hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新型合わせ鏡式サブ100nm解像の軟X線実用顕微対物鏡の開発

波長2-20nmの光を用いる軟X線顕微鏡では、空間分解能数10nmで生きたままの生体試料の元素分布像観察が期待される。本研究では、独自に見出した非球面光学系で期待される高い実用性を軟X線領域で実証するため、波長13nmの軟X線で動作し、サブ100nmの空間分解能を持つ新型対物鏡を試作し、結像特性を検証した。初めにMo/Si多層膜を2種の非球面基板上に成膜し、ミラーホルダに組み込み対物鏡を構成した。フィゾー干渉計により光軸調整を行った結果、対物鏡で生ずる波面収差は10.6nm rmsを得た。研究代表者は、波長2-20nmの軟X線領域で使用する2面反射結像系において従来のシュワルツシルト光学系で必要である100nmのアライメント精度を最大で約20倍緩和できる、合わせ鏡式対物鏡の設計解を独自に見出した。本研究では、新型非球面光学系の高い実用性を明らかにするため、波長13nmの軟X線領域用の合わせ鏡式対物鏡を試作し、結像特性を検証することを目的とする。目的の達成のため今年度は、現有の非球面基板へのMo/Si多層膜の製膜および、合わせ鏡構成用ミラーホルダの作製を行った。非球面ミラーの光線入射角は光軸近傍と比べ外周部で大きくなる。ミラー全面でブラッグ条件を満たすには、Mo/Si多層膜を外周部が厚い所定の周期長分布で成膜する必要がある。このため、多層膜の成膜には現有の膜厚分布制御用移動シャッター付きイオンビームスパッタ装置を用いた。必要となる周期長分布(面内制御精度±0.5%)を得るため、成膜、周期長分布評価および分布制御条件の手直しを行い、多層膜の製膜パラメータの最適化を行った。その結果、合わせ鏡対物鏡を構成する2つの凹面鏡(R=81.4, 50.0mm)において多層膜の周期長制御誤差を±0.1%以下とすることができた。新型対物鏡用の実現には、μmオーダーの位置精度で非球面鏡の光軸調整が可能なミラーホルダが必要となる。このため、必要となる調整精度と高真空環境下での使用を両立した専用の精密ミラーホルダを開発した。ホルダは、副鏡の並進(送り1μm)およびチルト(送り1')の粗調整ステージおよび、主鏡チルトの精密駆動フレクチャーステージ(送り5")で構成した。また、金属鏡筒とガラス基板間に板バネによる緩衝部を挿入することで、従来と比べ、ミラー保持時の面変形を大幅に低減(変形量<1nm)することが可能となった。我々は、顕微鏡の心臓部となる反射対物光学系に非球面を導入し、従来系と比べ偏心感度を1/20に低減できる、実用光学解を発見した。本研究では新規非球面光学系で期待される高い実用性を軟X線領域で実証するため、波長13nmの軟X線で動作し、サブ100nmの空間分解能を持つ"合わせ鏡"非球面対物鏡を試作し、その結像特性を検証することを目的とした。平成21年度は、これまでに作製した、非球面多層膜ミラーおよびミラーホルダを組み合わせ、新型軟X線対物鏡を試作し、その結像特性を検証した。具体的には、20年度に作製したMo/Si多層膜ミラー(波長13nm用)を新規開発したミラーマウントに接着し、その後にミラーホルダに組み込み、合わせ鏡式対物鏡を構成した。機械精度を用い副鏡位置の粗調整を行った後、ミラーホルダを現有のレーザーフィゾー干渉計(Zygo Mark2:計測精度<1nm RMS)に組み込み主鏡位置の調整を行った。得られた干渉縞を現有の解析ソフト(Diffraction International, Durango)で解析し、導出した対物鏡の透過波面収差から主鏡のチルト誤差を予測してミラーステージにフィードバックすることで波面収差を極小化する調整シーケンスを確立した。光軸調整後の対物鏡で生ずる波面収差は10nm RMS程度であった。また、波面収差をZernike多項式により直交展開し成分分解した結果、その主成分は非球面ミラーの形状誤差に起因する非点収差であることが分かった。
ナラティブ・ラーニングを応用した高度教職能力の開発に関する臨床教育学的研究

フィンランドやリトアニアとの国際的な共同研究を継続的に展開し,日本における実践参画型のフィールドワークを継続し,ナラティブ・ラーニング(NLG)の基礎理論を構築した.最終的には,多くの現職教師教育の現場(教職大学院等)でも応用可能なNLGに関する典型モデルを臨床教育学の観点から構想し,大学院における高度専門職業人養成の臨床的なプログラムを開発し,北海道教育大学大学院学校臨床心理専攻における臨床生徒指導特論・演習のカリキュラム改善に活用することができた。また、その成果を学術論文や国際学会の発表等で広く社会に還元することができた.本年度は,本研究課題に関する内外の基礎データを整理し,理論的な基礎づけの準備を行った.具体的には,フィンランドのオウル大学でPentti Hakkarainen博士らの研究グループと共同研究で蓄積してきたナラティブ・ラーニング(NLG)に関する参与観察の記録及び,教師教育の当事者(子ども・学生・大学教員)へのインタビューデータ等を整理し, NLG研究の第1次的な基礎データの編纂と整理を行った.この作業と並行して,フィンランドにおけるNLGに関する文献の翻訳も進めた.その上で,ナラティブ・ラーニング(NLG)の教師教育カリキュラムにおける意義と可能性に関する第1次理論仮説(生成的問い)を構築することができた.NLGに関する国際的な共同研究の環境を整備するために,具体的には,フィンランドのオウル大学教育学部及び大学院修士課程・博士課程との国際的な共同研究体制の基盤を構築する準備を進めた.また,国内でも,NLGの理論構築を志向した臨床教育学的な授業研究フィールドワークを,広島市立の公立学校の協力を得ながら、実施することができた.本年度は,昨年度に蒐集した内外の基礎データに基づいて理論的な基礎づけを行った.具体的には,フィンランドのオウルにおいてPentti Hakkarainen博士やMilda Bredikyte博士らとの共同研究で蓄積してきた参与観察のデータを整理し,フィンランドにおけるナラティブ・ラーニング(以下,NLGと略す)に関する諸文献の翻訳も進めた.その上で, NLGの教師教育カリキュラムにおける意義と可能性に関する第2次理論仮説を構築することができた.それと並行してNLGに関する国際的な共同研究の環境も整備した.具体的には,昨年度に構築したフィンランドのオウル大学教育学部及び大学院修士課程・博士課程との共同研究体制を整備し,現職教師教育カリキュラムにおけるNLGの教育的意義を考察する国際的な研究環境を整えた.また,リトアニアで展開されているNLGの実践研究に関するデータを共有する準備も整えた.国内では,NLGを志向した臨床教育学的な授業研究フィールドワークを,広島市立の公立学校の協力を得ながら4回実施することができた.これらの成果は,2015年9月20日に信州大学で開催された日本教師教育学会第25回研究大会課題研究において「リサーチベースの大学院教育デザイン:フィンランドの教師教育者の語り(ナラティブ)を参照枠として」というテーマで,2015年10月11日に岩手大学で開催された日本教育方法学会第61回大会課題において「研究擾乱のナラティブから高度実践構想力へ:教師への育ちを支える教育方法学の役割」というテーマで発表することができた.昨年度に整理したナラティブ・ラーニング(以下,NLGと略す)の基礎的研究データに基づく理論仮説を予定通り構築することができた.過去5年間の資料から,これからの国際的な共同研究の方向性を見据えることができた.教師教育の当事者へのインタビューデータ等については,本年度も,国内では,フィールドワークに協力していただいている公立学校の学校長への聴きとり調査を4回実施することができた.フィンランドにおけるNLGに関する文献の翻訳も順調に進み,最終的な出版準備の段階に到達できた.NLGに関する国際的な共同研究も,フィンランドとリトアニアで順調に進み,臨床教育学的な授業研究フィールドワークも4回実施し,NLGを参照枠とした教師教育カリキュラムを,本年度も構想することができた.現職教師教育カリキュラムや,NLGに関する内外の研究文献・資料の蒐集・整理では,オウル大学との研究交流を拡充できた.これらの成果は,日本教師教育学会第25回研究大会課題研究における「リサーチベースの大学院教育デザイン:フィンランドの教師教育者の語り(ナラティブ)を参照枠として」というテーマや,日本教育方法学会第61回大会課題における「研究擾乱のナラティブから高度実践構想力へ:教師への育ちを支える教育方法学の役割」というテーマで発表できた.以上のことから,本研究は,概ね順調に進展していると判断した.最終年度は,2年間に構築した第2次理論仮説にもとづいて,フィンランドやリトアニアとの国際的な共同研究を継続的に展開し,日本における実践参画型のフィールドワークを継続し,ナラティブ・ラーニング(NLG)の基礎理論を構築した.最終的には,多くの現職教師教育の現場(教職大学院等)でも応用可能なNLGに関する典型モデルを臨床教育学の観点から構想し,大学院における高度専門職業人養成(教師教育)の臨床的なプログラムを開発し,その成果を学術論文等で公刊した.また,その成果は、2017年9月にカナダで開催されるISCAR等や、10月に開催される日本教育方法学会、日本臨床教育学等、内外の諸学会等で発表する.また今年度は,これらの活動に必要な資料蒐集(第3期)を行い,教員養成及び現職教師教育カリキュラムに関する内外の資料とその精査を継続した.また,NLGに関する内外の資料蒐集とその精査も継続し,本研究の最終成果となる基礎理論を構築した.そのために,フィンランドとリトアニアへの現地調査と研究協議を継続した.

この過程で,ナラティブ・ラーニング(NLG)の教員養成及び現職教師教育カリキュラムにおける教育学的な意義に関する最終的な基礎理論を構築した.また,NLGに関する国際的な共同研究の環境を深化させ,インターネット回線を使った対話的研究交流等を継続的に推進する環境を構築することもできた.また,国内でも,NLGベースの実践参画型のフィールドワークを継続実施し,本課題の研究成果を,研究協力校や教師教育の現場にも還元することができた.フィンランドやリトアニアとの国際的な共同研究を継続的に展開し,日本における実践参画型のフィールドワークを継続し,ナラティブ・ラーニング(NLG)の基礎理論を構築した.最終的には,多くの現職教師教育の現場(教職大学院等)でも応用可能なNLGに関する典型モデルを臨床教育学の観点から構想し,大学院における高度専門職業人養成の臨床的なプログラムを開発し,北海道教育大学大学院学校臨床心理専攻における臨床生徒指導特論・演習のカリキュラム改善に活用することができた。また、その成果を学術論文や国際学会の発表等で広く社会に還元することができた.ナラティブ・ラーニング(以下、NLGと略す)に関する基礎的な研究データの整理は,予定通り実施できた.とくにここ5年間の資料は,時系列に整理でき,これまでの研究の蓄積と,これからの研究の方向性を概略的に掴むことができた.教師教育の当事者へのインタビューデータ等については,国内では,フィールドワークに協力していただいている公立学校の学校長への聴きとり調査を4回実施することができ,貴重な基礎データを得ることができた.フィンランドにおけるNLGに関する文献の翻訳も進み,最終的な監訳者校正の段階に到達することができた.NLGに関する国際的な共同研究の環境を整備するために,フィンランドのオウル大学教育学部及び大学院修士課程・博士課程との国際的な共同研究体制の基盤を構築する準備を進め,平成27年4月に海外調査と国際的な研究交流を実施できた.国内では,広島市立の公立学校における臨床教育学的な授業研究フィールドワークを4回実施し,NLGを参照枠としたカリキュラムを構想することができた.現職教師教育カリキュラムや,NLGに関する内外の研究文献・資料の蒐集・整理では,オウル大学との研究交流の契機を拡大できた.また,NLGに関する第1次的な理論仮説にもとづいて,2014年10月にオーストラリアで開催された国際会議(ISCAR:2014)で研究発表を行うことができ,NLGに関する国際的な共同研究環境を推進することができた.以上のことから,本研究は,概ね順調に進展していると判断した.最終年度である本年度は,初年度に整理・編纂した基礎データ及び,2年目に構築した第2次理論仮説にもとついて,最終的な理論仮説を構築したい.具体的には,広島市立の公立学校の臨床教育学的な授業研究のプロセスに共同参画することで得られたデータに基づいて,ナラティブ・ラーニング(以下,NLGと略す)が,今日の現職教師教育カリキュラムの開発においていかなる教育的意義を持つのかを明らかにしたい.その過程で,フィンランド,リトアニア等と,国際的な共同研究体制を堅固なものとし,理論的・実践的な理論を探求・精査したい.
不正乱視に対する治療的屈折矯正手段の基礎的研究

不正乱視に対する治療的屈折矯正手段の基礎的研究として、波面センサーを用いて正常と涙液層異常を呈する疾患に対して測定を行ったところ、涙液層の病態に応じて特有の高次収差の経時的変化が認められ、治療においてもこれらを考慮する必要が示唆された。また、高次収差の特徴を把握するため、Zernike多項式のベクトル解析を行ったところ、各成分が収差量と軸として表現可能となり、治療の際に有用と考えられるだけでなく、角膜前、後面の高次収差の代償関係や、円錐角膜等疾患における特徴を把握した。不正乱視に対する治療的屈折矯正手段を開発する上で、角膜前涙液層が経時的に変化することから、それによる光学面の変化によって、不正乱視も経時的変化を考慮にいれる必要があることが想定されたため、プロトタイプの波面センサーを用いて正常眼を測定したところ、高次収差の経時的変動は、安定型、軽度変動型、のこぎり型、および分類不能型の4つのグループに大別できることが判明した。この方法を用いて軽度のドライアイの症例に対して涙点プラグを挿入した症例を測定したところ、角膜上皮障害はプラグにより治癒したものの、涙液の貯留が過剰で、そのために高次収差の経時的変動が逆のこぎり型となることが示された。このことから、眼球光学系の空間周波数特性に加えて位相伝達特性(Phase Transfer Function : PTF)を解析するソフトウエアを開発し、正常眼および不正乱視眼の視機能の特性の差をより詳細に把握することによって不正乱視治療の最終目標を明確にする際に、経時的変化についても評価することが重要であることが示唆された。また、正常者とLASIK後の症例の高次収差の特徴を、眼球と角膜について比較し、その際に参照とする軸を照準線とvertex normalで比較したところ、現在屈折矯正手術の中心軸と考えられる照準線よりもvertex normalでコマ収差が少なく評価されることが判明した。このことから、角膜の不正乱視と眼球の不正乱視を評価する際には、共通の軸で比較することが重要であることと、屈折矯正における参照軸としては、照準線とvertex normalのどちらが望ましいか検討する必要性が示唆された。これはフェイスプレートを用いて、意図的に特定の成分の高次収差を持ち込んだ状態で、高次収差の成分毎の視機能に及ぼす影響を調査しする際にもその軸を決定する際注意が必要であることを意味していると考えられた。不正乱視に対する治療的屈折矯正手段を開発する上で、前年度の正常眼での結果より、不正乱視も経時的変化を考慮にいれる必要があることが想定されたため、プロトタイプの波面センサーを用いてドライアイ眼を測定したところ、高次収差の経時的変動は、高次収差が正常に比して高値をとるものの安定型を呈することが判明した。加えて、ドライアイによる点状表層角膜症が瞳孔領に及ぶものでは、高次収差の上昇がそうでないものより著明であった。研究開始時の予想としては、前年の正常人の結果から、のこぎり型で上昇すると考えられたが、のこぎり型を生じるほどの涙液が角膜前涙液層にないために、経時的に安定していると考えられた。また正常眼の波面収差を連続測定し、単に2次の収差を屈折矯正手術で矯正する方法と、高次収差を含めて矯正する方法をシミュレーションし、比較したところ、2次収差のみ矯正する場合が、高次収差を含めて矯正する場合より術後のシミュレーションでは良好な結果が得られる場合があり、屈折矯正量の設定時には、高次収差の動態変化を考慮すべきことが示唆された。次いで、円錐角膜の高次収差をZernikeベクトル解析を行い調査した。Zernike多項式のペアの項をベクトル合成することで、収差量と軸で表現することが可能となり、フェイスプレートによる高次収差の矯正が視野に入るためで、結果として円錐角膜では、コマ収差が予想どおり垂直のコマ収差が優位であったが、それ以外にも矢状収差や球面収差が正常とは逆のパターンを示した。それに加え、ハードコンタクトレンズを装用させ、不正乱視を矯正した状態で測定したところ、不正乱視は軽減したが残存し、しかもコマ収差の軸が反対になっていた。このことから、ハードコンタクトレンズによる矯正では、角膜後面の高次収差が残余していることが推測され、角膜後面の高次収差の測定が、不正乱視の矯正の際に追加して考える必要性が示された。不正乱視に対する治療的屈折矯正手段を開発する上で、各疾患の不正乱視の特徴を把握することか、治療法の選択において重要である。そこで、ペルーシド角膜変性の高次収差をZernikeベクトル解析を行い、円錐角膜と比較した。その結果、コマ収差は正常より高値であるが、円錐角膜より低値で、矢状収差の軸が本症と円錐角膜で逆方向であった。

また球面収差の符号が本症では正で、円錐角膜では負であり、特徴が異なることが判明した。次に、角膜前面の不正乱視と角膜後面の不正乱視を区別することが、不正乱視の治療法を決定する上で重要であると考えらたので、円錐角膜における角膜前後面に由来する高次収差の特徴を、スリットスキャンニング角膜トポグラファーで測定した角膜前後面形状から算出して、検討した。その結果、コマ収差は前面と後面では方向が逆であり、角膜前面で生じるコマ収差の一部は後面によって代償されていることが判明した。このことから、ハードコンタクトレンズにより角膜前面の不正乱視を矯正すると、角膜後面の高次収差が残余することが推測され、角膜後面の高次収差を補正することができるコンタクトレンズの開発が必要であることが示された。また、不正乱視を手術的に治療する場合、エキシマレーザーによるカスタム照射が施行されているが、高次収差の矯正には、球面や円柱度数より正確に、照射パターンを設定し、より正確に切除する必要があるが、現在のエキシマレーザーでは、レーザーの安定性や熱の発生などの問題から、かならずしも矯正に必要な精度の手術を施行することが困難である。この問題を解決する方法として、新規の193nmの波長を有する固体紫外レーザーの応用を考慮した。そこで大阪大学工学部により開発された、CLBO波長変換結晶を用いたレーザーを用い、豚眼角膜を切除して、その断面を光学および走査電子顕微鏡で調べたところ、平滑な切除が確認され、その応用の可能性が示された。
C型肝炎ウイルス感染に関与する細胞表面受容体の遺伝子クローニング

肝細胞表面受容体の遺伝子クローニングに関しては,C型肝炎ウイルス(HCV)感染阻止能を有するモノクローナル抗体を作成する方法とHCV envelope蛋白にtagが付いた蛋白を遺伝子工学的に産生する方法でアプローチを行ったが効率の良いスクリーニングには至らず,クローンは得られなかった。本研究でHCVが結合する細胞表面受容体のアッセイのために,我々は清水洋子博士らが開発したT細胞株HPB-Ma細胞を用いて,血中での感染可能なHCVの半定量系の測定系を確立し,HPB-Ma細胞に感染するHCVは血中HCVの中の一部であることを確認した。このHPB-Ma細胞に感染するHCVをインターフェロン治療前の患者血清を用いて測定した結果,インターフェロン療法の最終的な治療効果が血中totaI RNAよりもHPB-Ma細胞に感染するHCVを測定することがはるかに有用であることを確認し,C型肝炎患者52例の解析として原著として公表した(JMedVirol 1998)。このHPB-Ma細胞に感染するHCV測定が有効である理由を検討した結果,HCVでは肝細胞由来のHuH7細胞を用いて測定した結果とT細胞由来のHPB-Ma細胞を用いて測定した結果が明らかに異なる例が存在していることを確認した。従ってHPB-Ma細胞に感染するHCVを測定することはリンパ球嗜好性HCVを測定していたためと考えられた。更に症例数を100例以上に増やしたprospective studyでも同様な結果であることを確認して現在投稿準備中である。本研究ではクローニングには至らなかったが,HCV感染でのcell tropismが生体内で重要な意味を持つことが明らかにでき,今後の受容体研究への一助となるものと思われる。C型肝炎ウイルス(HCV)が結合する細胞表面受容体のアッセイのために,感染力の高い血清を多く使用する必要性が生じて,インターフェロン投与前患者血清の感染力を測定した.その結果感染力の主体である抗体が結合していないウイルスを定量することによりで従来の血清HCV RNAによるインターフェロン治療前予測より良い結果が得られることが判明した.更にHCVに感受性のある細胞株を用いて感染価を測定することによりインターフェロン治療効果と殆ど完全相関した.この結果は現在投稿中であり,又多くの症例について追加検討を行っている.肝細胞表面受容体の遺伝子クローニングに関しては,現在2種類の方法でアポロ-チを行っている.ひとつはHCVに感受性のある細胞株そのものをmauseに免疫して,同細胞表面に反応するmonoclonal抗体を作成して同抗体がHCV感染阻止能を有するか否かを検討する方法である.この時に大量の感染価の高い血清を使用することになるので,最初に上記実験を行った経緯があった.免疫終了後マウス血清では多くの種類の抗体が含まれるので明らかな感染阻止能は無いことより,ハイブリドーマ細胞を幾つかずつのプールに分けてその上清での感染阻止能を検討している.2番目の方法はtagに対する抗体およびtag付き蛋白を用いてヒト肝臓cDNAライブラリーのトランスフェクシンしたCos細胞をパンニング法にてスクリーニングする予定である.現在HCV envelope蛋白にtagが付いた蛋白を遺伝子工学的に産生させて精製中である.肝細胞表面受容体の遺伝子クローニングに関しては,C型肝炎ウイルス(HCV)感染阻止能を有するモノクローナル抗体を作成する方法とHCV envelope蛋白にtagが付いた蛋白を遺伝子工学的に産生する方法でアプローチを行ったが効率の良いスクリーニングには至らず,クローンは得られなかった。
境界・有限要素結合解析法に基づく三次元圧密解析とその逆解析法に関する研究

地盤の動的応答解析を行う際に克服すべき問題として、実地盤の動的諸特性を表現できる物性定数の決定,下方および側方の境界条件の設定,計算時間の短縮などが残されている.本研究では,そのような問題を克服する一手段として,動的問題を対称とした境界要素法と有限要素の結合解析法を定式化するとともに,構造物や地盤内の観測加速度から,地盤の動的物性定数を推定する逆解析法を導出し,実地盤への適用性の検討を行うことを目的としている.本年度は上記目的の第1段階として,直接積分法を用いた有限要素に基づき,実地盤の観測加速度記録から,地盤のせん断波速度と減衰定数を推定する逆解析法を定式化した.この逆解析法は,地盤の不均一性をN値で表し,せん断波速度と減衰定数をN値の関数とし,その関数形を決定する係数を仮定して求められた計算加速度と,対応する観測加速度のフーリエスペクトルを比較し,両者の誤差を最小化する係数を探索する最適化問題として定式化したものである.はじめに,ダムや一次元地盤の数値モデルにより,動的物性定数の推定精度,逆解析の必要条件の確認などを行った.次に,強震加速度データベースから,典型的な地盤における強震記録を抽出し,動的物性定数の逆解析法を適用した結果,推定された動的物性定数は実地盤の挙動を精度良くシミュレイトできること,逆解析されたせん断波速度はPS検層から求められた値に非常に近いことなどを確認した.さらに,福井平野の典型的地盤性状を持つ福井大学グラウンドのGL-180mの基盤から地表面におよぶ5成分強震アレー観測網の整備・機能を行い,観測加速度から福井平野の動的特性を推定できる見通しが得られた.地盤の動的応答解析を行う際に克服すべき問題として、実地盤の動的諸特性を表現できる物性定数の決定,下方および側方の境界条件の設定,計算時間の短縮などが残されている.本研究では,そのような問題を克服する一手段として,動的問題を対称とした境界要素法と有限要素の結合解析法を定式化するとともに,構造物や地盤内の観測加速度から,地盤の動的物性定数を推定する逆解析法を導出し,実地盤への適用性の検討を行うことを目的としている.本年度は上記目的の第1段階として,直接積分法を用いた有限要素に基づき,実地盤の観測加速度記録から,地盤のせん断波速度と減衰定数を推定する逆解析法を定式化した.この逆解析法は,地盤の不均一性をN値で表し,せん断波速度と減衰定数をN値の関数とし,その関数形を決定する係数を仮定して求められた計算加速度と,対応する観測加速度のフーリエスペクトルを比較し,両者の誤差を最小化する係数を探索する最適化問題として定式化したものである.はじめに,ダムや一次元地盤の数値モデルにより,動的物性定数の推定精度,逆解析の必要条件の確認などを行った.次に,強震加速度データベースから,典型的な地盤における強震記録を抽出し,動的物性定数の逆解析法を適用した結果,推定された動的物性定数は実地盤の挙動を精度良くシミュレイトできること,逆解析されたせん断波速度はPS検層から求められた値に非常に近いことなどを確認した.さらに,福井平野の典型的地盤性状を持つ福井大学グラウンドのGL-180mの基盤から地表面におよぶ5成分強震アレー観測網の整備・機能を行い,観測加速度から福井平野の動的特性を推定できる見通しが得られた.
心発生の動脈幹分割におけるPAX3の分子生物学的調節に関する研究

1.ICR系妊娠マウスにビスダイアミン200mgを妊娠7.5日に投与し、胎生8.513.5日の胎仔の中枢神経系におけるPAX3のm-RMA発現をRT-PCR法を用いて対照マウスと比較した。対照群では、PAX3は胎生8.5日より発現し11.5日に最高となって13.5日にかけて減弱した。ビスダイアミン投与マウスでも同様な発現パターンを呈して対照マウス胎仔と差を認めなかった。2.中枢神経系の発生に重要である転写因子の発現をビスダイアミン投与マウスで検討した。Wnt-3、AP-2およびEMX-1についてRT-PCR法を用いて発現パターンを検討したところ、EMX-1でビスダイアミン投与により胎生10.5日および11.5日において発現が減弱していた。Wmt-3およびAP-2ではビスダイアミン投与による発現パターンの変化は認められなかった。3.Sox4はSry-box familyの転写因子で、心臓ではマウスにおいて流出路と房室間の心内膜床に限局して発現し、そのknock outでは半月弁の異常や漏斗部心室中隔欠損、総動脈幹遺残が認められる。Sox4発現のビスダイアミンによる影響をRT-PCR法を用いて検討したところ、中枢神経系および心臓の両者においてビスダイアミン投与によりSox4の発現は減弱した。以上の結果より、ビスダイアミンは中枢神経系の発生に関与して神経堤細胞の心臓への移動に影響し円錐動脈幹奇形を誘発することが遺伝子レベルでも明らかとなった。PAX3の関連については今回の研究では明らかにできなかった。また、Sox4は神経堤細胞の心臓への移動と動脈幹における血管平滑筋への分化に関与している可能性が示唆された。PAX3 knock outであるSplotchマウスは、色素異常など神経堤細胞の障害による表現形と、ホモ接合体では胎仔に心奇形として総動脈幹違残がみられembryo lethalである。一方、bis-diamineは妊娠ラットに投与した場合、胎仔にSplotchマウスと同様な円錐動脈幹奇形を誘発することが知られている。本研究では心発生過程における動脈幹分割に際し、PAX3の関与を明らかにする目的で、bis-diamine投与マウスを用いてPAX3 m-RNAの発現を検討した。ICR系妊娠マウスにbis-diamine 200mgを妊娠7.5日に経口投与し、胎生8.5日13.5日の胎仔において第4鰓弓より頭側の脳および神経管におけるPAX3 m-RNA発現をRT-PCR法を用いて半定量的に検討した。対照マウスでは、PAX3は胎生8.5日より発現して徐々に増加し、胎生11.5日にピークを示して以後胎生13.5日にかけて減弱した。bis-diamine投与マウスにおいてもm-RNA発現パターンは対照群と同様な変化を示し、発現量も各発達段階において有意差は認めなかった。また神経管の閉鎖に重要と言われているWnt3、AP-2およびEMX1についてbis-diamineの影響を検討したところ、EMX1が有意にbis-diamineにより発現が減弱された。これまでの検討よりbis-diamineは神経管の発達に影響を及ぼしていることが分子生物学的にも明らかとなったが、PAX3に関してはbis-diamine投与により変化が認められなかった。bis-diamineは(1)PAX3の心臓における発現に関与している、(2)PAX3の発現ではなく転写活性に影響を及ぼしている、(3)PAX3を含むsignaling pathwayにおいて、PAX3より下流で影響しているなどの可能性があり、今後検討していく予定である。

一方、bisdiamineは妊娠ラットに投与した場合、胎仔にSplotchマウスと同様な円錐動脈幹奇形を誘発することが知られている。本研究では心発生過程における動脈幹分割に際しPAX3の関与を明らかにする目的で計画し、昨年度はRT-PCR法を用いてPAX3のmRNA発現を検討し、また神経管閉鎖機転に関与する数種類の転写因子に関してbis-diamineの影響を明らかにした。本年度は引き続き心発生に関連する転写因子の発現をRT-PCR法により半定量的に検討し、Sox4について正常とbis-diamine投与マウスを比較した。Sox4はSry-box familyの転写因子で、心臓ではマウスにおいて流出路と房室間の心内膜床に限局して発現し、そのknock outでは半月弁の異常や漏斗部心室中隔欠損、総動脈幹遺残が認められる。正常マウスの心臓では、Sox4は胎生10.5日から発現して11.5日に最高となり13.5日にかけて減弱したが、bis-diamine投与マウスでは胎生11.5日に一過性の発現を認めたのみであった。中枢神経系においては、正常マウスで胎生8.5日より発現して11.5日に最高となるが、投与マウスでは11.5日の発現量が減弱していた。これらから、Sox4はbis-diamine投与によって心臓および中枢神経の両者で発現が減弱しており、心発生においてSox4は神経堤細胞の心臓への移動と動脈幹における血管平滑筋への分化に関与している可能性が示唆された。
ヒト単球由来iPS細胞を用いた細胞性免疫とPD-L1阻害剤の癌幹細胞治療法開発

本研究の目的は、肺癌細胞に対して、免疫チェックポイント阻害剤(PD-L1阻害剤)と独自で作出したヒト単球由来iPS細胞から分化誘導した免疫細胞を用いて、PD-L1阻害剤をランドマークとした細胞傷害効果を増強し、抗癌剤の効果が低いとされる癌幹細胞に対する新規治療法を探索することである。2018年度の研究実績として、当研究室で作製したヒト単球由来iPS細胞から単球および樹状細胞(dendritic cell:DC)を分化誘導できる最適なプロトコルを検討し、複数人の血液検体から単球を分離し、安定的にiPS細胞へのリプログラミング、単球、DCへの分化誘導に成功した。分化誘導したDCは抗原提示能力の重要な指標の1つであるMHCクラスII分子であるHLA-DR蛋白質を発現し、抗原として複数のアレルゲンや腫瘍細胞のライセートの添加によりHLA-DRを高発現する細胞が増加した。また、抗原を添加したiPS細胞由来DCと同一人の末梢血リンパ球を共培養したところ、培養上清中のINF-γ量が増加したことから、抗原提示細胞であるiPS由来DCの存在によりリンパ球を活性化させることができた。単球由来iPS細胞からDCへの分化誘導に関する研究成果については現在論文を投稿中である。さらに、複数の肺癌細胞株の中からPD-L1蛋白質を安定的に発現しているA549細胞株を選出し、PD-L1に対するSiRNAの導入を行い、PD-L1と癌幹細胞マーカーであるCD133やCD44の発現変動を確認した。しかし、今回使用したsiRNAだけでは有意にPD-L1発現量を低下させることができず、癌幹細胞マーカーの発現変動も確認することができなかったため、今後さらなる導入条件の検討が必要である。なお、A549細胞株を抗PD-L1抗体を添加した培地で培養し、洗浄後に別の抗体にてPD-L1の発現を確認したところ、発現が低下していた。2018年度では、本研究で重要なヒト単球由来iPS細胞から分化誘導する免疫細胞のうち、樹状細胞(DC)への分化誘導に成功し、複数回再現することができた。本iPS細胞由来DCは、抗原提示とリンパ球を活性化させる能力を有しており、今後実施する癌細胞を用いた細胞傷害試験に利用できると考えられる。ヒト単球由来iPS細胞を用いたナイーブリンパ球への分化誘導実験は現在実施している。2020年度に予定していた肺癌細胞株のPD-L1発現に関する検討を先行しており、免疫チェックポイント阻害剤に見立てた抗PD-L1抗体を添加した培地で培養することで、洗浄後に測定したPD-L1蛋白質の発現量が低下していたことから、単球由来iPS細胞から分化誘導した免疫細胞との共培養実験におけるPD-L1阻害剤として利用できると考えられる。肺癌細胞のPD-L1と癌幹細胞マーカーの発現の関係性については現在実験中である。iPS細胞から免疫細胞を分化誘導し、肺癌細胞に対する細胞傷害試験プロトコルの確立とPD-L1、癌幹細胞との関係性を探索していく中で、再現実験を複数回行い、確実に進捗することが重要である。現在実施している、分化誘導実験(単球由来iPS細胞から樹状細胞およびナイーブリンパ球への分化誘導)についても、培養液や成長因子、阻害剤などのバランスを調整して、より短い期間で効率的に分化誘導できるプロトコルを検証していく。分化誘導した免疫細胞を用いて、肺癌細胞株に対する細胞傷害試験をin vitroと動物実験の両方で検討する。また、並行して肺癌細胞のPD-L1と癌幹細胞マーカーの発現の関係性について検証し、単球由来iPS細胞から分化誘導した免疫細胞との共培養実験による細胞傷害性の差異を確認する。

なお、A549細胞株を抗PD-L1抗体を添加した培地で培養し、洗浄後に別の抗体にてPD-L1の発現を確認したところ、発現が低下していた。2018年度では、本研究で重要なヒト単球由来iPS細胞から分化誘導する免疫細胞のうち、樹状細胞(DC)への分化誘導に成功し、複数回再現することができた。本iPS細胞由来DCは、抗原提示とリンパ球を活性化させる能力を有しており、今後実施する癌細胞を用いた細胞傷害試験に利用できると考えられる。ヒト単球由来iPS細胞を用いたナイーブリンパ球への分化誘導実験は現在実施している。2020年度に予定していた肺癌細胞株のPD-L1発現に関する検討を先行しており、免疫チェックポイント阻害剤に見立てた抗PD-L1抗体を添加した培地で培養することで、洗浄後に測定したPD-L1蛋白質の発現量が低下していたことから、単球由来iPS細胞から分化誘導した免疫細胞との共培養実験におけるPD-L1阻害剤として利用できると考えられる。肺癌細胞のPD-L1と癌幹細胞マーカーの発現の関係性については現在実験中である。iPS細胞から免疫細胞を分化誘導し、肺癌細胞に対する細胞傷害試験プロトコルの確立とPD-L1、癌幹細胞との関係性を探索していく中で、再現実験を複数回行い、確実に進捗することが重要である。現在実施している、分化誘導実験(単球由来iPS細胞から樹状細胞およびナイーブリンパ球への分化誘導)についても、培養液や成長因子、阻害剤などのバランスを調整して、より短い期間で効率的に分化誘導できるプロトコルを検証していく。分化誘導した免疫細胞を用いて、肺癌細胞株に対する細胞傷害試験をin vitroと動物実験の両方で検討する。また、並行して肺癌細胞のPD-L1と癌幹細胞マーカーの発現の関係性について検証し、単球由来iPS細胞から分化誘導した免疫細胞との共培養実験による細胞傷害性の差異を確認する。
遠心向流多段抽出法によるレアアースの分離

1.レアアース相互の分解係数αが大きいと考えられる抽出試薬2-エチルヘキシルホスホン酸モノー2-エチルヘキシルエステル(PC-88A)を用い,レアアースき抽出平衡を調べ,次式で反応することが分った.pc-88Aによる混合レアアースの抽出を調べ,相互分離の目安となる分離係数を求めた.2.遠心液一液分配クロマトグラフィー(CPC)を適用して液一液抽出を多段化した.固定相にpc-88Aのケロシン溶液,移動相にジクロロ酢酸緩衡を用いて保持体積をコントロールした. CPCから溶離するレファースを連続測定してクロマトグラムを得るため,アルセナゾIIIを発色試薬に選び,錯体の吸収波長650nmで吸光度の変化を追跡するポストカラム検出法を適用した.3.CPCによる保持体積Vrと分配比Dの間には比例関係が認められ,カラム内で抽出と逆抽出を繰り返し,分配化にしたがって,保管,溶離することが確認された.さらに,レアアースの液一液抽出の結果からVrが予測でき,相互分離の可能性が示された.4.移動相に20%エチレングリコール水混合溶媒を用いることにより理論段数を増し分離の向上を図った. La-Pr-Nd, Sm-Eu-GdおよびGa-Tb-Dyの各混合試料のCPCによる分離を試みた. CPCのクロマトグラムから見積られた分離係数αcは,液一液抽出で得られた分離係数αdとほぼ一致することが確認された.CPCによる多段化により,軽希土を中心とするレアアースの相互分離が達成され,特に最も難しいとされるpr-Na〓Eu-Gdの組でもかなりの程度分離できることを明らかにした.1.レアアース相互の分解係数αが大きいと考えられる抽出試薬2-エチルヘキシルホスホン酸モノー2-エチルヘキシルエステル(PC-88A)を用い,レアアースき抽出平衡を調べ,次式で反応することが分った.pc-88Aによる混合レアアースの抽出を調べ,相互分離の目安となる分離係数を求めた.2.遠心液一液分配クロマトグラフィー(CPC)を適用して液一液抽出を多段化した.固定相にpc-88Aのケロシン溶液,移動相にジクロロ酢酸緩衡を用いて保持体積をコントロールした. CPCから溶離するレファースを連続測定してクロマトグラムを得るため,アルセナゾIIIを発色試薬に選び,錯体の吸収波長650nmで吸光度の変化を追跡するポストカラム検出法を適用した.3.CPCによる保持体積Vrと分配比Dの間には比例関係が認められ,カラム内で抽出と逆抽出を繰り返し,分配化にしたがって,保管,溶離することが確認された.さらに,レアアースの液一液抽出の結果からVrが予測でき,相互分離の可能性が示された.4.移動相に20%エチレングリコール水混合溶媒を用いることにより理論段数を増し分離の向上を図った. La-Pr-Nd, Sm-Eu-GdおよびGa-Tb-Dyの各混合試料のCPCによる分離を試みた. CPCのクロマトグラムから見積られた分離係数αcは,液一液抽出で得られた分離係数αdとほぼ一致することが確認された.CPCによる多段化により,軽希土を中心とするレアアースの相互分離が達成され,特に最も難しいとされるpr-Na〓Eu-Gdの組でもかなりの程度分離できることを明らかにした.
ナノサイズ脂質二重膜のレーザー分光計測による膜構造と膜内部極性分布の解明

本研究課題の目的は、生体膜の部分構造のモデルとなる人工脂質二重膜を作製し、膜内部の極性がどのようであるかをレーザー分光計測によって明らかにすることである。この目的を達成するため、(1)直径が10 nm程度にそろった人工脂質二重膜(脂質膜ナノディスク)の作製、(2)脂質膜ナノディスク疎水部における脂質分子の構造の分光計測、(3)脂質膜ナノディスクへの蛍光プローブ分子の封入、(4)蛍光プローブ分子の蛍光寿命計測による膜内部の極性評価、の4課題を設定した。当該年度の研究として、まず単一種のリン脂質からなる直径10 nm程度の脂質膜ナノディスクを作製することとし、作製条件を最適化すること、および作製したディスクの構造を評価することを計画した。脂質膜ナノディスクの作製において、計画当初に予定していた方法を直ちに実施することがきわめて困難であると分かったため、当初の予定と異なる方法で脂質膜ナノディスクの作成を試みた。まず、単一のリン脂質を用いて直径のそろった球形のリポソームを作製し、次いでリポソームをナノディスクへと再構成した。本手法の結果、ディスク状の脂質二重膜が生成していることが確認されたが、ディスクの直径が不均一に分布していること、ディスクのほとんどが10 nmよりも顕著に大きい直径を有することが分かった。本手法を用いて脂質膜ナノディスクの作製を継続する場合、作成手順をあらためて精査し、ディスクの直径が均一となるような作製条件を見つけ出す必要がある。導入を予定していたサイズ排除クロマトグラフィーシステムの価格が研究開始直後に改定されたため、予算の執行計画を見直す必要が生じた。システムの導入は年度内に完了したが、当初の年度予算を使い切ることとなり、当初予定していた実験を遂行するに至らなかった。やむを得ず、当初の予定とは異なる方法を用いて実験を試みたが、当該年度内には期待する結果を得られなかった。当該年度に用いた脂質膜ナノディスクの作製方法では、期待する大きさの脂質膜ナノディスクが直ちに得られないと分かった。計画当初に予定していた方法を実施する準備がほぼ整ったので、今後は当初予定の方法にしたがって脂質膜ナノディスクを作製する。次年度中に脂質膜ナノディスクの作製方法の最適化、およびディスクの構造評価を行う。研究代表者の所属が変更となったが、新しい所属機関における設備の都合上、研究に必要となる備品を直ちに移設することができないと分かったため、次年度は引き続き旧所属先にて脂質膜ナノディスクの作製を進める。研究の実施状況に遅れが生じたため、当初計画していた国内学会発表ができず、学会参加に係る旅費が未使用のまま残った。次年度の国内学会参加に必要な旅費に、次年度使用額を充てる予定である。
労働市場の二極化問題の解明

(1)二極化の理論労働時間分布でみると、週平均労働時間が60時間を越える労働者が増加するー方で、週35時間未満のパートタイム労働者も増加し、労働時間の二極化が顕著にみられる。共著者の工藤助教授(北海道大学)と共に、労働時間の二極化の発生メカニズムの解明に取り組んだ。論文は完成し(タイトル:Employment and Hours of Work)、京都大学、名古屋大学、東北大学、大阪府立大学のセミナーや日本経済学会やEconometric Societyの学会で報告した。現在投稿中である。(2)マッチングの実証分析日本におけるマッチング・プロセスは本当にランダム・マッチングで特徴付けられているのか。それともそれ以外のメカニズムでマッチングが決まっているのだろうか。これはこれまで長年研究してきた分野の1つである。論文のタイトルは、Matching function for the Japaneselabourmarket: randomor stock-flow?でBulletin of Economic Researchに掲載される予定である。(3)労災と労働安全衛生の実証分析(1)二極化の理論時短政策のおかげで雇用者の平均労働時間は減少傾向にある。しかし、労働時間分布でみると、週平均労働時間が60時間を越える労働者が増加する一方で、週35時間未満のパートタイム労働者も増加し、労働時間の二極化が顕著にみられる。現在、共著者の工藤助教授(北海道大学)と共に、労働時間の二極化の発生メカニズムについて理論面と実証面の両方から取り組んでいる。現在のところ、初稿が完成し(タイトル:Dispersion in Working Hours: Theory and Evidence)、すでに京都大学でのセミナーで報告した。今後、名古屋大学、東北大学、大阪府立大学などで報告し、更に精査する予定である。また、もう1つの共同研究論文である、Precautionary Labor Demands in a Search Modelは現在投稿中である。現在のところ、ある学術雑誌から改訂要求を受け、改訂中である。近日中に再提出する予定である。論文のタイトルは、The Role of Flows in the Japanese Labour Market with Matchingである。(3)労災と労働安全衛生の実証分析労災保険制度による企業の安全衛生に対する取り組みへの効果を理論的と実証的で分析する。一般的には、厚遇な労災保険制度があると、企業は安全衛生向上に務めない。しかし、労働市場に不完全性を取り入れることによって、労災保険給付率の上昇は留保賃金を低下させ、企業の利潤を増加させる。すると、企業は労働者が業務上負傷しないように安全衛生向上に努めるようになる。現在のところ利理論的枠組みはほぼ完成し、引き続き、実証研究に進む予定である。現在投稿中である。(3)労災と労働安全衛生の実証分析
聴覚障害乳幼児治療教育空間の建築計画に関する基礎的研究

各種聴覚障害乳幼児の治療教育施設に関する研究については、聴覚障害乳幼児の治療教育に関する主に国内の文献調査により、ろう学校における教育相談・幼稚部、教育センター、難聴幼児通園施設、病院の指導施設やその他私立の指導施設などにおいて、相互の連携のがほとんどないまま治療教育をしている実態を定性的に明らかにした。ろう学校における教育相談は、学校教育法による制度的担保がないので、幼稚部のサービスとして行っている場合が最も多い。その他独立した幼稚部を設立している場合、民生部との連携で独自の制度運用によりろう学校に独自の施設をつくり運用している場合、人件費の一部を担保してろう学校・幼児教室とのネットワークで運用している場合等多様な形態が見られる。幼稚部は制度的には確立しているが、オ-ジオロジー環境、施設環境において問題のあるケースが多い。難聴幼児通園施設は、児童福祉施設(厚生省所管)であるが、ろう学校幼稚部との競合もあり、ほとんどが知的障害者(言語障害との位置づけによる)の通所となっているタイプ、ほぼ難聴幼児と知的障害幼児と混合通所しているタイプ、難聴幼児に専門特化して機能しているタイプとが見られる。ろう学校と難聴幼児通園施設の連携はほとんどなくむしろ競合しているタイプが多いが県によっては02歳までを難聴幼児通園施設、それ以降をろう学校幼稚部と機能分化しているケース、聴覚管理・聴覚活用指導は難聴幼児通園施設、その他指導はろう学校教育相談・幼稚部と機能分担・連携しているケースもある。平成8年度は、従来研究を継続してきたろう学校教育相談及び幼稚部の研究のなかで、教育相談における02歳児の学習形態について明らかにした。教育相談はほとんどのろう学校で行われており、年齢が高くなるにつれその実施比率が高くなり、その構成員は母親+聴覚障害乳幼児+教員で構成されており、個別+グループ学習の形態を取り、週1回程度の学習が一般的であり、専用室は1室のみが多く、不十分な環境であるなどの実態を把握している。また各種聴覚障害乳幼児の治療教育施設に関する研究については、1)聴覚障害乳幼児の治療教育に関する主に国内の文献調査を行い問題の所在を把握し、2)ろう学校における教育相談・幼稚部、教育センター、難聴幼児通園施設、病院の指導施設やその他私立の指導施設などにおいて、どれだけの障害乳幼児が、どのよな治療教育をしているかについて現地調査し、ヒアリング調査・予備的調査を行いその概要を把握した。その結果文部省・厚生省福祉関連部局・医療関連部局などの多様な部門で相互の連絡調整のないまま多様な聴覚障害乳幼児治療教育が行われていること、地方自治体の対応によって多様な形態を取っていることの詳細な実態を把握した。3)全国の統計調査資料の収集と解析をおこない施設利用者の概数などを把握した。こうした調査をもとに各聴覚障害乳幼児施設を通した調査を現在計画検討中である。
マルチメディアによる非失語性コミュニケーション障害診断検査の開発

本研究は頭部外傷により生じる認知機能障害を診断する検査法の開発を目的としている。とくに、非言語性のコミュニケーション障害を客観的に検査できる手法と、評価基準を作成することを目指している。本年度は、欧米で使用されている市販の検査を取り寄せ、その有用性を検討することを行った。この検査は主にコミュニケーションの前提となる注意機能(選択的注意、ヴィジランスなど)の評価を目的とするものであった。日本人健常者、脳損傷患者での使用経験から、日本版として改良すべき多くの点があり独自に新規作成することが望ましいことが判明した。さらに、昨年度からの続きとして、慣用句を用いた診断尺度、図情報として提示する情景に不適切なコミュニケーション(とくに比喩の理解)を診断する評価法、音声情報におけるプロソディ理解を診断する評価法の改善を行った。これらの検査尺度の標準化に向けての健常者データの収集は一定の数実施できたが、これらの評価法を多数の脳損傷患者に実施して標準化を行う段階にまでは至っていない。これは、非言語性コミュニケーション障害を呈する患者は多くは右脳損傷であるために、病院で対象者を得ることに困難があったことに起因している。今後脳損傷患者での資料収集を続け、標準化の手続きを追求したいと考えている。本年度に実施したのは次の3つの課題である。それぞれの課題と現時点での進捗状況は以下に示すとおりである。(1)慣用句の認知に関する基礎資料の収集:健常成人が慣用句を字義通りとらえることがどの程度あるのかを知るために調査票を作成し、慣用句の特別な意味を聞く、慣用句を使って短文を書く、文中の空欄に適切な慣用句を選択し記入させる、の3種からなる調査票を18歳から20歳までの206名に実施した。この資料の分析は現在実施中である。(2)プロソディ認知能力診断検査の作成:多義的な文を、positive、negative、neutralの3種の感情で読み上げた聴覚刺激を作成し、情動の判定を22名の片側脳損傷患者(右13名、左9名)とl24名の健常成人(2070歳)に実施した。この結果の分析は終えている。(3)間接的表現の認知能力診断検査の作成:間接的表現を適切にとらえることができるかを4コマ漫画で判定する検査を作成し、22名の片側脳損傷患者(右13名、左9名)と9名の健常老人に実施した。この結果の分析についてもおおむね終えている。
変異ミトコンドリアtRNAによるミトコンドリア病の発症の分子機構

ミトコンドリアtRNA遺伝子の変異が、主に中枢神経や骨格筋に症状の現れるミトコンドリア脳筋症の原因であることが判明した。さらに、糖尿病患者の約1%はミトコンドリアtRNA遺伝子に変異をもつことが明らかにされた。ミトコンドリア脳筋症では、変異を持つtRNAの種類に依存して臨床症状が異なっており、臨床症状によって分類された病型と変異を持つtRNA遺伝子の種類がよく対応する。また、糖尿病患者に認められるミトコンドリアDNAの変異遺伝子は大部分がtRNA^<Leu(UUR)>上のものであるにもかかわらず、ミトコンドリア脳筋症の一病型でtRNA^<Leu(UUR)>遺伝子上に変異を持つMELASの特徴である脳卒中様症状は糖尿病患者には認められない。mtDNAの欠失によって眼瞼下垂が特徴のCPEOが発祥するが、CPEO患者の眼瞼の筋の欠失mtDNAの比率を調べると特に多くはなかった。糖尿病患者でtRNA^<Leu(UUR)>遺伝子の点変異を持つ患者の胃の変異mtDNAの比率を調べると多いというわけではなかった。母が糖尿病患者で娘がMELAS患者の家系があり、変異mtDNAの比率を調べると母親の変異mtDNAは娘の変異mtDNAよりも少なかった。mtDNAの複製の過程では一本鎖DNAが生じる。RNAのプロセシングに関与する因子はRNAのみならず、一本鎖DNAにも結合する。変異tRNA遺伝子にはそれらの因子は結合できないあるいは親和力が弱い。結合因子はDNAの複製を阻害するために、因子の結合していない変異mtDNAの複製は相対的に速くなる。このモデルを支持する結果として遺伝子に変異を持つtRNAのプロセシングの異常をtRNA^<Ile>やRNA^<Leu(UUR)>で示した。
IL-6シグナル伝達阻害による新しい治療法の開発

ヒト型化抗IL-6受容体抗体を用いて、IL-6の異常産生がその病態の中心的役割を果たす疾患、即ちCastleman病、慢性関節リウマチ(RA)を対象としてIL-6シグナル伝達を阻害する新しい治療法を試みた。multicentric typeのCastleman病患者6人を対象とし、インフォームドコンセントを得たのち、先進医療審査会の許可のもとに治療を試みた。これらの患者は、発熱、全身倦怠感、結節性紅斑等に加え、CRP,フィブリノーゲンの上昇、低アルブミン血症、γグロブリン血症、血小板増多、貧血等の異常所見を有したが、ヒト型化抗IL-6受容体抗体(50mg/body)を週1回または2回投与したところ、臨床症状のみならず、検査値の異常も改善した。特に慢性炎症による貧血は、CRP正常化後に改善し始め2ヵ月後にはHb値で23g/dlの改善を認めた。RAの患者においても同様に、11人の患者にヒト型化抗IL-6受容体抗体を投与した。RAの患者においてもCRPの陰性化とフィブリノーゲンの正常化にわずかに遅れて、朝のこわばり、握力、圧痛関節数、腫脹関節数の著明は改善が認められた。また炎症の改善に伴い、ヘモグロビンの正常化、リウマチ因子の低下がみられ、また免疫グロブリンは高い値を示した症例でのみ改善傾向が認められた。抗体の投与中、肝機能、腎機能などへの影響は全く認められず、最長10ヶ月間の継続投与を行ったが治療効果が変わらなかった。但し、今までに治療を行った17例のうち1例において抗デイオタイプ抗体の出現を認め、抗体の投与を中止した。IL-6の多彩な生理機能や、種種の病態における役割が明らかになり、臨床への応用も可能になった。今回、IL-6が実際にこれらの疾患の病体に関与していることが確認されると同時に、IL-6のシグナル伝達阻害が病態をふまえた新しい治療法として有用であることがわかった。