hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多点接触力覚呈示脳モデルの基礎的研究

我々が開発したコンピュータシミュレーションによる脳変形モデルを,力覚呈示装置と組み合わせることで,手術操作時に反力を生成する手術シミュレーションシステムを確立した.実際の手術操作に近い反力生成のために,手術器具と脳実質の接触判定方として新しい多点接触法を開発した.この新しい反力生成プログラムを手術トレーニングシステムに実装することで,現実操作に近いシミュレーションが可能となった我々が開発したコンピュータシミュレーションによる脳変形モデルを,力覚呈示装置と組み合わせることで,手術操作時に反力を生成する手術シミュレーションシステムを確立した.実際の手術操作に近い反力生成のために,手術器具と脳実質の接触判定方として新しい多点接触法を開発した.この新しい反力生成プログラムを手術トレーニングシステムに実装することで,現実操作に近いシミュレーションが可能となった本研究では,我々が開発した有限要素法を用いた三次元脳変形解析モデルと力覚発生装置を融合させることで,仮想手術器具を介した脳モデルへの手術操作に伴う力覚(応力)呈示が可能な手術シュミレーションシステムを構築することを目的とした.平成22年度は,脳変形解析モデルの計算時間短縮化のために我々が提案してきた手法である1)術野から離れた変形の少ない領域を力覚境界に置換する,2)応力緩和を考慮した超弾性体モデルに変わり,線形弾性体でモデル化するという二つの要素を組み合わせて,処理高速化に改良を加えた.変形解析に要する時間は,初期モデルと比較して約70%の時間短縮となり,また計算機の処理能力向上に伴い,約96%の時間短縮が得られた.しかし,現段階で変形解析に要する計算時間は約13時間が必要であり,リアルタイムの変形計算の現実という点からは課題が残った.変形解析の高速化と平行して,手術の「手応え」である力覚呈示装置からの入力に対する反力発生アルゴリズムの設計,開発を行った.手術器具との接触判定に用いる脳モデルは,変形モデルとは別の脳表面モデルを用い,このモデルと手術器具モデルとの接触判定を行った.得られた干渉深度ベクトルをモデルに入力する強制変位ベクトルとし,脳組織の変形量を有限要素法で計算,脳有限要素モデルの節点での節点力と変位量を算出した.算出した節点力を手術器具モデルに生じる反力として変換出力されるシステムを構築した.本研究では,我々が開発してきた有限要素法を用いた三次元脳変形解析モデルと力覚発生装置を融合させることで,仮想手術器具を介した脳モデルへの手術操作に伴う力覚(応力)呈示が可能な手術シミュレーションシステムを構築することを目的とした.変形解析モデル高速化に取り組んだ平成22年度に引き続き,平成24年度には反力発生装置における出力の質的評価を行った.12名の脳神経外科専門医(臨床経験年数の平均15.2年)を対象に,トレーニングシステムで脳べらによる左小脳半球の圧排操作の評価を行った.評価項目は,視覚評価4項目,力覚評価1項目,機能評価3項目の計8項目で,各項目について5段階評価とした.その結果,力覚評価の平均値が最も低く,続いて視覚評価で小脳と脳神経系が低評価となった.標準偏差については,機能評価での器具の切り替えと術野の拡大・縮小に続いて,力覚評価で大きい値となった.力覚評価ではスコア1(本物に近くない)が2名,スコア2(どちらかというと本物に近くない)が6名となっていて12名の評価者の内8名が力覚評価において低い評価を行った.力覚評価において低い評価を行った評価者のコメントでは,「圧排時の感覚がやや軽すぎる」や「圧排時の抵抗はあまり感じなかった」などの指摘があった.一方,評価者の臨床経験年数と力覚評価のスコアをプロットした検討から,経験年数が増加するに従ってスコアが低下する傾向が認められた.このことから,経験年数が長い熟練した専門医ほど,実際の手術時の圧排の手応えと力覚提示装置で生成する手応えの差を敏感に識別している可能性が示唆された.本シミュレーション装置の根幹となる脳の手応えに関して,これまで実験データに頼っていた材料常数であるが,実用化に向けて実地医の感とは乖離があることが判明した.本研究では,我々が開発してきた有限要素法を用いた三次元脳変形解析モデルと力覚発生装置を融合させることで,仮想手術器具を介した脳モデルへの手術操作に伴う力覚(応力)呈示が可能な手術シミュレーションシステムを構築することを目的とした.平成22年度に変形モデルの計算高速化に取り組み,平成23年度には反力発生装置における出力の質的評価を行った.ここで,実際の手術時の圧排の手応えと力覚提示装置で生成する手応えの差に乖離があることが判明した.これまで使用したモデルでの有限要素解析時には,手術器具と脳モデルの干渉状態にある接触点に最近傍3節点にのみ,変形解析がなされていた.しかし,実際の接触では3点のみでは不十分であり,接触状態により接触している節点数を変化させ,最適な強制変位を与えるプログラムへの改良が必要であると考えられた.このため平成24年度は多点接触による反力生成がなされるプログラムの改良を行った.

新しく組み込んだ多点接触による反力生成モデルでは,脳べらの圧排に伴い接触状態にあると判断された節点に対して節点の位置情報,および判別ベクトルと判別四角形の交点位置情報により変位ベクトル(押し込み量)を算出し,強制変位として有限要素法による変形量の解析時に与えるプログラミングとした.脳べらと脳が接触しているにも関わらず,脳表の接点を判別四角形が貫通していると判断されない場合を勘案して,多点接触が行えていない場合には最近傍接点に生じる反力平均値を出力することとした.スタイラスへの出力は最近傍三節点に生じる反力の平均値と,最近傍接点以外で脳べらと接触状態にあると判定された接点で生じた反力を合わせて出力することで質的評価の改良が得られた.当初平成24年度に予定していた出力の質的評価を前倒しすることで,実地医の感覚との乖離を明確にし,修正の方向を定めることができた.24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度には,二系統の力覚発生装置からの二系統入力への対応が行えるようにする.具体的には,これまで一系統であった力覚発生装置を二系統とし,両手での操作を模倣したシミュレーションを可能とするようにする.また,本年度の質的評価での結果,視覚的評価の向上が必要であると結論づけられため,これまでの二次元表示を三次元表示に改良することで視覚的評価の向上を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
農業の再生可能エネルギー活用によるエネルギー自給率向上と農村再生の可能性

わが国では、2011年3月の東日本大震災による原発事故が発生し、再生可能エネルギーの利用を飛躍的に向上させることが重要となっている。2012年7月には再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度も開始された。農業には、未利用であるが、今後、多様な再生可能エネルギーを生み出す大きな可能性がある。本研究では、これら農業由来の再生可能エネルギーが、どれほど存在しているかなどを定量的に解明し、農業の再生可能エネルギーを活用したエネルギー自給率向上と農村再生の可能性に資する基礎的知見を得ることができた。わが国のエネルギー自給率は、食料自給率よりも低い中、東日本大震災による原発事故が発生し、再生可能エネルギーの利用を飛躍的に向上させることが重要となっている。農業は再生可能エネルギーの宝庫である。従来から注目されてきたバイオマスだけではなく、農業用水を活用した小水力発電など、農業には未利用であるが、今後、多様な再生可能エネルギーを生み出す大きな可能性がある。これら農業由来の再生エネルギーについて、どんな種類の再生可能エネルギーがどれほど存在しているかなどを解明し、農業の再生可能エネルギーを活用したエネルギー自給率向上と農村再生の可能性に資する基礎的知見を与えることが本研究の目的である。この研究課題に接近するため、本年度は、小水力発電と太陽光発電のエネルギー賦存量とその経済便益を次の手順で計測した。1.農業農村由来の小水力発電と太陽光発電のエネルギー賦存量とその経済便益評価に関して、電子ジャーナルなども活用しつつ、関連学術論文・文献資料の検索整理をする共に、関連学会の参加などを通じて、既存研究をサーベイし、分析実施に係る論点整理を行った。2.小水力発電のエネルギー賦存量は、農業集落カードを利用して水田を有する集落単位での耕地傾斜データを整理したうえで、耕地傾斜から得られる落差と年間降雨量より得られる水量などに基づいて推計した。3.太陽光発電のエネルギー賦存量は、農業集落カードを利用して推計した耕作放棄地の面積、日射量データベースなどを利用して推計した年間最適傾斜角における日射量などに基づいて推計した。4.以上で推計された小水力と太陽光の発電賦存量の発電単価データなどを利用し、これらの再生可能エネルギーがもたらす経済便益を明らかにした。従来から注目されてきたバイオマスにくわえ、農業用水を活用した小水力発電など、農業には未利用であるが、今後、多様な再生可能エネルギーを生み出す大きな可能性がある。この研究課題に接近するため、本年度は、第1に農業農村由来の風力発電のエネルギー賦存量を推計し、その便益を経済評価した。具体的には、農業農村由来の風力発電のエネルギー賦存量と経済評価に関して、電子ジャーナルなども活用しつつ、関連学術論文・文献資料の検索整理をする共に、関連学会の参加などを通じて、既存研究をサーベイし、分析実施にかかる論点整理を行った。以上の論点整理を踏まえ、農村において風力発電の設置が可能な箇所の推計結果と年平均風速データなどを利用し、発現が見込まれる風力発電による発電賦存量を推計した。以上で推計された風力の発電賦存量の発電単価データなどを利用し、この再生エネルギーがもたらす経済便益を明らかにした。第2に、農村における薪利用への取り組み実態を事例に、家庭における木質バイオマスのエネルギー利用が二酸化炭素排出量削減とエネルギー自給率に及ぼす効果を明らかにした。この研究課題に接近するため、本年度は、第1に、農業農村内のエネルギー需給量を分析した。具体的には、農業農村における再生可能エネルギーの地産地消の実現可能性を探究する一次接近として、地消に着目した農村における電力需要に関する分析を試みた。具体的な分析内容としては、まず、地消に着目した農村における電力需要に関して、電子ジャーナルなども活用しつつ、関連学術論文・文献資料の検索整理をする共に、関連学会の参加などを通じて、既存研究をサーベイし、分析実施にかかる論点整理を行った。以上の論点整理を踏まえ、地消に着目した農村における電力需要を推計ための耕種や酪農畜産のエネルギー原単位などのデータを収集した。第2に、生物多様性保全に配慮したコメ生産の農法について、エネルギー使用量などからの二酸化炭素排出量を推計し、地球温暖化への影響評価を試みた。その結果、慣行農法に比べ、生物多様性保全に配慮した農法においては、生物多様性保全のための取組と地球温暖化対策とがトレードオフの関係になりうる可能性を明らかにした。研究3年目の平成27年度は、当初の研究計画に沿って、おおむね順調に進展している。

具体的には、地消に着目した農村における電力需要に関して、電子ジャーナルなども活用しつつ、国内外の関連学会の参加などを通じ、既存研究をサーベイできた。地消に着目した農村における電力需要を推計するための耕種や酪農畜産のエネルギー原単位などを収集することができた。さらに、生物多様性保全に配慮したコメ生産の農法について,エネルギー使用量などからの二酸化炭素排出量を推計し、地球温暖化への影響評価を試みた結果、慣行農法に比べ,生物多様性保全に配慮した農法においては,生物多様性保全のための取組と地球温暖化対策とがトレードオフの関係になりうる可能性を明らかにできた。この生物多様性保全に配慮したコメ生産の農法についての研究成果は英文論文として国際誌へ掲載できた。わが国のエネルギー自給率は、食料自給率よりも低い中、東日本大震災による原発事故が発生し、再生可能エネルギーの利用を飛躍的に向上させることが重要となっている。農業は再生可能エネルギーの宝庫である。従来から注目されてきたバイオマスにくわえ、農業用水を活用した小水力発電など、農業には未利用であるが、今後、多様な再生可能エネルギーを生み出す大きな可能性がある。これら農業由来の再生エネルギーについて、どんな種類の再生可能エネルギーがどれほど存在しているかなどを解明し、農業の再生可能エネルギーを活用したエネルギー自給率向上と農村再生の可能性に資する基礎的知見を与えることが本研究の目的である。この研究課題に接近するため、平成28年度は、前年度に実施する予定であった以下の研究を実施した。具体的には、データ制約などから、農業農村における再生可能エネルギーによる電力供給量は、北海道の耕作放棄地に太陽光発電の設備導入を仮定した発電量だけに限定し、まず前年度に収集した耕種や酪農畜産のエネルギー原単位などを利用し、地消に着目した農村における電力需要を推計した。地消に着目した農村における電力需要の推計結果等を踏まえ、又データ制約などから、農業農村における再生可能エネルギーによる電力供給量は、北海道の耕作放棄地に太陽光発電の設備導入を仮定した発電量だけに限定し、農業由来の再生可能エネルギーによって、どの程度、農業農村で消費されるエネルギーを賄うことが可能であるか、すなわち、農業由来の再生可能エネルギーの“地産地消"が、どの程度成立する可能性かあるかを定量的に明らかにした。わが国では、2011年3月の東日本大震災による原発事故が発生し、再生可能エネルギーの利用を飛躍的に向上させることが重要となっている。2012年7月には再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度も開始された。農業には、未利用であるが、今後、多様な再生可能エネルギーを生み出す大きな可能性がある。本研究では、これら農業由来の再生可能エネルギーが、どれほど存在しているかなどを定量的に解明し、農業の再生可能エネルギーを活用したエネルギー自給率向上と農村再生の可能性に資する基礎的知見を得ることができた。
フォトクロミックジアリルエチン色素を用いた光記憶の性電界発光に関する研究

フォトクロミックジアリールエテン色素を用いた光記憶性電界発光素子の実現に向けて、導電性高分子とジアリールエテンの交互共重合構造を有する高分子の合成を行った。導電性高分子骨格であるアルキルフルオレンとジアリールエテンの交互共重合高分子の合成に成功した。この高分子は分子量およそ8000程度で、溶液、固体状態において良好なフォトクロミズム挙動を示した。さらに、その蛍光強度は光異性化に伴って可逆的に変化することが見いだされた。すなわちこれらの新規材料はそれぞれ光記憶性電荷輸送層、光記憶性発光層として機能するものと考えられる。また、これらの材料に対して、金属電極を蒸着法により取り付けることに成功した。更にその接合素子における整流挙動を検討したところ、フォトクロミズムに伴って可逆的に整流性が変化する現象が見いだされた。これを利用して、光記憶性電界発光素子が可能であると考えられる。フォトクロミックジアリールエテン色素を用いた光記憶性電界発光素子の実現に向けて、材料開発を行った。具体的には(1)安定なアモルファス状態を呈するジアリールエテン分子の合成(2)導電性高分子とジアリールエテンの交互共重合構造を有する高分子の合成を行った。(1)に関しては立体的にかさ高い置換基を導入することにより安定なアモルファス状態を示す新規ジアリールエテンBUPTFCPを得た。この分子は70度付近にガラス転移に由来する非熱のシフトを示し、室温で安定なガラス状態をしめし、しかも可逆的なフォトクロミズムを示した。興味深いことに光異性化を溶液状態で行ってからスピンコート法により作成した分子性ガラスにおいては、光異性化反応がより容易に進行することが見いだされた。これは予め光異性化を行うことにより、光異性化に適した構造がアモルファスガラス状態において実現していることを示している。一方、(2)に関しては導電性高分子骨格であるアルキルフルオレンとジアリールエテンの交互共重合高分子の合成に成功した。この高分子は分子量およそ8000程度で、やはり溶液、固体状態において良好なフォトクロミズム挙動を示した。
細胞融合法によるド-パミン性神経細胞株の確立ーパ-キンソン病研究への応用ー

ド-パミン神経細胞の形質を有し増殖能を持った均一な細胞株を確立することを目的した。2。結果(1)NSE,TH,5HTを発現しているcell line(NTK6ー39)が得られた。(2)cell lineの細胞では生化学的の5HTの含量が増加していた。二重染色で同一細胞にTHと5HTが発現することが確認できた。cell line細胞には形態にばらつきがあり、染色性も違っていた。均一の細胞の培養を試みたが不可能であった。(3)NTK6ー39の細胞にはTHのmRNAが発現した。(4)融合させた細胞の染色体数からするNTK6ー39は染色体数が109あるはずであるが数えてみると79しかなかった。3。考案ド-パミン神経細胞とセロトニン神経細胞の両者の性質を持った細胞株が確立できた。しかし、cell lineの細胞は均一でなく、免疫染色でもTHおよび5HTの染色性は細胞によって大きな違いがみられた。今後はこのcell lineを用いて神経栄養因子や神経毒の作用を研究する予定である。2。3。1.Hybridizationを行うための基礎的検討昨年は、神経細胞の不死化技術を確立するためにネズミ胎児脳より得た神経細胞と、神経芽細胞腫より得たcell line,N18TG2とを細胞融合法する技術を確立した。この方法を用いて昨年度6個のHybrid cell lineを得ることが出来た。本年度はこれらのcell lineが果して神経細胞としての特質を有しているか否か、検討してみた。1.免疫組織染色神経細胞としての特性を有しているならばそれらのcell lineはそれぞれ特有な神経伝達物質を発現していることが考えられる。神経伝達物質の測定にはまとまった量の細胞が必要であるが、それでは、スクリ-ニング法として好ましくない。そこでLabーTeK Chamber glassに少ない量の細胞を短期間培養し、それを固定後様々な神経伝達物質のマ-カ-酵素もしくは神経伝達物質そのものの抗体を用いて免疫組織を行った。抗セロトニン抗体で陽性なline、抗GABA抗体で陽性なlineを得ることが出来た。それらは、抗GFAP抗体には陰性、抗チロシン水酸化酵素抗体には弱い陽性反応を示した。2.Neurochemを用いての検討Neurochemはアミンの一斉分析が可能である。これを用いてcell lineのアミン含有量を測定したところ一つだけにセロトニン含有陽性を認め免疫組織染色の結果と一致した。以上でみたセロトニン性cell lineは細経細胞としての性質を得ている可能性が高くなった。そこでこのlineをcloningした。ところが単一cellの条件では形質を発現するlineを得ることはできなかった。これはsupportive cellの存在下で初めて形質を発現している可能性が有り次年度さらに検討を重ねたい。ド-パミン神経細胞の形質を有し増殖能を持った均一な細胞株を確立することを目指した。2。(2)cell lineの細胞では生化学的に5Htの含量が増加していた。cell lineの細胞には形態にばらつきがあり、染色性も違っていた。(4)融合させた細胞の染色体数からするとNTK6ー39は染色体数が109あるはずであるが数えてみると79しかなかった。3。
例外集合の成分で定義される付値の組のなす半群の解明

当研究立案時は,解析的特異点の特異点解消に現れる例外集合による付値の組が,特異点の上の函数芽に対して実際に取る値の全体のなす半群の構造を問題とした.しかし1個の例外集合に現れる半群のタイプを調べる渡辺敬一氏のグループの研究が現れ,その成果とその残した問いの困難さを見ることによって,やや力点を変えた.すなわち半群の組によって表される位数を調べた.一つは特異点の上にある曲線族に函数芽を制限したものの全体として定義される福井の不変量の計算とその周期性の研究「Computations and stability of Fukui invariant」である.これは共著者であり分担者小池敏司氏とT.-C. Kuo氏の問題意識によって出発したが,例外集合の成分による付値の問題に帰着することによって解決がついた.近年,特異点研究者の間で大話題を呼んでいるmotivic type不変量との関係が注目されている.ついで閉部分集合上の函数値がテイラー展開をどれだけ規制するか,部分集合のどのような性質がその規制の能率を測るかということを取り上げた.このために部分集合に対してSpallek函数を導入し,代表者の過去に得た位数の積の不等式や超越性の話と結びつけて,論文「Flatness of differentiable functions along a subset of a real analytic set」に纏め上げた.素朴で基本的なところに重要な問題が残されていたのである.さらにKhovanskii氏の来訪を機にBezoutの定理の解析的な拡張である,Noetherian函数の位数に関する零評価に関して結果を発表した.これは零評価の対象を従来よりはるかに一般化するものである.一方,代表者の研究内容で最も重要な位置をしめてきた「函数の位数」について,きちんとした書物が欠けているので,吉永と分担者福井との共著「特異点の数理3:解析関数と特異点」において,多重級数の収束のような基礎から説き起こし,最新研究レヴェルの内容に至る解説を行った.当研究立案時は,解析的特異点の特異点解消に現れる例外集合による付値の組が,特異点の上の函数芽に対して実際に取る値の全体のなす半群の構造を問題とした.しかし1個の例外集合に現れる半群のタイプを調べる渡辺敬一氏のグループの研究が現れ,その成果とその残した問いの困難さを見ることによって,やや力点を変えた.すなわち半群の組によって表される位数を調べた.一つは特異点の上にある曲線族に函数芽を制限したものの全体として定義される福井の不変量の計算とその周期性の研究「Computations and stability of Fukui invariant」である.これは共著者であり分担者小池敏司氏とT.-C. Kuo氏の問題意識によって出発したが,例外集合の成分による付値の問題に帰着することによって解決がついた.近年,特異点研究者の間で大話題を呼んでいるmotivic type不変量との関係が注目されている.ついで閉部分集合上の函数値がテイラー展開をどれだけ規制するか,部分集合のどのような性質がその規制の能率を測るかということを取り上げた.このために部分集合に対してSpallek函数を導入し,代表者の過去に得た位数の積の不等式や超越性の話と結びつけて,論文「Flatness of differentiable functions along a subset of a real analytic set」に纏め上げた.素朴で基本的なところに重要な問題が残されていたのである.さらにKhovanskii氏の来訪を機にBezoutの定理の解析的な拡張である,Noetherian函数の位数に関する零評価に関して結果を発表した.これは零評価の対象を従来よりはるかに一般化するものである.一方,代表者の研究内容で最も重要な位置をしめてきた「函数の位数」について,きちんとした書物が欠けているので,吉永と分担者福井との共著「特異点の数理3:解析関数と特異点」において,多重級数の収束のような基礎から説き起こし,最新研究レヴェルの内容に至る解説を行った.当課題の一歩手前にある、特異点解消に現れる例外集合の成分による付値について、渡辺敬一が研究を始めた。その場合特異点にいろいろな条件をつけなければならない.付値の組みについては、さらに困難があると考えられる。例外集合は、方向の集合に近いものである。そこで特異点上の部分集合に沿う位数、すなわち解析的位数から考察を始めた.するとまず、スパレクが得ていた位数と解析的位数の比較定理を、特異点のある場合に拡張することができた。また多変数関数論で有名なOsgoodの写像芽を用いて、解析的位数が位数の線形関数では評価されず,丁度2次関数で評価される例を作ることができた。これは現在投稿中である。なお投稿中であった、或る一つの関数の曲線に沿う位数の集合(福井の不変量)に関するKuo,小池との共著である福井の不変式に関する論文が査読をパスし掲載される運びとなった。実および複素のユークリッド空間の一点,あるいは特異点における函数の位数を調べることが当研究の目標である.標題はこの目的のためのひとつの方向を目指すものであるが,研究を実施してゆくうちに問題の点の近傍の部分集合に沿う函数の立ち上がりと位数の関係を明らかにすることが研究の自然な流れとなった.これによって研究は当初よりもやや解析的な色合いが強くなった.なかんずく,ユークリッド空間の原点に集積する可算数列における値だけでも函数の原点におけるテイラー展開をコントロールできることが判明した.これはシュパレクの定理の一つの発展となっている.

また特異点の近傍で定義された関数芽に関し,その特異点から出発する解析曲線への制限の位数の全体のなす集合Fukui invariantと呼ばれ,実特異点の大きなテーマとなっているblow-analytic geometryで大切な存在となっている.ここにおいてもblow-analytic geometryの創始者T.-C.Kuoと小池との共同研究によりFukui-invariantの計算法とその安定性に関して成果をまとめることができた.またこれらの研究全体を含む代表者のこれまでの研究専門内容を集大成する和書を,吉永悦男,福井敏純との共著の中で発表することができた.これはこの3月に刊行される予定である.また研究期間中に執筆した,代表者たちの「吉永悦男,福井敏純,泉脩藏:特異点の数理3:解析関数と特異点」も出版された.代表者担当部分は,まとまった叙述のなかった位数の理論を初めて基礎部分から解説したもので,教材にとどまらず後続の研究を促すものとなると信じる.先行年度の実績報告で述べたように,渡辺敬一などの研究を見て,またMilmanやPawluckiとの会話を通じて,研究内容をやや解析的方向に修正した.したがって14年度の主要テーマは,ユークリッド空間原点の近傍上の函数fと部分集合Aが与えられたとき,f|Aとfに対する(付値の組で与えられる)位数の関係である.これに関しては補間法を応用する方法を開発し,Spallekの仕事を精密化し,代表者の「写像芽に関する引き戻しの位数の基本定理」を補う結果をまとめた論文「S. Izumi : Flatness of differentiable functions along a subset ofa real analytic set」として発表することが出来た.これは微分積分学に隣接するきわめて基本的な問題でありながら,手がつかず残されたものがあることを示すものである.さらにKhovanskiiの来訪を機にBezoutの定理の解析的な拡張である,Noetherian函数の位数に関する零評価の結果を発表した.これは零評価の対象を従来よりはるかに一般化するものである.以上,付値の組を用いて表される位数に関する題材に関して3方向の新しい研究と,これまでの研究の集大成である単行本の著述,および研究分担者達の密接に関連する論文が主要な成果である.
犬血管肉腫に対するホウ素封入WOWエマルションを用いた中性子捕捉療法の開発

WOWエマルションにホウ素製剤を封入し、腫瘍に高濃度のホウ素を送達することでより効果的なホウ素中性子捕捉療法を実現することを目指す。獣医学領域における中性子捕捉療法の臨床応用へ向けたホウ素製剤の開発、投与法の確立を目的とする。
低分子化合物を用いるグアニン四重鎖の検出及び結合タンパク質同定法の開発

DNAの高次構造であるグアニン四重鎖(G4)は、遺伝子の転写制御に関係し、その探索は新たな創薬標的の発見につながる。我々は大環状ポリオキサゾール化合物(6OTD, 7OTD)がG4に強力かつ選択的に結合することを見いだしている。本研究では7OTDへ蛍光団を導入した蛍光プローブの合成を行い、DNAマイクロアレイへ応用することで、未同定のG4を検出する手法開発を検討した。7OTDに蛍光団としてCy5を導入し、G4蛍光プローブを合成した。これを用い、DNAマイクロアレイによるハイスループットスクリーニング実験を行った。その結果、約2,000の新規G4形成配列を同定することができた。グアニン四重鎖(G4)構造は、DNAの高次構造の1つであり、遺伝子プロモーターの約40%で形成されることが示唆されている。またG4の機能についてはほとんど明らかになっていないが、最近c-mycプロモーター領域で形成されるG4に結合するタンパク質が見いだされ、これが転写のシグナルを制御することが報告されたことから、G4は生命現象を新たな転写因子群の可能性がある。本研究では、低分子化合物を用い、新たなG4配列の検出法の確立、G4結合タンパク質の同定法の開発を目的としている。本年度は、前者の目的に対し、天然のG4リガンドの1つであるテロメスタチンの骨格を基に創製した蛍光型G4リガンドの、既知のG4配列に対するG4構造の安定可能について評価した。その結果、既知配列、および人工G4核酸(G4アプタマー)に対して選択的に相互作用し(1本鎖への選択性もあり)、かつこれらのG4構造を強力に安定化することを明らかにした。これにより、未知のG4形成配列検出への基盤を確立することができた。またこの研究過程で、光応答性のG4安定化機能を持つリガンドの開発にも成功した。当該化合物は、今後発見されると予想される未知のG4形成配列の機能を光により制御することが可能である。創薬への展開も期待できる。後者の研究課題について、テロメスタチン誘導体60TDの二量体化合物の合成に成功し、これの大環状体化に成功した。今後合成しだ化合物のG4安定可能について評価するとともに、これを用いたG4構造の可逆性を抑制し、結合タンパク質の検出法を検討していく。我々はこれまで、大環状ポリオキサゾール化合物(6OTD, 7OTD)がG4に強力かつ選択的に結合することを見いだしている。本研究ではOTD類を用いた新規G4形成配列の検出法の開発を行った。(1)7OTDへ蛍光団を導入した蛍光プローブの合成を行い、DNAマイクロアレイへ応用することで、未同定のG4を検出する手法開発を検討した。このプローブを用い、DNAマイクロアレイによるハイスループットスクリーニング実験を行った。なおDNAマイクロアレイとして、G4配列が多数存在することが示唆されている領域を含む、CpG islandsマイクロアレイを用いた。その結果、G4を形成する配列として、約2,000の新規G4配列を同定することができた。(2)全ゲノムから一挙にG4形成配列を同定する手法を開発することを目的とし、6OTDをビオチン化した新規G4リガンドを開発した。これをアビジンビーズへと結合させ、G4鎖特異的なカラムを作製した。このカラムに対し断片化したゲノムDNAを通すことで、全ゲノムから一挙にG4形成配列を分離することが可能と考えられる。本手法をの予備的実験として、G4形成配列群と非G4形成配列群が混在するDNA混合物を用い、G4カラムを用いた分離実験を行った。その結果、G4形成配列群のみを選択的に分離することができた。今後、全ゲノムを用いて検討を行う。またグアニン四重鎖に結合するタンパクを同定するためのリガンドとして、6OTDの新規二量体を開発することができた。これが細胞内環境を模倣した、長鎖テロメア四重鎖へ低濃度で相互作用することを見いだした。G4結合タンパク質同定への基盤を構築することができた。我々はこれまでに、天然物テロメスタチンをリードとした誘導体類(6OTD, 7OTD)を報告しており、7OTDがDNAの高次構造であるグアニン四重鎖へ強力かつ選択的に結合することを見出している。

本研究では、開発した7OTDへ蛍光団を導入した蛍光プローブの合成を行い、DNAマイクロアレイへ応用することで、未同定のグアニン四重鎖をスクリーニングする手法の開発を目指した。まず蛍光団として、Cy5を7OTDへ導入し、グアニン四重鎖蛍光プローブを合成した。この蛍光プローブに対し、グアニン四重鎖に対する相互作用能を評価した結果、合成した蛍光プローブは既存のグアニン四重鎖へ強力にかつ選択的に結合することを見いだした。これより本蛍光プローブが未同定のグアニン四重鎖のスクリーニングへ適用可能であると判断し、DNAマイクロアレイを用いたハイスループットスクリーニング実験を行った。なおDNAマイクロアレイとして、バイオインフォマティクスによりグアニン四重鎖が多数存在することが示唆されている領域を含む、CpG islandsマイクロアレイを用いた。DNAマイクロアレイ実験の結果、蛍光シグナル値が高いDNAプローブを、グアニン四重鎖を形成する配列として、約2,000配列同定することができた。選出したプローブが、確かにグアニン四重鎖であることを確認するため、従来法により評価した。その結果、今回同定した約2,000配列からランダムに選出した10配列はすべて上記手法により、グアニン四重鎖を形成していることが確認された。また、グアニン四重鎖に結合するタンパクを同定するためのリガンドとして、6OTDの新規二量体を開発し、より細胞内を模倣した、長鎖テロメア四重鎖への結合を評価した。さらに今回開発した新規二量体は、対応する単量体に比べ、より低濃度で長鎖テロメア四重鎖へ結合することが明らかとなった。本年度に実施計画を行った2点、即ち蛍光リガンドのG4安定化機能の評価、およびG4結合タンパク質を同定するための低分子リガンドの合成に成功した。次年度計画への基盤を予定通り構築できたため。25年度が最終年度であるため、記入しない。グアニン四重鎖はDNA高次構造の一つであり、様々な遺伝子調節領域に高頻発しているため、ゲノム規模で遺伝子の発現を司る分子スイッチとして機能していることが示唆されている。また、グアニン四重鎖は癌の発生や増殖、転移に関与することが報告されているが、ゲノム中にはまだ未同定の癌関連グアニン四重鎖形成配列が多数存在し、その位置、配列、詳細な機能については不明である。以上の背景をもとに、我々はグアニン四重鎖を安定化する低分子リガンドの新規誘導体を用い、CpG islandsから新たなグアニン四重鎖形成配列の同定を開発することに成功した。今回同定したグアニン四重鎖形成配列は、様々な生物学的プロセスに関与していることが示唆されており、当該配列が遺伝子発現制御を担っている可能性が高い。また今回開発した、DNAマイクロアレイを用いるハイスループット手法は、その他のDNAマイクロアレイへ適用可能であり、任意の部位でのグアニン四重鎖形成の探索に極めて有効であり一般性がある。また、通常鎖状との動的平衡にあるグアニン四重鎖を、今回開発した新規二量体を用いることで、対応する単量体に比べ、より有効に安定化することにも成功している。本リガンドは上記で同定した新規配列に対し結合するタンパクを探索する際に有効なアプローチとなる。また、より細胞内を模倣した長鎖テロメアDNAにおいて形成されるグアニン四重鎖を有効に安定化することも示された。上記結果より、次年度以降の新規グアニン四重鎖形成配列に対する結合タンパク質探索に向けての研究基盤を築くことができた。以上の成果は、当初の計画を十分に達成した成果であり、計画通り進行している。
ヒト化マウスを用いた難治性喘息動物モデルの構築と病態解析への応用

我々は,実験動物中央研究所と共同してヒトIL-3/GM-CSF/IL-5を遺伝子導入したNOGヒトIL-3/GM-CSF/IL-5Tgマウスを作製し,ヒト好酸球を血液細胞として持つマウスを作製した。我々はこのマウスに,ヒトIL-33を気道に投与し気道にヒト好酸球が浸潤することで気道リモデリングや気道過敏性などの喘息の特徴を有するヒト化喘息マウスモデルを構築した。本研究では新たなヒト化マウス喘息モデルを利用して,重症喘息研究における重要なテーマであるステロイド抵抗性を有するヒト化マウス喘息モデルを作製することを試みる。
特殊環境に置かれたf電子の不安定性

本来の目的である、希土類元素と自然では溶け合わないTa、V等原子半径が大きく異なり“固い"元素とを人工多層膜として、強制的に隣り合せ希土類の物性を探索することは、多くの困難に遭遇して計画に比べ進行が遅れてしまったが、ようやくCe/Ta多層膜の育成に成功し、物性測定できる段階となった。その結果、室温蒸着では、Ce厚100Åでもほぼ非晶質になっていることが見出された。非晶質Ceの物性も興味を持たれてきたが、普通の方法では酸化性のためこれまで物性測定の例はない。帯磁率の測定を行ったところ高温側でほぼgamma相の値に一致しており、降温とともに増加し続ける。降温に伴い、gamma、beta、alpha相変態を起こすバルク結晶とは大きく異なっており、それ自体興味深い。一方、Ce厚さを5Åにすると更に異常であり、室温以下で帯磁率はほぼ温度に依存せず、一見室温からalpha相が安定化しているような振る舞いを示す。これは、我々が正に期待したことであるが、より明白な結論を出すために更にCe厚さ依存性を測定し、他の物性測定を進めている。平行して、f電子を含まない金属多層膜の電子輸送効果を測定し、巨大磁気抵抗効果(GMR)の関連した熱伝導度の磁場依存性を測定するのに成功した。異常ホール抵抗の磁場に対するピークを見出し、異常ホール係数のGMRに関連した大きな磁場依存によることを示した。更に、実験・解析はグラニュラー合金にも拡張した。一方、希土類化合物の不安定性については、これまで極めて安定な典型例と考えられていたCeGa_2のCeサイトをYで置き換え、格子定数収縮による混成の増大効果、希釈によるRKKY相互作用の減少の影響を調べた。この結果、Ce希薄領域で近藤効果が観測され、CeGa_2は考えらえていたほど安定なのではなく、RKKY相互作用が微妙に近藤効果の出現を抑制していることが分かった。本年度は、大きく二つのテーマに分けられて計画は進められた。第一は、試料作製であり、これに関しては計画は幾分か遅れている。しかし、試験的試料系であるPd/Co系で1原子層制御に成功し、Co層の1、2原子層の典型的垂直磁化膜を作製した。これらの試料の磁気抵抗の磁場依存性の異方性、およびホール効果の磁場依存性の測定を行った。その結果、磁化で垂直磁化膜に特微的な方形のヒステリシス曲線が、磁気抵抗効果、ホール効果に明白に観測された。磁気抵抗は磁場を垂直に加えた場合に、垂直磁気異方性に対応して、より低磁場で飽和し、特にCo厚0.2nmの試料では、ほぼ全磁場領域にわたって、垂直方位磁気抵抗が、面内磁場磁気抵抗より大きく、消磁状態でも抵抗が大きく異なっている。抵抗の温度依存性は240K近傍に曲がりを示し、キュリー温度の低下を示唆している。また異常ホール効果の符号もCo厚に微妙に依存する。これらの機構の探索を続けている。第二は、これまで既に注目されている人工格子系での電子輸送効果の測定が、特に巨大磁気抵抗における、伝導電子の散乱機構を探るという観点から、ホール効果と熱伝導度に注目して進められた。Fe/Cr系での異常ホール効果の特異な振る舞いが系統的に調べられ、巨大磁気抵抗効果に関連した伝道電子の磁気的散乱の磁場依存の左右非対称性を、サイドジャンプとスキュー散乱成分に分けることにより、明確に説明することに成功した。また、同様の解析が最大の巨大磁気抵抗が報告されているCo/Cu系でも行われ、我々の解析がより一般的に成り立つことが示された。これまで、熱伝導度の測定が望まれたが、金属人工格子は、より熱伝導の大きい基板上に作られている為、測定が困難であり成功の報告はされていない。今回、非結合系の典型であるCo/Cu/Ni(Fe)/Cu系で、世界で初めて、巨大磁気抵抗に対応した効果を熱伝導度で観測するのに成功した。その結果、10及び80Kでは絶対値を測定し、同時に測定された、電気伝導度との比較により、ヴィーデマン・フランツ則が良く成り立っていること、室温以下で磁場変化部分の割合が電気伝導度と熱伝導度と実験誤差内で一致することから、巨大磁気抵抗効果に起因する電子散乱が、大角散乱と考えてよいことが示された。希土類を含む人工格子の育成と、物性探索も同時に進行している。

これは、我々が正に期待したことであるが、より明白な結論を出すために更にCe厚さ依存性を測定し、他の物性測定を進めている。平行して、f電子を含まない金属多層膜の電子輸送効果を測定し、巨大磁気抵抗効果(GMR)の関連した熱伝導度の磁場依存性を測定するのに成功した。異常ホール抵抗の磁場に対するピークを見出し、異常ホール係数のGMRに関連した大きな磁場依存によることを示した。更に、実験・解析はグラニュラー合金にも拡張した。一方、希土類化合物の不安定性については、これまで極めて安定な典型例と考えられていたCeGa_2のCeサイトをYで置き換え、格子定数収縮による混成の増大効果、希釈によるRKKY相互作用の減少の影響を調べた。この結果、Ce希薄領域で近藤効果が観測され、CeGa_2は考えらえていたほど安定なのではなく、RKKY相互作用が微妙に近藤効果の出現を抑制していることが分かった。
シングルデッキ型浮屋根を有する円筒液体貯槽の非線形スロッシング解析

シングルデッキ型浮屋根式タンクにおけるスロッシング挙動を解析する手法を提案した。また、この手法を用いて二次モード共振時におけるポンツーンの楕円化変形挙動を解析した。2005年の消防法告示改正の際に、ポンツーンの応力を算定する為の評価式が同時に示されたが、この評価式から算定されるポンツーン応力と提案手法による結果との比較を行い、異なるモデル化や数値解法の立場から評価式の妥当性について検証を行った。本研究は流体と弾性体の非線形相互作用問題の定式と計算プログラムの作成し、2003年の十勝沖地震で被災したシングルデッキ型浮屋根式石油タンクの地震応答解析を行い、力学挙動について調査した。研究成果として、現在までに次のことを明らかにした。1.著者らが既報で提案している完全流体における非線形スロッシングの有限要素解析法を拡張し、浮屋根弾性体との相互作用問題の定式化を行った。定式化は変分原理に基づいており、この方法を用いることで煩雑になりがちなこの問題の非線形釣合式を簡潔に導出可能であることがわかった。2.十勝沖地震において被災した10万kl級タンクと同規模の数値解析モデルを設定し、提案手法を用いて地震応答解析を行った。その結果、浮屋根の二次モード(周方向1次、半径方向2次のモード)の振幅が大きくなるにつれ、周方向3次、半径方向1次の振動モードが生起し、ポンツーンが破壊するほどの大きな面外曲げモーメントを発生した。これらのモードの固有周期は比較的近く、浮屋根の幾何学的非線形性によって高次モードが生起し、浮屋根に過大な応力が生じる可能性があることが分かった。この他、3万kl級タンクなど他のモデルの応答解析では1次モードによる浮屋根の変位が非常に大きく、ポンツーンのモデル化に用いる梁要素に有限回転を考慮していない為、ポンツーンの応答を適切に評価できない場合があること旨が分かった。この為、新たに有限回転を考慮した梁要素の定式化を行い、浮屋根に大きな変位を生じた場合でも応答評価が可能であるようにプログラムの修正を行った。今後は、このプログラムを用いて様々なモデルの挙動について詳細に調査していく予定である。2003年の十勝沖地震では、石油タンクの浮屋根がスロッシングにより被害を受けた。危険物保安技術協会の報告書ではその原因のひとつとして二次モード共振時のポンツーンの楕円化変形を挙げている。また、これらの応答に対する簡便な評価式も同時に提案している。2005年の消防法告示改正の際には、消防庁からの通知にこの強度評価式が同時に示されている。この強度評価式は汎用の有限要素解析ソフトの解析結果に基づいて作成されているが、これまでに浮屋根の非線形挙動を解析した例は数が少ない為、その妥当性については十分な裏付けがあるわけではない。シングルデッキ型浮屋根式タンクの解析手法を提案し、この手法を用いてポンツーンの楕円化挙動を調査した。強度評価式から算定されるポンツーン応力と提案手法による結果との比較を行い、異なるモデル化や数値解法の立場から強度評価式の妥当性について検証を行った。その結果、以下のことが分かった。1.デッキ面外変形量とポンツーン半径方向変形量の関係について、本解析ではポンツーン半径方向変形量は強度評価式で仮定される値の1/2程度となった。本結果が妥当である場合、強度評価式は安全側の評価となる。2.ポンツーンの面内曲げモーメントの分布に関して、強度評価式で仮定される分布と、解析結果とに違いが見られた。特に、数値解析では加振方向に対し90度位置でモーメントが強度評価式の24倍程度大きな値を示した。本結果が妥当である場合、強度評価式は危険側の評価となるため、注意が必要である。3.二次モードの線形応答に対する非線形応答の低減効果は、強度評価式で仮定される関係の半分程度となった。
チベット(中国四川省甘孜蔵族自治州)自治制度の研究

本研究では、政治思想の観点からチベット間題を、中国とチベットのそれぞれの国民国家概念の衝突として捉えた。チベットを問題として採り上げるのは、誰なのか。それは、国民国家を形成しようとする両国家の対立というストーリーを作り上げる者である。ストーリーは、共同の記憶の具体的な国民的シンボルとして表現される。そのシンボルは、例えば中国にある多くの博物館や記念碑によって国民的一体感を形成させ、チベットにある多くの破壊された寺院や長大な叙事詩によって民族としての共感を保とうとする。このdichotomyの基本的な構造は、Kシュミットの言うFreund und Feindの論理を弁証するものといえよう。国民的一体感を形成するストーリーは、具体的なシンボルを介して権力構造を作り上げるのである。もちろん、権力構造の詳細な分析も報告の中で行うが、さらに重要なことは、この権力構造の下で表現する手段を持たない、あるいは喪失した人々へのまなざしである。西部開発という経済的なグローバリゼーションは、政治的・文化的グローバリゼーションに比較して対立をそれ程生じさせていない。開発は、その地域の伝統的ストーリーを崩壊させることは確かである。なぜなら、圧倒的な均質化された物質の侵入の前に、それまで存在した人々による物質と意味の一致したストーリーとしての重層的世界が瓦解するからである。本研究では、瓦解の後に散乱したアレゴリーの断片を拾い集めて、コンステラチオンとして描くことも課題であった。残念ながら、それは、今後の課題である。今回の調査では、2000年9月3日から9月16日にかけて、中国四川省甘孜藏族自治州の州都である康定城市から隔たり民族の自治と中国の近代化政策とが衝突すると予想される甘孜県、新龍県、炉ジャク県、ダオフ県の標高三千百四千百メートルの川蔵高原地域を対象にした。中国における近代化の進行の度合いは、第一に中国語の普及がその尺度となると思われる。言語における近代化の程度のアンケート調査は、2001年の四川大学との合同調査による。今次、トラック・路線バス以外の自動車の普及や中国風の商店の増加、農業機械の普及、民居へのCS放送などによって、近代化の進行が急速に進行しつつあることが確認された。その具体的な調査はも、中国政府による我々の調査許可を申請したうえで2001年9月に四川大学と共同で行うものである。今回の調査は、第一に四川大学との合同調査の約定と調査内容・場所の確定にあった。それらは、四川大学と2000年9月15日決定した。今回の調査の成果は、四川大学との調査協力体制の確認にあった。その意味で、一定の成果をあげることが出来たと言える。今回の調査の目的は、前回の調査と同様に四川大学歴史系の協力を得て、調査の内容のみではなく、調査の方法論を検討することであった。調査の旅程は、康定県、炉ジャク県、廿孜県、徳格県に至り、チベット自治区の境界に及ぶものである。今回の調査を経て、多民族国家としての中国の国内に生きる人々の民族意識の変化に気付かされた。チベットに関しては、チベット問題という民族問題の概念枠で論じられている。その概念枠とは、中国の軍事的・経済的なチベット侵攻とそれに対するチベット国家の独立という二局による歴史の構築が前提となっている。確かに、中国は、現在西部開発を進めていて、多くの中国人の移住があり、中国化が確実に進行中である。さらに、一部では中国人地区に使用人として労働するチベット人も見られた。権力とイデオロギーを前提とした二局的な見解では、対立は深層化するのみである。我々の調査では、この二局的な見解から離れて、二局的な見解から離れている人々の視線から民族を見つめてみたい。この点で、四川大学の代表者と見解を一つに出来た。
Escobar症候群の分子病態解明とGFPT1先天性筋無力症候群の治療法開発研究

ヒト筋骨格筋の神経筋接合部に存在するアセチルコリン受容体は4つのサブユニットからなる5量体であり、胎生33週頃にガンマからイプシロンサブユニットに置換される。成人型アセチルコリン受容体の遺伝子変異により先天性筋無力症候群が惹き起こされる。胎児型アセチルコリン受容体に含まれるCHRNG遺伝子は非致死型多発性翼状片症候群であるEscobar症候群の原因遺伝子である。本研究ではEscobar症候群の遺伝子診断と、臨床像の解明、同定した変異の機能解析をおこなった。Escobar症候群2家系3人にCHRNG遺伝子変異を同定し、ミスセンス変異p.Pro143Argが両家系に共通し、他アリルはフレームシフト変異およびナンセンス変異だった。昨年度までにHEK293細胞上へ発現させた野生型および変異型の胎児型アセチルコリン受容体の発現実験をおこない、変異型は野生型のおよそ60%の発現量だった。先天性筋無力症候群のアセチルコリン受容体欠損症では高度の発現量低下を示す。また、ある程度の発現量低下とチャネル動態の異常という複数の病態機構を併せ持つことも想定されている。今年度はMayo Clinicの研究室との共同研究により、p.Pro143Argのチャネル動態解析をおこなった。培養細胞に変異型の胎児型アセチルコリン受容体を発現させパッチクランプ法によりチャネル開口時間を測定したところ開口時間の短縮を認め、本変異が胎児型ファーストチャネル症候群を起こすことを明らかにした。臨床像について情報収集したところ、3人とも手指の手術を要する遠位型の多発関節拘縮持つがEscobar症候群に特徴的とされる翼状片についてはあっても極軽度にとどまっていた。学会発表をおこない最近になり類似症例の紹介を受けた(遺伝子解析準備中)。1.Escobar症候群の原因遺伝子CHRNGの日本で同定したミスセンス変異p.P121Rの機能解析の一部をおこなった。p.P121Rを導入したアセチルコリンレセプターの培養細胞表面上への発現の有無を確認する実験をおこなった。変異アセチルコリンレセプターの発現は認めたが、フローサイトメーターを用いてカウントしたところ野生型の60%程度の発現量だった。CHRNEはアセチルコリンレセプターサブユニットの一つであり、胎児期にはCHRNGが発現しているが生後はCHRNEが発現をする。CHNREは先天性筋無力症候群の原因遺伝子のひとつであり、CHRNEのp.P121L変異とp.P121T変異はレセプターの開口時間が異常短縮する先天性筋無力症候群の一型であるファーストチャネル症候群を惹き起こす。これらCHNREの変異は細胞表面へのレセプター発現を阻害しないことが示されており、CHRNGp.P121R変異も細胞表面に発現することは予想していたが今回の実験では発現量の減少がみられた。再現性の確認中である。2.CHRNG変異を原因とするEscobar症候群は日本においていまだ十分に認識されていないと思われ、日本における新規症例の発掘をおこなっている。先天性多発関節拘縮症を診察あるいは手術する機会のある新生児科医、整形外科医から数例の紹介を受けCHRNG変異の遺伝子解析をおこなった。1例においてCHRNG変異を同定し、先の変異と同部位であるp.P121R変異が同定された。CHRNG変異の発現実験において、細胞表面への発現は確認されたが発現量の減少を認めたため、より多くの実験回数で再現性の確認が必要となり現在進行中である。研究計画時に想定したよりも研究代表者のエフォートが低下する時期があり、細胞実験の進行の遅れにつながった。本研究のエフォートの低下は診療および教育のエフォートの増加による。また、CHRNG変異によるEscobar症候群の新規患者の発掘に力をいれたが、今のところ遠位型の関節拘縮を示す患者は多いが、CHRNG変異によるEscobar症候群の患者数は当初の姉弟例の他1例にとどまっている。Escobar症候群は胎児型アセチルコリン受容体のサブユニットであるCHRNGの変異により惹き起こされる。本研究では遠位型多発関節拘縮症の原因遺伝子検索において同定されたCHRNGミスセンス変異P121Rの機能解析をおこなっている。昨年度おこなった発現実験において、変異型アセチルコリン受容体は野生型の60%程度の発現量となったことを報告したが、これは、P121Rは細胞表面発現を阻害せずチャネル開口の動態異常を惹き起こす、との仮説と異なった。発現実験では、培養細胞表面上にCHRNGを含んだ胎児型アセチルコリン受容体を発現させ、その発現量をフローサイトメーターを用いてカウントする。昨年度の結果と実験手技の見直しをおこなったところ、初回結果は培養細胞の状態の不均一さ、または、実験時間の延長による蛍光発色の衰退の影響が考えられた。そこで本年度は同実験を複数回おこない、手技の安定および実験時間の可能な限りの短縮を図った。再実験では野生型と同等の発現を示し、また、再現性が得られた。成人型アセチルコリン受容体の各サブユニットの遺伝子変異では先天性筋無力症候群が惹き起こされる。胎児型から成人型への変化はCHRNGからCHRNEへの置換による。これまでにCHRNEのP121L変異による先天性筋無力症候群の病態はチャネル開口時間が延長するファーストチャネル症候群であることが示されている。本年度おこなったCHRNGP121Rの発現実験の結果は、胎児型においてもP121Rはその発現量が減少していないことを示すものである。