hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブ10ピコ秒時間分解能をもつ超高速電荷変調型撮像デバイスに関する研究

本研究では、極短時間の光の変化を画素単位で捉える排出制御型電荷変調素子DOM (Draining Only Modulator)を用いた高時間分解撮像デバイスとバイオイメージング、超高分解能3次元計測への応用について研究を行った。DOM素子を用いて試作した蛍光寿命イメージセンサにより2.5nsと10nsの蛍光寿命の差を明確に区別したイメージングが可能であることを示した。DOM素子を用いたTOF3次元計測に対しては、極短時間パルス光に対する素子応答を用いた高分解能距離計測方式を考案し、試作により300μmの分解能(2psの時間分解能)を得た。本研究は、極めて短時間のうちに生じている光の変化を捉える機能をピクセルに導入した新概念の半導体撮像デバイスと応用に関するものである。本研究者の考案による電荷排出動作のみを用いる排出制御型電荷変調素子DOM(Draining Only Modulator)は、1フォトンで発生した光電子の動きをサブピコ秒の時間分解能で検出する上で本質的な構造であり、その実用化は次世代バイオイメージング、微小空間用3次元カメラ等、新しい画像・計測機器の創出をもたらすものと期待される。DOM素子は、光電変換部から電荷蓄積部に至る電界方向制御を、その転送路の側面に設けた電荷排出ゲートのみによって行うことで、電荷転送方向のゲート電極構造をなくすことで、単一光電子の高速転送制御を実現している。本年度は、提案素子構造実現のため、まずデバイスシミュレーションによって光電変換部の形状とサイズ、電荷排出ゲートの長さ、電荷転送路の形状と長さ、電荷蓄積部のサイズ等を変化させ、DOM素子内の横方向電界、平均転送時間、蓄積電子数、ポテンシャルバリヤの有無等との関係の解析を行った。また、DOM素子の最適構造を実験的に検討するため、シミュレーションで得られた幾つかの候補となる構造の素子からんる基本特性評価用イメージセンサを0.18μm CMOSイメージセンサプロセスによって設計・試作を行った。その結果、電荷排出ゲートの電圧を3.5V以上とすることで、転送路におけるバリヤのない電荷排出ができ、信号の検出排出比として30:1以上が得られること、また電荷排出ゲートをパルス駆動することにより、デバイスの固有時定数として、約1.8nsが得られることが分かった。これらは今後改善の余地があるが、数n秒の蛍光寿命の計測に十分応用可能であると考えられ、今後の応用実験に向けた基礎となるデータを得ることができた。本研究では、極めて短時間のうちに生じている光の変化を画素単位で捉える排出制御型電荷変調素子DOM (Draining Only Modulator)を用いた高時間分解撮像デバイスを開発し、次世代バイオイメージング、超高分解能3次元計測に応用することを目標としている。本年度は、DOM素子を256×256画素搭載した蛍光寿命イメージセンサを試作し、1ns25nsの範囲の4種類の蛍光物質に対する蛍光寿命計測に成功した。1回の励起パルスあたり1電子未満の微弱光領域に対して、画素アレイ中央の10×10のすべての画素において線形特性が得られ、転送路におけるポテンシャルバリアのない構造が再現性良く実現できることが示された。また蛍光寿命の測定結果から、約2nsのDOM素子に起因するオフセット寿命が存在することが明らかとなった。さらにドレイン領域の電子が界面トラップによってすくいあげる効果により電荷オフセットが発生する現象がみられた。これはショットノイズを引き起すため、低減する必要がある。これらの課題を残しながらも、2.5nsと10nsの2種類の蛍光体を組み込んだ細胞に対する蛍光寿命のイメージングを行い、両者の減衰速度の明らかな違いを画像として観測することに成功した。また、DOM素子のTOF3次元計測に対しては、極短時間パルスで発生する光電流波形の立ち上がり部のみに検出時間窓を設定して検出することで高分解能化を図る方式に関して、デバイスシミュレーション及びその結果に基づく計算により、10um未満の奥行き分解能が得られる可能性が示された。また関連する成果として、センサの微弱信号を広いダイナミックレンジを保ったままデジタル信号として読み出す技術についても実現の見通しが得られた。本研究では、極めて短時間のうちに生じる光の変化を画素単位で捉える高時間分解撮像デバイスを開発し、次世代バイオイメージング、超高分解能3次元計測に応用することを目的としている。この高時間分解撮像を可能にするピクセル内基本素子構造として、排出制御型電荷変調素子DOM (Draining Only Modulator)を提案し、その性能を試作により評価した。まず、DOM素子を用いて構成した蛍光寿命イメージセンサを細胞に対する蛍光寿命撮像を行い、2.5nsと10nsの蛍光寿命の差を明確に区別する蛍光寿命画像を得ることに成功した。また、素子の真性寿命の蛍光寿命計測に対する影響をデコンボリューションによって低減する方法を検討し、1nsの蛍光寿命に対しても高精度に計測できることが示された。

さらに、ドレイン領域の電子が界面トラップによってすくいあげるられる効果により電荷オフセットが発生する現象に対する対策として、ドレインと排出ゲートの間に電位障壁を設ける構造を提案し、電荷オフセットを従来の1/3に低減できることを示した。DOM素子を用いたTOF3次元計測に対しては、極短時間パルスで発生する光電流波形の立ち上がり部のみに検出時間窓を設定して検出することで高分解能化を図る方式を考案し、実際の試作により、距離分解能300umが得られることが示された。これは、時間分解能2psに相当し、半導体素子を用いた時間分解撮像デバイスとしては、従来に比べて圧倒的に高い時間分解能を得ることができた。時間分解撮像を行うピクセル部からの信号を極低ノイズかつ広ダイナミックレンジで読み出すことができるA/D変換方式について検討し、試作により1電子のノイズレベルと、低変換ゲイン画素では、87dBの極めて広いダイナミックレンジが得られた。蛍光寿命イメージセンサを実際に試作し、細胞のイメージングに既に成功しており、超高分解能TOF距離画像センサについても、次年度早々には、試作センサの評価が行える状態にあるので、ほぼ計画通りである。ただ、12月に投稿した蛍光寿命イメージセンサの試作結果についての成果論文の査読に時間がかり、4月現在、まだ条件付き採録の段階であり、成果論文として含めることができなかったことが残念である。この点を考慮し、(2)とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。蛍光寿命イメージセンサに関しては、本年度の試作の結果、課題として明らかとなった点について構造的に改良を加え、次年度再度試作を行い、その改善効果を確認するとともに実用性を評価する。超高分解能TOF距離画像センサについては、次年度早々に試作センサの評価を行い、次年度後半に予定をしている試作に反映して、当初目標の100umの分解能を越える性能、あわよくばシミュレーションで予測された10umの分解能の実証を研究期間内で行うことを目標とする。これらにより、当初目標は最終的にほぼ達成できる見込みであり、特に大きな問題は発生していない。
Use of a modified computer game as a tool for English vocabulary learning

本研究では、英語の語彙学習ツールとして多人数参加型のオンラインロールプレイングゲーム(MMORPG)の使用を検討した。データソースには、学習者のインターアクション、観察、ボキャブラリーテストのスコア、アンケート、半構造化インタビューの成績書が含まれている。テストデータを分析した結果、このゲームは低頻度英語の語彙の維持を改善する重要な機会を提供したことが明らかになった。肯定的な発見も学習者のフィードバックにより示された。参加者はさらに、このゲームにより、伝統的な学習環境では通常は目にすることのない語彙に対して、ストレスの少ない文脈において接触する機会がもたらされたという感想を述べた。計画的に予算執行できたので、残額は約300円程度となった。次年度への繰越額は極少額のため、次年度請求額と合算して使用する計画である。
耳介を用いた姿勢変化にロバストな個人認証の研究

耳介認証システムによる防犯監視・犯罪捜査支援システム構築を目指し,姿勢変化に対する耳介認証システムのロバト性を向上させアルゴリズ提案した.カメラ平面外回転方向への姿勢変化に対応するため,姿勢変化後のGabor Jetを推測し判別分析に学習させた.提案手法の有効性が実験的に確認でき,一つ姿勢耳介画像み利用する監視システムをロバト化できる可能性があこと分かった.耳介認証システムによる防犯監視・犯罪捜査支援システム構築を目指し,姿勢変化に対する耳介認証システムのロバト性を向上させアルゴリズ提案した.カメラ平面外回転方向への姿勢変化に対応するため,姿勢変化後のGabor Jetを推測し判別分析に学習させた.提案手法の有効性が実験的に確認でき,一つ姿勢耳介画像み利用する監視システムをロバト化できる可能性があこと分かった.本研究の特色は,生体認証にその有用性にもかかわらず研究か進んでいない「耳介」を用いることにある.耳介のパターンは個人により異なり,かつ指紋や虹彩より大きいため,機器に接触せずに遠くからでも個人を識別できる可能性がある.この利点を利用した個人認証システムを作成するために,本研究では首を左右に振るないしは傾けたときにおこる耳介の角度変化にロバストな耳介認証システムを構築することを目的とする.この耳介認証システムを「検出」と「認証」とにわけたとき,平成22年度は概ね「認証」に関する研究をおこなった[学会発表7件].(1)申請者他の研究で,指紋認証における「マニューシャ」のように,ひだとひだが交わる点(対耳輪前脚,対耳輪後脚,対耳輪,珠間切痕,前切痕,等)を特徴点にとると個人の識別率が高いことが分かっていた.この知見を発展させ,本研究では耳介の角度変化に伴って,各特徴点の見え方がどのように変わるか,識別率がどのように変わるか検討した.実験にあたっては,正確な角度で撮影されたHOIPデータベースを利用し,角度変化に頑健な特徴点がどこか網羅的に調査した.(2)申請者他の研究で,XM2VTSの121人の画像(首を上下に最大31.1゚,平均13.1゚振った角度変化)データでは,Gabor Jetに独立成分分析と判別分析を適用した特徴量を利用した場合,99.4%のrank 1認証率が出ることがわかっていた.この結果を発展させ,首を上下に振ったときだけでなく,左右に振ったり傾けたときの角度変化への対応を詳細に検討した.特に角度変更後のGabor Jetを変更前のものから計算する手法を利用し,複数の角度からの撮影に対応するデータを生成したうえで,このデータに判別分析を適用し,様々な傾きを含む個人のクラス情報の構築を試みた.このクラス情報を利用した判別分析から得られる識別率が,実際に角度変化した被写体のGabor Jetをクラス情報とした判別分析の識別率にどこまで近づくかを明らかにした.本研究の特色は,生体認証にその有用性にもかかわらず研究が進んでいない「耳介」を用いることにある,耳介のパターンは個人により異なり,かつ指紋や虹彩より大きいため,機器に接触せずに遠くからでも個人を識別できる可能性がある.この利点を利用した個人認証システムを作成するために,本研究では首を左右に振るないしは傾けたときにおこる耳介の角度変化にロバストな,耳介認証システムを構築することを目的とする.平成23年度はこの耳介認証システムを「検出」と「認証」とにわけたときの,「検出」に関する研究をおこなった.また,平成22年度に行った「認証」に関する研究をより現実的なシナリオで検討し,実用化に向けた検討を始めた.[雑誌論文4件,学会発表10件].耳介認証システムを「検出」と「認証」に分けたとき,23年度は概ね「検出」に関する研究を行った.申請者らは先行研究で様々な姿勢のGabor Jetを主成分分析に基づく学習機に学習させておき,注目箇所のGabor Jetとその主成分による復元との相関(Jet空間類似度)に基づく耳介検出手法を提案した.そこでは首を上下に振るカメラ平面内の姿勢変化に対するロバスト性については検討されていたが,左右に振るないしは傾けたときにおこる耳介の角度変化に対するロバスト性については未検討であった.そこで23年度は耳介の角度変化に対するロバスト性について検討した.22年度で既に調査した角度変化に伴う耳介特徴点の見え方の変化を考慮し,筆者らの検出アルゴリズムを改良発展させ,耳介形状の主成分を利用することで耳介の特徴を生かしたよりロバストな検出アルゴリズムの構築を試みた.Yaw角30°60°のデータを同時に利用し,本人のデータを学習データに含まないよう交差検証で検出精度を計測したところ等誤差率が3.8%であることが分かった.
知識を用いたWWWからの情報の収集と組織化に関する研究

本研究の目的は、WWWから専門知識を用いて有用な情報を抽出、組織化して、対象領域に限定した専門情報検索システムを構築することである。平成11年度にWWW上の情報検索に関する課題の分析を行い、人間がWWWから情報を獲得し、専門知識を構築する方法に焦点をあてることにした。平成12年度は、人間の記憶を外在化した概念としての外化記憶という概念を提案し、人間のアイディアやWWWなどの情報源から情報を獲得、整理し、知識を構築する過程を支援するシステムMemory-Organizerの設計、開発を行い、実験的な評価を行った。具体的には以下のとおりである。1.個人の外化記憶構築システムMemory-Organizerの設計開発Memory-Organizerは以下のサブシステムから構成される。(a)思考空間ブラウザ:アイディアやWebページなどから情報の抽出、編集を支援。(b)オーバレイWebブラウザ:Web閲覧時にメモを上書きしたり情報の切り抜きなどを支援。(c)興味空間ブラウザ:Webブラウジング履歴などから自動的にユーザの時系列の興味空間を作成してアイディアやWebページの検索を支援。(d)知識木ブラウザ:Webブラウジング履歴などから自動的にユーザの知識木を作成。(a)思考空間ブラウザ,(b)オーバレイWebブラウザ,(c)興味空間ブラウザに関する試用実験を行った。実験1は共同研究者(30歳男性)による約8月の試用観察で、実験2は20,30代女性4名による新聞記事Webサイトにおけるブラウジング実験である。その結果、本研究における興味語抽出手法が頑健で実用的であること、興味空間ブラウザがユーザの興味空間を表しており、Webページの整理や過去の想起に役立つことが示唆された。今後はユーザインタフェースの改善が課題である。また知識木ブラウザに関する評価が課題として残った。平成11年度は、WWW上の情報検索システムに関する課題を分析し、プロトタイプシステムの設計開発を行った。1.WWW上の情報検索システムに関する課題の分析現状の問題点と解決策に関して分析を行った。対象領域を限定する方法が有効であることが示唆されたが、全自動システムの実現は困難であることがわかった。そこで人間が相互に知識を提供しあうことによって専門知識を構築する方法に焦点をあてることにした。2.プロトタイプシステムの設計開発上記の知見に基づき、複数の人間が知識を構築、共有するためのプロトタイプシステムを開発した。(1)グラフィカル知識エディタ:専門知識の入力、編集、組織化利用を行うための視覚的エディタ(2)Web情報抽出・整理システム:Web情報を表示してマウスでトレースすることにより情報抽出、整理するシステム(3)個人用情報表示システム:携帯端末上に上記のデータを表示・整理し、ペン入力により情報を追加するシステム上記システムの統合及び評価は平成12年度の研究課題として行う予定である。
高濃度から中・低濃度砒素曝露による慢性砒素中毒症の神経障害に関する国際比較研究

砒素と人類との関係は紀元前から始まる長い付き合いであるにもかかわらず、砒素中毒症状とその経過については不明な点が多い。宮崎県高千穂町土呂久地区住民は1962年まで数十年にわたり鉱山からの高濃度砒素曝露を受けた。宮崎大学は、この地区の住民検診にて神経学的診察および神経生理検査を40年以上実施している。今回の研究の目的は、得られたデータを分析し、長期経過後の後遺症を分析する。また、主症状である末梢神経障害および未検証である高次機能障害について神経生理学的アプローチにより前向きに病態を解明することである。一方で、もう一つの目的は、当申請者は中・低濃度砒素汚染地域の一つであるミャンマーにおいて住民の診察を実施してきた。その中で、なんらかの中毒症状が出現していても、気づかれずに潜在している住民が多数存在した。ミャンマー国の慢性砒素中毒患者を通じて中・低濃度慢性砒素中毒症の病態を明らかにすることである。今年度の実績は、宮崎県土呂久地区の分析にて、最終暴露後数十年に渡り、80%以上の高率で感覚障害、皮膚症状、上気道症状が残存していることが判明した。また、神経障害に関しては長期的に徐々に悪化していることが証明された。聴覚障害の訴えも80%以上と高率ではあったが、聴性脳幹反射による定量的な分析では年齢を合わせた正常群とは有意な差を認めなかった。ミャンマーにおける検討では、10ppb以上のヒ素汚染飲料水により自覚的な感覚障害を呈し、50ppb以上のヒ素汚染飲料水により神経学的所見において有意な末梢神経障害を呈する可能性が示された。健康被害を予防するには飲料水ヒ素濃度の基準値は10ppbが良いのかもしれないと判断された。宮崎県土呂久地区におけるこれまでのデータの解析は大まかには収集され、分析された。その中で現在のヒ素汚染地域の被害を分析するための基礎データを作成することができた。中枢神経系の分析は聴覚系においては正常群との有意差を認めなかった。他の系統、特に大脳基底核経路、小脳経路については、来年度以降に実施する予定である。ミャンマー国での分析は、末梢神経障害の自覚的および客観的な要素に分類して行ったところ、自覚的な要素においては10ppbという非常に低い汚染濃度によっても有意に生じることが示唆された。今後は、より詳細な環境因子についても分析する。土呂久地区においては、現在も高濃度ヒ素曝露による後遺症に苦しむ住民が50名以上存在する。住民の方の協力を得ながら、長期的な後遺症について、大脳基底核経路、小脳経路について、解析を行う。ミャンマー国の活動においては、ミャンマー国保健省の方針で宮崎大学と今後5年間にわたりヒ素汚染対策を多方面から協力しながら、実施することが決定した。今後は、髪の毛のヒ素濃度測定、大脳基底核経路、小脳経路などの中枢神経系障害の定量化を行い、低濃度ヒ素長期曝露がどの程度健康被害を及ぼすかについて詳細に検討する。

今後は、より詳細な環境因子についても分析する。土呂久地区においては、現在も高濃度ヒ素曝露による後遺症に苦しむ住民が50名以上存在する。住民の方の協力を得ながら、長期的な後遺症について、大脳基底核経路、小脳経路について、解析を行う。ミャンマー国の活動においては、ミャンマー国保健省の方針で宮崎大学と今後5年間にわたりヒ素汚染対策を多方面から協力しながら、実施することが決定した。今後は、髪の毛のヒ素濃度測定、大脳基底核経路、小脳経路などの中枢神経系障害の定量化を行い、低濃度ヒ素長期曝露がどの程度健康被害を及ぼすかについて詳細に検討する。初年度予定していた毛髪サンプルのヒ素濃度検査の一部を、次年度に持ち越したためである。次年度にこれらを実施する予定である。
固体表面におけるキラル分子識別機能の研究

Cu(001)表面でアラニン分子は,アミノ基のN原子とカルボキシル基の2つのO原子で3つの表面Cu原子と吸着するとともに,アミノ基のH原子とカルボキシル基のO原子が分子間の水素結合ネットワークを形成する。この吸着構造の安定化に伴う表面Cu原子の変位を,低速電子回折強度の電子エネルギー依存性から吸着構造の最適化を図った。さらに,ラセミ混合物ではD体とL体の領域へ相が分離し,[110]方向にD-L相の境界線が形成される。この境界での水素結合形成に伴う,境界部付近の分子と表面との相互作用の変化として,L-アラニンが高温でシャープに脱離するのに対し,ラセミアラニンでは脱離ピークがブロードで吸着量とともに低温側にシフトすることを見いだした。また,アラニンに対して水素結合形成が可能なヒドロキシメチル基をもつセリン分子の吸着では,表面上に分子が多いほど分子間水素結合が優先して形成するため,多様な表面吸着様式が現れ,アラニンよりも低温で脱離することを明らかにした。修飾キラル分子であるアミノ酸のアラニンのラセミ混合物を吸着させると、D体とL体の領域に分離するという興味深いSTM像が観測された。しかし、D体、L体、あるいはラセミ体とも個々の分子は、アミノ基のN原子とカルボキシル基の2つの0原子で表面原子と吸着することが反射赤外吸収分光法で明らかになった。ごのため、アラニンのキラルな自己組織化構造の形成を昇温によって安定性を比較すると、分解生成物であるCO2の脱離スペクトルから、D体、L体、異なるキラル吸着状態間のエネルギーに違いが現れた。これは、異なるキラル分子間の水素結合の安定性が異なることと、表面原子の周期配列による下地原子の歪みに関わることが吸着構造の解析から示唆された。アミノ酸の中で最も簡単なキラル分子であるアラニンのラセミ混合物をCu(001)表面に吸着させると,D体とL体の領域に分離し,[110]方向に異なる相の境界線を形成するという興味深いSTM像が観測される。D体,L体,あるいはラセミ体ともアラニン分子は,アミノ基のN原子とカルボキシル基の2つのO原子で表面Cu原子と吸着することにより分子間の水素結合ネットワークを形成するため,相分離を達成している境界での分子間結合は特別なものと期待される。そこで,STM強度の変化に対応した境界での吸着構造モデルを決定した。この違いを反映して,D体あるいはL体とラセミ体における吸着エネルギーに違いが現れた。さらに,異なるキラル分子間の水素結合の安定性には,表面Cu原子の歪みも関わることが吸着構造の低速電子回折の解析から分かった。キラルを有するアミノ酸であるアラニン分子を,4回対称性を持つ構造に異方性のないCu(001)表面に吸着させると,そのラセミ混合物はD体とL体の領域に分離し,D体のドメインとL体のドメインが【110】方向に境界線を形成するという興味深い走査型トンネル顕微鏡(STM)像が観測される。アラニン分子は,メチル基を表面から遠ざけてアミノ基のN原子とカルボキシル基の2つのO原子で3つの表面Cu原子に吸着するとともに,吸着したアミノ基のH原子と隣のアラニン分子のカルボキシル基のO原子の間で,分子間の水素結合ネットワークを形成する。この自己組織化吸着構造の安定化には,バルク構造から予想されるCu原子の位置よりも互いに時計回りに回転した位置に表面Cu原子が変位することがSTM像から得られた。この変位を詳細に調べるため,下地のCu基板と吸着したアラニン分子の周期構造に基づく低速電子回折強度の電子エネルギー依存性の測定と解析を行い,下地のCuも含めた吸着構造の最適化を図った。さらに,D体とL体のドメインに相分離を達成している境界での分子間結合の形成と,異なるキラル分子間の識別の関連を調べるために,D体あるいはL体の領域に異なるキラル分子が成長する様子について,STM像により検討するとともに,昇温脱離法によりアラニン分子が自己組織化吸着構造を形成できなくなる温度領域を調べて,境界での分子間結合の大きさを評価した。
FETタンパク質の翻訳後修飾によるマルチ機能制御に関する研究

本研究の目的は、FETタンパク質ファミリーの生理機能スイッチングに関与する翻訳後修飾を同定することにより、そのマルチ機能制御メカニズムに迫ることである。平成30年度の研究実施計画に基づき、平成28年度に実施した研究において見出した、FETタンパク質のうちでEWSに選択的なグリコシル化に注目し、グリコシル化サイトの絞り込みを行った。その際、平成29年度に実施した研究において見出した、EWSの主要グリコシル化サイトを含むlow complexityドメイン内の領域に注目し、他のタンパク質に関する既知のO-GlcNAc修飾サイト周辺配列をもとにEWSのグリコシル化サイトを予測した。そして、予測したセリン、スレオニン残基をアラニン置換したEWS変異体を作成し、グリコシル化の有無を解析した。その結果、101, 106, 107, 108番目のスレオニン残基,および149番目のセリンをアラニン残基に置換した変異体EWSにおいては、野生型に比べ格段にグリコシル化分子種の割合が低下した。よって、これらの残基には、FETタンパク質のうちでEWSに選択的なO-GlcNAc修飾が起こることを突き止めた。また、前頭側頭葉変性症において、EWS以外のFETタンパク質が異常封入体を形成する原因タンパク質になっている、という病態の解明に資するため、FETタンパク質の細胞ストレス耐性の精査を進めた結果、FUSとTAF15はEWSよりもストレス感受性が高いことを見出した。そして、このFETタンパク質間のストレス感受性の相違が生じるメカニズムには、分子シャペロンHSP70が関与していることを示唆する知見が得られた。FETタンパク質ファミリー(FUS, EWS, TAF15)は、高いドメイン構造相同性をもち、転写、スプライシング、マイクロRNA生合成、mRNAの核外輸送と代謝、翻訳など、多面的に遺伝子発現調節に関与することが示唆されているが、そのマルチ機能制御メカニズムは不明である。また、FETタンパク質ファミリーは前頭側頭葉変性症の異常封入体形成タンパク質として同定されているが、異常封入体形成メカニズムは不明である。平成28年度の研究実施計画に基づき、まずFETタンパク質ファミリーのうちEWSに注目し、マウス胚性腫瘍細胞株p19を用いて神経分化誘導に伴う神経細胞の出現に伴う翻訳後修飾の変動を解析し、EWSのグリコシル化分子種が増加することを見出した。次に、FETタンパク質ファミリーに起こるグリコシル化分子種の化学量論を検討し、神経芽腫細胞株Neuro-2a, SH-SY5Y、およびグリア芽腫細胞株A172におけるEWSのグリコシル化は動的に制御されていること、CD1マウス脳抽出液におけるEWSの大半がグリコシル化分子種であることを見出した。また、非神経系の培養細胞株であるHeLa, HEK293T細胞においてもEWSの大半がグリコシル化分子種であった。一方、これら全ての解析において、FUSならびにTAF15のグリコシル化分子種は検出限界以下であり、FETタンパク質ファミリーのうちでEWSのみが選択的にグリコシル化されており、1分子のEWSにつき2-3サイトのO-GlcNAc修飾を有する分子種が大半を占めることを明らかにした。平成28年度に実施した研究において、個々のFETタンパク質に特有の翻訳後修飾として、EWSのグリコシル化を見出した。これまでのFETタンパク質ファミリーに関する知見によると、FETタンパク質ファミリーは、その高いドメイン構造相同性から、類似したメカニズムにより機能調節がなされていると考えられていた。これに対し、本研究の成果は個々のFETタンパク質に特有の機能調節メカニズムが存在することを示唆しており、FETタンパク質ファミリーの機能調節メカニズムに関する新たな研究の方向性を明示することができた。よって、概ね平成28年度の研究実施計画を達成し、期待していた成果が得られている。なお、内在性FETタンパク質で見出した成果をさらに詳細に検討するため、各FETタンパク質をクローニングし、ほ乳動物細胞発現プラスミドを作成している。現在、一過性発現FETタンパク質についても、内在性FETタンパク質と同様、EWSの選択的なグリコシル化が起こるか否かを確認するため、グリコシル化分子種の化学量論を解析中である。平成29年度の研究実施計画に基づき、前年度に実施した研究において見出したFETタンパク質に起こる翻訳後修飾の特徴をもとに、FETタンパク質の細胞ストレス応答性の細胞内動態変化と翻訳後修飾の相関性解析を展開した。FETタンパク質のうちでEWSに選択的なグリコシル化に注目し、EWSのグリコシル化サイト、あるいはモチーフを絞り込んだ。この際、野生型EWS、およびFUS、ならびにそれぞれの変異体を発現するコンストラクトを作成し、過剰発現系を用いてグリコシル化の有無を解析した。その結果、グリコシル化サイトはEWSのlow complexity (LC)ドメイン内にあることがわかった。そして、FETタンパク質のLCドメイン間のマルチプルアライメント解析から見出された、EWSのLCドメインに特有の領域を欠損する変異体を発現するコンストラクトを作成した。そして、同様に過剰発現系を用いたグリコシル化解析を行ったところ、EWSのLCドメインに特有の領域に主要なグリコシル化サイトが存在することが明らかになった。

これと並行して、高浸透圧や高熱などの細胞ストレスに対するFETタンパク質の感受性を解析したところ、FETタンパク質のうちEWSだけがストレス耐性を示したことから、EWSはグリコシル化されることによって、他のFETタンパク質よりも分子安定性が高まっており、これによりストレス耐性を獲得している可能性を見出した。これを裏付けるための予備検討として、EWSのLCドメインに特有の領域を欠損する変異体のストレス感受性を解析したところ、ストレス耐性が有意に低下しており、グリコシル化はEWSにストレス耐性を付与している可能性が高いことを突き止めた。平成28年度に実施した研究において、FETタンパク質のうちでEWSに特有の翻訳後修飾としてグリコシル化を見出した。これまでのFETタンパク質ファミリーに関する知見によると、FETタンパク質は、高いドメイン構造相同性を有し、類似したメカニズムにより機能調節がなされていると考えられていた。これに対し、本研究の成果は個々のFETタンパク質に特有の機能調節メカニズムが存在することを示唆しており、FETタンパク質ファミリーの機能調節メカニズムに関する新たな研究の方向性を明示することができた。平成29年度に実施した研究では、内在性FETタンパク質で見出した前年度の成果をさらに詳細に検討するため、各FETタンパク質をクローニングし、ほ乳動物細胞発現プラスミドを作成した。そして、一過性発現FETタンパク質についても、内在性FETタンパク質と同様、EWSに選択的かつ化学量論的に高いグリコシル化が起こることを示した。その上で、EWSの主要グリコシル化サイトを含む領域を限定し、グリコシル化はEWSに高浸透圧や高熱などの細胞ストレスに対する耐性を付与している可能性が高いことを示した。このことは、前頭側頭葉変性症において、EWS以外のFETタンパク質が異常封入体を形成する原因タンパク質になっている、という病態を理解するための分子メカニズムの解明に繋がる有意義な知見である。よって、概ね平成29年度の研究実施計画を達成し、期待していた成果が得られている。本研究の目的は、FETタンパク質ファミリーの生理機能スイッチングに関与する翻訳後修飾を同定することにより、そのマルチ機能制御メカニズムに迫ることである。平成30年度の研究実施計画に基づき、平成28年度に実施した研究において見出した、FETタンパク質のうちでEWSに選択的なグリコシル化に注目し、グリコシル化サイトの絞り込みを行った。その際、平成29年度に実施した研究において見出した、EWSの主要グリコシル化サイトを含むlow complexityドメイン内の領域に注目し、他のタンパク質に関する既知のO-GlcNAc修飾サイト周辺配列をもとにEWSのグリコシル化サイトを予測した。そして、予測したセリン、スレオニン残基をアラニン置換したEWS変異体を作成し、グリコシル化の有無を解析した。その結果、101, 106, 107, 108番目のスレオニン残基,および149番目のセリンをアラニン残基に置換した変異体EWSにおいては、野生型に比べ格段にグリコシル化分子種の割合が低下した。
プラズモン導波路を用いたリモート励起多機能光トラッピング

物理学から生物学まで、広い分野で応用されている光圧は遠方場から近接場へとその舞台を変えつつある。その中で、局在プラズモン共鳴(LSPR)はナノ物質輸送への応用が期待されている。本研究では、複数のプラズモン導波路を利用したリモート励起多機能光トラッピングを新たに提案する。導波路を伝わる伝搬プラズモンにより導波路先端でLSPRを励起(リモート励起)し、複数の導波路を交互にON/OFFすることによってLSPR位置をnmレベルで動的に制御する方法を新たに開発する。さらに、nm領域でトラップされている物質輸送の様子を、光学顕微鏡で観測する手法を新たに提案・開発することを目的とした。本研究では、プラズモン導波路としては、化学的に合成した減衰係数の低い径100ナノメートル、長さ10から20マイクロメートル程度の銀ナノワイヤーを用いた。近赤外フェムト秒レーザー光をプラズモン導波路に伝搬させると、導波路上を光が伝搬している部分では3次の非線形現象である4波混合が優先的に起こり、導波路の端では2次の非線形である和収差や第2次高調波が優先的に起こることを、蛍光顕微鏡を駆使することで実験的に証明した。この現象を利用し、2次の非線形光学現象である和収差に共鳴する量子ドットは導波路の両端のみにトラップされるが、3次の非線形現象である4波混合と共鳴する量子ドットは導波路全体にトラップされることを見出した。これにより、非線形光学現象によって、光トラップの場所依存の制御の可能性を初めて示唆した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、プラズモン導波路上でのナノオブジェクト光トラッピングの可能性を検証した。本研究においてプラズモン導波路としては、化学的に合成した減衰係数の低い径100ナノメートル、長さ10から20マイクロメートル程度の銀ナノワイヤーを用いた。連続発振(CV)レーザーで励起された伝搬プラズモンでは、水溶液中に分散した直径数百ナノメートル程度の粒子(サブマイクロ物質)のトラッピングは観測されたが、径100ナノメートル以下のナノ粒子のトラッピングは観測されなかった。反して、ピークパワーの高いフェムト秒パルスレーザーを用いて伝搬プラズモンを励起した場合、特に2つの異なる波長のフェムト秒レーザー光を伝搬させたときには、ナノ物質(直径5ナノメートル程度の量子ドットナノ粒子)のトラッピングが観測された。ナノワイヤー先端に集光することで伝搬プラズモンを励起すると、導波路上で2つの波長の非線形光学現象(和収差、4波混合など)が引き起こされる。2次の非線形光学現象である和収差に共鳴する量子ドットは導波路の両端のみにトラップされるが、3次の非線形現象である4波混合と共鳴する量子ドットは導波路全体にトラップされる現象を見出した。量子ドットは電子励起されると金属構造に化学的に付着するため、光トラップと化学的トラップの区別が困難であるため、今後、金ナノ粒子やナノダイヤモンドなど反応活性の低いナノ物質を用いてさらなる検証を行う必要があると考える。伝搬プラズモンを利用した光とラッピングの例はほとんど報告されていない。そのため、初年度はまず伝搬プラズモンによる光とラッピングの可能性を探った。ナノリソグラフィーで作成した金プラズモン導波路では、伝搬効率が低いため、光とラッピングを行うのに十分な光量が得られないことが明らかとなったため、伝搬効率の良い化学合成で作成した銀ナノワイヤーを導波路として用いた。その結果、伝搬プラズモンによって物質の光とラッピングが可能であることが明らかとなった。また、フェムト秒レーザーを用いて伝搬プラズモンを励起することにより、更に効率よく光とラッピングが可能であることを確認した。特に、2つの異なる波長のフェムト秒レーザー光をプラズモン導波路に伝搬させた場合には、導波路上で2つの波長が混合する非線形光学現象が引き起こされることも見出した。その非線形光学現象によって、光トラップの場所依存の制御の可能性を初めて見出した。このことは全く新しい発見であり、実現可能であれば、非線形光学現象の次数によって、ナノ物質を特定の位置に配置することが可能となると考えられる。

近赤外フェムト秒レーザー光をプラズモン導波路に伝搬させると、導波路上を光が伝搬している部分では3次の非線形現象である4波混合が優先的に起こり、導波路の端では2次の非線形である和収差や第2次高調波が優先的に起こることを、蛍光顕微鏡を駆使することで実験的に証明した。この現象を利用し、2次の非線形光学現象である和収差に共鳴する量子ドットは導波路の両端のみにトラップされるが、3次の非線形現象である4波混合と共鳴する量子ドットは導波路全体にトラップされることを見出した。これにより、非線形光学現象によって、光トラップの場所依存の制御の可能性を初めて示唆した。非線形光学現象を用いたプラズモン導波路上の光トラップを、水に分散した量子ドットナノ粒子を用いて検証したが、量子ドットナノ粒子は貴金属ナノワイヤーと電荷移動をおこして化学的に結合してしまうことが明らかとなった。そのため、プラズモン励起を停止した場合(光トラップ力がない状態)でも、量子ドットナノ粒子は導波路上に付着したままであり、取り除くことが不可能である。そのため、光圧によって量子ドットナノ粒子がトラップされたのか、電荷移動によってトラップされたのかの区別が困難である。初年度に観測された非線形光学現象の次数によるトラップ箇所の選択性の機構を解明するため、次年度は化学的に安定なナノ粒子(例えば金ナノ粒子)を用いた検証を行う。また、理論計算による非線形光学現象による光トラップの機構解明を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
HDAC阻害剤によるALL 細胞のアポトーシス・細胞周期停止・分化誘導のメカニズム

小児急性リンパ性白血病(ALL)の予後は治療法の発達に伴い近年大きく改善しているが11q23転座型やPhiladelphia染色体を含む症例は未だ難治である。これらを含む腫瘍細胞に対してエピジェネティックに作用するヒストン脱アチル化阻害剤(HDAC inhibitor)細胞死や細胞周期停止を誘導することが知られているがその機序は不明な点が多く残っている。小児ALL細胞株に対するHDAC inhibitorの細胞死、細胞周期停止の誘導作用機序を解析した。この作用機序を解析することによりHDAC inhibitorが11q23転座を含む小児難治性急性白血病の治療薬としての有効性を検討する。11q23転座型やPhiladelphia染色体を含む症例の小児急性リンパ性白血病(ALL)は未だ難治である。これらを含む腫瘍細胞に対してエピジェネティックに作用するピストン脱アセチル化阻害剤(HDAC inhibitor)が細胞死や細胞周期停止を誘導することが知られているがその機序は不明な点が多く残っている。小児ALL細胞株に対するHDAC inhibitorの細胞死、細胞周期停止の誘導の作用機序を解析した。今後これらの差異に関して解析を進めていく予定である。
乱流拡散燃焼過程に及ぼすプラズマジェットの効果

プラズマジェット装着沿壁面燃焼型バ-ナ-(燃料噴射の上流でプラズマジェット注入)及び非平衡プラズマ直接注入型バ-ナ-を用いて、プラズマジェットあるいは非平衡プラズマによる乱流拡散火炎安定化の総括的様相及びその機構解明のための研究をすすめ、次のごとき結果、結論を得た。1.ブラズマジェットの作動ガスとして酸素、窒素、水素はその着火性において優れているが、単原子不活性ガスのアルゴンは劣っていることが実験により示されたが、このことは、数値シミュレ-ションにより示された、可燃性水素/空気混合気燃焼反応の進行に対する高温のそれぞれのガス成分の有効性と対応している。2.プラズマジェットによる拡散火炎の着火限界は、主として作動ガス中の着火有効ガスの濃度によって支配され、プラズマジェットの電力は重要ではないことが実験により示された。これはこの形態の着火現象において、その着火領域に相等濃度の活性種が到達することが主たる必要条件であることを示している。3.燃料噴射上流のプラズマジェット注入位置、気流速度、燃料流量に対して、着火に必要な、プラズマジェット作動ガス着火有効成分の濃度は対応する変化を示すことが明らかにされたが、更に詳しく見ると着火に必要なそれぞれの有効成分の濃度は、これら条件の変化に対して、それぞれの化学特性にもとずいた特有な振る舞いをしていることも認められた。4.気流中の直接ア-ク放電(気流中心軸にそって平行)による、強力な非平衡プラズマの注入は、比較的反応性の乏しいメタン火炎に対しても、高速気流中で(350m/secまで)有力な保炎手段となり得る。
教員のICT活用指導力へのメディア情報リテラシーカリキュラムの学習効果の研究

本研究では、教員養成大学の学生及び現職教員が、ユネスコが2011年に開発した「教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム(Media and information Literacy Curriculum for Teachers)」を学習することにより、文部科学省が2007年に発表した教員のICT活用指導力がどの程度増加したことを明らかにした。しかし2013年度の調査と2015年度の調査の比較では、増加した項目が半減した。また項目尺度も「わりにできる」までで限定されていた。これらのことより、項目尺度の検討と縦断的研究の必要性が議論された。教員免許講習会の選択講習において,34名の現職教員がワークショップ形式でメディアリテラシーの学習を行った.この学習によって教員のICT活用指導力のうち,授業中にICTを活用して指導する能力,児童生徒のICT活用を指導する能力,情報モラルなどを指導する能力が向上していた.教員は児童生徒にメディアリテラシーを教えるだけでなく,メディアリテラシーを生かした作品制作及びメディアリテラシーをもとにしたものの考え方を教える意欲を持った.文部部科学省の教員のICT活用指導力のチェックリストのうち,「D:情報モラルなどを指導する能力」の全項目が高くなったことは,児童生徒にメディアリテラシーを教える態度の記載内容からも明らかである.同様に,受講者個々の意見から,「C:児童のICT活用を指導する能力」の全項目と「B:授業中にICTを活用して指導する能力」で3項目が高くなったこととの説明がつく.しかし,「A:教材研究・指導の準備・評価などにICTを活用する能力」や「E:校務にICTを活用する能力」では変化がなかったことより,メディアリテラシーの講習ではない,別の講習も必要であると考えられた.本年度の研究目的は、平成25年度の予備実践において、学習後に変化がなかった指導力について、研究協力者からのアドバイスをもとに、教授方法と教育内容の改善を行うことであった。こうした変更を、ICT活用指導力の異なる学習者に用いることで、すべての指導力を向上させる方略を実施していくこととした。その結果を再度、平成25年度と同じ研究協力者と相談することであった。そのために、本年度の計画は、平成25年度の予備実践で、向上しなかった指導力について、文献調査を行いながら、平成25年度の研究協力者である国内外の専門家の指導をもらい、カリキュラムの教授方法、内容の改善を行うことであった。その後、すべての指導力を向上させるために、少数の教員及び学生の実践を行うことであった。そのために、『教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム』を印刷配布して、調査協力を依頼した。さらに前年度の実践結果を5月下旬に清華大学で開催されるMILID (Media and Information Literacy International Debate)の会議で発表するとしていた。清華大学の都合により9月27日での発表となり「実習老師的数字故事産品如何提高媒介与信息素養水平」として講演をおこなった。また、研究の中間報告を9月に開催される日本教育工学会大会で発表するとしていたが、本年度の結果のまとめとして、平成27年2月7日に奈良教育大学で開催された日本教育メディア学会ワークショップ「教員養成・現職研修におけるメディア活用」で報告し、さらに2月21日に愛知教育大学で開催されたメディア教育学会研究会で「教師のためのICTコンピテンシーへのメディア情報リテラシーの効果」として発表した。研究目的は、教員のICT活用指導力における「教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム(Media and Information Literacy Curriculum for Teachers)」(ユネスコ,2011)の学習効果を検証することである。研究代表者と国内の研究協力者が現職教員と教員養成学生にこのカリキュラムについての教育実践を行うことで、ICT活用指導能力の変化について実証的に明らかにすることであった。そのために、ICT活用指導力については、国内の教育工学の専門家を研究協力者とし、メディア情報リテラシーについては、国連、ユネスコと海外の研究者を研究協力者として研究を実施することであった。初年度は、ユネスコ「教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム」評価2として、教員養成におけるソーシャルゲーム、フードフォースを利用した学習効果による教員のICT活用指導力の変化を明らかにした。さらに教員免許更新講習会において現職教員に対してメディアリテラシー学習による教員のICT活用指導力向上を明らかにした。2年目は、教師のためのICTコンピテンシーへのメディア情報リテラシーの効果を明らかにした。さらにユネスコ「教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム」の日本での実践における課題を明らかにした。最終年度では、メディア・リテラシー学習による教員のICT活用指導力への効果として、現職教員が教員免許更新講習会においてメディア・リテラシーを学習することによる、教員のICT活用指導力の変化を明らかにして、初年度の研究と比較を行った。『教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム』が印刷できたことより、「メディア情報リテラシー」の内容がだんだんと理解されるようになり、研究が進捗してきた。また、5月下旬の清華大学での発表も9月下旬にずれたものの無事発表することができた。教育工学、メディア情報リテラシー、社会心理学、マスコミュニケーション

平成27年度の研究目的は、本実践として、過去2年間の教育実践から得られた結果をもとに、国立大学教育実践研究関連センター協議会の50の加盟大学から実践に協力する大学に依頼して、「教員のICT活用指導力」が「教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム」の学習によって向上するための要件を確定することである。平成27年度の計画過去2年間の実践結果をもとに、国立大学教育実践研究関連センター協議会の50の加盟大学に依頼して、「教員のICT活用指導力」が「教師のためのメディア情報リテラシーカリキュラム」の学習によってどの程度向上するかについて検証する。前年度の実践結果を、8月下旬に中国で開催される第四回媒介素養教育国際学術研究会で発表し、また、本年度の研究の中間報告を9月に開催される日本教育工学会大会で発表する。現職教員について、文部科学省が定めた教員のICT活用指導力の尺度を使い、メディアリテラシーの講習会によって、指導力の向上についていくつかの項目で指導力が向上されたことが実証された。物品において書籍の購入での差額が生じたことによるメディアリテラシーの講習会で複数の課題を設定して現職教員が学習したために、どの学習がどのICT活用指導力を向上させたのかが明確ではなかった。したがって、学習課題とICT活用指導力を対応させてより詳細に実証研究を進める必要がある。次年度の物品費における書籍の購入の一部に繰り入れ予定1.謝金支出計画が間に合わず、謝金の支払いができなかった。2.その他の海外大会参加発表費が計上されなかったこと。1.謝金支払い計画を早期に提出して、謝金の早期支出につとめる。2.海外大会参加発表費用の計上を確認する。
胸腺における制御性Ｔ細胞分化メカニズムの解明

「研究の目的」胸腺における制御性T細胞分化は自己免疫寛容に極めて重要であり、制御性T細胞分化に欠陥がある場合自己免疫疾患を発症することがヒト、マウスにおいて知られている。制御性T細胞分化は胸腺において未熟T細胞が成熟する過程でおこるが、その詳細な分子メカニズムは未知の部分が多い。本研究の目的は未熟T細胞が成熟する過程に変動する遺伝子をマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析をすることで、胸腺における制御性T細胞分化メカニズムを解明することである。「実施した研究」分化段階の異なる3つの未熟胸腺CD4SP細胞(SP1, SP2, SP3)を精製し、マイクロアレイによる網羅的遺伝子解析により成熟に伴い発現が増加(または減少)する35個の遺伝子を得た。骨髄細胞に候補遺伝子をT細胞特異的に強発現させた骨髄キメラマウスを作成し、Lztfl1, Nedd4をT細胞特異的に強発現した骨髄キメラマウスは制御性T細胞の数、割合が変化することがわかった。今後、Lztfl1, Nedd4遺伝子の欠損マウスを作成、解析することで制御性T細胞分化メカニズムの詳細を明らかにする。胸腺に存在する抗原提示細胞は胸腺の制御性T細胞分化に必須である。胸腺B細胞は胸腺に最も多く存在する抗原提示細胞だが、その役割は明らかになっていない。胸腺B細胞を詳細に解析したところ、胸腺B細胞は末梢から胸腺へ移行し、胸腺内の自己反応性T細胞からCD40シグナルを受け取り活性化する。活性化した胸腺B細胞は異所性遺伝子発現を促すAire遺伝子を発現し、抗原特異的な胸腺未熟T細胞にネガティブセレクションを誘導するとともに、抗原特異的な制御性T細胞分化を促すことを明らかにした。本研究課題は廃止となった研究課題のため、記入しない。「研究の目的」胸腺における制御性T細胞分化は自己免疫寛容に極めて重要であり、制御性T細胞分化に欠陥がある場合自己免疫疹患を発症することがヒト、マウスにおいて知られている。制御性T細胞分化は胸腺において未熟T細胞が成熟する遁程で行われる。これまで胸腺において未熟CD4+CD8+細胞は成熟CD4SP細胞へと分化を進める期間に、制御性T細胞くと分化する能力を徐々に失うことが報告されている。一方でその詳細な分子メカニズムは未知の部分が多い。本研第の目的は未熟T細胞が成熟する過程に変動する遺伝子をマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析をすることで、胸肪における制御性丁細胞分化メカニズムを解明することである。「実施した研究」制御性T細胞分化の詳細なメカニズムを調べるため我々は分化段階の異なる3つの未熟胸腺CD4SP細胞(SP1, SP2, SP3)を精製し、マイクロアレイによる網羅的遺伝子解析により成熟に伴い発現が増加(または減少)する遺伝子を調べた。その結果T細胞成熟にともない発現が変動する35個の遺伝子を得た。35個の遺伝子のうち制御性T細胞に分化に関連しうるものを選びRTPCRによってマイクロアレイのデータを確認した。候補遺伝子を強発現、発現を減弱させるレンチウイルスベクターを作成し、骨髄細胞に候補遣伝子をT細胞特異的に強発現、または減弱させた骨髄キメラマウスを作成し、候補遺伝子が制御性T細胞に与える影響を調べている。これまでのところ、Lztfl1をT細胞特異的に強発現した骨髄キメラマウスは制御性T細胞の数、割合が減少することがわかった。今後、候補遺伝子をT細舶特異的に強発現、またはノックダウンさせた骨髄キメラマウスをすべて作成し、制御性T細胞分化に影響を及ぼす遺伝子候補を絞る。候補遺伝子の欠損マウスを作成、解析することで制御性T細胞分化メカニズムの詳細を明らかにする。活性化した胸腺B細胞は異所性遺伝子発現を促すAire遺伝子を発現し、抗原特異的な胸腺未熟

T細胞にネガティブセレクションを誘導するとともに、抗原特異的な制御性T細胞分化を促すことを明らかにした。本研究課題は廃止となった研究課題のため、記入しない。T細胞成熟に伴い変動する遺伝子の候補を得ることが、1年目の研究計画であり、これに関しては達成することができたため、研究はおおむね順調に進展していると自己評価する。今後は候補遺伝子のクローニング、候補遺伝子を強発現または発現を減弱させるレトロウイルスペクター作成、おそびレトロウイルスベクターを感染させた骨髄キメラマウスを作成することで候補遺伝子の制御性T細胞分化に与える影響を評価する。レトロウイルスベクター作成、それを用いた骨髄キメラマウスの作成等の実験系はすでに研究室において確立されているので、効率よく研究が進むことが期待できる。
DAPキナーゼを対象とする婦人科悪性腫瘍に対する新分子標的治療法の開発

Death-associated protein kinase (DAPK)は、我々の研究から、多くの子宮癌細胞の必須生存因子であり、抗癌剤感受性を制御する因子であること、DAPK制御は抗癌剤多剤耐性を克服できること、DAPKノックアウト雌マウスは成獣に発育して妊娠できること、などの事実を証明してきた。これはDAPKが子宮癌細胞とある種の卵巣癌細胞に対する安全で特異的な治療の分子標的になることを示している。そこで、本研究では、1)in vivoでも容易に調節可能なDAPK発現調節薬剤の選別と作用機序を明らかにすること、2)DAPK発現抑制分子標的治療を行う上でのin vitro, in vivoの解析をすること、3)担癌マウスを用いた動物実験でDAPKを標的とした治療効果を評価すること、を最終目標とした。初年度は、計画していた以下の3角度からの解析を行ったが、分子標的療法に直結する結果はまだ得られていない。(1)DAPK発現を制御する各種メチル化制御分子および各種シグナル伝達調節分子のスクリーニングを実施した。新規に樹立したパクリタキセル耐性株ではアポトーシスシグナルと抗癌剤感受性シグナルに乖離現象が認められた(Tanaka T etal, Int J Oncol 2012, in press)が、DAPKの関与については解析中にある。(3)DAPKノックアウトマウス由来細胞を用いた抗癌剤誘発細胞死シグナルと回復法の解析は、動物実験センターの感染事故のために実験が中断された。