題は液晶モニタに提示し、画像の照度
は照度計を用いて 75±5Lx の範囲に設定した。瞳孔径測定はアイマークレコーダ EMR-9を用いて
サンプリングレート 60Hzで計測した。解析はアーチファクトの除去およびデータの加算平均化のた
め EMR-dFactory および Excelを、統計解析ソフトは SPSS ver.12を用いた。各群間でのWCST検
査成績の差、また瞳孔変化の評価として瞳孔径変化率の積分値を算出して平均値を群間で比較したう
えで、WCSTの達成数と瞳孔径変化率の積分値との相関を検討した。本研究は、山梨大学医学部倫
理員会の承認を得ており、全例で本人及び両親の同意を得た。 
 
（結果） 
WCSTの成績は、平均達成数が年齢とともに有意に増加し（p<0.001）、保続数は減少した（p<0.05）。
瞳孔径推移は、健常成人群は CS 時に持続的に散瞳して連続正答時や次正答発見時には持続的に縮瞳
したが、A群では CS時に散瞳せず、逆に連続正答時や次正答発見時に散瞳する傾向を認め、B群か
ら C 群で徐々に瞳孔径の変動は成人パターンに近づくことが示された。CS時の瞳孔径推移の発達的
変化を定量化するために瞳孔径変化率の積分値を各群で平均して比較すると年齢とともに有意に増
加しており（F(3, 18)=5.425, p<0.01）、下位検定により A 群と成人群の間に有意な差を認めた
（p<0.05）。CS 時の瞳孔径変化率積分値と WCST での達成数で有意な正の相関が見られたものの
（r=0.705, p<0.001）、年齢と瞳孔径変化率積分値（r=0.55, p<0.05）、また年齢と達成数（r=0.598, 
p<0.01）にも有意な正の相関を認めた。CS 時の瞳孔径変化率積分値・年齢・WCST達成数で調整を
行った偏相関係数を算出すると、達成数は CS 時の瞳孔径変化率積分値と正の相関が見られたが
（r=0.522, p<0.05）、年齢間では有意な相関関係は認められなかった。 
 
（考察） 
WCSTの成績を年齢群間で比較すると、これまでの報告と同様に経年齢的に有意に上がっていた。
成人における WCST 施行中の瞳孔径は、CS 時には持続的に散瞳し、連続正答時および次正答発見
時には持続的な縮瞳した。Damasio らは前頭葉に損傷を受けた患者では、単純な画像刺激では情動
性自律反応が正常に惹起されるのに対し、社会的観点から意味を持つ刺激による反応が健常者と異な
っていたことを示して、実行機能の情報処理過程における情動性自律反応の関与の可能性を報告して
いるが、本研究はこの仮説を支持するものであった。さらに発達的変化の検討から WCST の成績と
瞳孔径変化率の積分値に正の相関関係を認め、10 代前半から成人群で得られた瞳孔径変動パターン
に近づいていくことが示された。これまでの過去の報告では前頭葉機能は 10代前半で急速に成熟す
るとされており、実行機能と情動性自律反応はカップリングして発達することが示唆される。 
 
（結論） 
本研究によって情動性自律反応が実行機能の認知処理過程にとって重要なバイアスとなることが
推測される。また、実行機能は情動とカップリングして 10代前半に急速に発達することが示唆され
る。 
 
 
 
論文審査結果の要旨 
 
大山氏は，前頭葉での実行機能の情報処理過程に対する情動の関与をみるために，情動性自律反応で
ある瞳孔反応を記録解析する実験を，正常発達小児と成人を対象として行った． 
情報処理タスクとしてウイスコンシンカードソーティングテスト WCSTを被検者に課し，その際の
瞳孔反応における，瞳孔径変化をアイマークレコーダによって記録した． 
WCSTは提示した図形の色，数，形の特徴のいずれかと共通する画像を提示 4画像の中から選択さ
せるタスクである．色，数，形のいずれが，共通特長として指定されているかは隠されている．コン
ピュータは回答者の選択に対して，正答か誤答かの反応を与え，誤答の場合は正答となるまで繰り返
させる．正答後は 6回同じ共通特長による質問が続くが，7回目に隠された共通課題は予告なく変更
されて，回答者は試行錯誤で新たな共通特徴が何であるのか，思考することになる．この変換点を
cognitive shift (CS)として，再度正解がえられるまで思考錯誤を重ね，正解を得た後同じ共通課題で
の 6回の質問が繰り返される．CSまでの 6回の正答の連続を 1回の達成として，48回中の達成数
を評価する．さらに CSの際の瞳孔反応を解析した． 
その結果，達成数は年齢で 3群に分類された小児では，年齢とともに増加して，15-17歳児では成人
とほぼ同様であった．また CS の際の瞳孔反応は成人では安定的に散瞳相に移行するが，小児では年
齢とともにその成人のパターンに近づいていくことが示された． 
今回の瞳孔解析の結果から，前頭葉の遂行機能への投射システムが，年齢とともに情動ネットワーク
の影響を受けるようになるという成熟化への発達過程が支持された． 
 
学位論文研究テーマの学術的意義． 
前頭葉での実行機能に対する投射経路として，認知回路と記憶回路が重要視されているが，これに情
動回路も関与しているとの仮説を説明するために，情動性自律反応である瞳孔反応を精細に解析した
今回の研究の学術的意義は評価される． 
問題点としては，対象を年齢別のグループに分けて解析したことがある．年齢とともに情動反応の関
与が確立するのであれば，群分けではなく，成人対象も含めて，年齢を連続変量として扱い解析した
ほうが理解しやすかったと考えられる．また統計解析をパラメトリック変数として扱っているが，対
象の抽出が無作為とはいえず nも小さいので，ノンパラメトリックな変数として解析したほうがよ
かったと考えられる． 
今後のさらなる発展を期待する． 


Developmental changes in autonomic emotional response during an executive functional task: a pupillometric study during Wisconsin card sorting test

RASADUJJAMAN, MD.

 
 
 
氏 名  MD. RASADUJJAMAN 
博士の専攻分野の名称  博士（工学） 
学 位 記 番 号  医工博甲第３７６号 
学 位 授 与 年 月 日  平成２８年５月３１日 
学 位 授 与 の 要 件  学位規則第４条第１項該当 
専 攻 名  グリーンエネルギー変換工学特別教育プログラム 
学 位 論 文 題 目 LOW TEMPERATURE DEPOSITION OF CU FROM 
SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE FLUID USING A 
NOVEL CU(I) PRECURSOR: DEPOSITION 
CHARACTERISTICS AND IMPACT ON THIN FILM 
STACKING. 
(新規 Cu（I）原料を用いた超臨界流体中 Cu 低温堆積：堆積特
性と薄膜積層への影響) 
論 文 審 査 委 員  主 査 教 授  近  藤  英  一 
教 授  小 宮 山 政 晴 
教 授  武  井  貴  弘 
准教授  鍋  谷  暢  一 
山梨大学 客員教 授   柳  田  真  利 
IMEC（ベルギー王国）主幹研究員 Mikhail B. Baklanov 
 
学位論文内容の要旨 
マイクロエレクトロニクスデバイスの集積密度は過去数十年にわたって指数関数的に増
加している。高集積マイクロエレクトロニクスデバイスのダウンスケーリング要求を満た
すために、化学的な手法を利用した配線用 Cu 薄膜の堆積法が重要となる。この論文は、超
臨界流体中化学堆積法（supercritical fluid chemical deposition, SFCD）により、新規な 1
価 Cu アミジナート前駆体を用いた Cu 成膜の研究についてのものである。このプロセスは
高い成膜速度と信頼性を兼ね備えた将来 Cu プロセス技術として有望である。 
SFCD では、堆積反応媒体として超臨界 CO2（SCCO2）を使用するが、その有用性は実
験室規模では実証されてきた。SCCO2 のもつゼロ表面張力、低粘度、調節可能な溶媒能と
いった秀でた性質により、コンフォーマル極薄膜堆積や、高アスペクト構造内の充填、金
属エッチング、洗浄などが可能となり、環境調和型プロセスプラットフォームとして期待
 
 
 
されている。 
スケールアップは実用化のために必須の技術である。そのためには、SCFD の堆積メカ
ニズムを明らかにすることや、密着性などの信頼性の問題を解決する必要がある。また、
金属エッチングなどの新規な応用の開発も既存技術との差別化のためには必要となるであ
ろう。 
そこで、この論文ではまず、Ni と Cu の二種の前駆体を混合し Cu-Ni 合金ないし積層薄
膜の堆積について検討を行った結果について述べている（第２章）。同時堆積を行うと先に
Cu が堆積しついで Ni が堆積する。Cu と Ni の相互拡散が確認されたがこれは堆積温度が
高すぎたためであり、特に共融点の 350℃以上では著しい。合金堆積の原理や Cu/Ni 積層
膜形成条件を理解することができたが、同時に成膜の低温化が必須であることもわかった。
また Cu(II)(hfac)2、Ni(II)(hfac)2の 2 前駆体はどちらも F と O を含有するため汚染の懸念
もある。 
F・O フリー原料の Cu(I)アミジナート前駆体[Cu(I)(dippa)]2 を用い成膜温度の低減を図っ
た（第 3 章）。この前駆体はアセトン/CO2溶液中に十分に分散し、還元剤として H2を用い
ると非常に低温で Cu を堆積できる。堆積開始温度は 140℃であり、Cu(II)(hfac)2 や
Cu(II)(dibm)2 前駆体について報告された典型的な温度よりはるかに低い。さらに、Ru や
TiN のライナを有するナノトレンチ内に高純度の Cu 膜を堆積させることができ、特に Ru
の表面上では滑らかで強い接着性を有する薄膜を堆積することができた。 
[Cu(I)(dippa)]2をSCCO2中でH2還元してCuを堆積する際の反応特性をステンレス製の
反応器を有するフロー型システムを使用して検討した（第 4 章）。第 3 章で論じた約 140℃
という低い成膜開始温度はバッチ型システムを使用して得られたものである。その場合と
同様に、低い温度で同じく滑らかな表面を有する薄膜を得ることができた。堆積温度 140℃
から 240℃の範囲で、成長速度の温度依存性から求めた Cu 成長のための平均活性化エネル
ギーは 0.15±0.03 eV であった。前駆体濃度、H2濃度、成長圧力の成長速度への依存性を
調べた。空表面サイト[Cu(I)(dippa)]2の解離吸着に基づく堆積メカニズムを検討し、総括反
応中の律速段階として H2の脱着であると提案した。 
SCCO2中での Cu の低温堆積を Cu/Ni 積層構造に再適用した（第 5 章）。薄膜と界面を
オージェ電子分光法によって分析したところ、Cu 堆積温度(140℃)では急峻な Cu/Ni の界
面構造が得られていることを確認した。スタイラス励振型のマイクロスクラッチ試験で測
定限界の 1000 mN を超える高い接着強度（Cu のみだと数 mN）を有していることが確認
できた。高い密着強度は、Cu と Ni との間の強い界面結合に由来する。 
最後に、以上の SFCD 技術の化学的知見に基づき開発した、遷移金属（Cu、Ni、Co お
 
 
 
よび Fe）薄膜を SCCO2でエッチングする技術について述べられている。これらの金属は、
SCCO2 に溶解したキレート剤ヘキサフルオロアセチルアセトンと反応させ可用性の生成物
を得ることにより除去した。温度は 100℃~250℃で圧力は 10 MPa に固定した。薄膜が実
際にエッチングされたことは光透過率や蛍光 X 線分析により確認した。従来これらの金属
はドライエッチングによる除去が困難であった。本 SCCO2プロセスは、磁気抵抗メモリ処
理のための金属薄膜のエッチングに適用可能であると期待される。 
以上本研究では、Cu/密着層積層構造体の信頼性向上と新規 SFCD プロセスの開発を主眼と
し、新規 1 価 Cu アミジナート錯体の利用の試みと成膜特性の詳細な検討、ひいては実際に
積層構造体の作製を行ない優位性を実証した。さらにドライエッチング法では不可能な遷
移金属の新規エッチング法を開発した。 
論文審査結果の要旨 
RASADUJJAMAN 氏の学位論文は LOW TEMPERATURE DEPOSITION OF Cu FROM 
SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE FLUID USING A NOVEL Cu(I) PRECURSOR: 
DEPOSITION CHARACTERISTICS AND IMPACT ON THIN FILM STACKING(新規 Cu（I）原
料を用いた超臨界流体中 Cu 低温堆積：堆積特性と薄膜積層への影響)と題するものである。
RASADUJJAMAN 氏の研究は、超臨界流体中化学堆積法（supercritical fluid chemical 
deposition, SFCD）による、新規な 1 価 Cu アミジナート前駆体を用いた Cu 成膜の研究に
ついてのものである。このプロセスは高い成膜速度と信頼性を兼ね備えた将来 Cu プロセス
技術として有望である。RASADUJJAMAN 氏は Cu/密着層積層構造体の信頼性向上と新規
SFCD プロセスの開発を主眼とし、新規 1 価 Cu アミジナート錯体の利用の試みと成膜特性
の詳細な検討、ひいては実際に積層構造体の作製を行ない優位性を実証した。さらにドラ
イエッチング法では不可能な遷移金属のエッチングを開発した。 
第１章は集積回路・実装分野における Cu 配線技術、成膜方法と SFCD 法についての詳
細なレヴューである。第２章は Ni と Cu の二種の前駆体を混合し Cu/Ni 積層薄膜の堆積に
ついて検討を行った結果について述べられ、構造体の信頼性向上のためには成膜の低温化
が必須であることが明らかにされている。第 3 章では Cu(I)アミジナート前駆体
[Cu(I)(dippa)]2 を用いた成膜の実証と低温成膜性ならびに微細構造体内への優れた埋込に
ついての実証について述べられている。ついで、Cu 堆積反応特性と堆積メカニズムをフロ
ー型システムを使用して検討し、結果を第 4 章にまとめた。Cu 成長のための活性化エネル
ギーは 0.15±0.03 eV であり、[Cu(I)(dippa)]2の解離吸着に基づく堆積メカニズムを提案し
た。SCCO2中での Cu の低温堆積を Cu/Ni 積層構造に適用した結果は第 5 章にまとめられ
 
 
 
ている。Cu 堆積温度を 140℃まで下げ急峻で高信頼の Cu/Ni の界面構造を得ることに成功
している。最後に、以上の SFCD 技術の化学的知見に基づき、遷移金属（Cu、Ni、Co お
よび Fe）薄膜を SCCO2でエッチングする技術を開発した。この成果は第 6 章にまとめら
れている。 
RASADUJJAMAN 氏の研究結果のうち、Ni と Cu の二種の前駆体を混合し Cu/Ni 積層薄
膜の堆積について検討を行った結果、Cu(I)アミジナート前駆体[Cu(I)(dippa)]2 を用い成膜
の実証と低温成膜性ならびに微細構造体内への優れた埋込についての実証、フロー型シス
テムを使用した Cu 堆積反応特性と堆積メカニズムの検討、低温堆積 Cu を Cu/Ni 積層構造
に適用した結果の発表に基づき、提案された成膜メカニズムの物理化学的意味や他のメカ
ニズムとの差異、学術成果の工業的応用、金属拡散機構などに関する質疑応答ならびに口
頭試問を行った。 
 以上の内容についての公聴会発表、質疑応答ならびに最終試験結果の結果から全審査委
員一致のもとに RASADUJJAMAN 氏に博士（工学）の学位を授与することがふさわしいと
判断した。 


Low temperature deposition of Cu from supercritical carbon dioxide fluids using a novel Cu(I) precursor : deposition characteristics and impact on thin film stacking

University of Yamanashi (山梨大学)博士(看護学)医工博甲第362

横内, 理乃

氏        名    横内 理乃 
博士の専攻分野の名称    博 士 ( 看護学 ) 
学 位 記  番  号    医工博甲 第 362号 
学 位 授 与 年 月 日    平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第４条第１項該当 
専    攻    名    ヒューマンヘルスケア学専攻 
学  位  論 文  題 名    要介護者の副介護者向けリーフレット配布の主介護者における
効果 
（Effects of leaflet distribution for associate caregivers in 
family caregivers of care-needed persons） 
 
論  文  審 査  委 員     委員長  教 授    小林 康江 
委 員  教 授    浅川 和美 
委 員  教 授    宮本 和子 
委 員  教 授    中本 和典 
委 員  准教授    坂本 文子 
委 員  非常勤講師  新田 静江 
 
学位論文内容の要旨 
 
（研究の目的） 
現行のヘルスケアシステム下で活用できる簡便で有効な要介護者と家族介護者支援プログラムを
提言するために，副介護者による家族支援を明確化し，副介護者向けリーフレットの作成とその効果
の検証，及び介護初期相談時と 3 ヵ月後の主介護者の介護負担感と精神的健康状態の実態明らかに
することを目的とした． 
仮説 1．地域包括支援センター及び居宅介護支援事業所における初期相談時に相談のみを実施した場
合より，リーフレットを用いた副介護者支援を実施した場合の主介護者の介護負担感は軽い． 
仮説 2．地域包括支援センター及び居宅介護支援事業所における初期相談時に相談のみを実施した場
合より，リーフレットを用いた副介護者支援を実施した場合の主介護者の精神的健康状態は
良い． 
 
（方法） 
本研究では、居宅介護支援事業所 40 ヵ所及び地域包括支援センター1 ヵ所における介護初期相談
時の主介護者 50 名を対照群とし，対照群の紹介後に相談に訪れた主介護者 31 名を介入群とし，副
介護者向けリーフレットを用いた指導とした．Zarit 介護負担尺度日本語版（J-ZBI），精神健康調査
票 12 項目版（GHQ-12）を初期相談時と 3 ヵ月後に測定する時系列デザインを用いた．データは
Mann-Whitney 検定，χ２検定，Wilcoxon の符号付き順位検定，Kruskal-Wallis 検定にて変数間
の関係及び経時的変化を分析した．なお，山梨大学医学部倫理委員会の承認および施設管理者と対象
者の承諾を得ている． 
 
（結果） 
 リーフレットよる指導介入をした職種は，看護師 5 名，社会福祉士 7 名，介護福祉士 19 名であ
り，説明に要した時間は 5 分以内 17 名，5～10 分 14 名であった． 
対象者概要，介護・生活状況，副介護者の支援状況，主介護者の J-ZBI と GHQ-12 の初期段階に
おいて対照群と介入群に有意差はなかった．リーフレット配布後 3 ヵ月の J-ZBI，GHQ-12 の対照
群と介入群に有意差はなかった．副介護者の支援頻度は，初期段階と 3 ヵ月後ともに両群間の違い
はなかった．主介護者の概要は、女性 54 名（66.7％），続柄は実子 42 名（51.9％）で，就労者は
42 名（51.9％）であり，介護者の性別による要介護者の状態像に変わりはなかった． 
初期相談時の J-ZBI 総合得点は 31.3±17.5 点で，就労有より無（ｚ=－2.137，ｐ=0.033），「自
由に使える時間」有より無（ｚ=－4.093，ｐ=0.000）の方が高かった．個人負担因子項目「介護を
受けている方の行動に対し，困ってしまうことがありますか」（ｚ=－3.690，ｐ=0.000），「介護を受
けている方に対して，どうしていいかわからないと思うことがありますか」（ｚ=－2.258，ｐ=0.024）
で，初期段階に比べ 3 ヵ月後に有意な低下がみられた． 
初期相談時の GHQ-12 は 5.30±4.00 点で，就労有より無（ｚ=－2.795，ｐ=0.005），「自由に使
える時間」有より無（ｚ=－3.846，ｐ=0.000）の方が高かった．GHQ-12 の項目「自分のしている
事に生きがいを感じる事があった」（46.9％）「いつもよりストレスを感じたことがなかった」（34.6％）
は肯定的回答の割合が半数未満であった． 
 
（考察） 
 副介護者向けリーフレット配布により 3 ヵ月後の主介護者の介護負担感と精神的健康度に変化は
みられなかったことは，複数の専門職者からの介入方法に違いが生じ，副介護者が内容を十分理解で
きなかった可能性があることから，介入方法の統一をはかるための指導マニュアル作成などの必要性
があった．また，副介護者の役割に関する認識や行動の変化を直接副介護者から確認ができなかった
ことで，支援状況に変化がなかった要因が明らかにできなかったため，副介護者への調査が必要であ
った． 
初期段階から 3 ヵ月後の主介護者の変化として，要介護者の行動や対応について困っていた人が
3ヵ月後に少なくなったことは，相談・支援により徐々に主介護者が要介護者の行動の意味や対応方
法を理解できるようになったことによると推察される．また，副介護者から「留守番・見守り」の支
援を毎日受けている主介護者の 3 ヵ月後の精神的健康状態が良くなっていたことは，主介護者が「自
分の時間」を確保し，心身ともに休息がとれるような副介護者からの支援の必要性が示されている． 
 
（結論） 
１．副介護者がいる主介護者に対して，初期段階に相談のみを実施した場合と，リーフレットを用い
た副介護者支援を実施した場合の 3 ヵ月後の介護負担感と精神的健康度に違いはなかった．そ
の主な要因として，次の 2 点が挙げられた． 
１）リーフレットの読み上げでは，内容を具体的理解しにくく，副介護者の意識や行動変容につ
ながらなかった可能性がある． 
２）主介護者の支援内容に対するニーズと，副介護者の支援状況が合わなかったことが考えられ
る． 
２．介護相談の初期段階は，介護負担感が高く，精神的健康状態も悪い傾向にある． 
３．副介護者から「留守番・見守り」の支援を毎日受けている主介護者は，3 ヵ月後に精神的健康
度が良くなっていた．主介護者が「自分の時間」を確保し，心身ともに休息がとれるように支援
することが，必要な支援であると言える． 
４．介護相談導入 3 ヵ月後には，主介護者は，要介護者の行動の意味や対処方法が理解できるよう
になるとともに，要介護者の行動や将来に対する不安が減少する．                               
 
論文審査結果の要旨 
 
１．学位論文研究テーマの学術的意義 
 論文タイトルは「要介護者の副介護者向けリーフレット配布の主介護者における効果」である。目
的は、居宅介護支援事業所の初回相談時に主介護者と共に来所した副介護者にリーフレットを用いた
副介護者支援をすることは、通常のケアに比べて、主介護者の 3か月後の介護負担感（J-ZBI）が低
く、精神的健康度（GHQ-12）が高いことを検証することである。さらに、介護相談初期段階と 3か
月後の主介護者の介護負担感と精神的健康状態の実態を明らかにするものである。結果は、主介護者
の介入前後の介護負担感並びに精神的健康度に有意な差は無く、仮説は支持されなかった。副介護者
の支援頻度は、初期相談時と 3か月後ともに違いは無かった。3か月後時点では、副介護者から「毎
日」留守番、見守りを受けている群は、留守番・見守りが「無い」群に比べて、精神的健康度が良か
った。 
介護保険制度では、在宅医療と介護連携の推進が図られ、今後要介護高齢者の在宅医療、介護が増
加することが推測される。この一方で、高齢者への気兼ね意識や介護サービス利用時の金銭的負担か
ら、家族主体の在宅介護の形が続いており、家族介護者の介護による疲労やストレス、今後への不安
といった負担感は大きい。 
本研究は、仮説を証明するに至らなかったが、専門職者が副介護者に対してリーフレットを用いて
支援することは、実行可能であることがわかった。また、特定の地域の居宅介護支援事業所 40か所、
地域包括支援センター１か所の初期相談時 81名の主介護者を対象とした研究データは、その地域の
家族介護の実態を示す貴重なデータであるといえる。今後は、本研究の結果を踏まえたさらなる研究
の計画、実施が期待される。家族介護者の負担感を軽減するために副介護者の存在は重要であり、専
門職者による簡便で効果的な副介護者への家族介護者支援の方法が構築されれば、その果たす役割は
大きいと言える。以上から本研究は博士論文に値する研究であると判断する。 
２．学位論文及び研究の争点，問題点，疑問点，新しい視点等 
 介入方法は、専門職者が副介護者に直接面談しリーフレットを手渡し支援することを計画していた。
実際に、副介護者が来所しないことがあり、電話での面談や主介護者を介しての伝達という形でのデ
ータ収集となった。副介護者に対しては、主介護者への支援の実際の有無が確認されておらず、コン
タミネーションの問題が残る。計画時には実行可能性からサンプルサイズを算出している。J-ZBI
の結果からｔ検定のサンプルサイズを求めると 1群 392名必要であり、結果に影響している可能性
を否定できない。 
３．実験及びデータの信頼性 
 統計的手法は適切に用いられている。しかし、2で述べたことは、結果の信頼性に影響を与えてい
ると考える。 
４．学位論文の改善点 
 公開発表会、審査会での意見を取り入れ、的確に修正・改善された。 
 


Japanese

要介護者の副介護者向けリーフレット配布の主介護者における効果

王, 娜

山梨県におけるNPO法人経営の持続性意識に関する研究

University of Yamanashi (山梨大学)博士(看護学)医工博甲第361

長崎, ひとみ

氏        名    長﨑 ひとみ 
博士の専攻分野の名称    博 士 ( 看護学 ) 
学 位 記  番  号    医工博甲 第 361号 
学 位 授 与 年 月 日    平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第４条第１項該当 
専    攻    名    ヒューマンヘルスケア学専攻 
学  位  論 文  題 名    頭頸部がん患者の放射線療法・化学療法時の健康状態改善のため
の食事指導の具現化と課題 ―患者の食生活の質を高める看護師
の役割― 
(The study for nursing practice of dietary counseling for 
improvement health condition in the radiotherapy and the 
chemotherapy patients with head and neck cancer- The 
nursing role to improvement of quality of dietary style in 
patients - ） 
 
論  文  審 査  委 員     委員長  教 授    相原 正男 
委 員  教 授    田辺 文憲 
委 員  教 授    石川 眞里子 
委 員  准教授    井上 克枝 
委 員  教 授    水野 恵理子 
委 員  教 授    増山 敬祐 
委 員  非常勤講師  中村 美知子 
 
学位論文内容の要旨 
 
（研究の目的） 
頭頸部がん患者の放射線・化学療法時の健康状態と食生活の実態を分析し，患者の健康状態と食生
活の質改善のための看護師による食事指導の具現化に向けた課題を探る。 
 
（方法） 
1. 研究デザイン：量的記述研究 
2. 対象：A病院頭頸部外科病棟に入院中の頭頸部がんで放射線療法を受ける患者 13名（以下，放
射線療法群），化学療法を受ける患者 10名（以下，化学療法群）。 
3. 調査内容：1）対象者の属性（疾患名，治療内容）2）健康状態(1)血液生化学的検査値（Alb, 総
リンパ球数,亜鉛等）(2)自覚症状（全身症状 9項目，局所症状 14項目，その他 1項目計 24項目，
VAS で評価し評点が高い程症状が強いことを示す。）3）食生活（1）食物の摂取状況（五訂増補
日本食品標準成分表の 18食品群）(2)栄養摂取状況（エネルギー，たんぱく質，脂質，炭水化物
等 15項目）(3)食事の摂り方の特徴（摂取しやすい食品・調理法，食物特性等）(4)食の認識（「健
康」3項目，「栄養」2項目，「活力・生きがい」13項目の計 18項目。VAS で評価し評点が高い
程そうであることを示す。） 
4. 調査手順：各群とも治療前（以下，Ⅰ期），治療中（以下，Ⅱ期），治療終了時（以下，Ⅲ期）に
調査を実施する。Ⅱ期は放射線療法群 40Gy前後（4週目），化学療法群 1週目（5－7日目），
Ⅲ期は放射線療法群 70Gy前後（6-7週目），化学療法群 2週目（14日目前後）とした。2）対
象者が各調査日に自覚症状・食の認識調査票に記入する。3）血液生化学検査は，自覚症状・食
の認識調査日の朝に実施，(株)SRLに分析を依頼した。4）1日の食事摂取量の測定は，調査者
が各食配膳前後で秤量し献立毎の摂取重量を算出，間食の摂取量は対象者が記載する。管理栄養
士作成の成分値献立表に基づき食品摂取重量を算出する。栄養価計算にはエクセル栄養君
（Ver.6.0）を用いた。調査は各期の連続した 3日間実施し，その平均を算出した。5）各食下膳
時に，調査者が対象者に摂取しやすいもの・調理法，その理由について聞き取り調査を実施した。 
5. 分析方法：1）各変数の平均値±標準偏差を算出した。2)Ⅰ期～Ⅲ期の比較は，一元配置分散分
析（反復測定）を用いた。3）自覚症状と食物摂取状況の相関には Pearson積率相関係数を用い
た。 
6. 倫理的配慮：山梨大学医学部倫理委員会の承認を得た。対象者に研究目的，方法，倫理的配慮を
文書と口頭で説明し，同意を得て実施した。 
 
（結果・考察） 
放射線療法群(n=13)はⅡ期に咽頭痛，喉の違和感，口内痛，口内乾燥が増強し，血清 Alb値（3.72
±0.34g/dl），総リンパ球数（0.56±0.32×103/µl）が有意に低下，Ⅲ期に血清 Alb値 3.63±0.43g/dl
で最低値となった。一日エネルギー摂取量がⅠ期（1756.8±182.0kcal）からⅡ期（1404.0±592.3kcal）
に有意に低下し，Ⅲ期には 1146.8±385.7kcal で最低値となった。患者はパサパサするもの・水分が
少ないものが摂取しづらく，穀類，魚介類摂取量が低下したんぱく質摂取量は 45.4±16.6g に低下し
た。摂取しやすいものの特徴は，粥，親子丼，冬瓜の葛煮等の水分が多く炭水化物を多く含むもの，
豆腐，温泉卵，牛乳プリン等の喉越しが良くたんぱく質，脂質，カルシウム等に富むものであった。
総リンパ球数，血清 Alb値の低下は，免疫力の低下や咽頭・口腔粘膜炎の回復を遅延させる要因と
なるため，これらの食品でたんぱく質摂取量を補うとともに感染予防に努めることが課題である。患
者はⅢ期でも「食べること」は「栄養になる」「健康になる」という認識を保ち続け前向きな気持ち
が確認できた。 
化学療法群(n=10)はⅡ期に倦怠感，食欲低下，下痢が強く出現し，血清 Alb値（3.38±0.37g/dl），
白血球数（4.18±2.24×103/µl）が有意に低下し，Ⅲ期に血清 Alb値 3.29±0.43g/dl まで低下した。
エネルギー摂取量はⅠ期（1696.9±259.3kcal）からⅡ期 1136.4±368.2kcal まで低下し，Ⅲ期（1258.7
±382.7kcal）には改善傾向を示した。Ⅱ期は匂いのあるものが摂取しづらく，魚介類摂取量が低下，
たんぱく質摂取量 44.1±15.8g まで低下した。患者の摂取しやすいアイスクリーム，果物，菓子パン
等によりたんぱく質，炭水化物，ビタミン類等を補給することが重要である。 
 
（結論） 
 放射線療法患者 13 名は，40Gy に咽頭痛，口内痛，口内乾燥が強く，Alb 値，栄養摂取量が低下
し，70Gy に最低値となった。治療中に血清 Alb3.5g/dl以下となった患者 7名（53.8%）は，治療終
了時に口内乾燥が強くエネルギー摂取量 1034.2±446.0kcal と更に低値であった。化学療法群 10名
は，治療中に下痢，倦怠感，食欲低下が強く食事摂取量が低下した。治療中に Alb3.5g/dl 以下とな
った患者 3 名（30%）は，食欲低下が強く 823.9±398.9kcal で低値であった。豆腐等患者の摂取し
やすいものでたんぱく質摂取を補うことが課題である。看護師は患者の食事摂取状況と食に対する認
識を正確に理解し，患者が辛い時期に最も摂取しやすい食事の摂り方を患者と共に考える姿勢が課題
である。今後，本研究結果を看護師，医師，管理栄養士に提示し現状を共有し，頭頸部がん患者の放
射線療法・化学療法時の食生活指導書としてまとめ，看護師とともに患者の食生活が充実するまでの
体制づくりに関わることが課題である。 
 
論文審査結果の要旨 
 
本論文の目的は,頭頸部がん患者の放射線・化学療法時の健康状態と食生活の実態を分析し，患者
の健康状態と食生活の質改善のための看護師による食事指導の具現化に向けた課題を探すことにあ
った。対象は、入院中の頭頸部がんで放射線療法を受ける患者 13名，化学療法を受ける患者 10名。
調査内容は, 対象者の属性, 健康状態, 食生活(食物の摂取状況, 栄養摂取状況, 食事の摂り方の特徴, 
食の認識)である。調査手順は, 各群とも治療前（Ⅰ期），治療中（Ⅱ期），治療終了時（Ⅲ期）に調
査を実施した。結果は、放射線療法群の健康状態はⅡ期に咽頭痛，喉の違和感，口内痛，口内乾燥が
増強し，血清 Alb値，総リンパ球数が有意に低下，Ⅲ期に血清 Alb値で最低値となった。食生活は
一日エネルギー摂取量がⅠ期（1756.8±182.0kcal）からⅡ期（1404.0±592.3kcal）に有意に低下し，
Ⅲ期には 1146.8±385.7kcalで最低値となった。患者はパサパサするもの・水分が少ないものが摂取
しづらく，摂取しやすいものの特徴は，水分が多く炭水化物を多く含むもの，喉越しが良くたんぱく
質，脂質，カルシウム等に富むものであった。患者はⅢ期でも「食べること」は「栄養になる」「健
康になる」という認識を保ち続け前向きな気持ちが確認できた。化学療法群ではⅡ期に倦怠感，食欲
低下，下痢が強く出現し，血清 Alb値，白血球数が有意に低下し，Ⅲ期に血清 Albは最低値となっ
た。エネルギー摂取量はⅠ期（1696.9±259.3kcal）からⅡ期 1136.4±368.2kcalまで低下し，Ⅲ期
には改善傾向を示した。Ⅱ期は匂いのあるものが摂取しづらく，患者の摂取しやすいアイスクリーム，
果物，菓子パン等によりたんぱく質，炭水化物，ビタミン類等を補給することが重要である。結論と
して,看護師は患者の食事摂取状況と食に対する認識を正確に理解し，患者が辛い時期にどのような
食事の摂り方をすれば良いのか患者と共に考える姿勢が課題である。今後，本研究結果を看護師，医
師，管理栄養士に提示し現状を共有し，頭頸部がん患者の放射線療法・化学療法時の食生活指導書と
してまとめ，看護師とともに患者の食生活が充実するまでの体制づくりに関わることが課題である。 
 本論文の対象者は, 放射線や化学療法を受けるがん患者であり、今後ケアーや栄養管理はますます
重要になることが予想される。本研究成果は, 看護の現場に活用されることが期待され、意義のあ
る研究である。さらに, 多くの症例を対象とすることで，汎化できるデータの蓄積を希望する。 
 本論文は, 看護学博士論文として相応しいと考えられる。 
 


頭頸部がん患者の放射線療法・化学療法時の健康状態改善のための食事指導の具現化と課題 : 患者の食生活の質を高める看護師の役割

University of Yamanashi (山梨大学)博士(医学)医工博4甲第187

五十嵐, 賢

氏        名    五十嵐 賢 
博士の専攻分野の名称    博 士 ( 医 学 ) 
学 位 記  番  号    医工博４甲 第 187号 
学 位 授 与 年 月 日    平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第４条第１項該当 
専    攻    名    先進医療科学専攻 
学  位  論 文  題 名    アレルギー性鼻炎モデルマウスに対する舌下免疫療法の投与 
時間帯による効果の検討 
（The efficacy of sublingual immunotherapy for allergic 
 rhinitis shows a time-of-day-dependent variation.） 
論  文  審 査  委 員     委員長  教 授  桐戸 敬太 
委 員  准教授  柏木 賢治 
委 員  講 師  尾畑 純栄 
 
学位論文内容の要旨 
 
（研究の目的） 
アレルゲン免疫療法は花粉症の根治が期待できる治療法で、これまでアレルギー性鼻炎に対してハ
ウスダストやスギ花粉に対する皮下免疫療法（SCIT）が広く行われてきた。2014年にスギ花粉症に
対する舌下免疫療法（SLIT）が保険適応になり、安全性、利便性の観点から注目されている。SLIT
は、患者が自宅で投与することが可能である一方で、投与の時間帯に制限がないため、投与の時間帯
の差異が治療効果に及ぼす影響は明らかとなっていない。そこで我々は、卵白アルブミン
（Ovalbumin（OVA））とスギ花粉（Japanese cedar pollen（JCP））それぞれのアレルギー性鼻炎
モデルマウスを用いて予防的 SLITを休息期と活動期に行い、血清抗体やくしゃみの回数などを測定
し、SLITの投与時間帯による治療効果を検討した。 
 
（方法） 
マウスは Balb/c のメスを使用した。SLITには OVAまたは JCPを溶液にしたものを使用した。
SLITの方法は、まずマウスをイソフルランの吸入麻酔で眠らせて用手的にマウスの背部をつかみ、
マイクロピペットを用いてそれぞれの試薬を 10μL舌下に投与し下顎が水平になるように１分間固
定した。舌下投与の時間帯により、ZT（Zeitgeber time）4（午前 10時）投与群と ZT16（午後 10
時）投与群に群分けした。またコントロール群には ZT4に同量の PBS を投与した。最初に Day0か
ら Day4、Day7から Day11の計 10回、舌下投与を行った。次いで、OVA溶液または JCP抗原の
一種であるCry j 1溶液とAlumを混和したものを、Day14とDay21に腹腔内投与し感作を行った。
最後にDay28からDay32とDay35からDay39の計 10回、OVA溶液またはCry j 1溶液を日中（ZT0
から ZT18の間）に点鼻し症状を誘発した（チャレンジ点鼻）。Day39の最終点鼻直後 10分間のく
しゃみ、鼻かき行動をビデオカメラに記録し、後日それぞれをカウントした。また、Day18、Day25、
Day40に血液（血清）を、Day40に顎下部リンパ節と脾臓を回収し解析に使用した。 
 
（結果） 
OVA SLITモデルでは、血清総 IgE、血清 OVA特異的 IgEで、ZT4投与群の方がコントロール群
および ZT16投与群に比べて有意に抑制された。血清 OVA特異的 IgG2a/IgG1比および顎下部リン
パ節の制御性 T細胞は、コントロール群との比較で ZT4投与群は有意に増加した。脾細胞の OVA
再刺激由来のサイトカインの解析では、コントロール群および ZT16投与群に比べて ZT4投与群で
IL10の有意な抑制が認められた。くしゃみ、鼻かき行動は、コントロール群との比較で ZT4投与群
と ZT16投与群ともに抑制されたが、ZT4投与群と ZT16投与群間に有意差はなかった。所属リンパ
節への抗原取り込み解析では、ZT4に舌下投与した方が ZT16に投与するよりも抗原を多く取り込ん
だ。 
JCP SLITモデルでは、血清 Cry j 1特異的 IgEで、ZT4投与群の方が ZT16投与群に比べて有意
に抑制された。血清 Cry j 1特異的 IgG2aおよび血清 Cry j 1特異的 IgG2a/IgG1比はコントロール
群との比較で ZT4投与群は有意に増加した。くしゃみ、鼻かき行動は、コントロール群との比較で
ZT4投与群と ZT16投与群ともに抑制されたが、ZT4投与群と ZT16投与群間に有意差はなかった。 
 
（考察） 
本研究の結果により、OVA SLITモデルでも JCP SLITモデルでも、活動期（ZT16）に舌下投与
するよりも休息期（ZT4）に舌下投与した方が効率的に寛容を誘導する可能性が示唆された。OVA
と JCPでは結果に違いがあり、顎下部リンパ節の制御性 T細胞は OVA SLITモデルでは群間に有意
差があるのに対し、JCP SLITモデルでは差がなかった。また、OVA SLITモデルでは ZT4投与群、
ZT16投与群ともに Day18で血清 OVA特異的 IgEが増加したが、JCP SLITモデルでは増加がみら
れなかった。このような違いはあったが、休息期投与で免疫寛容を誘導しやすいことは共通していた。 
 
（結論） 
OVA アレルギー性鼻炎モデルまたはスギ花粉症モデルマウスの予防的 SLITで、投与時間によっ
て効果に差があり、休息期の投与がより有効である可能性が示唆された。 
 
論文審査結果の要旨 
 
1. 学位論文研究テーマの学術的意義 
本研究は、スギ花粉症に対するアレルゲン療法の一つである、舌下免疫療法（SLIT; sublingual 
immunotherapy）について、体内時計などの時間免疫学的観点から、アレルゲン投与の至適な投与
タイミングを検討することを目的に遂行されている。論文の中では、２つの SLITのマウスモデルを
用いた解析が行われている。１つは、アレルギー性鼻炎の基礎研究で広く使用されている、卵白アル
ブミン(Ovalbumin; OVA)を用いたモデルであり、他方は実際のスギ花粉(Japanese cedar pollen; 
JCP)を用いたモデルである。それぞれのモデルにおいて、ZT4（午前１０時;休息期）および ZT16(午
後１０時；活動期)のの異なる時間において、予防的 SLITが行われている。解析に用いたパラメー
ターは、免疫学的な指標として、総 IgE, 特異的 IgE, IgG1, IgG2の変化、リンパ球からのサイトカ
イン産生の変化、所属リンパ節細胞における抗原取り込みの相違および免疫寛容に係る制御性 T細
胞比率などが解析された。また、実際にモデルマウスのアレルギー症候の変化として、くしゃみや鼻
かき行動についても解析が行われている。OVAマウスモデルでは、コントロール群と比較して、SLIT
群では、総 IgE,特異的 IgEおよび特異的 IgG1の低下が認められた。また、IL-4, IL-13, IL-10など
のサイトカインの産生も低下を認めた。一方、制御低 T細胞比率は増加していた。くしゃみや鼻か
き行動の低下も確認されている。ZT4群と ZT16群との比較では、ZT4群において総 IgEと特異的
IgEの低下が確認されている。 
JCPモデルマウスでは、SLIT群において、総 IgEと特異的 IgEの低下、くしゃみ／鼻かき行動の
低下が確認された。ZT4群と ZT16群との間では、くしゃみ／鼻かき行動には相違を認めなかった。 
以上、スギ花粉モデルにおいては、投与時間を変化させることにより SLITの有効性に相違が認めら
れるか、という当初の課題については明らかにすることができなかったが、今後の発展が期待される
研究であると評価できる。 
2. 学位論文及び研究の争点，問題点，疑問点，新しい視点等 
提示されているデータおよび発表に対して、審査員から以下のような疑問点・問題点の指摘があった。 
（１）スギ花粉モデルについては、スギ花粉の投与量が１つに固定されているが、至適量であったか
について検討が必要ではないか。また、SLITを行う時刻についても、この時間が至適であったのか？ 
（２）くしゃみ／鼻かき行動の評価について、記録時間が十分であったのか？また、ビデオの評価に
バイアスが生じる可能性はないのか？ 
（３）免疫能を示すパラメーターの変化と、実際のアレルギー行動のデータについて、ZT4群と ZT16
群との間で矛盾がみられている。 
質疑応答において、発表者は上記の疑義に対して、実験手法の限界やデータ取得の困難さなども踏ま
え、適切に対応を行っている。 
3. 実験及びデータの信頼性 
上述の疑義に示されるように、実験のデザインについては再考の余地があると考えられたが、今回提
示されたデータについては、十分なマウス個体数を用いて、適切な統計学的解析が行われており、信
頼性は高いと評価できる。 
4. 学位論文の改善点 
本研究はスギ花粉のみならず OVA を用いたデータが多く提示されているため、論文のタイトルにつ
いて、再考する必要があると判断される。また、本文中に、誤字や表現について一部修正が必要な箇
所が認められた。Figure説明と内容に齟齬がある箇所も委員より何点か指摘があった。引用文献の
引用形式についても、発表年のみでなく、巻やページを明示するよう改善が求められる。 


アレルギー性鼻炎モデルマウスに対する舌下免疫療法の投与時間帯による効果の検討

University of Yamanashi (山梨大学)博士(医科学)医工博甲第368

相井, さやか

氏        名    相井 さやか 
博士の専攻分野の名称    博 士 ( 医科学 ) 
学 位 記  番  号    医工博甲 第 368号 
学 位 授 与 年 月 日    平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第４条第１項該当 
専    攻    名    人間環境医工学専攻（生体環境学コース） 
学  位  論 文  題 名    Development of Japanese Version of the Emotional 
Expressivity Scale 
（日本語版 Emotional Expressivity Scale の作成） 
 
論  文  審 査  委 員     委員長  教 授   森石 恆司 
委 員   准教授   前川 伸哉 
委 員  客員教授  伊藤 弘人 
 
学位論文内容の要旨 
 
（研究の目的） 
感情の表出とは、感情の種類や、顔表情・声・ジェスチャーなど感情の表出様式に関わらず、感情を
外へ向けて表現することである(Kring et al., 1994) 。感情表出には、私たちの適応性や機能性の手
助けをする重要な役割があり、感情を表現することの身体的利点は皮膚ガン(Temoshok et al., 
1985) や乳ガン (Giese-Davis et al., 2002) の臨床ケースに加え、一般サンプルでも報告されている
（Sloan & Marx, 2004) 。また、感情表現と精神疾患にも関連性があると考えられている。統合失
調症(Kring &Earnst, 1999) や抑うつ症状 (Sloan et al., 2001) の患者には感情表現に顕著な制限が
見られる。また、PTSD患者にも感情の表現を抑制する傾向があることが報告されている   
(Roemer et al., 2001) 。この様に、私たちの身体的また精神的健康のあり方を考える際、個人の感
情表現について正確に理解することが非常に重要になる。にも関わらず、現時点では日本語での信頼
性の高い感情表出尺度が存在しない。本研究の目的は、海外で最も頻繁に使われている感情表出性質
問紙の一つである Emotional Expressivity Scale (EES: Kring et al., 1994) の日本語版を作成し、
その信頼性と妥当性を検討することである。 
 
（方法） 
EES原版の著者から許可を得た後、バックトランスレーションの手続きを経て日本語版 EES を完成
した。インターネット調査会社に学生として登録している 504名(男性 252名・女性 252名、平均年
齢 20.5歳)を対象に、オンライン上で日本語版 EESを回答してもらった。加えて、日本語版 Social 
Skills Inventoryより情緒的表現性尺度(EE)、感情のコントロール能力を測定する Courtauld 
Emotional Control Scale (CECS)日本語版、5因子人格検査NEO-FFI、セルフ・モニタリング尺
度(SMS)、抑うつ傾向を測定する CES-D、Rosenberg の自尊感情尺度(SES)を用いてオンラインの調
査を実施した。約 1ヶ月後に、241名が二度目の日本語版 EES を回答した。  
 
（結果） 
日本語版 EES全体の Cronbach の α係数は.84、1ヶ月後の再検査信頼性の相関係数は.61、と高い
内的整合性および再検査信頼性が得られた。また原版の EES と同様、日本語版も情緒的表現性を示
す EE とは高い正の相関があり(r= .71, p＜ .01)、感情のコントロールを示す CECS、神経症傾向を
示す NEO-FFIの N得点、CES-D得点と有意な負の相関があった(r= -.49~ -.12, ps＜ .01)。さらに
NEO-FFIの E得点・A得点、SMS得点、SES得点との有意な相関も認められた(r= .11～.47, all ps
＜ .01) 。NEO-FFIの O得点・C得点との相関はなかった(r= .02～.06, ns) 。 
 
（考察） 
日本語版 EESは、高い内的総合性及び再検査信頼性が示された。また、十分な収束的妥当性と弁別
的妥当性も得られた。原版の EES とは異なり、自尊感情尺度 (r=.26, p< .01) と 5因子人格検査
NEO-FFIの A得点 (r =.10, p< .05) との有意な正の相関があった。また抑うつ傾向を測定する
CES-Dとの有意な負の相関 (r = -.27, ps< .01) も認められた。この結果は、これまでいくつかの文
化比較研究が指摘しているように、感情表現における文化差が影響している可能性がある
(Matsumoto, 1993; Matsumoto & Ekman, 1989) 。また、本研究では Beck Depression Inventory
の代わりに CES-Dを使ったことにより、CES-Dが本研究の非臨床サンプルである学生参加者の抑
うつ傾向により敏感に反応した可能性も考えられる。今後は、学生以外のサンプルやオンライン以外
の手法を用いた測定も組み合わせることによって、感情表出性尺度の有用性をより明確にしていく必
要がある。 
 
（まとめ） 
本研究で翻訳された日本語版 EESは、信頼性と妥当性の高い安定した尺度であることが検証された。
今後は、日本語版 EES を活用し、非臨床と臨床のケースを対象とした日本人特有の感情表出の特徴
を研究題材にしたいと考えている。 
 
論文審査結果の要旨 
 
１． 学位論文の研究テーマの学術的意義 
相井氏は Emotional Expressivity Scale（EES）の日本語版を作成し、その妥当性および信頼性を
検証した。精神的または身体的健康状態を評価するために海外で一般的に使われている EES は、
感情表出を評価する方法の一つである。例えば、がん患者や精神疾患などの治療効果を検討する際、
EESは利用されている。しかしながら、我が国に日本人を対象とした信頼性の高い感情表出を評
価する方法はなかった。相井氏は EES 原版の著者から承諾を得て、日本語訳を行い、バックトラ
ンスレーションを経て、日本語版 EESを作成した。情緒的表現性尺度、感情のコントロール能力、
セルフモニタリング尺度、五因子人格検査、抑うつ傾向、自尊感情尺度について、オンライン調査
を実施した。その結果、作成した EES は高い信頼性をもち、収束的妥当性や弁別的妥当性も充分
であった。また、原版の結果と比較したとき、一部に感情表現の文化的差と思われる相違点が認め
られた。本研究は実用化を目指した研究で、学術的意義は高いと考えられる。 
２． 学位論文及び研究の問題点、争点、新しい視点など 
海外で用いられている EES を単に日本語訳するだけではなく、オンラインによって 504名の回答
を得て、約一ヶ月の間隔をおいてその約半数を対象に再度回答を得て解析しており、その信頼性と
妥当性を検証している。今後、年齢層を広げるなど検証方法を検討し、改良を加えると更に確度が
高くなると思われる。 
３． 実験及びデータの信憑性 
研究方法、データの信憑性に問題は見られなかった。 
 
４． 学位論文の改善点 
論文内容について訂正を指導し、再提出された論文に問題なかった。本論文は、当該領域において
高い意義をもつ内容であり、これからの研究の進展が期待される。 
 
委員との討議の結果、相井さやか氏の博士論文は学位に値するという結論に達した。 


Development of Japanese version of the emotional expressivity scale

University of Yamanashi (山梨大学)博士(医工学

寺澤, 郁夫

氏 名  寺澤 郁夫 
博士の専攻分野の名称  博士（医工学） 
学 位 記 番 号  医工博甲第３６３号 
学 位 授 与 年 月 日  平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件  学位規則第４条第 1 項該当 
専 攻 名  人間環境医工学専攻 
学 位 論 文 題 目  デジタル衛星通信技術の工業教育への応用に関する研究 
論 文 審 査 委 員  主査  教 授  秋 津 哲 也 
教 授  小 谷 信 司 
教 授  小 澤 賢 司 
准教授  丹 沢   勉 
教 授  園 家 啓 嗣 
准教授  石 田 和 義 
 
学位論文内容の要旨 
本論文はデジタル衛星通信技術の工業教育への応用に関する研究と汎用無線機器の通信
エリアを用いた位置測定システムの構築の２テーマによって構成されている。両研究とも、
工業高等学校における電気・電子系のカリキュラムを改善し、学力の向上を図るという目
的で行われた。工業高校の「課題研究」という科目は、少人数のグループを一人の担当教
員が１年間をかけて研究を行っている。スマートホンやタブレット端末の普及により、近
距離通信用の無線技術が必須の事項として学ばれているが、無線通信を使った課題研究の
実施例は数少ない。２つの課題研究を行ったところ、生徒の学習意欲に大きな変容が見ら
れた。 
課題 1 のデジタル衛星通信技術の工業教育への応用に関する研究 １０年程前から、大
学生や専門高校生が自作で人工衛星を作り上げ、実際に打ち上げ運用をしている。例えば、
東京大学・中須賀研究室、東京工業大学・松本研究室等における取組をあげることが出来
る。その衛星自作を課題として、工業高校において取り組みが可能な技術要素について検
討した。KAPPA１と命名した人工衛星と内部の電源装置、人工衛星筐体の作成、太陽電池
パネルの製作・特性実験、追尾アンテナシステムの構築等の課題に取り組んでみたところ、
大きな教育効果を実現することができた。 
課題 2の汎用無線機器ZigBeeを用いた狭範囲での位置測定システムの構築 汎用の無線
通信機器の電波の到達範囲が狭いという特性に着目し、中心においた Coordinator の周囲
に、Router を多数配置，End Device からの電波がどの Router を経由しているか確認する
事により、その位置の確定を試みるものである。End Device 側からも緊急信号を模した押
釦等で信号が伝えられ、両方向のやりとりが可能である。これらの装置を作り上げ、隣接
実験室に設定した実験空間でその位置の特定の実証実験を行った。研究がさらに進めば、
独居老人宅の老人の居場所確認ならびに独居老人からのEmergency信号の発信に応用でき、
今後増加する一人住まいの老人宅のセキュリティ管理に応用出来る。この課題研究におい
ても、無線に関する興味が向上し、ワンチップマイコンのプログラミング環境での習熟と
試作品の完成により大きな達成感を伴う教育効果をあげることができた。 
以上の２課題には甲府工業高校ならびに韮崎工業高校の２校において延べ 500 名以上の
生徒が取り組み、いずれの生徒においても学習意欲の向上と、これにともなう成績の向上
が見られた。 
以上の研究は以下の学会等に公開されている。 
第１部の課題１について、 
寺澤郁夫、超小型人工衛星 Kappa-I の製作、２０１０年３月 日本産業教育学会、第２
５回情報分科会（福岡教育大学）p．43 – 46 
課題１-２の概略とその教育効果について、 
Ikuo Terasawa、 Challenge Study: A Project Based Learning on a Wireless Communication 
System at Technical High School、 Higher Education Studies、 Vol. 6、 No. 1: 2016、 p. 110 – 115、 
掲載受理 2015 年 12 月 
Higher Education Studies  ISSN 1925-4741 (Print)   ISSN 1925-475X (Online) 
 
論文審査結果の要旨 
審査委員会による審査の結果、以下のような改善を前提として、さらに、学位論文が将来
開示されない手続き申請を行う条件で合とする。これは本文中の図に当該実習に参加した
工業高校の生徒の印象・表情等が描写されているためである。これらの訂正結果は最終版
に反映されることが望ましい。 
指摘事項１． 学力の向上に関する疑問 システムと評価法 
中間発表における指摘事項に対する検討結果、体系化―マニュアルやソフトウェア―等の
整備状況の資料、水平化―他校あるいは後継者に展開するためにとった準備 
以上の２点が開示されていないので補足が必要である。 
解決方法 もともとのカリキュラムの分析と問題点，作ろうとしたカリキュラムの構想、
そのための準備、結果に対する原因と分析、生徒の主観での満足度調査 
生徒の成績の向上や資格取得の記録の分析、高校生に対して課題をクリアーさせるために
なにが必要であったかの教育システムの課題，進行状況や当時配布した指導資料の添付、
最近の修了生に対して主観的アンケート調査を行い、結果を添付する。 
 
指摘事項２ 定量的な分析 生徒による主観的な意見の調査 
教育効果が見られた参加者人数が 500 人ぐらいという推定人数の根拠となる統計データが
開示されていない。当該工業高校の卒業生の統計と資格認定を行っている団体から開示さ
れているデータ等を調査する。 
解決方法 資格認定を行っている団体による級別の資格取得者人数に関するデータから、
客観的な評価を行い、この結果を添付する。 
指摘事項３ 論文の表現の完成度を上げる。 
解決方法 全体を利害関係のない人による推敲、図の引用元を開示する。 さらに、一部の
記述の削除 結論における以下の表現、「手を動かすことによって頭が活性化される」とい
う内容について、この議論を支える証拠が本論文内にないため、この文章は削除する。同
じく、「中等教育技術に関する具現化」などの文章を削除する。 
さらに、学力の向上にともなう間接的効果として大学進学者の増加や国家試験合格者の増
加も見られた.以上の学力向上は教育担当者としての主観的な判断であるが、研究成果を実
証する資料として、最近の課題研究の参加グループの生徒からの主観的な感想の調査と、
外部調査の統計資料を補足する。 
最終提出版において必要な修正と資料の補足が行われた。 


デジタル衛星通信技術の工業教育への応用に関する研究

University of Yamanashi (山梨大学)博士(医学)医工博4甲第185

井原, 達矢

氏        名    井原 達矢 
博士の専攻分野の名称    博 士 ( 医 学 ) 
学 位 記  番  号    医工博４甲 第 185号 
学 位 授 与 年 月 日    平成２８年３月２３日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第４条第１項該当 
専    攻    名    先進医療科学専攻 
学  位  論 文  題 名    Function of clock genes in the urothelium to regulate circadian 
rhythm of bladder sensation: The new concept of nocturia and 
nocturnal polyuria 
膀胱上皮における尿路知覚の概日リズム制御に関する時計遺伝
子の機能：夜間頻尿、夜間多尿における新たな概念 
 
論  文  審 査  委 員     委員長  教 授  中尾 篤人 
委 員  准教授  笠井 剛 
委 員  講 師  古屋 文彦 
 
学位論文内容の要旨 
 
（研究の目的） 
時計遺伝子は生体内のほぼ全ての臓器・細胞に存在している。時計遺伝子は数１０種類が同定され
ており、Per、Cry、Bmal、Clockを中心に幾重もの転写制御ループを形成し、睡眠・覚醒リズム、
ホルモン分泌・種々の代謝酵素活性・チャネル・レセプター発現リズムなどの概日リズムを制御して
いる。近年では、排尿・蓄尿などの下部尿路機能においても時計遺伝子に制御された概日リズムが報
告されている。 
下部尿路症状の一つに夜間頻尿・夜間多尿があり、その病態は複雑である。膀胱上皮細胞には尿意
知覚という重要な機能が存在しており、伸展刺激受容体である TRPV4や Piezo1が蓄尿による膀胱
の伸展を感知し Ca2+などの陽イオンを細胞内に流入させ、Connexin26や VNUTを介して ATPを
放出し、蓄尿刺激を中枢に伝達する。 
我々は尿意知覚においても概日リズムが存在し、それらはTRPV4やPiezo1、Connexin26やVNUT
の遺伝子発現リズムによって作り出され、時計遺伝子異常による膀胱上皮の伸展刺激受容体類の概日
リズム消失が睡眠期の異常な尿意を引き起こし、夜間頻尿・夜間多尿の原因の一つになっていると考
えており、これらの仮説を実証するため以下の実験を行った。 
 
（方法） 
１．時計遺伝子 Clock mutant マウス（ClockΔ19/Δ19）の排尿パターンをメタボリックケージを用
いて測定し、野生型マウス（WT）と比較した。 
２．WT、ClockΔ19/Δ19マウスの膀胱上皮細胞での時計遺伝子発現リズム、TRPV4、Piezo1、
Connexin26や VNUTの発現リズムをmRNA、タンパク質レベルでそれぞれ定量的 RT-PCR・
Western blotを用いて検討した。 
３．TRPV4、Piezo1、Connexin26や VNUTの遺伝子発現制御メカニズムを CLOCK抗体による
免疫沈降法で検討した。 
４．WT、ClockΔ19/Δ19マウスの初代膀胱上皮培養細胞（mouse primary urothelial cell culture: 
MPUCC）を用い、時計遺伝子発現リズム、TRPV4、Piezo1、Connexin26や VNUT発現リズムを
mRNA、タンパク質レベルでそれぞれ定量的 RT-PCR・Western blotを用いて調べ、ex vivoとの違
いを検討した。 
５．WT、ClockΔ19/Δ19それぞれのPeriod２-Luciferase Knock in mouseから作成したMPUCCや、
CLOCK siRNA を導入したMPUCC を用い、時計遺伝子発現リズム、TRPV4、Piezo1、Connexin26
や VNUT発現リズムの違いを検討した。 
６．Ca2+イメージング法を用い、WT、ClockΔ19/Δ19マウスから作成したMPUCC へ伸展刺激を加
え、細胞内 Ca2+流入量の概日リズムを測定した。 
７．ATP-生物発光カウントを行い、WT、ClockΔ19/Δ19マウスから作成したMPUC へ伸展刺激を
加え、放出される ATP量の概日リズムを測定した。 
8．Piezo1 antagonistである GsMTx4をWT、ClockΔ19/Δ19マウスへ投与し、膀胱伸展刺激抑制に
よる夜間頻尿・夜間多尿抑制効果、さらに投与時間による GsMTx4効果の違いを検討した。 
 
（結果） 
ClockΔ19/Δ19マウスが夜間頻尿・夜間多尿を示すことを見出した。 
WTマウスの膀胱上皮において、時計遺伝子は定説通りの発現リズムを持ち、それと相関するよう
に伸展刺激受容体類の遺伝子発現も概日リズムを伴っている事を RT-PCR、Western Blotで見出し
た。さらに免疫沈降法で、これら伸展刺激受容体類の概日リズムは CLOCKにより制御されている
事を見出した。Ca2+イメージング法、ATP-生物発光カウントの結果、WTマウスにおいて伸展刺激
後の細胞内 Ca2+流入量・ATP放出量は伸展刺激受容体類の遺伝子発現リズムと相関するように概日
リズムを呈した。 
一方で、ClockΔ19/Δ19マウスにおいて、WTマウスで見られたような時計遺伝子発現リズム、伸展
刺激受容体類発現リズム、伸展刺激後の細胞内 Ca2+流入量・ATP放出量の概日リズムはすべて消失
していた。 
GsMTx4の投与は、ClockΔ19/Δ19マウスのみで夜間頻尿を有意に抑制した。薬剤の効果は特に睡眠
期の投与で際立っていた。 
 
（考察） 
WTマウス膀胱上皮における尿意の知覚・伝達路には、時計遺伝子によって制御される概日リズム
が存在している。活動期においては排尿を伴う蓄尿量が、睡眠期では伸展刺激受容体類の発現低下に
より抑制されている。しかし、ClockΔ19/Δ19マウスではこれらの概日リズムが消失し、昼夜問わず同
じ蓄尿量で排尿し、これが夜間頻尿・夜間多尿の原因の一つであることが示唆された。 
 
 
（結論） 
尿意知覚の概日変動は夜間頻尿・夜間多尿の病態生理学における新しい概念である。これらを取り入
れた新規治療薬の開発や、時間治療への発展が期待できる。 
 
論文審査結果の要旨 
 
本申請者は、夜間頻尿／夜間多尿における時計遺伝子の役割について明らかにすることを目的とし
て本研究を行った。この目的のため、野生型マウスと時計遺伝子 Clock欠損マウスにおいて頻尿パ
ターンをメタボリックケージを用いて解析した。その結果 Clock変異マウスは夜間頻尿、夜間多尿
をきたすことを見出した。 
 このメカニズムを明らかにするために尿意知覚機能に関与する TRPV4, Piezo1, Connexin26遺伝
子の膀胱上皮細胞における発現パターンを解析した。野生型膀胱上皮細胞ではそれらの遺伝子は概日
性の発現リズムを示したが Clock変異膀胱上皮細胞ではその発現リズムが消失していた。さらに膀
胱上皮細胞を進展刺激した際の細胞内Ca2+流入量及びATP放出量についても野生型膀胱上皮細胞で
は概日リズム性の変動を示したが Clock変異膀胱上皮細胞では変動が消失していた。 
  
 以上のことから野生型マウスの膀胱上皮細胞において尿意知覚に関与する遺伝子群は概日リズム
性の発現変動を示し、その結果日中と夜間では畜尿量に日内変動を生み出していること、Clock変異
マウスではそれら遺伝子群の概日リズム性の発現変動が消失し昼夜を問わず同じ畜尿量で排尿しこ
れが夜間頻尿／夜間多尿の原因の１つであることが示唆された。 
 
 本論文は尿意知覚の概日リズム性の変動と夜間頻尿／夜間多尿との関係性を明らかにした極めて
優れた論文である。したがって本論文は今後の医学の発展に資するものと考えられ、医学博士の学位
に値するものであると審査委員一致で同意した。 


University of Yamanashi

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