hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ファミリーパートナーシップモデルに基づく産前産後母子支援システムの実践と評価

研究対象者を募集するために両親学級参加者にリクルートをしたが十分な数が得られず,産婦人科クリニックにおけるリクルートも追加した。同意の得られた研究対象者に対して,妊娠期の訪問前に1回質問紙調査を実施し,妊娠期1回、産後2回の助産師による家庭訪問支援を行った。通常の訪問支援とファミリーパートナーシップモデル(FPM)に基づく産前産後プロモーショナルガイド(PG)による訪問支援を実施した。質問紙調査1回目<妊娠中訪問前>の内容は,ソーシャルサポートスケール,SUBI(主観的幸福感),CES-D(抑うつ尺度),PAI (Parental Attachment Inventory)であり,質問紙調査2回目<妊娠中訪問後>は,1回目の質問紙に家庭訪問に対する評価用紙を追加した。質問紙調査3,4回目は,ソーシャルサポートスケール,SUBI, CES-D,MAI (Maternal Attachment Inventory),PSI-SF(育児ストレスインデックスショートフォーム),母親の家庭訪問に対する評価用紙を実施した。自由記述からは,家庭訪問が終了した対象者からは,特に,産後の訪問に対して訪問が役立ったという回答が寄せられ,両群ともに感想は概ね良好であった。両群の比較、データの分析は今後行っていく。現在,対象者の半分以上がすべての訪問を終了したが,新規の対象者の妊娠期訪問とデータ収集を実施中である。対象者のリクルートに期間を要した。リクルートはほぼ終了したが,対象者の産後の訪問の時期を考慮すると今年度の後半まで訪問が続き,すべてのデータが揃うのが後半となる。対象者に対しては引き続き担当助産師による訪問を継続するが,一方で,全データが揃う前の段階で中間のデータ分析を行う予定である。当初の予定よりも対象者数が少ないが,協力の得られた対象者で分析を行う。ファミリーパートナーシップモデル(FPM)による産前産後育児支援講習会を開催(全日2日間)し,妊娠期・産褥早期の母子に関わる助産師が受講した。産前産後がセットになった講習会は初めての開催であり,講習会のプログラム内容の検討を講師間で行い,担当を決めた。研究代表者ら講師は既に,ロンドンのKings CollegeにあるMichael Rutter Center長であるCrispin Day博士による訓練を受講しファシリテーター資格を取得しており,29年度は日本の実状に合わせた日本語版が完成したため開催を実施した。ファミリーパートナーシップモデルを基本とした産前産後プロモーショナルガイド(PG)は,生後早期の乳児の発達、母親と父親が親になることへの移行,支援者と親がより良い情報に基づいて,乳児や家族のニーズを決定することを促進するガイドシステムである。発達科学と研究成果に基づいて開発され、イギリスでは効果も証明されNHSのバックアップを受けすべての保健師がこの講習を受けるまでになっており、世界数か国で導入されている。産前産後同じ助産師による訪問支援を実施し,その効果を検証するのが本研究の目的である。効果が検証されれば今後,保健師・助産師・看護師がトレーニングを受け,産前産後のケアに生かし,日本における普及につながることが期待される。研究代表者が所属している大学の研究安全倫理委員会に申請し,承認を得た。研究対象者を募集するために,両親学級参加者にリクルートできるよう研究協力施設へ依頼し,その許可を得たところである。FPMに基づく産前産後PG講習を受講した助産師による訪問をPG群(介入群),未受講の助産師による訪問をコントロール群として,両群の家庭訪問助産師の募集も行った。産前産後育児支援講習会の開催は,前年度より準備していたため予定通り実施できた。しかし,参加人数は10名を下回り当初の予定よりはやや少ない受講者人数となった。倫理委員会の承認を得るのと同時進行で対象者のリクルートをするために施設に依頼していたため,年度末にその承諾を得ることができた。研究対象者である妊娠期の母親とその家族に研究の募集を行う。研究の同意を得られる割合が少なければ両親学級のリクルート期間が長くなること,全体の対象者が少なることが懸念される。

対象者に対しては引き続き担当助産師による訪問を継続するが,一方で,全データが揃う前の段階で中間のデータ分析を行う予定である。当初の予定よりも対象者数が少ないが,協力の得られた対象者で分析を行う。リクルートと家庭訪問助産師に対する謝礼をすべて次年度に使用するため。対象者のリクルートに予定以上の期間を要したため。
触指位置追跡と触画特徴量による図形イメージの解明

視覚障碍者に図や形状を理解させることは難しい。それは、視覚障碍者が図や形状をどのように触指(手で触って調べる)し認知しているのかの理解が不足しているからである。本研究は、視覚障碍者の図や形状の認知過程を解明するため、触指の動作を光学式モーションキャプチャシステムにより指先の軌跡(座標)として記録する。その際用いる触図は、四角や円などの基本図形を組み合わせたもので触指動作を単純化し、触指の一般的な特徴を検出したいと考えている。触指の際、指先の位置や動きが図形理解に大きく関わっていると考えられる。そこで、触指の際の指先の座標データから、触図の同じ場所を触った回数、指先の移動方向、指先の移動速度を定量化する。指が同じ個所を触った回数から、多い場合は、図の特徴的な部分や触指が難しい部分であることが推察できる。指先の移動の速度から、早い場合は特徴を見出すというより、次の地点への移動、または、直線のような単純な場所、もしくは既知の形状であると推察できる。また、遅い場合、図が複雑であるか特徴のある部分で、念入りに触指していると推察できる。指先の移動方向については現在分析中である。初期の実験で用いた触図は、花や車など形状が複雑であり、触指の動作も複雑になり、触指の基本的な動作や一般的な特徴を見出すことが出来なかった。そこで、丸や四角の基本図形を組み合わせた単純な触図を用い、触指の動作を単純化し、触指の基本的な動作、共通動作を見出すため実験を行なった。実験には、本年度の経費で購入した、光学式モーションキャプチャシステムPhaseSpace社のImpulse X2Eを使用した。記録したデータは付属のSDKを使いPythonで分析した。本年度は“触知に適合した特徴量の性質と図形イメージの可視化"の予定であった。計画のうち図形イメージの可視可については、モーションキャプチャにより取得した触指の際の指先の座標データを基に指先の軌跡を可視化することが可能となった。これにより10本の指の動きを描画された軌跡からも分析できる。しかし、触指動作の特徴量の性質については、実験データが少なく一般的な特徴を見出すまでには至っていない。実験データが集まらなかった原因は、今年度使用を予定していた光学式モーションキャプチャシステムの導入が8月末と遅くなり、モーションキャプチャシステムの使用方法習得に手間取ったうえ、実験の矢先にシステムが故障し修理に時間がかかったためである。研究計画書で予定していた「指の移動方向」の特徴量を考察するための指型触覚センサについては、モーションキャプチャで取得した指先のデータより移動方向を判別できるために使用する必要がなくなった。光学式モーションキャプチャシステムを導入し使用方法にも習熟し、触指動作の可視可プログラムも開発できたので、次年度は触指動作の特徴量を見出すために多くのデータを収集する予定である。触指データの収集に際しては,触指の個人差を出来るだけ少なくするように、四角や円などの基本図形をいくつか組み合わせた物を使用する。これにより触指動作の特徴をとらえやすくし,個人差を少なくし,そこから、触指動作の一般的な特徴を検出したいと考えている.そのためには,多くの視覚障碍者の協力が必要であるが、どのように人数を揃えるのが問題である.また,研究倫理面の処置も確実に行う必要がある.本研究は,視覚障碍者の触指による図や形状の認知過程を解明することを目的とする.本年度は,視覚障碍者が触図を触って認識する際の指の動き(触指)を記録し,触指の定量化と分析・評価することを目的とした。触指の記録は,視覚障碍者の協力を得て,以前の研究で使用した高性能カメラとモーションキャプチャソフトを用いて行った.協力を得た視覚障碍者の方は2名で,使用した触図は,車や花などのイラストをA4サイズで17枚用いた.触図は協力者の前方30cmの位置に固定し,録画担当者の合図で,手を前方に移動し触指を開始する.協力者には何の図かは知らせず,図が何か解るか,解らない場合は1分程度で終了した.その様子をフレームサイズ640×480,90フレーム/秒で録画した.記録した動画から触指の際の指の位置(3次元座標)をモーションキャプチャソフトで検出し,その座標から触指の定量化をおこなった.定量化の項目は,触図の同じ場所を触った回数,指先の移動方向,指先の速度,左右の指先間の距離とした.定量化した項目を分析したところ,触図の同じ場所を触った回数から,特徴となる部分や分かりにくい部分を多く触っていることが確認できた.指先の移動方向から指の動きが検出できた.移動速度からは,移動が速い場合,特徴を観察するというよりも,次の地点への移動,または,直線のような単純な場所,もしくは既知の形状の触指と考えられる.遅い場合は図が複雑か特徴のある部分で,念入りに触指し観察していると考えられる.取得したデータ量は少なかったが触指の記録が可能であることが分かった.しかし,使用したモーションキャプチャシステムは指先の記録には不向きであり,マーカーが検出できない場合があり完全な座標データを得られないケースがあった.

そこで,次年度は指先がより正確に記録できるシステムを導入する予定である.本年度の計画は,触指位置の検出と軌跡の描画と特徴量の算出であった.計画のうち触指位置の検出と定量化についてはほぼ予定通りであった.しかし,使用したモーションキャプチャシステムでは,指先を検出できない場合があり完全なデータを取得できないケースがあった.そこで,次年度はさらに精度の良いシステムを導入し指先位置の検出を確実にできるようにする.特徴量の算出に関しては,取得した指先の3次元座標からいくつかの項目の定量化と分析は可能となったが,触指の軌跡の特徴量とするためには,定量化項目の検討とさらなる分析が必要である.また,触指には個人差があるので,より多くの触指データの取得も必要である.なお,当初計画では30年度以降予定していた,触指の軌跡の可視可については,触指位置の検出と定量化の過程で一部実現した.視覚障碍者に図や形状を理解させることは難しい。それは、視覚障碍者が図や形状をどのように触指(手で触って調べる)し認知しているのかの理解が不足しているからである。本研究は、視覚障碍者の図や形状の認知過程を解明するため、触指の動作を光学式モーションキャプチャシステムにより指先の軌跡(座標)として記録する。その際用いる触図は、四角や円などの基本図形を組み合わせたもので触指動作を単純化し、触指の一般的な特徴を検出したいと考えている。触指の際、指先の位置や動きが図形理解に大きく関わっていると考えられる。そこで、触指の際の指先の座標データから、触図の同じ場所を触った回数、指先の移動方向、指先の移動速度を定量化する。指が同じ個所を触った回数から、多い場合は、図の特徴的な部分や触指が難しい部分であることが推察できる。指先の移動の速度から、早い場合は特徴を見出すというより、次の地点への移動、または、直線のような単純な場所、もしくは既知の形状であると推察できる。また、遅い場合、図が複雑であるか特徴のある部分で、念入りに触指していると推察できる。指先の移動方向については現在分析中である。初期の実験で用いた触図は、花や車など形状が複雑であり、触指の動作も複雑になり、触指の基本的な動作や一般的な特徴を見出すことが出来なかった。そこで、丸や四角の基本図形を組み合わせた単純な触図を用い、触指の動作を単純化し、触指の基本的な動作、共通動作を見出すため実験を行なった。実験には、本年度の経費で購入した、光学式モーションキャプチャシステムPhaseSpace社のImpulse X2Eを使用した。記録したデータは付属のSDKを使いPythonで分析した。本年度は“触知に適合した特徴量の性質と図形イメージの可視化"の予定であった。計画のうち図形イメージの可視可については、モーションキャプチャにより取得した触指の際の指先の座標データを基に指先の軌跡を可視化することが可能となった。これにより10本の指の動きを描画された軌跡からも分析できる。しかし、触指動作の特徴量の性質については、実験データが少なく一般的な特徴を見出すまでには至っていない。実験データが集まらなかった原因は、今年度使用を予定していた光学式モーションキャプチャシステムの導入が8月末と遅くなり、モーションキャプチャシステムの使用方法習得に手間取ったうえ、実験の矢先にシステムが故障し修理に時間がかかったためである。研究計画書で予定していた「指の移動方向」の特徴量を考察するための指型触覚センサについては、モーションキャプチャで取得した指先のデータより移動方向を判別できるために使用する必要がなくなった。
ヒト胚性幹細胞を用いた胎児期造血の発達の解明

ヒト胎生期の造血発達の解明を目的として、胎生期の未分化な多能性幹細胞であるヒト胚性幹細胞(ES細胞)から血液細胞への分化を再現することを試みた。そのためには、胎生期の造血環境を実験的に再構築することが重要と考えた。そこで、哺乳類の胎生期造血は肝臓で劇的に増幅するため、マウス胎仔の肝臓の造血環境を反映するストローマ細胞を樹立し、ES細胞と共培養したところ、血液細胞へ分化誘導することに成功した。胎生10日のAGM(aorta-gonad-mesonephros)領域に発生するマウス二次造血は、その後造血の場を胎仔肝に移動し、爆発的に増幅することから、胎仔肝は二次造血を強力に促進する環境を形成していると考えられる。また、多くのマウス由来ストローマ細胞はヒト造血支持能をも有していることから、我々は、胎生15-16日のマウス胎仔肝からストローマ細胞を樹立し、ヒトES細胞との共培養を試みた。その結果、共培養開始から数日で、ヒトES細胞は分化を開始し、分化細胞の数は次第に増加した。また、ヒト造血細胞マーカーであるCD34を発現する細胞が培養5-6日目頃から出現し、培養14日頃まで増加した。さらに、血液細胞マーカーであるCD45+細胞も培養6日頃から出現し、その数は次第に増加した。特に、赤血球系細胞のマーカーであるGPA(glycophorin A)を発現する細胞は、培養10日目頃より出現し、著明な増加を継続した。以上の結果は、我々が樹立したマウス胎仔肝由来ストローマ細胞との共培養により、ヒトES細胞からヒト造血が分化誘導され、赤血球を含む血液細胞が産生されたことを示している。そこで、共培養中のヒト造血前駆細胞の出現を検討するために、共培養系中の細胞を浮遊細胞と付着細胞に分け、血液コロニー・アッセイを継時的に実施した。その結果、培養10日頃から造血前駆細胞は共培養中に出現し、培養14-16日頃まで増加した。顆粒球・マクロファージ系前駆細胞の約半数は浮遊細胞中にも認められたが、大部分の赤血球系前駆細胞や多能性造血前駆細胞は付着細胞中に存在した。今後、これらの造血前駆細胞を用いて、胎児造血をクローン・レベルで解析していく予定である。平成19年度に我々は,マウス胎仔肝由来ストローマ細胞との共培養により,ヒト胚性幹細胞(ES細胞)から、赤血球系前駆細胞や多能性造血前駆細胞などの造血前駆細胞が分化誘導され,それらの前駆細胞から赤血球を産生することに成功した(IntJ Hematol 85:371-379,2007.)。そこで平成20年度は、ヒトES細胞から分化誘導される赤血球の性状と機能を検討した。マウス胎仔肝由来ストローマ細胞と2週間共培養したヒトES細胞を血液細胞コロニー培養したところ、培養14日目には赤血血球から成る赤血球コロニーが形成された。そこで,赤血球コロニーに含まれる赤血球で発現されているグロビンのタイプを免疫細胞染色により検討すると、培養14日目の赤血球コロニーでは100%の赤血球がα及びγグロビンを発現していた。βグロビンを発現する赤血球は約60%であったが、培養期間を延長することにより、培養期間依存的にβグロビンを発現する赤血球の比率は上昇し,培養18日目にはほぼ100%の赤血球でβグロビンを発現していた。この結果は,我々の確立した分化誘導法により産生される赤血球では、コロニー培養14日目には全ての赤血球がα及びγグロビンからなる胎児型ヘモグロビン(HbF)を合成している一方、α及びβグロビンからなる成人型ヘモグロビン(HbA)は約60%で合成されており、その後培養期問を延長することにより、ほとんど全ての赤血球がHbAを合成するようになったことを示している。また、ヒトES細胞から分化誘導された赤血球の酸素結合能を検討してみると,その酸素結合能は、成人末梢血赤血球よりも臍帯血赤血球に類似していた。以上のことより、ヒトES細胞由来の赤血球造血は胎児期造血をよく反映していると考えられた(Proc Natl Acad Sci USA 105:13087-13092,2008.)。
冠状動脈粥状硬化の進展と攣縮における肥胖細胞浸潤の意義

【はじめに】マスト細胞は広く結合組織中に存在し特に即時型アレルギーに大きく関与していることが知られている。しかしその生理学的、病理学的作用は即時型アレルギーのみならず多岐に渡ることが推測されている。血管においては少数のマスト細胞が外膜に存在していることは古くから知られていた。近年、動脈硬化を含むある病的条件下ではその数が増加することが報告され注目を浴びている。【材料と方法】今回は冠状動脈硬化に的を絞って研究を進めてきた。病理解剖例を用いて虚血性心疾患を有する群と有しないコントロール群の冠状動脈を組織学的に検索した。通常の組織標本を作製しトルイジンブルー染色を施し顕微鏡で観察した。またマスト細胞に特異的とされている抗トリプターゼ抗体を用いて免疫組織学的に検討した。【結果】マスト細胞の識別に関してトルイジンブルー染色とトリプターゼ抗体の両者に差は見られなかった。コントロール群では少数のマスト細胞が外膜にのみ存在し、特にvasa vasorumの周囲で多かった。実験群では外膜に細胞数も増加していたが更に中膜や内膜でも観察された。年齢や性別による差はなかった。【考察】マスト細胞の細胞数の増加は冠状動脈の動脈硬化の進展と関与していることが明らかになった。しかし動脈硬化が主に内膜の病変であり、マスト細胞が外膜に多いという結果は矛盾しているように思える。冠状動脈の動脈硬化の進展はマスト細胞の直接のcell-to-cell interactionよりはマスト細胞が産生放出する因子の影響が強いことが推測されるが、これは今後のテーマにしたいと考えている。
近代日本病院史に基づく医療政策の長期的展望

本研究では、20世紀日本における病院史を概観することを通じて、日本における治療医学への社会的信頼を基盤とする20世紀医療システムは、その歴史的役目を終えつつあり、今日は医療の歴史にとっておよそ1世紀ぶりの大きな転換期となっているということを示した。20世紀的システムに替わる医療システムの形を見出すためには、医療を含む健康戦略の全体像についての展望的知識に基づく政策へと移行しなければならない。1)内務省『衛生局年報』データについては、統計資料のコンピュータ入力がほぼ完了し、データの解析が進行中である。2)1910-30年代における所得に関するデータベースについては、『日本医籍録』および一橋大学経済研究所附属社会科学統計情報研究センター所蔵の『戸数割税資料』を付き合わせて検討した結果、計540のサンプルが得られた。現在分析中である。3)1910-30年代における診療費・開業コストに関する資料収集については、同期に建設された病医院建築のデータベースを構築するというアプローチを取ることにし、現在日本医師会の協力の下に、残存建築物のリストを作成するとともに、調査項目整備のための予備調査を進めている。4)市部・農村部における保健医療費データベースの作成については、昭和初期における京都市の調査からデータベースの方向性について検討している段階である。1)病床の歴史的変動戦前から戦後日本における病床の性質の変遷について、内務省『衛生局年報』、厚生省(厚生労働省)『医療施設調査』、『医師・歯科医師・薬剤師調査』から、病床ストックの変動の概要を確認するとともに、自治省『地方公営企業年鑑』、厚生省(厚生労働省)『医業経営実態調査総合報告』、中央社会保険医療協議会『医療経済実態調査』等を検討した。その結果、20世紀に共通する開業医を媒介とした病床ストックの蓄積形式が、低コストでの病床蓄積を可能としつつ、病床の用途に関して高いフレキシビリティを付与することになってきたことが判明した。1980年代以降におけるいわゆる「社会的入院」現象もこの知見から説明されうる。2)医師需給構造の歴史変動この領域は、近年医局制度の弱体化に伴って急激な変動がみられる領域である。この問題に対して長期的政策展望を得るという観点から、医師需給構造の歴史変動に関する調査研究が進められた。戦前期に関しては、東京帝国大学、九州帝国大学、長崎医科大学、熊本医科大学、千葉医科大学、東京医学専門学校、九州医学専門学校など、戦前期における医学校の卒業生名簿を活用し、戦前における医師のキャリアパスを確認した。戦後については、医局制度に関する調査を進めた。その結果、医局制度の弱体化は、医師がより専門性を高めてゆこうと動機づけられていることを背景とすることが確認された。その一方で、社会全体としては、プライマリケア医への需要を高めつつあることから、将来的に医師の能力と社会的要求との間により大きなミスマッチが発生する可能性があることが示された。3)コミュニティ政策の中の医療へ20世紀を通じて医療はその特権的重要性を有すると理解されてきた。この認識がここ20年ほどの間に大きく変化しつつある。この点について、20世紀医療を歴史的に総括することを通じて考察しつつある。1)病床の歴史的変動昨年度に引き続き、戦前から戦後日本における病床の性質の変遷について、内務省『衛生局年報』、厚生省(厚生労働省)『医療施設調査』、『医師・歯科医師・薬剤師調査』から、病床ストックの変動の概要を確認するとともに、自治省『地方公営企業年鑑』、『厚生省(厚生労働省)『医業経営実態調査総合報告』、中央社会保険医療協議会『医療経済実態調査』等を検討した。本年度新たに把握きれた点は、日本の病床が利用形態に関して柔軟性の高い病床として歴史的に存在してきたということである。この病床の柔軟性は、戦後における病床数の拡大局面において有効に機能した一方で、1970年代以降、病床が飽和した状況にもかかわらず過剰な病床拡大を引き起こす原因ともなったことが把握された。2)病院政策の可能性戦後の病院の発達史を検討した結果、戦後の病院が、他のOECD諸国とは異なる病床発展の形態をとったこと、および今日の医療制度改革を必要とする状況の形成を説明する二つの論理があることが確認された。一つは一病院の高度化であり、これは慢性期患者を病院から排除しつつ、急性期患者に治療資源を集約する論理である。もう一つは、包括ケア化であり、これは患者の生活の場により近い場所=地域・自宅において医療が供給されることを軸とする医療変容の論理である。この二つの論理が組み合わさることで、平均在院日数の短縮、病床数の抑制、病床機能分離、在宅医療の振興といった現在の医療政策系列の必要性がいかにして歴史的生成するかについて認識された。
呼吸鎖酵素複合体ーＩの鍵サブユニットＮＤ１の機能解明

ウシ心筋ミトコンドリア複合体-I(NADH-キノン酸化還元酵素)の膜ドメインに位置するND1サブユニットは、本酵素の鍵サブユニットである。ND1サブユニットの機能および構造特性に関する知見を得るために、ND1に特異的に作用する阻害剤プローブを設計・合成し、結合部位を光親和性標識法により同定した。また、アセトゲニンをリガンドとするligand-directed tosyl(LDT)化学法によって、複合体-Iに対して位置特異的に化学修飾(アルキン化)することに成功した。呼吸鎖酵素複合体-Iのプロトン輸送メカニズムを理解する上で、膜ドメインの機能を明らかにすることは必須である。この点で、模ドメインにユビキノンや阻害剤の結合部位がいくつ存在するのかを明らかにすることが緊急の課題であるが、2003年にNakamaruらによって発表された論文は、複合体-Iの研究領域を混乱させている。彼女らの結論は、fenpyroximateは膜ドメインの末端に位置するND5サブユニットに結合するというものであるが、この見解は我々が主張してきた「阻害剤の結合部位は、ND1、49k、およびPSSTサブユニットの境界領域に存在する」という見解と矛盾する。そこで本年度は、この矛盾点に決着を付けるため、fenpyroximateの光反応性プローブを2種類合成し、光親和性標識によってfenpyroximateの結合部位を同定することを目標として研究を実施した。各種の電気泳動法と質量分析を駆使して解析を行ったた結果、fenpyroximateはピラゾール環部をPSSTサブユニットに、アルキル側鎖部を49kサブユニットに配向させるようにして両サブユニットの境界に結合していることを明らかにした。また、PSSTサブユニットおよび49kサブユニットにおける結合部位は、それぞれSer43-Arg66およびAsp160-Arg174であることがわかった。この結果から、Nakamaruらの結果は間違いであり、fenpyroximateも他の複合体-I阻害剤と同様に、ND1、49k、およびPSSTサブユニットから構成されるいわゆる"キノン結合ポケット"に結合することが明らかになった。換言すると、複合体-Iの膜ドメインには阻害剤(キノン)結合部位は1箇所しかないと結論できる。呼吸鎖酵素NADH-キノン酸化還元酵素(複合体-I)のプロトン輸送メカニズムを理解する上で、親水性ドメインでの酸化還元反応にともなって、膜ドメインでどのような構造変化が生じるのかを明らかにすることは極めて重要である。膜ドメインにおける構造変化を検出する手法として1分子測定は有力な手法である。複合体-Iの鍵サブユニットであるND1に特異的に作用するアセトゲニンにタグ分子(末端アセチレン)を結合させたリガンドをデザイン合成し、トシルケミストリーの原理で、位置特異的に末端アセチレンを導入することを試みた。末端アセチレンの導入位置を調べるために、クリックケミストリーでTAMRA蛍光タグを導入した。解析の結果、末端アセチレンは両ドメインの境界に位置する49 kDaサブユニットに導入されることがわかった。詳細なペプチド化学解析を行ったところ、同サブユニットのアスパラギン酸160に特異的に置換していることが判明した。本結果は、トシルケミストリーの原理によって、複合体-Iに対して位置特異的に化学修飾できることを初めて示したものである。呼吸鎖酵素複合体-I(NADH-キノン酸化還元酵素)のプロトン輸送メカニズムを理解する上で、膜ドメインの機能を明らかにすることは必須である。Sazanovグループによって2012年および2013年に報告された好熱細菌複合体-Iの結晶構造に基づいて、酵素の親水性ドメインでの酸化還元反応が駆動力となって膜ドメインに構造変化が誘導され、これに伴ってプロトンがポンプされると考える仮説が急浮上してきた。このモデルの真偽を確かめるためには、予想される膜ドメインの動きを直視することが重要である。そこで24年度は、1分子観察によって膜ドメインの動きを観測することを実現するために、蛍光プローブを膜ドメインの位置特異的に置換する技術を確立することを目指して研究を行った。具体的には、複合体-Iの鍵サブユニットであるND1に特異的に結合することがわかっている阻害剤アセトゲニンに蛍光プローブを組み込み、トシル・ケミストリーの原理を用いてND1に蛍光プローブを置換させることを計画した。アセトゲニン類に関するこれまでの構造活性相関研究から、アルキル側鎖は活性発現に重要ではないことが判明しているため、アルキル側鎖にトシルエステルを導入する合成研究を行った。トシル基にはアルキン(三重結合)を接続しておき、酵素の求核性アミノ酸残基にアルキンを直接結合させることとした。トシル・ケミストリーによって酵素にアルキンを導入できれば、このアルキンを反応の足場にして、続くクリック・ケミストリーで蛍光プローブの導入が可能になる。合成はほぼ計画通りに推進でき、合成目標としたアセトゲニンを得る見通しが立った。

複合体-Iの膜ドメインの機能を理解する上で、Nakamaruらの結果(2003年)は長年に渡って疑問視されてきた。本年度にこれを明確に否定する成果が得られたことは、ほぼ満足のいく成果である。25年度が最終年度であるため、記入しない。アセトゲニンの重要な構造単位であるラクトン環とTHF環を連結し、残るはアルキル側鎖部にトシルエステルを導入するところまで進めることができたことから、ほぼ満足のいく成果である。複合体-IのND1サブユニットに作用する阻害剤の結合部位を、アミノ酸レベルで同定することを次の目標にする。具体的には、ND1サブユニットに作用することがわかっているアセトゲニンの光反応性プローブを合成し、光親和性標識実験を実施する。標識アミノ酸の同定には、クリックケミストリーで導入したタグ分子を活用する。アルキル側鎖部に導入したトシルエステル部分にアルキンを有する側鎖を完成させることが急務である。このために、アルキル側鎖部の末端にアミノ基を導入する目処が立ったので、トシルエステルに誘導したい。
血小板におけるリン脂質代謝に対するカルシウムの影響

血小板において、カルシウムイオオンは、その機能発現にさいして、フォスフォリバーゼA2、フォスフォリパーゼCの活性化など、リン脂質の分解系に大いに関与している。一方、フォスファチジルコリン(PC)、フォスファチジルエタノールアミン(PE)、フォスファチジルセリン(PS)など主要なリン脂質の合成に対しても種々の影響を及ぼしている。本研究においては、これらのリン脂質の合成に対するCaイオンの役割、さらにカルモジュリン、カルモジュリン阻害剤の影響について、ウサギ血小板を用いて検討した。PSはCa要求性のリン脂質塩基交換反応によって合成されるが、ウサギ洗浄血小板に、クロルプロマジンなどの、Ca結合蛋白の一つであるカルモジュリンの阻害剤を作用させると、細胞内の遊離のセリンの減少、コリン、エタノールアミンの増加をともない、PSの塩基交換反応による合成のみが顕著に促進された。しかし、血小板膜標品をもちいると、PSのみならず、PE,PCを合成する塩基交換反応も、カルモジュリン阻害剤により著名に促進された。さらにこれらの3種の塩基交換反応は、他の二種の塩基により互いに抑制された。血小板内の三種の塩基の含量からこれらの細胞内濃度を求め、その濃度で三者が共存すると、PSを合成する塩基交換反応の活性が最も高かった。一方、PE,PCは、主としてCDP-コリン,CDP-エタノールアミンからMg,Co,Mnをcofactorとして合成されるが、Caは、MnよりMg,Coをcofactorとする場合に、顕著な阻害を示した。Caによる阻害の機構は、これら酵素の金属結合部に直接に作用していることが示唆された。血小板凝集において、Caは必須とされており、またカルモジュリン阻害剤は凝集を抑制することが知られている。これらの、Ca、カルモジュリン阻害剤は、リン脂質の分解系のみならず、PS,PC,PEなど、膜の主要なリン脂質の合成を調節することにより、血小板の機能に関与することも充分に考えられる。
生命発動と器官発生・制御に関わる卵子刷込み型X染色体不活化分子機序の解明

X染色体を2つ持つ雌細胞(XX)では、遺伝子発現量補正のため一方のX染色体の遺伝子発現が抑制される(X染色体不活化)。ヒトでは、X染色体不活化の乱れが流産、不育症や胎盤の機能不全、さらに成体(女性)での乳癌、肺癌などの悪性腫瘍や早期卵巣不全、卵巣の加齢などとも関係することが指摘されている。このX染色体不活化は着床前期の胚盤胞期で決まった状態が一生維持されることになる。卵子受精卵着床期でのX染色体不活化プログラムを明らかにすることは、女性の健康に関わる生命動態を「女性の細胞」視点で明らかにすることである。本研究では、X染色体不活化動態が胚発生時空間的にダイナミックに変動するのに合わせ3区分にテーマ化し研究を重点的に進める。1)卵子形成から受精を経て着床まで、2)着床期から胎盤発生過程、そして3)着床期から個体発生過程の3区分を最終的に一気通貫の発生時空間的に評価するとともに、幹細胞モデルの多様性に体してX染色体不活化動態から発生に裏打ちされたエビデンスを通し幹細胞の質を確定することで再生医学や腫瘍生物学の新たな分子基盤を構築する。今年度は、テーマ1)から3)のフェーズとして、X染色体不活化の確立と維持に関わる機能として、SmcHD1遺伝子の発現が関与することを明らかにできた。SmcHD1が不活化領域でH3K27me3の集積を促しその後の不活化の確固とした維持に繋がる他のクロマチンファクターの集合を促す知見を得た。これは、未だ解明されていない着床期以降のX染色体の選択と維持の機能の分子機能解明に向けた大きな知見である。さらに、X染色体不活化解析に関する技術的な総説を編集・発表し本分野の研究発展に貢献するものであった。今後、テーマ3)の研究基盤となる機能性をもつ胎盤分化系構築を経て受精から個体・胎盤発生段階でのX染色体不活化機序解析を進めて行く。1)卵子形成から受精を経て着床まで、2)着床期から胎盤発生過程、そして3)着床期から個体発生過程の3区分を最終的に一気通貫の発生時空間的に評価するとともに、幹細胞モデルの多様性に体してX染色体不活化動態から発生に裏打ちされたエビデンスを通し幹細胞の質を確定することで再生医学や腫瘍生物学の新たな分子基盤を構築することをめざしている。SmcHD1が不活化領域でH3K27me3の集積を促しその後の不活化の確固とした維持に繋がる他のクロマチンファクターの集合を促す知見を得た(Sakakibara Y, et al. Development 2018)。さらに、X染色体不活化解析に関する技術的な総説を編集・発表し本分野の研究発展に貢献するものであった(“X-Chromosome Inactivation" Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology 2018; Editors: Takashi Sado.)。概ね、順調な計画進行であり、今後、テーマ2)の研究基盤となる機能性をもつ胎盤分化系構築を経て受精から個体・胎盤発生段階でのX染色体不活化機序解析を進めて行く。研究テーマ2)着床期から胎盤発生過程、そして3)着床期から個体発生過程に関してX染色体不活化の分子機序に関する研究を統合的に進めていく。テーマ3)のフェーズとして、X染色体不活化の確立と維持に関わる機能として、SmcHD1遺伝子の発現が関与することを明らかにできた。引き続き、クロマチン修飾の知見を深め着床期以降のX染色体の選択と維持の機能の分子機能を明らかにしていく。テーマ2)では、研究基盤となる機能性をもつ胎盤分化系構築を経て受精から個体・胎盤発生段階でのX染色体不活化機序解析を進めて行く。このX染色体不活化は着床前期の胚盤胞期で決まった状態が一生維持される。卵子受精卵着床期でのX染色体不活化プログラムを明らかにすることは、卵子の全能性獲機構(卵子の質)のみならず女性の健康に関わる生命動態を「女性の細胞」視点で明らかにすることである。1)卵子形成から受精を経て着床まで、

2)着床期から胎盤発生過程、そして3)着床期から個体発生過程の3区分を最終的に一気通貫の発生時空間的に評価するとともに、幹細胞モデルの多様性に体してX染色体不活化動態から発生に裏打ちされたエビデンスを通し幹細胞の質を確定することで再生医学や腫瘍生物学の新たな分子基盤を構築する。分担研究者の佐渡らが構築したXistノックアウトマウスの系を用いることでより分子の機能性を考慮した研究が可能となった。X染色体を2つ持つ雌細胞(XX)では、遺伝子発現量補正のため一方のX染色体の遺伝子発現が抑制される(X染色体不活化)。ヒトでは、X染色体不活化の乱れが流産、不育症や胎盤の機能不全、さらに成体(女性)での乳癌、肺癌などの悪性腫瘍や早期卵巣不全、卵巣の加齢などとも関係することが指摘されている。このX染色体不活化は着床前期の胚盤胞期で決まった状態が一生維持されることになる。卵子受精卵着床期でのX染色体不活化プログラムを明らかにすることは、女性の健康に関わる生命動態を「女性の細胞」視点で明らかにすることである。本研究では、X染色体不活化動態が胚発生時空間的にダイナミックに変動するのに合わせ3区分にテーマ化し研究を重点的に進める。1)卵子形成から受精を経て着床まで、2)着床期から胎盤発生過程、そして3)着床期から個体発生過程の3区分を最終的に一気通貫の発生時空間的に評価するとともに、幹細胞モデルの多様性に体してX染色体不活化動態から発生に裏打ちされたエビデンスを通し幹細胞の質を確定することで再生医学や腫瘍生物学の新たな分子基盤を構築する。今年度は、テーマ1)から3)のフェーズとして、X染色体不活化の確立と維持に関わる機能として、SmcHD1遺伝子の発現が関与することを明らかにできた。SmcHD1が不活化領域でH3K27me3の集積を促しその後の不活化の確固とした維持に繋がる他のクロマチンファクターの集合を促す知見を得た。これは、未だ解明されていない着床期以降のX染色体の選択と維持の機能の分子機能解明に向けた大きな知見である。さらに、X染色体不活化解析に関する技術的な総説を編集・発表し本分野の研究発展に貢献するものであった。今後、テーマ3)の研究基盤となる機能性をもつ胎盤分化系構築を経て受精から個体・胎盤発生段階でのX染色体不活化機序解析を進めて行く。1)卵子形成から受精を経て着床まで、2)着床期から胎盤発生過程、そして3)着床期から個体発生過程の3区分を最終的に一気通貫の発生時空間的に評価するとともに、幹細胞モデルの多様性に体してX染色体不活化動態から発生に裏打ちされたエビデンスを通し幹細胞の質を確定することで再生医学や腫瘍生物学の新たな分子基盤を構築することをめざしている。SmcHD1が不活化領域でH3K27me3の集積を促しその後の不活化の確固とした維持に繋がる他のクロマチンファクターの集合を促す知見を得た(Sakakibara Y, et al. Development 2018)。さらに、X染色体不活化解析に関する技術的な総説を編集・発表し本分野の研究発展に貢献するものであった(“X-Chromosome Inactivation" Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology 2018; Editors: Takashi Sado.)。
アメリカ反トラスト法域外適用問題の総合的研究

本年度は、次の二つの視点から研究を進めた。すなわち、第一は、前年度研究を行なった、西ドイツの域外適用論との比較という視点であり、第二は、米国反トラスト法の域外適用論と国際私法理論との関係という視点である。第一の西ドイツ法との比較については、1989年9月16日の関西国際私法研究会において、「西ドイツにおける経済抵触法の概念」という報告を行なった。西ドイツ法とアメリカ法とを比較すると、前者が、国際法と国内法との関係、抵触法と実質法との関係といった全体構造を視野にいれた法律構成を重視しているのに対し、アメリカ法は、ジュリスディクションの根拠と限界という手法により個別問題を解決することを重視していることが理解された。アメリカ法の議論は、国際法上の議論に傾きすぎているように思われ、わが国での議論に対しては、西ドイツ法の議論の方が参考になると思われた。第二の域外適用論と国際私法理論との関係については、1989年9月2日に愛媛大学において「経済法の『域外適用』と国際私法」という講演を行なった。経済法の域外適用問題は、国内裁判所における国際的法律関係への国内法の適用のあり方という問題の一部に他ならず、国内裁判所における国際的私法関係への内外私法の適用のあり方を規律する国際私法上の理論及び方法は、経済法の域外適用問題の解決にも参考になると思われた。とりわけ、サヴィニ-流の双方的抵触規則が、経済法の域外適用問題についても有用であると考えた。現在は、最近のアメリカ法における、域外適用問題に関する利益分析論とカリ-の利益分析論との関係にテ-マが絞られてきたため、このテ-マに関する論文が今年中にまとまりそうである。
量子閉じ込め系における電子-格子相互作用とその電子的性質への影響

・無限及び有限なバリアの量子井戸系の励起子に対するLOフォノン効果について議論した。特に、井戸幅の大から小につれて励起子の閉じ込めによる次元性が3次元-擬2次元(無限バリア)と3次元-擬2次元-3次元(有限バリア)と変化することに応じた励起子エネルギーへのバルク型、界面型LOフォノンモードの寄与を統一的に明らかにした、・極性混晶中でのLOフォノン、量子-格子相互作用を導き、電子に対するエネルギーシフト及び質量補正効果を計算した。また、量子井戸系でのLOフォノンモード及び電子-LOフォノン相互作用が、混晶の井戸層、バリア層への用いられかたで大きく異なることを示し、これらの系での電子エネルギーシフトを計算した。さらに、励起子に対するポーラロン効果をLOフォノン、励起子-LOフォノン相互作用、エネルギーシフトなどを井戸幅依存性、各モードの寄与を含め議論した。・量子ドット系での電子や励起子エネルギーに対するバルク型、界面型LOフォノンの効果を研究した。励起子エネルギーに対するLOフォノン効果は、サイズが小さくなるにつれ、バルクの値から小さくなり極限では0になることを示した、・(TiO_2/SiO_2)誘電体多層膜鏡上及び多層膜鏡なしでSiO_2中にCuCl超微粒子を坦持させた薄膜の光学特性を調べた。励起子吸収の量子閉じ込め効果による高エネルギーシフトを観測し、励起子分子による強い発光が明瞭に観測された。また、誘電体多層膜鏡上のCuCl超微粒子の励起子,励起子分子発光の発光強度の強い増大を観測した。さらに、励起子及び励起子分子発光の励起密度に対して1乗異常の非線形に増大を得た。主要な結果の概要は下記のとうりである。(1)有限なバリアの量子井戸系の励起子有限な量子井戸中の励起子のLOフォノン効果について、井戸幅の大から小につれて励起子閉じ込め次元性が3次元-擬2次元-3次元と変化することに応じた励起子エネルギーへのバルク、界面などLOフォノンモードの寄与を初めて統一的に明らかにした、1S、2S励起子エネルギーの差を典型的な3-5、2-6化合物の量子井戸系で計算し、実験と良い一致を得た。(2)ガラス中のイオン性超微粒子(量子ドット)での電子、励起子に対するLOフォノン効果ガラス中のイオン性超微粒子、即ち、量子ドット系での電子のエネルギーに対するバルク型、界面型LOフォノンの効果を研究した。中間結合法と断悦近似法を組み合わせた変分法による定式化を展開し、量子ドットの大小、電子-LOフォノン相互作用の強さの大小の広い範囲で妥当な結果を与えることが出来た。また、励起子についてはLOフォノン効果が量子ドットサイズにどう依存するかこれまでのいくつかの理論及び実験の仕事で相反する結論が出ているなど混乱していた。量子ドットで妥当な励起子モデルを用い、また、電子(正孔)-LOフォノン相互作用の効果を適切に取り扱い、励起子エネルギーに対するLOフォノン効果についても定式化を行った。サイズが小さくなるにつれ、バルクの値より小さくなり極限では0になることを示した、これは、サイズが小さくなると電子と正孔に対するLOフォノン効果が打ち消しあうことを反映している。この系での励起子に対するLOフォノン効果を扱うベースを確立したと言える。・極性混晶を含む量子井戸系の電子-LOフォノン相互作用-極性混晶を含む量子井戸系でのLOフォノンモード及び電子-LOフォノン相互作用を導き議論した。混晶が井戸層、バリア層、及び両方の層に用いられるかで存在する界面モードの数が異なることを示し、この系でのLOフォノンによる電子のエネルギーシフトを計算した。さらに、具体的な系として青色発光素子開発で注目されている系であるGa_<1-x>In_xNやZn_<1-x

>Cd_xS,Zn_<1-x>Cd_xSe,Zn_<1-x>Cd_xTeの混晶及びそれを用いた量子井戸系に適用しLOフォノン、励起子-LOフォノン相互作用などを議論した。・ガラス中の超微粒子(量子ドット)での励起子に対するLOフォノン効果-ガラス中の超微粒子系(量子ドット系)での励起子に対するLOフォノンの効果を完全閉じこめの場合について研究した。電子、正孔が動ける自然な励起子像から出発し、変分法により励起子エネルギーに対するLOフォノン効果を計算した。サイズが小さくなるにつれ、バルクの値から小さくなり極限では0になることを示した、また、この結果は、より簡単な計算であるバルク結晶LOフォノン相互作用近似による計算でも、自己エネルギーシフト型項と電子正孔相互作用遮蔽型項の両方を適切に考慮することで定量的にもほぼ同様な結果になることを示した。さらに、有限なポテンシャル障壁の場合について、議論した。・CuCl超微粒子の光学的特性- SiO_2中にCuCl超微粒子を含む薄膜を誘導結合型プラズマ支援マグネトロンスパッタ法で作成し、その光学的特性を吸収・発光スペクトル、時間分解スペクトルなどにより研究した。励起子及び励起子分子による強い発光が観測され、また非常に早い緩和が生じている。
充てん層内相関散乱ふく射伝熱に関する研究

本研究の結果は,以下のように要約される。(1)サイズパラメ-タの大きなアルミナ,ガラス,ステンレス粒子充てん層のふく射物性(減衰係数,アルベド,HenyeyーGreensteinの位相関数)を,境界散乱光強度適合法によって決定した結果,減衰係数は,非相関散乱理論により予想される値より大きな値となること,位相関数は,透明粒子の場合,前方散乱が,不透明粒子の場合,後方散乱が,それぞれ,顕著になること,アルベドは,単一粒子の場合より増加することなどがはじめて明らかになった。(2)Kellerの統計的波動伝播理論を用いて,高密度分散媒体の減衰係数を与える理論式を導出し,それを用いて,サイズパラメ-タ(α)と粒子群体積分率(fr)の関係を示す,散乱領域判定マップを作成した。その結果,従来,Tien等により明らかにされたものと異なり,領域は,3つに分かれること,サイズパラメ-タの大きな粒子よりなる充てん層の場合,fr>0.07899では,相関散乱支配となることが明らかになった。(3)上記(1)(2)の結果をもとに,発見法的な相関散乱理論を提案し,それにもとづき,ガラス粒子充てん層内伝導ーふく射伝熱を解析した結果,高アルベド媒質に対しては,相関散乱効果は,あまりきかないことを明らかにした。
全身麻酔薬の中枢神経シナプス・イオンチャンネルレベルへの作用-電気生理学的考察から臨床使用への展望-

全身麻酔薬の作用機序の探索を目的として、ラット皮質ニューロンの初代培養標本から、パッチクランプ法をもちいて自発性抑制性および興奮性シナプス後電流(miniature IPSCおよびEPSC)を記録し、ハロタンとプロポフォールの興奮性および抑制性シナプス伝達へのmodulationについて調査した。麻酔薬はシナプス後膜への効果として抑制性GABAergicなシナプス伝達を増強する作用があり、今回の実験でもそれぞれの麻酔薬がCl^-電流を増強した。シナプス前への効果の機序として、神経伝達物質の放出への影響のメカニズムを考察するために、選択的Ca^<2+>チャンネル拮抗薬を用いて、frequencyへの効果を調査した。ハロセンはfrequencyを低下させ、ω-conotoxinおよびω-agatoxin存在下ではその低下の効果が減少した所見が得られた。すなはちハロセンはN-typeおよびP/Q-typeのCa^<2+>チャンネルをブロックすることで、細胞内カルシウム流入を減少させ、シナプス前よりの興奮性神経伝達物質の放出を抑制する可能性が示唆された。miniature IPSCへの効果において、両薬剤はdecay phaseおよびamplitudeeへの効果から、Cl^-電流の動態が一様でないことが観察された。cell-attachedモードにおいて、それぞれの麻酔薬によりコンダクタンスは変化せず、開口確率を増加させたが、ハロタンではmean open timeの延長、プロポフォールではinterburst intervalの低下が観察された。以上の結果より、薬剤によっての神経伝達物質の放出の抑制作用、Cl^-チャネルの開口確率の増加、開寿命の延長、閉寿命の短縮へ及ぼす作用に相違があり、臨床作用での相違に関連づけて考察した。1.プロポフォールは細胞外灌流により濃度依存性にmIPSCのdecay phaseは延長した所見のみ得られた。2.ハロセン0.6mMによりmIPSCのdecay phaseは延長し、mIPSCおよびmEPSCのfrequencyは減少した。以上1.2.より、プロポフォールはシナプス後受容体への効果を通して、抑制性GABAergicなシナプス伝達を増強する効果があり、さらにハロセンにはシナプス前に働き、神経伝達物質の放出を抑制することによる麻酔効果があることが考えられる。次に神経伝達物質の放出への影響のメカニズムを考察するために、選択的Ca^<2+>チャンネル拮抗薬を用いて、ハロセンのmEPSCにおけるfrequencyへの効果を調査した。3.ω-conotoxinあるいはω-agatoxin添加により、ハロセンによるfrequency低下の効果が減少した。4.ニモジピン添加時はコントロールと有意な差はみられなかった。以上3.4.よりハロセンはN-typeおよびP/Q-typeのCa^<2+>チャンネルをブロックすることで、細胞内カルシウム流入を障害し、シナプス前よりの興奮性神経伝達物質の放出を抑制する可能性が示唆された。全身麻酔薬の作用機序の探索を目的として、Synaptic Networkが構築されたラット皮質ニューロンの初代培養標本から、パッチクランプ法をもちいて自発性抑制性および興奮性シナプス後電流(miniature IPSCおよびEPSC)を記録し、吸入麻酔薬ハロタンと静脈麻酔薬プロポフォールの興奮性および抑制性シナプス伝達へのmodulation作用について調査した。従来の報告通り、麻酔薬はシナプス後膜への効果として抑制性GABAergicなシナプス伝達を増強する作用があり、今回の実験でもそれぞれの麻酔薬がCl^-電流を増強することを確認した。しかしながら、そのminiature IPSCにおいて、ハロタンはプロポフォールと比較してよりdecay phaseを延長させたがamplitudeは減少させる結果となり、Cl^-電流の動態が一様でないことが観察された。単一チャネルでのkineticsを解析するため、Cell-attachedモード下の観察を行ったところ、それぞれの麻酔薬によりコンダクタンスは変化せず、開口確率が増加することが確認された。

解析により、ハロタンではmean open timeの延長、プロポフォールではinterburst intervalの低下が観察された。これが麻酔薬による抑制性シナプス後電流の増強につながることが考えられるが、薬剤によりCl^-チャネルの開口確率の増加、開寿命の延長、あるいは閉寿命の短縮へ及ぼす作用に相違があり、臨床作用での相違について関連づけて考察した。