hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電荷不均化を持つ新奇有機超伝導体の超伝導の対称性とＦＦＬＯ状態の探索

Fe(C2O4)3]YのNMRを中心に研究を行った。この物質は、非磁性のGaサイトを磁性イオンであるFe塩に置き換えた物質でFeの局在スピンが超伝導にどのような影響を及ぼすかに興味が持たれている物質である。13C-NMRのシフトの考察からFeスピンとBEDT-TTF分子の間に負の交換相互作用があることを明らかにした。また、東北大学金属材料研究所の高磁場NMR装置を用いてFeスピンのダイナミクスに関してスピン格子緩和時間の温度変化のデータを用いて解析してそのダイナミクスを明らかにした。その結果、負の交換相互作用と高磁場でFeのダイナミクスから磁場誘起超伝導の可能性があることを明らかにした。物性物理学研究の目的に記載した。超伝導の対称性に関しては、昨年度の研究で明らかになった。その過程で超伝導直上の異常を発見したがその詳細に関してはスペクトルの分解能の問題で曖昧な点が多かったが本年度の高磁場の研究からその詳細が、大きな電荷の分離でありそれが超伝導と共存していることが分かった。これは、研究目的の"片側置換13C-NMRを使って電荷のゆらぎ等の常磁性電子状態の特性を調べ"に対応する部分でこれらの成果からおおむね順調に進展していると評価することができる。初年度でβ"-(BEDT-TTF)ガリウムシュウ酸塩の超伝導対称性に関する測定および常磁性状態の測定を終了しオーダーパラメータがd-波の対称性をもつシングレット超伝導であること、非フェルミ液体の観測という成果をだすことができたことは計画が順調に進んでいることを示している。研究の目的の残された課題である高いHc2の原因の解明であるが、今年度は、フランスのグルノーブルの高磁場施設で30Tの実験が計画されておりこの実験と今までの成果から申請の研究目的をクリアできると考えている。異常に高い上部臨界磁場のメカニズムの解明のためFFLOの可能性に関して知見得るために大型単結晶試料の作製を行いガリウムシュウ酸塩の高磁場での13CNMRスペクトルの測定を行う。同型でガリウムの代わりに磁性をもつ鉄に置換したβ"-(BEDT-TTF)鉄シュウ酸塩の測定を計画していたが、スペインのグループとの共同研究として手持ちの13C置換BEDT-TTFをスペインに送り良質単結晶の提供を受けられることとなった。試料を届き次第この物質の測定も並行して行う予定である。3月の学会の旅費分の繰り越しです。4月に清算(1)大型単結晶試料の作製や、スペインへ送る13C置換BEDT-TTFの合成の経費、(2)ガリウムシュウ酸塩の高磁場での13CNMRスペクトルの測定は、学外機関で行うため、旅費、(3)学内での測定のための寒剤や装置の改造、修繕費、成果発表のための旅費、登録料、英文校正に研究費を使用する予定である。
ナルコレプシーの疾患感受性遺伝子の探索及び治療への応用

ナルコレプシーの新たな感受性遺伝子探索のために、我々はナルコレプシーや睡眠に機能的に関連することが予想される遺伝子をデータベースを用いて網羅的に抽出した。その抽出した遺伝子とゲノムワイド関連解析の結果を照合し、次にReplication Studyを行った結果、6つの遺伝子領域(NFATC2、SCP2、CACNA1C、TCRA/DAD1、POLE及びFAM3D)のSNPにおいて有意な関連を認めた。また、ナルコレプシーには脂肪酸β酸化の機能異常が存在するという仮説を考え、血清中のカルニチン分画等の定量を行い、ナルコレプシー患者では血清アシルカルニチン値の異常低値を健常者に比べ高い頻度で起こすことを見出した。研究代表者はこれまでゲノムワイド関連解析を行い、CPT1B遺伝子とCHKB遺伝子の間に位置するSNP rs5770917、およびTCRA遺伝子上に位置するSNP rs1154155が日本人ナルコプレシー患者と関連することを報告してきた。また、ほぼ全ての日本人ナルコレプシー患者はHLA-DRB1*1501-DQB1*0602ハプロタイプを保有することが知られている。真性過眠症候群はナルコレプシーと同様に日中の耐え難い眠気を主な症状とする過眠症であるが、情動脱力発作を起こさない点がナルコレプシーとは異なる。今回、研究代表者は、rs5770917、rs1154155およびHLA-DRB1*1501-DQB1*0602ハプロタイプが真性過眠症候群と関連するか検討するために関連解析を行った。結果:真性過眠症候群はコントロールに比べ、rs5770917のリスクアリルの頻度が有意に高いことを確認した(P=4×10^<-3>;OR=1.56)。HLA-DRB1*1501-DQB1*0602ハプロタイプの陽性率に関しても、真性過眠症候群において有意に高かった(P=9×10^<-11>;OR=3.97)。rs1154155に関しては、真性過眠症候群全体では有意な関連は認められなかった。しかしながら、真性過眠症候群をHLA-DRB1*1501-DQB1*0602ハプロタイプの有無で層別し、解析を行った結果、HLA-DRB1*1501-DQB1*0602ハプロタイプを保有する群ではコントロールに比べ、リスクアリルの陽性率が有意に高いことを確認した(P=5×10^<-4>;OR=4.26)。このことから、HLAと関連のある真性過眠症候群は自己免疫疾患であることが考えられる。CPT1B、CHKB、TCRAおよびHLAは真性過眠症候群の疾患感受性遺伝子であることが示唆される。これまでにゲノムワイド関連解析を行い、CPT1Bの近傍に位置するSNPがナルコレプシーと関連することを報告した。しかしこのSNPだけではナルコレプシーの遺伝要因の全てを説明できないため、新たな感受性遺伝子を探索する必要がある。そこで我々はナルコレプシーや睡眠に機能的に関連することが予想される遺伝子をデータベースを用いて網羅的に抽出した。その抽出した遺伝子とゲノムワイド関連解析の結果を照合し、候補遺伝子として202遺伝子を選択した(SNPとしては232個選択)。次にReplication Studyを行った結果、6つの遺伝子領域(NFATC2、SCP2、CACNA1C、TCRA/DAD1、POLE、FAM3D)のSNPにおいて有意な関連を認めた。また健常者群に比べナルコレプシー群でNFATC2発現量が有意に低く(P=0.005)、健常者群に比べナルコレプシー群でSCP2発現量が有意ではないが高い(P=0,06)ことを発現解析で見出した。さらにSCP2の発現量は有意であったSNPの遺伝子型によって発現量が異なることも確認した(P=3.3×10^<-12>)。ナルコレプシーには脂肪酸β酸化(特にカルニチンシャトル)の機能異常が存在するという仮説を考えた。そこでCPT1B発現量の定量や血清中のカルニチン分画の定量を行い、この仮説を検証した。その結果、前述のナルコレプシーのゲノムワイド関連解析で有意差の認められたCPT1Bの近傍に位置するSNPのリスクアリルの数の増加につれてCPT1B発現量が減少し(P=1.0×10^<-9>)、さらにCPT1B発現量が健常者群に比べナルコレプシー群で有意に高いことを確認した(P=0.005)。

カルニチン分画に関しては、平均値では有意な関連は認められなかったが、ナルコレプシー群では血清アシルカルニチン値が21%(38例中8例)で異常低値を示したのに対し、健常者群30例は正常範囲内であり、有意な関連を示した(P=0.006)。これらの結果は、ナルコレプシーには脂肪酸β酸化経路の機能異常が存在することを示唆する。
乳がん画像診断支援のためのマンモグラム－超音波画像連携システム

近年乳がん検診におけるマンモグラフィと超音波検査の併用の有用性が認識されている.しかし,検査が増えると読影医の負担が増加する.本研究は診断効率の向上を目指し,両検査の照合を簡単に行えるよう,病変または病変を疑う領域に対して,画像解析を行い有用な情報を提示する診断支援システムの開発を目的とした.診断の参考となる参照画像の検索では,マンモグラフィまたは超音波画像の単独より,両者を用いることで,より診断に有用な参照画像の選択が可能となった.また,全乳房自動超音波スキャン画像より,自動的に病変を検出する手法の開発に取り組んだ.これにより,マンモグラフィとの自動対応付けの可能性が期待できる.本研究は,乳癌の画像診断の高精度化,高効率化を目指し,医師の読影を支援する画像解析システムの開発を目的としている.乳がん検診には通常マンモグラフィが用いられるが,我が国では女性の乳腺濃度が一般的に高い傾向にあるため,超音波画像の併用が有効とされており,今度両者の併用がスタンダードとなる可能性がある.それにより読影医の負担は増加するため,診断効率を高めるためのコンピュータ支援診断システムの開発が望まれる.そこで本研究では,マンモグラフィと乳腺超音波検査の照合や,両者を用いた病変の良悪性鑑別に関する画像解析技術の開発を目指す.本年度は主に研究用データベースの構築として,従来のマンモグラムデータベースのがん症例の拡充と,マンモグラフィと超音波検査それぞれの特有病変データの取得を行った.これまでに143のがん症例を特定し,今後解析用にマンモグラムでの病変部の特定と切り出し,対応する病変の超音波画像の特定を行う予定である.また,既存データベースよりマンモグラフィまたは超音波検査特有病変を47症例特定した.これらをもとに,片方で見つかった病変に対してもう一方の画像で対応部の解析を行い,有用な情報が得られるか初期検討を行う.データベースは順次補充していく.両者を用いた鑑別診断システムのための基礎アルゴリズムの開発として,超音波画像における腫瘤病変の輪郭の取得,特徴量解析法を検討した.また,ゴールドスタンダードとして超音波画像における病変の類似度を8名の医師より取得した.現在これらを基にシステムの開発に取り組んでいる.本研究は,乳癌の画像診断の高精度化,高効率化を目指し,医師の読影を支援する画像解析システムの開発を目的としている.乳がん検診には通常マンモグラフィが用いられるが,我が国では女性の乳腺濃度が一般的に高い傾向にあるため,超音波画像の併用が有効とされており,今度両者の併用がスタンダードとなる可能性がある.それにより読影医の負担は増加するため,診断効率を高めるためのコンピュータ支援診断システムの開発が望まれる.そこで本研究では,マンモグラフィと乳腺超音波検査の照合や,両者を用いた病変の良悪性鑑別に関する画像解析技術の開発を目指す.本年度はマンモグラフィと超音波画像を用いた腫瘤の良悪性鑑別システムの開発を行った.結果,マンモグラフィまたは超音波画像単体を用いた時より,両方の画像からの情報を用いた時の方が,鑑別能が向上することを示した.また診断補助として参照画像検索システムの開発にも取り組んだ.こちらもそれぞれ単体の画像を用いて検索を行うより,両方の画像情報を組み合わせて参照画像を検索するほうが,より有用な画像が検索できることが分かった.28年度はさらに検索性能を向上させるために,医師が両方を用いて読影した際の類似度のデータを得て,高度な検索方法の開発に取り組む.また3次元超音波データベースを構築し,これらを用いた研究を行っていく.ディープラーニング技術を取り入れ,画像から効果的に情報を取り出す方法を検討する.データベースの構築にやや時間を要している.これは乳がんが稀なため悪性のケースが得られにくいことが原因である.また3次元モデリングが当初の想定より困難であることがわかったが,その他の技術開発についてはおおむね順調である.乳がん検診には,現在マンモグラフィがスタンダードとされているが,近年超音波検査併用の有用性が証明されてきている.特に日本人女性は一般的に乳腺濃度が高い傾向にあり,また罹患年齢も比較的低いため,実際に超音波検査が併用されている施設も多い.しかし,検査の併用により,診断医の負担が大きくなる.乳がんを早期に発見することは,その後の生活を豊かにするために非常に重要であり,検診率を高めるためにも医師の負担の軽減が望まれる.そこで,本研究は乳がんの画像診断の高精度化と高効率化を目指し,医師による医用画像読影を支援する画像解析システムの開発を目的とした.具体的にはマンモグラフィと超音波検査で見つかった病変の照合や,鑑別診断を支援する画像解析技術の開発を目指した.過去2年では主に,データベースの構築や画像処理の基礎技術の開発を行った.本年度はマンモグラフィと超音波画像の両方を用いて読影した際に,それぞれ単独に読影した時とどう異なるか観察者実験を行い,基礎データを得た.そのデータを用いて参照画像検索を行い,単独検索,それぞれの平均値を用いた組み合わせ検索,更に一つのアルゴリズムで併用情報を用いた併用検索を比較した.また,深層学習技術を用いて,腫瘤の良悪性鑑別法の検討を行った.また,3次元超音波データベースを用いてマンモグラフィと照合させるための基礎研究を行った.3次元モデルの構築までには至らなかったが,3次元超音波画像より腫瘤を自動的に検出する技術の開発を行った.この結果は,マンモグラフィとの照合に利用できると考える.本研究で得られた成果は,今後さらに改良を行うことで,乳がんの画像読影支援に役立つと考える.近年乳がん検診におけるマンモグラフィと超音波検査の併用の有用性が認識されている.

しかし,検査が増えると読影医の負担が増加する.本研究は診断効率の向上を目指し,両検査の照合を簡単に行えるよう,病変または病変を疑う領域に対して,画像解析を行い有用な情報を提示する診断支援システムの開発を目的とした.診断の参考となる参照画像の検索では,マンモグラフィまたは超音波画像の単独より,両者を用いることで,より診断に有用な参照画像の選択が可能となった.また,全乳房自動超音波スキャン画像より,自動的に病変を検出する手法の開発に取り組んだ.これにより,マンモグラフィとの自動対応付けの可能性が期待できる.本研究はデータベースの構築が重要でありかつ難しい課題である.本年度はある程度計画通り症例の特定を行うことが出来た.但し,解析に使用可能となるまでには実際の画像の取得や関心領域の抽出などが必要である.アルゴリズムの開発としては,超音波画像の読み取り,特徴量の解析などの基礎技術を実装することができ,腫瘤の輪郭の特定も進められた.また,取得に時間がかかると思われていた,医師によるゴールドスタンダードデータを得ることができ,概ね計画通りといえる.今後はさらにデータベースを補充していき,3次元超音波画像を用いたシステム開発に取り組む.特に技術面ではディープラーニング技術を取り入れ,進展を図る.医用画像処理今後も計画通りデータベースのさらなる拡充と,実際の画像の取得・所見の整理に取り組む.技術面では,既に取得したデータベースを利用して,アルゴリズムの開発に取り組む.既に検討を行っている,両者を用いた病変の鑑別診断・類似画像検索アルゴリズムの検討を進める.また,新しいシステムとして,マンモグラフィまたは超音波検査特有病変に対する初期検討を行う.全乳房超音波画像の取得も進め,マンモグラフィとの自動対応付けに関する基礎技術の開発を行う.ディープラーニングを用いたシステム開発のためのサーバを購入予定であったが,購入に至らなかったため購入した物品に変更があったためディープラーニング専用サーバの購入参考図書の購入費の一部に充てる
遺伝学的検査の質と有用性評価に関する研究－次世代シークエンサの臨床応用を見据えて

日本の研究機関で行われる希少疾患に対する分子遺伝学的検査の質を確保するためのガイドラインを作成した。次世代シーケンサにおける偶発的所見(Incidental Findings:IF)について、国内の遺伝医療専門家に対する自記式質問紙調査を実施した。その結果、開示に際しての被験者の意向の確認の必要性、遺伝カウンセリングの必要性について肯定的な回答は90%以上であった。日本の研究施設で行われる希少疾患に対する分子遺伝学的検査の質を確保するためのガイドラインを日本人類遺伝学会と協力して作成したが、それに引き続いて、次世代シーケンサでの所見の取扱いについての検討を前年度に引き続いて実施した。次世代シーケンサにおけるIF(Incidental Findings)の取り扱いについては、米国では、2013年3月のACMG(American College of Medical Genetics)のガイドラインの発表を契機に、議論や研究が活発化しているが、日本では、まだ議論は少なく、IFの取り扱いの実態や考えについても明らかにされていない。国内の遺伝医療専門家間において、次世代シークエンサーを用いた遺伝子解析でのIFがどのように取り扱われているのか、また、IFの取り扱いに関してどのように考えられているのかについて明らかとするため、臨床遺伝専門医指導医、認定遺伝カウンセラー、および全国遺伝子医療部門連絡会議の担当者に対し、自記式質問票調査による横断研究を行った。対象者約500人に対し、50%を超える回収率を得た。次世代シークエンサーを用いた遺伝子解析の経験がある者のうち、IFの取り扱いについて何らかの方針を定めているとの回答は3割半ばであることが分かった。一方で、IFの取り扱いに特化した指針の必要性について肯定的な回答は8割以上であった。また、IFの開示に対しては、被検者の年齢によらず、臨床的有用性のあるIFを開示すべきとの意見が主であった。開示に際してあらかじめ被検者の意向を確認する必要性、遺伝カウンセリングを実施する必要性について肯定的な回答はともに9割以上であった。日本の研究施設で行われる希少疾患に対する分子遺伝学的検査の質を確保するためのガイドラインを日本人類遺伝学会と協力して作成したが、それに引き続いて、次世代シーケンサにおけるIF(Incidental Findings)の分類および取扱についての世界的な状況について調査した。ある提案では、どのような疾患の遺伝情報を“生命を脅かす可能性が大きい"とするのか、また“被検者が非開示を希望しない限り"としているが、どのようなInformed Consent(IC)の取得が適切なのかは示されていない。現時点では、IFの精度の担保が困難な場合もあるため、IFは原則非開示とするというIC取得のもとで研究を実施することが実際的ではある。しかし、今後の次世代シークエンサーの解析性能の向上等を踏まえ、IFの取り扱いについて更なる検討をすることは必要不可欠と考えられた。いわゆる「遺伝子検査ビジネス」で実施されている遺伝子検査における現状を調査した。特に個人の能力を評価すると謡っているビジネスなどにおいて、対象としている変異(多型)の部位や評価の方法がまったく明らかにされていないものがあったり、常染色体劣性遺伝性疾患の病的変異のヘテロ体に能力の問題があるというような、明らかな科学的誤りも存在することが明らかとなった。臨床的妥当性・臨床的有用性に関する具体的な検討として、(A)HNPCC(Hereditary Non-polyposis Colorectal Cancer)においては、そのスクリーニングとなるマイクロサテライト不安定性検査のみでなく、ミスマッチ修復遺伝子産物の免疫組織染色も併用されることが一般的になってきたことから、免疫組織染色を含めて検討を開始した。(B)MEN1/MEN2に関しては、遺伝学的検査の各500人以上の日本人データを集積し検査の状況や有用性について検討をおこなった。日本の研究施設で行われる希少疾患に対する分子遺伝学的検査の質を確保するためのガイドラインを日本人類遺伝学会と協力して作成したが、引き続いて、次世代シーケンサ(NGS)での所見の取扱についての検討した。NGSにおけるIF(Incidental Findings)の取扱については、2013年3月に米国のACMG(American College of Medical Genetics)のガイドラインの発表を契機に、議論や研究が活発化しているが、日本では、IFの取扱に関する議論は少なく、NGSによるIFの取扱の実態や考えについても明らかでない。そのため、国内の遺伝医療専門家間において、IFがどのように取扱われているのか、また、IFの取扱の考えについて明らかとするため、自記式質問票調査による横断研究を行った。NGSを用いた遺伝子解析の経験がある者のうち、IFの取り扱いについて何らかの方針を定めているとの回答は3割半ばであることが分かった。

特に個人の能力を評価すると謡っているビジネスなどにおいて、対象としている変異(多型)の部位や評価の方法がまったく明らかにされていないものがあったり、常染色体劣性遺伝性疾患の病的変異のヘテロ体に能力の問題があるというような、明らかな科学的誤りも存在することが明らかとなった。遺伝子診療学交付申請書に記載した目的は以下のとおりである。「(前半)遺伝性腫瘍、多因子疾患、遺伝性疾患の遺伝学的検査、遺伝薬理学的検査などを臨床現場においてより適切に行うことができるように、分子遺伝学的検査を臨床検査として実施する際に必要とされる分析的妥当性、臨床的妥当性、臨床的有用性の科学的根拠を確立し、その具体的方策と評価に関して、我が国の現状に照らして実現可能な基盤を整備する。(後半)また、急速に発展し、今後の医療を変える可能性のある次世代シークエンサのもたらしうる情報とその問題点や対応策を明らかにし、将来への素早い対応を目指す。」当初25年度以降に実施予定としていた次世代シーケンサに関する検討は上記質問紙調査によって予想以上に進展した。交付申請書に記載した目的は以下のとおりである。」遺伝性主要、多因子疾患、遺伝性疾患の遺伝学的検査に関連する具体的検討を実施することができた。遺伝薬理学的検査に関しては、十分に進展していない。しかしながら、当初25年度以降に実施予定としていた次世代シーケンサに関する検討は予想以上に進展し、具体的なIFに関する検討まで開始されている。25年度に実施した質問紙調査により、IFの取り扱いに特化した日本独自の指針を作成する必要性が示唆された。開示の方針としては、臨床的有用性のある疾患・遺伝子のリストを日本人に最適化させた形で作成し、リスト上の遺伝子変異はIFとして報告するという方向性が考えられた。開示に際する被検者の意向の確認と、遺伝カウンセリングの実施については必要性が高いと考えられるが、それらのプロセスをどのように実施するかという点は更なる検討が必要であり、また、被検者側がIFについてどのように考えているかを明らかにすることは今後の課題であるといえる。ACMGでは、IF開示についての被検者のオプトアウトを認める方向性でガイドラインの改定が進められている。
卵黄脂質の時空間的な解析

ウズラ卵をモデル卵として、質量顕微鏡法により卵黄切片中のホスファチジルコリン以外の脂質の可視化を行った。すると、黄色卵黄部において、ホスファチジルエタノールアミンやホスファチジルイノシトールもまた、濃黄色卵黄と淡黄色卵黄からなる層状構造とは異なる新規の層状構造を形成していることが明らかとなった。さらに、それらの層状構造は、含有する脂肪酸の違いによって異なっていることが明らかとなった。また、スフィンゴミエリンは主にラテブラと胚盤に分布していることが明らかとなった。本年度は、ウズラ卵をモデル卵として胚発生中に胚へ移行する脂質の解析を目的に研究を行った。ウズラの種卵を孵卵器で保温後、1日おきに採卵して卵黄を取り出し、卵黄表面にある胚の分離を試みた。保温3日目以降は卵殻を割ると卵黄膜も破れて胚と混ざってしまったため、保温02日目の種卵を用いることにした。ピンセットでの取り出しやNewの培養法に用いられているドーナツ状の濾紙を用いた分離を試したが、胚のみを分離するのは難しかった。今後は、凍結ミクロトームで卵黄の凍結切片を作成後、レーザーマイクロダイセクションを用いて胚のみの分離回収し解析、あるいは卵黄切片の質量顕微鏡法による解析を検討することとした。0、1、2日間保温後のウズラ種卵の全卵黄より総脂質を抽出し、TLC分析を行った。0日目の卵黄と比較して、ホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミン含量は1、2日目と経時的な減少が認められたが、トリアシルグリセロール含量はほとんど変化が認められなかった。今後、LC-MSを用いて各種脂質を含有する脂肪酸ごとに詳細に分析することとした。卵黄中には、胚発生に必要不可欠な代謝物が含まれている。その中でも脂質は卵黄中に最も多く含まれる代謝物であり、胚発生において重要な働きをしていると考えられる。質量顕微鏡法は、組織切片上を二次元に質量分析後、切片上の代謝物を可視化する方法であり、現在、脂質を含有する脂肪酸の違いによって可視化できる唯一の方法である。これまでの研究で申請者は、ウズラの卵黄をモデル卵黄として質量顕微鏡法による解析を行ったところ、卵黄中の主要なリン脂質であるホスファチジルコリン(PC)が、濃色卵黄と淡色卵黄より構成される既知の層状構造とは異なる新規の層状構造を形成しており、このPCの層状構造は含有する脂肪酸の違いによって分類されることを発見した。申請者は、PC以外の脂質も含有する脂肪酸ごとに層状構造を形成しているものがあり、この脂質の層状構造によって胚発生中の胚への脂質の供給が調節されていると推察している。そこで平成24年度の研究では、質量顕微鏡法を用いてウズラ卵黄中のPC以外の主要な脂質の可視化を試みた。測定条件の検討を行ったところ、マトリックスに2,5-dihydroxybensoic acidを用いたポジティブモードでの測定によってスフィンゴミエリン(SM)、リゾホスファチジルコリン(LPC)、トリアシルグリセロール(TAG)を、9-aminoacridineを用いたネガティブモードでの測定によって、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルイノシトール(PI)を可視化することができた。SM、LPC、TAG、PE、およびPIは、PCと同様に、卵黄中において含有する脂肪酸の違いによって特徴的な層状構造を形成しているものがあることが明らかとなった。さらに、SMは主に卵黄表面の胚盤および卵黄中心部のラテブラに分布していることが明らかとなった。平成24年度は、質量顕微鏡法を用いてウズラ卵黄中のホスファチジルコリン(PC)以外の主要な脂質であるトリアシルグリセロール(TAG)、コレステロール(Cho)、リゾホスファチジルコリン(LPC)、スフィンゴミエリン(SM)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルイノシトール(PI)の可視化を目的に研究を行った。各脂質の測定条件の検討を行ったところ、マトリックスに2,5-dihydroxybensoic acidを用いたポジティブモードでの測定によってスフィンゴミエリン(SM)、リゾホスファチジルコリン(LPC)、トリアシルグリセロール(TAG)を、9-aminoacridineを用いたネガティブモードでの測定によって、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルイノシトール(PI)を可視化することができた。このように、Cho以外の主要な脂質については、含有する脂肪酸の違いによって可視化することができた。その結果、SM、LPC、TAG、PE、およびPIは、PCと同様に、卵黄中において含有する脂肪酸の違いによって特徴的な層状構造を形成しているものがあることが明らかとなった。Choの可視化については、引き続き測定条件の検討を行う予定である。

平成25年度は、それぞれの脂質の層状構造が胚発生中の各ステージにおいて分化、形成される各器官への脂質の供給を調製している、という推察を確かめるため、胚、および各器官において増減するホスファチジルコリン(PC)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルイノシトール(PI)、スフィンゴミエリン(SM)、リゾホスファチジルコリン(LPC)、トリアシルグリセロール(TAG)、コレステロール(Cho)の解析を行う。具体的には、ウズラの有精卵を孵卵器中で保温後、経時的に採卵し、解剖学的に胚、および各器官やそれら以外の卵黄部に分離する。次に、分離した各部位より脂質を抽出し、逆相のC18カラムを取り付けた高速液体クロマトグラフ質量分析装置(四重極飛行時間型、およびトリプル四重極型)を用いて各種の脂質を分子種レベルで網羅的に解析する。また、質量顕微鏡法を用いて、胚発生中の各脂質の時空間的な変化を分子種レベルで解析する予定である。大型研究設備として、脂質の解析に必要な質量顕微鏡装置と液体クロマトグラフ質量分析装置(LC-MS)があるが、質量顕微鏡装置は近畿大学農学部の財満信宏講師の研究室にて、また、LC-MSは本学科に備わっている現有機器(四重極飛行時間型、およびトリプル四重極型)が使用可能であり、現在も全く問題なく使用されている。その他、生化学的な実験を行うための一般的な機器、備品に関しては、研究室の現有機器を補充することで対応可能である。したがって、平成25年度の研究費は、主にLC用のカラム、質量分析用の高グレードの薬品と高純度の標準品、および一般的なガラス器具や試薬類などの購入に使用する。また、日頃の研究成果を公表するため、あるいは研究に必要な情報を収集するための学会参加、および論文発表に係る経費に使用する予定である。
電顕オートラジオグラフィによるアルミニウム合金材料中のトリチウムの挙動

本研究は核融合炉用低放射化材料として注目されているアルミニウム合金についてその組織とトリチウム分布との微視的関係を電顕オートラジオグラフィによって明らかにしようとするものである。試料としてAl-1mass%【Mg_2】Si合金およびAl-4mass%Cu合金を溶製し、溶体化処理後、種々の時効を施した。これらより走査電顕および透過電顕用試料を作成し、トリチウム・電顕オートラジオグラフィを行なった。得られた結果は次の通りである。1.Al-1mass%【Mg_2】Si合金のG.P.ゾーンはトリチウムのリペラーである。棒状中間析出相と母相との界面および板状平衡析出相と母相との界面はトリチウムに対して強いトラップ作用を示す。しかしこれらの中間析出相および平衡析出相そのものはトリチウムに対してトラップ作用を示さない。2.Al-4mass%Cu合金のG.P.ゾーンはトリチウムのトラップである。板状中間析出相と母相との界面は強いトラップ作用を示す。しかし中間析出相そのものはトラップ作用を示さない。塊状平衡析出相はそれ自体トリチウムに対し強いトラップ作用を示す。以上の観察結果より次のように結論できる。3.G.P.ゾーンのような母相と整合界面を有する生成物はその生成によって母相に圧縮応力場が生ずるときトリチウムに対しリペラーとなり、引張応力場が生ずるときトラップとなる。4.中間析出相および平衡析出相が母相と非整合界面を有する場合、それら析出相と母相との界面はトリチウムに対し強いトラップ作用を示す。5.析出相自身が母相よりも水素吸蔵能力が高い化合物である場合には母相との界面よりも析出相自身がトリチウムの強いトラップとなる。
サル扁桃核における視覚ー聴覚の連合学習機構の解明

ヒトや他の霊長類は、表情・音声・ジェスチャーなどを用いて情動情報をやり取りしている。扁桃核は他種多様な情報を受け、多感覚情報を用いた情動情報のやり取りに重要な役割を果たしていると考えられる。これまでに扁桃核で発見した特定の表情と特定の音声いずれにも応答するニューロン活動は、多感覚情動情報に基づく適切な情動反応の生成に有用であると考えられる。このような応答が出来上がっていく過程を解明することを目的とした。本年度は、実験に使用した3頭のサルの3種類の情動表出からなる9種類の情動刺激(いずれも1秒のビデオクリップ)が実際にサルの情動変化を引き起こすか否かを、サルの鼻部の皮膚温度の変化を調べることによって検討した。その結果、ThreatとScreamの情動表出を見たサルでは、鼻部温度が有意に低下することが分かった。一方、強い情動価を持たないCooでは、このような温度変化は認められなかった。安定した温度低下を引き起こしたThreatの刺激を用いて、視覚要素(動画のみ)あるいは聴覚要素(音声のみ)の効果も調べた。その結果、いずれの要素だけでも温度低下を引き起こすことが分かった。今回ニューロン活動の記録実験に用いたビデオ刺激は、サルに情動変化を引き起こすものであったことが示された。実験には3頭のサルの3種類の情動表出からなる9種類の情動刺激と4種類のコントロール刺激を用いた。いずれも1秒のビデオクリップである。1)ビデオ刺激の視覚成分(動画)のみ、聴覚成分(音声)のみしか受容していない時期、および2)視覚成分と聴覚成分を同時に提示し同時に受容することを数ヶ月以上経験した後の時期、で各々サル扁桃核からニューロン活動を記録・解析した。その結果、1)の視覚成分と聴覚成分を別々にしか受容していない時期には、特定の表情と特定の音声いずれにも応答するニューロン活動は情動刺激に応答したニューロン活動の5% (2/40)に過ぎなかったのに対し、2)の視覚成分と聴覚成分を同時に受容した経験の後ではその割合が20% (16/79)と有意に上昇した。このことから、特定の表情と特定の音声いずれにも応答するニューロン活動は視覚情報と聴覚情報を同時に受容する経験によって出来上がっていくということが示唆された。
水素同位体リザーバーとしてのマントル遷移層の役割の解明

マントル遷移層の主要構成鉱物であるワズレアイト、リングウッダイトはその構造中に最大3重量%程度の水を取り込みうる。本研究は、地球の上部マントルから遷移層において、高圧相間の水素結合の強さの違いを反映して、水素の同位体組成に不均質が生じうるのか、その可能性を探ろうとしたものである。本年度は、昨年度までに実施した同位体分配実験の回収試料について分析を進めた。試料は川井型マルチアンビルプレスを用い、オリビンとワズレアイトが共存することが先行研究により明らかになっている13 GPa 1473K付近で72h保持して得たものである。出発物質には酸化物混合体を用い、水素同位体源としては、重水及び軽水を含むブルーサイトを混合した。これをAu75Pd25合金のカプセルに溶接して封入し、目的の温度圧力で保持した。回収した試料は、ラマンスペクトル及び微小部X線回折装置で相の同定を行い、EPMAにて組成を分析し、目的とする相が合成されていることを確認した。水素同位体組成は二次イオン質量分析計により求めた。その結果、保持時間とともにオリビンーワズレアイト間のDH同位体分配係数は減少し、ワズレアイト側により重水素が濃集する傾向があることが明らかになった。しかし72時間という長時間保持後でも、分配係数は一定値に漸近しておらず、平衡に到達するにはより長い時間の実験が必要と考えられる。得られた結果については、現在国際誌に投稿するためにまとめているところである。オリビン((Mg,Fe)2SiO4)の高圧相であるワズレアイト、リングウッダイトはマントルの深さ410 km 660 kmを構成するマントル遷移層の主要構成鉱物である。これらはいわゆる無水鉱物ではあるが、欠陥を伴い、最大で3.3 wt.%もの水が含まれうる。そのためマントル遷移層は地球深部において水のリザーバーとしての役割をになっていると考えられている。本研究は、遷移層を構成するオリビンの高圧相間において水素の同位体がどのように分配されるかを高圧実験により求め、マントル上部から遷移層における水素同位体の不均質について明らかにしようとするものである。同位体の不均質は非常にわずかであると予測され、精度の高い分析のためには割れ等のない、状態のよい試料を合成する必要がある。また、SIMSにおける分析にさいしては天然存在度の低い重水素についてカウントを稼いで統計をよくするために、重水素に富んだ試料を合成するため、重水素に飛んだ標準試料を合成する必要もある。本研究の目的は、これら高圧下における同位体分配係数決定における問題を洗い出し、技術を確立することにもある。本年は計画通り、オリビン-ワズレアイトの共存する温度圧力領域にて同位体分配実験を行った。MgO, Fe2O3, SiO2の酸化物混合体を雰囲気制御炉内で酸素分圧を制御して保持したものに、天然存在比の水素を含むブルーサイトおよび重水素化したブルーサイトを混合して、水を1 wt.%含む出発物質を得た。この出発物質を金カプセル中に封入して、愛媛大学設置の3000トン川井型マルチアンビルプレスで高温高圧実験を行い、目的とする高圧相が共存し、かつSIMSでの定量分析に耐えうる100μm程度の粒径になる温度圧力条件・時間を探った。実験はTEL(先端サイズ)8 mmの二段目アンビルを用いた6-8式加圧により行い、LaCrO3のない熱ヒーターに通電することにより高温を発生した。1時間ほど保持したのち常圧に回収した試料についてX線回折およびラマンスペクトルの測定を行い、相の同定を行った。その結果、含水系であることから、比較的短時間の保持時間であっても十分な粒径の試料が得られることが確認された。現在のところワズレアイトのみが出現する荷重での実験を終えており、さらに低荷重でオリビンと共存する条件を探索する予定である。本年度の進捗状況としてはほぼ予定通りである。本研究は、マントル上部から遷移層を構成する主要な高圧相間において、水素の同位体がどのように分配されるかを高圧実験により求め、マントル上部から遷移層における水素同位体の不均質が存在しうるか否かを明らかにしようとするものである。マントル遷移層を構成するオリビン、ワズレアイト、リングウッダイトには、数wt.%の水が含まれうることが知られており、遷移層は地球深部において水のリザーバーとして重要や役割を担っているとされる。一方、これらの鉱物間ではその結晶構造の違いから水素結合の強さに違いがある。この違いが同位体分配に与える影響について解明するとともに、地表からマントル深部に渡る水の循環の中で、遷移層が果たす同位体のリザーバーとしての役割を解明することを目的としている。2年目の本年度は、昨年度に引き続き川井型マルチアンビルプレスを用いた高温高圧実験を12.5 GPa、1473 K付近で実施し、オリビンーワズレアイトが共存する試料を得た。得られた回収試料については、二次イオン質量分析系(SIMS)による水素同位体組成の測定を行っている。その結果、1時間の保持時間の試料では同じ相の間でも同位体組成にばらつきがあり、より長時間の保持時間が必要であることが示された。今後平衡に達する条件を探り、分配係数の決定を進めるとともに、さらに高圧相であるワズレアイトーリングウッダイト間の分配実験を行う予定である。

初年度に引き続き、オリビン-ワズレアイトの共存する温度圧力領域にて同位体分配実験を行った。化学組成が(Mg,Fe)2SiO4+1wt.%H2Oとなるように混合した酸化物混合体を金カプセル中に封入し、愛媛大学設置の3000トン川井型マルチアンビルプレスで高温高圧実験を行った。目的とする高圧相が共存し、かつSIMSでの定量分析に耐えうる100μm程度の粒径になる温度圧力条件・時間を探った。今回対象としている相は基本無水鉱物であり含水量は数wt.%以下と少ないため、同位体比測定時の重水素のカウントを稼ぐために、天然の存在比よりも重水素に富んだ組成を用いた。回収した試料についてはラマンスペクトルおよび微小部X線回折装置で相の同定を行い、EPMAにより組成を分析した。オリビンとワズレアイトが共存する条件の決定を進め、1時間から5時間保持して2相が共存する試料を得た。一部の試料については、二次イオン質量分析計による同位体組成の測定をすでに実施しており、本年度の進捗状況としてはほぼ予定通りである。近年、深部由来のダイアモンド中に見つかった包有物に、氷の高圧相や、相当量の水素を含む鉱物がみつかるなど、地球深部にはおける水の存在が裏付けられている。水は鉱物中に主に水素結合により固定されているが、その強さは結晶構造により様々である。本研究は、地球の上部マントルから遷移層において、高圧相間の水素結合の強さの違いを反映して水素の同位体に不均質が生じうるのか、その可能性を探ろうとするものである。具体的には、高温高圧実験によりオリビンとその高圧相であるリングッダイト、ワズレアイトについて水素同位体分配係数を決定し、マントル遷移層が果たす同位体のリザーバーとしての役割を解明する。3年目の本年度は、昨年度に引き続き、13 GPa 1473 Kの高温高圧下においてオリビンーリングウッダイト間の水素の同位体分配実験を実施した。また得られた試料について、二次イオン質量分析計による同位体組成の測定を行った。その結果、得られた試料中の同位体組成にばらつきが見られ、平衡に達していない可能性があるため、より長時間保持した試料を合成した。昨年度に引き続き、オリビン-ワズレアイトの共存する温度圧力領域における同位体分配実験を行った。高温高圧発生には川井型マルチアンビルプレスを用い、オリビンとワズレアイトが共存することが先行研究により明らかになっている13 GPa 1473K付近で実験を行った。出発物質には酸化物混合体を用い、水素同位体源としては、重水および軽水を含むブルーサイトを混合した。これをAu75Pd25合金のカプセルに溶接して封入し、目的の温度圧力で保持した。回収した試料は、ラマンスペクトルおよび微小部X線回折装置で相の同定を行い、EPMAにて組成を分析した。昨年度までの実験で、オリビンーワズレアイトの共存条件を探る条件出しを行い、SIMSの分析に耐えうる質の試料合成に成功した。最終年度となるH29年度は引き続きオリビンーワズレアイト共存領域で保持時間を変えた実験を行った。H28年度までの実験で、ワズレアイトとオリビンが共存する試料を、1300度で3h 30 hと保持時間を変えて合成した。これらについてSIMSによる分析を行ったが、水素同位体組成にばらつきがあり、平衡に達していないと考えられたため、より長時間の72 h保持して合成を行った。
スケーラブル・システムLSIアーキテクチャの設計手法に関する研究

本研究は,スケーラブル・システムの構成要素となるシステムLSI,すなわち,「スケーラブル・システムLSI」を最適化設計するための手法を開発することを目的として,主として以下の研究を実施した。1.「スケーラブル・システムLSI」エミュレータの開発:CompactPCI規格をベースにして,1枚のCompactPCIカードに8個のAltera FLEX10K-100を実装し,それを2枚装填したエミュレータ・システムを構築した。2.「スケーラブル・システムLSI」実現のための各種アーキテクチャ技術の開発,および,その設計空間の構築:(1)「スケーラブル・システムLSI」アーキテクチャPPRAM(システムLSI間通信インターフェイス,動的可変ラインサイズ・キャッシュ),(2)可変長データパス/メモリパスの最適化技術,(3)チップマルチプロセッサにおけるデータ依存および制御依存への対処法,(4)クロストークの影響を考慮に入れたシステムLSI内信号伝搬方式,等を開発した。3.設計支援ツールの開発および実装:(1)プログラム実行上の「Hot Spot(頻繁に実行される部分)」を検出する「オンライン・プロファイラ」の開発,(2)ソフトコア・プロセッサ設計環境の整備,等を行った。4.低消費電力高性能マイクロプロセッサ・アーキテクチャ技術の開発と検証:(1)性能/消費電力特性の異なる算術回路の設計,および,それらを用いた動的モジュール選択方式,(2)DVS(Dynamic Voltage Scaling)方式向きリアルタイム・タスク・スケジューリング法,(3)低消費電力指向メモリ階層構成法,(4)CCC(Common-Case Computation)法に基づいてスイッチング頻度を低減するキャッシュ・メモリ・アーキテクチャ,等を開発し,その効果を検証した。5.「スケーラブル・システムLSI」のアプリケーション開発:「スケーラブル・システムLSI」のアプリケーション例として,(1)RSA暗号プロセッサ,(2)MPEG2AACデコーダ,(3)計算化学(非経験的分子軌道法)用二電子積分プロセッサ,等を開発した。本研究では,スケーラブル・システムの構成要素となるシステムLSI,すなわち,「スケーラブル・システムLSI」を最適化設計するための手法を開発することを主目的をしている。本年度は,主に以下の研究を遂行した。CompactPCIカード1枚当たりのエミュレーション可能ゲート数は約100万ゲート。ツールとしては現在,FPGA分割ツールが利用可能だが,今後はハードウェア・プロファイラ等の設計最適化支援ツールを整備していく。2.「スケーラブル・システムLSI」アーキテクチャの設計空間の定義:上記エミュレータを用いて「設計空間探索」型の設計最適化支援環境を構築する。そのための各種設計空間を定義した。具体的には,データのダイナミックレンジに応じてプロセッサのデータパスおよびメモリパスのサイズを最適化可能とした場合の設計空間,分散演算(Distributed Arithmetic}型のFIRフィルタのROM分割,演算並列化に関する設計空間,オンチップマルチプロセッサにおけるデータ依存および制御依存への対処法に関する設計空間,等である。3.低消費電力システムLSI設計法に関する研究:プロセッサの消費電力最適化を目的に,コンパイラないしOSによりクロック周波数および電源電圧の制御する手法ならびにクロックを供給するデータパス幅を制御する手法,OSによりリアルタイム保証と消費電力最小化を満足しながらタスクスケジューリングを行う手法,等を開発した。

本研究では,スケーラブル・システムの構成要素となるシステムLSI,すなわち,「スケーラブル・システムLSI」を最適化設計するための手法を開発することを主目的としている。最終年度に当たる本年度は,主に以下の研究を遂行した。1.設計空間探索型設計支援ツールの開発および実装:前年度構築した「汎用マイクロプロセッサ+マルチFPGA」構成のエミュレータ上に搭載する設計最適化支援ツールの1つとして,プログラム実行上の「Hot Spot(頻繁に実行される部分)」等を検出する「ハードウェア・プロファイラ」を開発した。また,「マルチFPGA」部を「再構成可能型コプロセッサ」とするシステムLSI構成をエミュレートするための環境も設計した。2.低消費電力高性能マイクロプロセッサの設計および評価:性能との間でトレードオフを取りつつシステム・レベルで消費電力を低減化する各種のアーキテクチャならびに設計技術を開発した。具体的には,パイプライン・レジスタのバイパスを可能とする「可変パイプライン・ステージ」方式,機能ユニットで実現すべき機能自身を動的に変更可能とする「再構成可能型機能ユニット」,性能/消費電力要求に応じて使用する機能ユニットを動的に選択する「冗長データパス」方式,タグ検索すべきウェイを投機的に1個に絞る「ウェイ予測型」セットアソシアティブ・キャッシュ,命令フェッチ履歴に応じてタグ検索を省略する命令キャッシュ方式,等である。3.「スケーラブル・システムLSI」の試作設計:「スケーラブル・システムLSI」の1例として,「再構成可能型コプロセッサ」と汎用マイクロプロセッサ・コアMCORE(モトローラ社製)を混載したシステムLSIを設計し,MPEG2デコーダ・プログラムによりその効果を評価した。本システムLSIは,東京大学大規模集積システム設計教育研究センター(VDEC)のLSI試作サービスを用いて試作する予定である。
機能賦活化した心筋幹細胞シートによる重症心不全治療

本研究では低酸素プレコンディショニング法(HPC法)を用いた心筋幹細胞(Cardiosphere-derived cells:CDCs)シートのマウス陳旧性心筋梗塞モデルにおける治療効果を検討した。CDCsシートは、VEGFをはじめとする成長因子の産生を介したパラクライン効果で、梗塞境界領域における、血管新生の増加をもたらし、梗塞領域の縮小効果を認めた心エコー上も左室駆出率の改善を認めた。CDCsシート治療の効果は、HPC法により増強した。HPC法は簡便にCDCsシート機能賦活化が可能であり、HPC法を併用したCDCsシート治療は虚血性心疾患における治療法として有効な可能性が示唆された。我が国の重症心不全患者数は約180万人に上り、そのうちの約半数が虚血性心疾患患者である。これらの患者数は、超高齢化社会を迎えさらに増加すると予想され、早急な対策が必要である。本疾患に対する最も有効な治療法としては心臓移植が挙げられるが、ドナー不足の問題は依然として改善しておらず、臓器移植に代わるあるいは臓器提供までをつなぐ何らかの方策を考案する必要がある。細胞移植治療は、最も期待される臓器移植代替え法であり、間葉系幹細胞、心筋細胞、心筋幹細胞などの細胞移植治療の有効性が検証されてきた。しかしいずれの場合においても、実臨床で期待されるほどの高い心機能回復効果は得られておらず、更なる改善が求められている。細胞シート移植は、患部における移植細胞の長期生存を可能にし、心不全治療においてもその有用性が期待されている技術である。本研究では、成体心臓に内在する心筋幹細胞で構成される心筋幹細胞シートを作製し、その機能を賦活化させる方法の開発を行う。平成27年度には、マウス心筋幹細胞シートの作製、低酸素プレコンディショニングによる心筋幹細胞シートの機能賦活化の有無、低酸素刺激による機能賦活化の分子機構に関する検討を行い、心筋幹細胞シート作製の成功、低酸素刺激によるシートの機能賦活化の成功(血管新生因子発現の増加)、低酸素刺激により活性化される細胞シート内分子の同定、などの成果を得た。これらの成果の一部を学術集会で発表し、さらに学術誌へ投稿した。平成27年度は、マウス心筋幹細胞の単離と細胞シートの作製法の確立、低酸素暴露による心筋幹細胞の機能賦活化誘導の検証、機能賦活化における細胞シート内のシグナル分子の同定、など、概ね計画通りに研究を進めることが出来た。前年度までに、成体マウス心臓より単離した心筋幹細胞を用いた細胞シートの作製プロトコルの確立、低酸素プレコンディショニング法による心筋幹細胞シートの機能賦活化の検証、等を行い、それらの成果を学術論文や学術集会で公表、また特許申請を行った。さらに、低酸素刺激により機能賦活化した際に細胞シート内で活性化する因子群の同定にも成功しており、本年度はこれらの因子群に注目した細胞シートの機能賦活化メカニズムの解明およびマウス心筋梗塞モデルへの貼付による治療効果の検証、等を行った。低酸素刺激により心筋幹細胞シート内で活性化する因子群の解析から、低酸素刺激により細胞シート内のPI3K・Akt・mTOR・HIF-1aの活性化が生じ、結果として血管新生因子VEGFおよび線維化抑制因子の産生亢進が誘導されることが明らかとなった。また、シート形態にすることで心筋幹細胞から分泌されるVEGFの産生が亢進することもわかり、心筋幹細胞をシート化する意義を説明し得る興味深い結果を得ることもできた。低酸素刺激による細胞シートの機能賦活化に関わる分子メカニズムの一端を当初予定よりもより順調に明らかにすることができ、計画全般を概ね順調に進展させることが出来ている。高齢化社会を迎え、本邦における、慢性心不全による入院患者数は11万人/年に上るまで増加している。重症心不全患者に対する根本的治療法には心臓移植が考えられるが、適応患者が65歳未満であり、侵襲やドナーの不足を考慮すると現実的な選択肢ではない。代替え治療として、人工心臓や幹細胞移植治療が期待されている。ヒト心筋幹細胞(CDC:Cardiosphere-derived cell)の領域ではCADECEUS試験で陳旧心筋梗塞に対する自家幹細胞治療が研究されている。この試験では組織レベルで血管新生を認めるなどの治療効果を認めるものの、臨床効果はごく僅かである。この原因の一つとして、高齢者の心筋幹細胞が“幹細胞老化"に陥り、分化能や自己複製能、血管新生誘導能が著しく低下している可能性が考えられる。平成29年度にはヒトCDCを用いて、自家CDCシートの機能低下、すなわち、幹細胞老化を起こしうる機序についての研究を行った。この研究では、老化の影響を検討するために2-83歳のヒト心臓組織から単離したCDCを用いた。結果として、ヒトCDCは加齢に伴いSFRP1の発現が亢進していることが明らかとなった。またSFRP1の亢進が細胞増殖に関わるWntシグナルを阻害し、自己複製能と血管新生誘導能に影響を与えている可能性が示唆された。一方、組換えSFRP1の投与は、p16などのマーカーのレベルの上昇といった、若年患者由来のCDCにおける細胞老化を誘導することを示した。このSFRP1の発現亢進は抗がん剤によるDNA損傷でも引き起こされることから、加齢で蓄積されたDNA損傷によるSFRP1発現亢進が、幹細胞老化の本態である可能性が示唆された。

本研究では低酸素プレコンディショニング法(HPC法)を用いた心筋幹細胞(Cardiosphere-derived cells:CDCs)シートのマウス陳旧性心筋梗塞モデルにおける治療効果を検討した。CDCsシートは、VEGFをはじめとする成長因子の産生を介したパラクライン効果で、梗塞境界領域における、血管新生の増加をもたらし、梗塞領域の縮小効果を認めた心エコー上も左室駆出率の改善を認めた。CDCsシート治療の効果は、HPC法により増強した。HPC法は簡便にCDCsシート機能賦活化が可能であり、HPC法を併用したCDCsシート治療は虚血性心疾患における治療法として有効な可能性が示唆された。平成28年度には、冠動脈左前下行枝の結紮により作成したマウス陳旧性心筋梗塞モデルを用いて、機能賦活化した心筋幹細胞シートの治療効果の検証を行う。具体的には、心エコーによる左室機能の観察や組織学的な解析などにより、本治療法の有用性・有効性について検討する。今後は、低酸素刺激により機能賦活化した心筋幹細胞シートをマウス心筋梗塞モデルの不全心へ移植することにより、その治療効果の検証および本治療法の有用性について検証していく。心臓血管外科学当初計画よりも順調に研究が進行し、条件検討用にやや多めに計上していたアッセイ用キットの使用量を必要最小限に抑えることができたため、次年度使用額が生じた。物品費に未使用額が生じてしまったが、消耗品注文時に発生した軽微な額であるため問題はないと思われる。生じた次年度使用額については細胞シート移植実験に当初計上に上乗せして用いる。具体的には、血管新生効果を検証するための抗体や血液検査用アッセイキットの購入などに充てる。1000円以下の軽微な未使用額であるため、次年度への計上により問題なく使い切ることが可能である。
アフターオリンピックにおける観光政策の課題

本研究では2012年ロンドン大会に注目し、オリンピック開催が観光政策に対していかなる意義を残したのかという問いのもと、レガシー研究の観点から開催地域へのレガシーの評価と観光政策への意義を明らかにする。特にメイン会場跡地が産業廃棄地から集客力の高いクリエイティブシティへと再生されつつある動向を観光政策の観点から評価することで、2020年東京大会の開催後を見すえた観光政策のあり方に寄与できると考える。