hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域経済統合の開発戦略としての可能性の研究-市場と政府の関係の新しい枠組みとして

本研究では、経済開発論および地域経済統合理論を用い、グローバル化する現代世界経済下での、地域経済統合の可能性と限界について、ラテンアメリカという地域的コンテキストを踏まえながら接近した。同地域における地域経済統合は、新自由主義的開発政策への転換と軌を一にして再活性化した。本研究では、この同時性に着目しつつ、新自由主義的開発戦略のもつ限界をも意識しながら進めた。対象範囲の限定性などから十分な実証的根拠を与える点では課題を残しているが、その成果は以下のとおりである。第1に地域経済統合は、それが創る市場の歪曲によって域内の経済開発の推進を図る政策である。その成否は、この差別がもたらす動態的開発効果と静態的非効率のバランスによって決まる。第2に、NAFTAとMERCOSURは、異なる戦略によって統合の非効率に対処しようとしている。NAFTAでは、最先進国との統合によって非効率(貿易転換効果)を最小化させるとともに、比較優位構造の高度化を達成している。MERCOSURは域内水平分業の創出をつうじて動態的な規模の経済を発生させることにより静態的非効率を克服しようとしている。第3に、これまでのところNAFTAがMERCOSURよりもパフォーマンスが優れている。ただし、NAFTAは域内に対しては市場主義的色彩が強く、政治社会的摩擦をひき起こしやすい。また域内先進国経済への依存の深化は、経済好循環時には障害となりにくいが、下降循環において持続可能性が試されることになる。第4に、MERCOSURにおいては、統合成果と負担の配分が問題となる。特に加盟各国はいまだ不安定な経済状態を抱えており、統合推進目標と国内経済均衡(安定)目標が背反する状況下で、統合の静態的(短期的)非効率に耐えるのは困難である。特に為替レートの安定化は、動態的(長期的)成果が獲得できるような安定的な統合過程の進展のためには決定的に重要である。平成11年度は研究計画に準じて次のような課題に取り組んだ。第一に地域経済統合の成果を検証する前提として、理論モデルのラテンアメリカ地域における経済統合への適用可能性を探る研究。第二に(新)制度主義学派による開発政策(市場と政府の関係)評価の整理・検討。第三にアジア地域における開発政策とその挫折の経緯と80年代のラテンアメリカ地域の失敗との比較検討。第四に世界経済の構造変動に関するの諸議論の検討、である。以上により、今後の研究継続の基盤として獲得した成果は以下のようにまとめられる。第一に、近年の新経済地理学を利用した経済統合モデルは、グローバリゼーション、すなわち世界レベルでの統合と、地域レベルでの統合の同じ進展という事態を説明可能であり、そのことはラテンアメリカ地域においても適用可能であることである。第二に、アジアにおける通貨・金融危機の経験は、新制度主義学派によって評価されつつあった開発への固有のシステムを危機に陥らせていること。第三に、80年代のラテンアメリカと90年代後半の東アジアの危機に共通する要素は、各社会に固有の制度的前提に基づいた開発の政治経済システムが、世界経済の変化=グローバリゼーション過程に適応できなかった事に見られる点である。ただ、最後のものに関しては、グローバリゼーション過程の急激さが、多大な社会的・政治的摩擦がともなう適応を不可能にしている側面も重視しなければならない。各国の制度変化の速度と世界経済の変化速度にギャップがあり、これをどちらにあわせて調整すべきかということが今後の重要な検討課題となる。特に途上国の場合、そのような摩擦を調整する力が弱いのであるが、第一の成果からは、その力の強化に地域経済統合は貢献しうる点も確認できている。

平成12年度は、研究計画にしたがって以下の課題に取り組んだ。(1)新制度学派の開発政策に対する評価の整理・検討、世界経済の構造変動に関する諸議論の検討、(2)現代の制度変革の前提としての、アジア、ラテンアメリカ両地域の発展過程の検討、(3)両地域における経済統合の性格の解明、(4)両地域における地域統合の正確の差異と共通性の探求である。以上により、今後の研究継続の基盤として獲得した成果は以下のようにまとめられる。第一に、新制度学派による経済開発過程での政府の貢献に関する議論の検討からは、政府が民間部門のコーディネーション能力育成、制度形成を促すやくわりのゆうえきせいを確認する事ができた。日本における企業間関係、メーンバンク制度、韓国におけるコンテストベース補助金政策など、「状態依存型レント」を発生させる政策の有効性である。しかしながら、第二に、現在のグローバリゼーション過程のもとで国内的政策によって「状態依存型レント」を発生させる事、また個別国独自の非市場的民間部門の資源配分システム形成困難になっている。第三に、アジア、ラテンアメリカ両地域のこれまでの経済統合の試みを検討した結果、それらは、グローバリゼーションのもと一国レベルでは困難となりつつある非市場的民間部門の開発志向的資源配分システム形成を促す「状態依存型レント」を発生させる政策としての側面を持つ可能性がある。第一と第二の点については研究発表欄に記した論文としてまとめた。第三の点については、両地域の経済統合過程の異質性と同質性の一層の検討を通じて実証していく事が課題としてなお残されている。この点は次年度における継続研究課題としなければならない。13年度は、「開発政策の視点からの地域経済統合の比較研究」の遂行を中心的課題として、以下のようなサブ・テーマに沿って研究に取り組んだ。(1)経済統合理論の再検討。(2)ラテンアメリカ地域の経済統合の比較研究。(3)アジア地域経済統合の展開の研究。(4)計画最終年度(14年度)を前に、平成11年度から13年度までの研究成果を統合。本年度研究成果は、以下のとおりである。(1)については、動態的貿易理論の成果を取り入れ、従来静態的貿易論の成果にたって論じられてきた経済統合論の再評価を試みた。(2)については、(1)の理論的整理、およぴMERCOSUR諸国での現地調査の上に立って、MERCOSURとNAFTAとの成果の比較を行い、「水平的統合」と「垂直的統合」として両者の性格の差異を整理した。そして、現在の世界経済環境の下では、MERCOSUR型=「水平的統合」は、NAFTA型=「垂直的統合」よりも困難に直面する可能性が高いことを明らかにした。(1)・(2)については、論文「水平的地域統合の経済開発効果-MERCOSURの成果と限界」、学会発表「地域経済統合の可能性と限界」(ラテンアメリカ政経学会第38回全国大会報告2001年11月11日京都外国語大学)として、公表した。
精子のメカノバイオロジー

流体環境下における精子運動性と機能分子との相関を知り、卵管内の力学的環境を反映させることが受精プロセスにとって重要であるか否かを分子生物学的に検証する。運動精子速度と頭部の蛍光強度の間には正の相関が見られ、流速が上昇すると運動精子の頭部が上流側に向くことが示唆された。精子固定時の流速上昇時に頭部および頸部の細胞内カルシウム濃度上昇が観察された。頭部と頸部で精子運動に関わるシグナル伝達が働いており、卵管内等の流体中を運動し受精するために必要な分子機能を備えていると推察される。卵管内で卵巣から子宮への流れが生じている中で精子が連動性を維持しかつ卵管内を遡上し卵子にたどり着くためには、精子が流れの向きを感知して運動していると推察される。一般的に細胞運動を制御する因子の一つとしてCa^<2+>が知られているため、そのイオン動態を把握することは精子の運動性と受精メカニズムの解明に貢献する。本研究では、流れ等の物理的刺激が存在する環境下における精子の運動とそのイオン動態について情報を得、受精プロセスに必要な精子運動と卵管の力学的環境に関する理解を深めることを目的とする。流体刺激を負荷させるために、マイクロチャネル内の精子運動軌跡と細胞内カルシウム濃度([Ca^<2+>]_i)の同時計測系を構築した。2-10(μM)のFluo-4 AMで染色した健常者の運動精子を高さ50μm,幅500μmのPDMS(Polydimethylsiloxiane)製マイクロチャネル内に入れて、共焦点蛍光顕微鏡観察は488nm励起光を共焦点スキャナCSU-10に通過させて観察を行った。運動精子と不動精子の[Ca^<2+>]_iを比較したところ、高速運動精子の頭部蛍光強度が高く観察された。また、運動精子速度と頭部の蛍光強度の間には正の相関が見られた。最大粒子速度が0.15mm/secのマイクロ流体中において、[Ca^<2+>]_iが観測された運動精子では、頭部を上流側に向けている精子が散見された。従って、精子は流体の向きを感知する機構が細胞内に備わっており、その機能が頭部に備わっていると考えられる。これらの精子では頭部と頸部で精子運動に関わるCa^<2+>シグナル伝達が働いており、卵管内等の流体中を運動し受精するために必要な機能を備えていると推察される。1)運動精子を高さ50μm,幅500μmのPDMS (Polydimethylsiloxiane)製マイクロチャネル内に入れて、その運動性と細胞内カルシウム濃度の([Ca2+]i)測定を行った。空気圧アクチュエーターで駆動する薄膜(0.1mm程度)を組み込んだマイクロ流路を完成させた。このマイクロ流路システムは卵管の蠕動模倣系と考えている。次に、頭部を固定し精子内イオン動態を計測する系においては、ヒト精子についてはヒアルロン酸ではなく、Poly-L-lysineをガラスにコートして精子頭部を吸着させる方法が良いことを確認した。また、ブタ精子がガラスに吸着し易いことを利用して、ブタ精子頭部をガラスに吸着させ、水頭差変化によって流速を変化させた際の[Ca2+]iを計測した。現在のところ、その定量性は見出していないが、[Ca2+]i流速が上昇する際に頭部の[Ca2+]i上昇が観察された。逆に、ブタ精子の場合ガラスを底面に貼りつけたマイクロ流路では運動性評価が困難である。酸素プラズマ処理なしでマイクロ流路を作製することによって、ブタ精子の材料への吸着を抑えることに成功した。今後はその運動軌跡と細胞内分子挙動について精査する計画である。2)イオンチャネル阻害剤(RuRedとGdCl3+)添加時の蛍光強度変化観測を試みたが、ヒト精子運動速度は著しく低下しなかったものの、[Ca2+]iに由来する蛍光強度が著しく低下したため、この観察系では精子運動性と機械受容チャネル活性に関わる議論が困難であった。この点を正当に検証するためには、流速変化と[Ca2+]i由来の蛍光変化を詳細に検討する必要があると考えている。また、今後は候補となるイオンチャネルの選択的阻害剤添加時の挙動を評価する。
出血熱ウイルスの疫学的研究及び病態生理学的研究

1フィリピンの翼手目を対象としたレストンウイルス及びSFTSウイルス疫学調査2013年度フィリピンミンダナオ諸島において86検体の翼手目を捕獲した。採材した血清を対象に、レストンウイルス(RESTV)抗体検出ELISA、IFAを用いて抗体の検出を行った。ELISA法により、ウイルス核蛋白(NP)特異的抗体が86検体中2検体、膜糖蛋白(GP)特異的抗体が4検体で検出されたが、全てIFAでは陰性を呈した。2012年度に報告した15匹のNPあるいはGP特異的ELISAで陽性の個体に関してIFAを行ったが、陰性であった。ウイルス遺伝子検出は現在のところ成功していない。過去にRESTVの発生及び抗体陽性コウモリの検出が確認されているルソン島と比較してミンダナオ諸島ではRESTV感染率は低いと考えられた。しかしながら、IFAでは陰性であるもののELISAで陽性である個体が多く検出されたことから、本地域には今まで報告されていない新規フィロウイルスが存在する可能性も示唆された。また、新興ウイルスであるSFTSウイルス特異的抗体に関しても調査した結果4検体で抗体陽性であった。フィリピンにもSFTSウイルスに類似するウイルスの存在が示唆された。2アレナウイルスの遺伝子非翻訳領域の解析リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)のリバースジェネティクス法を用いLCWの遺伝子非翻訳領域に関する機能解析を行った。ウイルス遺伝子の両末端19塩基は、転写複製に必須な領域である。両末端を除く非翻訳領域の解析を行った結果、S分節ゲノムの5末端20-30塩基を欠損した場合、ウイルス増殖がみられなかった。また、31塩基以降の膜糖蛋白(GPC)のORFの上流までを欠損させた場合でもウイルス増殖に支障がないことが解明された。ミニゲノムレベルの解析では5末端20-30塩基を欠損させた場合ゲノムの転写複製は観察された。5末端20-30塩基に関してもウイルス増殖の過程に必須な領域であり、本領域はウイルス遺伝子の転写複製以外の役割を担っている可能性が示唆された。(抄録なし)1フィリピン翼手目におけるレストンエポラウイルスREBOV)疫学調査【目的】フィリピンにおいて、宿主と考えられるコウモリのREBOV抗体及び脾臓におけるウイルスRNA検出を試み、感染の実態の解明を目的とした。【本年度の進捗状況】フィリピンにおいて、コウモリサンプリングをおこなった。得られた23検体の血清及び、過去に採材した血清110検体を対象にREBOV核蛋白(REBOV-NP)及び膜糖蛋白(GP)を抗原としたELISAをおこなった。また、脾臓RNAからRT-PCR法を用いてウイルスゲノム検出を試みた。採材血清、脾臓からは抗体及びウイルス遺伝子は検出されなかった。以前の調査からルーセットオオコウモリ属で陽性検体が得られている。従って、今後も調査を行う必要がある。2レストンエポラウイルス感染カニクイザルにおける自然免疫系の解析【目的】エボラウイルス(EBOV)感染症は霊長類に対し高い致死性を示す。本研究ではREBOV-NP及びGPを標的とした抗体検出系、及び中和試験法、抗原検出ELISAを用い、1996年REBOV感染個体を対象に、自然免疫系の解析をおこなった。【本年度の進捗状況】カニクイザル感染個体の血清を用いNP、GP、中和抗体の抗体価を調査した。その結果、Anti-NP抗体陽性の個体であっても、数検体でウイルス血症陽性であり、中和抗体の上昇が見られる個体ではウイルス血症陰性であった。これらの結果はサルの自然感染後のウイルス血症からの回復にはGP抗体の産生が重要であり、感染後の予後の予測の指標になると考えられる。3リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)のS segmentミニゲノム系の確立【目的】サルに接種した場合、肝炎及び出血熱を起こすLCMV WE strainのミニゲノム(MG)の作製を試みた。【本年度の進捗状況】ゲノム非翻訳領域をクローニングし核蛋白(NP)部へGFP、luciferaseの挿入を試み、polymerase I driven MGを作製した。本プラスミドをLCMVWE-NP発現プラスミド、Armstrong株-L発現プラスミドとともにBHK細胞へtransfectionした。その結果、GFPの発現が確認され、MGが機能性を保持していることがわかった。来年度以降、本MGを用いて、LCMVの遺伝子機能の解析をおこなっていく予定である。今年度もエボラウイルス及びアレナウイルスに関する研究を行った。エボラウイルスに関する研究では、フィリピンミンダナオで採材したオオコウモリ70匹の血清を用い、エボラウイルス核蛋白及び膜糖蛋白に対する抗体の有無を調査した。その結果、同所で捕獲したルーセットオオコウモリ37匹中15匹が核蛋白あるいは膜糖蛋白抗体陽性であった。フィリピンのルソン島だけでなくミンダナオ島に関してもレストンエボラウイルスの感染環がある可能性が示唆された。しかしながら、エボラウイルスが属するフィロウイルス科全てを網羅するプライマーを用い脾臓から遺伝子検出を試みたが、ウイルス遺伝子を検出することは出来なかった。また、同ウイルスに感染し出血熱を呈したカニクイザルの血清を用い、免疫動態の解析も行った。膜糖蛋白に対する抗体上昇とウイルス排他に有為の関係性があり、一方で核蛋白に対する抗体の上昇とウイルス排他には相関性がみられなかった。

血中のサイトカイン・ケモカイン量を解析した結果、ヒトのエボラ出血熱と似た解析結果が得られた。アレナウイルスに関する研究では、同ウイルスのリバースジェネティクス法及びLsegmentに対するミニゲノムシステムを確立した。また、遺伝子非翻訳領域を欠損させ解析した結果、ウイルス遺伝子のSセグメントの5'非翻訳領域の一部を欠損させると遺伝子複製効率が下がり、ウイルスが産生されないことがわかった。今後さらに狭い領域を欠損させた変異体を作製していき、詳細な解析を行っていく予定である。1フィリピンの翼手目を対象としたレストンウイルス及びSFTSウイルス疫学調査2013年度フィリピンミンダナオ諸島において86検体の翼手目を捕獲した。採材した血清を対象に、レストンウイルス(RESTV)抗体検出ELISA、IFAを用いて抗体の検出を行った。ELISA法により、ウイルス核蛋白(NP)特異的抗体が86検体中2検体、膜糖蛋白(GP)特異的抗体が4検体で検出されたが、全てIFAでは陰性を呈した。2012年度に報告した15匹のNPあるいはGP特異的ELISAで陽性の個体に関してIFAを行ったが、陰性であった。ウイルス遺伝子検出は現在のところ成功していない。過去にRESTVの発生及び抗体陽性コウモリの検出が確認されているルソン島と比較してミンダナオ諸島ではRESTV感染率は低いと考えられた。しかしながら、IFAでは陰性であるもののELISAで陽性である個体が多く検出されたことから、本地域には今まで報告されていない新規フィロウイルスが存在する可能性も示唆された。また、新興ウイルスであるSFTSウイルス特異的抗体に関しても調査した結果4検体で抗体陽性であった。フィリピンにもSFTSウイルスに類似するウイルスの存在が示唆された。2アレナウイルスの遺伝子非翻訳領域の解析リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)のリバースジェネティクス法を用いLCWの遺伝子非翻訳領域に関する機能解析を行った。ウイルス遺伝子の両末端19塩基は、転写複製に必須な領域である。両末端を除く非翻訳領域の解析を行った結果、S分節ゲノムの5末端20-30塩基を欠損した場合、ウイルス増殖がみられなかった。また、31塩基以降の膜糖蛋白(GPC)のORFの上流までを欠損させた場合でもウイルス増殖に支障がないことが解明された。ミニゲノムレベルの解析では5末端20-30塩基を欠損させた場合ゲノムの転写複製は観察された。5末端20-30塩基に関してもウイルス増殖の過程に必須な領域であり、本領域はウイルス遺伝子の転写複製以外の役割を担っている可能性が示唆された。交付申請書に記載した通り、LCMVのミニゲノムの系を23年度に確立するとが出来た。24年度、25年度に本系を用いて実験をおこなっていくことが可能であることからおおむね順調であると考えられる。エボラウイルスに関する研究は、サルにおける病態生理の解析を終了した。
血友病の遺伝子治療法の確立とカニクイザルを用いた前臨床実験への展開

治療効果が期待できるレベルの第VIII因子発現が、マウス骨格筋をターゲットとしたAAV1ベクターを用いた遺伝子導入法、また、肝臓をターゲットとしたAAV8ベクターを用いた遺伝子導入法により得られ、AAVベクターを用いた安全性が高い血友病A遺伝子治療法の可能性が示された。さらに、SIVベクターを用い、血液幹細胞、脂肪組織をターゲットとした血友病Aの遺伝子遺伝子治療法の可能性に加え、血小板をターゲットとした遺伝子治療の可能性も示唆された。GPIbαプロモーターにより血小板特異的発現を可能とさせえるSIVベクターを用いてFVIII遺伝子導入をおこなった血液幹細胞を血友病マウスへ移植したところ血小板特異的遺伝子発現が得られ、血液幹細胞を移植した血友病Aマウスは出血症状が改善した。組織・臓器特異的遺伝子導入をめざした試みにおいて、PAI-1プロモーターを用いた血管内皮細胞をターゲットとする血友病B遺伝子治療法の可能性と有効性が示された。カニクイザルをもちいた血友病B遺伝子治療の前臨床実験を行い、カニクイザル骨格筋にAAVベクターによりヒト第IX因子遺伝子を発現させ、カニクイザルおいて導入遺伝子からのヒト第IX因子の発現が確認され、その血液濃度は治療レベルに達した。しかし、高いアミノ酸配列の相同性にもかかわらず、ヒト第IX因子は異種タンパクとして認識され抗体が産生されたためヒト第IX因子の長期発現は得られなかった。この問題を解決するために、カニクイザルにおいても検出可能な変異カニクイザル第IX因子を発現しえるAAVベクターをカニクイザルへ投与したところ、導入遺伝子からの変異第IX因子の長期発現がえられた。これらの結果は安全な血友病遺伝子治療が可能であることを示唆すると考えられる。血友病遺伝子治療を目的として、凝固因子遺伝子を搭載したウイルスベクターを実験動物へ投与し、導入遺伝子から発現される凝固因子レベルを検討した。これまで、adeno-associated virus(AAV)vectorへの第VIII因子(FVIII)遺伝子の搭載は困難であったが、第VIII因子(FVIII)遺伝子を改変することと、極短いが強力な発現力をもつβ-actin minimum promoterを用いることでFVIII遺伝子搭載AAVを作製しえた。このベクターを用いることで治療効果が期待できるレベルの第VIII因子発現が、マウス骨格筋をターゲットとしたAAV1ベクターを用いた遺伝子導入法、また、肝臓をターゲットとしたAAV8ベクターを用いた遺伝子導入法により得られ、AAVベクターを用いた安全性が高い血友病A遺伝子治療法の可能性が示された。さらに、SIVベクターを用い、血液幹細胞、脂肪組織をターゲットとした血友病Aの遺伝子遺伝子治療法の可能性に加え、血小板をターゲットとした遺伝子導入法の可能性も示唆された。組織・臓器特異的遺伝子導入をめざした試みにおいて、PAI-1プロモーターを用いた血管内皮細胞をターゲットとする血友病B遺伝子治療法の可能性が示された。カニクイザルをもちいた血友病B遺伝子治療の前臨床実験を行い、カニクイザル骨格筋にAAVベクターにより変異カニクイザル第IX因子遺伝子発現を試みたところ、カニクイザルおいて導入遺伝子からの第IX因子の発現がえら、血液中に検出された。さらに、血友病新生仔マウスにおいてヒト第VIII因子に対する免疫寛容が誘導され、そのメカニズムがanergyであることが示された。これらの結果は安全な血友病遺伝子治療が可能であることを示唆するとともに、臨床でも遺伝子治療においても問題となるインヒビター対策への手がかりとなるものと考えられる。

さらに、SIVベクターを用い、血液幹細胞、脂肪組織をターゲットとした血友病Aの遺伝子遺伝子治療法の可能性に加え、血小板をターゲットとした遺伝子治療の可能性も示唆された。GPIbαプロモーターにより血小板特異的発現を可能とさせえるSIVベクターを用いてFVIII遺伝子導入をおこなった血液幹細胞を血友病マウスへ移植したところ血小板特異的遺伝子発現が得られ、血液幹細胞を移植した血友病Aマウスは出血症状が改善した。組織・臓器特異的遺伝子導入をめざした試みにおいて、PAI-1プロモーターを用いた血管内皮細胞をターゲットとする血友病B遺伝子治療法の可能性と有効性が示された。カニクイザルをもちいた血友病B遺伝子治療の前臨床実験を行い、カニクイザル骨格筋にAAVベクターによりヒト第IX因子遺伝子を発現させ、カニクイザルおいて導入遺伝子からのヒト第IX因子の発現が確認され、その血液濃度は治療レベルに達した。しかし、高いアミノ酸配列の相同性にもかかわらず、ヒト第IX因子は異種タンパクとして認識され抗体が産生されたためヒト第IX因子の長期発現は得られなかった。この問題を解決するために、カニクイザルにおいても検出可能な変異カニクイザル第IX因子を発現しえるAAVベクターをカニクイザルへ投与したところ、導入遺伝子からの変異第IX因子の長期発現がえられた。これらの結果は安全な血友病遺伝子治療が可能であることを示唆すると考えられる。
耐障害性を備えた高信頼次世代アクセス光ネットワークの研究

本研究の目的は、光スプリッタを用いた現在のアクセス光ネットワークPON(Passive Optical Network)よりも耐障害性、信頼性に優れた次世代のアクセス光ネットワークアーキテクチャを確立することである。次世代アクセス光ネットワークアーキテクチャとして、光スイッチを用いたアクセス光ネットワークアーキテクチャを提案し、それに基づき耐障害性を実現するための技術に関して研究開発を行う。今年度は、多段に光スイッチを接続した光アグリゲーションネットワークにおいて、高信頼性と低光損失性を達成するために、2×2光スイッチを用い小規模なリング型トポロジーをツリー状に接続するアーキテクチャを提案した。更に、提案アーキテクチャの具体的な設計手法を示し、典型的なトポロジーとの比較により、提案手法が光アグリゲーションネットワークの構築に有効となるユーザ数の範囲を示した。次世代アクセス光ネットワークアーキテクチャでは耐障害性に加え、消費電力削減や複数のサービスに対応することが要求される。そこで、光スイッチを使用する次世代アクセス光ネットワークの消費電力効果に関する研究や、マルチキャストを実現するための光スイッチ制御方式に関して研究を行った。前者では、多段に光スイッチを接続した光アグリゲーションネットワークは、従来のインターネットと比較して消費電力を1/20から1/30削減できることを示した。後者では、光スイッチを用いたアクセス光ネットワークアーキテクチャにおいて、光スイッチの出力パワーをフレキシブルに制御することで、一回のデータ転送で複数の端末が受信可能なアーキテクチャおよびマルチキャストデータ受信端末選択方式を提案した。30msec以下というオンデマンドブロードバンドサービスで許容可能な時間内でマルチキャストデータ受信端末を選択することが可能であることを示した。本年度は、耐障害性に優れたアクセス光ネットワークアーキテクチャに関する研究を行った。現在のアクセス光ネットワークであるPON(Passive Optical Network)と比較して、耐障害性に優れた耐障害性に優れたアーキテクチャを提案した。提案アーキテクチャの特徴は、PONで使用している光スプリッタに替わり、ナノ秒で切り替え可能な超高速光スイッチを使用して、複数のアクセス光ネットワークを束ねることで、冗長性のある光ネットワークを構成するところにある。光スイッチを使用したアーキテクチャ構造に関して、従来の考え方では、アクセスネットワークのツリー構造に冗長性を持たせた二重化ツリー構造とメトロネットワークで採用されているリング構造がある。二重化ツリー構造では冗長性を持たせるための光スイッチ使用数の増加、リング構造では光スイッチを多数経由することによる光信号の損失が問題となる。そこで、本研究ではツリー構造をベースに複数のリング構造を組み合わせた構造を提案し、収容加入者数に応じた設計法を確立した。提案した構造では、二重化ツリーよりも光スイッチ数を抑えて、所望の光信号レベル、耐障害性を満たすアーキテクチャを設計できることを示した。また、提案アーキテクチャでは、複数のアクセス光ネットワークを束ねることで基地局数等を低減することが可能であるため、消費電力の低減が期待される。そこで、大規模アクセス光ネットワークやアクセスネットワークとメトロネットワークの統合も本研究の応用として視野に入れ、省エネルギーの観点からも提案アーキテクチャの評価を行い、提案アーキテクチャが有効であることを示した。
摩擦攪拌による異種金属接合体の疲労破壊過程の解明と強度向上に関する基礎的検討

本研究では,摩擦攪拌接合(FSW)により,複数の組合せの鉄鋼材料とアルミニウム合金からなる接合体を創製し,材料の組合せに応じた最適な接合条件を求めた.次に,得られた接合体を用いて疲労試験を行い,それらの基本的な疲労強度特性や疲労破壊のメカニズムについて検討した.また,接合体に後熱処理(時効処理)を施し,硬度が回復した接合体の疲労強度特性や,未熱処理材との疲労破壊形態の差違についても,検討を加えた.本研究では,摩擦攪拌接合(FSW)による異種金属接合体の疲労破壊過程の解明と,それに基づいた接合体の強度向上を目的としている.今年度は,疲労試験中に接合部近傍を連続的に観察する装置の試作を予定していたが,それに先立ち,観察対象となるFSWによるAl-Mg-Si系合金と低炭素鋼の接合体作製を試みた.本研究では,対象となる強度試験を引張試験のみではなく,疲労試験に拡張しており,それにあわせ接合体の形状寸法を設計変更した.その結果,従来の接合条件では,安定した接合体が得られないことが判明した.そこで,これまでの知見をもとに,試行錯誤的かつ系統的に接合条件を変化させて大ざっぱな接合可能条件範囲を求め,接合可能条件範囲内で,接合速度条件のみを系統的に変化させた複数の接合体を作製し,組織観察や各種の強度試験を実施した.その結果,Al合金側には,0.05mm1mm程度のFeを主成分とした小片が散在しており,それらの量が,一つの接合体内で分布していることがわかった.これらの小片は,接合加工時に接合ツールが鋼側の新生面を露出させ,Al合金との反応を促進させる際に発生したものである.次に,得られた接合体から機械加工した試験片を用いた引張試験,ならびに,応力レベルを一定とした簡易疲労試験を実施し,接合箇所(小片の量)と強度の関係を調査した.その結果,接合体の破壊に対しては,小片は強度を下げる要因となる応力集中源にはならないことがわかった.また,巨視的には破面が接合界面での破壊であっても,微視的にはき裂発生起点が界面ではなくAl合金側にシフトしている等の知見を得た.なお,疲労試験中の接合部近傍を連続的に観察する装置は,上記のように接合体の作製と基本的な特性の把握に予想以上の時間を要したため,年度内に試作を完了することができなかったが,平成28年度前半の完成を予定している.本研究では,摩擦攪拌による異種金属接合体の疲労破壊過程の解明を目指しており,疲労試験中に接合部近傍をリアルタイムで観察する装置の試作を予定している.当初は,平成27年度中の試作完了を目指していたが,研究実績の欄に記載したように,疲労試験片を作製するための第一段階となる,Al-Mg-Si系合金と低炭素鋼からなる異種金属接合体の作製ならびに基本的な特性把握に,予想以上の時間を要したため,疲労試験中に接合部近傍を観察する装置の試作が年度内に完了しなかった.装置の基本構想には変更はなく,平成28年度前半の完了を目指して試作を継続中であるが,このような理由から,当初の予定よりも,やや遅れていると判断するものである.本研究では,摩擦攪拌接合(FSW)による異種金属接合体の創製と基本的な疲労強度特性の把握ならびに破壊過程の解明,さらに,それに基づいた接合体の強度向上を目的としている.これまで,A6063合金と炭素鋼S45Cを,摩擦攪拌により突き合わせ接合した接合材を供試材としており,昨年度までは,接合体内で強度に分布が生じる等,安定した接合体を得ることがやや困難であった.そこで,接合体の組織観察や予備的な強度試験の結果から,詳細な接合手順を見直し,新たな手順を付与することで,ほぼ強度の安定した接合体を得ることが可能となった.得られた接合体から疲労試験片を機械加工し,それらを用いた疲労試験を実施した.その結果,同じ接合条件であっても,接合体の違いによって疲労破壊形態が異なる場合があり,結果的に疲労強度(寿命)が異なることがわかった.すなわち,接合による攪拌部(SZ)を起点として疲労破壊する場合が最も低強度で,ついで,接合界面で破壊する場合,最も高強度なのがA6063内の熱加工影響部(TMAZ)と熱影響部(HAZ)との境界近傍を起点とする場合であった.SZ部を起点とする場合は,SZ部内に存在する欠陥を起点として疲労き裂が発生しており,TMAZ部とHAZ部との境界近傍を起点とする場合は,接合加工による軟化領域と母材部の境界で,硬度が急激に変化する領域を起点としていた.A6063は析出硬化型Al合金であるため,適切な熱処理により硬度,強度の向上が期待される.そこで,接合済の供試体に,T6処理に準拠した熱処理を施したところ,接合状態にはほとんど影響を与えることなく,軟化領域の硬度が回復することがわかった.また,この試験片を用いた疲労試験を実施したところ,SZ部に欠陥がある場合でも,それらを起点とした疲労き裂が発生するものの破断にまでは至らず,疲労強度が25%程度向上することが明らかとなった.昨年度までは,摩擦攪拌による,強度の安定した接合体を得ることが困難であったが,今年度その接合プロセスを見直したことで,安定した接合体を得ることができるようになった.これにより,疲労試験による基本的な疲労強度特性の把握や,疲労破壊過程の検討を行っている.

また,接合体へ熱処理を施すことで強度の改善が期待されるなど,当初,予定していなかった追加の検討により得られた知見もあり,ほぼ,順調に進展しているものと考えられる.本研究では,摩擦攪拌接合(FSW)による異種金属接合体の創製と基本的な疲労強度特性の把握ならびに破壊過程の解明,さらに,それに基づいた接合体の強度向上を目的としている.昨年度までは,A6063合金(展伸材)と炭素鋼S45Cを,摩擦攪拌により突き合わせ接合した接合材を供試材として疲労試験を実施し,基本的な疲労強度特性に加え,疲労破壊のメカニズムについて検討した.また,接合による攪拌部(SZ)に欠陥がある供試材に,時効処理を施したところ,疲労強度が25%程度向上すること等を明らかにした.今年度は,これに引き続き,SZ内に顕著な欠陥が生じていない接合体についても,時効処理を施して疲労試験を実施した.その結果,欠陥のない場合でも時効処理により疲労強度が25%程度向上することがわかった.本接合材は,A6063内の接合部近傍が,摩擦攪拌作用により軟化する特徴があり,時効処理により,SZ部の硬度は回復するものの,熱加工影響部(TMAZ)と思われる領域では,局所的に,硬度が回復しない領域が残留する.疲労破壊は,高応力レベルにおいて,この硬度が回復しない領域で発生し,中低応力レベルでは接合界面近傍で発生していた.つまり,負荷応力による破壊形態の遷移がみられた.一方,これと平行して,ダイカスト用Al合金ADC12とA45C接合体を作製し,機械的性質を検討した.その結果,ADC12内の接合領域は,A6063の場合と異なり軟化しておらず,ほぼ,母材部と同程度の硬度を維持していることがわかった.また,本接合体を用いた疲労試験を実施し,基本的な疲労強度特性を把握するとともに,疲労破壊形態について検討した.その結果,ADC12内には軟化領域が存在しないため,A6063の場合には問題にならない程度の僅かな欠陥であっても,それらが疲労破壊の起点となることがわかった.本研究では,摩擦攪拌接合(FSW)により,複数の組合せの鉄鋼材料とアルミニウム合金からなる接合体を創製し,材料の組合せに応じた最適な接合条件を求めた.次に,得られた接合体を用いて疲労試験を行い,それらの基本的な疲労強度特性や疲労破壊のメカニズムについて検討した.また,接合体に後熱処理(時効処理)を施し,硬度が回復した接合体の疲労強度特性や,未熱処理材との疲労破壊形態の差違についても,検討を加えた.これまで述べたように,本研究の前半となる平成27年度から平成28年度前半にかけては,摩擦攪拌による異種金属接合条件の確立,基本的な疲労試験の実施ならびに,疲労試験中における接合部近傍の観察装置の試作が主要な内容となる.このうち,観察装置の試作が前述のとおりやや遅れていることから,まずは,これの試作完了を最優先課題とし,これと平行して,安定した接合体を得るための接合加工実験を随時実施する.また,作製した接合体から機械加工した試験片を用いた疲労試験を実施し,基本的な疲労特性の把握を目指す.
高齢者の認知機能向上を目指した咀嚼と認知課題のdual taskトレーニング効果

本研究では,咀嚼運動と認知機能課題とのdual taskトレーニングが,認知機能の向上に寄与することを検証することを目的としている.まず非侵襲的に脳活動を計測し,その変化を指標として認知機能向上に効果的な咀嚼dual taskの条件を探索・同定し,次いで,ランダム化比較試験により咀嚼dual taskトレーニングの認知機能に対する効果を検証するための計画を現在作成中である.研究初年度の平成30年度は,脳活動変化を指標とし,認知機能向上に効果的な咀嚼dual taskの条件を同定するための実験計画を立案した.咀嚼dual taskが,認知機能に関わる脳部位の賦活に効果的であることを確かめるために,先行研究で行っている運動課題とのdual taskと比較し,咀嚼dual task時の脳活動変化を検証するデザインを検討した.次に,研究者の所属分野にて行う検討会にてプレゼンテーションを行い,認知神経生物学分野の共同研究者を交えて研究計画のブラッシュアップを行った.その内容を基に,認知機能の回復あるいは維持の指標となるアウトカムの選定,持続効果がありかつトレーニング内容の学習効果にとどまらないdual taskで用いる認知機能課題の選定,およびトレーニング期間の検討を行った.認知機能評価とトレーニングの課題相関のある異なるテストを文献等から収集した.また関連する学会にて認知機能と口腔機能に関する資料収集を行った.研究実施に際し,評価課題およびトレーニング課題の内容について十分に検討すべき事項が多く,まず予備実験を行う必要性があるため.平成31年度中は本実験で用いる各課題とトレーニング期間を実際に予備実験にて十分検討し,倫理審査への申請および効果的な咀嚼dual taskの条件の探索を行う.本研究では,咀嚼運動と認知機能課題とのdual taskトレーニングが,認知機能の向上に寄与することを検証することを目的としている.まず非侵襲的に脳活動を計測し,その変化を指標として認知機能向上に効果的な咀嚼dual taskの条件を探索・同定し,次いで,ランダム化比較試験により咀嚼dual taskトレーニングの認知機能に対する効果を検証するための計画を現在作成中である.研究初年度の平成30年度は,脳活動変化を指標とし,認知機能向上に効果的な咀嚼dual taskの条件を同定するための実験計画を立案した.咀嚼dual taskが,認知機能に関わる脳部位の賦活に効果的であることを確かめるために,先行研究で行っている運動課題とのdual taskと比較し,咀嚼dual task時の脳活動変化を検証するデザインを検討した.次に,研究者の所属分野にて行う検討会にてプレゼンテーションを行い,認知神経生物学分野の共同研究者を交えて研究計画のブラッシュアップを行った.その内容を基に,認知機能の回復あるいは維持の指標となるアウトカムの選定,持続効果がありかつトレーニング内容の学習効果にとどまらないdual taskで用いる認知機能課題の選定,およびトレーニング期間の検討を行った.認知機能評価とトレーニングの課題相関のある異なるテストを文献等から収集した.また関連する学会にて認知機能と口腔機能に関する資料収集を行った.研究実施に際し,評価課題およびトレーニング課題の内容について十分に検討すべき事項が多く,まず予備実験を行う必要性があるため.平成31年度中は本実験で用いる各課題とトレーニング期間を実際に予備実験にて十分検討し,倫理審査への申請および効果的な咀嚼dual taskの条件の探索を行う.現在実際の測定データ管理の前の検討段階であり,パソコンの購入を本年度は見送ったため.次年度は実際のデータ採得に必要な物品の購入を予定している.
遺伝子改変マウスを用いた異所性骨起源細胞の同定

進行性骨化性線維異形成症(Fibrodysplasia Ossificans Progressiva、以下FOP)は、小児期より筋、腱、靭帯等の線維性結合組織内に徐々に異所性骨が出現する疾患であるが、異所性骨の起源細胞についてははっきりしていなかった。本申請では、神経堤細胞がFOPの異所性骨の起源の1つであるという仮説のもと、遺伝子改変マウスを駆使して検証を行った結果、予備的な結果ではあるが本仮説裏付ける結果が得られた。1.遺伝子改変マウスの作製1-A. FOPモデルマウスの作製:FOP変異は経配偶子性突然変異であり、患者のすべての細胞は生まれながらにしてACVR1 R206H遺伝子をヘテロに持っている。しかし、同様の変異を全身性に持つノックインマウスは周産期致死であることが2012年に示されたため、FOPモデルマウスとしては薬剤等による誘導型でACVR1R206Hを発現するマウスを作製することが適切と考えられた。本年度は、ドキシサイクリン誘導により全身性に導入遺伝子を発現するFOPモデルマウスを作製し、生殖細胞系列への伝達の確認、ライン化を行った。現在、ホモマウス化およびコロニー拡大を行っている。1-B.発生期の神経堤細胞を特異的に標識するCreマウスの作製:P0-Creマウスは神経堤細胞を標識するのに使用される最も実績のあるマウスである。しかし、P0-Creで標識される細胞は神経堤細胞を含んだ細胞集団であり、本申請研究の目的には発生期の神経堤細胞を特異的に標識することができるマウスが最も理想的である。遺伝子Xは胎生8日から10日の胚において神経堤細胞に特異的に発現する遺伝子である。そこでこの遺伝子の3'UTR領域にタモキシフェン誘導により核移行するCreERT2を自己切断配列(2A)で連結した形でノックインしたマウス(遺伝子X-CreERT2マウス)を共同研究先から入手し、ライン化、R26Rとの交配、およびコロニーの拡大を行った。2. BMP誘導型異所性骨の神経堤細胞起源説の検証:1-Bにより作製されたCreラインの胎生9.5日目にタモキシフェンを母体に投与して神経堤細胞を標識し、異所性骨がLacZで標識されるかを検証する予定であったが、タモキシフェン投与により全ての母体が流産したため、現在投与量とタイミングの最適化を行っている。申請時の計画のうち、遺伝子改変マウスの作製については計画通り交配を進めており、順調である。BMP誘導型異所性骨の神経堤細胞起源説の検証については、当初の計画では新たに作製したCreERTマウスを妊娠させ、胎児がE9.5になった段階でタモキシフェンを投与して神経堤細胞を標識する予定であった。しかし、全ての母体が流産したため、野生型の妊娠マウスにタモキシフェンを投与するのみのコントロール実験を実施したところ、その実験群においても全ての母体が流産した。このような理由から、目的の産仔を得ることができなかった。よって現在は実験計画を変更し、タモキシフェン投与量と投与時期の最適化、およびカウンターとなるプロジェステロンの投与を試みている。これで投与方法の最適化ができた場合には、次の実験としてBMP誘導型異所性骨の神経堤細胞起源説の検証を行う。以上から、本申請研究は当初の予定通り、あるいは方針を変更して進行しており、全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。整形外科学
国語科単元学習における書写学習の研究

【研究目的】書写教育の「学習する意義」に着目し、子どもの課題意識を高める系統性のある指導法や国語科の中での位置づけについて研究を進める。学んだことを日常生活に生かすことができてこそ書写学習の成果が上がると考え、1990年からの取り組みを柱に、学習課題を常に意識し、意欲的・効率的に継続して学習できるようにした。この学習によって、「正しく読みやすい文字」を書く能力にとどまらず、文字のもつ法則性を科学的・論理的に分析し、データを処理する力を育てることも目指している。【研究方法】現在、多くの学校では週1回程度の書写学習の時間を定期的に設定している場合が多いが、国語科の単元学習のひとつとして集中的に取り組み、言語事項の文字の学習と関連づけて定着できるようにする。書写教育を小中9か年にわたって系統的に見直し、一貫した「思考力」を育てることができるようにさまざまな実践を構想している。【研究成果】平成19年度の取り組みとして、現在小学校3年生の入門期の毛筆書写学習を対象に研究を進めているが、小学校全学年の研究を取りまとめるためにはまだ時間がかかる。引き続き、書写学習を言語事項の文字学習と関連づけ、単元構成していくために、次の研究が必要である。(1)文字構成による学習漢字の分類と教材化(2)文字の合理性・法則性の整理と教材化(3)自己評価と相互評価を組み合わせたグループ学習実践(4)教科書教材の分析(5)小中9か年を通じたカリキュラムモデルの作成(6)書写教育の変遷の整理(7)子どもの実態分析今後、単元学習による書写学習と定期的に行う書写学習を比較し、それぞれの成果と課題をまとめること、更に、書写学習と言語事項との関連に配慮した国語科学習カリキュラムモデルを考えていきたい。その際、子どもの実態と取り巻く教育環境を整理・分析把握し、学習履修状況を明らかにし、実践を蓄積したい。書写教育において、子ども一人ひとりの実態差が非常に大きいことは周知である。したがって(7)について、データをより多く集め、整理・分類していく必要がある。
渦誘起ジェットによるディフューザ内はく離流の能動制御に関わる研究

本研究は、流動機器の限界性能を支配する、はく離流の制御方法、特に状況に応じて制御するという能動制御法の確立を目的としている。そのために、調節の容易なジェットを傾斜させて壁から吹き込み境界層内に縦渦を発生させるという渦誘起ジェット法を取り上げて、円すいディフューザ内のはく離流れの能動制御の実用化を図る2年間の基礎研究を進めて、以下に示す一定の成果を得た。1.はく離流れの性質を代表する量として、逆流率分布の測定が有用であり、その計測法としてX形熱線又はスプリット形熱線プローブを使用する方法を提示した。装置等の寸法が小さい場合には一般に後者のほうが利用しやすいことになる。2.渦誘起ジェットで生ずる縦渦は小翼片からなる渦発生器に比べて弱いが、主流流速の2倍程度のジェット速度を採用すれば、はく離制御に実用できる縦渦列を境界層内に誘起することができる。3.例えば、広がり角18度で、出入口面積2.56の円すいデフューザ(入口径:D)で生ずるはく離を次の仕様からなる渦誘起ジェットにより抑制でき、圧力回復率を0.4から0.6まで増加させ得る。ピッチ角=30°、スキュー角=90°、ジェット径=0.048D、個数=8、速度比=2.0。この速度比の場合には、ジェットに使われる力学的エネルギーは回収量よりも小さく出来、有効である。4. 2次元流路の渦誘起ジェットを調べた実験との比較によれば、標準乱流モデルとRANSを基礎式とする数値計算によって流路内での縦渦の減衰等を良好にシミュレーションできた。5.出口ディフューザのような場合には、はく離の能動制御に必要となる検出量としてディフューザ入口部の速度変動のレベルを用いる方法も有用である。本研究は、流動機器の限界性能を支配する、はく離流の制御を対象にしている。壁から流路内に必要に応じて吹き込む傾斜ジェット(渦誘起ジェットという)により、境界層内に縦渦を発生させることで乱流運動を促進し、はく離を制御する方法の確立をねらったものである。本年度は、まず、逆流の計測法に取り組み、円すいディフューザ内の非定常はく離流に対しX形熱線とスプリット形熱線プローブをそれぞれ1本ずつ使用して、はく離域の逆流発生率を同時計測した。両結果には妥当な対応が見られ、いずれも逆流測定に有用であることが知れたが、3次元性の強い領域では顕著な差が両者間に生じた。この問題は、さらに追究する必要がある。次に、上述の方法を使用して、広がり角14度の円すいディフューザ内非定常はく離領域の性質を調べ、渦誘起ジェットを施した場合との違いを実験的に明らかにした。さらに、14度円すいディフューザ入口部に渦誘起ジェット用円管を装着し、はく離の制御に好適な縦渦を誘起するためのジェット吹き込み条件を実験的に調べた。ディフューザ圧力回復率および損失係数から、ジェット流量と全流量の比よりも速度比のほうが主要なパラメータであること、速度比ははく離抑制に必要最小限にするべきであること等が明らかにされた。これらの成果は公表論文、講演論文に提示しているので、剥離制御を進める際の参考になろう。今後は必要に応じて使用するという、能動制御の可能性についてさらに追究する計画である。本研究は、流動機器の限界性能を支配する、はく離流の制御方法特に状況に応じて制御するという能動制御法の確立を目的としている。

そのために、調節の容易なジェットを傾斜させて壁から吹き込み境界層内に縦渦を発生させるという渦誘起ジェット法を取り上げて、はく離流の能動制御の実用化を図る基礎研究を進めて、以下に示す一定の成果を得た。1.はく離流れの性質を代表する量として、逆流率分布の測定が有用であり、その計測法としてX形熱線又はスプリット形熱線プローブを使用する方法を提示した。装置等の寸法が小さい場合には一般に後者のほうが利用しやすいことになる。2.渦誘起ジェットで生ずる縦渦は小翼片からなる渦発生器に比べて弱いが、主流流速の2倍程度のジェット速度を採用すれば、はく離制御に実用できる縦渦列を境界層内に誘起することができる。3.例えば、広がり角18度で、出入口面積2.56の円すいディフューザ(入口径:D)で生ずるはく離を次の仕様からなる渦誘起ジェットにより抑制でき、圧力回復率を0.4から0.6まで増加させ得る。ピッチ角=30°、スキュー角=90度、ジェット径=0.048D、個数=8、速度比=2.0。4. 2次元流路の渦誘起ジェットを調べた実験との比較によれば、標準乱流モデルとRANSを基礎式とする数値計算によって流路内での縦渦の減衰等を良好にシミュレーションできた。5.出口ディフューザのような場合には、はく離の能動制御に必要となる検出量としてディフューザ入口部の速度変動のレベルを用いる方法も有用である。
SEREX法を応用したハイリスク甲状腺腫瘍の血清学的スクリーニング法の開発

本研究課題では、甲状腺癌の90%以上を占める甲状腺乳頭癌(PTC)のハイリスク者を、超音波検査(US)や穿刺吸引細胞診(FNAC)に依存せず、安価かつ正確に診断する手法を開発するための基礎的研究を行った。我々が甲状腺未分化癌患者の腫瘍組織と患者血清にてクローニングしたWD repeat domain 1 (WDR1)とFibronectin 1 (FN1)に着目し、患者血清中の自己抗体と特異的に反応し予後不良のPTCを検出する12アミノ酸のペプチドを人工合成した。合成したペプチドにて癌特異的自己抗体の検出を行うことで、予後を反映したPTCの診断マーカー開発を進める予定である。1.抗WDR1抗体価の甲状腺癌血清診断マーカーとしての確立我々が既にクローニングしたヒトWDR1 C末端のcDNAを基にして、甲状腺乳頭癌および未分化癌の診断に患者血清中の抗WDR1抗体価定量が有用であることは、Clinical Endocrinology (2013) 79, 35-42において報告した。ヒトWDR1の構造はGenbankに登録されており、研究協力者である株式会社コスミックコーポレーション研究開発課菊池唯史先生、本学地域医療学講座谷口晋一教授からの助言を受け大腸菌ベクターpMK-RQ (kanR)に人工合成した全長WDR1を挿入し、プラスミドの増幅を行った。さらにこの全長WDR1を用いて、GSTタグのかわりにHisタグを挿入したC末端側のWDR1合成を実施することにより、C末端側についてはGSTタグを含まないWDR1抗原蛋白の確保は可能となった。しかし全長のWDR1蛋白に関しては、形質転換した大腸菌の発現効率が悪く蛋白合成が困難な状況にあり、現時点ではN末端側および全長のWDR1の確保には成功していない。今回作成に成功したrecombinant蛋白については、我々が以前に検討した患者血清において比較を行った。しかし、recombinant蛋白そのものの純度が保存環境により経時的に変化することで抗体価の測定値に変化が生じることが判明し、現在蛋白の安定供給を優先しているため、多数検体での検討は保留している。2. StageIの甲状腺乳頭癌を対象としたSEREXによる癌抗原スクリーニング本来であれば来年度開始予定のStageIの甲状腺乳頭癌スクリーニングに優れた新規診断マーカーの同定についての予備実験を実施した。具体的には3例の甲状腺乳頭癌の原発巣組織および正常組織よりRNAを抽出し、発現アレイを用いて特にWDR1の特性と合致する発現状況を示す抗原の絞り込みを行った。1.抗WDR1抗体価の甲状腺癌血清診断マーカーとしての確立甲状腺癌の患者血清中に存在すると考えられる抗WDR1抗体について、WDR1のC末端側に存在すると予想されるエピトープを同定するため、Clinical Endocrinology (2013) 79, 35-42においてクローニングした領域をGST結合蛋白を含まない蛋白として合成することを目指した。既報にて用いた蛋白のGSTタグを切断したり、Hisタグを用いた合成系を検討したが、いずれの大腸菌を用いた発現系においてもごく少量の合成は可能であるものの2量体もしくは3量体を形成して不安定となった。また固相化も極めて困難となった。そこでWDR1の2次元構造あるいは3次元構造から改めて検討したところ、WDR1は疎水性領域に富み、特に大腸菌を用いた発現系ではinclusion bodyを形成し易い性質があることがわかった。このようなペプチドに対して酵母を用いた発現系が有効であることが報告されていることから、酵母を用いた系にてGST結合WDR1の発現を試みたが、大腸菌を用いた系と同様の結果であった。以上の結果より、WDR1抗体のエピトープ決定においてWDR1全長あるいは高分子量のペプチドを用いたELISA測定系の確立は困難と判断した。現在、WDR1の全長をカバーする100ペプチドからなるペプチドライブラリーを作成し、各ペプチドと患者血清の反応性を検討するエピトープマッピングを進行中である。2. StageIの甲状腺乳頭癌スクリーニングに優れた新規診断マーカーの同定昨年度実施した甲状腺乳頭癌3例の原発巣と正常甲状腺を用いた発現アレイの結果を用いて、クラスタリング解析やgene ontology解析を実施し、新規診断マーカーの絞り込みを行った。1.抗WDR1抗体価の甲状腺癌血清診断マーカーとしての確立当初Clinical Endocrinology (2013) 79; 35-42.にて報告した大腸菌をもちいた蛋白の発現系を応用して抗原を大量精製することを検討していたが、WDR1が疎水性に富み抗WD repeat domain 1 (WDR1)抗体を定量するための安定した抗原の供給や多数検体の検討が困難であった。そこでWDR1全長を網羅する12アミノ酸からなる合成ペプチドのライブラリーを作成し、抗WDR1抗体が高力価であった血清と低力価であった血清用いてエピトープのスクリーニングを実施した。その結果、エピトープは抗WDR1抗体の報告と同様にWDR1 C末端側に存在すると推定された。さらに、高純度のペプチドを用いたC末端領域の精密な検討で、複数のエピトープの存在を示唆する所見得ることに成功した。2. Stage 1の甲状腺乳頭癌スクリーニングに優れた血清診断マーカーの同定平成2526年度に実施した甲状腺乳頭癌3例における病変部及び正常甲状腺を対比する発現アレイの結果について、クラスタリング解析やgene ontology解析にて検討した。