hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Low-Latency Compact Object Searches with LIGO, Virgo and KAGRA in O2 and O3

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。申請書には2つのゴールを記した:1つ目は、Advanced LIGOとAdvanced Virgoによる観測ラン"O2"において、ブラックホールと中性子星の合体から生じる重力波の低レイテンシ探索システムをアップグレードすること。もう1つは、そのシステムが日本のKAGRA検出器からのデータを使えるように改良すること。これらの目的は達成された。また、東京大学がLIGO Scientific Collaborationに参加できるようにした。米国とカナダにいる研究者と協力しながら、GstLAL重力波検出システムにKAGRA検出器を取り入れ、何種類かのコンパクト天体の合体に対する感度を向上させるべくこのシステムを改良した。この検出システムはO2のデータ取得期間に用いられ、いくつもの重要な発見につながった。たとえば、GstLALシステムはGW170814という、Virgo検出器が初めて観測した重力波を発見した[Abbott, B. P., et al., Phys. Rev. Lett. 119, 141101 (2017)]。また、GstLALシステムはGW170817も発見した。これは初めて観測された中性子星合体からの重力波であり、また、初めて電磁波対応天体が同時観測された重力波天体でもあった[Abbott, B. P., et al., Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017), Abbott, B. P., et al., Astrophys. J. Lett. 848, L12 (2017)]。カナダにいる共同研究者らとともに、私はGstLALシステムが将来何種類かのコンパクト天体の合体に対してさらに良い感度の検出器にも使えるようにこのシステムを改良した。申請書に書いた計画はすべて完遂されたため。東京大学の重力波天体物理学グループは人数は増える一方であり、LIGO, VirgoそしてKAGRAの観測網にこれまで以上に貢献する予定である。この科研費により開発された信号処理技術はいまやLIGO Scientific Collaborationの中心的な解析で用いられている。
新規抗癌・抗感染症薬を目指したフラーレン誘導体の創製

1.フラーレン誘導体のがん細胞増殖抑制機構の解明ジメチルピロリジニウム置換基を有するフラーレン誘導体(1)ががん細胞増殖抑制効果を示すことをすでに明らかにしているが、その機構の解析を行った。ヒト白血病由来HL-60細胞を1で処理するとアポトーシスの特徴であるDNAのラダー化、クロマチンの凝集、細胞周期のSub G1期での停止が観察され、さらに、カスパーゼ3の活性化、カスパーゼ9の活性化、ミトコンドリアからのシトクロムc放出を引き起こすが、p53の誘導はおきないことを見出した。多くのがん細胞ではp53が欠損しているためp53以外の経路でアポトーシスを誘発する化合物は抗がん剤リード化合物として有利と考えられる。2.HIV逆転写酵素阻害活性の高いプロリン型フラーレン誘導体のデザインと合成フラーレン骨格に結合したピロール環に3つのカルボン酸を有する誘導体(2)をリード化合物としてコンピュータードッキングシミュレーションも用いて様々な誘導体をデザイン、合成した。その結果ピロール環2,5位の2カ所にカルボン酸を有する誘導体(3)の活性が2よりも高く、カルボン酸を1つにすると活性が低下することが明らかとなった。これらの誘導体の阻害活性は現在抗HIV薬として用いられているネビラピンの100倍以上活性が高かった。3.スルホニウム型フラーレン誘導体の抗C型肝炎ウィルス活性スルホニウム型フラーレン誘導体(4)はフラーレン誘導体1と同等のC型肝炎ウィルスRNAポリメラーゼ阻害活性ならびにC型肝炎ウィルス増殖抑制効果を示した。4は細胞毒性も低く抗C型肝炎薬のリード化合物として有望であることを明らかとした。3年間の研究で新規抗がん薬、抗HIV薬、抗HCV薬の有望なリード化合物を創製できた。HIV逆転写酵素阻害活性と阻害機構の解析カチオン性、アニオン性、アミノ酸系フラーレン誘導体のHIV逆転写酵素阻害活性を検討しアミノ酸系誘導体に強い阻害活性を見いだした。最も強い活性を有する誘導体は置換基ピロリジン環の2,5位にカルボン酸を、ピロリジン環窒素に酢酸が結合したものであり、現在、抗HIV薬として臨床上用いられているネビラピンよりも100以上高い活性であった。この誘導体のHIV逆転写酵素阻害機構の解明ため、基質(鋳型RNAならびにヌクレオチド)とフラーレン誘導体の濃度を変化させラインウィーバー-バークプロット解析を行った。その結果、非核酸系HIV逆転写酵素阻害薬と同様にRNA、ヌクレオチドいずれの基質に対してもフラーレン誘導体は競合していなかった。新規フラーレン誘導体の合成と構造活性相関カチオン性のジメチルピロリジニウム置換基を有するフラーレン誘導体ががん細胞増殖抑制効果と抗菌作用を示すことをすでに明らかにしている。本結果を基にピロリジン環やN原子に様々なアルキル置換基を有する誘導体の合成を行い、それらの活性を測定した。中鎖アルキル基をピロリジン環、N原子のいずれに導入してもがん細胞増殖抑制効果と抗菌作用ともに活性の向上が見られた。しかし、長鎖アルキル基では抗菌作用のみ低下し、がん細胞増殖抑制効果と抗菌作用では作用機構が異なることが示唆された。さらに新たなカチオン性置換基としてスルホニウム基を有するフラーレン誘導体の合成も行った。今後、がん細胞増殖抑制効果と抗菌作用を検討する。1.HIV逆転写酵素阻害活性の高いピロール型フラーレン誘導体のデザインと合成フラーレン骨格に結合したピロール環に3つのカルボン酸を有する誘導体(1)をリード化合物としてカルボン酸の数と位置を変えた様々な誘導体を合成し、HIV逆転写酵素阻害活性を検討した。その結果ピロール環2、5位の2ヵ所にカルボン酸を有する誘導体(2)の活性が1よりも高く、カルボン酸を1つにすると活性が低下することが明らかとなった。誘導体(2)についてHIV逆転写酵素とのコンピュータードッキングシミュレーションを行い、同じくHIV逆転写酵素阻害剤であるネビラピンと比較した。

これよりカルボン酸のうち1つはアルキル基の方が有利であることが示唆され、今後、1つのカルボン酸をエチル基、プロピル基に置換した誘導体の合成を行うことにした。2.スルホニウム型フラーレン誘導体の合成と活性評価HL60細胞を用いて昨年度合成した2種のスルホニウム型フラーレン誘導体の増殖抑制効果を検討したところ、従来のピロリジニウム型誘導体より活性が低かった。この結果から抗がん剤ではなく抗ウィルス剤としての可能性を検討する必要性が明らかとなった。3.C型肝炎ウィルス増殖抑制効果新たに開発されたC型肝炎ウィルス増殖抑制効果検討法を用いて様々なフラーレン誘導体の効果を検討した。その中で、ピロリジニウム型誘導体に高い活性があった。しかし、ピロリジニウム型誘導体の細胞毒性が高いため、これをリード化合物として細胞毒性の低い誘導体の探索を行う。1.フラーレン誘導体のがん細胞増殖抑制機構の解明ジメチルピロリジニウム置換基を有するフラーレン誘導体(1)ががん細胞増殖抑制効果を示すことをすでに明らかにしているが、本年度はその機構の解析を行った。この増殖抑制がアポトーシス誘発であるか、ネクローシスによるかをはじめに検討した。ヒト白血病由来HL-60細胞を1で処理するとアポトーシスの特徴であるDNAのラダー化、クロマチンの凝集、細胞周期のSub G1期での停止が観察され、1がアポトーシスを誘導していることを明らかにした。次に1のアポトーシス誘発機構の解析を種々行い、カスパーゼ3の活性化、カスパーゼ9の活性化、ミトコンドリアからのシトクロムc放出を引き起こすが、p53の誘導はおきないことを見出した。これらより1はp53経路ではなくデスレセプター経由でアポトーシスを誘発していることを明らかとした。多くのがん細胞ではp53が欠損しているためp53以外の経路でアポトーシスを誘発する化合物は抗がん剤リード化合物として有利と考えられる。2.スルホニウム型フラーレン誘導体の抗C型肝炎ウィルス活性スルホニウム型フラーレン誘導体(2)のC型肝炎ウィルスRNAポリメラーゼ阻害活性を検討したところ、従来のフラーレン誘導体1とほぼ同等の活性を示した。さらにC型肝炎ウィルス増殖抑制効果も2は1と同等以上の活性を示した。昨年度の検討から2は1より細胞系に与える影響が低いこと明らかとなっており、スルホニウム型フラーレン誘導体が抗C型肝炎薬のリード化合物として有望であることが明らかとなった。3年間の研究で新規抗がん薬、抗C型肝炎薬、抗HCV薬の有望なリード化合物を創製できた。
金属錯体を分子基材とする未踏液体化学の開拓

機能性分子コアに金属錯体を採用し、その金属錯体を柔軟性側鎖により取り囲むことで、バルク状態において分子固有の光・電子・磁気機能を発揮でき、低粘性、低融点、不揮発性の無溶媒常温液状物質の創製が期待できる。具体的には、白色発光性のIr錯体およびスピン活性かつエレクトロクロミズム機能を有するダブルデッカー型Luフタロシアニン錯体を分岐型アルキル長鎖で化学修飾し、常温液状金属錯体を合成し、それぞれの液体分子物性、光・磁気物性等を詳細に検討した。機能性分子コアを柔軟性側鎖により取り囲むことで、バルク状態において分子固有の光・電子・磁気機能を発揮でき、低粘性、低融点、不揮発性の無溶媒常温液状物質の創製と機能開発を目指して本研究に取り組んでいる。機能性コアとして、特定のイリジウム錯体を採用することで、単一分子白色発光の液体材料として仕立て、フォールダブルデバイス用発光材料としての応用を目指している。平成25年度は、二種類のイリジウム錯体の創成を達成した。第一世代となる分岐側鎖が2本のみ導入された錯体は、狙いの常温液体とはならず常温固体であった。そこで第二世代として、分岐側鎖を一分子中に4本持つ設計にした結果、常温液状のイリジウム錯体を得ることができた。その発光は単一分子白色発光に非常に近い発光であることまで確認した。イリジウム錯体は3次元性の錯体であるため、その比較として二次元性骨格の白金錯体の合成を行い、その相挙動の検討を今現在行っている。まだ詳細は検討が必要ではあるが、二次元性の高い白金錯体では、常温液晶の物質となるようで、錯体の骨格構造がそのソフト系相構造にと良く反映することが分かった。また、金属錯体コアとしてダブルデッカー型ルテシウムフタロシアニンを採用し、定常状態においてスピン活性な分子の酸化還元状態を制御、磁性、色情報を可変できるメモリ材料の開発を行っている。平成25年度は、分岐アルキル鎖長が長いものと短い錯体の合成まで成功した。片方の分子は、常温の定常状態でスピン活性な液体物質であることを見出した。挑戦的萌芽研究においては、研究責任者独自の分子設計指針のもと進められている常温液状分子材料の中でも、特に機能性コア部位として金属錯体を有する液体材料の開発に取り組んだ。ここで取り入れている独自の分子設計とは、光や電気・磁気的機能を司る機能性分子コアとして、金属イオンと有機配位子からなる金属錯体を採用し、その周りに共有結合的に嵩高く、柔軟性に富んだ分岐アルキル鎖を導入することで、コア部位間の分子間相互作用が生じない上に、粘性が低く、融点も室温以下といった加工性に優れた分子性液体材料として仕立てる戦略である。最終年度は、コアとする部位にダブルデッカー型ルテチウム錯体を採用し、この錯体の有する異なる酸化状態を用いた磁性応答のon-off、同じく酸化状態に依存するエレクトロクロミック特性、並びにディスコティック液晶様に分子配列した際に発揮される光導電性などの機能を兼ね備えた自己組織化制御されたソフト材料の創成に主に従事した。ダブルデッカー型ルテチウム錯体周りに配置する分岐アルキル鎖の鎖長の選択により、常温において固体もしくは液体の化合物を得ることに成功した。それぞれの分子が希薄溶液分散状態において、固有の分子機能として酸化状態を制御可能であること、それに伴うエレクトロクロミック特性を確認した。また、溶媒フリーの状態においても、エレクトロクロミック機能が達成可能なこと、分子配列に依存する光導電性の差違を明らかにした。その他取り組んだ金属錯体系としては、様々な常温液状のポルフィリン、単分子白色(様)発光が可能な液状のイリジウム錯体の創成に取り組んだ。また、金属錯体との対比として、機能性コア部位にπ共役系分子群を用いた分子性液体に関しても同時に検討を進め、機能性分子液体の材料戦略の妥当性を証明した。これらの研究成果は現在研究を継続しており、細部まで評価した後に学術論文として発表する。化学イリジウム錯体、白金錯体およびルテシウムのフタロシアニンダブルデッカー錯体などを分子設計合成することに成功し、その相挙動の解明まで踏み込んだ研究に取り組むことができている。イリジウム錯体の場合は、リガンドを第一世代、第二世代と大きくし、導入する分岐アルキル側鎖数を増やすことで、固体から液体材料までを系統的に導くことができた。一方、白金錯体ではリガンドが平面性が高く、当初の思惑通りの液体とはならず、液晶性の材料となった。このイリジウムおよび白金錯体に関しては、溶液中および溶媒なしのニート状での発光挙動の検討まで行うことができた。ルテシウムフタロシアニンに関しては、分岐側鎖の長さの違いで、固体と液体の材料の作り分けまで達成し、現在液状材料のエレクトロクロミズム挙動に関して検討を開始した所である。

イリジウムおよび白金錯体に関しては、X線測定により相構造を明確にすることで、金属錯体のソフト材料化への分子設計指針を提示する内容として、この段階で学術論文としてまとめる。その後、イリジウム錯体の液体、白金錯体の液晶を用いて、発光デバイスの試作まで行い、発光エレクトロニクス分野における金属錯体ソフト材料の有用性を議論する。一方、ルテシウムダブルデッカーフタロシアニンに関しては、エレクトロクロミズム、およびスピン制御を無溶媒の液状状態で達成し、ITO電極間に挟み込んだプロトタイプの表示デバイスの作成まで試みる。論文としては、合成主体に相構造の制御、および有機半導体性能で一つ、エレクトロクロミック性能を前面に出す、電子ペーパー応用に関してもう一報の論文発表まで計画している。
肝内膵島グラフト傷害における凝固系と自然免疫のクロストークの解析と、その制御

単離膵島を経門脈的肝内に移植すると、速やかに膵島周囲に炎症が惹起され血栓が形成される(IBMIR; instant blood-mediated inflammatory reaction)。これが移植早期の膵島傷害に関与していることが報告されている。本研究では、抗炎症作用と抗凝固作用を併せ持つ活性化プロテインC(APC)投与によって、移植後早期の膵島傷害が抑制できるかを検討した。平成17年度はマウスのモデルで実験を行なった。マウス同系肝内膵島移植において、対照群ではストレプトゾトシン(STZ)糖尿病マウスに単離膵島200個を移植しても全例高血糖のまま推移したが、移植後早期にAPCをレシピエントに投与すると、全例で正常血糖となった。APC投与群のレシピエントの肝内には、対照群と比較して明らかに多くの膵島が生着していた。組織学的検索では、対照群では移植された膵島に浸潤してきた単核球に組織因子(TF)が発現していたが、APC投与群では抑制されていた。FACSによる肝内単核球の解析では、APCは肝内膵島移植後のGr-1陽性CDllb陽性単核球からのIFN-γとTNF-αの産生を著明に抑制した。更に、このAPCの血糖改善効果は同種異系移植においても認められた。以上より、APCがTFの発現を契機とするIBMIRを抑制し、かつ、移植後早期の浸潤単核球による炎症性サイトカインの産生を抑制したため、APC群では膵島傷害が軽減されて、レシピエントの血糖改善につながったと思われる。平成18年度は、臨床に直結するサルのモデル(膵臓亜全摘+自家膵島移植)において、APCを用いることによって、移植後の膵島の生着改善効果が得られるか検討する予定であったが、サルの膵島分離や膵切除における技術的問題のため、データーが得られるまでには至らなかった。単離膵島を経門脈的肝内に移植すると、速やかに膵島周囲に炎症が惹起され血栓が形成される(IBMIR ; instant blood-mediated inflammatory reaction)。マウスの同種同系肝内膵島移植のモデルにおいて、対照群ではストレプトゾトシン(STZ)糖尿病マウスに単離膵島200個を移植しても全例高血糖のまま推移したが、移植後早期にAPCをレシピエントに投与すると、全例で正常血糖となった。最近、我々は移植後早期のグラフトの障害にはNKT細胞に刺激されたGr-1陽性CD11b陽性単核球からのIFN-γが重要であることを報告した(J Exp Med.2005;202:913-8)が、本研究のFACSによる肝内単核球の解析では、APCは肝内膵島移植後のGr-1陽性CD11b陽性単核球からのIFN-γとTNF-αの産生を著明に抑制した。

以上より、APCがTFの発現を契機とするIBMIRを抑制し、かつ、移植後早期の浸潤単核球による炎症性サイトカインの産生を抑制したため、APC群では膵島傷害が軽減されて、レシピエントの血糖改善につながったと思われる。本研究の内容は2005年アメリカ移植学会(シカゴ、米国)、2006年日本外科学会(東京)に採択された。我々は平成17年度のマウスのモデルにおける研究で、抗凝固作用と抗炎症作用を併せ持つ活性化プロテインC(APC)を、移植後、レシピエントに投与すると、組織因子(TF)の発現を契機とした膵島傷害を惹起する血栓形成が抑制され、かつ、移植後早期に膵島に浸潤してくる単核球による炎症性サイトカインの産生が抑制されること、それによって膵島傷害が軽減されて移植後のレシピエントの血糖改善が得られることを明らかにしてきた。平成18年度は、臨床に直結するサルのモデル(膵臓亜全摘+自家膵島移植)において、APCとその他の臨床応用可能な薬剤の中で凝固系あるいは非特異的炎症抑制効果を有する薬剤(FOY、プサン、フラグミン、エラスポール、ラジカットなど)を、使って、移植後の膵島の生着改善効果の有無を判定する計画であった。サルの膵臓亜全摘を行ない、摘出した膵臓から膵島を分離した。1頭目は体重8kgに対して膵島が7777個しか分離できず、移植基準(3000個/kg)に満たなかった。膵島分離方法を改良し、2頭目では体重10kgに対して膵島38250個を分離した。その後、計画通り、薬剤にて糖尿病を誘発した後に、分離した膵島を自家移植した。2頭目はコントロール群であったため、APC等の薬剤は使用しなかった。移植後、サルの血糖はやや低下したが、移植後4週目と8週目の耐糖能試験では耐糖能異常を認めた。3頭目は体重10kgに対して膵島30511個を分離した。2頭目と同様に薬剤にて糖尿病を誘発した後に分離した膵島を自家移植する予定であったが、膵臓亜全摘後5日目に死亡した。解剖したところ、血性腹水が認められ、膵断端には凝血塊が付着していた。膵液漏による腹膜炎が死因と思われた。以上のように、平成18年度は当初の目的を達成出来なかったが、臨床に直結するサルの膵島移植モデルにおいて、次につながる大きなステップであった。
熱帯多雨林の大規模火災後の植生回復過程の総合的分析-東カリマンタン、クタイ国立公園での第2次調査

1982-83年の今世紀最大といわれるエルニーニョ現象にともなう異常乾燥で、東カリマンタンの熱帯多雨林域では350万ヘクタールにおよぶ地域で山火事が起こった。クタイ国立公園でも約1/2の地域に火が入った。熱帯多雨林気候ではこの程度の乾燥は数十年程度のサイクルで起こると推定されるが、今回は史上最大規模の森林火災となった。*1986年度に科研費(海外)(代表田川日出夫教授)により、遷移初期の状況と山火事の影響の把握とを目的とした総合的調査が行われた。火災後10年に当たる第二次調査は1992年度にひき続いて、今年度も行われ、次のような成果をえた。1.1992年度に設定した4ケの永久調査区(クオドラート40m×40m)で、8月に稚樹の消長について調査した。リタートラップの回収を行い落葉枝と落果量を調査した(毎月1回回収)。二次林の永久調査区2つを追加設定した。2.造成道路脇の二次植生に14ケのプロットを設け植生調査を行ない、Braun=Blanquet法による群落学的解析をおこなった。(渡辺、平吹、Wirawan)3.土壌動物の代表としてアリ類のフォーナを5つのプロットで、蜂蜜トラップと土壌サンプルとによって調べた。(山根)4.種子分散を調べるための調査プロットを設けた。1)島状に焼け残った高木の小団林を中心とする帯状区(100m×5m)、2)屋敷跡の旧ハウスガ-デンから、二次林へかけての帯状区(40m×10m)。成木および稚樹の測樹(位置と大きさ)を行い、母樹からの分散のおこり方を調べた。同じところで、哺乳動物の糞の出現頻度をチェックし、糞に含まれる種子の種構成を調べた。5.マレーシベットとカニクイザルについて、ラジオテレメトリーを援用して生態を調べた。マレーシベットについては個体群の構成の変化と移出・移入、カニクイザルについては果実の消長と植生帯の利用およびノマディズムとの関係を調べた。(佐々木、野崎、東)6.マングローブ帯に接する海岸部の二次林、丘陵部の高木林と二次林のモザイク、焼けなかった原生林でライントランセクトによる目撃、痕跡(足跡、オランウータンのベッド)、音声によるセンサス、自動撮影装置などの調査法を併用して、哺乳類と若干の鳥類の種組成の確認と相対生息密度の調査を行った。7.オランウータンやミュラーテナガザル、カリマンタンクジャクのように火災後も一定の個体数を維持してきた動物群では分布域の拡大が、マカク類やサイチョウなど広い範囲で姿を消していた動物群では復活やこれまでいなかった地域への植民が起こり始めていることが確認された。一方、バンテンやルサジカなど草食獣の個体数の顕著な増大は、起こらなかったらしい。(佐々木、野崎、東;鈴木)8.Later pioneer species(後期先駆種/極相陽樹)の生活史、樹木の開花・展葉期の昆虫の発生と捕食鳥類の活動をめぐるナチュラル・ヒストリーについての研究が進められた。(Wirawanほか)9.熱帯多雨林の大型哺乳動物の生態学的研究に、人工衛星による位置測定・生理生態情報の収集を導入するための予備実験として、送信器を持ち込み、アルゴス・システムを用いて、これによる位置決定の精度検定、熱帯林の電波透過率の測定をおこなった。(東、佐々木、野崎)10.そのほか、1986年以後数年間の間に閉ざされてしまった内陸部への調査ルートの切り開きや、新たに発見された火の入らなかった林分周辺での調査区の設定をおこなった。また、超高木を利用して高さ40mの簡易観察・観測点を設けた。クタイ国立公園は、ボルネオ島の低地多雨林の(保護地域の)なかで、タンジュン・プティン国立公園と並んで、数少ない大面積の保護区域である。丘陵部の混合フタバガキ林としては、ほとんど唯一の大面積保護区で、火災以前には、生物多様性のきわめて高い地域とされた。今年度までの調査で、森林の回復の可能性については時間だけの問題であるようだ。ただし、生物多様性の回復に関しては、多くの問題があり、修復や保護区の拡張を含むEcosystem managementが緊急かつ重要な課題となる。クタイ国立公園の境界の外側では、産業造林による天然林の少数樹種人工林への転換が大規模かつ急速に進行中であり、かっての火の入った森林の耕地化が着実に進んでいる。

リタートラップの回収を行い落葉枝と落果量を調査した(毎月1回回収)。二次林の永久調査区2つを追加設定した。2.造成道路脇の二次植生に14ケのプロットを設け植生調査を行ない、Braun=Blanquet法による群落学的解析をおこなった。(渡辺、平吹、Wirawan)3.土壌動物の代表としてアリ類のフォーナを5つのプロットで、蜂蜜トラップと土壌サンプルとによって調べた。(山根)4.種子分散を調べるための調査プロットを設けた。1)島状に焼け残った高木の小団林を中心とする帯状区(100m×5m)、2)屋敷跡の旧ハウスガ-デンから、二次林へかけての帯状区(40m×10m)。成木および稚樹の測樹(位置と大きさ)を行い、母樹からの分散のおこり方を調べた。同じところで、哺乳動物の糞の出現頻度をチェックし、糞に含まれる種子の種構成を調べた。5.マレーシベットとカニクイザルについて、ラジオテレメトリーを援用して生態を調べた。マレーシベットについては個体群の構成の変化と移出・移入、カニクイザルについては果実の消長と植生帯の利用およびノマディズムとの関係を調べた。(佐々木、野崎、東)6.マングローブ帯に接する海岸部の二次林、丘陵部の高木林と二次林のモザイク、焼けなかった原生林でライントランセクトによる目撃、痕跡(足跡、オランウータンのベッド)、音声によるセンサス、自動撮影装置などの調査法を併用して、哺乳類と若干の鳥類の種組成の確認と相対生息密度の調査を行った。7.オランウータンやミュラーテナガザル、カリマンタンクジャクのように火災後も一定の個体数を維持してきた動物群では分布域の拡大が、マカク類やサイチョウなど広い範囲で姿を消していた動物群では復活やこれまでいなかった地域への植民が起こり始めていることが確認された。一方、バンテンやルサジカなど草食獣の個体数の顕著な増大は、起こらなかったらしい。(佐々木、野崎、東;鈴木)8.Later pioneer species(後期先駆種/極相陽樹)の生活史、樹木の開花・展葉期の昆虫の発生と捕食鳥類の活動をめぐるナチュラル・ヒストリーについての研究が進められた。(Wirawanほか)9.熱帯多雨林の大型哺乳動物の生態学的研究に、人工衛星による位置測定・生理生態情報の収集を導入するための予備実験として、送信器を持ち込み、アルゴス・システムを用いて、これによる位置決定の精度検定、熱帯林の電波透過率の測定をおこなった。(東、佐々木、野崎)10.そのほか、1986年以後数年間の間に閉ざされてしまった内陸部への調査ルートの切り開きや、新たに発見された火の入らなかった林分周辺での調査区の設定をおこなった。また、超高木を利用して高さ40mの簡易観察・観測点を設けた。クタイ国立公園は、ボルネオ島の低地多雨林の(保護地域の)なかで、タンジュン・プティン国立公園と並んで、数少ない大面積の保護区域である。丘陵部の混合フタバガキ林としては、ほとんど唯一の大面積保護区で、火災以前には、生物多様性のきわめて高い地域とされた。今年度までの調査で、森林の回復の可能性については時間だけの問題であるようだ。ただし、生物多様性の回復に関しては、多くの問題があり、修復や保護区の拡張を含むEcosystem managementが緊急かつ重要な課題となる。クタイ国立公園の境界の外側では、産業造林による天然林の少数樹種人工林への転換が大規模かつ急速に進行中であり、かっての火の入った森林の耕地化が着実に進んでいる。東カリマンタンの湿潤熱帯森林地帯では、1983年に11ケ月にわたる異常乾燥がおこり、広い地域にわたって山火事がおこった。
閉鎖性水域における流動と水質の定量予測に向けての数値解析モデルの最適化

内湾や湖沼,河川ワンド等の閉鎖性水域においては汚濁物質の貯留に伴う環境の悪化が顕著であるため,水環境の予測と対策が急務となっている.本研究の目的は,閉鎖性水域の流れ特性と水質動態の数値解析モデルの最適化を行うことにある.目標とするモデルの特徴は,種々の地形スケールに対する汎用性,現実に即した境界条件に対する柔軟性,高性能パーソナルコンピュータ程度を対象とした実用性と経済性を有するとともに,現象の定量的把握を目標に掲げている.すなわち,物質濃度などの数値を十分な精度で予測可能なモデルを構築することが目的である.このため,計算スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル,化学・生物モデル等の各要素について,既往1モデルの再検討,現地観測結果や実験結果との比較を通じて精度向上を図る.このようにして得られたモデルはそれ自体の実用性に加え,多くの研究者,技術者がさらに高度なモデルを構築する際のベースモデルとしての役割を果たすものと期待される.本研究の成果は,基礎的な研究と応用的な研究に分類できる.前者については,数値解析スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル(水温,塩分,生物)について,保存性と数値粘性,定量的な計算精度に関する各種検討を実施した.この結果得られた新たな知見は,閉鎖性水域現象のみならず,広く開水路流れの解析においてモデル選択の指針となるものである.一方,応用的な研究では,おもに実際の具体的水域や現象を対象に検討を行った.対象とした水域は,琵琶湖,宍道湖・中海,地下空間など多岐にわたっている.これらを通じて,異なるスケールの各種現象に対して,数値解析モデルを構成するモジュールについて,最適なモデルを選択する上での基礎的な資料を提示することができたと考えられる.内湾や湖沼,河川ワンド等の閉鎖性水域においては汚濁物質の貯留に伴う環境の悪化が顕著であるため,水環境の予測と対策が急務となっている.本研究の目的は,閉鎖性水域の流れ特性と水質動態の数値解析モデルの最適化を行うことにある.目標とするモデルの特徴は,種々の地形スケールに対する汎用性,現実に即した境界条件に対する柔軟性,高性能パーソナルコンピュータ程度を対象とした実用性と経済性を有するとともに,現象の定量的把握を目標に掲げている.すなわち,物質濃度などの数値を十分な精度で予測可能なモデルを構築することが目的である.このため,計算スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル,化学・生物モデル等の各要素について,既往1モデルの再検討,現地観測結果や実験結果との比較を通じて精度向上を図る.このようにして得られたモデルはそれ自体の実用性に加え,多くの研究者,技術者がさらに高度なモデルを構築する際のベースモデルとしての役割を果たすものと期待される.本研究の成果は,基礎的な研究と応用的な研究に分類できる.前者については,数値解析スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル(水温,塩分,生物)について,保存性と数値粘性,定量的な計算精度に関する各種検討を実施した.この結果得られた新たな知見は,閉鎖性水域現象のみならず,広く開水路流れの解析においてモデル選択の指針となるものである.一方,応用的な研究では,おもに実際の具体的水域や現象を対象に検討を行った.対象とした水域は,琵琶湖,宍道湖・中海,地下空間など多岐にわたっている.これらを通じて,異なるスケールの各種現象に対して,数値解析モデルを構成するモジュールについて,最適なモデルを選択する上での基礎的な資料を提示することができたと考えられる.内湾や湖沼,河川ワンド等の閉鎖性水域においては汚濁物質の貯留に伴う環境の悪化が顕著であるため,水環境の予測と対策が急務となっている.本研究の目的は,閉鎖性水域の流動と水質動態の数値解析モデルを同定することにある.目標とするモデルの特徴は,種々の地形スケールに対する汎用性,現実に即した境界条件に対する柔軟性,高性能パーソナルコンピュータ程度を対象とした実用性と経済性を有するとともに,現象の定量的把握を目標に掲げている.すなわち,物質濃度などの数値を十分な精度で予測可能なモデルを構築することが目的である.このために,計算スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル,化学・生物モデル等の各要素について,既往のモデルを中心に十分な比較検討を行い,現地観測結果,実験結果との比較を通じて精度向上を図る.このようにして得られたモデルはそれ自体の実用性に加え,多くの研究者,技術者がさらに高度なモデルを構築する際のベースモデルとしての役割を果たすものと期待される.本年度は,まず,単純化した地形を対象にアクリル製実験装置を作成し,密度混合現象に関する実験を実施した.また,実験と同条件で種々のモデルを用いて数値解析を行い,実験結果と解析結果を比較することにより,数値解析スキーム,乱流モデル,物質輸送モデルに関する検討を実施した.この結果,物質保存性,計算安定性,計算精度などが十分な範囲で満たされ,かつ実用的な計算速度が得られるモデルの同定を行うことができた.また,従来から指摘されている斜面を有する密度混合場における非合理な流動について,それを抑制する簡便な改良方法を提案した.さらに,大スケールの閉鎖性水域の一つとして宍道湖を取り上げ,特に大橋川から遡上する塩水くさびの挙動について,実験と数値解析により基本的考察を実施した.内湾や湖沼,河川ワンド等の閉鎖性水域においては汚濁物質の貯留に伴う環境の悪化が顕著であるため,水環境の予測と対策が急務となっている.

環境はさまざまな要素が複雑に絡み合ったシステムとして考える必要があり,このような場合の有効な手段として数値解析が挙げられる.本研究の目的は,閉鎖性水域の流動と水質動態の数値解析モデルを同定することにある.目標とするモデルの特徴は,種々の地形スケールに対する汎用性,現実に即した境界条件に対する柔軟性,高性能パーソナルコンピュータ程度を対象とした実用性と経済性を有するとともに,現象の定量的把握を目標に掲げている.すなわち,物質濃度などの数値を十分な精度で予測可能なモデルを構築することが目的である.このために,計算スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル,化学・生物モデル等の各要素について,既往のモデルを中心に十分な比較検討を行い,現地観測結果,実験結果との比較を通じて精度向上を図る.このようにして得られたモデルはそれ自体の実用性に加え,多くの研究者,技術者がさらに高度なモデルを構築する際のベースモデルとしての役割を果たすものと期待される.本年度は,まず,昨年度に引き続いて,連結河川から汽水域に遡上する高塩分貧酸素水塊の挙動について,導電率計による塩分濃度の計測結果と数値解析結果を比較し,より定量的な検討を行った.この結果,数値解析モデルは塩水楔の挙動をほぼ良好に再現できることが確認された.また,小松らの提案する流況制御ブロックの効果を抗力として導入した数値解析モデルは,ブロックの影響を過小評価する問題点が指摘された.次に,大規模水域の三次元シミュレーションを行うことを念頭に,既存の三次元モデルを内部モードと外部モードに分離し,より経済的なモデルへと改良を行った.本モデルを宍道湖中海系に適用した結果,定性的には妥当な結果を得た.内湾や湖沼、河川ワンド等の閉鎖性水域においては汚濁物質の貯留に伴う環境の悪化が顕著であるため、水環境の予測と対策が急務となっている。本研究の目的は、閉鎖性水域の流れ特性と水質動態の数値解析モデルの最適化を行うことにある。目標とするモデルの特徴は、種々の地形スケールに対する汎用性、現実に即した境界条件に対する柔軟性、高性能パーソナルコンピュータ程度を対象とした実用性と経済性を有するとともに、現象の定量的把握を目標に掲げている。すなわち、物質濃度などの数値を十分な精度で予測可能なモデルを構築することが目的である。このために、計算スキーム、乱流モデル、物質輸送モデル、化学・生物モデル等の各要素について、既往モデルの再検討、現地観測結果や実験結果との比較を通じて精度向上を図る。このようにして得られたモデルはそれ自体の実用性に加え、多くの研究者、技術者がさらに高度なモデルを構築する際のベースモデルとしての役割を果たすものと期待される。研究の最終年度である本年度は、乱流モデルに関する検討と、実際の水域への応用を中心に検討を実施した。これまでの研究を通じていえることは、乱流モデルの重要性であり、基本に戻って単純な乱流場の一つである浅水格子乱流を対象とする検討を改めて行った。この結果、既往のモデルに関して二、三の重要な欠点が指摘され、この点の改善を行う方法を示すことができた。特に、浅い水域で生じるエネルギーのカスケードアップに着目して新たな知見をモデルに反映させた。一方、実際の水域を対象とする応用的な研究については、新たに地下空間を取り挙げ、特にエアースパージング法の適用で問題となる現象について検討を実施した。一方、汽水域における塩水進入の制御方法として、Wall型ブロックの適用を検討した。また、英虞湾における環境モニタリングシステムより得られたデータを整理し、数値解析結果との比較を実施した。
肝炎ウイルスの排除・持続感染化に関わる宿主因子の動物種及び臓器特異性の解明

C型肝炎ウイルス(HCV)感染者に対する特異的免疫賦活化による根治を目指した治療的ワクチンの開発を目的とする。HCVは感染することにより80%の被感染者が慢性化してしまうが、20%は慢性化せず自己の免疫によりウイルスを排除する。これらのことは、免疫を賦活化することによりウイルスのコントロールができる可能性を示唆している。HCV感染に対する免疫反応は感染防御のみならず、感染者における病態ときわめて密接に関連している。このためにHCV特異的免疫反応を解析し、HCV肝炎の肝硬変、肝癌への進展を阻害し解除する方策を立てることは極めて重要である。本研究ではHCVによる宿主免疫抑制・回避機序を明らかにし、特異的免疫賦活化による根治を目指した治療的ワクチンの可能性を探索する事を目的とする。DNAワクチンや組換えワクシニアウイルスワクチンの単独投与以上にprime-boostワクチン投与でHCV特異的細胞性免疫の増強が認められ、肝臓中のコアタンパクも有意に減少し、肝数値の改善も認められた。さらに、prime-boostワクチンの組み合わせは、homologousなものよりもN25 DNAとrVV CN2もしくはCN2 DNAとrVV N25の組み合わせのようなheterologous prime-boostの場合の方が細胞性免疫の誘導能が高かった。これまで細胞性免疫の誘導が困難であったHCV全タンパク質コードTgマウスにおいてもHeterologous prime-boostワクチンが有効であることが示唆された。Heterologous prime-boostによる免疫不応等からの再活性化機序について検討を進めている。28年度が最終年度であるため、記入しない。C型肝炎ウイルス(HCV)感染は難治性のウイルス疾患の中でも200万人と感染者が多く、予後も悪い。HCVは感染後7080%の高率で持続感染化し、慢性肝炎、肝細胞癌を発症する。HCVは感染肝細胞内で持続的に複製し、インターフェロン(IFN)系の活性化を複数の経路で抑制していることが知られている。また、HCV感染ヒト肝臓組織ではHCVが持続的に複製し、細胞障害性T細胞(CTL)が誘導されているにも関わらず、ウイルス感染細胞が排除されないことが知られている(Chisari FV J Clin Invest. 1997)。このことから持続感染が成立する理由の一つとしてHCVに対して宿主側が免疫不応答状態になっていると考えられている。また、本研究者らの解析から、HCVはヒト及びマウス肝臓蛋白質と非常に相同性の高いアミノ酸配列(cross conserved epitope)を多く有していることが明らかとなり、immune camouflageを示している。この破綻により慢性肝炎を発症し自己免疫疾患様の病態と考えることもでき、臨床的にも自己抗体の産生が認められ自己免疫疾患様の合併症が認められている。この様態はH7N9インフルエンザウイルス(fluV)、HIV、EBV等でも報告されており、これによりウイルス排除免疫の活性化を抑制していることが報告されている。そこで本研究では、いかにして免疫監視機構を回避しているか、さらにこの回避が破綻することにより自己免疫疾患様の病態をもたらし、肝炎が増悪化し肝硬変を経て肝細胞癌(HCC)に、あるいはトリには無症候性のH7N9fluVがヒトでは劇症肺炎発症に至る機序を明らかにする。CV感染症における大きな特徴は感染者のほとんどが持続感染化し、慢性肝炎を発症することである。しかし、HCVによる持続感染化機構及びその解除機構は十分に解明されていない。HCV遺伝子をスイッチング発現するトランスジェニック(HCV-Tg)マウスを作製し、急性肝炎から慢性肝炎状態に移行し、肝細胞がんを発症させることに成功した。この慢性肝炎に対する治療ワクチンとしてHCV蛋白質組み換えワクチニアウイルス(HCV-RVV)を作製し、慢性肝炎状態のHCV-Tgマウスを用いてHCV-RVVの治療効果を検討した。その結果、HCV-RVV接種により慢性肝炎の病態が改善し、肝細胞の膨化、索状配列の乱れ、脂肪変性、グリコーゲン変性といった組織異常の正常化がみられた。また、細胞性免疫を効果的に誘導できるDNAワクチンとHCV遺伝子組換えワクシニアワクチン(HCV-rVV)を組み合わせたPrime/Boostワクチンの手法を用いることで強力な治療効果が認められた。さらに、PrimeとBoostにおいて一部の遺伝子のみが重複するPrime/Boostワクチン接種方法が、全てのHCV遺伝子の重複するワクチンよりCTLの誘導およびHCV core蛋白の排除に非常に効果的であることをみいだした。この機序について解析を進めている。

本研究ではHCVによる宿主免疫抑制・回避機序を明らかにし、特異的免疫賦活化による根治を目指した治療的ワクチンの可能性を探索する事を目的とする。DNAワクチンや組換えワクシニアウイルスワクチンの単独投与以上にprime-boostワクチン投与でHCV特異的細胞性免疫の増強が認められ、肝臓中のコアタンパクも有意に減少し、肝数値の改善も認められた。さらに、prime-boostワクチンの組み合わせは、homologousなものよりもN25 DNAとrVV CN2もしくはCN2 DNAとrVV N25の組み合わせのようなheterologous prime-boostの場合の方が細胞性免疫の誘導能が高かった。これまで細胞性免疫の誘導が困難であったHCV全タンパク質コードTgマウスにおいてもHeterologous prime-boostワクチンが有効であることが示唆された。Heterologous prime-boostによる免疫不応等からの再活性化機序について検討を進めている。これまでに原猿類に近い動物であるツパイがヒト以外にはチンパンジーにしか感染しない肝炎ウイルスに感染感受性を示すことを報告した(JVI;2010、BBRC;2016)。また、高病原性トリインフルエンザウイルスにも感染し、カニクイザルと同様の病態を示す結果を得ている。これらの分子相同性エピトープをヒト・ツパイ・マウスで比較解析することで、ウイルス感染時における宿主応答の担う役割、種間保存性及び病原性発現機序について明らかにする。さらに、感染増殖系で且つ自然免疫のみをもつヒト肝臓キメラマウス及びツパイ肝臓キメラマウスと自然免疫・獲得免疫が正常に機能しているツパイ個体を比較解析し、免疫寛容獲得から破綻に寄与している宿主因子を同定する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
小脳プルキンエ細胞に特異的な転写制御因子HES-3と小脳失調症

ショウジョウバエのhairy遺伝子は分節化や神経分化に重要な役割を果たしており、basic helix-loop-helix(B-HLH)構造を有する転写制御因子をコードしている。我々は、哺乳動物の発生・分化機構を明らかにする目的でhairyと高い相同性をもつラットの遺伝子を5種類(HES-1,-2,-3,-4,-5)同定したが、そのうち、HES-3は小脳プルキンエ細胞にのみ発現していた。本研究では転写因子と小脳疾患との関係を探るためにHES-3について構造および機能解析を行ったので以下に報告する。HES-3は他のHES因子群と同様にhairyとよく似たHLH構造をもっていたが、N末側の約半分の塩基性領域を欠損しているためDNAには結合できなかった。しかし、ヘテロダイマーを形成する事によって他のHLH型転写促進因子のDNA結合を阻害し、遺伝子発現を負に調節した。また、HES-3の発現は生後10日頃から著明に誘導され、プルキンエ細胞の最終分化の時期に一致していた。以上から、HES-3はプルキンエ細胞の最終分化に関与する負の転写制御因子であることが示唆された。HES-3の遺伝子は4個のエクソンからなり、その遺伝子構成はショウジョウバエのhairy遺伝子とよく似ていた。種々の小脳失調マウス(weaver,staggerer,reeler,Purkinje cell degeneration)についてHES-3遺伝子の構造を調べたが、いずれにも有意な変異はみつからなかった。また、染色体マッピングを行ったところマウスHES-3遺伝子は第4染色体のテロメア側に存在しており、既知の小脳失調マウスの染色体の位置とは一致しなかった。従って、現在のところ、HES-3の小脳疾患との関係はまだ明らかになっていない。今後、HES-3のin vivoにおける役割を明らかにするために、ジーン・ターゲッティング法を用いてHES-3のミュータント・マウスの作製を行う予定である。
攻撃的なミツバチの脳に感染するRNAウイルスの感染ルートと攻撃行動への関与の証明

ミツバチは社会性昆虫であり、そのコロニーでは個体間分業が見られる。本研究では、ミツバチの社会行動に関わる遺伝子候補として、2種類のRNA関連遺伝子:(1)攻撃蜂の脳から同定された新規なRNAウイルスと、(2)ミツバチ脳から同定された新規な非翻訳性核RNAに関する研究を進めた。(1)我々は既に、攻撃性が高い働き蜂の脳から新規な昆虫ピコルナ様ウイルス(Kakugoウイルス)を同定しており、働き蜂の攻撃行動がウイルス感染と関連する可能性を指摘してきた。今年度は、Kakugoウイルス感染がどの程度、働き蜂の攻撃行動と関連するか調べるため、疫学調査を行った。その結果、コロニーレベルでの感染量が低い条件ではKakugoウイルスは攻撃蜂に選択的に検出されたが、感染量が高いコロニーでは攻撃蜂以外の働き蜂(育児蜂や採餌蜂)にも感染が蔓延している例が見出された。これはKakugoウイルスの感染が限定された条件下でのみ攻撃性と関連することを示唆している。感染量が多いコロニーで、コロニー全体としての攻撃性が上昇しているかの検証が今後の重要な課題である。(2)我々は既にミツバチ脳で機能する非翻訳性核RNAの候補としてAncR-1を同定している。AncR-1は組織特異的に発現し、通常のmRNAと同様、スプライシングやpoly(A)付加を受ける一方で、in situハイブリダイゼーション法で核に局在して検出される点でmRNAとは異なる。今年度は、ミツバチ脳の核RNAを用いて作製したAncR-1 cDNAの構造を解析した結果、やはりAncR-1は核に濃縮されて存在し、プロセシングを受けることが確認された。これは組織特異的に発現するmRNA型の非翻訳性核RNAを同定した最初の例であり、ミツバチの行動制御の分子メカニズムだけでなく、新規なRNA分子種の発見という観点からも興味深い知見である。ミツバチは社会性昆虫であり、女王蜂が産卵、働き蜂が育児や門番、採餌などの労働に携わる。本研究では、ミツバチの社会行動に関わると考えられる、2種類のRNA関連遺伝子に関する研究を行った。(1)攻撃的な働き蜂の脳に選択的に感染する新規なRNAウイルスと、(2)ミツバチから同定された新規な非翻訳性核RNAである。次にそれぞれの課題についての研究実績の概要を記す。(1)働き蜂の攻撃行動を規定する分子的基盤を解析する目的で、攻撃的な働き蜂の脳で選択的に発現する遺伝子(RNA)を検索した結果、Kakugo RNAを同定した。cDNAクーローニングの結果、kakugo RNAがコードするタンパク質は、様々なピコルナ様ウイルスのポリプロテインと有意な相同性を示すことが判明した。さらに攻撃蜂の細胞粗抽出液を非感染の働き蜂に注射した所、3日後に脳でkakugo RNAが増幅していることが判明した。このことは、kakugo RNAが新規なウイルスのゲノムRNAであり、攻撃蜂の脳はこのウイルスに感染していることを示唆している。kakugoウイルスは攻撃蜂の脳では検出される一方で、育児蜂や採餌蜂では検出されず、攻撃行動とkakugoウイルスの感染が密接に関連することが示された。(2)ミツバチ脳で機能する新規な非翻訳性核RNAの候補として、AncR-1を同定した。AncR-1遺伝子は、ミツバチに発現するcDNAのライブラリーの中から、その転写産物が核に局在する遺伝子として同定された。解析の結果、AncR-1はスプライシングやpoly(A)付加など、mRNA様のプロセシングを受けるが、タンパク質をコードせず、その転写産物は核内に留まること、女王蜂、働き蜂、雄蜂の体の各部で発現パターンが異なることが判明した。本研究は、mRNA型の非翻訳性核RNAの組織特異的発現を示した最初の例と思われる。

これは組織特異的に発現するmRNA型の非翻訳性核RNAを同定した最初の例であり、ミツバチの行動制御の分子メカニズムだけでなく、新規なRNA分子種の発見という観点からも興味深い知見である。
RTRT induced skin damage

本研究の目的は、RTRT時に蛍光透視装置から各患者が受ける線量をより正確に決定する方法を見つけることである。リアルタイムで線量評価するために、RTRTにおける新しい線量測定法を提案した。この方法は、線量と放射線照射面積の積は放射線照射下の任意の点で不変であるという「線量と面積の積」の法則に基づいたものである。インターベンショナル・ラジオロジー(IVR)では、同様の線量評価が行われている。ファントム表面の線量の計算値は、測定値よりもはるかに大きいものとなった。その原因は、チャンバーの設置やDAPを決定するために用いた断面積の計算等に由来する予期しなかった事情による可能性がある。メガボルト(MV)放射線からの散乱放射線に対応する測定可能な線量が存在することがわかったが、それは蛍光透視X線のものと比べると無視できる量であった。キロボルト(kV)場とMV場が同時に使用されるRTRTの治療においても、DAP法を用いるとリアルタイムで線量評価を行うことができる可能性がある。今回提示した方法の臨床現場における有効性を評価するためには、患者のDAP線量評価において蛍光透視パラメータを変化させたときの影響に関する更なる研究が必要である。・RTRTにおいて人体ファントを使用したTLD、フィルム線量測定を行った。TLDとフィルムによって測定した人体ファントムにおける皮膚線量はモンテカルロシュミュレーションによって計算した計算線量と比較した。・RTRTの深部線量曲線を求めるために電離箱線量計による線量測定は水等価ファントムを用いて行った。これはRTRTの透視X線によるアイソセンタ上の腫瘍への投与線量を求めることが可能となる。・透視を用いた標的追跡においての(Unfors)患者皮膚線量測(PSD)に使用可能かを検討した。PSDはフィルム(ガフ)やTLDとは異なり、オンラインで皮膚線量を確認することができる。PSDのフィルムやTLDと異なる利点は、最小線量による最適な透視撮影条件(管電圧、管電流、フレーム率)を決定することが可能となり、それを直ちにフィードバックすることができることである。人体ファントムにおける表面線量測定は新しいRTRTシステムに用いることができる。PSDのデータは(ガフクロミック)フィルムから得られたデータと比較した。結果は、PSDは(ガフクロミック)フィルムとは異なり、30秒という短い透視時間の線量を測定することができた。本研究の目的は、RTRT時に蛍光透視装置から各患者が受ける線量をより正確に決定する法を見つけることである。当初、Gafフィルムや熱ルミネサンス線量計(TLD)、患者皮膚線量計(PSD)等の線量計を用いて、患者が受ける線量を測定し、それらのサンプルで、RTRTの患者の医療被ばくの危険性を論ずるという方法が提唱された。これらの線量計を臨床現場で用いることができるかを探るため、人体ファントムで試験測定を行なった。蛍光透視装置からの線量を良い精度で測定することはできたのであるが、患者に更なる負担をかけることになるという結論が出された。また、これらの線量計は超高圧放射線の下では使用できないため、RTRT線量の測定は実際の治療とは別に行う必要がある。リアルタイムで線量評価するために、RTRTにおける別の線量測定法を提案した。適当な修正を施し散乱放射線を考慮に入れることで、放射線下の媒体が受ける線量を評価することが可能である。電離箱を用いたファントム表面での線量の測定値を同じ位置・条件でPSDを用いた場合の線量の測定値と比較した。電離箱を用いた測定値の方が、PSDを用いたものよりも約1,5大きかった。この差は、PSDが点における線量を測定するのに対し、電離箱は広がりのある面の線量を測定することによる可能性がある。
チャネルキナーゼTRPM7による骨格形成制御機構の解明

本研究の目的は骨形成や骨リモデリング機構におけるTRPM7のイオンチャネル機能とキナーゼ機能の役割を解明することである。このために、2019年度には骨髄間葉系細胞や骨芽細胞に特異的なTRPM7コンデョショナル欠損マウスやTRPM7キナーゼ変異マウスを用いてin vivo表現型の解析、及びこれらから採集した骨髄間葉系細胞の分化増殖能及び石灰化機能のin vitro解析を行う。2020年度以降には、前述の細胞を用いてTRPM7を介するミネラル透過性イオン電流とミネラル輸送能の解析を行うと共に、共役シグナルのin vitro解析やTRPM7αキナーゼの標的リン酸化基質分子の同定を行う予定である。
更年期女性における微小血管性狭心症の病態解明と漢方医学的アプローチ

(1)運動負荷心電図の性差と交感神経活性との関係の検討:健常成人を対象として運動負荷時の心電図再分極過程の変化とその性差の有無を、交感神経β受容体遮断薬を用いて検討した。対象は若年健常成人16名(男女各8名)である。まず3分間のエルゴメーター負荷試験を行い、15分間安静臥床後、塩酸プロプラノロールを静注し、同じプロトコールで再度エルゴメーター負荷試験を行い、終了後安静臥床した。各試験の前後で血中のカテコラミン、血清電解質、血糖値を測定した。心電図の各パラメータ(RR間隔、V5誘導におけるQT時間、QTc時間、T波振幅)の時間経過およびその性差を検討した。(1)RR間隔は安静時、運動時とも男性が女性より長く、プロプラノロール負荷後のRR間隔の延長の程度に男女差はなかった。(2)T波振幅は男性のほうが女性よりも高く、男女とも運動時に低下し、プロプラノロール負荷後は運動時および運動後ともに有意に増加した。(3)全経過を通して女性の方が男性に比しQTc時間は有意に長かった。女性はプロプラノロール負荷後に、運動中のQTc時間は有意に延長したが、男性は有意な変化を認められなかった。(4)女性において、運動後にU波が増大し、T-U complexを形成する例が認められ、プロプラノロール負荷後にはこの現象は消失した。運動時の交感神経による再分極化過程の修飾は、男性よりも女性の方に大であった。女性は運動負荷時に交感神経緊張時による心室再分極過程の変化を生じ易く、不整脈や運動負荷心電図に見られる性差との関連の可能性が示唆された。(2)女性胸痛患者に対する漢方薬の効果の検討:各種検査で微小血管性狭心症が疑われた女性患者に漢方薬(半夏厚朴湯)を投与し、胸痛に対する効果を検討した。10例中8例で胸痛の回数が減少あるいは消失し、西洋薬の狭心症治療薬より有効性が高かった。I背景・目的健常成人を対象として運動負荷時の心電図再分極過程の変化とその性差の有無を、交感神経β受容体遮断薬を用いて検討した。II対象・方法対象は若年健常成人16名(男性8名、女性8名)である。まず3分間のエルゴメーター負荷試験を行い、その後15分間安静臥床させた(コントロール試験)。次に交感神経β受容体遮断薬である塩酸プロプラノロールを静注し、再びエルゴメーター負荷試験を行い、終了後安静臥床した。心電図で測定したパラメータはRR間隔、V5誘導におけるQT時間、QTc時間、T波振幅である。各パラメータの時間経過およびその性差を検討した。(1)先行RR間隔は安静時、運動時とも男性が女性より長く、プロプラノロール負荷後はRR間隔は延長したが、変化の程度に男女差はなかった。