hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質の甘味発現機構に関する研究

良好な結晶は大型放射光施設SPring8にて解析を行った。まず構造比較のため酵母で発現させたリコンビナントソーマチンと植物由来の精製ソーマチンの結晶化を試み分解能1.1Aのデーターを得ることができた。構造の精密化はWincoot、Shelx1にて行い、R値がリコンビナントソーマチンが10.8%、植物由来ソーマチンが10.98%の最終構造を得た。両者を比較するとアミノ酸残基46番目、113番目の電子密度マップに若干の違いが見受けられたが、両者間に大きな構造の違いは見られなかった。本研究により初めてアルギニン残基の重要性を明らかにしたR82の変異体(R82A、R82Q、R82K)について結晶を作製し、SPring8にて解析を行った。R82Aは分解能1.05A、R82Qは0.95A、R82Kは0.90Aの高分解能のデーターを取得することができた。構造の精密化を行ったところ、R82の1残基変異により、甘味発現に重要な残基であるK67の主鎖の構造が0.5A1A変化していた。またこれら一連の構造変化によりR82近傍の局所的な分子表面の静電的環現が大きく変化していた。以上の結果から、R82の側鎖の正電荷の厳密な方向性が、ソーマチンの特異な甘味発現を決定付ける要因であると考えられる。
マウス光接触過敏症におけるサプレッサーT細胞のTh2としての性格

接触光過敏症(contact photosensitivity;CPS)は遅延型過敏症の一型であり、テトラクロロサリチルアニリド(TCSA)を光ハプテンとすることにより、マウスにおいて誘導可能である。このCPSは、光感作部皮膚に中波長紫外線(UVB)を前照射することにより感作成立が抑制されるが、これはCD4+の光ハプテン特異的サプレッサーT細胞(Ts)が誘導されるためである。我々は、最近の知見であるマウスCD4+細胞の性格的分類において、Tsは遅延型過敏反応を担当するThlを抑制することから、Th2としての性格を有する可能性があると考え、Ts誘導マウス脾細胞の培養上清でサイトカイン濃度を調べたところ,対称群に比し有意にIL-4濃度が高値となることを示した。そこで,Ts誘導マウス脾細胞をリコンビナントIL-4(rIL-4)の存在下でTCSA光修飾細胞で繰り返し抗原刺激を行うことにより、99%がCD4+のフェノタイプを持ちTCSA光修飾細胞に特異的に反応しrIL-4の存在下でその増殖が有意に上昇する細胞群(Tp)を得た。Tpはin vivoでは感作前のマウスに経静脈的に投与することにより感作の成立を抗原特異的に抑制し、またin vitroにおいては放射線照射Tpを感作マウスリンパ節細胞と培養することにより,その増殖を抗原特異的に抑制したことより,高濃度にTsを含む細胞群であることが確認された。またバイオアッセイをもちいてTpのサイトカイン産生パターンを調べることによりTpがTh2としての性格を有することを示した。
新規オートファジーによる脳老化タンパク質調節機構の解析

オートファジーの多寡は、老化に伴って増えていく異常タンパク質の蓄積量に影響を与え、ひいては認知症などの発症に深く関わっている。哺乳動物のオートファジー機構においては、Atg5やAtg7等の分子を必要とする広く研究されているオートファジーと、これらの分子に依存しない新規オートファジーが存在する。本研究では、脳老化タンパク質の蓄積や認知症発症に、Atg5非依存的新規オートファジーが如何に関わっているかを明らかにするとともに、新規オートファジー調節を介した神経変性疾患治療法の開発研究を行なうことを目的として研究を行い、以下の知見を得た。(1)脳老化タンパク質の蓄積や認知症発症における新規オートファジーの役割解明新規オートファジー実行分子を欠損させたNeuro2a細胞を作製し、種々の神経変性疾患関連タンパク質の分解効率を検討したところ、リン酸化タウ、リン酸化TDP-43、ポリグルタミンタンパク質の分解に不具合が生じている可能性が考えられた。また、神経特異的に新規オートファジー実行分子を欠損させたマウスを作製したところ、同様にリン酸化タウ、リン酸化TDP-43などの蓄積が観察された。即ち、新規オートファジーは、神経変性疾患関連タンパク質の分解に貢献しているものと考えられた。(2)新規オートファジー調節による認知症治療法の開発研究新規オートファジー誘導低分子化合物の中から、Neuro2a細胞において、リン酸化タウやポリグルタミンタンパク質を分解できる化合物の同定に成功した。また、これらを疾患モデルマウスに投与したところ、複数の化合物で病態の改善が観察された。即ち、目標とする神経変性疾患の治療に資する化合物の同定に成功したものと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。
セリア系固体高速イオン導電体の伝導及び界面反応特性と中低温作動燃料電池への応用

本研究では、様々な原料粉体のセリア系酸化物の焼結機構を走査電子顕微鏡、熱機械分析装置などで調べ、調製に有利な条件を探索した。平均粒径は0.070μm(試料Aとする),0.020μm(試料Bとする),0.031μm(20%-Gd添加セリア、試料C)であった。定昇温速度(5 deg/min)焼結でそれぞれ収縮を始める温度は、約900°C(for A)、800°C(for B)、750°C(for C)であった。Bはわずかな収縮がもっと定温からゆっくりと起こっている。これらの違いは、1次粒子の粒径の違いに起因するものと考えられる。試料A,Bでは1000°Cで収縮が時間と共に徐々に進行している。1200°C、1400°Cでは極めて穏やかに進む。試料Cでは、1000°Cと1200°Cの相対密度の増加速度がほとんど同じである。1400°Cでは1時間で焼結が見かけ上終了している。これらの結果から、ガドリニウム添加は焼成を速め、かつ最終的に密度をあげていることが明らかである。また、粒子径と焼成時間の関係において、高温になるほど粒子径が大きくなるのは3試料に共通しているが、セリア単味の試料の方が成長が顕著である。1400°Cにおけるかさ密度/理論密度を焼成時間に対してプロットしてみたところ、粒径の小さい順に焼結密度が高かった。またCeO_2は焼結の進行と共に粒径が大きくなった。直線昇温し、各試料の収縮特性を調べたところ、粒径が小さいCeO_2は900°Cから、大きいCeO_2は1000°C付近で収縮が始まることが明らかになった。一方、ガドリニウム添加CeO_2は850°Cより収縮が始まり、900°Cから1250°Cの間では3者で一番収縮率が大きい。こうした焼結特性の違いは、微粒子の表面エネルギーの違いに起因するものと考えられる。
腸管粘膜内IL-7レセプター腸性細胞を標的とした新しい慢性大腸炎治療法の開発

本研究は、我々が独自に見いだした粘膜局所におけるIL-7を介した免疫調節機構およびIL-7レセプター陽性活性化CD4陽性腸管粘膜内リンパ球による炎症惹起機構の考え方を導入することにより、腸管局所免疫機構の特殊性を利用した炎症性腸疾患の新しい治療法を開発しようとする試みであった。我々はIL-7が腸管上皮にても発現し、腸管粘膜内T細胞の増殖を調節する機構の存在を初めて明らかとし(J Clin Invest95:2945,1995)、さらに、ヒト炎症性腸疾患におけるIL-7産生障害による活性化CD4陽性粘膜内T細胞のアポトーシス障害を証明した(J Immunol、in press,2000)。本研究では、これらの結果を受けて、IL-7トランスジェニックマウスを作製し大腸炎の発症とその炎症へのCD4陽性粘膜内T細胞の関与を初めて明らかとした(J Exp Med 187:389,1998)(Proc Natl Acad Sci,USA,96:7451,1999)。IL-7トランスジェニックマウスを用いた実験結果は局所のIL-7およびIL-7レセプター発現異常が正常の粘膜免疫応答を破綻させ、炎症を引き起こす可能性を示唆させた。更に、我々は慢性大腸炎を自然発症するTCRαノックアウトマウスにおいて粘膜IL-7機構の異常が認められ、TCRα-/-XIL-7R-/-のダブルノックアウトにおいて慢性大腸炎の発症が抑制されるより、局所のIL-7およびIL-7R発現異常が慢性腸管粘膜炎症を引き起こすことを証明した。また、炎症から発癌の新たな経路の解明に向け、IL-7トランスジェニック/p53-/-マウスを作製中である。我々は今回の研究の成果を基に、概に、IL-7レセプター陽性の活性化粘膜内T細胞を標的細胞とし、IL-7発現調節、即ちレコンビナントIL-7の投与、抗IL-7レセプター中和抗体の投与、植物毒素サポリントキシン結合IL-7およびジフテリアトキシン結合IL-7(DAB389IL-7)の開発と投与により、IL-7トランスジェニックマウス、TCRαノックアウトマウスにおける慢性大腸炎に対する治療効果を検討し、潰瘍性大腸炎に対する新しい治療方法を計画しており、炎症性腸疾患治療、さらに慢性炎症から大腸癌発癌に対する治療に新しい道が開けると期待される。
メゾアリール環拡張ポルフィリン化学の開拓

環拡張ポルフィリン化学の展開として、昨年に引き続き、1,4-フェニレン架橋のデカフィリンやオクタフィリンの合成を行った。1,4-フェニレン架橋ジピロメタンとトリピランを反応させ、DDQで酸化すると[46]デカフィリンが7%の収率で得られた。この[46]デカフィリンは、DDQで酸化すると[44]デカフィリンへと定量的に酸化される。これら二つのデカフィリンの単結晶X線構造解析にも成功した。興味深いことに、[46]デカフィリンは部分的な環電流を示すが、[44]デカフィリンは環電流をまったく示さない。続いて、1,4-フェニレン架橋のデカフィリンとジピロメタンの反応により、1,4-フェニレン架橋やオクタフィリンを低収率ながら、得た。2種類の化合物が得られたが、メチン部が2カ所酸化されずにsp3炭素のままで残っていることが、判明した。フェニレン架橋部がキノジメタン構造を取っていることが示唆され、非常に興味深い。
高齢者の在宅福祉のための住居改善のシステム化に関する研究

1.この2年間に福祉・保健・医療・建築の関係者と連携して,実際に高齢者宅を訪問して住居改善を実施してきた。その経験を踏まえて,次の(1)(5)が住居改善のシステム化のために必要であることを明らかにした。(1)住宅改造費用に対する経済的支援を行うこと(2)総合的に住居改善相談に応じるシステムをつくること(3)福祉・医療・保健と建築が連携して地域住民の住居改善を支援する体制を整備すること,(4)住居改善と在宅生活支援サービスを有機的に結合すること(5)以上について総合的に研究し実行するために各地域に住居改善ネットワークシステ研究会をつくること2.住居改善のシステム化のために,福祉・医療・保健と建築(住居)の連携について検討し,各職種の役割,改善案をつくる場合の連携のあり方,建築関係者と作業療法士の連携などについて検討した。また,住居改善システム化するためには,他分野との連携だけでなく,同分野における異職種の連携も必要であるので,そのひとつとして建築分野における設計者と施工者の連携についてケーススタディを行い,どのように連携した場合に住居改善が成功したのか,失敗した場合はどうであったのかを検討した。3.京都市で実施されている住居改善相談に実践的に参加し,総合的に住居改善相談に応じるシステムをつくるために,何が必要であるかを明らかにした。4.京都市内および周辺都市でつくられている住居改善ネットワーク研究会に実践的に参加し,その取り組み内容を分析し,研究会のあり方を明らかにした。・在宅福祉のための住居改善支援のシステム化に向けて先駆的取り組みを行っている自治体や団体に対して,ヒアリングを行い,現状と問題点を明らかにした。・在宅福祉のための住居改善は,住宅改造,住み方の改善,福祉機器利用の三つ,および在宅福祉サービスを統合した場合の効果について調査検討した。・心身機能・精神・生活の質の向上などに関して,住居改善はどの程度の効果があるのか。また,住居改善の社会的経済的効果はどれくらいかについて調査し,大きな効果があることを確認した。・住居改善に関する経済的支援について調査し,その現状と問題点を明らかにした。・住居改善の社会的経済的効果について予備的ヒアリングを実施した。・住居改善事例についてケーススタディを行い,以下の課題について検討した。・当事者の自立の向上・介護負担の軽減,精神的効果,家族関係の変化などを含む生活の質の向上など,住居改善の効果に関する多面的検討。・住居改善の過程における福祉・保健・医療・建築の連携の状況およびその中で各分野の関係者が果たした役割の検討。・福祉・医療・保健と建築が連携した総合的住居改善支援システムの構築について調査し,その中で,各分野の専門家の果たすべき役割について検討した。・福祉先進国における住居改善のための社会的システムについて,情報を収集し,わが国が学ぶべき点を一部整理した。1.福祉・保健・医療・建築の関係者と連携して,実際に高齢者宅を訪問して住居改善を実施し(約30件),その住居改善事例についてケーススタデイを行い,次のような点を明らかにした。■福祉・医療・保健・建築の連携の状況■各分野の役割■住居改善の多面的効果(本人および家族の生活の質の向上に及ぼした効果)2.昨年度に引き続いて,京都市から委託された住居改善相談事業に相談員として参加し,総合的に住居改善相談に応じるシステムをつくるために,何が必要であることを検討した。3.昨年度に引き続いて,既存の京都市内および周辺都市でつくられている住居改善ネットワーク研究会に実践的に参加し,その取り組み内容を分析し,住居改善に対する取り組みや研究会の運営・研究内容などについて詳しく検討した。また,今年度に新たに別の地域で結成された研究会に参加し,同様の検討を行った。4.住居改善の社会的・経済的結果について検討した。5.上記の研究を踏まえ,住居改善のシステム化めざして,次のような点について検討した。

(1)住居改造費用に対する経済的支援について(2)総合的に住居改善相談に応じるシステムづくりについて(3)福祉・医療・保健と建築が連携して地域住民の住居改善を支援する体制の整備について(4)住居改善と在宅生活支援サービスの有機的結合について(5)以上の総合的研究と実行のための各地域の住居改善ネットワーク研究会づくりについて
ミトコンドリア脆弱性に関わるペルオキシソームの新規機能

ペルオキシソームはほぼ全ての細胞が持つ一重膜に包まれたオルガネラであり、過酸化水素の代謝や脂肪酸の酸化など主に細胞内の代謝経路の調節機能を持つことが知られている。ペルオキシソームの形成異常はZellweger症候群(ZS)をはじめとする多様で重篤な疾患を引き起こす。ZS患者は多臓器の機能不全を患い、出生1年以内に死亡してしまう。このことから、ペルオキシソームの生体における重要性は明らかである。しかし意外にも、ペルオキシソーム欠損細胞は株化出来てしまうほど生存・増殖能は見かけ上正常である。ではペルオキシソーム欠損がどのようなメカニズムでZSの症状を引き起こすかについてはほとんどわかっておらず、その機能には未だに謎が多い。近年、様々なオルガネラの相互作用が注目されているが、ペルオキシソームと他のオルガネラとの相互作用は未だ不明な部分が大きく残されている。例えば、ペルオキシソームとミトコンドリアは脂質代謝における協力関係や、ミトコンドリアがペルオキシソームの新規形成過程に関わっていることが示唆されているが、逆にペルオキシソームがミトコンドリアの動態や機能に影響を及ぼしているのかについてはほとんど分かっていない。私はペルオキシソームの未知の機能について検討を行い、その結果「ペルオキシソームはDrp1依存的にミトコンドリアの動態を伸長方向へと積極的に制御する。この機能が破綻することでミトコンドリアが断片化し、Cytochrome cの放出並びにアポトーシス経路の活性化が引き起こされる」というペルオキシソームの新規機能を新たに見出した。私の昨年までの結果により、「ペルオキシソームがミトコンドリアの断片化及びCytochrome C漏出を抑制して、その結果カスパーゼの活性化と細胞死への感受性を制御している」ことが示唆された。そこで、「ペルオキシソームがミトコンドリアの形態を積極的に制御し、その下流でアポトーシス経路を制御している」という仮説を検証することを目指した。ペルオキシソームによるミトコンドリア形態制御の十分性を検証するため、ペルオキシソーム増加薬剤である4-PBAを細胞に添加した。すると、Control細胞ではペルオキシソームが増加した上、ミトコンドリアが伸長することが分かった。重要なことに、ペルオキシソーム欠損細胞では4-PBAによるミトコンドリア伸長は観察されなかったため、4-PBAによる効果はペルオキシソーム依存的であることが分かった。これらの結果の詳細な画像解析を行った所、4-PBAによってControl細胞においてのみミトコンドリアの長さや体積が有意に増加することが示され、確かにペルオキシソーム増加によりミトコンドリアが伸長することが示された。さらにペルオキシソームによる形態制御のメカニズムに迫るため、ミトコンドリア分裂因子のDrp1に着目した。すると、ペルオキシソーム欠損細胞ではDrp1がミトコンドリア上で増加していることが分かった。Drp1の機能を阻害することで、ペルオキシソーム欠損によるミトコンドリア断片化は抑制されることも見出した。このことから、ペルオキシソームはDrp1の局在を制御することでミトコンドリアの形態を制御することが示唆された。以上の結果から、当初の仮説を立証した上に、そのメカニズムとしてDrp1がかかわることを示した。この内容を国際学術誌に投稿し、現在2度の改訂作業を完了した。以上より、当該年度において当初の計画以上に進展していると評価する。ミトコンドリアと小胞体の接触領域(MAM)はミトコンドリア上にDrp1をリクルートし、分裂制御に関わることが報告されている。私は電子顕微鏡での観察によりペルオキシソーム欠損細胞ではMAMが増加している可能性を示唆する結果を得ている。このことから、ペルオキシソームがMAMの形成を抑制しミトコンドリアの過剰な分裂及びCytC拡散を防いでいるという作業仮説を立てた。この仮説を検証するため、ペルオキシソーム・ミトコンドリア・小胞体の三者の位置関係を詳細に記述し、それらの位置関係や接触を操作したときそれぞれの細胞内小器官の形態や機能に対して影響があるかを調べる。本研究により私が見出した、「ペルオキシソームによるミトコンドリアならびにカスパーゼ制御」が生理的・病理的にどのような意義を持つのかは未だ不明であり、今後の重要な課題である。ミトコンドリアの適切な形態制御は神経細胞の適切な機能にとって重要であり、ミトコンドリア形態異常は様々な神経変性疾患につながる。さらにカスパーゼはアポトーシス以外にも神経発生や細胞分化等、生理的に様々な役割を果たしている。私は、ペルオキシソームがミトコンドリアの形態を制御することでカスパーゼの活性化レベルを適切な範囲に調節し、神経発生や細胞分化の際の不要なアポトーシスを防ぐ役割を担う可能性を考えている。この可能性を検証するため、ペルオキシソーム欠損マウスの神経細胞においてミトコンドリアの形態を観察するほか、カスパーゼ活性化・アポトーシスの亢進が起こっているかを調べる。また、ペルオキシソーム欠損マウスの表現型がミトコンドリアの分裂抑制・カスパーゼ3KOによって抑制されるかどうかを検証する。

このことから、ペルオキシソームの生体における重要性は明らかである。しかし意外にも、ペルオキシソーム欠損細胞は株化出来てしまうほど生存・増殖能は見かけ上正常である。ではペルオキシソーム欠損がどのようなメカニズムでZSの症状を引き起こすかについてはほとんどわかっておらず、その機能には未だに謎が多い。近年、様々なオルガネラの相互作用が注目されているが、ペルオキシソームと他のオルガネラとの相互作用は未だ不明な部分が大きく残されている。例えば、ペルオキシソームとミトコンドリアは脂質代謝における協力関係や、ミトコンドリアがペルオキシソームの新規形成過程に関わっていることが示唆されているが、逆にペルオキシソームがミトコンドリアの動態や機能に影響を及ぼしているのかについてはほとんど分かっていない。私はペルオキシソームの未知の機能について検討を行い、その結果「ペルオキシソームはDrp1依存的にミトコンドリアの動態を伸長方向へと積極的に制御する。この機能が破綻することでミトコンドリアが断片化し、Cytochrome cの放出並びにアポトーシス経路の活性化が引き起こされる」というペルオキシソームの新規機能を新たに見出した。私の昨年までの結果により、「ペルオキシソームがミトコンドリアの断片化及びCytochrome C漏出を抑制して、その結果カスパーゼの活性化と細胞死への感受性を制御している」ことが示唆された。そこで、「ペルオキシソームがミトコンドリアの形態を積極的に制御し、その下流でアポトーシス経路を制御している」という仮説を検証することを目指した。ペルオキシソームによるミトコンドリア形態制御の十分性を検証するため、ペルオキシソーム増加薬剤である4-PBAを細胞に添加した。すると、Control細胞ではペルオキシソームが増加した上、ミトコンドリアが伸長することが分かった。重要なことに、ペルオキシソーム欠損細胞では4-PBAによるミトコンドリア伸長は観察されなかったため、4-PBAによる効果はペルオキシソーム依存的であることが分かった。これらの結果の詳細な画像解析を行った所、4-PBAによってControl細胞においてのみミトコンドリアの長さや体積が有意に増加することが示され、確かにペルオキシソーム増加によりミトコンドリアが伸長することが示された。さらにペルオキシソームによる形態制御のメカニズムに迫るため、ミトコンドリア分裂因子のDrp1に着目した。すると、ペルオキシソーム欠損細胞ではDrp1がミトコンドリア上で増加していることが分かった。Drp1の機能を阻害することで、ペルオキシソーム欠損によるミトコンドリア断片化は抑制されることも見出した。このことから、ペルオキシソームはDrp1の局在を制御することでミトコンドリアの形態を制御することが示唆された。以上の結果から、当初の仮説を立証した上に、そのメカニズムとしてDrp1がかかわることを示した。この内容を国際学術誌に投稿し、現在2度の改訂作業を完了した。以上より、当該年度において当初の計画以上に進展していると評価する。ミトコンドリアと小胞体の接触領域(MAM)はミトコンドリア上にDrp1をリクルートし、分裂制御に関わることが報告されている。
慢性膵炎における膵石形成機序の解明に関する研究-慢性アルコール摂取ラット膵液におけるGP-2分泌様式の検討-

1.慢性アルコール摂取ラットにおける膵液中GP-2分泌様式の検討意識下ラットの胆膵管にカテーテルを挿入し意識下に膵液摂取を行い、膵液中のGP-2濃度を測定するモデルを作製し、4週間のアルコール摂取後のラットを用いて検討した。セクレチン刺激後の膵液量、膵酵素量は、対照群であるアルコール非摂取ラットとの間で有意な変化を認めず、アルコール摂取は膵外分泌に有意な影響を示さなかった。膵液中のGP-2濃度に関しても、アルコール摂取は膵外分泌に有意な影響を示さなかった。2.慢性アルコール摂取ラット膵液のprotein percipitate中のGP-2の検討膵液のprotein percipitate中のGP-2の存在を金コロイド標識抗GP-2抗体を用いた免疫電子顕微鏡法を用いて検討した。対照と比較して、アルコール摂取ラット膵液のprotein percipitate中のGP-2の存在様相は有意な差を認めなかった。平成10年度の研究実績の概要1.意識下ラットの外分泌刺激下における膵液中GP-2分泌様式の検討平成10年度は、意識下ラットの胆膵管にカテーテルを挿入し意識下に膵液採取を行い、膵液中のGP-2濃度を測定するモデルを作製しえた。抗GP-2抗体によるGP-2濃度は、基礎分泌における測定間変動に問題があり、ウェスタンブロット法にて検定を行っている。現時点では抗GP-2抗体の測定感度を再検討せざるを得ない状況であり、検証中である。2.慢性アルコール摂取ラットにおける膵液中GP-2分泌様式の検討4週間のアルコール摂取ラットを用いて検討した。実験モデルは(1)を用いた。なお膵液中のGP-2濃度に関しては、前記の理由から測定に関する基礎的データを検証中である1.慢性アルコール摂取ラットにおける膵液中GP-2分泌様式の検討意識下ラットの胆膵管にカテーテルを挿入し意識下に膵液摂取を行い、膵液中のGP-2濃度を測定するモデルを作製し、4週間のアルコール摂取後のラットを用いて検討した。
看護職の高度実践能力と看護サービスの質を担保する為のEBN実践教育システムの構築

病院看護師や管理者研修受講者からEBN実践教育の内容についてニーズ調査を行い、教育用電子カルテシステムを活用し、教育実践を行った。その結果、1.より臨床に則した具体症例を示し理解を容易にすること。2.電子カルテからのデータ抽出、解析事例の一貫性の保持。3.ラダーや個人のニーズを組み入れたカリキュラムを作成すること。が、カリキュラムの改善点として挙げられた。さらに、この教育システムを汎用化し、臨床現場のニーズに応えられるようEBN教育の一部を看護師自身が担うことも考慮し、安価で、特殊な教育スキルを必要としないカリキュラムを考案し、看護師のEBN実践力のボトムアップを図ることが必要と考えられた。EBN実践教育に関連した継続教育の現状調査の結果、平成24年度までは看護管理者研修セカンドレベルで文献検索や統計処理などが行われていたが、カリキュラム変更で現在はファーストレベルや全く別の研修として実施する協会等もあり、対応が様々であった。医療施設が個別に看護研究の研修を行っている場合もあるが、全国規模のものは存在しなかった。EBNの実践を構成するステップを基に、これまでに受けた教育経験やEBN教育へのニーズ調査をA県看護協会主催看護管理者研修ファーストレベルの受講生を対象に実施。調査対象者は、67人で、60%以上が40歳以上であった。また、65%以上が専門学校の卒業で、短期大学、大学等の卒業は約34%だった。EBNに関しては6割以上が聞いた事があるとしたが、内容を説明できると答えた者は16.4%にとどまった。さらに看護実践の根拠をどこに求めるかは、同僚看護師や医師が多く頻度は週に13回、論文や書籍は月に1回から数ヶ月に1回とした者が多かった。医学中央雑誌を使用した文献検索の経験者は8割以上だったが、統計手法に関しては、内容を知っているとした者が全項目で低く、最も高いものでもt検定の18%だった。また、統計手法の教育ニーズは全項目6割以上で、特にエクセルを使用した統計解析では88%の者が必要としていた。これらのことから、文献検索や文章の構築経験は有していても研究、統計手法については経験が浅く、自らがEBNを創出するレベルには到底達していないことがわかった。教育用電子カルテシステム用のデータベースの構築は、糖尿病入院患者に主眼を置いて、看護データの抽出、処理を含む臨床行為の評価ができるような50人規模のデモデータを作成中である。シナリオとしては、教育入院などの前後におけるデータの変化をどのようにとらえるか、またどのような統計手法を適用するのか含めて考案中である。26年度は、25年度管理者研修受講生からの調査のみでは偏りが生じると考え、300床規模の病院の臨床看護師からもデータを得た。その結果、回収数は、241票で回収率71.9%だった。EBNという言葉を知らないものが64.3%、看護実践の情報収集源として、ネット使用が85.1%、同僚看護師83.8%、雑誌や論文は63.1%にとどまった。また、文献検索エンジンは、医中誌の使用経験のある者は72名30%ほどで、学ぶ必要性について肯定的な意見が61%だった。統計用語では、基本統計量、t検定、χ2乗検定、相関分析等について、知っているとした者は、20%台にとどまり、学ぶ必要があると感じている者は、50%以上を占めた。昨年の調査結果と比較して、文献検索の経験者が少なかった。施設によってEBN教育への取り組みも異なるが、入職初期からEBN教育の一環として文献検索等の研修の取り入れも重要であると考えられた。また、統計ソフトは高価な物も多く、EBN環境が整備されていない施設も想定し、演習にはエクセル搭載の統計機能を使いこなすことが優先されると考えられた。さらに、これらのニーズを踏まえ、1.EBNとは講義30分、2.電子カルテとは講義30分、3.統計の基本演習・講義120分(基本統計量、t検定、χ2乗検定、相関分析等)、4.データの抽出と処理演習60分、合計240分の内容で、スーパーバイザーグループに模擬講義を実施し評価を行った。その結果、全体的な講義、演習のながれについては、肯定的な意見が多かったが、コンテンツについては看護師が親しみやすい具体例を準備することが求められた。さらに、講義より演習を重視し、短時間で実践的な分析技術が身つけられる事、電子カルテ演習と統計データ分析、看護研究、EBNの実践についての関りが理解しにくく、一貫した視点によるコンテンツの改善が必要であることがわかった。平成27年度は、全年度からの看護師のEBN教育に対するニーズ調査の分析、計3回行われた指導者候補となる看護師14名へのEBN教育と分析、それに基づいたカリキュラムの評価を行った。まず、平成25年に行った管理者研修生67名と300床規模の病院勤務看護師241名とのニーズを比較した。EBNという言葉を知らないと回答したのは、研修生22.4%、病院勤務看護師64.3%であり、統計的に有意な差を認めた。医療系の論文検索サイト、医学中央雑誌について、研修生では98.5%が、病院勤務看護師では47.3%認知していた。その学習必要性については、研修生74.6%、病院勤務看護師61.0%であった。

認知の高かった統計手法は、研修生では、相関係数、クロス集計、因子分析、病院勤務看護師では、相関係数、基本統計量、t検定であった。統計ソフトの使用方法の学習必要性については、研修生55.5%以上、病院勤務看護師30.4%以上であった。指導者候補看護師への教育用電子カルテを使用したEBN教育に関しては、視覚的アナログ尺度で評価した結果、電子カルテの特徴を知る事や電子カルテの操作性を知る事、電子カルテの看護システムによって得られる効果、情報の二次利用における得られる効果と具体的イメージについて、演習の効果が認められた。さらに改善点として、より臨床に則した具体例を示し理解を容易にすること、電子カルテからのデータ抽出、解析までの事例に一貫性を持たせること、ラダーや看護師個人のニーズを組み入れたカリキュラムを作成することなどが示された。これらの結果を総合的に考慮して、EBN教育試案(390分)としては、1EBNとは・講義30分、2看護研究とは・講義60分、3文献検索・演習90分、4統計の基本・講義、演習120分、5電子カルテとは・講義、演習30分、6データの抽出と処理・演習60分を考案した。病院看護師や管理者研修受講者からEBN実践教育の内容についてニーズ調査を行い、教育用電子カルテシステムを活用し、教育実践を行った。その結果、1.より臨床に則した具体症例を示し理解を容易にすること。2.電子カルテからのデータ抽出、解析事例の一貫性の保持。3.ラダーや個人のニーズを組み入れたカリキュラムを作成すること。が、カリキュラムの改善点として挙げられた。さらに、この教育システムを汎用化し、臨床現場のニーズに応えられるようEBN教育の一部を看護師自身が担うことも考慮し、安価で、特殊な教育スキルを必要としないカリキュラムを考案し、看護師のEBN実践力のボトムアップを図ることが必要と考えられた。今年度は、大きく以下の3つの目標を持って研究に臨んだ。1.臨床現場の看護師にEBN教育についてニーズを調査する。実施内容:300床規模の病院の看護師335人に対し、ニーズ調査を実施した。2.教育用電子カルテに入力するデモ患者データを用意する。実施内容:糖尿病患者を対象として、教育入院という設定でシナリオとデモデータを50名分作成した。さらに、実際に教育用電子カルテへの組み込み実験を開始し、模擬講義で使用し、データベースについて検証した。3.模擬講義を実施する。実施内容:8名のスーパーバイザーグループに240分の模擬講義を実施し、評価を行った。現在この結果を基に最終的なEBN教育カリキュラムを考案中である。以上のことから、当初予定した3つの目標は大旨達成しており、27年度の作業に予定どおり継続できるものと評価した。看護情報学平成27年度では前年度のニーズ調査の結果や模擬講義の評価を踏まえ、EBN教育を実践し、研修生の評価や意見を基に最終的なEBN教育カリキュラム試案を作成する。具体的には、1.模擬講義の評価の詳細分析を行い、それと同時に受講者に沿った、柔軟な教育内容と時間構成、教材(パワーポイント)について検討し、改良を加える。2.必要な模擬患者情報などのデータベースの構築を継続する。データベース構築後は実際に教育用電子カルテシステムに登録し(一部はすでに模擬講義時に教育用電子カルテに登録し、試用済み)、登録されたデータを基に二次利用として考案したシナリオが再現可能か、研修生の意見や評価をとおして検証を行う。
二部グラフ的性質を考慮した複雑ネットワーク成長モデル

現実世界の様々な現象はノードとノード間を結ぶリンクで構成されるネットワークとして捉えることができる.ネットワーク中のリンクが密に存在するノード集合をコミュニティと呼び,コミュニティが成長過程に影響を及ぼしている.ネットワークの中には,二部グラフで表現できるものが多数存在し,二部グラフでもコミュニティがネットワーク成長に影響を及ぼす.しかし,二部グラフのコミュニティは,一部グラフとは異なり,各コミュニティが多数のコミュニティと関係を持つと考えられる.従って,影響の仕方が一部グラフとは異なるはずである.これまでのネットワークコミュニティ抽出手法では,二部グラフのコミュニティにおける多対多の関係を適切に捉えているとは言えない.そこで報告者は,これまでコミュニティ解析によく用いられてきた指標を多対多の関係を持つコミュニティを評価するように拡張した.この提案指標で多対多のコミュニティ構造を持つ二部グラフに対して適切なコミュニティ構造を評価すると,ランダムに生成したコミュニティ構造よりも高い値を示すことを確認した.また,指標の値を高くするようなコミュニティ構造を得る高速な手法を開発した.前年度に開発したコミュニティ分割手法を用いて二部グラフをコミュニティ分割し,対応度行列を観察することによって,現実のコミュニティはほぼ一対一のコミュニティ対応関係を持つことが分かった.しかし,現在の指標では,コミュニティ間リンク密度に対してコミュニティ数が多い場合,誤った分割が得られることが分かった.そのため,指標を改良する必要が出てきている。また,有向グラフを二部グラフ化することにより,同手法を有向グラフ対応させることに成功した.その結果,有向グラフの流れ構造を明らかにできた.今年度の成果によって,二部グラフ,及び有向グラフのコミュニティの性質が明らかになったと言える.現実世界の様々な現象はノードとノード間を結ぶリンクで構成されるネットワークとして捉えることができる.ネットワーク中のリンクが密に存在するノード集合をコミュニティと呼び,ネットワークにおいてコミュニティが成長過程に影響を及ぼしている.また,ネットワークの中には,二部グラフで表現できるものが多数存在する.二部グラフでもコミュニティがネットワーク成長に影響を及ぼす事実は変わらない.しかし,二部グラフのコミュニティは,一部グラフとは異なり,一つのコミュニティが多数のコミュニティと関係を持つと考えられる.従って,ネットワークへの影響の仕方も一部グラフとは異なるはずである.これまでのネットワークコミュニティ抽出手法では,二部グラフのコミュニティにおける多対多の関係を適切に捉えているとは言えない.そこで報告者は,これまでコミュニティ解析によく用いられてきた指標を多対多の関係を持っコミュニティを評価するように拡張した.この提案指標で多対多のコミュニティ構造を持つ二部グラフに対して適切なコミュニティ構造を評価すると,ランダムに生成したコミュニティ構造よりも高い値を示すことを確認した.また,指標の値を高くするようなコミュニティ構造を得る高速な手法を開発した.この手法は,従来手法よりも精度も高く,また,10万超ノード規模の二部グラフ(Webで提供されてるデータセット)を数分でコミュニティ抽出できる高速性が示された.今年度の成果によって,二部グラフ成長過程におけるコミュニティの理解が進むと考えられる.現実世界の様々な現象はノードとノード間を結ぶリンクで構成されるネットワークとして捉えることができる.ネットワーク中のリンクが密に存在するノード集合をコミュニティと呼び,ネットワークにおいてコミュニティが成長過程に影響を及ぼしている.また,ネットワークの中には,二部グラフで表現できるものが多数存在する.二部グラフでもコミュニティがネットワーク成長に影響を及ぼす事実は変わらない.しかし,二部グラフのコミュニティは,一部グラフとは異なり,一つのコミュニティが多数のコミュニティと関係を持つと考えられる.従って,ネットワークへの影響の仕方も一部グラフとは異なるはずである.これまでのネットワークコミュニティ抽出手法では,二部グラフのコミュニティにおける多対多の関係を適切に捉えているとは言えない.そこで報告者は,これまでコミュニティ解析によく用いられてきた指標を多対多の関係を持つコミュニティを評価するように拡張した.この提案指標で多対多のコミュニティ構造を持つ二部グラフに対して適切なコミュニティ構造を評価すると,ランダムに生成したコミュニティ構造よりも高い値を示すことを確認した.また,指標の値を高くするようなコミュニティ構造を得る高速な手法を開発した.前年度に開発したコミュニティ分割手法を用いて二部グラフをコミュニティ分割し,対応度行列を観察することによって,現実のコミュニティはほぼ一対一のコミュニティ対応関係を持つことが分かった.しかし,現在の指標では,コミュニティ間リンク密度に対してコミュニティ数が多い場合,誤った分割が得られることが分かった.そのため,指標を改良する必要が出てきている.今年度の成果によって,二部グラフコミュニティの性質が明らかになったと言える.現実世界の様々な現象はノードとノード間を結ぶリンクで構成されるネットワークとして捉えることができる.ネットワーク中のリンクが密に存在するノード集合をコミュニティと呼び,コミュニティが成長過程に影響を及ぼしている.ネットワークの中には,二部グラフで表現できるものが多数存在し,二部グラフでもコミュニティがネットワーク成長に影響を及ぼす.しかし,二部グラフのコミュニティは,一部グラフとは異なり,各コミュニティが多数のコミュニティと関係を持つと考えられる.従って,影響の仕方が一部グラフとは異なるはずである.これまでのネットワークコミュニティ抽出手法では,二部グラフのコミュニティにおける多対多の関係を適切に捉えているとは言えない.そこで報告者は,これまでコミュニティ解析によく用いられてきた指標を多対多の関係を持つコミュニティを評価するように拡張した.この提案指標で多対多のコミュニティ構造を持つ二部グラフに対して適切なコミュニティ構造を評価すると,ランダムに生成したコミュニティ構造よりも高い値を示すことを確認した.また,指標の値を高くするようなコミュニティ構造を得る高速な手法を開発した.前年度に開発したコミュニティ分割手法を用いて二部グラフをコミュニティ分割し,対応度行列を観察することによって,現実のコミュニティはほぼ一対一のコミュニティ対応関係を持つことが分かった.

しかし,現在の指標では,コミュニティ間リンク密度に対してコミュニティ数が多い場合,誤った分割が得られることが分かった.そのため,指標を改良する必要が出てきている。また,有向グラフを二部グラフ化することにより,同手法を有向グラフ対応させることに成功した.その結果,有向グラフの流れ構造を明らかにできた.今年度の成果によって,二部グラフ,及び有向グラフのコミュニティの性質が明らかになったと言える.
脳虚血に対する組織保護的遺伝子導入法と効果に関する検討

[研究目的]ラット中大脳動脈閉塞モデルにおいて、ラットの腹腔より採取した外因性マクロファージにVEGF遺伝子を導入後、経静脈的に全身投与することで、脳虚血巣に対して組織保護的に働くか否かを明らかにすることを目的とした。遺伝子導入実験の前段階として、遺伝子を導入していない外因性腹腔マクロファージが、脳虚血後どの時期に脳梗塞部に進入し、どのような影響をもたらすかを明らかする必要があった。[研究実施計画]6-9週のオスFisher344ラットに4%チオグリコレート溶液5mlを腹腔内注射し、4日後に腹水中のマクロファージを抽出した。抽出マクロファージは5×10^5個/0.5mlの濃度に調節し、細胞をPKH67(細胞膜を染める色素)で標識した。9週齢・オスFisher344ラットに中大脳動脈永久閉塞を作成した。マクロファージの投与は(1)脳虚血直後、(2)脳虚血後7日に行った。コントロールとして、マクロファージの代わりに生理食塩水0.5mlを(3)脳梗塞直後と(4)脳梗塞7日に投与した。各群のラットは投与後5日に断頭し、脳組織をH&EおよびED-1(抗マクロファージ抗体)染色で観察し、confocal laser scanning microscopyを用いてPKH67陽性細胞を評価した。[結果]特に虚血の強い領域の脳梗塞部において、びまん性に拡がるED-1陽性細胞の集積が確認された。また、confocal laser microscopyにより、同部位にPKH67陽性細胞の集積が観察された。外因性マクロファージ投与を行ったラットの死亡率は、コントロールを比較して明らかな増加は見られなかった。[考察]外因性に投与された腹腔マクロファージが、脳梗塞部に集積されることが示された。外因性遺伝子導入マクロファージでも同様の結果が得られることが期待された。
多発性嚢胞腎発症機序の解明；モデルマウスを用いたＴＲＰＰ２の局在異常からの解析

常染色体優性多発性嚢胞腎(ADPKD)は、両側腎に多数の嚢胞形成を認める遺伝性疾患である。我々は、ADPKD患者より見出したpolycystin-2の局在異常を認める遺伝子変異であるTRPP2 697fsXを組み込んだトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。このマウスは、4週齢より蛋白尿、腎機能障害を認め、少なくとも6月齢で嚢胞形成を認めた。これらの結果より、TRPP2 697fsX TgマウスはADPKDのマウスモデルであると考えられた。今後、このモデルマウスを用いて、嚢胞形成の機序についてさらに解析を行う予定である。我々は、多発性嚢胞腎(ADPKD)の原因遺伝子のひとつであるPKD2遺伝子の変異(697fsX)を有する一家系を見出した。この変異によりpolycystin-2(TRPP2)はC末端を欠損し、局在が小胞体膜上(ER)から細胞膜上(PM)へ変化することで、TRPC3およびTRPC7と相互作用し新たなチャネル活性を獲得することを報告した。本研究では、この局在異常型TRPP2のモデルマウスを樹立することにより、1他のTRPチャネルとの相互作用の観点から嚢胞形成の発症機序を解明すること、2TRPC3阻害薬であるピラゾール化合物の嚢胞形成抑制作用について確認し新規治療薬のターゲットとなり得るかを検討することを本研究の目的とした。本年度は、昨年度に引き続き、TRPP2 697fsXまたは野生型のTRPP2を有するトランスジェニックマウスの作製を行った。昨年度末の時点で、TRPP2野生型およびTRPP2 697fsX(変異型)トランスジェニックマウスのファウンダーマウスが得られたが、本年度はこれらのマウスより、実験に使用するF1マウスを作成した。組織学的検討を行ったところ、TRPP2 697fsXにおいては、尿細管拡張、血管拡張などの所見が得られた。また、免疫組織学的検討を行い、発現の確認を行った。本年度の研究成果により、新規多発性嚢胞腎モデルマウスとしての基礎が完成した。今後は、免疫学的、電気生理学的手法を用い、嚢胞形成の発症機序について詳細に検討していく。我々は、常染色体優性多発性嚢胞腎(ADPKD)患者より、PKD2遺伝子変異(697fsx)を有する1家系を見出した。この変異により、polycystin-2 (TRPP2)はC末端を欠損し、局在が小胞体膜上から細胞膜上へと変化する。この遺伝子変異により、697fsxは細胞膜上で、TRPP3およびTRPP7と新たなチャネルを形成することを報告した。本研究では、この局在異常型TRPP2のモデルマウスを樹立することにより、1嚢胞形成の機序の解明、2TRPC3阻害薬であるピラゾール化合物の嚢胞形成抑制作用について確認し新規治療薬のターゲットとなり得るかを検討することを本研究の目的とした。24年度に、TRPP2 697fsxまたは野生型のTRPP2を有するトランスジェニックマウスを作成し、12月齢以上経過したマウスを用いて組織学的検討を行った。予備的検討において、TRPP2 697fsxにおいて、尿細管拡張、血管拡張所見を認めた。25年度は、組織学的検討をさらに詳細に進めた。6月-12月齢のTRPP2 697fsxトランスジェニックマウスにおいて、嚢胞形成が確認された。また、拡張した尿細管と血管を区別するため、尿細管マーカー(ウロモジュリン)および血管内皮マーカー(CD31)を用いて免疫染色し、それぞれの局在を確認した。一方で野生型のTRPP2を有するトランスジェニックマウスにおいても少なくとも12月齢において嚢胞形成が確認された。先行研究においてもpolycystin-2のトランスジェニックマウスにおいて嚢胞形成が確認されており、矛盾しない結果と考えられた。本研究では、この局在異常型TRPP2のモデルマウスを樹立することにより、(1)他のTRPチャネルとの相互作用の観点から嚢胞形成の発症機序を解明すること、(2)TRPC3阻害薬であるピラゾール化合物の嚢胞形成抑制作用について確認し新規治療薬のターゲットとなり得るかを検討することを本研究の目的とした。

本年度は、TRPP2 697fsXまたは野生型のTRPP2を有するトランスジェニックマウスの作製を行った。京都大学との共同研究により、発現用のプラスミドであるpCAGGS-myc-hPKD2(697fsX)、pCAGGS-myc-hPKD2を作製した。次に受託先のTransgenic.incにおいてDNA断片を作製し、C57BL/6Jマウスの受精卵にマイクロインジェクションを行った。今年度末の時点で、TRPP2 697fsXのトランスジェニックマウスにおいてオス2匹、メス3匹の、TRPP2野生型のトランスジェニックマウスにおいて、オス2匹のファウンダーマウスが得られた。TRPP2 697fsXおよび野生型TRPP2いずれにおいてもファウンダーマウスが得られた。目標であった年度内でのF1マウスの作製には至らなかったが、その前段階まで達成することができた。今後、局在異常を有するTRPP2 697fsXトランスジェニックマウスを解析することで、嚢胞形成の発症機序を解明することが期待される。我々は、常染色体優性多発性嚢胞腎(ADPKD)患者より、PKD2遺伝子変異(697fsx)を有する1家系を見出した。この遺伝子変異によりTRPP2 697fsxは細胞膜上で、TRPC3およびTRPC7と新たなチャネルを形成することを報告した。本研究では、この局在異常型TRPP2のモデルマウスを樹立することにより、嚢胞形成の機序の解明を行うことを主目的とした。24年度より、TRPP2 697fsxおよび野生型TRPP2を組み入れたトランスジェニック(Tg)マウスを作成した。25-26年度より、組織学的検討を開始した。6-12月齢のTRPP2 697fsxTgマウスにおいて、尿細管および血管の拡張所見を認めた。拡張した尿細管および血管については、それぞれ尿細管マーカー(ウロモジュリン)、血管内皮マーカー(CD31)に対する抗体を用いて確認した。また、野生型のTRPP2を組み入れたTgマウスにおいても12月齢において嚢胞形成が確認された。26年度は、4週齢から40週齢のTRPP2697fsxの腎機能についてELISA法を用いて評価した。その結果、TRPP2 697fsx Tgマウスは、4週齢の時点から血清Cr 3.7±0.3 mg/dLと腎機能障害を認めた。20週齢の時点では、Cr 3.6±0.6 mg/dLとほぼ横ばいであったが、40週では有意差はつかないもののCr 4.1±0.6 mg/dLと上昇傾向を認めた。また、4週齢より蛋白尿を認めた。これらの結果より、TRPP2 697fsxTgマウスは、嚢胞形成を認め、少なくとも4週齢より腎機能障害を呈することが明らかになった。こららの結果より、PKD2遺伝子変異(TRPP2 687fsx)によって、嚢胞形成を起こすことがマウスモデルを作成することで確認された。腎臓内科本年度は、TRPP2野生型および変異型トランスジェニックマウスの完成および組織学的検討を行った。トランスジェニックマウスの作成が当初の予定より遅れたたが、マウスの完成により今後の実験計画がスムーズに遂行できると考えられ、大きな遅れとは考えていないため、達成度をやや遅れているとした。TRPP2野生型および変異型トランスジェニックマウスの完成が遅れたことに加え、嚢胞形成が当初の予測より遅いことが判明し、半年以上の長期間の観察が必要であった。
2次元検出器による共焦点電子顕微鏡法の実現

電子顕微鏡では、試料の深さ方向の情報は平均化されており、得ることが難しい。共焦点電子顕微鏡法はこれらの情報を簡便に高分解能で得ることができる方法として期待されているが、現状の方法では装置に大きな改造を施す必要があり、発展と普及に大きな障害となっている。本研究では、顕微鏡に通常備えられている2次元CCDカメラを利用することで共焦点電子顕微鏡法を実現するとともに、理論計算による解釈と併せて高分解能化を目指し研究を行った。共焦点電子顕微鏡法は、光学顕微鏡で行われている共焦点顕微鏡の電子線版であり、試料の上に配置されたレンズ系によって電子線を収束させ、試料で散乱された電子を下のレンズ系によって検出器に再び収束し検出する手法である。この手法は、収差補正技術の発展によって上下のレンズ両方に収差補正装置を取り付けた装置が現実的になるにつれて、試料の深さ方向の情報を用意に、高分解能に取得する可能性がある装置として期待され研究が行われ始めている。しかしながら、共焦点電子顕微鏡の高分解能化には依然、大きく二つの問題がある。一つ目は、電子線では多重散乱の影響によりコントラストの反転などの複雑な振る舞いが予想される事。二つ目は試料より上のレンズ系で収束された電子のスキャン-デスキャン時のビームの同期、平高度等の調整の難しさである。本研究では、これらの状況を踏まえ、シミュレーションによる像特性を明らかにすることと、検出器位置に電子線を振り戻すのではなく、2次元のCCD検出器を用いた共焦点電子顕微鏡の実現を目的とする。これらにより、通常の電子顕微鏡を用いて共焦点光学系を実現することが可能となり、ひろく一般的に使われる可能性が広がる他、高分解能化にむけて大きな障害と考えられる、スキャン・デスキャンの角度を含めた同期・調整が不要となるためより容易に高分解能を達成することが可能となり、本手法の大きな発展が期待される。本年度は本補助金によって購入した2次元スキャン同期データ取得装置によって、ビーム位置に対応した2次元CCDを取り込むことで4次元データを取得し、それぞれの2次元画像データに後処理によって強度最大の点を取ることで、ピンホール絞りによる共焦点電子顕微鏡像に対応した像を得ることに成功した。しかしながら像質は極めて悪く、有意な情報を引き出せる像とはならなかった。今後これらの原因の解明と、像質の向上を図っていく。今年度までに、CCD検出器の2次元画像データを電子線のスキャン位置に合わせて取得するインターフェースソフトの構築と4次元データの取得、4次元データからマスク処理を自動で行うソフトウエアの開発までが完了し、2次元検出器を用いたSCEMデータの取得が可能となった。またソフトウエアに関しては、Mulitslice法をベースとした多波動力学計算によるソフトウエアの他に、像特性の議論に有益なPoint Spread Functionによるアプローチを行い、その有効性と限界を明らかにした。この手法は、試料の深さ方向の情報を容易かつ高分解能に取得する可能性がある手法として期待され研究が行われている。本研究では、これらの状況を踏まえ、共焦点顕微鏡法の像特性を明らかにすることと、検出器位置に電子線を振り戻すのではなく、2次元のCCD検出器を用いた共焦点電子顕微鏡の実現を目的とし研究を行ってきた。

これまでにCCD検出器の2次元画像データを電子線のスキャン位置に合わせて取得するインターフェースソフトの構築と4次元データの取得、4次元データからマスク処理を自動で行うソフトウエアの開発までが完了し、2次元検出器を用いたデータの取得が可能となった。また結像特性に関しては、Mulitslice法をベースとした多波動力学計算によるソフトウエアの他に、像特性の議論に有益なPoint Spread Functionによるアプローチを行い、その有効性と限界を明らかにしてきた。本年度は本手法の有効性を明らかにするために、試料のz軸移動と、レンズを同期して制御する二つの方法でのデータの取得を行い、得られるz分解能を議論した。