hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔病変の発症進展に果たすTリンパ球の機能的役割に関する実験病理学的研究

本研究では、MRL/MPーlpr/lpr(MRL/l)マウスを生後6週、8週、12週、20週および24週以上で加齢的に屠殺し、顎下腺、舌下腺、舌、顎下リンパ節、肺、賢、脾、その他に自然発症する臓器病変を免疫組織化学的に検索した。一部のMRL/lマウスでは、血清中に出現する自己抗体を検索した。抗マウスモノクローナル抗体(BECTON DICKINSON社製)を用いて、Lyt表現型の違いによる末梢Tcell subsetの検索(酵素抗体ABC法)を主体に行った。immune complexやC_3 fragmentの証明には蛍光抗体直接法を用いた。血清中の抗核抗体はHEpー2細胞(AFT systemIII)を用いて蛍光抗体間接法で検出した。可溶性核抗原の検出には、Ouchterlony assayを用いた。さらに、種々の免疫異常や病変発現の根本的原因であるリンパ球の増殖能を明らかにする目的で、顕微蛍光測光法による核DNA量の測定を行った。同時に、末梢血液像とhemogramの変化を加齢的に検索した。その結果、MRL/lマウスの口腔領域に発現する組織障害は、lpr geneによって規定されたgeneticalなヘルパーTリンパ球(Thyー1、2^+、Lytー1^+)の増殖を原因とするimmune complex diseaseの一分症であることが明らかとなった。顎下腺に発現する肉芽腫性血管炎の原因については、初期に実質内に出現するリンパ球(Lytー1^+)のfocalな浸潤によって惹起されるpolyclnal B cell activationや全身的な自己抗体の産生が原因となって生ずるimmune complexの沈着が大きな役割を果たすことが明らかとなった。一方、舌に発現する肉芽腫性血管炎ではimmune complexの沈着とマクロファージの機能異常(貪食能の亢進と消化不全)が大きな原因となることが明らかとなった。核DNA量の測定では、顎下リンパ節や顎下腺炎症細胞浸潤巣に増殖したリンパ球共に、染色体数の異常など明らかなmalignant neoplasmとしての性格は示唆されなかった。末梢血中のリンパ球数は加齢的に増加が認められた。MRL/Mp-lpr/lpr(MRL/1)マウスは全身のリンパ節腫脹(T細胞増殖)をきたすlymphoproliferative(lpr)geneをもち,種々の自己抗体産生の結果生ずる免疫複合体の沈着によってループス腎炎を早期に発症する自己免疫疾患自然発症系マウスである. 62年度の研究ではMRL/1マウスに自然発症する臓器病変を加齢的に病理組織学的並びに免疫組織化学的に検索した.特に,顎下腺,舌下腺,舌,口唇粘膜,顎下リンパ節等の口腔領域に発症する病変と全身の臓器病変との相関を検索し, MRL/1マウスの持つ免疫異常と口腔病変発現機序との関連を検討した.顎下リンパ節の腫脹が発現する生後8週頃から顎下腺実質内にリンパ球浸潤巣が出現し加齢的に増加拡大する.この初期浸潤巣内に増殖するリンパ球のほとんどがLyt1及びL3T4陽性のTH cell(モノクロナール抗体による酵素抗体ABC法)であった.

その後, IgG陽性形質細胞が増加し,やや遅れてIgM陽性形質細胞が出現することが蛍光抗体法で証明された. 16週を経過するとこの炎症細胞浸潤巣内に肉芽腫性血管炎が発現する.これらの血管壁にはIgGやC_3 fragmentが証明された.一方, 16週齢以後舌に発現する肉芽腫性血管炎は,比較的大いに動脈に多く,顎下腺で認められたようなリンパ球浸潤を主体とした炎症巣の形成は認められず,内膜から外膜にかけて著しいマクロファージの増殖を特徴とするものであった.これらの口腔病変と相関して血清抗核抗体或いは可溶性核抗原が蛍光抗体間接法やOuchterlony ossayで検出された.また,免疫複合体腎炎の出現も確認された.以上の結果は口腔病変をはじめとした全身諸臓器に発現するMRL/1マウスの組織障害がlpr遺伝子によるヘルパーTリンパ球の増殖に起因する免疫複合体病であり,顎下腺や舌に発現する肉芽腫性血管炎においても全身的な自己抗体の産生と相俟って生ずる免疫複合体の沈着とマクロファージ機能が関与することが明らかとなった.「本研究では、MRL/MP-lpr/lpr(MRL/l)マウスを生後6週、8週、12週、20週および24週以上で加齢的に屠殺し、顎下腺、古下腺、古、顎下リンパ節、肺、腎、脾、その他に自然発症する臓器病変を免疫組織化学的に検索した。一部のNRL/lマウスでは、血清中に出現する自己抗体を検索した。抗マウスモノクローナル抗体(BECTON DICKINSON社製)を用いて、Lyt表現型の違いによる末梢Tcell subsetの検索(酵素抗体ABC法)を主体に行った。immune complexやC3 fragmentの証明には蛍光抗体直接法を用いた。血清中の抗核抗体はHEp-2細胞(AFT systimIII)を用いて蛍光抗体間接法で検出した。可溶性核抗原の検出には、Ouchterlony assayを用いた。さらに、種々の免疫異常や病変発現の根本的原因であるリンパ球の増殖能を明らかにする目的で、顕微蛍光測光法による核DNA量の測定を行った。同時に、末梢血液像とhemogramの変化を加齢的に検索した。その結果、MRL/lマウス口腔領域に発現する組織障害は、lprgeneによって規定されたgeneticalなヘルパーTリンパ球(thy-1、2^+、Lyt-1^+)の増殖を原因とするimmune complex diseaseの一分症であることが明らかとなった。顎下腺に発現する肉芽腫性血管炎の原因については、初期に実質内に出現するリンパ球(Lyt-1^+のfocalな浸潤によって惹起されるpolyclonal B cell activationや全身的な自己抗体の産生が原因となって生ずるimmune complexの沈着が大きな役割をはたすることが明らかとなった。一方、舌に発現する肉芽腫性血管炎ではimmune complexの沈着とマクロファージの機能異常(貧食能の亢進と消化不全)が大きな原因となることが明らかとなった。核DNA量の測定では、顎下リンパ節や顎下腺炎症細胞浸潤巣に増殖したリンパ球共に、染色体数の異常など明らかなmalignant neoplasmとしての性格は示唆されなかった。末梢血中のリンパ球数は加齢的に増加が認められた。
未スプライシングRNAを排除する新規mRNA品質管理機構の解明

形質発現の基本となる遺伝子発現の正確性を保証するために、異常なmRNAの発現を防ぐゲートキーパーとなる機構は不可欠である。本研究では、Y14がイントロンを含む未スプライシングRNAの核外輸送を抑制する分子機構を解明することを目指し、解析を進めてきた。これまでに、Y14を含むExon Junction Complex (EJC)の中核因子が、pre-mRNAにリクルートされ、いくつかのスプライシング因子と相互作用することにより未スプライシングRNAの核外漏出を防ぐ可能性を見出した。そこで、本年度は、Y14による未スプライシングRNA核外漏出阻止機構のさらに詳細な分子メカニズムを明らかにするため解析を進めた。本年度の解析から、(1)スプライシング関連因子であるCWC22や、U6snRNP構成因子であるLsm2が未スプライシングRNA核外漏出阻止に機能すること、(2)Y14発現阻害においては、ほとんどの遺伝子で未スプライシングRNAが蓄積し、1つしかイントロンを持たない遺伝子や、非コードRNAの未スプライシングRNA、また、トランススプライシングにより取り除かれるアウトロンも蓄積すること、(3)Y14とIBP160がRNA非依存的に相互作用することを明らかにした。本研究の結果は、Y14を含むEJCの中核因子が、IBP160,CWC22によってpre-mRNAにリクルートされ、U2 snRNPやU6 snRNPを含む特定のスプライシング因子と協調して働くことで、未スプライシングRNAの核外漏出を防ぐことを示唆する。このことから、線虫において、Y14が未スプライシングRNAの核外漏出を防ぎ、遺伝子発現の正確性を保証するというゲートキーパーとしての新規機能を持つことが示された。以上の研究成果をまとめて、Molecular and Cellular Biology誌に発表した。形質発現の基本となる遺伝子発現の正確性を保証するために、異常なmRNAの発現を防ぐゲートキーパーとなる機構(異常mRNA産生阻止機構)は不可欠である。本研究では、Y14がイントロンを含む未スプライシングRNAの核外輸送や異常スプライシングを抑制する分子機構を解明することを目指し、線虫の生殖細胞性分化過程をモデルとして解析を進めている。最初に、Y14発現阻害時に示す生殖細胞雄性化の原因を明らかにするため、未スプライシングRNAが細胞質において異常プロセシングを受けて生じる産物を強制発現するトランスジェニック個体を作製した。この個体の生殖細胞が雄性化したことから、未スプライシングRNAの核外漏出の結果として引き起こされる細胞質における異常プロセシングが性決定異常の原因であることを示す。次に、Y14による未スプライシングRNAの核外輸送阻止機構を解明するため、Y14と同様に未スプライシングRNAの核外輸送を阻止する因子を、スプライシング関連因子の中から探索した。その結果、Y14が構成因子の1つであるexon junction complex(EJC)の因子であるeIF4AIIIやUAP56、U2snRNP構成因子、イントロンと相互作用することが報告されているIBP160やPRP19複合体の中核因子が、未スプライシングRNA核外輸送の阻止に働くことを明らかにした。また、Y14が相互作用しているRNAを解析した結果、Y14はmRNA前駆体、成熟mRNAの両方と相互作用していた。これらの結果は、線虫においてY14を含むEJCの中核因子と特定のスプライシング因子が協調して働くことで、未スプライシングRNAの核外漏出を防ぎ、遺伝子発現の正確性を保証している可能性を示唆する。さらに、Y14による異常mRNA産生阻止機構が、線虫の生殖細胞性分化過程において重要な役割を持つことを示す。Y14による未スプライシングRNAの核外漏出の阻止

機構、Y14発現阻害時の未スプライシングRNA核外輸送機構の解明については、関与する因子を同定し、Y14とmRNA前駆体との相互作用も明らかにした。また、細胞質における異常プロセシングが性決定異常の原因であることを明らかにした。以上から、研究の目的に対し、順調に進展しているといえる。Y14による未スプライシングRNAの核外漏出の阻止機構の解明については、Y14と、これまでの解析から関与が示唆された因子との相互作用を解析するとともに、スプライシング反応のどのような段階でこの阻止機構がはたらくのかを明らかにすることによって、未スプライシングRNAの核外漏出阻止機構の分子的背景を明らかにする。細胞質における異常プロセシングに関しては、どのようなシス配列、あるいは配列的特徴が重要なのかを検証するとともに、IRE1が実際にこの異常プロセシングを起こす本体なのかをin vitro系の構築を試みることによって生化学的に明らかにする。
鉄滓に関する考古学的研究

鉄滓に関する研究は、これまで自然科学的分析によって、鉄滓と鉄及び鉄器の生産との関連が論じられてきた。考古学の立場からは、人工遺物、遺構が研究の対象となり、いわば廃棄物としての鉄滓はおろそかにされがちであったことは事実である。今回、この鉄滓を考古学的立場で検討することが可能かどうかについて、研究を推進した。この結果、鉄滓の外観的特徴、出土状況の分析を考古学的研究法によっても分類でき、鉄及び鉄器生産の諸工程を復元することも可能との結論を得た。方法としては、実験的鉄、鉄器生産及び現代の刀鍛治など伝統鍛治技術によって生成される鉄滓を入手して、それぞれの工程ごとの鉄滓の特徴を理解し、それらと古代遺跡で出土した鉄滓を比較検討することとした。特に、鍛治鉄滓に興味深い結果が得られた。鍛治滓は、i)ギザギザとした表面を呈するものが多い。ii)木炭片をかみこむ。iii)典型的な椀形滓が多く、小破片ももとは椀形を呈するものが破断していることが多い。iv)軟質のガラス滓がある。ということが主要な判断要素となるようである。実際に遺跡から出土するものには、(1)直径20cm前後・重量1kg前後、(2)直径10cm前後・重量200g前後、(3)(1)、(2)より小さく軽いガラス滓の3種に分類できる。そして、実験的に得られた滓をみると、(1)・(2)が精錬鍛治、(2)・(3)が鍛錬鍛治、(3)が火造り鍛治に対応できると考えられる。本研究の成果の大きな意義は、これまで考古学的には軽視されがちであった産業廃棄物としての鉄滓を考古学的方法論によって、重要な考古学資料として利用できることを明らかにしたことにあるといっても過信ではなく、鉄滓の研究が鉄及び鉄器の生産研究に大きな、しかも新たな研究の方向性を与えたといえる。平成4年度に実施した研究の内容は、次の通りである。I.広島大学考古学研究室に収集所蔵する県内及び全国各地出土の鉄滓の整理・分類・・・・実体顕微鏡などを用いた肉眼的観察。II.鍛冶実験に伴って産生された鉄滓の収集及び観察・・・・千葉県房総風土記の丘資料館・広島県内存在刀鍛冶の鉄滓資料。III.古墳時代奈良時代の鍛冶遺跡出土鉄滓の収集及び観察・・・・大阪府大県遺跡・森遺跡、奈良県布留遺跡出土資料の実地調査。これらの一連の作業の結果、鉄滓の内眼的観察では(1)製錬滓・・・・i)流動性をもつ.ii)破断面が緻密である。iii)炉壁と融着したものを多く含む.iV)鍛冶滓に特徴的とされる椀形滓が、炉底滓として製錬滓にもみられる.(2)鍛冶滓・・・・i)ギザギザとした表面を呈するものが多い.ii)木炭片をかみこむ.iii)典型的な椀が多く、小破片ももとは椀形を呈するものが破断していることが多い.iV)軟質のガラス滓がある.ということが,主な判断の要素となようである。

さらに、今年度は特に出土鉄滓のうち、鍛冶鉄滓を中心に考古学的な肉眼観察で、その分類を試みた。その結果、次のような詰論を導き出すことができた。鍛冶滓は椀形を呈するものが非常に多いが、1)直径20cm前後・重量1kg前後、2)直径10cm前後・重量200g前後、3)1)、2より小さく軽いガラス滓の3種に分類できることがわかった。1)は精錬鍛冶、2)は沸しづけを伴う鍛錬鍛冶、3)は火造鍛冶に対応するものと判断できるのである。これをもとに、出土鉄滓で鍛冶の工程を復元できる可能性がでできた。これまで、鉄滓といえば、考古学的には重要な資料としての位置づけが確立していなかったが、今後はその位置づけが大きく変わってくることが予想できる。平成5年度における本研究は、実際の古代遺跡出土の鉄滓、主として関東地方周辺の遺跡出土鉄滓と現在の鍛冶工房などから採集された鉄滓の比較を重点的に実施した。関東地方周辺では千葉県・福島県地方出土の鉄滓を中心に収集し、現在の鉄滓資料は千葉県房総風土記の丘資料館で実施した製錬・鍛冶実験炉のもの、岡山県備前長船刀剣博物館鍛刀場のものを用いた。この結果、大筋では平成4年度に考古学的に型式設定して分類した通り、製錬と鍛冶の工程では形態的に相当に異なり、特に鍛冶に伴うものは精錬工程ではいわゆる椀形滓(大形)、鍛錬工程では椀形滓(小形)が主体をなすことがほぼ間違いなく確められた。但し、同時に、遺跡出土鉄滓、現在の鉄滓いずれも椀形をなさずに拳大までの塊状を呈するものも多く生成されることもわかった。つまり、作業工程の途中での滓の取出しが行われたりすることによって、冷却固化するまで放っておき、椀形滓として形成される以前に塊状のまま取出されると考えられる。こうした塊状鉄滓の生成状況の考古学的理解が今後の大きな課題となってきたといえる。本研究の成果の大きな意義は、これまで考古学的には軽視されがちだった産業廃棄物としての鉄滓を考古学的方法論によって、重要な考古学資料として利用できることを明らかにしたことにあるといっても過言ではなく、鉄滓の研究が鉄及び鉄器の生産研究に大きなしかも新たな研究の方向性を与えたといえる。
地域高齢者における不眠の症状別に対応した不眠改善運動プログラムの開発

ある自治体の1行政地区の全高齢者を対象に睡眠調査を実施して睡眠困難者を抽出し、その対象者に運動を手段に用いた不眠改善教室への参加を促した。参加希望者を運動実施群と運動非実施群とに分けた。介入群はストレッチ体操を睡眠前に可能な限り毎日、4週間実施するよう推奨された。その結果、介入群において睡眠総合得点の有意な改善が認められた。したがって、本プログラムは睡眠困難を有する者の包括的な睡眠困難感の改善に有効である可能性が示唆された。健康づくりのための睡眠指針に「定期的な運動習慣」が熟眠を得るひとつの手段であることが挙げられている。しかしながら、その詳細(運動プログラム:運動の強度、頻度、時間、および実施のタイミング)についての記載は少ない。また、わが国や欧米の先行研究において、不眠を改善するための運動の効果が報告されているものの一致した見解は得られていない。不眠に対する運動の効用が明らかになれば、不眠改善の手段の選択肢が増えることになる。我々はこれまでに低強度高頻度の運動プログラム(就寝前のストレッチ運動と日中の散歩、毎日実施、4週間)が主観的に不眠感を有する高齢者の睡眠を改善することを報告した(北畠ら2010,体力研究,108,8-17)。しかしながら、このような対象者の中には、睡眠状態が良好な者が含まれている場合があり、プログラムの効果が過少評価される可能性が考えられる。そこで、本年度は睡眠調査票(客観的指標)で不眠症状ありと判別された者を対象に前述した不眠改善運動プログラムの効果を検証した。その結果、包括的な睡眠感の指標が改善したことから、低強度高頻度の運動プログラムは不眠の改善に有効な手段のひとつである可能性が示された。もうひとつの目的は横断データを用いて、不眠の症状と身体活動状況(身体活動量、運動習慣など)との関連性を明らかにして、不眠症状別の運動プログラムを作成することであった。自治体のひとつの行政地区の65歳以上全員に対して郵送調査を行い、67%(661名中445名)の返却率を得た。回答での欠損部分を最小限にするため再調査を行い、現在データ入力中である。来年度はこのデータを解析して、睡眠と運動習慣の関連性を明らかにする。その結果をもとに、不眠の症状別の運動プログラムを作成し、その効果を検証する。今年度の研究目的は不眠の症状と身体活動状況との関連性を横断データから明らかにすることと、不眠改善運動プログラムを作成し、無作為化比較試験を用いてその効果検証を行うことである。平成22年度にある市の1行政地区に居住する65歳以上の全高齢者661名に調査用紙を郵送で配布した。その後、民生員の協力により、436名(回収率67%、男性193名、女性243名)からの回答が得られた。偏りがより少ないと考えられるこの集団を用いて、不眠の症状と身体活動状況との関連性について現在解析を実施している。また、この集団ではピッツバーグ睡眠調査票を用いて、睡眠総合得点を算出し、5.5点以上を睡眠困難者とした(点数が高値ほど睡眠困難度が高いことを示す)。その結果、男性では26.9%(52/193名)、女性では37.9%(92/243名)が睡眠困難者であることが示された。これまでの全国調査による高齢者の睡眠困難者の割合は約3割との報告があることから、類似した集団であると考えられる。これらの睡眠困難者に対して、睡眠改善教室への参加を促した。その結果、17名の参加を得た。メディカルチェックの後、この対象者を教室参加群と通常生活群との2群に無作為に割付けた。教室参加群は介入期間を4週間とし、1週間に1回当たり60分の教室に参加した。教室の内容は睡眠改善のためのレクチャーを15分、運動指導を20分、1人5分の個別相談で構成された。一方、通常生活群は4週間、普段通りの生活を過ごすように促され、その後、教室参加群と同様のプログラムに参加した。調査は各群の4週間を挟んだ前後で実施された。現在、介入効果については解析の途中である。今年度の研究目的は我々が考案した不眠改善運動プログラムの効果検証を無作為化比較試験を用いて行い、また1年後の残存効果を検討することである。1行政地区の65歳以上全員(661名)を対象にピッツバーグ睡眠調査票(PSQI)を用いて睡眠困難(PSQI得点5.5点以上)の疑いがある144名を抽出した。この集団に対して運動を手段に用いた不眠改善教室の案内を郵送し、17名の参加希望を得た。メディカルチェックの後、この対象者を教室参加群(9名)と通常生活群(8名)との2群に無作為に割付けた。

教室参加群は介入期間を4週間とし、1週間に1回当たり60分の教室に参加した。教室の内容は睡眠改善のためのレクチャーを20分、運動指導(就寝前に毎日実施する体操:低強度・高頻度の身体活動)を20分、1人5分の個別相談で構成された。一方、通常生活群は4週間、普段通りの生活を過ごすように促され、その後、教室参加群と同様のプログラムに参加した。調査は各群の4週間を挟んだ前後で実施した。その結果、PSQI得点は教室参加群で有意に改善したことから包括的な睡眠感が高まったと考えられる。一方、高齢者の不眠の症状として指摘されている、入眠潜時の短縮や睡眠中の睡眠困難度の改善は見られなかった。充分なサンプルでの検討とはいかなかったが、本プログラムは不眠の改善に有効である可能性が示唆された。教室終了1年後のフォロー調査に協力が得られた教室参加群6名のPSQIを観察したところ、終了時点から改善が維持できたものは1名のみであり、その他は介入前の睡眠困難度まで戻っていた。教室を通じて運動の継続を推奨したものの、教室終了後に運動継続を促すためのフォローを実施しなかったことが、改善を維持できなかった一つの要因と考えられる。職場での異動があり、研究フィールドのフォローに費やす時間が削減されたため、予定よりも若干遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究が若干遅れ気味であるが、本科研費の申請時の書類の中の研究計画・方法(概要)のII.「計画が遅延した場合の対応」に記したように、介入後の残存効果を調査するまでの期間を短縮するという方法を用いて対応し、研究が完了するように配慮する。
教室における異文化間コミュニケーションの評価に関する研究

本研究では,日本語クラスの参加者相互のコミュニケーション行動に対する評価が、各々の評価の枠組みの変容,及び教室内秩序形成にどのような影響を及ぼしているかという観点で,教室内異文化間コミュニケーションについて調査・分析を行った。国立大学の留学生センターで開講している多文化多言語の学習者が混在する日本語クラス調査対象として,以下のデータを得た。(2)学習者の教室活動への参加意識と行動に関する内省データ:インタビュー調査(3)学習者の対人接触場面の意識と行動および教師観・学習観に関するデータ:アンケート調査(4)学習者の異文化接触体験・異文化に対する意識に関するデータ:課題作文(5)教師の意識,評価の視点に関するデータ:当該クラス担当教師の授業引継ぎ会合の録音記録上記のデータをもとに,学習者については,自己および他者の行動様式の違いに関する意識化された観点,教室内秩序についての規範意識,自己の規範意識に合わない他者の行動に対する態度,教師については,自己の教室内秩序についての規範意識,学習者の行動に対する評価の観点という側面から分析を行った。分析結果を,「学習者の視点から見た日本語のクラス」と「複数の視点から見た日本語クラス」の2つの視点から報告書にまとめた。また,コミュニケーションに関する先行研究文献,インターネットのホームページの情報を収集・整理し,資料とした。(1)学習者の言語学習に関する信念のデータ:BALLI(Horwitz1987)による調査(2)学習者の教室活動への参加意識と行動に関する内省データ:インタビュー調査(3)学習者の対人接触場面の意識と行動および教師観・学習観に関するデータ:アンケート調査(4)学習者の異文化接触体験・異文化に対する意識に関するデータ:課題作文(5)教師の意識,評価の視点に関するデータ:当該クラス担当教師の授業引継ぎ会合の録音記録上記のデータをもとに,学習者については,自己および他者の行動様式の違いに関する意識化された観点,教室内秩序についての規範意識,自己の規範意識に合わない他者の行動に対する態度,教師については,自己の教室内秩序についての規範意識,学習者の行動に対する評価の観点という側面から分析を行った。本年度は、教室内のおける異文化間コミュニケーションの評価とその変容に関して、国立大学の留学生センターで開講している多文化混在の日本語クラスを対象に、以下の方法でデータを収集した。2)学習者に対して、教室内と教室外、母国と日本における対人接触場面の意識と行動および教師観・学習者観について、アンケート調査を行った。3)学習者に対して、教室での学習活動に対する参加意識、他の学習者・教師の行動について、1人当たり1時間程度のインタビュー調査を行った。4)教室活動および学習者に対する教師の意識、評価の視点について当該クラスを担当する2人の教師間における授業内容の引継ぎミーティングを録音した。1)4)について、現在データの整理、分析を行いつつ、調査の観点および方法についての検討を行っている途中である。今回得られたデータによりさらに観点を明確化し、来年度は調査対象を拡大してのアンケート調査とによる量的なアプローチと、今回対象とした学習者に対して意識変容等を詳細に見る調査との二方向で研究を進める予定である。本年度は、教室内における異文化間コミュニケーションの評価とその変容に関して、国立大学の留学生センターで開講している多文化多言語の学習者が混在する日本語クラスを対象として昨年度得たデータのうち、主として学習者の教室活動に関する参加意識についてのインタビューデータおよび教師の打ち合わせ会合データの文字化作業を行い、(A)学習者については、自己および他者の行動様式の違いに関する意識化された観点、教室内秩序についての規範意識、自己の規範意識に合わない他者の行動に対する態度、(B)教師については、自己の教室内秩序についての規範意識、学習者の行動に対する評価の観点という側面からプロトコルの分析を進めた。それと平行して昨年度と同様以下の方法で新規のクラスについてデータ収集を行った。2)学習者に対して、教室内と教室外、母国と日本における対人接触場面の意識と行動および教師間・学習者観について、アンケート調査を行った。3)学習者の異文化接触体験・異文化に対する意識について、課題作文を行った。4)教室活動および学習者に対する教師の意識、評価の視点について、当該クラス担当教師の授業引継の打ち合わせ会合を録音した。本年度は、教室内における異文化間コミュニケーションの評価とその変容に関して、国立大学の留学生センターで開講している多文化多言語の学習者が混在する日本語クラスを対象として昨年度までに得た以下のデータについて、音声データの文字化作業と、データ全体の整理・分析を進めた。1)学習者の言語学習に関する信念のデータ:BALLI(Horwitz 1987)による調査2)学習者の教室活動への参加意識と行動に関する内省データ:インタビュー調査3)学習者の対人接触場面の意識と行動および教師観・学習者観に関するデータ:アンケート調査4)学習者の異文化接触体験・異文化に対する意識に関するデータ:課題作文5)教師の意識、評価の視点に関するデータ:当該クラス担当教師の授業引継会合の録音記録

2)のインタビュー調査を補完調査として実施した。上記データのうち、主として2)学習者の教室活動への参加意識と行動に関する内省データおよび5)教室活動および学習者に対する教師の意識を中心に、(A)学習者については、自己および他者の行動様式の違いに関する意識化された観点、教室内秩序についての規範意識、自己の規範意識に合わない他者の行動に対する態度、(B)教師については、自己の教室内秩序についての規範意識、学習者の行動に対する評価の観点という側面から分析を行い、報告書にまとめる作業を進めた。
インフレータブルストラクチャーの形態解析

初年度である13年度は,内包空気の分子量に着目した定式化及び数値解析プログラムの作成を中心に研究を行った。特異値分解法を用いた内包空気の体積に着目した空気膜構造のインフレート解析についてケーブル要素を用いた解析手法を開発し,その手法を膜構造へ拡張する基礎的な調査を行った。同時に各地の空気膜構造に関する資料を収集した。14,15年度はインラレータブルストラクチャーの基本的な力学性能を確認するため、直径6mの半球型エアドームを作成し、数度のインフレート実験を行い、インフレート時及びデフレート時の挙動を観察した。膜としては塩ビコーティングされたポリエステル織布を用いた。立体裁断を省略した平面膜によるモデルであったため、補強ケーブルと補強ネットを用いた。第1回目は約10cmの格子ネットを補強材として用いたが、インフレート後の挙動の観察より、格子ネットは構造上、あまり機能していないことがわかった。第2回目のインフレート時には補強ネットを省略し、代わりに周辺部分の補強ネットをブレース状に配置することとした。補強上は機能したが、半球状の形状を実現するためにはさらに細かい補強ネットが必要であることが分かった。第3回目は出入り口として風除け室を持つ約1m x 2mのボックスを用意しこれを取り付けた。正方形の膜面をいっさい切り込むことなく製作したため、出入り口の大きさが充分に取れなかった。また、1回目、2回目に比べ風の強い日であったが、膜面は大きく変形したものの、構造的なダメージは全くなかった。補強ネットは周辺のみに配置することが有効であることがわかった。第4回目6回目の実験は,手作りで折畳式の回転扉を作成し,膜面に切込みを入れて特殊マジックテープによって塩ビシートを介して接続することにより,十分な内圧を維持しながらインフレート状態を保つことに成功した。近畿大学工学部(東広島市)へ輸送し,現地で約3時間でインフレートを行うこともでき,可搬性の要求される宇宙構造物などへの応用の可能性を示すことが出来た。本研究ではインフレータブル構造(内部に空気などの気体を導入し、その圧カにより強度を得る構造)について、その形態から分類調査を行い、さらに、そのインフレーション過程に着目して、インフレータブルの可能性と、最適なインフレニション過程について数値解析を用いた考察を行うことを目的としている。インフレータブル構造のインフレーション過程の解析が通常の汎用プログヲムなどによる数値解析では困難である大きな理、由は、膜の自重と内圧がつり合った状態で大変位過程が進行することに起因する。多くの場合、膜面はその面積よりも小さいコンプレッションリングに囲まれた領域を通過するために、膜面や補強ケーブルには大きな形状変化が生じ、膜材などにダメージを与える可能性がある。それらの問題を調査するため、従来の荷重制御では不可能であった大変位過程に対し、内包気体の分子量に着目する新しい解析手法を提案し、安定な解析を行う手法を開発することとした。初年度である13年度は,内包空気の分子量に着目した定式化及び数値解析プログラムの作成を申心に研究を行った。特異値分解法を用いた内包空気の体積に着目した空気膜構造のインフレート解析についてケーブル要素を用いた解析手法を開発し,その手法を膜構造へ(ケーブル要素から膜要素へ)拡張する基嘩的な調査を行った。また,世界各地の空気膜構造に関する資料を収集しつつあり,次年度にその形態について分類,調査する予定である。14年度はインフレータブルストラクチャーの基本的な力学性能を確認するため、直径6mの半球型エアドームを作成し、3度のインフレート実験を行い、インフレート時及びデフレート時の挙動を観察した。第3回目は出入り口として風除け室を持つ約1m×2mのボックスを用意しこれを取り付けた。世界各地の空気膜構造に関する資料を収集しつつあるが,14年度は充分な調査とならなかった。15年度にその形態について分類,調査する予定である。

14,15年度はインラレータブルストラクチャーの基本的な力学性能を確認するため、直径6mの半球型エアドームを作成し、数度のインフレート実験を行い、インフレート時及びデフレート時の挙動を観察した。膜としては塩ビコーティングされたポリエステル織布を用いた。立体裁断を省略した平面膜によるモデルであったため、補強ケーブルと補強ネットを用いた。第1回目は約10cmの格子ネットを補強材として用いたが、インフレート後の挙動の観察より、格子ネットは構造上、あまり機能していないことがわかった。第2回目のインフレート時には補強ネットを省略し、代わりに周辺部分の補強ネットをブレース状に配置することとした。補強上は機能したが、半球状の形状を実現するためにはさらに細かい補強ネットが必要であることが分かった。第3回目は出入り口として風除け室を持つ約1m x 2mのボックスを用意しこれを取り付けた。正方形の膜面をいっさい切り込むことなく製作したため、出入り口の大きさが充分に取れなかった。また、1回目、2回目に比べ風の強い日であったが、膜面は大きく変形したものの、構造的なダメージは全くなかった。補強ネットは周辺のみに配置することが有効であることがわかった。第4回目6回目の実験は,手作りで折畳式の回転扉を作成し,膜面に切込みを入れて特殊マジックテープによって塩ビシートを介して接続することにより,十分な内圧を維持しながらインフレート状態を保つことに成功した。近畿大学工学部(東広島市)へ輸送し,現地で約3時間でインフレートを行うこともでき,可搬性の要求される宇宙構造物などへの応用の可能性を示すことが出来た。
細胞内情報伝達機能制御プローブを用いたPETイメージング

アルツハイマー病初期過程に対し、新しい概念の画像解析法のためのPET/SPECT薬剤の開発と発病予防薬および治療薬の開発に資する情報を得ることを研究目的とした。そこでまずβアミロイド脳内沈着モデル動物を生化学的手法で作成する技術を確立した。つぎにβアミロイド沈着に及ぼす薬剤の効果を生体内で評価する方法として、標識マンノサミンによるデノボ合成とマイクロダイアリシスを組み合わせた細胞表面糖鎖検索法(IDOS法)が有効に利用できることを示し、方法論として確立することができた。この方法を応用して候補化合物であるサブスタンスP(内在性神経ペプタイド)について検証したところ、標識サブスタンスPは画像診断薬としては適当ではないが、サブスタンスPは、細胞表面に沈着したアミロイド凝集体を溶解除去する効果を示すことが明らかとなった。これにより、まったく新しい概念によるアルツハイマー病初期過程治療薬の開発研究の方向性を示すことができた。さらにこの方法論を細胞表面のガングリオシド異常組成を正常化する効果を持つ生薬成分に応用し検討したところ、細胞表面へのアミロイド沈着を阻止できることが分かった。今後この生薬成分をリード薬剤としたアルツハイマ一病予防薬開発研究の新たな展開が期待できる。アルツハイマー病発症初期過程(βアミロイド細胞表面沈着過程)に及ぼすコレステロールの効果について、表面プラズモン共鳴測定法により検討したところ、細胞膜コレステロールの増加により、アミロイドβとガングリオシドとの相互作用が増加し、その結果としてアミロイドβの細胞膜への層状沈着が増加しアミロイドカスケードが加速されることが示唆された。アルツハイマー病初期過程に対し、まったく新しい概念の画像解析法のためのPET/SPECT薬剤の開発と発病予防薬及び治療薬の開発に資する情報を得ることを研究目的とした。そのため脳内βアミロイド沈着動物モデルを生化学的手法で作成する技術を確立するとともに、生体内での薬剤の効果判定法を構築し、候補となるF-18標識薬剤・I-123標識薬剤の動態を検証する。平成14年度は次に示した項目に重点を置いて研究を進めた。1)表面プラスモン共鳴法により、細胞表面のガングリオシドと特定の神経ペプチドとの相互作用をL1チップを用いて詳細に調べHPAチップと比較した。さらにあらかじめ作成したβアミロイド層状沈着面との相互作用を調べたところ、このペプチドの結合によってβアミロイド層状沈着が溶解することが確認された。これはアルツハイマー病初期に予防・治療薬として効果が期待できる。2)表面プラスモン共鳴法により、細胞表面のガングリオシドとタウ蛋白及びプリオン蛋白との相互作用を調べた。タウ蛋白はガングリオシドとあまり強い相互作用は観測されず、異常型プリオン蛋白はガングリオシドとは無関係に膜表面に強く層状沈着をおこした。3)H-3Mannosamineによるデノボ合成と、マイクロダイアリシス法を組み合わせた細胞表面糖鎖検索法(IDOS法)を利用してガングリオシド変性がβアミロイド細胞表面沈着の要因となることをIN VIVOで証明することができた。さらにこの方法で、βアミロイドの沈着の防止や溶解する薬剤の効果をIN VIVOで検証できることが分かった。4)I-125標識Aβ-40を脳内投与し動態を解析した。マイクロダイアリシス法およびオートラジオグラフィ法によって、標識ペプチドは比較的早期に拡散することが分かった。このことはI-123標識ペプチドをSPECT用画像診断薬として利用できる可能性を示唆している。以上の結果を踏まえて、15年度にはF-18標識候補薬剤・I-123標識候補薬剤について、IN VITROおよびIN VIVOでその効能を検証する。
密着性に優れるイオンビーム援用超硬質窒化物薄膜の作製と分子動力学評価

イオンミキシング蒸着法により成膜パラメータを変化させて様々な条件でBN薄膜を作製し,薄膜の表面・断面形態,組成,化学結合状態,結晶構造,硬度および体積抵抗率に及ぼす成膜パラメータの影響を明らかにした.成膜パラメータとして,輸送比,加速電圧,イオンビーム照射角度,基板の結晶方位および基板温度を考慮し,cBNの最適成膜条件を検討した.FT-IRによる結晶構造解析結果から,低加速電圧および高輸送比の条件においてcBNとhBNの混合相となり,また非常に高い硬度を示すことが明らかになった.次に,BN薄膜に生じる内部応力をニュートンリング法により評価した.マイケルソン型干渉計を装備する光学顕微鏡を用い、薄膜に発生したニュートンリングを撮影した.その結果,cBNとhBNの混合相が生成する条件下において内部応力が増大することが明らかになった.さらに,分子動力学法によるシミュレーションを実施し,内部応力の発生機構を検討した.第一原理分子動力学解析コードVASPを用いたBN結晶構造の電子密度計算の結果,BN結晶構造の結合状態には角度依存性があり,経験的多体ポテンシャルであるAlbeポテンシャルによりBNの結晶構造を忠実に再現できることが明らかになった.hBNをターゲットとして加速した原子を照射するシミュレーションを実施した結果,照射された原子がhBNのbasal plane間を橋渡しした状態でsp^3結合を形成する様子が確認できた。さらに,Parinello-Rahman法により定圧下での緩和計算を実施した結果,相変化に伴う系の体積増加が確認できた.以上のことから,cBNが生成する条件下において内部応力の増大は,sp^3結合を形成する際の系の体積変化に起因すると考えられる.イオンミキシング蒸着法により成膜パラメータを変化させて様々な条件でBN薄膜を作製し,薄膜の表面・断面形態,組成,化学結合状態,結晶構造,硬度および体積抵抗率に及ぼす成膜パラメータの影響を明らかにした.成膜パラメータとして,輸送比,加速電圧,イオンビーム照射角度,基板の結晶方位および基板温度を考慮し,cBNの最適成膜条件を検討した.FT-IRによる結晶構造解析結果から,低加速電圧および高輸送比の条件においてcBNとhBNの混合相となり,また非常に高い硬度を示すことが明らかになった.次に,BN薄膜に生じる内部応力をニュートンリング法により評価した.マイケルソン型干渉計を装備する光学顕微鏡を用い、薄膜に発生したニュートンリングを撮影した.その結果,cBNとhBNの混合相が生成する条件下において内部応力が増大することが明らかになった.さらに,分子動力学法によるシミュレーションを実施し,内部応力の発生機構を検討した.第一原理分子動力学解析コードVASPを用いたBN結晶構造の電子密度計算の結果,BN結晶構造の結合状態には角度依存性があり,経験的多体ポテンシャルであるAlbeポテンシャルによりBNの結晶構造を忠実に再現できることが明らかになった.hBNをターゲットとして加速した原子を照射するシミュレーションを実施した結果,照射された原子がhBNのbasal plane間を橋渡しした状態でsp^3結合を形成する様子が確認できた。さらに,Parinello-Rahman法により定圧下での緩和計算を実施した結果,相変化に伴う系の体積増加が確認できた.以上のことから,cBNが生成する条件下において内部応力の増大は,sp^3結合を形成する際の系の体積変化に起因すると考えられる.1.目的一般に,BN薄膜には六方晶BN(hBN),立方晶BN(cBN)がそれぞれ存在する.一方,hBNは軟質で潤滑剤として幅広く応用されている.cBNについてはダイヤモンドに次ぐ超硬質薄膜で熱伝導性,電気絶縁性に優れ,化学的安定性や耐熱性がダイヤモンドより優れている.ところで,電子ビーム蒸着により薄膜を堆積させながら同時にイオンビーム照射を援用するイオンミキシング蒸着法(IVD法)によるBNの作製例は少なく,特に成膜条件が薄膜の構造や特性に与える影響については明らかでない.そこで平成17年度では,BN薄膜の組成・構造や特性に及ぼす輸送比,加速電圧および基板温度の影響を中心に調べ,cBNの最適成膜条件についても検討した.2.方法BN薄膜の作製にはIVD装置(日新電機(株)製; IVD20/30 E2/80-DE型)を用い,基板は(100)単結晶Siウエハである.加速電圧Eを0.2,0.5,1.0,1.5,2.0keV, Bの蒸発原子数と基板に照射するNイオン数の比である輸送比B/Nを15として種々のBN薄膜を作製した.また,加速電圧0.2keV,輸送比4の条件では,基板温度をN.T.(温度制御しないで水冷),373K,573K,773Kと変化させて薄膜を作製した.膜厚はいずれも1μmであり,その他の成膜条件については加速電流9mA,アーク電圧80V,減速電圧1.5kV,基板回転速度0.1rev/s, N_2ガス流量4sccmである.一方, BN薄膜の表面・断面形態は電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)により観察し,組成および結合状態はX線光電子分光法(XPS),結晶構造についてはフーリエ変換赤外分光法(FT-IR)によりそれぞれ評価した.硬度測定についてはヌープ硬度計を用い,体積抵抗率は2重リングプローブ法により測定した.3.結果1)BN薄膜の表面・断面形態に及ぼす輸送比や加速電圧の影響は少なく,いずれも微細で柱状組織を示す.2)BN薄膜は加速電圧の低下とともにBリッチとなり,hBN単層からcBNとhBNが混在したものへと変化する.

3)ヌープ硬度は加速電圧に依存せず輸送比24において極大値を示し,また基板温度の上昇とともに減少する.4)輸送比の増加,加速電圧の低下とともにBN薄膜の体積抵抗率は増加する.本研究は,過酷環境下に対応し得る密着性に優れた超硬質保護コーティング膜の実用化を図るため,真空蒸着とイオン注入を融合したイオンビーム援用蒸着法により窒化ホウ素(BN)薄膜を作製し,その分子動力学評価を行うことを目的としており,具体的には次のような事柄が挙げられる.1)基板との密着性が極めて優れ,緻密で強力な薄膜形成が期待できるイオンビーム援用蒸着法によってBN薄膜を作製し,その最適成膜条件を探る.2)作製したBN薄膜の形態,組成・構造や機械的・化学的性質を調べるとともに,実用化に不可欠な薄膜の密着性向上を目指した分子動力学評価を行い,最適成膜条件との関係を明らかにする.3)上述の特性評価結果を基に,過酷環境下に対応し得る超硬質保護コーティング膜として実用化に不可欠な密着性向上の設計基準を提案する.ところで,BN薄膜には六方晶BN(hBN)と立方晶BN(cBN)が存在し,前者は軟質で化粧品や潤滑剤など幅広く応用されている.一方,後者についてはダイヤモンドに次ぐ超硬質薄膜で熱伝導性,電気絶縁性,化学的安定性や耐熱性などが優れているが,成膜が極めて困難であるのが特徴である.そこで平成18年度では,イオンビーム援用蒸着法により上述の2)の目的に焦点を当て,cBN薄膜の最適成膜条件を検討した結果,以下の事柄が明らかになった.1)BN薄膜は加速電圧の低下および輸送比B/Nの低下とともにBリッチとなり,hBN単層からhBN相とcBN相が混在したものへと変化する.2)hBN単相から(hBN+cBN)混合層へと変化するにつれて,BN薄膜の体積抵抗率は増加する.3)ヌープ硬度は加速電圧に依存せず輸送比24において極大値を示し,また基板温度が常温で低指数のSi基板ほどその値は大きくなる.4)(hBN+cBN)混合層が形成している薄膜は,hBN単相膜と比べて大きな圧縮の内部応力が生じ,その差は膜厚が大きいほど増加する傾向がうかがえる.現在,実用化に不可欠な薄膜の密着性向上を解明するため,まず蒸着モデルを構築し,運動方程式の解法にはベルレ法を用いて成膜初期段階における原子の挙動を分子動力学法により検討している.最終年度の平成19年度では,cBNの最適膜条件の検討およびBN薄膜に生じる内部応力の測定を行った.さらに,分子動力学によるシミュレーションを実施し,内部応力の発生機構を検討した.先ず,第一原理分子動力学解析コードVASPを用いたBN結晶構造の電子密度計算およびAlbeポテンシャルを用いたBN結晶構造の緩和計算を行った結果,1)BN結晶構造の結合状態には角度依存性があり,経験的多体ポテンシャルであるAlbeポテンシャルによりBNの結晶構造を忠実に再現できることが分かった.続いてhBNとrBNをターゲットとして加速したN原子を照射するシミュレーションを行った結果、以下のことが分かった.2)照射されたN原子の衝撃により,ターゲット内のsp^2結合がsp^3-bridgeやsp^3-protrusionを形成する様子が確認できた.これらを連結することでcBNの生成へ繋がるのではないかと考えられる.3)高加速電圧ではsp^3結合を形成し易いが,同時にsp^3結合を破壊する様子が確認できた.
薬物動態解析を目的とした臨床ゲノム情報システムの開発

(1)データベースグリッド技術であるOGSA-WebDBを用い臨床ゲノム情報と関連する複数のライフサイエンスデータベースから薬剤関連情報を網羅的に抽出できる臨床ゲノム情報探索システムを開発した.副作用情報はTOXINETから、遺伝子名はPharmGKBから、蛋白質情報はEntrez Proteinから抽出し、抽出遺伝子あるいは蛋白質名に対応した発現臓器をLSBMから,パスウエイ情報はKEGGから,多型情報はJSNPから得ることとした.これにより最新の抗がん剤の副作用に関連する薬物応答性遺伝子と関連臓器や代謝パスウエイ、蛋白質情報が抽出でき、薬物応答性遺伝子の発現部位と副作用発現部位との因果関係の探索・推定支援を可能とした.抗がん剤である塩酸イリノテカンとシスプラチン及びその併用療法における副作用について検証し、共通パスウエイとしてABC transporters - General, Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450,Starch and sucrose metabolism、両者に関連する遺伝子多型として56個を抽出した.(2)塩酸イリノテカンに関する薬物動態解析アルゴリズムを臨床症例データを基に作成し、UGT1A1多型である^*28,^*6のallele型のパターン(野生型、ヘテロ型、ホモ型)と身長、体重、投与量入力後、各コンパートメントのCPT-11,SN-38,SN-38Gの経時的濃度変化がグラフとして可視化できる臨床ゲノム薬物動態シミュレーションシステムを開発した.(3)臨床ゲノム情報と症例情報、薬物動態関情報の3つの情報管理仕様を提案し、UNIXサーバ上にApache2.2.0,PHP5.1.1,MySQL5.0.18プログラム言語Javaを用い臨床ゲノム情報管理システムを試作した.(1)データベースグリッド技術であるOGSA-WebDBを用い臨床ゲノム情報と関連する複数のライフサイエンスデータベースから薬剤関連情報を網羅的に抽出できる臨床ゲノム情報探索システムを開発した.副作用情報はTOXINETから、遺伝子名はPharmGKBから、蛋白質情報はEntrez Proteinから抽出し、抽出遺伝子あるいは蛋白質名に対応した発現臓器をLSBMから,パスウエイ情報はKEGGから,多型情報はJSNPから得ることとした.これにより最新の抗がん剤の副作用に関連する薬物応答性遺伝子と関連臓器や代謝パスウエイ、蛋白質情報が抽出でき、薬物応答性遺伝子の発現部位と副作用発現部位との因果関係の探索・推定支援を可能とした.抗がん剤である塩酸イリノテカンとシスプラチン及びその併用療法における副作用について検証し、共通パスウエイとしてABC transporters - General, Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450,Starch and sucrose metabolism、両者に関連する遺伝子多型として56個を抽出した.(2)塩酸イリノテカンに関する薬物動態解析アルゴリズムを臨床症例データを基に作成し、UGT1A1多型である^*28,^*6のallele型のパターン(野生型、ヘテロ型、ホモ型)と身長、体重、投与量入力後、各コンパートメントのCPT-11,SN-38,SN-38Gの経時的濃度変化がグラフとして可視化できる臨床ゲノム薬物動態シミュレーションシステムを開発した.(3)臨床ゲノム情報と症例情報、薬物動態関情報の3つの情報管理仕様を提案し、UNIXサーバ上にApache2.2.0,PHP5.1.1,MySQL5.0.18プログラム言語Javaを用い臨床ゲノム情報管理システムを試作した.本年度は、CellMLを基本にパスウェイ表現による抗癌剤の薬物動態モデル作成ツールを試作した。パスウェイ上の各ノードは変数(名前、単位、初期値)、定数(名前、単位、値)、微分方程式、代入計算式の設定を可能とし、治療関連情報として身長、体重、薬物投与量(絶対量)、薬物投与時間、コメント、病名、併用薬名、腎機能、ビリルビン値、患者のSNPs情報(番号、DNA鎖1の状態、DNA鎖2の状態)、SNPs基本情報(番号、DNA鎖1の状態、DNA鎖2の状態、活性値)情報入力GUlを作成した。また、微分方程式の基本型として、血流はFickの法則、酵素反応はMichaelis-Menten方程式、膜透過はFick+Michaelis-Menten型を使用した。反応速度定数を未定係数としてもつ微分方程式系を定義し、UGT1A1の遺伝多型より酵素UGT1A1についてUGT1A1+SN-38->SN-38Gの反応速度定数、UGT1A1の量、野生型に対する多型の場合の比(多型の場合/野生型)を定義した。血流に関する反応速度定数は、細胞数比から各臓器の血液分布を、血液分布からは各臓器間の血流と腎クリアランスを算出し、さらに塩酸イリノテカン投与患者9例におけるグルクロン酸抱合酵素(UGT1A1)の遺伝子多型と薬物動態(未変化体とその代謝物)データを初期値として、シミュレーションモデルを試作した。次に、試作したモデルを検証するため、新たに塩酸イリノテカンの投与を受ける患者群を対象として遺伝子多型と薬物動態解析用のサンプリングを行った。計2030例を目標とし、現在14例から検体を採取した。これを基にパラメータ最適化手法の開発と遺伝子多型データを用いた治療前の個々の患者の薬物動態のシミュレーションを行い、薬剤の投与量やスケジュールを最適値決定法について検討した。(1)UGT1A1の遺伝子多型情報を基にしたバーチャルフェーズ1用薬物動態モデルの研究開発:今年度までイリノテカン治療症例の遺伝子多型を105例収集し、そのうち48例血中濃度を測定した。これを基に、モデル自体の見直しを行い、血流はFickの法則、酵素反応はMichaelis-Menten方程式、膜透過はFick+Michaelis-Menten型、反応速度定数を未定係数としてもつ微分

方程式系やUGT1A1の遺伝多型より酵素UGT1A1についてUGT1A1+SN-38 -> SN-38Gの反応速度定数、UGT1A1の量、野生型に対する多型の場合の比(多型の場合/野生型)、血流に関する反応速度定数としての細胞数比から各臓器の血液分布、血液分布から各臓器間の血流と腎クリアランス、さらに未変化体とその代謝物等のパラメータを用いた生理学モデルとコンパートモデルの混合モデルに改良し、予測精度の向上を目指した。(2)バーチャルフェーズI用の臨床ゲノム情報システムの研究開発:薬物動態シミュレーションモデルのパラメータとしてノード変数(名前、単位、初期値)、定数(名前、単位、値)、治療関連情報として身長、体重、薬物投与量(絶対量)、薬物投与時間、コメント、病名、併用薬名、腎機能、ビリルビン値、患者のSNPs情報(番号、DNA鎖1の状態、DNA鎖2の状態)、SNPs基本情報(番号、DNA鎖1の状態、DNA鎖2の状態、活性値)等の情報項目名をCellMLの仕様を基に作成し、薬物動態の記述を可能とするよう拡張させた。(3)さらに、昨年開発したモデル作成アプリケーション機能をEclipse上で表示可能なplug-inを開発し、あわせてバーチャルフェーズ1用のデータベースを設計し、臨床ゲノム情報システムの中の症例データ登録システムを試作した。(1)データベースグリッド技術であるOGSA-WebDBを用い臨床ゲノム情報と関連する複数のライフサイエンスデータベースから薬剤関連情報を網羅的に抽出できる臨床ゲノム情報探索システムを開発した.副作用情報はTOXINETから、遺伝子名はPharmGKBから、蛋白質情報はEntrez Proteinから抽出し、抽出遺伝子あるいは蛋白質名に対応した発現臓器をLSBMから、パスウエイ情報はKEGGから、多型情報はJSNPから得ることとした.これにより最新の抗がん剤の副作用に関連する薬物応答性遺伝子と関連臓器や代謝パスウエイ、蛋白質情報が抽出でき、薬物応答性遺伝子の発現部位と副作用発現部位との因果関係の探索・推定支援を可能とした.抗がん剤である塩酸イリノテカンとシスプラチン及びその併用療法における副作用について検証し、共通パスウエイとしてABC transporters - General, Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450, Starch and sucrose metabolism、両者に関連する遺伝子多型として56個を抽出した.(2)塩酸イリノテカンに関する薬物動態解析アルゴリズムを臨床症例データを基に作成し、UGTIAI多型である^*28,^*6のallele型のパターン(野生型、ヘテロ型、ホモ型)と身長、体重、投与量入力後、各コンパートメントのCPT-11,SN-38,SN-38Gの経時的濃度変化がグラフとして可視化できる臨床ゲノム薬物動態シミュレーションシステムを開発した.