hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクロマティック位相シフターによる高感度実時間光波干渉断層画像計測の検討

本研究の目的はでは,アクロマティック位相シフターの原理に基づく2次元OCTの高感度かつ実時間計測である。これまでの研究において、2回のカメラ計測、すなわち2つの位相の異なる干渉縞の計測で、十分な強度情報の画像の抽出が可能であることがわかった。そこで、本年度は、ワイドダイナミックレンジカメラを用い、位相の異なる干渉縞を同時に検出するための光学系の改良を行った。干渉計へは450直線偏光の光を入射し、参照側には1/4波長板、物体側には偏光板を45゚に配置した。参照ミラーからの参照光とサンプルから信号光が干渉すると偏光状態が直交する干渉信号は180゚の位相差を持つ。すなわちカメラでは、反転した2つの干渉縞を同時に検出することになる。この2つの干渉縞から差の絶対値を求めると強度情報の画像が得られる。しかし、実際には偏光のずれや端面による反射光の影響の残ってしまった。そこで予め参照光のみをカメラで計測し、その画像を引くことで、誤差の軽減を図った。この補正処理により、反射光が弱い生体試料において断層画像を得ることができた。空間分解能を評価した結果、対物レンズの倍率が5倍のとき、横方向分解能は5.5umで測定視野は0.55mmX0.55mmであった。または光軸分解能7umであった。本研究では,アクロマティック位相シフターの原理に基づく2次元OCTの高感度かつ実時間の目的とする。アクロマティック位相シフターとは、偏光子と波長板の組み合わせることにより、すべての波長において同じ量の位相シフトを与えることができる方法である。本手法では,位相の異なる4つの干渉縞を同時に検出し、その強度の変化から内部の構造的な変化を、また位相の変化からは血流のドップラーシフト量や生体内部のわずかな動きの違いをリアルタイムに可視化することを検討する。本年度は、高感度のためのワイドダイナミックレンジカメラの評価を行った。2次元検出器に130dBのダイナミックレンジを有する対数変換型CMOSイメージセンサを用い、最小検出感度を測定した。その結果、88dBであり、一般的なアナログCCDカメラの場合の68dBに比べ、20dBの改善が確認できた。またアナログCCDカメラの場合、光量を入れすぎるとカメラの飽和による計測不可能な状態になってしまうが、ワイドダイナミックレンジカメラの場合、そのようなことは無かった。高輝度な光源があれば、感度の向上が期待できる。なおこの成果は、日本光学会年次学術講演会Optics Japan2005にて発表した。
3次元医用画像処理システムに関する数理的処理

本研究は,医用画像中の臓器表面と臓器モデルとの高精度な位置合わせのための統計的枠組みに関するものである.医用画像中の解剖構造の自動認識は,診断や治療立案支援にとって必須の機能であり,臓器モデルを医用画像に対して位置合わせすることにより実現される.本研究では,臓器モデルとして,臓器表面を点群で記述するpoint distribution model(PDM)を採用し,その上で各臓器形状の多様性を表現するstatistical shape model(SSM)を新たに提案した.具体的に,該当年度に以下の2項目について考察し,それぞれの考察に基づき位置合わせの精度を向上させる手法を提案した.(1)SSMのグラフィカルモデル表現と推論法(2)隣接臓器や臓器表面上の腫瘍に対して頑健なSSM(1)はSSMの表現と推論に関する議論である.従来の線形なSSMの表現方法には,部分空間表現と測地距離に基づいたグラフィカルモデル表現の二つがある.本研究では,これら従来のモデルの問題点を指摘し,それを解決する統計的に正しいモデル構造の推定を行った.肝臓を対象として実験を行い,位置合わせの精度が向上することを確認した.(2)はSSMの外れ値に対する頑健化に関する議論である.一般に,医用画像を対象とした位置合わせでは,SSMを用いても隣接臓器や腫瘍などによる臓器表面の変化を適切に表現することは困難である.本研究では,このような領域を外れ値と置き,臓器表面を複数のクラスタに分割し,各クラスタの表面積における外れ値領域の疎性を仮定することで,外れ値を自動的に検知・無視した.その後,クラスタ間のグラフィカルモデルを構築することで,クラスタ間の関係も考慮しつつ各点の位置の推定を行った.当該年度では,本提案法を用いることで,精度が向上することを確認した.本研究では、臓器レジストレーションのための統計的枠組みの構築を試みる。臓器レジストレーションとは、臓器モデルを使用して新規画像から臓器を自動的に抽出する枠組みのことで、高精度な診断支援システムにとって必須の機能である。本研究では、臓器モデルとしてグラフィカルモデルを採用し、レジストレーション精度の向上を試みる。そのために、本研究ではレジストレーション法、グラフィカルモデルの構造推定方法、複数臓器の同時レジストレーション法の3点の研究を行っている。レジストレーション法に関しては、大動脈を対象として従来までの確率伝搬法とマルコフ連鎖モンテカルロ法の精度の比較を行った。モデルの構造推定に関しては、graphical lassoを用いて大動脈を対象としてモデル構造の推定を行った。これらの結果、提案した方法によってレジストレーションの精度が向上することを確認した。一方、これまでのグラフィカルモデルは臓器中にがんが存在する場合にレジストレーションの精度が低下していた。そこで本研究では、臓器中のがんに対して頑健なモデルを臓器の局所的な大局性に基づいて構築し、実際に頑健にレジストレーションを行うことができることを確認した。さらに、正準相関解析という方法を用いて複数の臓器間の関係も考慮したグラフィカルモデルを構築して、レジストレーションの精度の評価も行った。本研究は,医用画像中の臓器表面と臓器モデルとの高精度な位置合わせのための統計的枠組みに関するものである.医用画像中の解剖構造の自動認識は,診断や治療立案支援にとって必須の機能であり,臓器モデルを医用画像に対して位置合わせすることにより実現される.本研究では,臓器モデルとして,臓器表面を点群で記述するpoint distribution model(PDM)を採用し,その上で各臓器形状の多様性を表現するstatistical shape model(SSM)を新たに提案した.具体的に,該当年度に以下の2項目について考察し,それぞれの考察に基づき位置合わせの精度を向上させる手法を提案した.(1)SSMのグラフィカルモデル表現と推論法(2)隣接臓器や臓器表面上の腫瘍に対して頑健なSSM(1)はSSMの表現と推論に関する議論である.従来の線形なSSMの表現方法には,部分空間表現と測地距離に基づいたグラフィカルモデル表現の二つがある.本研究では,これら従来のモデルの問題点を指摘し,それを解決する統計的に正しいモデル構造の推定を行った.肝臓を対象として実験を行い,位置合わせの精度が向上することを確認した.(2)はSSMの外れ値に対する頑健化に関する議論である.一般に,医用画像を対象とした位置合わせでは,SSMを用いても隣接臓器や腫瘍などによる臓器表面の変化を適切に表現することは困難である.本研究では,このような領域を外れ値と置き,臓器表面を複数のクラスタに分割し,各クラスタの表面積における外れ値領域の疎性を仮定することで,外れ値を自動的に検知・無視した.その後,クラスタ間のグラフィカルモデルを構築することで,クラスタ間の関係も考慮しつつ各点の位置の推定を行った.当該年度では,本提案法を用いることで,精度が向上することを確認した.当初の研究実施計画に記載した、確率伝搬法とマルコフ連鎖モンテカルロ法の精度の比較と複数臓器同時レジストレーションを実施することができた。また、統計情報や大局性を考慮したグラフィカルモデルの構築も実施でき、複数件の成果発表も行うことができたため、上記区分とする。大動脈を対象とした実験結果が他の臓器においても同様に得られるのかを検証する。また、局所的大局性を考慮したモデルを用いた場合の臓器レジストレーションの精度評価も行う。また、前年度と同様、これら研究の成果を学術雑誌や国内外の会議へ投稿・発表する。
ヴィクトリア朝における女性の召使いの研究:その衣服、生活、文学表象をめぐって

本研究ではヴィクトリア朝における女性の召使について、衣服、生活、文学表象という3つの観点から考察を深め、彼らのヴェールに包まれた生活に少しでも光を当てようと努めた。ヴィクトリア時代に、召使の数が急増した背景には幾つかの理由が考えられるが、最も重要なのは召使がステイタス・シンボルであったことである。中産階級として見られたい人々は少なくとも一人は召使を雇った。召使の世界にも階級があり、女性の召使の場合、ハウスキーパーを頂点に、レディーズ・メイド、ガヴァネス、乳母と続き、底辺に雑役女中がいた。雇われる家の規模や雇い主の所得によって、その数や賃金は異なったが、賃金表には謎の部分も多い。仕事着は女性の場合、自身で用意する事が期待されることも多かった。当時の写真はあたかも彼らの衣服が白か黒といった印象を与えがちであるが、イギリスの博物館が所蔵するメイドの衣服や、アーサー・マンビーの日記におけるハンナ・カルウィックの衣服への言及はメイドの衣服としてライラック色のコットン・プリントのドレスも当時一般的であった可能性を示唆している。文学表象としての召使いを吟味するにあたって、ヴィクトリア朝小説4作品を取り上げた。女性の召使は欲望の対象として見なされがちであるが、主人の話し相手から結婚の対象となったり、情報提供者としての役割を与えられ、プロットにひねりを加える場合もある。文学テクストに描かれる召使が現実社会における召使とそう違わないことから、それだけ召使が作家にとって身近なものであったと言う事ができる。召使いの登場は小説にリアリティとファンタジーの両方をもたらしている。召使いが主人と結婚することは現実世界においては滅多に起こらないことであり、階級差のある男女の交際や結婚がいかに困難を極めたかはハンナ・カルウィックとアーサー・マンビーの事例が鮮明に物語っている。平成17年度の本研究の研究実績は以下のとおりである。まずは、パメラ・ホーン著、The Rise and Fall of the Victorian Servantsを中心に、ヴィクトリア朝の召使の実態に関する本を参考に、女性の召使の地位や、給料、服装、生活状況の把握等に努めた。イギリスの社会は階級社会であるが、召使の世界も階層があり、その上下関係は厳しかった。少なくともヴィクトリア朝において召使を雇うということは中産階級であることを示すステイタスであった。雇い主は、裕福な紳士から下宿屋に至るまで多様であり、使用人の数も大きなお屋敷では200人ほどもいたが、下宿屋では雑役女中一人しか雇われなかった。階層の上にいる女中頭は雇い主に一目置かれ、他の使用人に対し権力を持っていた。女主人の身支度をするレディース・メイドも様々な特権を持っていた。ガヴァネスは一種独特な立場にいて、他の使用人と馴染めないところがあった。召使に関する本に必ず引用されているのが現実に当時雑役女中として働いていたハンナ・カルウィックの日記であり、彼女が結婚した紳士、アーサー・マンビーとの関係性を描いたLove & Dirtや、批評書をもとに彼らの日記を読み、二人の関係性について考察した。平成17年、6月には連合王国に関連資料の収集のため出張し、多くの有益な資料を収集できた。11月19日には「ヴィクトリア朝文化研究学会」(於:中京大学)において「ヴィクトリア朝の階級とジェンダーをめぐる一考察:Arthur MunbyとHannah Cullwickの場合」と題して研究発表を行なった。二人の関係性は当時の中産階級の紳士と、その女性の使用人との関係を象徴している一方で、結婚に至った関係として、また様々な点で異例のものである。

その後、文学における召使の扱われ方を論じた批評書を読み、召使がいかに小説の中で登場し、そのプロットや会話の中でどのような関わり方をしているのかを吟味している。平成18年度の本研究の研究実績は以下のとおりである。平成18年、6月には国際服飾学会(於:学習院女子大学)において「Arthur MunbyとHannah Cullwickの事例に見るファッションと変装」と題して研究発表を行った。ヴィクトリア朝に生きたupper middle class出身の紳士、Arthur Munbyと雑役女中、Hannah Cullwickの関係性を事例として扱い、Hannahのファッションと変装に焦点を当て、ファッションとアイデンティティの問題、Munbyのファッションに対する矛盾した態度、二人の関係性においてファッションが果たした役割等を考察した。平成17年11月に日本ヴィクトリア朝文化研究学会において階級とジェンダーの観点から上述のアーサー・マンビーとハンナ・カルウィックの事例について発表を行ったが、平成18年にはその発表原稿をもとに論文を執筆した。タイトルは「ヴィクトリア朝のある紳士と雑役女中のロマンス-手とブーツのフェティシズム-」であり、11月発行の学会誌、『ヴィクトリア朝文化研究』第4号に掲載された。その後、連合王国における出張の準備として、連合王国の幾つかの博物館と女性の召使いの衣服について所蔵品の有無を尋ねたり、アポイントメントを取る作業に追われた。平成19年1月末から2月中旬にかけ約2週間出張を行い、マンチェスターのギャラリー・オブ・イングリッシュ・コスチューム(プラット・ホール)、ダラムにあるビーミッシュ・ミュージアム、ロンドンにあるガナズベリー・パーク・ミュージアムなどで、学芸員の協力のもと、研究対象であるヴィクトリア朝の女性の召使いに関連する所蔵品の調査と資料収集を行った。帰国後、出張中に撮影した写真とデータの整理を行い、召使いの衣服について関連文献との照合を行う一方で、ヴィクトリア朝における女性の召使いの生活や実態、また、文学テクストにおける召使いの表象について、これまでの研究をまとめ、本研究の報告書を執筆した。
宇宙論的高次摂動論の理論的基礎の構築

インフレーション期の赤外(IR)におけるダイナミクスには、曲率ゆらぎζの保存や整合性関係としても知られるいくつかの普遍的な性質を有します。これらの性質は、単一スカラー場によるインフレーションモデルに対して広く成り立ちます。昨年度に浦川優子氏と共同で、整合性関係やζの保存を示すためには、広義のゲージ変換に対する不変性に加えて、局所性条件と呼ぶべき条件が満たされていることが重要であることを示しました。この議論を多成分ばの場合に成立するように拡張し、より精密化した議論を展開しました。さらに、拡張されたインフレーションモデルの中にはこのような普遍的性質を有さないものがあり、モデルの系統的分類にも役立つことを示しました。一方で、大学院生の徳田順生君と共同で、de Sitter背景時空上でのスカラー場の長波長モードに対する有効運動方程式(EoM)を導出するための系統的な方法を定式化し、有効なEoMが古典的な確率過程として解釈できるかどうかを調べました。我々の以前の定式化は、短波長モードの非線形性に由来する永年摂動的な成長を最低次の次のオーダーまで正しく含むように、通常のストカスティックアプローチを拡張したものでした。今回の拡張ではこの定式化の新しい導出を与えるとともに、任意の次数への拡張に成功しました。さらに、粗視化のスケールを超える長波長モードに関する影響汎関数における非局所的相関が無視できるというもっともらしい仮定の下で、Schwinger-Keldysh形式の長波長モードに対する有効EoMが古典的な確率過程をとして解釈できることを示しました。その後も引き続き、非局所的相関が無視できるという仮定が正しいことを示すための議論を進めている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。まず、赤外発散の問題は大別して、短時間の時間発展において赤外発散が現れるかという問題と、長時間時間発展した場合に永年的な摂動効果の増加が存在するかという問題の2つがある。後者は格段に難しい問題であり、また、多くの場合に問題の本質は後者の問題にある。これまで、我々が主として議論してきた断熱的ゆらぎのモードはインフラトン自身のゆらぎに対応しており、基本的にあらゆるインフレーションモデルに存在するゆらぎのモードである。このゆらぎのモードに関しては、上記の赤外発散の問題の二つの問題の両方を議論することができている。この議論を我々が展開した際に、これまで見落とされてきた鍵となる考え方があった。それは、通常の宇宙論的摂動論においてゲージ不変量と呼ばれている摂動変数の相関関数は真に観測可能量でないという点である。宇宙論的摂動論におけるゲージ不変量の構成には、空間のラプラス演算子の逆演算を多用している。このため、それらのゲージ不変量と呼ばれる量は非局所的な物理量となり、観測者不可能な領域の情報を定義に必要としてしまうからである。このような視点から、我々は、観測者の観測可能領域の情報だけを用いてゲージ不変量を構成し、それらの相関関数を計算することで、赤外発散問題が解決される為の量子状態に対する条件を形式的な議論で見出した。本年は、その形式的な議論を具体的計算にどのように反映されるかを明らかにする議論を進めた。まずは取り扱いのやさしいモデルとしてインフラトンに結合した軽い質量を持つ粒子のループ補正で曲率ゆらぎが超ホライズンスケールで保存することを陽に示すことを試みた。このループは質量を持つ粒子のループであるので赤外発散とは関係ないが、曲率ゆらぎの保存がこの補正によって破られるという、おそらく誤っている指摘が繰り返しなされている。この誤った指摘を改める計算を進め、現在論文の準備中である。これまでの研究でインフレーションにおける赤外発散の問題を考える上で、真の観測量が何であるのかを正確に記述することが重要であることを明らかにした。加えて、初期条件の選び方が空間座標の選び方に依存しないということを要請することも重要なポイントであった。これらの結果は非常に形式的な議論にもとづいて構築されたものであるが、これらを具体的な計算で確かめるということが次の課題としてある。この第一歩として、我々はインフレーションを起こす場と直接相互作用する場によるループ補正において、これまでの形式的な議論がどのように具体的な計算に反映されるかを議論した。これらの議論の結果論文としての成果としては、赤外発散とは直接は関係しないが、関連のある超ホライズンスケールにおける曲率ゆらぎの凍結という現象が、別の質量を持つ場のループ補正を受けても保たれるということを示した。曲率ゆらぎの保存には空間座標のスケール変換に対して系が不変であるということが重要な役割を果たす。ループ補正を受けた後の有効作用にも、元の系が持っていた空間座標のスケール変換に対する不変性が保たれることを示すことで、この証明に成功した。また、研究員として雇用している北本君も独立に以下のような成果をあげた。加速膨張時空では、質量を持たず背景時空に最小に結合するスカラー場のスーパーホライズンスケールの量子揺らぎにより、各演算子の真空期待値は時間経過とともに増大する時間依存性を持ち得る。背景時空がde Sitter空間かつ相互作用に微分結合を持たない場合については、この量子赤外効果は確率論的方程式を用いて非摂動的に評価できることが既に知られている。背景時空にスローロールパラメタを導入した場合、相互作用に微分結合を導入した場合それぞれについて確率論的処方を一般化し、これらの場合における量子赤外効果の非摂動的評価を可能にした。

上記に説明したように研究は順調に進んでいるが、成果の発表という面ではやや遅れが生じている。雇用している研究員との共同研究は、まだ、発表できる段階に至っていないが、彼のこれまでの経験を活かせるような共同研究を着実に進めている。連携研究者である浦川優子氏との共著論文として、等曲率ゆらぎモードが存在するインフレーションモデルにおいて、それらの量子補正を考慮しても、等曲率ゆらぎモードの有効質量が大きい場合には曲率ゆらぎが超ホライズンスケールにおいて保存することを示した論文がJCAPに出版された。さらに、この研究の発展として、量子場の状態のゲージ変換に対する不変性とインフレーションにおいて生成されるゆらぎの整合性条件に関する議論を進め、これらの間の関係を明らかにすることに成功した。このような関係についてすでにいくつかの先行する研究があるが、我々がこれまで主張してきた、赤外発散を含まない期待値を得るには状態に対してもゲージ不変性を課す必要があるという主張と整合するものである。この結果については、近日中に論文として成果を発表する予定である。等曲率ゆらぎモードの中でも二乗質量が小さいものや二乗質量が負のモードが含まれるインフレーションモデルもストリングランドスケープの観点からは自然に現れる。このような場合には、通常の計算では、赤外発散、赤外永年効果によるゆらぎの増大という現象を避けることができない。そのため、実際の観測量と、場の理論的期待値の間には大きな差異が生じてしまっていると考えられる。このような場の理論的期待値の計算に現れる見かけの効果を分離して議論する枠組みとして、古くから提唱されているストカスティックアプローチが有効なのではないかという観点から、ストカスティックアプローチの定式化をより精度の高いものにする研究を進めた。高次の補正を加えて、赤外の効果を除いた部分までを正確に抽出できる系統的な定式化に形式的には成功している。この研究の最終形には至っていないが、部分的な成果は近日中に論文として発表できるものと考えている。修正重力における赤外発散の問題を調べることも研究テーマの一つに掲げていたが、その点については余り進展が得られていない。一方で、単一のスカラー場からなるインフレーションに対しておこなってきたこれまでの我々の研究を等曲率ゆらぎを含めた議論に拡張する試みに関しては、概ね、予定通りに進展している。インフレーション期の赤外(IR)におけるダイナミクスには、曲率ゆらぎζの保存や整合性関係としても知られるいくつかの普遍的な性質を有します。これらの性質は、単一スカラー場によるインフレーションモデルに対して広く成り立ちます。これらの普遍的な性質は、広義のゲージ変換と呼ばれる遠方で落ちないような広いクラスのゲージ変換に深く関係していると主張されています。しかしながら、広義のゲージ変換に対する不変性の議論だけでは、これらのIR特性を示すには不十分です。浦川優子氏と共同で、整合性関係やζの保存を示すためには、局所性条件と呼ぶべき条件が満たされていることが重要であることを示しました。
神経変性過程の抑制を標的としたエンドソーム経路の機能改変

神経変性疾患の共通の病変として異常なアミロイド様の凝集体形成があげられる。これまでに様々な神経変性疾患の発症に関連する遺伝子変異が同定されたが、その中にはエンドソーム経路で機能する蛋白質をコードする遺伝子の変異が複数知られている。本研究では、培養細胞系を用いて、これら変異体の発現が異常凝集体の分解、増幅、分泌に及ぼす影響を明らかにする。また、疾患関連変異体が相互作用する蛋白質を同定する。同定された蛋白質の発現量や機能の操作がエンドソーム経路を介した凝集体の分解機能を亢進するかを検証し、エンドソームの機能改変による異常凝集体の毒性の低減および伝搬の抑制を目指す。
抗精子モノクローナル抗体を用いた免疫的不妊症の解明とそのモデル動物の開発

我々は原因不明の不妊症女性患者血液のスクリーニングを行い、特異的にヒト精子凝集能を有する抗体を女性患者から分離した。免疫蛍光抗体法と免疫ブロッテング法によりこの抗体と反応するヒト抗原は後アクロゾーム部位に存在する分子量80KDaの精子蛋白であった。ヒト精子蛋白をイムノアフィニテーカラムを通過させ、結合した蛋白からこの80KDaの蛋白を分離精製した。この蛋白をSDS-PAGEで展開すると80KDa蛋白以外に18KDaの蛋白を含んでいることが判明した。我々はまたHPLCカラムにより反応する蛋白を分離、精製した。溶出された蛋白のピークは80KDaと120KDaと推定された。これらのピークを濃縮してSDS-PAGEで展開すると80KDaと18KDaのバンドが認められた。このことは120KDaの蛋白は還元されて18KDaのバンドに泳動することを意味する。これらの結果はすでに印刷公表した。(T.Haneji et al.,Molecular And rology、4、195-205、1992)。我々が発見したヒト抗精子抗体は免疫蛍光抗体法で射精ブタ精子アクロゾームと強力に反応した。また精巣上体体部と尾部及び精管より得られた精子とも全く同様の反応を示した。ところが、精巣から得られた精細胞及び精子との反応は蛍光抗体法で認められなかった。さらに精巣上体頭部より得られた精子との反応も認められなかった。免疫ブロッティング法によって、この抗体は射精精子、精巣上体体部、尾部および精管より得られた精子蛋白と強力に反応しその分子量はいずれも45KDaであることが判明した。この蛋白は精巣上体内での精子成熟過程に関係し、免疫的不妊症の原因に関係あると思われる。現在ブタ精子から抗原蛋白を大量に精製してこの蛋白を抗原に用いモノクローナル抗体の生成を試みている。我々は、ヒト精子を特異的に凝集する抗体を免疫的不妊症の女性患者から分離、精製した。この抗体は分子量80KDaのヒト精子蛋白と反応する。又、イムノアフィニテ-カラムでこの蛋白を精製した。これらの結果の一部はすでに印刷公表した(T.Haneji & S.S.Koide,andrologia,22,473ー477,1990)。我々が発見したヒト抗精子抗体は免疫蛍光抗体法で射精ブタ精子アクロゾ-ムと強力に反応した。ところが精巣蛋白および精巣上体頭部精子蛋白との反応は全く認められなかった。また、この抗体とブタの肝臓、腎臓、心臓、血清及び骨格筋の蛋白との反応は見られなかった。この抗体はヒト精子のみならず、ブタ射精精子、精管内精子をも強力に凝集させる能力を持っていた。ブタ射精精子蛋白をConーAーセファロ-スカラムにアプライし、通過分画の蛋白を分離し、免疫ブロッティング法で検討しても反応陽性の蛋白は検出されなかった。

結合した蛋白をメチ-ルマンノ-スで溶出すると反応陽性の蛋白が検出された。ところがこの溶出蛋白をSDSーPAGEで展開しクマジ-ブル-で染色しても相当するバンドは認められなかった。このことは反応蛋白はごく微量に存在することを意味する。反応抗原は糖蛋白であり、ある種のグリコシレ-ションにより抗原性を獲得したものと考えられる。この蛋白は精巣上体内での精子成熟過程に関係し、免疫的不妊症の原因に関係あると思われる。これらの結果は現在J.Experimental Zoologyに印刷中である。我々は、ヒト精子を特異的に凝集する抗体を免疫的不妊症の女性患者から分離、精製した。この抗体は射精ヒト精子の後アクロゾ-ム部に存在する分子量80KDaの蛋白と反応する(T.Haneji&S.S.Koide,andrologia,22,473ー477,1990)。又、我々はイムノアフィニテ-カラム、FPLCカラム等でこの反応蛋白を精製し、その性質を調べた。これらの結果の一部は現在印刷中である(T.Haneji et.al.,molecular andorology)。我々が発見したヒト抗精子抗体は免疫蛍光抗体法で射精ブタ精子アクロゾ-ムと強力に反応した。また精巣上体体部と尾部及び精管より得られた精子とも全く同様の反応を示した。ところが、精巣から得られた精細胞及び精子との反応は蛍光抗体法で認められなかった。さらに精巣上体頭部より得られた精子との反応も認められなかった。免疫ブロッティング法によって、この抗体は射精精子、精巣上体体部、尾部および精管より得られた精子蛋白と強力に反応しその分子量はいずれも45KDaであることが判明した。ところが精巣蛋白および精巣上体頭部精子蛋白との反応は全く認められなかった。また、この抗体とブタの肝臓、腎臓、心臓、血清及び骨格筋の蛋白との反応は見られなかった。この抗体はヒト精子のみならず、ブタ射精精子、精管内精子をも強力に凝集させる能力を持っていた。ブタ射精精子蛋白をConーAーセファロ-スカラムにアプライし、通過分画の蛋白を分離し、免疫ブロッティング法で検討しても反応陽性の蛋白は検出されなかった。これらの結果の一部はすでに印刷公表した(T.Haneji et.al.,Journal of Experimental Zoology,259:109ー116,1991)。現在ブタ精子蛋白を分離精製してこの抗原に対するモノクロ-ナル抗体を作成中である。我々は原因不明の不妊症女性患者血液のスクリーニングを行い、特異的にヒト精子凝集能を有する抗体を女性患者から分離した。免疫蛍光抗体法と免疫ブロッテング法によりこの抗体と反応するヒト抗原は後アクロゾーム部位に存在する分子量80KDaの精子蛋白であった。
学校コミュニティにおける対人援助職のソーシャルワーク機能に関する研究

本研究は,学校コミュニティにおける対人援助職のメンタルヘルス支援のあり方について,特に教職員と学校外機関との連携に焦点をあてて実態を調査し,学校コミュニティにおけるメンタルヘルス支援に用いられる連携の技術・方法を明らかにすると共に,学校コミュニティにおいて児童生徒へ適切なメンタルヘルス支援を行うに際して,必要なソーシャルワーク業務について明らかにすることを目的とした。先行研究を踏まえ,平成19年度は,学校コミュニティにおける対人援助職の活動について事例の集積を重ねた。また,大学教職員を対象に大学コミュニティにおけるメンタルヘルス支援においてどのような学生支援を提供しているのかについて明らかにした。教職員がメンタルヘルス支援を提供する際には,出欠状況や授業参加時の様子,個人的な相談などから問題の所在が把握されるが,大抵は個人的に話を聞きながらしばらく様子を見る,学友に様子を聞く,といった対応が多くとられていた。ソーシャルワーク的機能が果たされるのは,修学上の停滞(長期欠席,留年,休学,退学)が懸念される場合や,何らかの精神疾患の存在が疑われる場合,自傷他害の恐れがあると考えられた場合,二者関係での支援に限界や躊躇を覚えた場合,などであった。連携の手法としては,家族との相談,他の教職員とのインフォーマルな会話による情報共有,会議の場による情報共有と対応方針確認,学生相談室や外部の専門機関によるコンサルテーションを受けること,などが挙げられた。事例分析及び横断調査により学校コミュニティにおいては教職員が一定のソーシャルワーク機能を果たしていることが示された。学校ソーシャルワークの効果的な実践においては,個々にケースを担当し支援に当たる一般の教職員と,ケース会議のコーディネートやコンサルテーション,コミュニティの開発を専門とする学校ソーシャルワーカーらが協働することが重要であろう。本研究は,学校コミュニティにおける対人援助職のメンタルヘルス支援のあり方について,特に教職員と学校外機関との連携に焦点をあてて実態を調査し,学校コミュニティにおけるメンタルヘルス支援に用いられる連携の技術・方法を明らかにすると共に,学校コミュニティにおいて児童生徒へ適切なメンタルヘルス支援を行うに際して,必要なソーシャルワーク業務について明らかにすることを目的としている。今年度は,先行研究における文献的な検討から,学校コミュニティにおけるソーシャルワーク業務の必要性が増しており,近年,スクールソーシャルワーカーの設置・派遣を決定した自治体が増加していることが明らかとなった。また,ソーシャルワーク的機能を果たす多様な制度枠組みが存在しており,ソーシャルワーカーの派遣実績の有無に関わらずソーシャルワーク業務が学校コミュニティ関連領域で重要であることが確認された。さらに,スクールソーシャルワーカーとして活動する際には教員とのコンサルテーション業務が重要な部分を占めるほか,状況に応じたスクールカウンセラーとの協働関係の構築や役割分担の明確化が求められることも明らかとなった。また学校内の対人援助職によるソーシャルワーク的業務のため,ヒアリング調査を行った。その結果,教員の家庭訪問や児童福祉機関との連携,生徒や保護者との相談活動は比較的活発に行われているものの,他の教務担当の一環として認識されていることが多かった。また,学内の校務分掌や,一般教諭,養護教諭,事務職員,管理職,スクールカウンセラーなどの職位によって重点事項が異なることも明らかとされた。これらの結果に基づき,職務分類表の下案を作成した。次年度には,職務分類表を完成させ,自己報告式によるタイムスタディを実施し,学校コミュニティにおけるソーシャルワーク業務がどのように分担・遂行されているのか数量化も含めて明らかにすること目的としている。
北太平洋高緯度域における氷床触解期の海洋表層水温の変動特性の解明

本年度の研究は、アルケノンの分析化学的な側面に焦点を当てた。まず実験室ブランクおよび回収率、再現性などのチェックを行い、それらが本研究計画におけるアルケノンおよびその他の脂質化合物の分析に十分耐えうることを明らかにした。さらに世界中のアルケノンを分析している研究室間においてインターキャリブレーションを行った結果、当研究室におけるアルケノンの抽出方法および分析方法の妥当性が確認された(Rosell-Melle et al.,1999)。その上で、サンプルとして北太平洋域で採取された懸濁態粒子中に含まれるアルケノンと、南極海表層堆積物中に含まれるアルケノンを分析した。前者は現在の北太平洋海水中におけるアルケノンの分布や挙動を知る上で重要な情報を提供するものと考えられ、後者は堆積物中に保存されているアルケノンが現在の表層水温とどのように関係しているのかについて確認を行うことができる。残念ながら北太平洋の懸濁粒子中にアルケノンはほとんど見出されず、アルケノンの分布や挙動に関する情報は得られなかった。また南極海(Australian sector)を緯度方向に極前線またぐ9地点(47°S-65°S)の表層堆積物の内、7地点からアルケノンが検出された。その不飽和度(U^K_<37>)は0.43から0.09まで緯度が高くなるにつれて減少し、生育水温に換算すると11,5°Cから1.5°Cまで低下している。その水温をが主として夏季の表層50m以浅のものに匹敵することから、アルケノンの生合成が主に夏季の表層50m以浅で行われていることが示唆された。南極海は本研究の研究海域である北太平洋と緯度的にはほぼ等しいので、この結果は北太平洋にも応用できるものと考えられる。
トランスファー細胞からの斑痕試料における個人識別法の確立

顕微鏡下にてトランスファーした細胞をWGA法で増幅し、それをDNA試料とした。実際の法医鑑定において用いられるmtDNA多型,常染色体STR多型およびY染色体STR多型検査のいずれにおいても、個人識別が可能となる結果が得られる細胞数を検討したところ、細胞は20個以上必要であると確認した。また、WGA後に精製を行うことで、より良好な結果が得られることが示唆された。法医学領域では非常に微量な試料からのDNA型検査が求められる。そこで顕微鏡下にて細胞110個を採取し、微量なDNAからの個人識別法の確立を目的とした。採取した細胞をWGA法でDNA増幅し、ミトコンドリアDNA (mtDNA)、常染色体およびY染色体のSTR多型解析を行った。1.顕微鏡下における浮遊細胞のトランスファー技術は取得されたと思われる。3.常染色体およびY染色体STR型判定では細胞が5個以下では判定が困難な結果が出ており、10個の細胞においてもすべてのlocusが検出されたわけではなかった。今回用いた4種類のキットによる差は認められないが,使用した4種類のキットは1細胞を増幅させるSingle Cell kitと抽出したDNAを増幅させるキットについて試みたが、いずれの用途のキットも利用可能であることが示唆された。そこで顕微鏡下にて細胞を採取し、微量な試料からの個人識別法の確立を目的とした。採取した細胞からWGA法でDNAを増幅し、ミトコンドリアDNA(mtDNA)多型、常染色体およびY染色体のSTR多型解析を行った。1.顕微鏡下における浮遊細胞のトランスファー技術は取得したと思われる。mtDNA型のsequence像は精製前に比べて不純物が除去され、よりシャープなエレクトロフェログラムを示し、いずれの細胞数でも良好な結果が得られた。常染色体STR型については精製DNAを用いたところ、細胞数30個の場合でも全てのalleleを検出することは困難であったが、精製前より余計なピークは減少し、さらに判定可能であったallele数は増加した。Y染色体STR型では細胞数15個で全てのalleleが検出された試料もあり、判定可能なalleleが増加した。また、精製によってDNA量が減少し判定に影響が出るのではと懸念されたが、収量の低下とDNA型判定との間には影響がなく、良好な結果が得られることが判明した。当初の計画では10個以下の細胞数で研究を始めたが、確実に識別が行える細胞数の確認を行うため、30、20、15個の細胞数について追加実験を行った。また、より精度の高い解析結果を出すために、実験方法に試料の精製を加えた。これらのことから現在までの進捗状況はやや遅れている。27年度の遅れは、精製作業を加えたことで研究の目的としている微量な試料からのDNA検査がより正確に行えるようになっているため、必要な工程であった。DNAによる法医学的検査における個人識別には主に常染色体およびY染色体のSTR多型検査ならびにmtDNA多型検査が用いられている。しかし、犯罪現場等に遺留された血痕や唾液・精液斑についてDNA鑑定を行う場合、一個人に由来する試料なのかあるいは複数人に由来する試料なのか、DNA鑑定の結果からは判断が困難な場合がある。そこで、斑痕試料から細胞を採取し、DNA鑑定における精度を向上させるための方法について検討した。当初、採取した細胞を直接DNA検査のためのPCR溶液に移し判定を試みたが、直接PCR検査法では一度の検査で採取した試料を消費してしまい,再検査が不可能であった。そこで,REPLI-g Single Cell Kitにより増幅したDNAによる各DNA型検査の能否を確認した。mtDNAでは細胞数1個でも個人識別が可能な試料も認められた。常染色体STR型検査では、細胞数10個以下ではほとんどのalleleで判定は不可能であった。細胞数15、20および30個について検討したところ、個人識別には細胞数20個以上が必要と確認された。Y染色体STR型検査は細胞数1個では殆どのalleleは判定不可であった。5個または10個になると判定可能なalleleも半数近くは認められるようにはなったが、細胞数15個以上で安定した結果を示した。これらの結果から、通常の法医鑑定に用いられる3種のDNA検査から結果を得るには、細胞数20個以上が必要と確認された。また、WGA法によるDNA増幅を行うことで、試料の保存ならびに再検査の可能性を示した。本研究では,微量試料からの個人識別を目的に,顕微鏡下にてトランスファーした細胞からのDNA型判定法の開発を試み、微量な試料からの個人識別に新たな方法として,応用する事で識別能力の向上に貢献するものと思われる顕微鏡下にてトランスファーした細胞をWGA法で増幅し、それをDNA試料とした。当初の目的のうちトランスファー装置による細胞の採取は習得出来たが、混合試料からの識別には至っていない。これは混合試料からの識別の前に、4種類のWGA法キットを用いたDNA増幅による検査を試みているため、当初の予定よりやや遅れている。平成27年度に引き続き、トランスファー細胞からDNA増幅を行い、DNAの型判定を試みる。

実験過程にDNAの精製を追加したため、すでに検査を終えていた試料についても精製過程の追加実験を行う予定である。最終年度に入るため、これまでの研究データをまとめると共に、研究成果の学会での発表および論文として仕上げる。法医学平成26年度に引き続き、トランスファー細胞からDNA増幅を行い、DNAの型判定を試みる。新たに導入したWGAキットを用い、微量なDNAを増幅することで、法医学試料に重要な試料の保存および再検査等が可能であることも確認する。また、常染色体のSTR多型およびY染色体のSTR多型検査は、細胞が極微量な場合では型判定が困難な状況であり、個人の識別が判定可能な最低限の数を検討する。研究が進んだ段階での研究成果の発表を行う。DNAの精製用に新たにキットを購入したが、当初から購入予定であった他のキットおよび試薬はキャンペーンなどを利用し、当初の金額より低く抑えられたため。WGA法のためのキットを新たに購入したが、キット、試薬および消耗品をキャンペーンなどを利用し、当初の金額より低く抑えられたため。昨年度から引き続きDNA多型検査を行う為、検査に必要な試薬およびキットなどの購入に使用する。本研究において、細胞の採取からDNAの増幅キットおよびDNA型検査などの試薬類に経費がかかるため、引き続きそれらの購入にあてる予定である。次年度への繰り越しとなった37.553円についても同様に使用する。また、最終年度のため、再実験が必要な場合の試薬およびキット購入の他、学会における研究発表、論文作成のための校正および投稿にあてる予定である。本研究において、増幅キットおよびDNA型検査などの試薬類に経費がかかるため、引き続きそれらの購入にあてる予定である。
競技力向上の為のトレーニング革命：スラストバックとハイパーベンチレーションの導入

パワー向上を目的としたトレーニングを行う際、如何なる負荷に対しても力や速度を最大に出し切ることが推奨されている。これは、ベンチプレス投げやスクワットジャンプ(ballistic action)をスミスマシンを用いて行うことで達せられる。しかし、スミスマシンでは鉛直方向のpushing運動しか行うことが出来ないため種目に制限がかかる。そこで我々はthrust-backという技術を考案した。これは、通常の挙上では避けることが出来ないコンセントリック局面終盤で起こる減速を、軽減する策略である。Thrust-backはスポッターが手を構え、バーや四肢を押し返す技術である。Thrust-backが関節角速度や筋放電量を増加させることは既に報告したが、この技術を採用してトレーニング効果が実際に増加するかについては明らかではなかった。そこで本年度は17名の元競技者(学生)を対象に、thrust-backありvs.なしで計16セッションの高速ベンチプレストレーニングを行い(前半8セッション: 30%1RM×15レップス×4セット、後半8セッション: 30%1RM×15レップス×6セット)、1RM、パワー(30%1RMベンチプレス投げ飛距離)、パワー持久力(30%1RMベンチプレス投げ×20レップスの飛距離低下)をトレーニング前後で計測し、群間で比較した。その結果、1RM向上はthrust-backあり(12.9%)、なし(6.4%)共に観られ、その向上は群間で差が認められなかった。しかし、パワー(13.1% vs. 7.6%)及びパワー持久力の向上(37.2% vs. 8.2%)はthrust-backありの方が、なしよりも大きく現れた。本研究により、スミスマシンの代用としてthrust-back(cost free)が用いられることや、thrust-backがパワーやパワー持久力の向上を増大させる事が示された。本研究はバーを放物させないfast bench press (BP-F)と、スミスマシンを用いたbench press throw(BP-T)で肘関節ピーク角速度を比較し、どちらが砲丸投げ時の関節角速度に近いか、また12週間のトレーニング後においてどちらがパフォーマンスをより向上させるかについて砲丸投げ選手を対象に検証した(n = 9)。一方、スミスマシンを用いた放物動作が可能となる種目には限りがあり、スミスマシンを所有していない施設もある。その為、我々が発案したthrust-back(挙上者がコンセントリック動作を止めるのではなく、スポッターがバーや四肢を押し返す)が放物動作の代替策となり、関節角速度や筋放電を向上させるか否か(fast vs. thrust-back)についてウェイトトレーニング経験者を対象にbench press(BP), rowing(ROW), knee extension(KE)を用いて検証した(n = 8)。本研究の目的は、『低負荷・高速度パワートレーニングを行う際に生じるコンセントリック終局での減速を軽減すること』の重要性を検証することである。この学術的背景を概説したreview articleをH28年4月に出版した(Journal of Physical Fitness and Sports Medicine, 5(2): 153-166, 2016)。また、これまで検証してきたハイパーベンチレーションの効果について、『レジスタンス運動中の最大レップ数や挙上速度増加に有効である』という最新の研究成果を第70回日本体力医学会大会、及び2015オーストラリアスポーツ医学会大会にて口頭発表した。現時点では、thrust-backによる角速度と筋放電への効果について8名の被験者から結果が得られている。今後は総被験者数が15名程となるよう追加実験を行い、統計的パワーを向上させる。当初ではthrust-backに加えて、ハイパーベンチレーションによるトレーニング出力の増加効果を検証する計画としていた。しかし1回の実験での検証項目が多く、被験者への負担になってしまう為、ハイパーベンチレーションはH28年度の研究課題として別途検証する事とした。またthrust-backによる速度・筋放電増加効果が、実際にトレーニング効果としてどの程度反映されるかについてもH28年度の課題とする。これは当初の計画通りの流れとなる。パワートレーニングでは、スピード系とストレングス系パワーを共に向上させることが重要である。また各挙上中に最大エフォート(速度や力発揮)を出し切ることで、トレーニング効果を増大出来る事が報告されている。しかし低負荷を用いるスピード系トレーニングでは動作に勢いが付き、コンセントリック終盤で自ら減速をしてしまう。このエフォート低下を解消する為に、スミスマシンを用いた放物動作(ベンチプレス投げやスクワットジャンプ)が推奨されている。しかし運動種目が限られたり、スミスマシンを所有していない施設があることから代替策が必要である。そこで我々が発案したthrust-back(挙上者はコンセントリック動作を減速せず、スポッターがバーや四肢を押し返す)が、エフォート増大に効果的であるかについて検証した。被験者は最大速度によるベンチプレス、ローイング、ニーエクステンションを50, 40, 30%1RMの負荷にてthrust-back有りvs.無しで行い、2条件間でコンセントリック局面の関節角速度と筋放電振幅を比較した。その結果、thrust-backは全ての種目、負荷において角速度と(1.061.16倍、p=0.0030.000)、筋放電振幅を増加させ(p=0.0260.000)、エフォート増大に有効であることを示した。エフォート低下に関与する第2の要因として疲労が挙げられる。そこで自発性ハイパーベンチレーション(HV)が、pH低下からの回復を加速させ、パワー出力低下を軽減できるとの仮説を立てた。HVの疲労軽減効果については、80%

1RMのストレングス系ベンチプレスとレッグプレスにおいて有効性を報告したが、放物動作を伴うスピード系トレーニングへの有効性は未検証である。そこで現在は、40%1RMでのベンチプレス投げとスクワットジャンプ(12レップス×5セット)を対象に検証を行っている。Thrust-backによるエフォート増大効果において、昨年度の実施報告では被験者数8名の途中成果であったが、H28年度に至っては計21名の被験者からデータを取得し(当初の目標人数15名)、その有効性がより強く示された。本研究の成果は、第71回日本体力医学会大会、及び2016オーストラリアスポーツ医学会にて社会発信している(口頭発表)。現在は、ハイパーベンチレーションによる疲労軽減効果を、スピード系パワートレーニングであるベンチプレス投げとジャンプスクワットを対象に検証している。これまでに4名の被験者からデータを得ているが、統計的に有意なパフォーマンス向上効果は観られていない。H29年度では検証を継続し、計15名程からデータを取得する。しかし、ハイパーベンチレーションの検証においては、重度の疲労を発生させるプロトコールを設ける事と、パワー系アスリートを対象にする事が必要条件となる。その為、被験者の体力や、個々の記録会・試合のスケジュールを考慮したうえで実験を遂行するという制約が掛かる。研究の遂行機関はスポーツ系の大学であり学生アスリートが多く在籍する為、目標被験者数の確保は可能である。しかし、データ収集には日数を要する為、完了は7月頃を予定している。パワートレーニングは、各挙上で最大パワー(速度と力)を出し切る事により効果が増大する。その為、スピード系パワートレーニングでは、ベンチプレス投げやスクワットジャンプのような放物動作が推奨されている。これによりコンセントリック局面終盤で生じる挙上減速を最小限にする事が出来る。一方、トレーニング時のパワー出力低下は疲労(代謝性アシドーシス)でも生じるため、これを軽減することでパワートレーニングの効果を増大できると考えた。そこでH29年度の研究では、運動セット間の休息時にハイパーベンチレーション(HV)を行い、呼吸性アルカローシスを誘導する事でパワー出力の回復を促進できるかについて検証した。13名のパワー系学生アスリートが最大エフォートによるベンチプレス投げとスクワットジャンプを、スミスマシンを用いて40%1RMの負荷にて12レップス×5セットずつ行った。セット間休息はベンチプレス投げでは3分、スクワットジャンプでは5分とした。コントロール条件(CON)では休息時間で通常呼吸による回復をし、ハイパーベンチレーション条件(HV)では、3rd, 4th, 5thセット開始直前30秒間でハイパーベンチレーションを行った(換気量: 114116
ヒト及びサルｉＰＳ細胞を用いた腸管毒性試験用モデルの構築と毒性バイオマーカー探索

ヒトiPS細胞から腸管上皮細胞への分化誘導において、低分子化合物により腸管マーカーや薬物動態因子のmRNA発現レベルが上昇した。一方、腸管オルガノイドでは高分子化合物により腸管マーカーや薬物動態因子も高いmRNA発現あるいは活性を示した。以上の結果より、これら化合物は分化誘導において機能の向上に寄与することが示唆された。腸管オルガノイドは、抗がん剤5-FUによる濃度依存的な細胞毒性が観察され、毒性評価系として有用だと考えられた。一方、炎症性サイトカインや再生腸上皮幹細胞マーカーのmRNA発現量は増加した。以上の結果から、これらの発現変動は細胞毒性マーカーとして有望であることが示唆された。本研究は、ヒトiPS細胞から毒性試験に利用可能なより機能的な腸管上皮細胞を効率的に分化誘導する方法を確立する。また、ヒトiPS細胞より腸管オルガノイドを作製、クリプトや絨毛など腸管の組織学的構造及び特徴的な機能解析、並びに毒性試験を行うことを目的とした。ヒトiPS細胞は、国立成育医療研究センターの梅澤博士からご供与頂いた。サルiPS細胞は、申請者らがカニクイザルの線維芽細胞より樹立した。ヒト及びカニクイザルiPS細胞から腸管上皮細胞及び腸管オルガノイドへの分化誘導の際に添加する低分子化合物の影響について調べた。その結果、腸管関連遺伝子や腸管の主要な薬物代謝酵素であるCYP3A等、様々な薬物動態関連遺伝子のmRNA発現量が増加した。さらに、腸管オルガノイドについては、別の低分子化合物の添加により最終的にコントロール群に比べ薬物動態関連遺伝子のmRNA発現が、数十倍から数千倍に上昇した。一方、腸管を構成している細胞マーカー類もコントロール群に比べ、同程度もしくはそれ以上のmRNA発現を示した。この結果は、細胞の分化効率よりも機能の向上によることが示唆された。ヒト及びカニクイザル腸管オルガノイドについて形態学的観察を行った。その結果、腸管オルガノイドは球状の形体であり、透過型電子顕微鏡の観察から内側に腸管刷子縁膜側に存在する微絨毛及びタイトジャンクションの形成が確認された。さらに、HE染色やアルシアンブルー染色の結果から、腸管オルガノイドは分泌細胞を含む複数の細胞集団であることが示唆された。また、iPS細胞由来腸管上皮細胞に極性が認められた。腸管オルガノイドに抗がん剤5-FUを添加すると、細胞生存率(WST-8アッセイ)及びvillinやLGR5など腸管マーカー遺伝子のmRNA発現が濃度依存的に低下した。今後、アポトーシスや炎症性サイトカインに関して検討を行う。ヒト及びカニクイザルiPS細胞から腸管上皮細胞及び腸管オルガノイドへの分化促進に有用である低分子化合物を新たに見出すことができた。また、iPS細胞由来腸管上皮細胞及び腸管オルガノイドの形態学的特性及び薬物動態関連遺伝子の発現解析も行った。iPS細胞の腸管上皮細胞への分化誘導法についてはPTC出願を行った。また、腸管オルガノイドの作製については国内特許出願を予定している。今後、腸管毒性が報告されている抗がん剤などを用いて、毒性試験に利用可能か検討を行う。ヒト及びカニクイザルiPS細胞から低分子化合物を用いてマーカー等が高発現する腸管上皮細胞及び腸管オルガノイドを作製する方法を見出すことができたことから、今後作製したiPS細胞由来腸管上皮細胞及び腸管オルガノイドの薬物動態試験を含む機能及び毒性学的評価が可能か明らかにする。すなわち、タイトジャンクションやトランスポータの機能評価をFITC-dextran 4000の透過実験や特異的な基質薬物を用いて解析する。また、小腸に発現する主要な薬物代謝酵素や薬物トランスポーターの基質薬物を用いて、その代謝活性や輸送活性の評価を行う。オルガノイドの構造解析については、組織染色及び免疫染色し光学顕微鏡観察を行う。毒性試験については、抗がん剤など腸管毒性を示すことが知られている医薬品について免疫蛍光染色、形態学的解析、細胞逸脱酵素の解析を行う。毒性バイオマーカーの検索は、LGR-5、EGF、TGF-α、Dll4、WNT-3など、幹細胞維持に必須な因子を候補とし、それらの発現変動を解析、細胞毒性と比較する。また、抗がん剤輸送単体の特異的阻害剤を添加することで、細胞毒性及び遺伝子発現がどのように変動するか解析を行う。医薬品の開発では、吸収増加や毒性の軽減のためにエステル化合物などを負荷したプロドラッグが用いられる場合がある。そこで、腸管エステラーゼの発現や機能についても解析を行う。さらに、カニクイザルiPS細胞由来腸管上皮細胞及び腸管オルガノイドのヒトとの種差を明らかにする。ヒト腸管キメラ動物の作製については、ヒトiPS細胞由来腸管細胞あるいはオルガノイドをSCIDマウス等の免疫不全

マウスの結腸部あるいは小腸下部(回盲部)に移植する。移植後、一定期間ごとに解剖し、免疫染色等の解析を行い、生着率を検討する。薬物代謝学