hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
圃場の傾斜の長さが土壌流亡に及ぼす影響について

わが国の地勢は緯度的に長く、かつその地形が複雑なため、降雨の場所的変化が大きく、その上比較的多種類の土壌が分布しているため、土壌流亡量の算定のためには、室内実験や現地に試験区を設け、自然降雨を待って土壌流亡量の実測が要求される。しかし、自然降雨の特性の解析や現場試験に全面的に依存するには、長年月の期間と多額の費用を要するため、人工的な模擬降雨による室内モデル実験と自然降雨による現場試験との相関性から、現場の圃場への適用性を考慮する方法が重要と考えられる。土壌侵食は、雨水流のエネルギー、土壌の物理性、斜面の傾斜度、斜面長、植生の状況、斜面の凹凸など多数の因子が関与しているため、その機構を研究する場合、繰り返し実験可能な人工降雨発生装置が必要であるが、その場合、この研究では、斜面の長さが、斜面保護材や降雨の特性とともに、土壌侵食機構にどのような影響を与えるかに視点を置いた解析を試みた。得られた主な研究実績を挙げるとつぎのようである。1)長大な圃場や法面を保全するために、新旧の被覆シートを実験圃場面に敷設し、強度の降雨を作用させた場合の土壌中の水分変化と、土壌流亡量の関係を明らかにした。2)土壌侵食に影響を強く持つ地域的降雨の特性を知るために、流量時系列からフィルター分離AR法を用いて流域流出特性を求めるとともに、逆探法ARXモデルによる降雨時系列機構を明らかにした。3)人工降雨装置および現地枠試験圃場の実験、観測および解析結果を基に、降雨型別の土壌流亡量推算式を誘導し、その適用精度を明らかにした。傾斜面に沿って降雨量を十分に、かつ自由に発生できる降雨発生装置を用いて、傾斜土層面に生じる雨滴の効果、表面流の変動量および土壌侵食構の形成状況等についての実験を実施することにより、傾斜・斜面長の大きさが土壌流亡に及ぼす機構の一端を明らかにした。実験で得られたデータを基に経営規模の拡大傾向にある長大な圃場からの土壌流亡量とその保全法について全体的な検討を続けている。今年度の研究で得られた主な実績を挙げると、1.既設の模擬雨水流発生装置(幅1.5m×長さ2.0)を用いて、降雨量、表面流量、土壌流亡量、侵食溝形成状況の観測を実施した。2.傾斜・斜面長を一定にした場合に、斜面下流側に沿って雨水流量が安定的に流れるような雨水量配分装置の改良と制御の方法を実験的に明らかにした。3.斜面の位置、降雨強度および降雨時間に応じて雨水流の掃流力、運搬力等の水理的な特性を理論、実験両面について検討を行った。4.斜面boxへの土壌の乾燥密度を変えて調整した状態(1.2、1.4、16g/cm^3程度)で表面流を作用させ、土層表面の条件に対する雨水の規模とそのとき生じる侵食状況について定性、定量的な解析を行った。5.雨水流量の変化と土壌侵食量のデータの集積と整理を通して、降雨量、表面流量および土壌流亡量についての基礎的な関係を明らかにした。傾斜面に沿って降雨量および表面流量を十分に、かつ自由に発生できる降雨発生装置を用いて、傾斜土層面に生じる表面流の変動量および土壌侵食構の形成状況等についての実験を実施することにより、傾斜・斜面長の大きさが土壌流亡に及ぼす機構の一端を明らかにした。実験で得られたデータを基に経営規模の拡大傾向にある長大な圃場からの土壌流亡量の傾向とその基本的な保全法についての知見の一端を得ることが出来た。今年度の研究で得られた主な実績を挙げると、1.既設および新設の模擬雨水流発生装置(幅1.0m×長さ2.0mおよび幅1.5m×長さ5.0m)を用いて、降雨量、表面流量、土壌流亡量、侵食溝形成状況の観測を実施した。

2.新設した降雨装置の傾斜・斜面長を一定にした場合に、斜面下流側に沿って雨水流量が安定的に流れるような雨水量配分装置の改良と制御の方法を明らかにした。3.斜面boxへの土壌の乾燥密度を一定で調整した状態(1.4g/cm^3程度)で表面流を作用させ、土層表面の諸条件に対する雨水の規模とそのとき生じる侵食状況について定性、定量的な解析を行った。4.雨水流量の変化と土壌侵食量のデータの集積と整理を通して、降雨量、表面流量および土壌流亡量についての基本的な関連を明らかにした。5.降雨装置および現場枠試験圃場の実験、観測および解析結果を基に降雨型別の土壌流亡量推算式を誘導しその適用精度を明らかにした。
低温駆動型活性炭素/エタノール系吸着冷凍機の高性能化に関する研究

本研究では,従来利用されていなかった80°C以下の低温度レベル排熱により駆動可能な吸着式冷凍機の高性能化を目指して,吸着剤/冷媒の組合せに従来型のシリカゲル/水と比して駆動可能な温度レベルが低く,より吸着性能の高い活性炭素繊維/エタノールを用い,さらに吸着器伝熱管にフィン付円管を使用した場合の吸着冷凍サイクル実験および解析を行い,以下のような成果が得られた.まず,従来から行ってきた数値解析結果により得られた最適フィン付円管に近い伝熱管をテストセクションとしてACF/エタノール系吸着冷凍サイクル特性の測定から,(1)システム冷凍能力および冷凍成績係数(COP)は,吸着剤再生温度および蒸発器温度が高いほど増大する(2)予熱・予冷サイクルタイムの最適化により,冷凍能力およびCOPは約20%向上する(3)吸・脱着サイクルタイムが長いほどCOPは増加し,1サイクル当たりの時間平均冷凍能力は減少することを明らかにした.次に,フィン付円管式吸着器モデルに水側の支配方程式を加えて発展させ,脱着行程も含めた吸着冷凍サイクルのモデリングを行い,吸着器(脱着器)の熱・物質移動を考慮した吸着冷凍サイクルの性能解析から,(1)解析結果が実験結果と定性的に一致することを確認するとともに,熱源温度およびサイクルタイム等のサイクル運転条件を変化させて解析を行った場合,吸着剤再生温度および蒸発器温度が高いほどCOPおよび平均冷凍能力が増大する(2)吸・脱着サイクルタイムが長いほどCOPが増大し,平均冷凍能力は減少する(3)フィン高さ15mm,フィンピッチ3.7mmの場合に冷凍能力は極大値を示すことを明らかにした.本研究では,従来利用されていなかった80°C以下の低温度レベル排熱により駆動可能な吸着式冷凍機の高性能化を目指して,吸着剤/冷媒の組合せに従来型のシリカゲル/水と比して駆動可能な温度レベルが低く,より吸着性能の高い活性炭素繊維/エタノールを用い,さらに吸着器伝熱管にフィン付円管を使用した場合の吸着冷凍サイクル実験および解析を行い,以下のような成果が得られた.まず,従来から行ってきた数値解析結果により得られた最適フィン付円管に近い伝熱管をテストセクションとしてACF/エタノール系吸着冷凍サイクル特性の測定から,(1)システム冷凍能力および冷凍成績係数(COP)は,吸着剤再生温度および蒸発器温度が高いほど増大する(2)予熱・予冷サイクルタイムの最適化により,冷凍能力およびCOPは約20%向上する(3)吸・脱着サイクルタイムが長いほどCOPは増加し,1サイクル当たりの時間平均冷凍能力は減少することを明らかにした.次に,フィン付円管式吸着器モデルに水側の支配方程式を加えて発展させ,脱着行程も含めた吸着冷凍サイクルのモデリングを行い,吸着器(脱着器)の熱・物質移動を考慮した吸着冷凍サイクルの性能解析から,(1)解析結果が実験結果と定性的に一致することを確認するとともに,熱源温度およびサイクルタイム等のサイクル運転条件を変化させて解析を行った場合,吸着剤再生温度および蒸発器温度が高いほどCOPおよび平均冷凍能力が増大する(2)吸・脱着サイクルタイムが長いほどCOPが増大し,平均冷凍能力は減少する(3)フィン高さ15mm,フィンピッチ3.7mmの場合に冷凍能力は極大値を示すことを明らかにした.
アルキルV族原料を用いた有機金属気相成長の表面反応過程

有機金属気相成長(OMVPE)に対するV族原料として、毒性が高いAsH_3、PH_3に代わる、毒性の低くいアルキルV族原料を用いた場合の成長表面でのV族の脱離置換反応は殆ど明らかにされていない。本研究では、V族原料としてタ-シャリブリルホスフィン(TBP)を用い、表面状態に非常に敏感な表面光吸収法(SPA)を用いて、V族原料の基板表面での分解過程について検討を行うことを目的とし、以下のような研究を行った。1.成長中にその場で表面光吸収測定を行うため、現有の有機金属気相成長装置の反応菅部並びにガス供給系を改良した。2.表面光吸収測定系を構築し、GaP基板のSPAスペクトを測定した。この時、本年度科学研究費補助金により購入した、小型分光器並びに波長駆動装置を用いた。3.TBPを用いたGaP成長においては、充分燐圧を加えていても、成長中断時間が大きくなると表面から燐が脱離し、表面が荒れる現象が観測された。現在、TBPを用いたGaP成長表面におけるSPAスペクトルの解析を行っているところであり、今後、SPAを用いた表面状態の詳細な測定を行い、基板表面清浄化し、成長中断中、および成長の表面反応を解明し、これを利用した成長技術の開発を行っていく。
フィブロネクチンのRGD依存性および非依存性細胞接着シグナルの蛋白工学的機能解析

1.フィブロネクチン分子上のRGD非依存性細胞接着シグナルCS1を移植したプロテインAの誘導体を作成し、その接着活性と細胞特異性を既に作成したRGDシグルナル移植プロテインAと比較・検討した。誘導体の作成は、プロテインA発現ベクタ-pRIT2Tを用い、カセット変異導入法により行った。得られたCS1シグナル移植プロテインAは、ヒトリンパ腫細胞(RA1細胞)に対して接着活性を示したが、ハムスタ-線維芽細胞(BHK細胞)に対しては接着活性を示さなかった。一方、RGD移植プロテインAは、RA1細胞に対しては活性を持たず、BHK細胞に対してのみ接着活性を示した。マウスメラノ-マ細胞とヒト横紋筋肉腫細胞は、CS1シグナル移植蛋白、RGD移植蛋白の両方に接着性を示した。これらの結果は、CS1シグナルがその接着活性と細胞特異性を保持したまま他のタンパク質に移植できることを示している。また、RGDとCS1の両方のシグナルを移植したプロテインAは、RGDあるいはCS1のどちらか一方を移植したプロテインAよりも強い接着活性を示した。2.RGD移植プロテインA、CS1移植プロテインAが細胞側のどのインテグリンレセプタ-により認識されるかを、種々の抗インテグリン抗体を用いて検討した。RGD移植プロテインAに対する細胞の接着は、抗ビトロネクチンレセプタ-抗体で阻害され、抗フィブロネクチンレセプタ-抗体では微弱にしか阻害されなかった。一方、CS1移植プロテインAに対する接着は、抗フィブロネクチンレセプタ-抗体で阻害され、抗ビトロネクチンレセプタ-抗体で阻害されなかった。また、それぞれの接着タンパク質に接着・伸展した細胞の接着班部位には、RGD移植タンパク質の場合はフィブロネクチンレセプタ-とビトロネクチンレセプタ-の両方が、CS1移植タンパク質の場合はビトロネクチンレセプタ-が局在していることが判明した。
発がんに関与する感作性化学物質に関する研究

平成10年度においては、感作性物質として無水フタル酸を選び、その毒性をレビューした。感作性発癌物質としてはヒ素を選び、チロシンリン酸化、代謝、変異原性について検討した。平成11年度においては、前癌病変において観察されるp16遺伝子の欠失を検出するためFISH法のプローブを作製し、確認した。ヒ素については、ラットを用いて長期投与実験を行い、投与する有機ヒ素によって代謝物の比率が異なることを明らかにするとともに、代謝物の全てを同定するための検討を行い、不明な代謝物の一つを明白にした。又、感作性発癌物質としてホルムアルデヒドに注目し、その住宅内曝露について概説した。平成12年度においては、ヒ素による細胞変化はマイクロチュブルの凝縮に始まることを観察、その指標となるGTPaseの非アイソトープ測定法を報告した。ホルムアルデヒドの住宅内曝露における環境および医学的な面からの調査を行い、症状とホルムアルデヒド濃度とは関連しなかったことを報告した。また、感作性物質として無水マレイン酸についても、その毒性をレビューした。平成13年度においては、ヒ素による細胞変化と細胞骨格との関係について検討し、代謝物である有機ヒ素が正常な紡錘体形成を阻止することにより染色体異常が起こることを報告するとともに、ヒ素の生体内代謝においては、腸内細菌の関与が大きいことを報告した。ホルムアルデヒドについては、医学・建築学・公衆衛生学の専門家集団による訪問調査を行った結果、住宅内曝露の評価についてはサンプリング法を吟味する必要があることを報告した。本研究は、プロモーター様作用を示す物質に感作性を有する物質が多いことから、DNA損傷検出系では検出できないプロモーター様物質の検出系を構築する際に適切となる指標が感作性の面からアプローチすることによって得られるのではないかと考え、感作性のある発癌性物質に共通する特徴及び指標となる変化に関する情報を文献等を用いで検討することにより、プロモーター物質検出の指標となるものを見い出し、さらにそれを検出できるような系を作成することを目的としている。本年度に於いては、まず、毒性情報が整っている化学物質として、許容濃度が設定されており、産業界で使用されている約700物質のなかから、発癌性物質と感作性物質を選ぶ作業を行った。その結果、感作性を有する発がん物質として三酸化ヒ素、ニッケル、メチレンジアニリンを選び、発がん性を持たないが、刺激性および感作性を有する物質として無水フタル酸、トルエンジイソシアネートを選んだ。このうち、感作性を有する発がん物質3種はいづれもそれ自身は変異原生試験陰性物質である。上記物質に関する毒性および分子生物学的情報をまとめる作業を現在進行中である。また、感作性のある発癌性物質に共通する特徴及び指標となる生化学的変化(p16、p53、血管上皮成長因子など)についてさらに詳細な検討を加えるとともに、その検出法についても検討しているところである。次年度に於いては、これらが実際に指標となるか否かを培養細胞などを用いて検討する予定である。本研究は、発がんのプロモーター様作用を示す物質に感作性を有する物質が多いことから、DNA損傷検出系では検出できないプロモーター様物質の検出系を構築する際に適切となる指標を得るために、感作性のある発がん物質に共通する特徴および指標となる変化を見いだすことを目的としている。前年度における検討を踏まえて、本年度は指標となる生化学的変化としてp16遺伝子に注目した。p16遺伝子は染色体9p21にあり、この領域の欠失が前がん状態で見られている。発がん性芳香族アミンの曝露による最初の症状は刺激感作性皮膚炎で、その後高率に膀胱がんが起こったことはベンジジンで明白になっている。それ故、指標となる生化学的変化としてp16遺伝子の欠失を選び、FISH(Fluorescence in situ hybridization)法により9p21欠失を検出する方法を作製し、図書として報告した(環境発がんのブラックボックスを探る、1999)。

また、ヒト培養細胞系における実験では、ストレス物質であるヘミンがプロトオンコジーンc-fos mRNAをMAP kinaseとは関係なく誘導したことを報告した(Y Masuya,et al.,Biochem Biophys Res Commun 260:289-295,1999)。さらにヒ素による細胞変化はマイクロチュブルの凝縮に始まることを観察しており、その論文は現在投稿中である。本研究は、発がんのプロモーター様作用を示す物質に感作性を有する物質が多いことから、DNA損傷検出系では検出できないプロモーター様物質の検出系を構築する際に適切となる指標を得るために、感作性のある発がん物質に共通する特徴および指標となる変化を見いだすことを目的としている。プロモーター様発がん物質としての特徴を良く揃えている物質としてヒ素を選び、それを用いて様々な実験を実施している。前年度の実験において、ヒ素による細胞変化はマイクロチュブルの凝縮に始まることを観察しており、本年度はその指標となるGTPascをアイソトープを使わないで感度良く測定する方法を報告した(Tohoku J.Exp.Med,192:67-79,2000)。現在、その方法を用いてヒ素の動態を観察した論文を作成し、投稿中である。また、感作性発がん物質の一つにホルムアルデヒドがある。現在社会的に住宅内汚染が問題となっており、その原因物質としてホルムアルデヒドが考えられていることから、環境および医学的な面から実態調査を実施したが、症状とホルムアルデヒド濃度とは関連しなかったことを報告した(臨床環境医学10(1):in press,2001)。ホルムアルデヒドのヒトにおける感作性については、いろいろ議論があるところで、本年度は、これらの点を確認したく、さらに大規模な調査に参加した。現在データをまとめている段階である。本研究は発がんのプロモーター様作用を示す物質に感作性を有する物質が多いことから、感作性のある発がん物質の特徴および指標となる変化を見いだし、DNA損傷検出系では検出できないプロモーター様物質の検出系を構築する指標を得ることを目的としている。前年度の実験において、ヒ素による細胞変化がマイクロチュブルの凝縮に始まることを観察し、その指標となるGTPaseをアイソトープを使わないで感度良く測定する方法を報告した。本年度においてはその方法を用いてヒ素の動態を観察し、DMAが分裂期細胞のチュブリンに作用し、異常紡錘体を形成することを明らかにした(Appl. Organometal. Chem.,15:676-682,2001)。この変化はヒ素の発がん性の特質を現していると考えられ、これが他の感作性発癌物質においても起こっているかを調べる必要があり、今後の課題である。また、感作性発がん物質のホルムアルデヒドは現在問題となっている住宅内汚染の原因物質と考えられていることから、環境および医学的な面から住宅実態調査を実施し、報告した(臨床環境医学10(1):3-10,2001)。
口腔癌における転写仲介因子p300の突然変異と新たな癌抑制遺伝子としての役割

口腔癌発症の分子機構を解明するためには、癌化に関与している遺伝子の検索、同定を行うとともに、その機能を明らかにする必要がある。本研究では、遺伝子の転写制御に重要な役割を果たしている転写仲介因子p300のヒト細胞の癌化における役割について解析をおこなった。p300は、ウイルスの癌タンパク質に結合する因子として同定され、細胞の増殖、分化および細胞死などさまざまな過程に深く関与している。p300は転写因子と基本転写因子の双方に結合し、それらの機能の仲介することにより転写の活性化に関与する。また、ヒストンをアセチル化する酵素活性(HAT活性)をもち、転写に必要な染色体の構造変換(リモデリング)をすることが知られている。p300が癌抑制遺伝子としての性質をもつ可能性は以前から指摘されており、最近、ヒト癌細胞において突然変異が報告された。しかしながら、ヒト細胞癌化におけるp300の役割はほとんど明らかにされていない。本研究では、口腔癌1株を含む2株のヒト癌細胞から正常対立遺伝子の不活性化を伴うp300遺伝子の突然変異を発見した。それらの変異により、p300タンパク質の転写仲介因子能と染色体リモデリング機能に必要な領域に欠失が生じることを示した。また正常p300を欠く上記2株の癌細胞に野生型p300遺伝子を導入することにより、p300が癌細胞の増殖を抑制する機能があることを明らかにした。さらにそれらの癌細胞では、上皮細胞の増殖を抑制するTGFβに対する応答性を失っていることを見出し、正常p300を導入すると失われた反応性が回復することを示した。以上の結果、本研究は、p300が癌抑制遺伝子として働くことを示す初めての実験的な証拠を示した。また、p300がTGFβの応答に関与する転写制御に必須な転写仲介因子であるということを見出した。口腔悪性腫瘍の大半が癌腫であること、口腔癌細胞から実際にp300の変異が検出されたことから、本研究で得られた成果は、口腔癌の多段階発癌過程を解明するうえにおいて、重要な知見をもたらすと考えられる。口腔癌発症の分子機構を解明するためには、口腔癌発症に関与している遺伝子の検索、同定を行い、口腔癌の多段階発癌過程を明らかにする必要がある。我々は、転写調節、細胞癌化、分化の過程で重要な機能を担っている転写仲介因子p300に注目し、p300遺伝子のヒト口腔癌発癌過程におけるp300遺伝子の関与について解析を行った。既に我々は、口腔扁平上皮癌1例と子宮頸部癌1例において、p300遺伝子に変異を見いだしており、さらに、それらの細胞では正常なp300が発現していないことを明らかにしている。そこで今年度、ヒト癌細胞で検出されたp300遺伝子の変異が、転写制御や細胞増殖にどの様な異常をもたらすかを検討した。その結果、p300に変異を検出した細胞株に正常p300遺伝子を導入するとTGFβによる増殖抑制が回復すること。また、その変異型p300は、TGFβのシグナル伝達に重要な働きをするSmadと結合する領域を欠損しており、SmadあるいはTGFβ受容体の作用を仲介できないことを見いだした。

以上の結果から、p300の変異により少なくとモTGFβのシグナル伝達系に異常が生じていること、p300遺伝子に変異のある細胞ではTGFβを介した増殖抑制シグナルが正常に伝わらないことが明らかになった。現在、p300に変異を持つ細胞株に正常型p300を導入することにより、p300遺伝子が、癌抑制遺伝子としての機能をもつかどうかを検討している。一方、我々は、発生過程におけるp300遺伝子の機能を解析するために、発生初期胚の性質を保っている胚性腫瘍細胞においてp300の機構を解析した。その結果、p300蛋白質が多量に蓄積しており、分化とともに急激に減少することを見いだした。さらにそのp300蛋白量の変化が、未分化胚性腫瘍細胞における転写抑制の解除に重要な役割を果たしていることを示した。口腔癌発症の分子機構を解明するためには、口腔癌発症に関与している遺伝子の検索、同定を行い、口腔癌の多段階発癌過程を明らかにする必要がある。我々は、転写調節、細胞癌化、分化の過程で重要な機能を担っている転写仲介因子p300に注目し、p300遺伝子のヒト口腔癌発癌過程におけるp300遺伝子の関与について解析を行った。既に我々は、口腔扁平上皮癌1例と子宮頸部癌1例において、p300遺伝子に変異を見いだしており、さらに、それらの細胞では正常なp300が発現していないこと、上皮細胞の増殖を抑制するTGFβに対する反応性を失っていることを明らかにした。また、正常p300遺伝子を導入するとTGFβに対する反応性が回復することから、p300の変異により少なくともTGFβのシグナル伝達系に異常が生じていることを明らかにした。そこで今年度、p300遺伝子が、癌抑制遺伝子としての機能をもつかどうかを明らかにするために、p300に変異を持つ細胞株に正常型p300を導入し、コロニー形成能が抑制されるかを検討した。その結果、正常型p300は癌細胞のコロニー形成を抑制すること、変異型p300はその抑制能を失っていることがわかった。次に、細胞癌化のモデル実験として良く用いられる正常ラット腎臓の初代培養細胞を用いて、p300遺伝子がアデノウイルスE1A/E1B癌遺伝子の癌化能を抑制するかどうかを調べた。その結果、正常型p300はE1A/E1Bの癌化能を抑えるが、我々の見出した変異p300遺伝子のうち、ブロモドメインと呼ばれる領域を欠損した変異p300は抑制できないことを明らかにした。以上の結果は、p300遺伝子がヒト癌細胞において癌抑制遺伝子としての機能をもつことを示している。最近、ブロモドメインはp300のもつヒストンアセチル化酵素活性(HAT活性)を制御に重要であることが報告されたことから、p300のHAT活性がp300の癌抑制遺伝子の機能に重要であることが示唆される。現在、p300の変異によるHAT活性の変化と癌抑制能との関係を検討中である。口腔癌発症の分子機構を解明するためには、癌化に関与している遺伝子の検索、同定を行うとともに、その機能を明らかにする必要がある。本研究では、遺伝子の転写制御に重要な役割を果たしている転写仲介因子p300のヒト細胞の癌化における役割について解析をおこなった。p300は、ウイルスの癌タンパク質に結合する因子として同定され、細胞の増殖、分化および細胞死などさまざまな過程に深く関与している。p300は転写因子と基本転写因子の双方に結合し、それらの機能の仲介することにより転写の活性化に関与する。また、ヒストンをアセチル化する酵素活性(HAT活性)をもち、転写に必要な染色体の構造変換(リモデリング)をすることが知られている。
ヘミデスモゾーム蛋白BP180を介した扁平上皮の増殖分化制御とその癌化に伴う異常

扁平上皮においては細胞分裂能を有する細胞は基底膜を介して結合組織と接着する基底細胞に限られる。基底膜から離れた細胞には増殖の停止、分化の方向づけが起こり、最終的には細胞死に至る。がんにおいては基底膜からの離脱にもかかわらず細胞の増殖能が保持され、分化、細胞分裂、細胞死の異常を来し、その特徴的な組織像を呈する。このことから、扁平上皮基底細胞と基底膜の接着には細胞の分化と増殖を調節する重要な機構があり、その異常が発がん過程に関わっていると考えた。本研究では扁平上皮基底細胞の基底膜接着面およびがん細胞とに共通に発現する抗原を認識するモノクローナル抗体(NCC-Lu-226)を作製し、その抗原分子cDNAをpanning法をもちい、クローニングした。モノクローナル抗体NCC-Lu-226の認識する抗原はhemidesmosomeの構成分子のひとつであり、自己免疫性水疱世疾患の類天疱瘡患者で自己抗体で認識される細胞膜分子180 Kd bullous pemphigoidantigen 2(BP180)である事が分かった。この抗体を用い以下の諸点を明らかにした。1.免疫組織染色の結果、正常扁平上皮では基底細胞の基底膜面にBP180の発現は限局したが、食道、子宮頸部、肺、皮膚の扁平上皮がんでは極性を失ったBP180の発現を高頻度に認めた。2.BP180の異常発現は上皮内がんを含む早期のがんおよび日光角化症などの前がん病変にも検出され、扁平上皮の多段階発がんの早期におこるものと考えられた。3.扁平上皮がんではBP180の細胞内ドメインの燐酸化が低下しており、この分子を介した細胞内シグナル伝達機構の異常が考えられた。扁平上皮がんにおけるBP180の異常発現はhemidesmosomeの機能不全を反映したものと考えられた。
棘皮動物胚の細胞分化を特異的に阻害する新規天然物質

イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で選択的に停止させる活性及びヒストン2量体の生成を阻害する活性を指標として、放線菌の培養液から生理活性物質を探索した結果、Micromonospora属の放線菌のブタノール抽出物中からMicromonospolide Aに加えて新規なマクロライド化合物を単離し、Thiomonospolideと命名した。さらに大量培養した培養液から多量のThiomonospolideを抽出単離した。Thiomonospolideは、一次元及び二次元NMRスペクトルデータ等から、パフィロマイシン型の16員環ラクトン構造及びInositol、Glucosamine、N-Acetylcysteineから構成される新規マクロライドであると構造決定した。絶対配置は,改良Mosher法、Marfey法及び^<13>C化学シフトの比較等によって決定した。Thiomonospolideは、イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で停止させる活性を示すとともに、ヒトデの胚発生過程での架橋ヒストン2量体の生成を阻害した。また、トランスグルタミナーゼ阻害活性試験を行った結果、阻害活性を示すことがわかった。同じ放線菌から得られたMicromonospolide Aについても、架橋ピストン2量体の生成を阻害することならびにトランスグルタミナーゼ阻害活性を示すことがわかった。さらに、Thiomonospolideは、Micromonospolide AおよびBafilomycin Aよりも強くV-ATPaseを阻害することが明らかになった。また、海綿Geodia exiguaから、ウニに対して受精阻害活性を示す新規マクロライド化合物を単離し、Exiguolideと命名した。Exiguolideは、抗がん剤として知られるBryostatin類と類似した部分構造を有する20員環マクロライドと構造決定した。その相対立体化学は、NOE実験、カップリング定数およびJ-based configuration analysisに基づいて決定した。各種放線菌(検体数約5,000株)の培養抽出物及び海綿(検体数約200種)の抽出物について,イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で選択的に停止させる活性及びトランスグルタミナーゼ(TGase)阻害活性を指標とした生理活性スクリーニングを行った。その結果,Micromonospora属の放線菌のブタノール抽出物中から選択的で非常に強い阻害活性を示す生理活性物質として,Micromonospolides Aに加えて新規な化学構造を有するマクロライドを単離し,Micromonosulfideと命名した。Micromonosulfideは,一次元および二次元NMRスペクトルデータ等からバフィロマイシン型の16員環ラクトン構造及びnositol, Glucosamine, Cysteineから構成される部分構造を有する新規マクロライドと推定した。Micromonosulfideは,イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で停止させる活性を示した。イトマキヒトデ胚では中期胞胚期にヒストンが架橋2量化することが見出されている。Micromonosulfide(1μg/mL)の存在下で発生停止したイトマキヒトデ胚について,ヒストン2量体の有無を調べた結果,ヒストン2量体は生起していなかった。これらのことから,Micromonosulfideは,イトマキヒトデ胚の中期胞胚期でヒストン2量体の形成を妨げることによって,胚発生を停止させたものと考えられた。現在さらに大量培養を行い,多量の活性物質を単離して構造を確定するとともに,化学分解を行った後,箱守法による完全メチル化および加水分解により得られる糖およびアミノ酸誘導体のDL分析を行って絶対配置を決定している。

イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で選択的に停止させる活性及びヒストン2量体の生成を阻害する活性を指標として、放線菌の培養液から生理活性物質を探索した結果、Micromonospora属の放線菌のブタノール抽出物中からMicromonospolide Aに加えて新規なマクロライド化合物を単離し、Thiomonospolideと命名した。さらに大量培養した培養液から多量のThiomonospolideを抽出単離した。Thiomonospolideは、一次元及び二次元NMRスペクトルデータ等から、バフィロマイシン型の16員環ラクトン構造及びInositol、Glucosamine、N-Acetylcysteineから構成される新規マクロライドであると構造決定した。絶対配置は,改良Mosher法、Marfey法及び^<13>C化学シフトの比較等によって決定した。Thiomonospolideは、イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で停止させる活性を示したが、Micromonospolide Aと比較すると阻害活性は弱かった。これは、Thiomonospolideの構成成分として糖類が含まれていることによって細胞膜への透過性が低下したためと考えられた。さらに、Thiomonospolideは、V-ATPaseを強く阻害することがわかった。その阻害活性は、Micromonospolide A及びBafilomycin Aよりも強かった。また、海綿Geodia exiguaから単離・構造決定された新規スピロ型セスキテルペンExiguamideは、ウニの胚発生過程で、16細胞期に生じるmicromereの形成を阻害し、その結果不完全な骨片をもつ幼生が生じることがわかった。ホルムアミド構造をもつExiguamideの各種類縁体を合成してそれらの阻害活性を調べた結果、類縁体には阻害活性がみられなかった。ヒトデ胚の発生初期の細胞分裂には影響を与えず、中期胞胚期から初期原腸胚の段階でのみ胚発生を停止させる活性、架橋ヒストン2量体の生成阻害活性ならびにTGase阻害活性を指標とした生理活性物質の探索によって得られた、Micromonospora属放線菌からの新規マクロライド化合物、Thiomonospolideを多量に抽出・単離した。Thiomonospolideの絶対構造については、16員環ラクトン部は改良Mosher法、myo-InositolおよびGlucosamineからなる糖部はMarfey法および^<13>C化学シフトの比較、N-Acetylcysteine部はMarfey法によって決定した。絶対配置は,等によって決定した。Thiomonospolideは、イトマキヒトデの胚発生を初期原腸胚の段階で停止させる活性を示すとともに、ヒトデの胚発生過程での架橋ヒストン2量体の生成を阻害した。Thiomonospolideについて、トランスグルタミナーゼ阻害活性試験を行った結果、阻害活性を示すことがわかった。
一次元水素結合系におけるソリトンダイナミックス

一次元的な水素結合ネットワークを形成している固体水素結合系において、長距離のエネルギー移動のメカニズムとして理論的にその存在が予想されている水素原子の変位に伴うキンク型のソリトンの実験的検出が本研究の目的である。本研究の特徴は、ソリトン検出の手段として、これまでよく使用されてきた核磁気共鳴法のほかに結晶中の僅かな原子の変位を高感度で検出可能な核四極共鳴(NQR)法を使用することである。1)本研究費を用いてNQR測定用に設計、製作したヘリウム温度領域まで測定領域の拡大した低温用のクライオスタットを取り付けたNQR分光器の調整を行い、標準試料をもちいた信号の測定を種々の条件下で繰り返して、ほぼ本研究の目的に使用できる段階まで測定感度を上げることに成功した。2)この装置を用いて、水素結合を形成している水素が分子間において共同的に交換することが予想されているP-クロロ安息香酸について、^<35>ClNQR周波数とスピン格子緩和時間の温度依存性を測定した。その結果、水素交換が遠く離れた塩素核の位置でも観測されることを実験的に明らかにし、水素交換による電場勾配の揺らぎが共役系を通して塩素に影響を及ぼすことが示された。3)さらに多くの水素が共同的に移動する現象を調べる目的で、クロラニル酸とジアジンの(12)分子錯体塩について、塩素NQRを測定した。水素NMRで観測される運動以外に新たに2種類の水素の共同的運動をNQR法によって検出することに成功した。以上の研究によって、これまで前例のないNQR法を用いた分子間水素移動の高感度の新研究手法を確立することに成功した。本研究の目的は、一次元的な水素結合ネットワークを形成している固体水素結合系において、長距離のエネルギー移動のメカニズムとして理論的にその存在が予想されている水素原子の変位に伴うキンク型のソリトンの実験的検出であるが、本研究の特徴は、ソリトン検出の手段として、これまでよく使用されてきた核磁気共鳴法のほかに結晶中の僅かな原子の変位を高感度で検出可能な核四極共鳴(NQR)法使用することである。現有のパルスNQR測定装置はその測定温度領域の下限が約90Kであるが、水素結合系のソリトンのエネルギーは一般に小さいことが予想され、その検出には低温領域の測定が必要であると予想される。そのため、本年度は、まず、現有装置を改造して、ヘリウム温度領域まで測定温度領域の拡大を行った。低温用のクライオスタットは特にNQR測定用に設計し、試料プローブを含む低温プローブとガラス製2重デュワ-瓶は本学の工作センターに依頼して製作した。同調用の可変コンデンサーは市販品がそのまま使用できず、低温使用に耐えるように一部改造して取り付けた。温度制御には市販の極低温温度制御装置(日本オートマティックコントロール社製:MODEL9650-1)を用い、温度センサーにはシリコンダーオード(同社製:MODEL Si-410LL)を使用した。標準試料を用いた予備実験では、90K以下4.2Kまで誤差0.2K以下で長時間一定温度に保たれ、約1リットルの液体ヘリウムの汲み込みによって、約20時間の測定が可能であることが解った。標準試料を用いたNQR信号の測定は現在進行しているが、かなりの感度で信号が検出されており、今後、調整を繰り返して行うことにより更に高感度になることが期待される。

昨年度に本研究費を用いてNQR測定用に設計、製作したヘリウム温度領域まで測定領域の拡大した低温用のクライオスタットを取り付けたNQR分光器の調整をまず行った。標準試料をもちいた信号の測定を種々の条件下で繰り返して、ほぼ本研究の目的に使用できる段階まで測定感度を上げることに成功した。この装置を用いて、まず、水素結合を形成している水素の分子間交換が予想されているp-クロロ安息香酸について、^<35>ClNQR波数とスピン格子緩和時間の温度依存性を測定した。その結果、緩和時間は110K付近に浅い極小を示した。酸の水素を重水素化した試料についても、140K付近に水素化物より深い極小を与えた。この結果は、既に測定されている水素NMRのデータと良く一致していることから、水素交換が遠く離れた塩素核の位置でも観測されたことを意味しており、水素交換による電場勾配の揺らぎが共役系を通して塩素に影響を及ぼしたものと考えられる。一次元的な水素結合ネットワークを形成している固体水素結合系において、長距離のエネルギー移動のメカニズムとして理論的にその存在が予想されている水素原子の変位に伴うキンク型のソリトンの実験的検出が本研究の目的である。本研究の特徴は、ソリトン検出の手段として、これまでよく使用されてきた核磁気共鳴法のほかに結晶中の僅かな原子の変位を高感度で検出可能な核四極共鳴(NQR)法を使用することである。1)本研究費を用いてNQR測定用に設計、製作したヘリウム温度領域まで測定領域の拡大した低温用のクライオスタットを取り付けたNQR分光器の調整を行い、標準試料をもちいた信号の測定を種々の条件下で繰り返して、ほぼ本研究の目的に使用できる段階まで測定感度を上げることに成功した。2)この装置を用いて、水素結合を形成している水素が分子間において共同的に交換することが予想されているp-クロロ安息香酸について、^<35>ClNQR周波数とスピン格子緩和時間の温度依存性を測定した。その結果、水素交換が遠く離れた塩素核の位置でも観測されることを実験的に明らかにし、水素交換による電場勾配の揺らぎが共役系を通して塩素に影響を及ぼすことが示された。3)さらに多くの水素が共同的に移動する現象を調べる目的で、クロラニル酸とジアジンの(12)分子錯体塩について、塩素NQRを測定した。水素NMRで観測される運動以外に新たに2種類の水素の共同的運動をNQR法によって、検出することに成功した。以上の研究によって、これまで前例のないNQR法を用いた分子間水素移動の高感度の新研究手法を確立することに成功した。
制御系設計における行列ランク最小化手法の研究

本研究では,行列ランク最小化問題を扱い,効率良く近似解を与える手法を提案した.同問題は多くの制御系設計問題を含む問題であるが,NP困難な問題である.本研究では,設計変数行列の零空間に着目したNull Space based Alteranating Optimization (NSAO)法と,特異値分解に基づくアルゴリズムIterative Partial Matrix Shrinkage(IPMS)法の2種類の方法を提案した.両者ともに他の手法に比べて効率良く低ランク解を与えることが数値例により確認されている.IPMS法は大規模問題に対応可能であるという特徴がある.制御系設計のための行列ランク最小化問題を解く新しい手法として、iterative partial matrix shrinkage algorithm (IPMS法・繰り返し部分的行列縮退法)を導出した。行列の主要でない特異値の和(sum of non-dominant singular values)を定義し、この値を最小化する問題を解くことにより行列ランク最小化問題を解く手法である。主要でない特異値の和が0になれば、行列がフルランクでなはないため、主要でない特異値の和を最小化する問題と、行列ランク最小化問題は本質的には同じ難しさの問題である。本研究では、主要でない特異値の和の劣微分方向に行列を更新することで、この問題を解く手法を提案している。また、行列のランクが未知の場合には、行列の特異値のうち、どの特異値が主要でない特異値かを推定する必要がある。そこで、IPMS法と相性の良い行列ランクの推定手法を提案し、この推定手法とIPMS法を組み合わせることで、行列ランク最小化問題を解くアルゴリズムを構築した。数多くの数値実験により、本手法が他の手法よりも高速かつ精度高く解けることを示した。本手法は、行列のランク推定をランク1から推定していくため、特異値分解が高速、かつ、メモリ使用量が少なくて済むという特徴を持つ。これらの成果について、信号処理に関する国際的な学会誌Signal Processingに投稿し掲載された。本研究では,行列ランク最小化問題を扱い,効率良く近似解を与える手法を提案した.同問題は多くの制御系設計問題を含む問題であるが,NP困難な問題である.本研究では,設計変数行列の零空間に着目したNull Space based Alteranating Optimization (NSAO)法と,特異値分解に基づくアルゴリズムIterative Partial Matrix Shrinkage(IPMS)法の2種類の方法を提案した.両者ともに他の手法に比べて効率良く低ランク解を与えることが数値例により確認されている.IPMS法は大規模問題に対応可能であるという特徴がある.本研究では、制御系設計問題における行列ランク最小化問題の応用について研究し、効率の良い解法を与えることが目的である。本年度は、制御系設計に適した行列ランク最小化アルゴリズムの導出を行った。制御系設計における行列ランク最小化問題のアプリケーションとしてシステム同定問題がある。通常は最小二乗法等でシステム同定を行うが、システムの次数が未知である場合には、行列ランク最小化問題として定式化される。システム同定問題における行列ランク最小化問題の特徴として、観測データに多くの雑音が加わっているという問題がある。雑音が多い場合には、通常よりも高いランク、すなわち、高次元モデルとして同定されてしまう。本研究で導出した行列ランク最小化アルゴリズムは、観測データに雑音が付加されていることを前提にしたアルゴリズムである。特に、制御系のシステム同定の場合には、予め雑音の大きさを想定することが可能で、提案アルゴリズムでは、雑音の大きさを指定することで効率良く最適化計算を行うことができる。雑音を考慮した行列ランク最小化問題は、条件分岐を伴うアルゴリズムとなるが、条件分岐を無限級数で表現し、級数の有限和で近似することで、高速なアルゴリズムを提案している。数値例により、すでに提案されているIRLS法(Iterative Reweighted Least Squares Algorithm)に比べて高速に行列ランク最小化問題を解くことが可能であることを示した。行列ランク最小化問題の制御系設計への応用として、システム同定問題に取り組んだ。通常のシステム同定と異なり、観測信号に欠損がある場合でも、システム同定できるのが特徴である。昨年度に導出した行列ランク最小化アルゴリズムであるiterative partial matrix shrinkage algorithm (IPMS法)を利用することで、行列の核ノルム最小化に基づく行列ランク最小化アルゴリズムに比べて、制度よく欠損データを復元し、正しくシステム同定が行えることが確認された。核ノルム最小化法では、信号の特異値の和を最小化するため、実際の信号が持つエネルギーよりも小さく推定される。これに対し、IPMS法は主要でない特異値のみを最小化するので、エネルギーを小さく見積もることはなく、正しく推定される。制御理論計画当初では、既存の手法の改良により、制御系設計およびシステム同定に有効な行列ランク最小化手法を提案する予定であったが、既存の手法を使わない新しい手法を提案することができた。よって、当初の計画以上に研究が進展している。本研究では、制御系設計問題における行列ランク最小化問題の応用について研究し、効率の良い解法を与えることを目的としている。本年度は制御系に適したアルゴリズムを提案することができ、また、数値例でもその有効性を示している。学術論文にも投稿し、掲載された。これは当初の計画通りであり、研究は順調に進展している。今後は構築されたIPMS法を利用して、実践的なシステム同定問題、低次元モデルの構築問題に取り組む予定である。その際に不等式制約をうまく満たすようなアルゴリズムの修正を行う予定である。24年度に引き続き研究を行う。とくにアルゴリズムの高精度化、高速化に注力して研究を進める予定である。
三次元（3D）マッピングと細動波（f波）周波数解析を用いた心房細動手術法の開発

本研究の目的は慢性心房細動の外科治療成績向上のために、術前に電気生理学的検査にて三次元(3D)マッピングシステムを用いて心房内で記録される連続的で周期の短い分裂した電位(complex fractionated atrial electrograms;CAFE)を描出し、それに心房細動の細動波(f波)の周波数解析を組み合わせることにより、心房細動の起源となる標的と基質を想定し、機序に応じた合理的な心房細動手術法を構築することである。さらにf波のみを左右心房内から一定時間採取(20秒間)、それを高速フーリエ変換(FFT解析)し、各区間の最大周波数を求め、その平均周波数から興奮周期(FF、速さ)を算出する。時間的不均一性(ばらつき)指標として6区間の標準偏差(SD)、変動係数(CV)を求め、この解析をそれぞれ心房内全体で行い(空間的特異性)を調べる。採取された心内電位の周波数解析を行い、CFAEと周波数解析の関連性を判定する。その解析結果の集積から、個々の症例において心房切開、電気的隔離線の至適部位を検討し、最終的には不要な焼灼ラインを減らして、より合理的な心房細動手術法を構築する。平成28年度は、僧帽弁閉鎖不全症に合併した慢性心房細動6症例、平成29年度は4症例に術前にEPSを施行し、CFAEの描出を行い、右房に1-3(平均2.5±0.8)ヵ所、左房に2-4(平均2.4±0.7)ヵ所にCFAE siteを認めた。検査時間は平均53.1±22.2分で、CFAE部位を右房側はカテーテルアブレーションにより焼灼し、左房側は手術の際に冷凍凝固(二酸化炭素、2分間)を行った。手術時間は平均249±31.2分、心房細動手術に要した時間は25.7 ±5.6分であった。平均追跡期間11.7 ±8.5か月で対象となった症例はすべて術後洞調律に復し、早期の成績からは効果が認められた。(一例のみ心房細動となったが、術後3か月で洞調律に復した)平成29年度はさらに症例を追加し、CFAEマッピングを参考に一般的なMaze手術の電気的隔離線を減らして、CFAEをターゲットとして冷凍凝固を行い、その成績を検討したところ、その早期成績は一般的なMaze手術と同等であることが判明した。また、得られた心内電位からf波周波数解析を行い、解析器機の設定を調節して検討したところ、周期の早い部位とCFAE部位近似しており、その関係性が強く示唆された。CFAEマッピングに基づいた心房細動手術は順調に件数を重ね、すべての症例で有害事象なく、洞調律への復帰を果たしていて、その早期成績は満足できるものであった。CFAEをターゲットとした心房細動手術は、臨床的に効果が高いことが判明したが、より有効な心房収縮を得るために焼灼範囲を減少させることにより、同じく洞調律を維持できるか、侵襲を減らすことができるか等について今後の臨床的課題となる。一方、得られた心内電位からf波周波数解析を行ことについては、解解析器機の設定を調節している段階であるが、周期の早い部位とCFAE部位はおおよそ近似しており、その関連性について検討を行っている。今後はさらに症例を重ね、f波周波数解析の周期の早い部位とCFAE部位が心房細動の機序にtriggerあるいはrotorとして関与しているか、電気生理学的に検討を加える予定である。本研究の目的は心房細動の外科治療成績向上のために、術前に三次元(3D)マッピングシステムを用いて心房内で記録される連続的で周期の短い分裂した電位(complex fractionated atrial electrograms;CAFE)を描出し、それに心房細動の細動波(f波)の周波数解析を組み合わせることにより、心房細動の起源となる標的と基質を想定し、機序に応じた合理的な心房細動手術法を構築することである。平成28年度(平成28年4月から平成29年3月まで)は、僧帽弁閉鎖不全症に合併した慢性心房細動6症例において、術前にEPSを施行し、CFAEの描出を行い、右房に1-3(平均2.3±0.8)ヵ所、左房に2-3(平均2.4±0.7)ヵ所にCFAE siteを認めた。同部位を右房側はカテーテルアブレーションにより焼灼し、左房側は手術の際に冷凍凝固(二酸化炭素、2分間)を行った。対象となった症例はすべて術後洞調律に復し、早期の成績からは効果が認められた。その一方で、得られた心内電位からf波周波数解析を行ことについては、解析器機のプログラミングの設定が不十分で、今のこと十分な解析結果が得られていない状況である。CFAEマッピングに基づいた心房細動手術は順調に件数を重ねていて、大きな問題はないが、得られた心内電位からf波周波数解析を行ことについては、解析器機のプログラミングの設定が不十分で、心房細動波とCFAE部位の相関関係を認めず、今のこと十分なな解析結果を得ることが出来ていない。

本研究の目的は心房細動の外科治療成績向上のために、術前に三次元(3D)マッピングシステムを用いて心房内で記録される連続的で周期の短い分裂した電位(complex fractionated atrial electrograms;CAFE)を描出し、それに心房細動の細動波(f波)の周波数解析を組み合わせることにより、心房細動の起源となる標的と基質を想定し、機序に応じた合理的な心房細動手術法を構築することである。さらにf波のみを左右心房内から一定時間採取、それを高速フーリエ変換(FFT解析)し、各区間の最大周波数を求め、その平均周波数から興奮周期(FF、速さ)を算出する。時間的不均一性(ばらつき)指標として6区間の標準偏差(SD)、変動係数(CV)を求め、この解析をそれぞれ心房内全体で行い(空間的特異性)を調べる。採取された心内電位の周波数解析を行い、CFAEと周波数解析の関連性を判定する。その解析結果の集積から、個々の症例において心房切開、電気的隔離線の至適部位を検討し、より合理的な心房細動手術法を構築する。平成28年度は、僧帽弁閉鎖不全症に合併した慢性心房細動6症例、平成29年度は4症例に術前にEPSを施行し、CFAEの描出を行い、右房に1-3(平均2.5±0.8)ヵ所、左房に2-4(平均2.4±0.7)ヵ所にCFAE siteを認めた。検査時間は平均53.1±22.2分で、CFAE部位を右房側はカテーテルアブレーションにより焼灼し、左房側は手術の際に冷凍凝固(二酸化炭素、2分間)を行った。手術時間は平均249±31.2分、心房細動手術に要した時間は25.7 ±5.6分であった。平均追跡期間11.7 ±8.5か月で対象となった症例はすべて術後洞調律に復し、早期の成績からは効果が認められた。(一例のみ心房細動となったが、術後3か月で洞調律に復した)一方で、得られた心内電位からf波周波数解析を行ことについては、解析器機の設定を調節している段階であるが、周期の早い部位とCFAE部位はおおよそ近似しており、その関連性につて検討を行っている。本研究の目的は慢性心房細動の外科治療成績向上のために、術前に電気生理学的検査にて三次元(3D)マッピングシステムを用いて心房内で記録される連続的で周期の短い分裂した電位(complex fractionated atrial electrograms;CAFE)を描出し、それに心房細動の細動波(f波)の周波数解析を組み合わせることにより、心房細動の起源となる標的と基質を想定し、機序に応じた合理的な心房細動手術法を構築することである。さらにf波のみを左右心房内から一定時間採取(20秒間)、それを高速フーリエ変換(FFT解析)し、各区間の最大周波数を求め、その平均周波数から興奮周期(FF、速さ)を算出する。その解析結果の集積から、個々の症例において心房切開、電気的隔離線の至適部位を検討し、最終的には不要な焼灼ラインを減らして、より合理的な心房細動手術法を構築する。