hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前十字靱帯損傷膝における新たな客観的定量的評価方法の確立

前述の通り、平成26年度内に完了していない、検者内・検者間誤差の検出、並びに三次元電磁気計測システムとの同期をボランティア健常膝を用いて施行する予定である。続いて平成27年度に予定していた健常膝及び前十字靭帯(ACL)不全膝におけるEnd point定量的評価の比較を施行する予定である。ACL不全膝に対し、検者に本システムを装着した上でLachman testを施行する。ACL不全膝ではEnd pointは触知されず圧変化は単峰性となることが示唆されており、健常膝との圧変化を比較検討する。単峰性と二峰性の検知はEnd point触知時の圧変化を二回微分することで正方向の成分を検出することにより同定を行う。平成26年度での研究目標である「圧力センサー装着至適部位の同定」から鋭敏に圧変化を検出できる部位に圧力センサーを装着してデータ取得を行う予定である。また、本システムをBluetoothを用いてタブレット型PCと無線接続し、より臨床現場での使用が簡便なシステム確立を目指す。同一膝を用いて有線接続システムと無線接続システムのデータ解析を行うことにより、同様の正確性でデータ取得が可能であることを比較検討する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
ミトコンドリアを標的とする抗がん活性中分子の創製

ベンゼン環を組み込んだ機能性ユニットを持つボンクレキン酸類縁体の合成を検討した。炭素鎖長はボンクレキン酸の骨格を基準とした。2,4ージヨードフェノールを原料として2種類のアルキニル基をワンポット連続園頭反応で導入し、接触還元とそれに伴うシリル系脱離基の脱保護、酸化、高井反応でアルケニルボランを合成した。引き続き、ボンクレキン酸の全合成で用いたセグメントAを鈴木カップリングで結合させ、基本骨格を有する化合物を合成した。アセチル基を脱保護することで、フェノールの酸素上の置換基を種々変換することが可能となり、まずはプロパルギル基を導入し、最終段階においてヒュースゲン反応により2ーデオキシー2ーアジドグルコースを反応させたハイブリッド化合物Aを合成した。次にボンクレキン酸類縁体である簡略化トリカルボン酸をベースとして、エーテル結合でリンカーを介して2ーデオキシグルコースを結合させたハイブリッド化合物の合成を検討した。ボンクレキン酸のメトキシ基に対応する炭素鎖部位に酸素官能基を立体選択的に導入することとした。そこで光学活性グリシドールを原料としてダブルエポキシ開環反応を検討した。求核剤として種々の有機金属反応剤を検討したところ銅触媒によるグリニヤール試薬が最も良好な結果を与えた。結果的に、不斉2級アルコールを持つ長鎖炭素鎖を合成することができた。この不斉2級アルコールに対してエーテル結合によるリンカーの導入は低収率であったので、アシル化に切り替え、最後にヒュースゲン反応により2ーデオキシグルコースを導入したハイブリッド化合物Bを合成したボンクレキン酸の構造簡略化類縁体と2ーデオキシグルコースとのハイブリッド化合物を合成することができた。ハイブリッド化合物の生物活性試験をできるほどの量を合成し、4T1細胞などのがん細胞に対する細胞死誘導試験を行う。
強誘電体ゲートFET型不揮発メモリ素子の高品質化とその回路応用

(1)バッファ絶縁体層の組成の最適化(2)自己整合ゲート技術を用いたMFISFETにおける良好なデータ保持特性の実現MFISFET研究では従来、データ保持時間が短い等、材料の選択を含めた作製プロセス上の難しさに起因する課題の解決を優先する初期段階にあったため、ゲート積層構造のエッチングやイオン注入によるダメージがゲート直下の積層構造に与える影響を少なく出来る非自己整合ゲート方式を採用するのが一般的であった。しかし非自己整合ゲート方式のままでは素子微細化に限界があるため、将来、MFIS FETを半導体集積回路に応用するためには自己整合ゲート方式を採用することが必須である。本研究では、Pt/SBT/(HfO_2)_<0.75>(Al_2O_3)_<0.25>/SiMFISゲート積層構造形成後に自己整合ゲート方式でイオン注入を行うことによりMFIS FETを作製し、データ書き込み後10日間経過しても10^5以上の大きなON/OFFドレイン電流比を保持できることを確認した。
ナノドットアレイを用いた単電子高機能デバイス研究

近年の集積回路ではトランジスタの数を増やすことで高機能化を実現してきた。しかし現在、消費電力の増大が問題となっている。単電子デバイスはこれまでの素子とは異なる独特な特徴を持っており、低消費電力、高集積化から将来の大規模集積回路への応用が期待されている。ところが、単電子デバイスに必要な微細な単電子島を作製する際に生じてしまう、サイズ揺らぎによる特性の揺らぎが大きな問題となる。これを解決するため、多数のSiナノドットをアレイ状に配置し、単電子デバイスの利点を生かした新たなデバイス動作コンセプトを用いることで、サイズ揺らぎの影響を克服する方法を提案した。本年度は、Siナノドットアレイによる多入力・多出力を有するデバイスを従来のCMOSプロセスにより試作し、そのデバイスの機能性を検証した。ナノドットアレイデバイスは、多数の入力ゲートに加え、多数の出力端子を取り付けることが可能である。これは、ドットが複数あるため、異なるドットからそれぞれ独立な出力を同時に取り出すことができるためであり、1個のデバイスで多入力・多出力を実現できることになる。最も有用な典型的な多入力・多出力デバイスとして、加算器を取り上げ、その機能実現を目指して、SiのCMOSプロセスにより、3入力・2出力を有するナノドットアレイデバイスを作製した。その結果、このデバイスが半加算器、並びに全加算器として動作することを実証した。また、入力ゲートを4つに増やしたデバイスについても検討し、2出力デバイスで論理が選択変更できるデバイスの可能性を示し、将来的にゲート電極数を増やすことにより、論理の選択に自由度が高まり、多くの出力端子を持ったデバイスに対して更なる高機能化が期待できることを検証できた。
非極性担体としての粉末ポリエチレン上での高選択的オゾン化

1.一連のビニルエーテル(1)のオゾン化をメタノール中で行うと、対応するαーメトキシ、ヒドロペルオキシド(2)が定量的に得られる。このことは、ビニルエーテル(1)のオゾン化で生成する一次オゾニドの開裂の方向が選択的であり、結果として目的とするカルボニルオキシド(4)が排他的に生成することを意味する。一方四塩化炭素のような非プロトン性溶媒中でのオゾン化では、カルボニルオキシド(4)の二量化生成物であるテトロキサン、環元生成物であるカルボニル化合物を含む複雑な生成物のみを与える。2.アルコキシ置換基をもつオゾニドを合成する目的で,ポリエチレン上でのオゾン化を-78°Cで行ったところ、目的とするαーメトキシ置上換オゾニド(1,2,4ートリオキソラン)(3)が3040%の収率で得られた。これは、ポリエチレン上では、カルボニルオキシド(4)と蟻酸アルキルの接触時間が長いため、反応性の低い蟻酸アルキルでさえ中間体(4)に付加するためと思われる。3.溶液中でのオゾン化で副生する蟻酸アルキルのカルボニルオキシド(4)に対する反応性が低いことを利用して、カルボニル化合物およびイミンへの付加について検討した。一連のカルボニル化合物共存下での反応で生成するオゾニド(5)の収率から、カルボニル化合物の電子吸引性置換基がその反応性を顕著に増大させることを明らかにした。また、α,βー不飽和カルボニル共存下でのビニルエーテルのオゾン化では、興味ある構造をもつジオゾニドが好収率で得られる。イミンとの反応では、1,2,4ージオキサゾリジン(6)が高い収率で得られるが、これはカルボニルオキシド(4)がCーN二重結合に付加することを示す最初の例である。
大脳基底核の低周波リズム発生における視床下核プラトー電位の役割

上腕の低周波(4-8Hz)振戦はパーキンソン病の三大症候の一つであるが、その発生の神経機構は依然明らかにされていない。近年、視床下核細胞のバースト活動が振戦にフェーズロックしていることが報告され、振戦の神経基盤は視床下核細胞のバースト活動が低周波数で繰り返されるリズムによることが強く示唆されてきた。本研究代表者らは、視床下核細胞において長時間脱分極が持続するプラトー電位が発生することを見出した。本研究課題は、プラトー電位のイオン機構を明らかにし、計算機シミュレーションおよびin vivo実験により、視床下核細胞の低周波数リズム発生におけるプラトー電位の関与を明らかにすることを目指すものである。これまでに得られた研究成果は以下の通りである。1)プラトー電位が発生するため、静止膜電位が約-75mV以下に過分極させる必要がある。2)プラトー電位は過分極の状態から興奮性シナプス入力によって引き起こされるが、持続する過分極性入力が消失することによるリバウンドでも起こる。3)視床下核細胞のCa2+コンダクタンスとK+コンダクタンスを調べ、その内の幾つかがプラトー電位の発生や持続に関与する。4)プラトー電位の初期は外乱に強く、時間が立つにつれて過分極性入力によって膜電位が静止膜電位に戻される。5)これらの実験的観測を再現できるような計算モデルを構築した。6)プラトー電位を発生する視床下核細胞と淡蒼球細胞の相互結合回路において低周波リズムを発生させることが計算機シミュレーションで出来た。このモデルにおいて、視床下核細胞と淡蒼球細胞の発火位相も文献の報告と良く一致した。これらの成果のうち、1)4)までは現在投稿中で、5)と6)は準備中である。
イネ胚乳初期発生の細胞化と生殖隔離におけるOsMADS87遺伝子の機能解析

栽培イネと野生イネを用いた種間交雑では、いくつかの組み合わせで胚乳発生に異常が生じる。これらの雑種胚乳の解析から同定されたシロイヌナズナPHERES1と相同性の高いOsMADS87について定量PCRにより詳細に調べた。その結果、胚乳発生が抑制される交雑組み合わせでは発現が低く、胚乳発生が促進された交雑組み合わせでは高くなっており、細胞化のタイミングと発現量に相関がみられた。OsMADS87遺伝子を過剰発現・機能抑制する形質転換体を作出し胚乳発生について観察したが、顕著な影響は見られなかった。OsMADS87遺伝子には複数のファミリー遺伝子が存在することから、これらが協調して胚乳発生を制御している可能性が考えられる。本年度はイネの胚乳発生におけるOsMADS87遺伝子の機能を明らかにするために、以下の実験を行った。まず、OsMADS87遺伝子の胚乳における発現を正確に定量するためにリアルタイムPCRを行った。その結果、正常種子が得られる日本晴自殖の場合、OsMADS87遺伝子の発現は、受精後から細胞化が観察される2日目までは同定できたが、細胞化が生じたあとのステージではその発現が全く確認されなかった。一方、胚乳発生が異常を示した雑種胚乳では発現量に違いが見られた。胚乳発生が抑制された日本晴とO. punctataの雑種胚乳、逆に胚乳発生が促進された日本晴とO. longistaminataの雑種胚乳では、受精後2日目において日本晴自殖の場合に比べてそれぞれ、1/7以下の発現、2倍以上の発現の違いが同定された。次に、OsMADS87遺伝子を強制発現、機能抑制させる形質転換体の作出を行った。強制発現にはmaize由来のユビキチンプロモーターを用いた。発現抑制のために用いたRNAi法では、OsMADS87遺伝子の遺伝子領域とプロモーター領域(転写開始点付近)をそれぞれターゲットに持つコンストラクトを作出した。また、機能抑制のためにリプレッションドメインを持ったOsMADS87タンパク質を発現するCREST法を用いた形質転換体を作出した。さらに、胚乳特異的発現を示すOsFIE1遺伝子のプロモーター領域(およそ3kb)を利用することによって、胚乳特異的に強制発現、機能抑制を行う形質転換体を作出した。これらの形質転換植物については、導入遺伝子の確認と胚乳発生における影響を今後解析する予定である。これまでの研究から、栽培イネ(Oryza sativa)と野生イネ(O.longistaminata)の種間交雑において、Type I MADS-Box遺伝子をコードするOsMADS87遺伝子の発現に異常が見られることを同定している。本年度はOsMADS87遺伝子の発現異常について、昨年度に得られたデータの再現性を確認するために定量PCRを用いて、胚乳の発生ステージ別に詳細に解析を行った。また、OsMADS87遺伝子がインプリンティングを受けていることを調査するために栽培イネ間(ジャポニカイネ:日本晴とインディカイネ:カサラス)で正逆交雑を行い受精後の雑種胚乳を回収し、OsMADS87遺伝子が転写されるアリルについて、品種間多型を利用したallele specific RT-PCRを用いて検証した。その結果、OsMADS87遺伝子は母親由来のアリルから発現が見られるインプリント遺伝子であることが明らかになった。種間交雑による異常が生じた雑種胚乳では、OsMADS87遺伝子の高発現、もしくは低発現が見られるが、これらの雑種胚乳ではOsMADS87遺伝子のインプリント制御に変化が見られた。これらの結果から、イネ種間交雑に見られる胚乳発生異常におけるOsMADS87遺伝子の関与について学術誌に報告した(Ishikawa and Ohnishi et al. 2011Plant J 65:798-806)。一方、昨年度に作出したOsMADS87遺伝子を強制発現・機能抑制させる形質転換体を用いて、胚乳発生への影響について調査を行ったが、胚乳は正常であり顕著な影響は見られなかった。OsMADS87遺伝子についてはゲノム中に複数のファミリー遺伝子が存在することから、これらファミリー遺伝子との作用について精査を行う必要がある。
氷星間塵内部での分子生成過程解明に向けた水素原子拡散の研究

極低温の星間分子雲における初期分子進化過程の全容を解明するために、氷星間塵内部に取り込まれた原子・分子の反応プロセスの理解が重要である。本研究は、水素原子が氷内部に侵入し拡散していくかどうかを明らかにすることを目的とし、そのための研究手法確立を目指している。平成30年度は、超高真空・極低温実験装置を用いて、キセノン(Xe)への水素原子付加体(HXeH)、及び一酸化炭素(CO)への水素原子付加体(HCO)の赤外吸収スペクトルによる検出を試みた。10K程度に冷却されたAl基板上にXeガスを蒸着したのち、水素原子源により生成させたH原子を照射した。しかしながら、HXeHは検出限界以下であった。その原因として水素原子の供給量が不足していた可能性、もしくは、赤外吸収分光計の感度不足が考えられる。前者に対しては水素原子源の改良、後者については光学系の見直しを行う必要がある。また、COへのH原子照射では、HCOが赤外吸収スペクトルにより検出可能であることが確認された。したがって、当初の研究計画に従い、COをプローブとした水素原子拡散の研究を進めることが可能と考えられる。申請書に記載した実験を順に遂行することが出来ているため、研究はおおむね順調に進展していると判断した。既存の研究計画に基づき研究を進める。物品費の使用額が請求額未満であったのは、研究グループで現有の装置で実施可能な実験を行い高額の設備備品の購入が不要であったため。ただし、これらの備品を使用する実験を翌年度に計画している。計画書に記載した国内学会への参加をせず研究(実験)にエフォートを割いたため、旅費の支出額が0となった。
IgEアレルギーの新しい分子制御

本研究ではIL-21を用いたアレルギー疾患の制御とその機構について解析し、新しいアレルギーの分子制御技術を確立することを目的とした。アレルギーモデルとして、マウスのピーナッツ・アナフィラキシー、およびアレルギー性鼻炎を用い、これらに対してIL-21を遺伝子導入、組換えタンパクとして腹腔内投与または点鼻投与、組換えタンパクをナノ粒子に封入した形態での点鼻投与の3通りで投与した。その結果、まず遺伝子導入の系では、ハイドロダイナミクス・デリバリーにて肝に導入することにより、ピーナッツ・アナフィラキシーとアレルギー性鼻炎の両方の系で、いずれも著明にアレルギー症状が抑制できた。このとき血清中IgE濃度の有意な減少が見られた。アレルギー症状の改善度と血清中IgE濃度変化はいずれも、遺伝子導入の回数に依存した。アナフィラキシーはIL-21の腹腔内投与によっても軽快し、このときIgH鎖C epsilonの胚型mRNA発現が抑制されていた。一方、点鼻投与では、rIL-21、rIL-21/ナノ粒子のいずれの場合も、同程度にアレルギー性鼻炎を軽快させ、またIgEレベルの低下をもたらした。このアレルギー性鼻炎に対する効果は、IL-21点鼻を予防的に投与しても治療的に投与しても、得ることができた。in vitroの実験では、B細胞にrIL-21を添加するとIgH鎖C epsilonの胚型mRNA発現抑制とともにId2の活性化が認められ、IL-21シグナルによるepsilonクラススイッチのブロックにはId2が関与している可能性が示唆された。本研究によって、IgE産生の抑制という、従来なかったアレルギー発症の根源を制御する治療法がIL-21の投与によって可能であることを示すことができた。I型アレルギー疾患において発症のキーとなるIgE産生は,活性化T細胞が分泌するサイトカイン群によって制御されている.アレルギーの治療的,予防的な制御を行うためには,IgEの産生を抑制するメカニズムを理解し,その機構を応用する必要があると考えられる.最近in vitroにおいては,IL-21がIgE産生を抑制する因子であることが示唆されたが,IL-21がin vivoにおいてもIgE抑制能があるのか,さらにI型アレルギーの発症と病態発現の制御に有効であるか否かについては,これまで報告されていない.そこで本研究は,IL-21のin vivoにおけるIgE産生抑制機構について検討するとともに、I型アレルギーに対する治療および予防の可能性についてモデル動物を用いた検証をおこなうものである.本年度は、以下の検討を行なった。(1)rIL-21の作成:バキュロウイルスの系を用いてrIL-21を作成、純化する系を確立した。(2)遺伝子導入:naked DNA法にてIL-21発現ベクターをマウスに導入し、in vivoにてIL-21の生理活性が得られることを確認した。(3)アレルギーモデル動物におけるIL-21分子制御:(1)アナフィラキシーのモデルとして、ピーナツアレルギーマウスを作成し、感作前または後に上記(2)の方法でIL-21遺伝子をin vivo導入した。予防的投与によってアナフィラキシーが顕著に抑制できることが分かった。またこの予防群ではIgEが有意に低下していた。治療的投与ではこの系では明らかな効果は得られなかった。(2)鼻アレルギーモデルとして、OVA誘発鼻アレルギーマウスを作成した。上記rIL-21の鼻内投与、または遺伝子導入を行ったところ、いずれの方法でもアレルギー症状が著明に抑制でき、さらにプレリミナリーな検討では、予防的のみならず治療的投与でも効果があることが示唆された。次年度は分子制御の方略を量的、時間的にさらに検討するとともに、免疫学的、分子生物学的により詳細な解析を加える予定である。

アレルギーモデルとして、マウスのピーナッツ・アナフィラキシー、およびアレルギー性鼻炎を用い、これらに対してIL-21を遺伝子導入、組換えタンパクとして腹腔内投与または点鼻投与、組換えタンパクをナノ粒子に封入した形態での点鼻投与の3通りで投与した。その結果、まず遺伝子導入の系では、ハイドロダイナミクス・デリバリーにて肝に導入することにより、ピーナッツ・アナフィラキシーとアレルギー性鼻炎の両方の系で、いずれも著明にアレルギー症状が抑制できた。このとき血清中IgE濃度の有意な減少が見られた。アレルギー症状の改善度と血清中IgE濃度変化はいずれも、遺伝子導入の回数に依存した。アナフィラキシーはIL-21の腹腔内投与によっても軽快し、このときIgH鎖C epsilonの胚型mRNA発現が抑制されていた。一方、点鼻投与では、rIL-21、rIL-21/ナノ粒子のいずれの場合も、同程度にアレルギー性鼻炎を軽快させ、またIgEレベルの低下をもたらした。このアレルギー性鼻炎に対する効果は、IL-21点鼻を予防的に投与しても治療的に投与しても、得ることができた。in vitroの実験では、B細胞にrIL-21を添加するとIgH鎖C epsilonの胚型mRNA発現抑制とともにId2の活性化が認められ、IL-21シグナルによるepsilonクラススイッチのブロックにはId2が関与している可能性が示唆された。本研究によって、IgE産生の抑制という、従来なかったアレルギー発症の根源を制御する治療法がIL-21の投与によって可能であることを示すことができた。
合成開口レーダを用いた飼料用トウモロコシの作付把握

日本の飼料時給率は25%と低く、さらに輸入穀物・飼料価格の高騰から、安定した飼料の供給と食料時給率向上のため、日本各地で飼料作物の生産量が増加している。本研究では、飼料用トウモロコシ作付圃場を雲の影響を受けずに観測可能な合成開口レーダ(SAR)データを用いて毎年確実に抽出する技術を開発する。当初計画ではALOS-2データを3年間使う予定であったが、打ち上げが遅れたため、JAXAの航空機SARデータを2年間利用した。その結果、飼料用トウモロコシ圃場の検出は、安定してほぼ90%以上の作成者精度が得られ、高い場合には97%という非常に高い精度で検出ができ、毎年確実に検出できる技術が確立された。日本の飼料自給率は25%と低く、さらに輸入穀物・飼料価格の高騰から、安定した飼料の供給と食料自給率向上のため、日本各地で飼料作物の生産量が増加している。一方、飼料用のトウモロコシの作付面積は、平成19年度以降、市町村単位の統計値が公表されなくなり、作付状況に関する客観的な情報を得ることが困難となった。この背景のもと、衛星データを用いたトウモロコシ作付圃場の把握に期待が寄せられている。本研究では、飼料用トウモロコシ作付圃場を雲の影響を受けずに観測可能なLバンドの合成開口レーダ(SAR)データを用いて毎年確実に抽出する技術を開発するとともに、将来的な衛星SAR利用の適用範囲拡大のための基礎的な情報収集を行う。国産LバンドSAR衛星のだいち2号機(ALOS-2)は、諸般の事情により打ち上げが2014年に延期となったが、ALOS-2と同様のLバンドSARセンサを搭載した航空機SAR(Pi-SAR-L2)による観測が対象地域で行われたため、そのデータで研究を遂行した。航空機観測は3回(6、8,9月)行われ、航空機観測に同期した現地調査を行った。対象地域において、飼料用トウモロコシを中心に作付品目の確認を行うとともに、サンプル圃場において飼料用トウモロコシの移植密度・稈長やバイオマス計測を行い、SARによって観測された後方散乱係数と比較を行った。その結果、強度データのみを用いた場合、全体の作付け分類精度は68割となった。一方、8月の位相情報を含めた4偏波データを用いた場合、全体の分類精度は79割弱となり、飼料用トウモロコシの作成者精度は9割を超えた。さらに、当初計画において、チャレンジングな課題として「出来れば」と設定していた大まかな収量区分について、8月の観測において、その可能性を示唆するデータが得られた。打ち上げが延期となっていた国産LバンドSAR衛星のだいち2号機(ALOS-2)であるが、平成26年5月24日(土)予定通り打ち上げに成功した。その後、約半年にわたる初期校正などを経て、平成26年11月25日に観測データの定常配布が開始された。したがって、平成26年度の飼料用トウモロコシの作付け期間中は、試験観測が行われたのみであった。一方、JAXAによりALOS-2と同様のLバンドSARセンサを搭載した航空機SAR(Pi-SAR-L2)による観測が対象地域で行われ、今年度も当該データで研究を遂行した。航空機観測は2回(8,9月)行われ、航空機観測に同期した現地調査を行った。その結果、農作物分類については、強度データのみを使った場合全体の分類精度は67%79%であったのに対し、位相情報を含めた4偏波データを用いた場合67%81%となった。なお、飼料用トウモロコシ圃場の抽出精度としては、作成者精度は9割を超えており、非常に高い精度で検出できている。衛星観測と航空機観測の大きな相違点は入射角である。そこで、入射角を30度50度の範囲に限定した結果、全体分類精度でも9割という高い精度を得ることができた。当初計画において、チャレンジングな課題として「出来れば」と設定していた大まかな収量区分について、8月の観測において、その可能性を示唆するデータが得られたものの、昨年度と違う偏波のデータにおいて最も強い関係がみられ、また、相関関係が正負逆転するという結果が得られた。最終年の来年度も実験を続け、関係性について検討を続ける。一方、飼料用トウモロコシの作付面積は、平成19年度以降、市町村単位の統計値が公表されなくなり、作付状況に関する客観的な情報を得ることが困難となった。本研究では、飼料用トウモロコシ作付圃場を雲の影響を受けずに観測可能なLバンドの合成開口レーダ(SAR)データを用いて毎年確実に抽出する技術を開発するとともに、将来的な衛星SAR利用の適用範囲拡大のための基礎的な情報収集を行った。当初計画では、国産Lバンド合成開口レーダ衛星「ALOS-2」を利用する予定であったが、衛星の打ち上げが遅れたため、JAXAの航空機搭載型LバンドSAR「Pi-SAR-L2」のデータを用いて2年間研究を行い、最終年1年のみALOS-2のデータを利用した。

その結果、空間分解能が航空機より低下するALOS-2においても、作成者精度92.3%という高い精度で飼料用トウモロコシ圃場を分類することができた。さらに、全偏波観測における複素数データも加味した解析では、97%という非常に高精度で分類ができた。一方、チャレンジ的な課題としていた収量の区分については、それぞれの年で、いずれかの偏波とバイオマスとの間に強弱はあるが相関が見られたものの、時期、偏波ともに3ヶ年を通して一定でなく、安定して評価できる手法開発までは到達できなかった。今後、データの解析方法や解釈を含めて精査を行い、再確認・再解析を行うとともに、データ取得の継続を目指す。衛星の打ち上げが遅れたため、ALOS-2による解析が1年しかできなかった。農作物はその年の天候により生育が左右されるため、1年のみの結果で手法を評価するのは避けるべきであるため、今後も検証を進める考えである。日本の飼料時給率は25%と低く、さらに輸入穀物・飼料価格の高騰から、安定した飼料の供給と食料時給率向上のため、日本各地で飼料作物の生産量が増加している。本研究では、飼料用トウモロコシ作付圃場を雲の影響を受けずに観測可能な合成開口レーダ(SAR)データを用いて毎年確実に抽出する技術を開発する。当初計画ではALOS-2データを3年間使う予定であったが、打ち上げが遅れたため、JAXAの航空機SARデータを2年間利用した。その結果、飼料用トウモロコシ圃場の検出は、安定してほぼ90%以上の作成者精度が得られ、高い場合には97%という非常に高い精度で検出ができ、毎年確実に検出できる技術が確立された。ALOS-2衛星の打ち上げが延期されたため、当初予定していた衛星を利用した実験・研究を行うことは2年間できなかった。一方、JAXA協力のもと、ALOS-2と同じLバンドSARセンサを搭載した航空機SARによる実験を行うことができた。また、本研究においてチャレンジングな課題としていた収量分類について、2カ年で違う傾向が見られるなど、更なる研究が必要ではあるものの、可能性を示唆する結果を得ることができているのは大きな収穫である。来年度はALOS-2による定常観測が行われる予定であるため、衛星による事象の再現性の確認を行うとともに、現象発生の過程や、飼料用トウモロコシの分類・抽出手法の堅牢性・汎用性の確認など行う予定である。衛星打ち上げの遅延は個人がどうすることもできない外因であるとはいえ、当初の計画からすれば遅延といえる。一方、JAXAの協力のもと、航空機による試験研究を遂行できていること、予想以上の良い結果が得られていることから、プラスマイナス0と考え、概ね順調と評価した。農業リモートセンシングALOS-2衛星の打ち上げや初期校正が順調に進んでおり、来年度がALOS-2による本格的な試験の1年目となる。昨年同様に、地元の根釧農試やJA、TMR(Total Mixture Ration)センターに協力して頂きながら同期現地調査等を行い、これまで得られた関係性の再確認や検討などを進める。また、現地におけるニーズ等のヒアリングから、圃場内のムラに注目した解析を行う予定である。北海道の圃場は大きく、また、飼料用トウモロコシは草高が高い(2m以上)ため、圃場端より全体を概観することが出来ない。そこで、現地調査にドローンを導入することを予定している。諸般の事情によりALOS-2の打ち上げが延期されたため、当初予定していた2013年の衛星を利用した実験・研究を行うことはできなかった。
大規模ユビキタスネットワークのリアルイム・シミュレョン技術

本研究では、都市環境においてユビキタス通信機能を利用することで人や車の行動がどのように変化するかを迅速に予測・評価できるようにするため、十万ノード規模で人や車が移動する現実的な都市環境を構築し,ユビキタス通信機能を利用したネットワークシステムをできるだけ忠実且つ高速にシミュレーションするための技術開発を行った。まず,シミュレーションを高速に実行するために, MAC層のシミュレーション処理を簡略化することで,シミュレーション全体の効率を向上させる手法を考案した.また,都市環境を忠実に再現できるよう,シミュレーションミドルウェアの開発,及び現実的なモビリティモデルの構築を行なった.さらに,シミュレーションによる性能評価作業を効率に実施するため,システムが保持する多数のパラメータを網羅的かつ効率良くテスト可能な手法を考案した本研究では、都市環境においてユビキタス通信機能を利用することで人や車の行動がどのように変化するかを迅速に予測・評価できるようにするため、十万ノード規模で人や車が移動する現実的な都市環境を構築し,ユビキタス通信機能を利用したネットワークシステムをできるだけ忠実且つ高速にシミュレーションするための技術開発を行った。まず,シミュレーションを高速に実行するために, MAC層のシミュレーション処理を簡略化することで,シミュレーション全体の効率を向上させる手法を考案した.また,都市環境を忠実に再現できるよう,シミュレーションミドルウェアの開発,及び現実的なモビリティモデルの構築を行なった.さらに,シミュレーションによる性能評価作業を効率に実施するため,システムが保持する多数のパラメータを網羅的かつ効率良くテスト可能な手法を考案した本研究では、都市環境においてユビキタス通信機能を利用することで人や車の行動がどのように変化するかを迅速に予測・評価できるようにするため、十万ノード規模で人や車が移動する現実的な都市環境を構築し、ユビキタス通信機能を利用したネットワークシステムをできるだけ忠実且つ高速にシミュレーションするための技術開発を行う。今年度は、ユビキタス通信を利用するネットワークシステムとして大規模災害向け避難支援システムを想定し、シミュレーション技術の研究・開発を行った。具体的には、避難支援システムを効率よく評価できるよう、災害現場の動的な状況を簡潔に表現及び実現できる地理モデル、救急隊や被災者などその役割に応じた人々の行動を簡潔に表現及び実現できる行動モデル、さらに、個々人が持つ情報に応じ行動を決定できる行動制御モデルを考案した。これらのモデルを利用することで、システムが提供する情報とその効果の関連性について簡単に評価することができる。避難支援システムから提供する情報量に対し,避難行動が完了した時間を測定する実験を行った結果、35割の被災者に情報を提供できれば、これにロコミの効果が加わり,十分に効率よく避難行動が行えることを示した。また,申請者らが開発したネットワークシミュレータMobiREALをベースに、3D仮想空間や小型実機端末との連携機能を開発した。この機能を利用し、VoIPを対象とした評価実験を行い、帯域や遅延等のネットワーク評価だけでなく、人の実感に基づいたシステム評価が行えること示した。さらに、大規模シミュレーションを実現するために、地域毎でシミュレーションの詳細度を変化させることで、シミュレーションの詳細度を調整する機能について検討を行った。具体的には、MAC層のコリジョンモデリングの精度を区画ごとに調整し、適切な階層化シミュレーションを行うことで、無線ネットワークシミュレーションの高速化を実現する予定である。本研究では、都市環境においてユビキタス通信機能を利用することで人や車の行動がどのように変化するかを迅速に予測・評価できるようにするため、十万ノード規模で人や車が移動する現実的な都市環境を構築し、ユビキタス通信機能を利用したネットワークシステムをできるだけ忠実且つ高速にシミュレーションするための技術開発を行う。今年度は、災害救難支援システムを対象としたシミュレーション環境の研究開発を行った。災害救難支援システムは、災害情報を避難者に与えることで避難効率を向上させることを目的としたシステムで、例えば、時々刻々と変化する災害状況に応じ、被災者毎に適切な避難経路を提供することができる。このようなシステムに対し提案シミュレーション環境を用いることで、災害地域,被災者の位置,通信状況など、様々な状況下でのシステムの効果を網羅的に評価できることを示した。また,無線ネットワークシミュレーションの高速化手法を考案した。この手法は、各ノードのトラフィックを確率分布としてモデル化し、その確率分布に基づきパケット送信タイミング、パケット受信成否を判断することで,MAC層に関わるシミュレーション処理負荷を1/10に削減する。また、ノード単位で従来の手法と提案手法とを切り替えて使用ことが可能で、使用できる計算機や評価目的に応じ、シミュレーションの精度と実行負荷を調整し柔軟にシミュレーションできることを示した。さらに、無線ネットワークにおけるノードモビリティについて、任意の密度分布を実現する手法の考案を行った。この研究では、地点間のユーザ数を全体で調整することで指定された密度分布を実現する。この地点間で移動するユリザ数を決定する問題を非線形計画問題として帰着し、さらに線形計画問題への近似を行うことで目的のモビリティモデルを導出する。これによりシミュレーション上で現実的なモビリティモデルを生成できることを示した。本研究では、都市環境においてユビキタス通信機能を利用することで人や車の行動がどのように変化するかを迅速に予測・評価できるようにするため、十万ノード規模で人や車が移動する現実的な都市環境を構築し、ユビキタス通信機能を利用したネットワークシステムをできるだけ忠実且つ高速にシミュレーションするための技術開発を行うことを目的としている。今年度は、前年度に提案した無線ネットワークシミュレーションの高速化手法を発展させ、複数の計算機を利用し、大規模な無線ネットワークを対象としたシミュレーションを実現する方法を考案した。

ネットワークシミュレーションでは、MAC層における通信待機時間を導出するために、パケットを送信する度に、周辺ノードの通信状態を確認する処理が必要となる。その際,周辺ノード数の二乗に比例する計算時間が費やされるが、複数の計算機を利用する場合には、さらに計算機間の通信オーバヘッドが必要となる。提案手法では、各ノードが生成するネットワークトラフィックを確率分布としてモデル化し、周辺ノードによる通信の影響を予め数理的に計算することにより、シミュレーション時の通信オーバヘッドを大幅に削減している。評価実験では,従来方法と比較し、通信オーバヘッドを1/6に削減し、大規模なネットワークを対象としたシミュレーションを高速に実行できることを示した。また、ネットワークトラフィックが飽和していない状況においては、提案手法により、ほぼ正確な通信待機時間が導出され、シミュレーション精度が維持されていることを確認した。さらに、ネットワークトラフィックが飽和している場合においても、提案手法を部分的に使用することで,シミュレーションの精度を保ちつつ、シミュレーション実行時間を削減できることを示した。
コレシストキニンA受容体遺伝子欠損と肥満、糖尿病の憎悪および行動異常

CCA-K受容体を遺伝子異常によって欠損している肥満(OLETF)ラットでは、種々の異常が認められた。脂肪の吸収亢進は、食餌制限、運動負荷により体重増加を抑制することにより改善した。しかし、エネルギー代謝の日内変動が平坦化することの原因は不明であり、体*増加抑制により、同様の好結果がのぞみうるのかどうかを調べなければならないと思ってい*放射状迷路実験は、餌の摂取を最終目標として、5分以内にどれだけ餌をとれるか、を検*しているものであるが、肥満ラットでは誤作動が多く、成績がよくない。しかし、この原因は、肥満とは直接の関係はないと解釈され、原因の確定はできていないが、CCK-A受容体*損に基づいている可能性が強い。このラットでは、特に運動能力には、以上をみとめていないので、線条体ドーパミン分*に異常がみとめられなかったことは、意外ではないが、メタアンフェタミン中毒からの離脱*に差が見られたことは、今後さらに検討を加えていく必要性を感じている。しかしながら、CCK-A受容体遺伝子ノックアウトマウスでは通常飼育では、肥満(OLET*ラットに認められたような著明な肥満はみられなかった。OLETラットは、クローニング*きたのは、CCK-A受容体遺伝子のみであるが、兄弟交配を繰り返すことにより確立されたのであるので、複数の遺伝子異常が存在していると考えられている。今後CCK-A受容体欠*マウスについて、食餌内容をはじめとする生活環境の変更や、他遺伝子異常をもつ種との*けあわせなども計画してく必要があると思っている。1.炭水化物分解酵素阻害剤の長期投与は、OLETFラットの肥満を予防し、高血糖、高脂血症を改善した。2.脂肪の腸管からリンパ管への移送は正常ラットでは、年齢変化しないが、肥満のOLETFラットでは、18週齢以降で亢進していた。3.肥満のOLETFラットは、8週齢では、正常ラットに比べエネルギー消費が高値を示すが、正常な日内変動を示した。しかし24週齢になると、変動が消失して平坦になることが示された。4.OLETFラットにみられた肥満は、過食が主原因であることがはっきりしたので、過食の原因を中枢神経系から検討した。八方迷路実験、プール迷路実験では、目的地到達までの所要時間が長く、ことに2-5日目実験を繰り返した場合、初回の成績が顕著に悪かった。LTP(記憶の長期増強)は、低下の傾向がみられたが、統計学上有意ではなかった。これらのことから、肥満ラットでは、記憶を呼び戻すところに欠陥があるようであった。Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty(OLETF)ラットはインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)を自然発症し、コレシストキニン(CCK)一A-レセプターが先天的に欠損し中等度の肥満を伴い、生後18週齢位から耐糖能の低下、高血糖を発現する。1.OLETFラットにみられた肥満は、過食が主原因であることがはっきり゙したので、過食の原因を中枢神経系から検討した。2.一方で、CCK-A受容体欠損という病態が、肥満、高脂血症、糖尿病の発症を促進するのでは、というわれわれの仮説を証明するため、CCK-A受容体と、CCK-B受容体遺伝子ノックアウトマウスの作成した。膵臓におけるCCK-A受容体は、膵内外分泌を調節するので、CCK-A受容体遺伝子ノックアウトマウスで膵酵素分泌、膵の成長、インスリン分泌について検討している。

予備的ではあるが、gastric emptyingがCCK-B受容体遺伝子ホモ欠損のノックアウトマウスで野生型に比べ促進していることを見い出した。また行動実験として、open field testと迷路実験を行いつつある,CCK-A受容体を遺伝子異常によって欠損している肥満(OLETF)ラットでは、種々の異常が認められた。脂肪吸収冗進は、食餌制限、運動負荷により体重増加を抑制することにより改善した。しかし、エネルギー代謝日内変動が平坦化することの原因は不明であり、体重増加抑制により、同様の好結果がのぞみうるのかどうかをしらべねばならないと思っている。放射状迷路実験は、餌の摂取を最終目標として、5分以内にどれだけ餌をとれるか、を検査しているものであるが、肥満ラットでは誤作動が多く、成績がよくない。しかし、この原因は、肥満とは直接の関係はないと解釈され、原因の確定はできていないが、CCK-A受容体欠損に基づいている可能性がつよい。このラットでは、特に運動能力には、異常をみとめていないので、線条体ドーパミン分泌に異常が認められなかったことは、意外ではないが、メタアンフェタミン中毒からの離脱時に差が見られたことは、今後さらに検討をくわえていく必要性を感じている。しかしながら、CCK-A受容体遺伝子ノックアウトマウスでは、通常飼育では、肥満(OLETF)ラットに認められたような著明な肥満はみられなかった。OLETFラットは、クローニングできたのはCCK-A受容体遺伝子のみであるが、兄弟交配をくり返すことにより確立された種であるので、複数の遺伝子異常が存在していると伝えられている。今後CCK-A受容体欠損マウスについて、食餌内容をはじめとする生活環境の変更や、他遺伝子異常をもつ種とのかけあわせなども計画していく必要があると思っている。
会話理解過程への視覚的イメージの視点による影響に関する時系列的な検討

「会話理解過程への視覚的イメージの視点による影響に関する時系列的な検討」の目的は,話される会話に焦点をあわせ、より一般的な談話に関する視覚的イメー2の視点の影響を検討することである。平成9年度では,目的を果たすための実験の会話材料を収集した。平成10年度はそれらを用いて以下のような実験を行った。予備調査として,会話文のシーン分割に関する妥当性を検討した。その結果,分割されたシーンには意味的なまとまりがあり,かつ,他シーンとは独立していることが認められた。次に被験者として大学生を用い,1シーンの聴覚刺激を提示した後に,そのシーンに対応した視覚刺激を提示した。視覚刺激は,文章の視点がおかれている空間的位置から見た情景をコンピュータ・グラフィックス・ソフトで作成した。被験者の課題は,聴覚提示された会話文の1シーンによって喚起された自分の視覚的イメージと,提示された視覚刺激との異同を判断することである。その反応のパターンと反応時間(ミリ秒単位)を計測した。その結果,書かれた談話(物語や説明文)を材料とした先の実験と同様に反応パターンに個人差があり,視点の転換の際に,反応時間がそれ以外の場合よりも長くかかった。しかし,材料として道案内場面を設定したため,既知の場所か否かによって結果が異なった。また,若干ではあるが性差が認められた。このように談話の種類による影響だけでなく,会話のような日常的な状況では既有知識や心的地図の作成方法などが関わっていることが推測される。申請者の前研究など(「物語理解過程への視覚的イメージの視点による影響に関する時系列的検討」:平成7年度科学研究費補助金交付「説明文理解過程への視覚的イメージの視点による影響に関する時系列的検討」:平成8年度科学研究費補助金交付)において、文章によって喚起される視覚的イメージには個人差があり、個人内では比較的一貫性があることがわかった。また、視点を転換する際にはそれ以外よりも時間がかかり、心理的な操作がなされていることがわかった。本研究では、前研究で対象となった書かれた文章ではなく、話させる会話に焦点をあわせ、より一般的な談話に関する視覚的イメージの視点の影響を検討することである。研究の対象となる会話材料収集のための予備調査を行った。まず、道案内場面や第三者の容姿の説明をしている二者の会話等を集めた。その際に、なるべく不自然な内容ではなく、また、より日常で使われている話し方(スピード、声の高さ、音調など)になるように気をつけた。実験対象は、東京周辺に在住する大学生を中心に行う予定のため、標準語あるいは東京弁の会話を収集した。次に、収集した会話のサンプルを会話の生態学的妥当性、視覚的イメージの喚起のしやすさについて、大学生に評定される予定である。それらの基準に達した材料について、前研究と同様な手続による実験を行い、より一般的な談話への視覚的イメージの影響を検討する予定である。
フットケア看護力で支える糖尿病患者のセルフモニタリングに関する研究

本研究は、『糖尿病患者のフットケアのためのセルフモニタリング機能促進看護支援プログラム』による糖尿病患者への足病変への予防的介入効果を高めるためのプログラム内容の精錬と、プログラムを実施する看護師の患者の生活の場での足のセルフモニタリング機能を促進する看護支援能力(フットケア看護力)を育成する教育方略を開発することを目的としている。平成30年度は、外来通院患者への本プログラムの実施と評価、フットケア外来看護師への本プログラムの実施にあたっての困難や問題の聴取、看-看連携方法の検討を実施した。1)プログラムの実施と評価:患者自身の気づきと観察から、継続的に自身の足の状況や変化を捉えることを支援する患者-看護師双方が記入する記録用紙を用い、フットケア外来を担当する看護師による継続的な外来支援を実施した。調査期間に外来を受診し、調査への参加同意の得られた23名の対象者のうち、入院や転院等で中断したものを除く19名の対象者に継続的な支援を実施した。対象者の外来通院間隔は、足の状態により毎月半年に1回と幅があった。半数以上が足の状態を観察した内容をパンフレットに書き込み、外来時に持参していた。セルフモニタリングに関する自己評価として、自身の足の変化への気づき、観察、判断の自信を0100%で尋ねた結果、介入開始時には3項目ともに平均70%前後で、観察することへの自信が最も高く、判断することへの自信がやや低い結果であった。調査開始後の初回外来時には3項目共に上昇が見られた。2)プログラム実施への適応と問題点:フットケア外来担当看護師から聞かれたプログラム実施により、自身の状況を自発的に確認し、記録するといった継続的なセルフケア実施を支援するには、個々の性質により多様なアプローチが必要であること、またその難しさが挙げられた。また、早期からの足病変への患者の意識付けの必要性が確認された。当初の予定通り、外来通院患者を対象に『糖尿病足病変ハイリスク患者のセルフモニタリング機能促進看護支援プログラム』を実施している。フットケア看護力育成に向け、今後は看-看の連携力強化に関する情報収集から教育方略についての考案を進めていく。このことから研究の達成度は「おおむね順調に進展している」とした。2019年度は、フットケア外来担当看護師の意見を含め、プログラムの洗練を引き続き進める。また、外来のみならず病棟でのフットケア実践状況、継続看護の実際についての情報収集、国内外の知見を収集しフットケア看護力育成のための教育方略を検討していく。本研究に関連する成果報告の遅れが次年度使用額を生じさせた大きな理由である。また、本プログラムは約1年間の継続的なケアを実施するため、プログラム開始時期によって、参加者への謝金が次年度請求となり、謝金の支出時期に変更が生じたことも要因である。使用計画として、2019年度は、これまでの成果報告を進めるとともに、介入結果の分析を実施する。そのため、調査結果の整理に関する作業、学会等への参加、投稿に関する増額が予測される。
リアルタイム・メタボローム計測と時系列多変量解析による薬物急性中毒発現機序の解析

本年度は主に以下の点を達成した。1)リアルタイム・メタボローム解析を用いたCB1受容体アゴニストの脳内メタボライトに与える影響および実証性評価:名古屋大学・林講師とともに、ICRマウスを麻酔下で外科手術を行い、頭蓋骨に小孔をあけ、脳表面を露出させたのち、特殊溶媒カップを設置した。その後、リアルタイム解析システムにマウスを固定した後、乱用薬物として流通していたCB1受容体アゴニストあるいはvehicleを投与し、エネルギー代謝関連物質の脳内メタボライトをリアルタイム・モニタリングした。その結果、CB1受容体アゴニストによって、脳内TCA回路に変動が生じることが示された。さらに、グルコースなどの内因性代謝物を用いて、本システムの実証性を検証した。2)リアルタイム・メタボローム解析法の成分数の拡張:Scheduled SRM法を応用し、リアルタイム測定の成分数の拡張を図った。SRM modeにおける質量分析計のroop timeとPESIの駆動周期が一致する条件を最適化し、最適条件をメソッドに反映させるための手法を構築した。これを用いて多成分系へシステムを拡張した結果、40成分のメタボライトのリアルタイム計測を達成した。3)肝臓内メタボライトのリアルタイム計測と実用性評価:これまでのシステムでは脳内のメタボライトのリアルタイム計測に特化していたことから、名古屋大学・林講師とともに、本システムを肝臓内メタボライトのリアルタイム計測に拡張した。ここでは外科手技および特殊溶媒カップの取り付け法を最適化し、肝臓内メタボライトのリアルタイム計測を達成した。さらに、肝障害を惹起させる薬剤や内因性代謝物などをマウスに投与することで、本システムの実用性を実証した。4)時系列データ解析法の構築:産総研・井口主任研究員とともに、得られたデータの時系列解析法の構築を行った。本研究課題で最も注力すべき点である本システムの多成分系への拡張に成功し、既に現時点で40成分のメタボライトのリアルタイム計測を達成した。特に、Scheduled SRM法を利用し、PESIの駆動周期とroop timeの最適化にも成功した。さらに、本リアルタイム計測システムを脳内だけではなく、他臓器(肝臓)への拡張にも成功した。さらに、肝障害を惹起させる薬剤や内因性代謝物などを用いて、本システムの実用性を検証した結果、本システムの再現性および実用性を実証することに成功した。特に肝障害を惹起する薬剤による検証においては、既知の作用機序に応じた変化をリアルタイムで観察することに成功したことから、本システムの高い有用性が明らかとなった。上述のとおり、得られた成果は学会発表(国際学会での口頭発表1題(IMSC 2018)、ポスター発表1題(ASMS 2018))を行ったほか、既に論文として投稿し、現在、修正原稿を再投稿している段階にある。また、研究代表者である財津は、本システムの開発によって、日本医用マススペクトル学会の奨励賞を受賞(受賞演題名:質量分析によるメタボローム解析の法中毒学的応用ならびに新規質量分析法を用いたリアルタイム・メタボローム解析技術の開発)した。さらに現在、本研究成果を基にした書籍の執筆も進めている。以上の成果から、本研究課題は当初の計画よりも予想以上に進展しているといえる。今後、構築した多成分系のリアルタイム・システムを用いることで、より多くの対象成分の脳内での変動をリアルタイムで観察し、毒性発現機序の解明を試みる予定である。また、既に我々が保有しているCB1受容体KOマウスなどを組み合わせて実験に用いることで、より実証性の高い実験系を構築できる可能性もある。さらに、肝臓内メタボライトのリアルタイム計測を達成したことから、肝障害を惹起する薬剤についても同様に機序解析を行う方針である。さらに現在、産総研・井口主任研究員と進めている時系列データの解析手法についても概ねアルゴリズムが完成してきており、既にいくつかのpreliminaryデータで興味深い結果が得られている。そこで、新たに開発した本解析手法を、リアルタイム計測で得られたデータに実際にapplyしていくことで、本アルゴリズムの実証性をより詳細に評価する予定である。特に本解析手法を用いれば、リアルタイム計測で得られた変動を鋭敏に可視化することが出来るため、極めて強力な解析ツールとなることが強く期待できる。また、本研究課題は分担研究者である名古屋大学・林講師および産総研・井口主任研究員の積極的な協力のおかげで、予想以上に進展していることから、新たなイオン化法のapplyなども視野にいれ、リアルタイム計測手法のさらなる高度化についても鋭意的にチャレンジしていく予定である。

これを用いて多成分系へシステムを拡張した結果、40成分のメタボライトのリアルタイム計測を達成した。3)肝臓内メタボライトのリアルタイム計測と実用性評価:これまでのシステムでは脳内のメタボライトのリアルタイム計測に特化していたことから、名古屋大学・林講師とともに、本システムを肝臓内メタボライトのリアルタイム計測に拡張した。ここでは外科手技および特殊溶媒カップの取り付け法を最適化し、肝臓内メタボライトのリアルタイム計測を達成した。さらに、肝障害を惹起させる薬剤や内因性代謝物などをマウスに投与することで、本システムの実用性を実証した。4)時系列データ解析法の構築:産総研・井口主任研究員とともに、得られたデータの時系列解析法の構築を行った。本研究課題で最も注力すべき点である本システムの多成分系への拡張に成功し、既に現時点で40成分のメタボライトのリアルタイム計測を達成した。特に、Scheduled SRM法を利用し、PESIの駆動周期とroop timeの最適化にも成功した。さらに、本リアルタイム計測システムを脳内だけではなく、他臓器(肝臓)への拡張にも成功した。さらに、肝障害を惹起させる薬剤や内因性代謝物などを用いて、本システムの実用性を検証した結果、本システムの再現性および実用性を実証することに成功した。特に肝障害を惹起する薬剤による検証においては、既知の作用機序に応じた変化をリアルタイムで観察することに成功したことから、本システムの高い有用性が明らかとなった。上述のとおり、得られた成果は学会発表(国際学会での口頭発表1題(IMSC 2018)、ポスター発表1題(ASMS 2018))を行ったほか、既に論文として投稿し、現在、修正原稿を再投稿している段階にある。また、研究代表者である財津は、本システムの開発によって、日本医用マススペクトル学会の奨励賞を受賞(受賞演題名:質量分析によるメタボローム解析の法中毒学的応用ならびに新規質量分析法を用いたリアルタイム・メタボローム解析技術の開発)した。さらに現在、本研究成果を基にした書籍の執筆も進めている。以上の成果から、本研究課題は当初の計画よりも予想以上に進展しているといえる。今後、構築した多成分系のリアルタイム・システムを用いることで、より多くの対象成分の脳内での変動をリアルタイムで観察し、毒性発現機序の解明を試みる予定である。また、既に我々が保有しているCB1受容体KOマウスなどを組み合わせて実験に用いることで、より実証性の高い実験系を構築できる可能性もある。さらに、肝臓内メタボライトのリアルタイム計測を達成したことから、肝障害を惹起する薬剤についても同様に機序解析を行う方針である。さらに現在、産総研・井口主任研究員と進めている時系列データの解析手法についても概ねアルゴリズムが完成してきており、既にいくつかのpreliminaryデータで興味深い結果が得られている。
炎症誘導ケモカインレセプター刺激の破骨細胞形成および矯正学的歯の移動への影響

肥満の有病率は年々増加しており、矯正治療においても肥満の患者は増加してきている。脂肪細胞と骨代謝は密接に関係していることが明らかとなってきおり、以前我々は、脂肪細胞が分泌するケモカインの一つであるCXCL12が破骨細胞分化を誘発することを報告した。CXCL12の受容体であるCXCR4とCXCR7それぞれに焦点をあて、さらに詳細なメカニズムを明らかにすることで実際に肥満患者の矯正歯科治療に反映できる。