hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実体波波形インバージョンによる全地球3次元内部構造推定

本研究計画の目的は,(実体波及び表面波を共に含む)広帯域地震波形記録を波形インバージョンにより解析し,(核及びマントルを共に含む)全地球の3次元内部構造を推定することである.我々はこれまでに,理論波形及びその偏微分計数の計算精度を計算時間を増やすことなく最適化する新しい計算法(Geller & Takeuchi 1995,GJI)及び効率的な波形インバージョンのアルゴリズム(Geller &Hara 1993,GJI)を開発した.本計画ではこれらの成果を踏まえて本波形インバージョンを行うためのソフトウェア開発を行った.開発したソフトウェアの一部をインターネット上で世界中に公開した(global.geoph.s.u-tokyo.jp/:pub/dsm/よりanonymous ftpが可能).このソフトウェアを用いて,複数の研究者により成果があげられた.当初計画では実際の波形インバージョンも実施する予定であったが,本計画の次に実施する予定である局所的な微細構造推定や異方性構造推定に必要な理論波形計算の手法開発を先に行った.これらの計算も我々の手法を用いれば効率的かつ高精度に行えることがわかった.本研究計画の成果により,広帯域地震波形データを用いた内部構造推定が可能になった.また我々が開発した新しい計算法は広範囲にわたり応用が可能で,本計画以外の地震学的な内部構造推定(石油資源探査などを含む)においても有効であることが示せた.本研究計画の目的は,(実体波及び表面波を共に含む)広帯域地震波形記録を波形インバージョンにより解析し,(核及びマントルを共に含む)全地球の3次元内部構造を推定することである.我々はこれまでに,理論波形及びその偏微分計数の計算精度を計算時間を増やすことなく最適化する新しい計算法(Geller & Takeuchi 1995,GJI)及び効率的な波形インバージョンのアルゴリズム(Geller &Hara 1993,GJI)を開発した.本計画ではこれらの成果を踏まえて本波形インバージョンを行うためのソフトウェア開発を行った.開発したソフトウェアの一部をインターネット上で世界中に公開した(global.geoph.s.u-tokyo.jp/:pub/dsm/よりanonymous ftpが可能).このソフトウェアを用いて,複数の研究者により成果があげられた.当初計画では実際の波形インバージョンも実施する予定であったが,本計画の次に実施する予定である局所的な微細構造推定や異方性構造推定に必要な理論波形計算の手法開発を先に行った.これらの計算も我々の手法を用いれば効率的かつ高精度に行えることがわかった.本研究計画の成果により,広帯域地震波形データを用いた内部構造推定が可能になった.また我々が開発した新しい計算法は広範囲にわたり応用が可能で,本計画以外の地震学的な内部構造推定(石油資源探査などを含む)においても有効であることが示せた.本研究の目的は長周期実体波及び表面波の波形データを用いることにより,高精度かつ高解像度の3次元地球内部構造(地震波速度構造)を推定することである.このような研究は理論地震波形及び偏微分係数の計算が膨大になり,これらを効率的かつ高精度に計算することが必要不可欠である.このために昨年度,高精度理論波形計算のための新しい離散化手法を開発した(Geller & Takeuchi 1995,GJI).本年度は,第一に新しい離散化手法を用いたP-SV理論波形計算のソフトウェアの開発,最適化及び性能評価を行なった(Takeuchi et al.1996,GRL).新しい離散化手法により,計算時間を増やさずに1桁以上精度が改善されていることが確認された.第二に新しい離散化手法を任意3次元不均質媒質の場合に適用できるように,定式化を拡張した.また,この定式化を用いて2次元不均質構造に対する理論波形計算を行なうソフトウェアを開発した(Cummins et al.1997,GJI).本ソフトウェアでは,従来よく用いられてきた,不均質構造を球対称構造からの無限小の摂動であるとする仮定を用いていないため,強度の不均質構造に対しても正確な計算が可能である.本研究では,6000kmスケールの上部マントル強度不均質構造を与えた場合に対する理論波形計算を行なった.理論波形計算により計算された波面と,波形計算と独立に計算された波線理論を用いて計算される波面と良く一致することが確認され,本ソフトウェアを用いれば強度不均質構造の影響を正確に計算できることを確認した.本研究の目的は高精度かつ高解像度の3次元地球内部構造(地震波速度構造)を推定することである.このような研究は理論地震波形及び偏微分係数の計算が膨大になり,これらを効率的かつ高精度に計算することが必要不可欠である.このために,高精度理論波形計算のための新しい離散化手法を開発した(Geller & Takeuchi 1995,GJI).本年度は実際のデータ解析により内部構造推定を行なう予定であったが,より高精度のインバージョン実現のための手法開発を先に行なうことにした.本年度は第一に新しい離散手法を任意3次元不均質媒質の場合に適用できるように,定式化を拡張した.また,この定式化を用いて2次元不均質媒質に対する理論波形計算を行なうソフトウェアを開発した(Cummins et al.1997,GJI).

本ソフトウェアでは,従来よく用いられてきた,不均質構造を球対称構造からの無限小の摂動であるとする仮定を用いていないため,強度の不均質構造に対しても正確な計算が可能である.理論波形計算により計算された波面と,波形計算と独立に波線理論を用いて計算された波面と良く一致することが確認され,精度が十分あることが確認された.
脳における硫化水素標的分子の単離と解析

硫化水素は古くからその毒性について詳しい研究がなされてきたが、生理機能を持つとは思われていなかった。1989年、脳内に硫化水素が存在していることが報告され、硫化水素が脳内で何らかの機能を持っているのではないかと提案された。我々はCBSが脳内硫化水素合成酵素のひとつであることを見い出し、脳スライスを使った電気生理学的実験ではLTPの誘導が硫化水素で促進されること、CBSノックアウトマウスではLTPが変調していることを報告した。このように硫化水素の合成系を中心に知見が増えてきたが、その細胞レベルでの直接的な作用についてはよく分かっていなかった。本研究において、我々は蛍光カルシウム指示薬を用いてラット海馬初代培養のリアルタイムイメージングを行ない、生理的濃度の硫化水素によって誘導される細胞内カルシウム濃度の変化をみた。その結果ニューロンよりもむしろ、アストロサイトにおいて硫化水素刺激による細胞内カルシウムの上昇が観察された。さらにこのカルシウム上昇が引き金となって、アストロサイト細胞間でカルシウムウェーブが観察された。この現象は、初代培養系だけではなく、ラット海馬の急性スライスにおいても確認することができた。このカルシウムの上昇は、脱感さしやすく、応答も遅い。これは、これまでカルシウムウェーブを起こすとされているATP、グルタミン酸などとは全く異なる特徴であった。さらにこのカルシウムの上昇は主に細胞外からのカルシウムの流入によるものであることも明らかにした。
非一様な強相関電子系における電子状態、特に輸送現象の理論的研究

反強磁性量子臨界点(AF-QCP)近傍の強相関電子系では、わずか1%の非磁性不純物が系全体の電子状態を劇的に変化させることが知られている。たとえば銅酸化物高温超伝導体では、1%のZn不純物により巨大な残留抵抗が生じたり、1μBに達する大きな局在モーメントが発生する。今回我々は、FLEX近似を拡張して空間的に非一様な状態に適用できる近似理論(GVI理論)を開発して、高温超伝導体における非磁性不純物問題を解析した。その結果、上記の実験事実を第一原理的に再現することに始めて成功した。その後、我々は鉄砒素系高温超伝導体における不純物効果を研究し、超伝導対称性に関する重要な知見を得た。さらに我々はAg金属中におけるYb不純物が、Ybの電子相関によって劇的に大きなスピンホール効果をもたらすことを理論的に予言した。○強相関電子系における不純物効果の理論的研究:反強磁性量子臨界点(AF-QCP)近傍の強相関電子系では、わずか1%の非磁性不純物が系全体の電子状態を劇的に変化させることが知られている。たとえば高温超伝導体では、1%のZn不純物により巨大な残留抵抗が生じたり、Znの周囲数サイトにわたって反強磁性相関が増大する。また非磁性不純物ひとつあたり、1μBに達する大きな局在モーメントが発生し、その大きさはAF-QCP近傍で発散的に増大する。これらの現象はいずれも通常金属におけるフェルミ液体的挙動から大きく逸脱し、長年未解明の難問であった。我々の研究は高温著伝導体のみならず、重い電子系や有機物超伝導体など、さまざまなQF-QCP近傍の強相関電子系に適用できると考えられる。CeCoIn5,CeRhIn5はAF-QCP近傍に位置する重い電子系であり、反強磁性相に隣接してd波超伝導状態が実現するなど大変興味深い物性が出現するため、現在盛んに研究されている。これらの物質では、AF-QCP近傍でホール係数がI/Tに比例して低温で著しく上昇し、また磁気抵抗がTの4乗に比例する「修正コーラ則」が成り立つなど、高温超伝導体と共通した現象が観測されるなど、大変興味深い実験事実が観測される。我々はこの事実を反強磁性揺らぎに由来するカレントバーテックス補正がもたらすと考えて、理論的解析を行った。CeCoIn5,CeRhIn5に対応する3次元ハパード模型をFLEX近似により解析し、3次元系でもカレントバーテックス補正が(2次元系以上に)重要になることを見出した。我々はCeCoIn5,CeRhIn5におけるホール係数、磁気抵抗、ネルンスト係数の三者三様の著しい非フェルミ液体的挙動を、カレントバーテックス補正を考慮することで「統一的に」理解できることを明らかにした。1.異方的超伝導体における熱伝導度の研究:高温超伝導体の熱伝導度は、ホールドープ系ではTc以下で急激な増大(コヒーレンスピーク)を示し、d波超伝導状態のノード構造に由来すると考えられる。一方電子ドープ系の熱伝導度はコヒーレンスピークを示さないため、d波とは異なる超伝導対称性が実現している可能性があると思われてきた。本研究では、スピン揺らぎの理論に基づくTc以下の熱伝導度の計算を世界で初めて行った。その結果、電子ドープ系でもやはりd波状態が実現しており、ホールドープ系との違いは準粒子寿命のk依存性によって説明できることが明らかになった。準粒子寿命のk依存性はhot spot/cold spot構造と呼ばれ、角度光電子分光によって実験的に観測され、スピン揺らぎの理論で自然に説明できる。ゆえに本研究により、電子ドープ系でもホールドープ系同様に、スピン揺らぎによるd波超伝導状態が実現することが明らかになった。2.高温超伝導体や重い電子系、有機物超伝導体など量子臨界点近傍の金属では、ホール係数が低温で発散的に増大するが、この現象はバーテックス補正(カレントに対する多体効果)であることが知られている。本年度の研究で、弱い不純物によってバーテックス補正が小さくなる結果、ホール係数の発散的増大が不純物によって抑制されることを明らかにした。

1. d電子系における異常ホール効果及びスピンホール効果の起源:多くの遷移金属化合物は、半導体や単純金属と比較してけた外れに大きな異常ホール効果及びスピンホール効果を示すが、その起源はこれまで明らかではなかった。本研究ではd原子軌道の軌道自由度に着目し、多軌道強束縛模型を解析した。その結果、伝導電子が軌道角運動量に由来する一種のAharonov-Bohm位相を獲得するため、顕著なスピンホール効果や異常ホール効果が発現することを明らかにした。さらに我々は、ブロッホ波動関数の極率に関係する内因性ホール効果と、不純物散乱に由来する外因性ホール効果(スキュー散乱およびサイドジャンプ)の両方を解析し、軌道自由度の重要性をあきらかにした。2.非自明な磁気構造に由来する新規異常ホール効果の理論:フラストレート系では、非自明な磁気秩序の出現に伴い、しばしば非従来型の異常ホール効果が出現する。我々は2tg軌道強束縛模型に基づきこの問題を解析した。一般に磁気秩序がnon-collinearであるとき、「軌道ベリー位相」を有効磁場とする非従来型の異常ホール効果が出現し、Nd2Mo207の実験結果を良く再現することがわかった。本機構はパイロクロア化合物にとどまらず、様々な多軌道フラストレート系における実現が期待される。
蛍光in situ hybridization法による早期肺癌遺伝子異常の検出

肺癌遺伝子異常をp53とerbB2についてFISH法で解析した.解析した肺癌症例は28例で、p53遺伝子の欠失は5/28(17.6%)に認めた。病理病期別にみた欠失の頻度はIA1/8(12.5%)、IB2/10(20%)、IIB0/5(0%)、IIIA1/3(33.3%)、IIIB1/2(50%)であった。erbB2遺伝子の増幅は8/28(28.6%)に認めたが。病理病期別にみた増幅の頻度はIA2/8(25%)、IB5/10(50%)、IIB0/5(0%)、IIIA1/3(33.3%)、IIIB0/2(50%)であった。末梢発生腺癌について病理病期と遺伝子異常の関係をみると、IA期と呼ばれる比較的早期の段階ですでに両者のコピー数の異常を有する症例が検出された.このことから、肺腺癌は径が小さく、所属リンパ節転移を認めない段階ですでに種々の遺伝子異常を有すことが示された.I期肺癌切除後に遠隔転移が出現する予後不良の症例ではこうした遺伝子異常が数多く蓄積され細胞の生物学的悪性度が高まっているものと推測される.今後この方法による遺伝子解析が肺癌の悪性度診断に臨床応用できるものと考えられる.FISH法による細胞解析が有肺癌遺伝子異常をp53とerbB2についてFISH法で解析した.解析した肺癌症例は28例で、p53遺伝子の欠失は5/28(17.6%)に認めた。末梢発生腺癌について病理病期と遺伝子異常の関係をみると、IA期と呼ばれる比較的早期の段階ですでに両者のコピー数の異常を有する症例が検出された.このことから、肺腺癌は径が小さく、所属リンパ節転移を認めない段階ですでに種々の遺伝子異常を有すことが示された.I期肺癌切除後に遠隔転移が出現する予後不良の症例ではこうした遺伝子異常が数多く蓄積され細胞の生物学的悪性度が高まっているものと推測される.今後この方法による遺伝子解析が肺癌の悪性度診断に臨床応用できるものと考えられる.FISH法による細胞解析が有FISHによる癌関連遺伝子の検出を行うための至適条件の検討を行った。使用したDNAプローブはp53とc-mycに対するFISH用ブローブである。ヒト末梢血液から採取したリンパ球をPHA存在下に増殖・培養し、コルセミドで分裂中期細胞を集め、カルノア液で固定後、スライドグラス上に滴下して正常ヒトリンパ球の染色体標本を作成し、分裂中期及び分裂間期の正常ヒト細胞の遺伝子検出を試みた。p53遺伝子について分裂中期細胞に関しては98%の細胞において1個の細胞について2コピーの遺伝子が検出できたが、分裂間期細胞では82%にとどまり、現在カルノア固定とスライドグラス上でのリンパ球進展の条件を変えて、分裂間期細胞においても95%以上の陽性率が得られるように条件を検討している。あらかじめc-mycの増幅がわかっている肺癌培養細胞株を用いて、同様にして染色体標本を作成したところ、分裂中期、間期細胞ともに全ての細胞でコピー数の増加が検出できた。p53遺伝子に関して、欠失のない肺癌培養細胞株を対象とすると、分裂中期で2コピーが確認された細胞は87%、分裂間期では68%であった。従って遺伝子増幅の検出は現在の反応条件で充分可能であるが、本来2コピーの遺伝子の欠失を検出するためにはさらに至適条件を検討する必要がある。目的とする生体から採取した検体は細胞数が少なく、全て分裂間期細胞を対象とするため、さらに検討を進めている。本年度はFISHの至適条件の検討を終了し、臨床検体の解析に移った。切除肺の原発腫瘍の割面をスライドグラスに捺印し、いわゆるスタンプ標本を作製して検体とした。FISH用DNAプローブとして先に至適条件を検討したp53,c-myc,3p21の各biotin標識プローブを使用し、蛍光色素FITCによる免疫組織学的検出を試みた。現在までに12例の肺癌原発巣(非小細胞癌)の解析に成功し、p53の欠失3例(25.0%)、3p21領域の欠失2例(16.7%)を確認した。このうちの1例では両領域が同時に欠失していた。c-mycの増幅例はいまだ検出されていない。欠失が確認された症例の病期はいずれもIIIA期で、比較的進行期にあり、腫瘍進展にともなってこれらの遺伝子異常が出現したものと考えられた。現在施行中のFISHはmono-colorであるが、標準となるセントロメア・プローブと対比させる意味ではdual-color FISHが好ましい。しかし、現在までの基礎検討では鮮明な発色が困難であるため、臨床検体の解析と併行して基礎検討を継続中である。

今後、さらに症例を蓄積し、上記以外の染色体領域についての異常の有無も検証していきたい。特に、本研究の目的である早期癌における遺伝子異常を検出するために、腫瘍径の小さな末梢型腺癌(1cm以下)の捺印標本と、中心型早期癌の細胞診用検体を収集中であり、順次検討を進めて行く予定である。本年度はdual colorFISHの染色に成功し、肺癌の癌抑制遺伝子としてp53、癌遺伝子としてerbB2のコピー数の変化を検出した。どちらの遺伝子も17番染色体上にあるために、17番染色体のセントロメアをレファレンスプローブとして細胞1個あたりの各シグナルのコピー数を計数し、スライドグラス上の細胞100個について調べた。解析した肺癌症例は28例で、組織型は腺癌21例、扁平上皮癌4例、大細胞癌1例、小細胞癌2例、病期はlA期8例、IB期10例、IIA期0例、IIB期5例、IIIA期3例、IIIB期2例である。全症例のうち、p53遺伝子の欠失は5/28(17.6%)に認めた。組織型別に欠失症例の割合をみると、腺癌2/21(9.5%)、扁平上皮癌2/4(50%)、大細胞癌0/1(0%)、小細胞癌1/2(50%)であった。病理病期別にみた欠失の頻度はIA 1/8(12.5%)、IB 2/10(20%)、IIB 0/5(0%)、IIIA 1/3(33.3%)、IIIB 1/2(50%)であった。全症例のうち、erbB2遺伝子の増幅は8/28(28.6%)に認めたが、いずれもlow gradeの増幅であった.組織型別に増幅症例の割合をみると、腺癌6/21(28.6%)、扁平上皮癌1/4(25%)、大細胞癌0/1(0%)、小細胞癌1/2(50%)であった。病理病期別にみた増幅の頻度はIA 2/8(25%)、IB5/10(50%)、IIB 0/5(0%)、IIIA 1/3(33.3%)、IIIB 0/2(50%)であった。
パルス照射による絶縁物の帯電及び二次電子放出の過渡解析法の開発と展開

本研究課題では,絶縁物の帯電及び二次電子放出の過渡解析法を開発して過渡現象を解明し,得られた技術・知見を産業界へ展開することを目的とする.そのために,独自に開発した半球型二次電子検出器をもとに短パルスイオン・電子照射による高精度時間発展二次電子収率計測並びに低ドーズ二次電子スペクトル計測システムを開発し,帯電に伴う二次電子放出過程の過渡解析による帯電・二次電子放出現象の解明を目指す.さらに汎用の二次電子収率測定用試料ホルダーを開発して実材料の二次電子収率測定法を確立することも目指す.これら目的のため本年度は,昨年度進めた現有イオン銃と駆動システムの改良によるイオンビーム照射の短パルス化について,中性粒子照射を抑制するための制御システムの構築と,イオンビームを安定して照射するためのガス導入システムの改良などを実施し,イオン銃開発を進めた.また,μ秒オーダーの高速での二次電子収率測定を実現するための測定システムの自動化を進め,収率並びに二次電子スペクトル測定システムをほぼ立ち上げた.またこれまでのイオンビームだけでなく電子線についても,現有する電子銃にブランカーシステムを組み込んでパルス化するための設計を開始した.あわせて,汎用装置で二次電子収率測定を行うための二次電子収率測定用傾斜試料ホルダーを試作し,企業の研究者と連携した収率測定を開始した.さらに,デバイスメーから提供を受けた実材料の二次電子収率の測定を進めるとともに,独自に絶縁膜を成膜するための蒸着システムの構築も進めた.絶縁膜試料の評価・分析に必要なスパッタ深さ分析や,分析中に起きる試料損傷についての検討も並行して進めた.本研究課題では,絶縁物の帯電及び二次電子放出の過渡解析法を開発して過渡現象を解明し,得られた技術・知見を産業界へ展開することを目的とする.そのために,独自に開発した半球型二次電子検出器をもとに短パルスイオン・電子照射による高精度時間発展二次電子収率計測並びに低ドーズ二次電子スペクトル計測システムを開発し,帯電に伴う二次電子放出過程の過渡解析による帯電・二次電子放出現象の解明を目指す.さらに汎用の二次電子収率測定用試料ホルダーを開発して実材料の二次電子収率測定法を確立することも目指す.これら目的のため本年度は,現有のイオン銃本体と駆動システムを改良することで,μ秒オーダーのパルスイオンビームを照射できるイオン銃システムを立ち上げた.これと併せて,これまで手動で行っていた二次電子収率測定を自動化するためにPCを用いた測定系を検討し,μ秒オーダーのパルスイオン照射下での二次電子収率を測定できる測定システムの開発を進めた.また,汎用装置での二次電子収率測定を行うために,分析装置メーカーや受託分析会社,メーカーの分析担当者とともに,汎用性の高い二次電子収率測定用試料ホルダーの設計を進めた.さらに,プラズマディスプレイパネル用保護膜であるMgO膜を中心にデバイスメーカーから絶縁物薄膜試料を入手し,実材料の二次電子収率の測定を進めた.また,絶縁膜試料の評価・分析に必要なスパッタ深さ分析や,分析中に起きる試料損傷についての検討も並行して進めた.本研究課題では,絶縁物の帯電及び二次電子放出の過渡解析法を開発して過渡現象を解明し,得られた技術・知見を産業界へ展開することを目的とする.そのために,独自に開発した半球型二次電子検出器をもとに短パルスイオン・電子照射による高精度時間発展二次電子収率計測並びに低ドーズ二次電子スペクトル計測システムを開発し,帯電に伴う二次電子放出過程の過渡解析による帯電・二次電子放出現象の解明を目指す.さらに汎用の二次電子収率測定用試料ホルダーを開発して実材料の二次電子収率測定法を確立することも目指す.これら目的のため本年度は,昨年度進めた現有イオン銃と駆動システムの改良によるイオンビーム照射の短パルス化について,中性粒子照射を抑制するための制御システムの構築と,イオンビームを安定して照射するためのガス導入システムの改良などを実施し,イオン銃開発を進めた.また,μ秒オーダーの高速での二次電子収率測定を実現するための測定システムの自動化を進め,収率並びに二次電子スペクトル測定システムをほぼ立ち上げた.またこれまでのイオンビームだけでなく電子線についても,現有する電子銃にブランカーシステムを組み込んでパルス化するための設計を開始した.あわせて,汎用装置で二次電子収率測定を行うための二次電子収率測定用傾斜試料ホルダーを試作し,企業の研究者と連携した収率測定を開始した.さらに,デバイスメーから提供を受けた実材料の二次電子収率の測定を進めるとともに,独自に絶縁膜を成膜するための蒸着システムの構築も進めた.絶縁膜試料の評価・分析に必要なスパッタ深さ分析や,分析中に起きる試料損傷についての検討も並行して進めた.新しいパルス照射低速イオン銃並びに駆動システムを試作する計画であったが,現有イオン銃並びに駆動システムの改良により性能向上を図ったため.現有システムの改良によりパルス照射イオン銃についておおむね計画通りの性能が実現できており,計画に従って順次,二次電子収率測定システムの自動化と,実材料の二次電子収率測定を進める.平成24年度の補助事業は廃止している。
適応共鳴理論(ART)を用いたDNAチップからの遺伝子ネットワーク解析

本研究ではまず、クラスタリング手法としてFuzzy ARTの有用牲を示すことを行った。解析対象データとしては米国Stanford大より公表されている、出芽酵母の胞子形成過程における遺伝子発現プロファイル(データ(1))を用いた。胞子形成過程は経験的に連続的な4つのフェーズ(Early, Middle, Middle-Late, Late)に分類されている。そこで、胞子形成過程においてフェーズ特異的に発現が誘導されることが分子生物学的実験結果により報告されている遺伝子に注目し、データ(1)より45遺伝子を抽出した。Fuzzy ARTを用いてこれら45遺伝子をクラスタリングしたところ、発現が誘導されるフェーズに従って分類された。この分類精度は現在汎用されている階層的クラスタリング手法や自己組織化手法と比較しても優れていた。さらに、マイクロアレイにより取得されたデータにはある程度のノイズが含まれる事が多い事が報告されていることを考慮し、上記45遺伝子のデータに、マイクロアレイの実験により考えられるノイズを加え、再度クラスタリングを行った。その結果、Fuzzy ARTを用いた場合のクラスタリングの再現性が最も高かった。以上の結果から、Fuzzy ARTは遺伝子発現プロファイルの解析に有用であることが示された(Bioinformation誌に発表)。現在、上記の解析結果を用いて、遺伝子の制御関係や柑互作用、ネットワークを解析する検討をはじめており、研究実施計画は順調に進行していると思われる。また、研究代表者は人工ニューラルネットワーク(ANN)を用いた情報解析の研究にも携わっている。現在、ヒート遺伝子の1塩基多型(SNP)と疾患との関連解析を行っており、ANNを用いてSNP情報から疾患の発症を予測するモデルの構築に成功している(J.B.B.誌に発表)。
NOラジカル発生剤による放射線防護作用の機構解明

汎用されている狭心症治療薬・血圧降下剤等から、ニトロプルシドナトリウム、硝酸イソソルビド、ニトログリセリン、ニコランジル、ニプラジロールの5種を選択し、ヒト正常線維芽細胞(AG1522細胞)を用いてX線による放射線障害防護能試験および毒性試験を行い、全ての薬剤に放射線障害防護能を認め、3μMの濃度までは全ての薬剤において毒性は認められなかった。さらに正常マウス(jcl : ICR、8週齢、♂)を用いてX線、混合放射線(γ線+中性子線)および中性子線による放射線障害防護能試験および毒性試験を行った。X線による放射線障害防護能がニトロプルシドナトリウムに認められ、また造血系および免疫系の回復促進によることが明らかになった。混合放射線(γ線+中性子線)による放射線障害に対してもニトロプルシドナトリウムは有効であったが、中性線単独による放射線障害に対しては有効性が認められなかった。1.正常ヒト線維芽細胞(AG1522細胞)での成果(1)狭心症治療薬の放射線障害防護能:X線3.5Gy照射時のAG1522細胞の生存率は約10%であるが、各薬剤を0.51.0μMとなるように添加した場合、使用した全ての薬剤において生存率の上昇(放射線障害防護能)が認められた。2.正常マウス(ICR/jclマウス、8週齢)での成果(1)狭心症治療薬の毒性試験:各薬剤を体内での希釈後30μMとなるように4回(30μM/日、1回目の投与から24時間間隔で3日間連続投与、7日目に更に投与)腹腔内投与後飼育し経過観察したが、死亡するマウスは認められなかった。(2)狭心症治療薬の放射線障害防護能:X線6.5Gy照射時のICR/jclマウスの生存率は約3040%であるが、各薬剤を体内での希釈後30μMとなるように、照射直後、照射から24および48時間後、および照射から7日目の計4回投与した場合、使用した薬剤の内1剤のみ生存率を約80%にまで回復させた。その他の薬剤では延命効果は認められたが、生存率を回復させるまでには至らなかった。(3)照射後14日目に末梢血を採取し、血球成分を調べた結果、照射のみを施したマウスに比して。(2)において生存率を回復させた薬剤を投与したマウスでは、造血系細胞数および免疫系細胞数が優位に高値を示した。1.正常マウス(ICR/jclマウス、8週齢)での成果(1)狭心症治療薬の毒性試験:昨年度放射線防護効果の認められた薬剤について、体内での希釈後30μMとなるように4回(30μM/日、24時間間隔で3日間連続および7日目)腹腔内投与後飼育し経過観察したが、死亡するマウスは認められなかった。(2)狭心症治療薬のX線障害防護能:X線6.5Gy照射時のICR/jclマウスの生存率は約3040%であるが、昨年度放射線防護効果の認められた薬剤を体内での希釈後30μMとなるように、照射直後、照射から24および48時間後、および照射から7日目の計4回投与した場合、生存率を約80%にまで回復させることを確認した。(3) X線を照射後14日目に末梢血を採取し、血球成分を調べた結果、照射のみを施したマウスに比して、(2)において生存率を回復させた薬剤を投与したマウスでは、造血系細胞数および免疫系細胞数が優位に高値を示し、放射線障害を受けた造血系および免疫系の回復促進が放射線防護能の一因であることが示唆された。(4)狭心症治療薬の中性子線障害防護能:中性子線3.5Gy照射時のICR/jclマウスの生存率は約40%であったが、X線障害の防護効果の認められた薬剤を体内での希釈後30μMとなるように、照射直後、照射から24および48時間後、および7日後の計4回投与した場合、生存率を上昇させるには至らなかった。中性子線照射後にこの薬剤を投与すると、X線照射後よりも低体温をきたし、薬剤の効果は得られなかった。来年度、更なる実験が必要と考えられる。(1)狭心症治療薬のX線障害防護能:X線6.5

Gy照射時のjcl/ICRマウスの生存率は約3040%であるが、昨年度放射線防護効果の認められた薬剤を体内での希釈後30μMとなるように、照射直後、照射から1日後、2日後および7日後の計4回投与した場合、生存率を約80%にまで回復させることを確認した。(2)X線を照射後14日目に末梢血を採取し、血球成分を調べた結果、照射のみを施したマウスに比して、(1)において生存率を回復させた薬剤を投与したマウスでは、造血系細胞数および免疫系細胞数が優位に高値を示し、放射線障害を受けた造血系および免疫系の回復促進が放射線防護能の一因であることが示唆された。(3)狭心症治療薬の混合放射線(中性子線およびY線)障害防護能:中性子線1.5GyおよびY線4.5Gy照射時のjcl/ICRマウスの生存率は08%であったが、X線障害の防護効果の認められた薬剤を体内での希釈後30μMとなるように、照射直後、照射から1日後、2日後および7日後の計4回投与した場合、生存率を4050%にまで回復させることを確認した。(4)狭心症治療薬によるx線誘発アポトーシスの抑制:X線6.5Gyをjcl/ICRマウスに照射し、36時間後に小腸および精巣を摘出し、TUNEL染色法によりアポトーシス細胞の分布を解析した結果、小腸幹細胞および精子幹細胞に特異的にアポトーシスが誘導されていることが示唆された。またX線障害の防護効果の認められた薬剤を体内での希釈後30μMとなるように、照射直後、照射から1日後、2日後および7日後の計4回投与した場合、これらのアポトーシス誘導が抑制されることが認められた。
長波長帯半導体量子ドットレーザーのための新素材・新形成法に関する研究

長波長帯半導体レーザー素子へ量子ドット構造を適応すべく計画した本研究における本年度の成果は以下のようになっている。・アンチサーファクタントの結晶成長中における働き、転位との相関、物性的特質アンチサーファクタントとは2次元成長を行うヘテロ構造系においても、3次元構造を形成することを可能にする結晶成長その場プロセスにおける新概念である。GaAs系に対しては窒素がその役目を果たし、供給量にて微小構造の制御が可能である。また、同様にGaN系半導体おいても、Siにて量子ドット構造の形成が確認できている。アンチサーファクタント導入による転位との相関関係を調べ、得にGaN系半導体では非常に効率のよい転位低減技法となることを突き止めている。(1)微傾斜基板を用いることで3次元構造形成様式を制御できることを突き止めた。(2)次元構造の初期密度の制御が、その後の結晶成長による膜品質に大きな影響を与えることを突き止めた。このように、アンチサーファクタント量子構造の制御性、結晶品質に関して多くの知見を得た。長波長帯半導体レーザー素子へ量子ドット構造を適応すべく計画した本研究は、以下の2点がキーポイントとなっている。それぞれについて、本年度の成果をまとめる。アンチサーファクタントとは2次元成長を行うヘテロ構造系においても、3次元構造を形成することを可能にする結晶成長その場プロセスにおける新概念である。本年は、GaAs表面へのアンチサーファクタント供給量と、その後のGaAs成長初期過程における微小構造の相関を明らかにした。その際、RHEEDによる成長その場観察も行い、アンチサーファクタントが結晶情報を引き継いで吸着し、格子定数変化をもたらさずに、ドット構造が形成される様子を明らかにした。(2)InGaAsN系混晶InGaAs系ドットにおけ量子ドットレーザーは既に報告があるが、GaAsとのエネルギー差が少なく、閉じこめ構造には不利であった。InGaAsN系では閉じこめエネルギーは十分取れるが、Nの取り込み増加に伴い格子定数がGaAsに近づきドット構造の形成が困難になった。アンチサーファクタント効果との兼ね合いで、InGaAsN系ドット構造が形成できる成長条件があることがわかった。また、InGaAs系成長において、クリティカルシックネスの延伸効果なども明らかになった。
小胞体膜イオンチャネルのオルガネラパッチクランプ法による展開

標準的パッチクランプ法のオルガネラ膜(小胞体膜)への適用に当たり、細胞核包を調整取得する操作からはじめた。単一膵腺腺房細胞は消化酵素(コラゲナーゼとトリプシン)を段階的に用いることで得られた。倒立顕微鏡下、低浸透圧溶液をガラスピペットにて細胞に吹きかけ、細胞を膨らませておき、その細胞表面に小さなカットを入れて脱核を促した。こうして得られた核包は、小胞体(ER)の小部分が核を袋状に囲んだ構造をもっていた(Nuclear Envelope: NE)。ER管腔はWhole-ER recording(通常のWhole-cell recordingと同様の操作)を用いて親水性蛍光色素、ルシファーイエロ-、をERに注入し確認できた。このように、標本はNEでありER膜による閉鎖管腔を構成していることが分かった。以上の基本的手技をふまえ、小胞体膜でのチャネルの同定およびその存在意義を調べた。ER膜には数種のイオンチャネルが存在した。つまり、管腔側カルシウムイオンにより活性化される200pS maxi-Kチャネル、および10ps以下のCIチャネルであった。前者はmaxi-Kチャネルの特異的阻害剤であるイベリオトキシンおよびパキシリンで抑制された。こうした阻害剤を細胞内へ注入し、細胞内カルシウム増加反応を、細胞膜に存在するカルシウム依存性イオン電流を指標として調べた。膜電位を正80mV以上にした場合と負80mVの場合で反応を比較すると、膜電位正値の場合に反応が著しく増大した。つまり、maxi-Kチャネル阻害剤の存在で細胞内カルシウム放出反応に非対称性が現れた。このことから、同K-チャネルは、細胞内カルシウム貯蔵部位間でのカルシウム分布を均一化する役割を担うことが示唆される。
長門本平家物語の本文と語彙索引のデータベース化の研究

本研究は大きく見て二つの目的を設けた。第一には善本の選定、同系統上にある諸本との本文の校合、その上に立っての本文の翻字化、および基礎的注釈研究であり、第二には本文のデータベース化とその全文のデータにもとづく語彙検索の方法の確立である。前者の目的については、浅原美子・名波弘彰編『〈長門本〉平家物語の総合研究第一巻校注編上』(勉誠社平成10年)、浅原美子編『〈長門本〉平家物語の総合研究第二巻校注篇下』(勉誠出版平成11年)を公刊したことで、長門本平家物語の善本国会図書館所蔵全二十巻の本文の翻字化を果たし、同系統上にある毛利家本、内閣文庫(現公文書館)所蔵本などの長門本平家物語との校訂、そして基礎的注釈をひとまず完成させることができた。次に第二の目的として設定した同テクストの本文のデータベース化をはかり、全文のデータを作成した。そのデータにもとづいて語彙検索方法の確立をめざし、その成果を平成12年度研究成果報告書にCD-ROMとして収めた。この二つの目的を果たすことで、平家物語の読み本系の研究にとって、従来待望されていた長門本平家物語の信頼できる本文を学界に提供することができた。特に第二の目的とした「長門本平家物語の本文のデータベース」は、現在の学界に要請されている貴重図書のオープン化に叶うものである。本研究が試みたこのデータベース化は他の読み本系異本ではまだ試みられてはいない。この研究が先駆けとなって他諸本のデータベース化が進展することを期待する。そのような研究こそ今後の学問研究に寄与することが大きいと信ずる。そのためにも、CD-ROMを活用し、前掲の二著書を併用することによって有意義な情報を簡便に取り出すことができる方法を公開することにする。データベース化の底本となる国会図書館蔵長門本平家物語全20巻のうち、平成9年度は、まず巻1から巻12までの翻刻及びパソコン入力の作業を行った。これは、従来善本にめぐれなかった長門本平家物語にとって、新たな信頼できる本文を刊本として学界に提供するとともに、時代の趨勢としてインターネットに乗せることで、学術に関する電子情報として広く公開するためでもある。本年度の研究課題としては、以上の作業と並行して、底本と同系統の8行本に属する宮内庁書陵部本、内閣文庫本、毛利家本(明治大学図書館蔵)の諸本との校合作業を行った。さらに、本年度と来年度の2年をかけて行う予定にしている語彙索引のパソコン入力のための準備作業として、電子学術情報としての索引検索に必要な本文の語彙の確定を進めた。そのための必要上、長門本と同じ読み本系平家物語のうちの、延慶本、源平盛衰記との本文対照表の作成作業をも進めた。その付随的な成果として、巻12までの注釈作業を行い、長門本の本文の特色を明らかにしつつある。なお、以上の成果はひとまず活字出版として、学界に公開したいと考え、平成10年4月に『長門本平家物語の総合研究・第一巻・校注篇(上)』(麻原美子、名波弘彰共編、勉誠社)として刊行されることになっている。データベース化の底本となる国会図書館蔵長門本平家物語全20巻のうち、平成10年度は、前年度に引き続いて、巻13から巻20までの翻刻及びパソコン入力の作業を行った。

これは、従来善本にめぐれなかった長門本平家物語にとって、新たな信頼できる本文を刊本として学界に提供するとともに、時代の趨勢としてインターネットに乗せることで、学術に関する電子情報として広く公開するためでもある。本年度も昨年度の方針を踏襲し、底本と同系統の8行本に属する宮内庁書陵部本、内閣文庫本、毛利家本(明治大学図書館蔵)の諸本との校合作業を行った。さらに、本文のデータベース化と並行して、巻13からの語彙索引のパソコン入力のために、電子学術情報としての索引検索に必要な本文の語彙の確定を進めている。そのための必要上、長門本と同じ読み本系平家物語のうちの、延慶本、源平盛衰記との本文対照表の作成作業をも進めた。本年度は昨年度の巻12までの注釈作業に続けて、巻13以降の注釈作業を進め、長門本の本文の特色を明らかにしつつある。なお、以上の作業の付随的な成果として、名波弘彰の論文「延慶本平家物語と長門本平家物語の本文」(『日本語と日本文学』28号平成11年3月)が発表される。データベース化の底本となる国会図書館蔵長門本平家物語全20巻のうち、平成11年度は、前年度に引き続いて、巻13巻から20巻までの本文翻刻及び注釈作業を行い、平成11年2月25日に『<長門本>平家物語の総合研究<第二巻校注篇下>』として公刊した。(なお編者の麻原美子氏は平成10年度まで「研究分担者」。作業のほとんどは平成10年度に行われた)。なお、以上の作業の付随的な成果として、名波弘彰の論文「義仲物語(「法住寺合戦」)における平知康のパフォーマンスをめぐって」(『文藝言語研究<文芸篇>』37号平成12年3月)が発表される。本研究も与えられた研究期間を終えるための報告となった。所期の目的である長門本平家物語の善本選択、同一系統本との本文校合、基礎的注釈といった一連の研究を終え、その成果は「<長門本>平家物語の総合研究第一巻・校注篇上」「<長門本>平家物語の総合研究第二巻・校注篇下」(勉誠出版、平成10年、平成11年)としてまとめ、学界に公表することができた。最終年度の平成12年度は本文のデータベースをCD-ROMに収め、語彙検索の方法に関して作業を完成させようとしている。その成果は『長門本平家物語の本文とデータベース化の研究』報告書として提出予定にしている。なお、以上の作業の付随的な成果として、研究分担者名波弘彰が「重衡物語の内と外(上)」(筑波大学文芸・言語学系紀要『文藝言語研究<文藝篇>』39号平成13年3月)を発表する。
島皮質における味覚情報処理の神経基盤解明

本研究では、島皮質における味覚情報処理の神経メカニズムを明らかにすることを目的にしており、味覚情報処理に関与する因子として、島皮質に発現している味覚関連受容体に着目している。ヒトの空腹時では、胃・腸管および脳におけるアナンダミドの血中濃度は高く、一方、満腹時では、血中濃度が低いことが知られている。島皮質ではCB1受容体が豊富に発現していることから、膜電位測光法を用い、内因性カンナビノイドであるアナンダミドの灌流投与により、島皮質ニューロン活動がどのような活動を示すかを検討した。不全顆粒島皮質(味覚野)と顆粒島皮質吻側部(自律神経関連領野のうちの胃腸領域)を含むラットスライス標本にアナンダミドを投与したところ、島皮質味覚野においてオシレーションが発生し、味覚野後部に隣接する島皮質胃腸関連領域へと伝播した。そして、両領野間の神経細胞集団の間に5 Hzで同期化した神経ネットワーク活動が生じていた。そうしたオシレーションが、CB1受容体抑制剤であるAM251によって消失したことから、CB1受容体を介してオシレーションが生じていることが明らかとなった。島皮質においては、calbindin陽性GABA細胞の軸索終末にCB1受容体が豊富に発現しており、その分布密度は、島皮質胃腸関連領域に比べて島皮質味覚野で高いことが示されている。このため、アナンダミド投与後、calbindin陽性GABA細胞の脱抑制によってオシレーションが引き起こされるものと考えられる。また、オレオイルエタノールアミドの投与によりCB1受容体の活性化により生じるオシレーションが消失することを明らかにした。こうしたオシレーションが、摂食行動の制御に深く関わっているものと示唆される。本年度は、島皮質に発現している味覚関連受容体として、CB1受容体の機能的役割について検討した。島皮質に発現しているCB1受容体の活性化により、島皮質味覚野と自律機能関連領野胃腸領域の間にネットワーク活動が生じることから、島皮質における味覚情報処理において、CB1受容体が重要な役割を果たしているものと考えられる。味覚情報処理における神経メカニズムの一端を明らかにする確認することができたことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。近年の目覚しい分子生物学的手法の発展により、大脳皮質においてもうま味受容体(T1R1/T1R3)が発現していることが報告された。しかし、島皮質に発現するうま味受容体(T1R1/T1R3)の機能的役割は不明な点が多い。このため、次年度は、島皮質に発現している味覚関連受容体として、うま味受容体(T1R1/T1R3)に着目して、機能的役割について検討し、味覚情報処理に果たす役割を明らかにする。大脳皮質第一次味覚野を含む島皮質は、味の受容・認知において非常に重要な脳部位である。しかし、島皮質神経回路の機能的特性は未解明な点が多く残されており、どのような情報処理機構により、味の受容・認知が行われているかは不明である。本研究は、味覚情報処理に関与する因子として、島皮質に発現している味覚関連受容体の機能的役割を検討し、味覚情報処理に果たす役割について明らかにすることを目的とする。これまで我々は、不全顆粒島皮質から無顆粒島皮質移行部の第4層に電気刺激を与えると、第4層に引き起こされた興奮は、第2/3層および第5/6層の両方向に伝播し、カラム状の興奮を示すことを明らかにしている。本年度は、島皮質味覚野に発現しているTRPV1(transient receptor potential vanilloid 1)受容体の活性化により、島皮質味覚野に生じる興奮伝播様式がどのように変化するかを観察した。不全顆粒島皮質と無顆粒島皮質移行部の第4層に金属電極を設置し、カプサイシン非存在下で電気刺激を与えると、第4層で生じた興奮は第2/3層および第5/6層の両方向に伝播し、カラム状の興奮を示した後、消失した。一方、カプサイシン存在下で電気刺激を与えると、カラム状の興奮は消失せず、時間の経過とともに吻尾方向に拡がり、味覚野全体に興奮が広がっていた。そして、生じた興奮は味覚野後部に隣接する自律機能関連領野へと拡がり、両領野の神経細胞集団の間にシータリズム(48 Hz)で同期化した神経ネットワーク活動が形成されることを見出した。これらの結果から、TRPV1受容体の活性化により、味覚情報処理が速やかに行われ、さらには、自律神経応答が引き起こされる可能性が示唆された。本年度は、島皮質に発現している味覚関連受容体として、TRPV1受容体の機能的役割について検討した。島皮質に発現しているTRPV1受容体の活性化により、興奮伝播範囲が拡がり、ネットワーク活動が生じることから、島皮質における味覚情報処理においてTRPV1受容体が重要な役割を果たしているものと考えられる。このように、味覚情報処理に果たす役割の一端を確認することができたことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。不全顆粒島皮質(味覚野)と顆粒島

皮質吻側部(自律神経関連領野のうちの胃腸領域)を含むラットスライス標本にアナンダミドを投与したところ、島皮質味覚野においてオシレーションが発生し、味覚野後部に隣接する島皮質胃腸関連領域へと伝播した。そして、両領野間の神経細胞集団の間に5 Hzで同期化した神経ネットワーク活動が生じていた。そうしたオシレーションが、CB1受容体抑制剤であるAM251によって消失したことから、CB1受容体を介してオシレーションが生じていることが明らかとなった。島皮質においては、calbindin陽性GABA細胞の軸索終末にCB1受容体が豊富に発現しており、その分布密度は、島皮質胃腸関連領域に比べて島皮質味覚野で高いことが示されている。このため、アナンダミド投与後、calbindin陽性GABA細胞の脱抑制によってオシレーションが引き起こされるものと考えられる。また、オレオイルエタノールアミドの投与によりCB1受容体の活性化により生じるオシレーションが消失することを明らかにした。こうしたオシレーションが、摂食行動の制御に深く関わっているものと示唆される。本年度は、島皮質に発現している味覚関連受容体として、CB1受容体の機能的役割について検討した。島皮質に発現しているCB1受容体の活性化により、島皮質味覚野と自律機能関連領野胃腸領域の間にネットワーク活動が生じることから、島皮質における味覚情報処理において、CB1受容体が重要な役割を果たしているものと考えられる。味覚情報処理における神経メカニズムの一端を明らかにする確認することができたことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。ヒトの空腹時において、胃・腸管および脳におけるアナンダミドの血中濃度は高く、逆に、オレオイルエタノールアミドの血中濃度が低いことが知られている。その一方、満腹時では、逆の挙動を示すことが知られている。島皮質においてはCB1受容体が豊富に発現していることから、空腹時、脳で増加するアナンダミドにより活性化され、摂食行動の亢進に関与する可能性が示唆される。しかしながら、島皮質に発現するCB1受容体の機能的役割は不明な点が多い。このため、次年度は、島皮質に発現している味覚関連受容体として、CB1受容体に着目して、機能的役割について検討し、味覚情報処理に果たす役割を明らかにする。近年の目覚しい分子生物学的手法の発展により、大脳皮質においてもうま味受容体(T1R1/T1R3)が発現していることが報告された。しかし、島皮質に発現するうま味受容体(T1R1/T1R3)の機能的役割は不明な点が多い。このため、次年度は、島皮質に発現している味覚関連受容体として、うま味受容体(T1R1/T1R3)に着目して、機能的役割について検討し、味覚情報処理に果たす役割を明らかにする。
心筋緻密化障害におけるサルコメア遺伝子変異と機能異常の網羅的解析

左室心筋緻密化障害(LVNC)においてサルコメア遺伝子の解析を行い、遺伝子変異の臨床的意義を検討した。日本人LVNC患者80名中23名(28%)で、5遺伝子(MYH7、MYBPC3、TNNC1、TPM1、ACTC1)に24変異が検出され、そのうち新規は17変異(71%)と高率であった。変異はMYH7(11)とMYBPC3(7)で全体の75%を占め、遺伝子変異の有無では予後に有意差は認められなかったが、複数変異あるいは稀なTNNC1、TPM1、ACTC1遺伝子変異は予後不良因子であった。LVNC患者のサルコメア遺伝子の解析が、予後の予測および適切な治療介入の一助となる可能性が示唆された。本研究の目的は、心筋緻密化障害の臨床遺伝学的研究の集大成として、サルコメア遺伝子の網羅的解析を行い、発症への関与を明らかにすることである。そして、遺伝子異常が、他の心筋症とは異なるサルコメア蛋白の機能異常を引き起こし、特異な病態を引き起こしていることを立証することである。平成24年度の研究では、大規模な全国調査を行い、小児期発症の心筋緻密化障害の臨床像、他の心筋症を含めた家族歴について検討を行った。承諾が得られた症例で、サルコメア遺伝子変異に関し、網羅的な遺伝子解析を行った。心筋緻密化障害では、同一家族内でも表現型に差が見られることから、承諾が得られた場合には、家族に関してもサルコメア遺伝子異常に関しスクリーニングを行った。また、サルコメア遺伝子変異のある群とない群で、心筋緻密化障害の重症度や臨床経過の比較を行い、また、遺伝子型と表現型の関連を検討した。さらに、発見されたサルコメア遺伝子変異が、サルコメア蛋白の機能にどのような影響を与えているか、心筋の伸展性やCa感受性を検討し、他の心筋症での機能異常と比較検討した。1)全国調査と臨床像の検討全国の小児科あるいは小児循環器科約100施設にアンケートを行い、小児期発症の心筋緻密化障害の頻度を把握。特に、家族性の有無、他の心筋症の有無、致死的不整脈や突然死の有無について検討した。2)遺伝子解析承諾が得られた症例では、サルコメア遺伝子変異に関しスクリーニングを行った。特に、これまで肥大型心筋症や拡張型心筋症で報告されている遺伝子変異の頻度、種類に関し比較検討を行った。特に、心不全や不整脈を合併する例としない例での遺伝子変異の頻度、種類に関し比較検討を行った。得られた血液検体から末梢血リンパ球を採取し、DNA遺伝子を抽出し、PCRとDNA sequencingを用いて遺伝子解析を行った。

得られた血液検体から末梢血リンパ球を採取し、DNA遺伝子を抽出し、PCRとDNA sequencingを用いて遺伝子解析を行った。心筋緻密化障害noncompaction of ventricular myocardium(LVNC)は、心室壁の過剰な網目状の肉柱形成と深い間隙を特徴とした心筋症で、難治性心不全や突然死の原因となる疾患である。2006年のAHA分類でも遺伝的要素の強いprimary cardiomyopathyとして分類されているが、これまでの我々の研究では、既知のTAZ, LDB3やDTNAの遺伝子変異が認められる割合は10%未満であり、他の多数の遺伝子の関与が強く疑われた。そこで、肥大型心筋症や拡張型心筋症にみられるサルコメア遺伝子異常に着目した。本研究の目的は、心筋緻密化障害の臨床遺伝学的研究の集大成として、サルコメア遺伝子の網羅的解析を行い、発症への関与を明らかにすることである。そして、遺伝子異常が、他の心筋症とは異なるサルコメア蛋白の機能異常を引き起こし、特異な病態を引き起こしていることを立証することである。日本人LVNC患者82名を対象に、サルコメア遺伝子7種(MYH7、MYBPC3、TNNI3、TNNT2、TNNC1、TPM1、ACTC1)をdirect sequence法で解析し、遺伝子変異の臨床的意義を検討した。82名中23名(28%)で、5遺伝子(MYH7、MYBPC3、TNNC1、TPM1、ACTC1)に24変異が検出され、そのうち新規は17変異(71%)と高率であった。変異はMYH7(11)とMYBPC3(7)で全体の75%を占め、TNNC1(1)、TPM1(3)、ACTC1(2)では少数であった。遺伝子変異の有無では予後に有意差は認められなかったが、複数変異あるいは稀なTNNC1、TPM1、ACTC1遺伝子変異は予後不良因子であった。LVNC患者のサルコメア遺伝子の解析が、予後の予測および適切な治療介入の一助となる可能性が示唆された。小児循環器学1)全国調査と臨床像の検討に関しては、全国の小児科あるいは小児循環器科約100施設にアンケートを行い、小児期発症の心筋緻密化障害の頻度を把握することが可能であった。特に、家族性の有無、他の心筋症の有無、致死的不整脈や突然死の有無について検討した。2)遺伝子解析に関しては、承諾が得られた症例では、サルコメア遺伝子変異に関しスクリーニングを行った。特に、これまで肥大型心筋症や拡張型心筋症で報告されている遺伝子変異の頻度、種類に関し比較検討を行った。特に、心不全や不整脈を合併する例としない例での遺伝子変異の頻度、種類に関し比較検討を行った。3)機能解析に関しては、変異心筋細胞の作製を行い、今後研究を進める予定である。1)全国調査と臨床像の検討に関しては、全国の小児科あるいは小児循環器科約100施設にアンケートを行い、小児期発症の心筋緻密化障害の頻度を把握することが可能であった。