hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
農業流域の土地利用と河川の水質特性に関する研究

本研究は,農業地域の土地利用と河川の水質環境の保全問題のついて,基礎的なデータの収集と実態把握につとめ,環境保全的見地から地域における土地利用のあり方,などについて検討を行ったものである.以下にその概要を述べる.畜産複合型畑作地域において,平水時の河川水質環境をみると,流域の差異,水田用排水の有無にかかわらず,T-NのうちNO_3-Nの割合が80%程度を占め,畑地ではNO_3-Nの溶脱が著しいことが確認された.河川の水質環境保全の見地からは,営農規模のみならず,畜舎の位置や河畔林の存在などの土地利用も考慮する必要がある.大規模酪農地域では,平水時の河川水質濃度は,[林野流域・自然河川]<<[酪農流域・自然河川]<[酪農流域・改修河川]の傾向を示した.流量と水質の関係でも,飼養頭数密度が高い流域ほど水質汚濁は顕著であった.また,飼養頭数密度が類似する農流域間の比較では[自然河川]<[改修河川]の傾向を示し,河畔の林野・湿地が緩衝域として浄化機能を果たしていることが明らかになった.土地利用と河川水質,畑地・草地のNO_3-Nの溶脱,および流量・負荷量関係式による流出負荷量の推定,などの検討を通じ,農業流域河川における水質環境問題には,営農状況や流域の土地利用が大きく関与していることが明らかになった.なかでも家畜飼養頭数の密度は最も重要な因子であるが,飼養頭数密度が類似する条件では,自然状態の河川形態や河畔林の存在により,河川水質が良好に保たれることも合わせて確認した.農業流域河川の水質環境を保全する場合,汚濁負荷発生源の除去が優先課題となるのは勿論のこと,河畔林など緩衝域のもつ水質浄化機能や汚濁負荷の河川への流入抑制効果を積極的に発揮させるべく,土地利用を再構築していく必要がある.本研究は,農業地域の土地利用と河川の水質環境の保全問題のついて,基礎的なデータの収集と実態把握につとめ,環境保全的見地から地域における土地利用のあり方,などについて検討を行ったものである.以下にその概要を述べる.畜産複合型畑作地域において,平水時の河川水質環境をみると,流域の差異,水田用排水の有無にかかわらず,T-NのうちNO_3-Nの割合が80%程度を占め,畑地ではNO_3-Nの溶脱が著しいことが確認された.河川の水質環境保全の見地からは,営農規模のみならず,畜舎の位置や河畔林の存在などの土地利用も考慮する必要がある.大規模酪農地域では,平水時の河川水質濃度は,[林野流域・自然河川]<<[酪農流域・自然河川]<[酪農流域・改修河川]の傾向を示した.流量と水質の関係でも,飼養頭数密度が高い流域ほど水質汚濁は顕著であった.また,飼養頭数密度が類似する農流域間の比較では[自然河川]<[改修河川]の傾向を示し,河畔の林野・湿地が緩衝域として浄化機能を果たしていることが明らかになった.土地利用と河川水質,畑地・草地のNO_3-Nの溶脱,および流量・負荷量関係式による流出負荷量の推定,などの検討を通じ,農業流域河川における水質環境問題には,営農状況や流域の土地利用が大きく関与していることが明らかになった.なかでも家畜飼養頭数の密度は最も重要な因子であるが,飼養頭数密度が類似する条件では,自然状態の河川形態や河畔林の存在により,河川水質が良好に保たれることも合わせて確認した.農業流域河川の水質環境を保全する場合,汚濁負荷発生源の除去が優先課題となるのは勿論のこと,河畔林など緩衝域のもつ水質浄化機能や汚濁負荷の河川への流入抑制効果を積極的に発揮させるべく,土地利用を再構築していく必要がある.近年、農業について、従来の生産性一辺倒の評価から、農業が有する環境保全機能、いわゆる他面的価値をも評価しようとする動きがある。その一方で、農業自体が環境に対する負荷となっていることも多い。本研究は特に農業流域河川の水質特性を解明することによって、流域保全のための基礎的資料を集積し、農業・農地が環境へおよぼす影響、またその他面的機能の評価をおこなおうとするものである。平成5年度は、土地利用状況の異なる農業流域と、これらに対照させる林地流域において、水質水文に関する調査を開始した。すなわち、北海道内の農業流域のうち、石狩管内の水田流域、上川管内の畑作流域、根室管内の酪農流域に、それぞれ観測点を設置し、降水、流出、SS、電気伝導度(EC)などの連続的な観測をおこなった。また、リン、窒素、浮流土砂などの負荷量の解析を現在すすめている。これまでECについては、林地流域などで降雨出水時における濃度低下が知られていたが、今年度の観測により、畑作流域における出水時の濃度上昇が頻繁にみられ、負荷塩類の流達が示唆された。酪農流域河川でも河川形態によってEC変化に相異がみられ、自然河川流域よりも改修河川流域でより高いEC値が観測された。このことは流路形態が負荷の流達性に違いを生じることを示唆している。浮流土砂流送特性についても、土地利用によって明確な相異があらわれた。たとえば、出水時の河川ピーク比流量と比負荷の関係では、畑作流域でもっとも負荷が発生しやすく、ついで酪農、水田流域の順となった。また流域内にしめる林地面積とも相関がみられた。

今後、特に積雪寒冷地の水循環のなかで無視し得ない融雪期のデータなどを中心に、調査・検討を続けていく予定である。本研究は,農業地域の土地利用と河川の水質環境の保全問題について,基礎的なデータの収集と実態把握につとめ,環境保全的見地から地域における土地利用のあり方,などについて検討を行ったものである.平成6年度についても,前年度と同様の調査検討を実施し、資料の集積をはかった.畜産複合型畑作地域において,平水時の河川水質環境をみると,流域の差異,水田用排水の有無にかかわらず,T-NのうちNO_3-Nの割合が80%程度を含め,畑地ではNO_3-Nの溶脱が著しいことが確認された.河川の水質環境保全の見地からは,営農規模のみならず,畜舎の位置や河畔林の存在などの土地利用も考慮する必要がある.大規模酪農地域では,平水時の河川水質濃度は,[林野流域・自然河川]≪[酪農流域・自然河川]<[酪農流域・改修河川]の傾向を示した.流量と水質の関係でも,飼養頭数密度が高い流域ほど水質汚濁は顕著であった.また,飼養頭数密度が類似する農流域間の比較では[自然河川]<[改修河川]の傾向を示し,河畔の林野・湿地が緩衝域として浄化機能を果たしていることが明らかになった.土地利用と河川水質,畑地,草地のNO_3-Nの溶脱,および流量・負荷量関係式による流出負荷量の推定,などの検討を通じ,農業流域河川における水質環境問題には,営農状況や流域の土地利用が大きく関与していることが明らかになった.なかでも家畜飼養頭数の密度は最も重要な因子であるが,飼養頭数密度が類似する条件では,自然状態の河川形態や河畔林の存在により,河川水質が良好に保たれることも合わせて確認した.農業流域河川の水質環境を保全する場合,汚濁負荷発生源の除去が優先課題となるのは勿論のこと,河畔林などの緩衝域のもつ水質浄化機能や汚濁負荷の河川への流入抑制効果を積極的に発揮されるべく,土地利用を再構築していく必要がある.
新規形態進化に関わるD1x3-7遺伝子クラスター発現調節機構の解明と進化解析

Dlx3-7遺伝子間領域の高度保存エレメントについて、13種のほ乳類(真獣類および有袋類のオポッサム)をERA(Evolutionary Rigidity Assay)を用い、保存度の極大値を取るサイトを決定しその性質を調べたところ、鰓弓でのDlx3遺伝子の発現を制御するI37-2についてはDlx結合配列が最も重要な機能的なコアであることが示された。さらに進化的に遡り単孔類のカモノハシを比較すると、ほぼこのDlx結合配列のみが保存しており、その他の配列は高い進化速度で変化していたことが明らかになった。さらに、Dlx3-7クラスターの遺伝子間領域で最も保存度が高いI37-1からI37-3を含むDlx3遺伝子の下流約2.2kbの領域が、マウスで四肢でのDlx3遺伝子の発現を制御する領域であることを明らかにした。このI37-1エレメントについては硬骨魚類、さらに四肢を持たない頭索類のナメクジウオにも保存モチーフが見つかった。ナメクジウオのエレメントをマウスに遺伝子導入して活性を調べたところ、Dlx遺伝子の祖先型の発現が確認された。このことは四足動物の四肢特異的エンハンサーが、四肢を獲得する以前の祖先種からどのように進化したのかを知る上で重要な知見である。さらにERA法によって推定されたI37-1のコアモチーフがBMP4シグナルの標的配列であることが明らかとなり、この配列に変異を入れたところ、四肢での発現が失われることが確認され、この配列の機能的な重要性が証明された。Dlx結合配列及びBMP4シグナル標的配列はショウジョウバエやナメクジウオでもDlxゲノム配列から発見され、Dlx遺伝子発現を誘導し自己制御により発現を安定化させるメカニズムが進化的に保存され、使い回されてきたことが考えられる。これまでに決定されたDlx3-7遺伝子間領域の高度保存エレメント(I37-1,2,4,5,7)について、その進化的配列変化を探索するため、14種のほ乳類(ヒト、ヒヒ、キツネザル、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ウシ、ブタ、コウモリ、ヘッジホッグ、アルマジロ、オポッサム、さらにカモノハシ)を多種間比較した。配列比較にはERA (Evolutionary Rigidity Assay)という我々独自の方法を用い、ほぼ完全保存モチーフで覆われる領域を、ほ乳類の進化段階に応じたグループごとに推定し、その進化速度を調べた。この結果、I37-1,4,7は全ての種で高度保存していることが判明し、他方、鰓弓特異的エンハンサーI37-2およびI37-5の保存度は単孔類と真獣類の分岐点で急速に下がっていることが示された。このことは単孔類のカモノハシについて、鰓弓由来の器官の進化的制約が急激に変化したことを意味する。またI37-2は、ほ乳類でも特に真獣類で進化した鰓弓由来の頭蓋形態発生に必要なエレメントである可能性が示された。さらに、Dlx3-7クラスターの遺伝子間領域で最も保存度が高いI37-1からI37-3を含むDlx3遺伝子の下流約2.2kbの領域が、四肢でのDlx3遺伝子の発現を制御する領域であり、このエレメント中には指間領域およびAER両方の発現制御領域が含まれていることを明らかにした。このI37-1エレメントは硬骨魚類、さらに驚くべきことに頭索類のナメクジウオにも保存モチーフが見つかった。

このことは四足動物の四肢特異的エンハンサーが、四肢を獲得する以前の祖先種からどのように進化したのかを知る上で重要な知見である。Dlx3-7遺伝子間領域の高度保存エレメントについて、13種のほ乳類(真獣類および有袋類のオポッサム)をERA(Evolutionary Rigidity Assay)を用い、保存度の極大値を取るサイトを決定しその性質を調べたところ、鰓弓でのDlx3遺伝子の発現を制御するI37-2についてはDlx結合配列が最も重要な機能的なコアであることが示された。さらに進化的に遡り単孔類のカモノハシを比較すると、ほぼこのDlx結合配列のみが保存しており、その他の配列は高い進化速度で変化していたことが明らかになった。さらに、Dlx3-7クラスターの遺伝子間領域で最も保存度が高いI37-1からI37-3を含むDlx3遺伝子の下流約2.2kbの領域が、マウスで四肢でのDlx3遺伝子の発現を制御する領域であることを明らかにした。このI37-1エレメントについては硬骨魚類、さらに四肢を持たない頭索類のナメクジウオにも保存モチーフが見つかった。ナメクジウオのエレメントをマウスに遺伝子導入して活性を調べたところ、Dlx遺伝子の祖先型の発現が確認された。さらにERA法によって推定されたI37-1のコアモチーフがBMP4シグナルの標的配列であることが明らかとなり、この配列に変異を入れたところ、四肢での発現が失われることが確認され、この配列の機能的な重要性が証明された。Dlx結合配列及びBMP4シグナル標的配列はショウジョウバエやナメクジウオでもDlxゲノム配列から発見され、Dlx遺伝子発現を誘導し自己制御により発現を安定化させるメカニズムが進化的に保存され、使い回されてきたことが考えられる。
1ピコ秒・100ミクロンの時空間分解能を有する高感度波形観測システムの開発

前年度の研究より,システムの高性能化には耐雑音特性の向上,ジョセフソン接合の高品質化が必要であることが分かった.また,そのシステムで酸化物超伝導体等の特性を測定することから,それらと金属超伝導体との接触を調べる必要が生じた.平成3年度は以上3つの課題を中心に研究を進めた.以下に得られた知見を述べる.1.[ジョセフソン接合の高品質化]接合の高品質化には電極を形成するNbの成膜レ-トを大きくすることが重要であることが明らかとなった.これは速い成膜を行うと不純物の取り込みが少なくなり,より長い距離にわたって超伝導の秩序化が起こるためと考えられる.また,トンネル障壁層となるA1の酸化はA1表面からの酸素の拡散によって形成されることが実験的に確認された.2.[システムの耐雑音特性の向上]システム内の配線のインピ-ダンス整合をとり,外来ノイズを抑制した結果,時間分解能10ps,電流感度10μAのジョセフソンサンプラが得られた.3.[金属超伝導体と異種物質との接触]主に酸化物超伝導体との接触について研究した結果,酸化物超伝導体とNbの間に貴金属を挟むことで両者の間で超伝導コンタクトがとれることが明らかとなった.しかし,貴金属からの常伝導電子の影響で酸化物超伝導体表面での超伝導性が著しく劣化することも分かった.この点の解消には,酸化物超伝導体と同じ結晶構造を持つ常伝導体を用いることが有効であることを新たに見いだした.4.[高分解能高感度波形観測システムの構築]上の3つの研究成果から波形観測システムを構築した.現在のところ上記2に示した性能のものが得られている.また,Nb,Alの表面インピ-ダンスを調べたところ,BCS理論から予測される値とほぼ一致した結果が得られた.前年度の研究より,システムの高性能化には耐雑音特性の向上,ジョセフソン接合の高品質化が必要であることが分かった.また,そのシステムで酸化物超伝導体等の特性を測定することから,それらと金属超伝導体との接触を調べる必要が生じた.平成3年度は以上3つの課題を中心に研究を進めた.以下に得られた知見を述べる.1.[ジョセフソン接合の高品質化]接合の高品質化には電極を形成するNbの成膜レ-トを大きくすることが重要であることが明らかとなった.これは速い成膜を行うと不純物の取り込みが少なくなり,より長い距離にわたって超伝導の秩序化が起こるためと考えられる.また,トンネル障壁層となるA1の酸化はA1表面からの酸素の拡散によって形成されることが実験的に確認された.2.[システムの耐雑音特性の向上]システム内の配線のインピ-ダンス整合をとり,外来ノイズを抑制した結果,時間分解能10ps,電流感度10μAのジョセフソンサンプラが得られた.3.[金属超伝導体と異種物質との接触]主に酸化物超伝導体との接触について研究した結果,酸化物超伝導体とNbの間に貴金属を挟むことで両者の間で超伝導コンタクトがとれることが明らかとなった.しかし,貴金属からの常伝導電子の影響で酸化物超伝導体表面での超伝導性が著しく劣化することも分かった.この点の解消には,酸化物超伝導体と同じ結晶構造を持つ常伝導体を用いることが有効であることを新たに見いだした.4.[高分解能高感度波形観測システムの構築]上の3つの研究成果から波形観測システムを構築した.現在のところ上記2に示した性能のものが得られている.また,Nb,Alの表面インピ-ダンスを調べたところ,BCS理論から予測される値とほぼ一致した結果が得られた.本研究は2つの目的で行っている.1つは高分解能ジョセフソンサンプリングシステムの開発であり,もう1つは超伝導線路・常伝導線路の超短パルスの伝搬特性をそのサンプリングシステムを用いて解析することである.以下,この2つについて平成2年度に得られた知見を述べる.1.高分解能を有する波形観測システムの開発・・・・最初に,超短パルスの発生・伝搬を念頭においてシステムの核となるジョセフソン回路を設計し,回路解析プログラムにより各パラメ-タの最適化を行った。解析の結果、超短パルスの発生には一接合量子干渉計の利用が有効であることが判明した。回路解析の結果を踏まえてジョセフソン回路のパタ-ンを設計し、既にNb/AlO^×/Nb接合及びMo薄膜抵抗技術を用いてほぼ設計通りのジョセフソン回路の作製には成功している。回路作製プロセスの開発を通して、層間絶縁膜としてのAlの陽極酸化膜の使用がジョセフソン接合の初期故障(短絡)を著しく減少させることを見いだした。システムとしては、超短パルスの伝搬を観測できる段階には達したが,試料ホルダ内でのクロスト-ク及び外部機器からの誘導ノイズが高分解能化の障害になっており,現在その改良を進めている。2.超伝導・常伝導線路の超短パルスの伝搬特性の解析・・・・システムの開発と並行して超短パルスの伝搬特性を数値的に解析した.その結果,長距離伝送では超伝導配線が常伝導配線よりも優れていることが明らかになった.特にグランドプレ-ンに酸化物超伝導体を用いるだけでも,優れた伝搬特性が得られることが分かった.これを実験的に検証するための基礎として,酸化物超伝導体と金属超伝導体の超伝導コンタクトをとる実験を試みた.

その結果中間に銀を挟むことによって良好なコンタクトがとれることが明らかとなった.前年度の研究より,システムの高性能化には耐雑音特性の向上,ジョセフソン接合の高品質化が必要であることが分かった.また,そのシステムで酸化物超伝導体等の特性を測定することから,それらと金属超伝導体との接触を調べる必要が生じた.平成3年度は以上3つの課題を中心に研究を進めた.以下に得られた知見を述べる.1.[ジョセフソン接合の高品質化]接合の高品質化には電極を形成するNbの成膜レ-トを大きくすることが重要であることが明らかとなった.これは速い成膜を行うと不純物の取り込みが少なくなり,より長い距離にわたって超伝導の秩序化が起こるためと考えられる.また,トンネル障壁層となるA1の酸化はA1表面からの酸素の拡散によって形成されることが実験的に確認された.2.[システムの耐雑音特性の向上]システム内の配線のインピ-ダンス整合をとり,外来ノイズを抑制した結果,時間分解能10ps,電流感度10μAのジョセフソンサンプラが得られた.3.[金属超伝導体と異種物質との接触]主に酸化物超伝導体との接触について研究した結果,酸化物超伝導体とNbの間に貴金属を挟むことで両者の間で超伝導コンタクトがとれることが明らかとなった.しかし,貴金属からの常伝導電子の影響で酸化物超伝導体表面での超伝導性が著しく劣化することも分かった.この点の解消には,酸化物超伝導体の同じ結晶構造を持つ常伝導体を用いることが有効であることを新たに見いだした.4.[高分解能高感度波形観測システムの構築]上の3つの研究成果から波形観測システムを構築した.現在のところ上記2に示した性能のものが得られている.また,Nb,A1の表面インピ-ダンスを調べたところ,BCS理論から予測される値とほぼ一致した結果が得られた.
NGSを用いた褐色細胞腫の遺伝的背景の解明-精密医療・先制医療を目指して

褐色細胞腫・パラガングリオーマ(以下PPGL)の遺伝子診断は、今世紀に入り大きく概念が変わった分野であり、その理由は以下の2点に集約されよう。(1)新しい原因遺伝子が発見された。(2) SDHB変異が悪性化と密接に関係する。また2017年の新WHO分類ではPPGLは基本的には悪性腫瘍と位置付けられた。現在PPGにおける遺伝性の頻度は、30-40%というのが国際的なコンセンサスである。すなわち、有名な`10%ルール'は、遺伝性の頻度に関しては明らかに過少評価である。一方、PPGLの遺伝的背景の本邦におけるまとまった報告は皆無である。今回、発表者らが筑波大学で解析を担当した約12年の解析結果について報告したい。現時点でPPGLを372例解析済みである(発端者317例、発症前診断55名)。発端者317例中遺伝子変異陽性は113例で,変異陽性率は35.6%である。陽性者の内訳:SDHB. 49例,SDHD. 27例,SDHA.1例,SDHC. 1例, VHL. 18例,RET.6例,TMEM127. 5例,MAX. 6例であった。SDHB.変異陽性49例中16例(32.7%)は悪性例であった。下記の点が本邦においても示唆される。1)遺伝性は10%を遥かに上回る。2)SDHB遺伝子変異は頻度が高く、悪性化と密接に関連する。適切な遺伝子診断の必要性の啓発は非常に重要である。今世紀に入り、褐色細胞腫の遺伝的なバックグランドが急速に解明され、遺伝性(germline遺伝子変異)は30-40%とされる。事実、最近の米国内分泌学会の褐色細胞腫のガイドラインで200例以上の症例を集めた論文のメタ解析を行い、遺伝性の頻度は33.8%(1250/3694)と報告された(J C E M. 2014;99:1915-42)。すなわち、遺伝性の頻度に関して既にこの有名で古典的な10%ルールは現在の実情に沿わない。一方、日本での現状は不明である。申請者らが筑波大学で解析を施行した2007年から2017までの過去10年の結果は以下の通りである。現時点で総数で277例解析済みである.発端者227例中変異陽性は81例で,変異陽性率は35.7%(81/227)とほぼ欧米並みの高率であった。本邦においても遺伝性はやはり10%を遥かに上回っている。以上より遺伝的なバックグランドを持つ褐色細胞腫・パラガングリオーマは本邦でも決して稀な疾患ではない。申請者らの検討でもSDHB変異陽性患者は高率に腹部パラガングリオーマが初発で、悪性化した例を認めた。この結果は、日本においても遺伝子診断の重要性を示しており、特にはSDHB変異陽性の場合は腹部パラガングリオーマが初発で悪性化しやすいことを示す。以上の結果は、日本においても遺伝子診断の重要性を示しており、今後NGSを用いた短時間・安価な解析法の確立が待たれる所以である。現時点で277例解析済みである.発端者227例中変異陽性は81例で,変異陽性率は35.7%(81/227)(内訳:SDHB.39例,SDHD.11例,SDHA 1例,VHL.16例,RET.4例,TMEM127.5例,MAX.5例;SDHAは新型シークエンサーで同定)。以上より遺伝的なバックグランドを持つ褐色細胞腫・パラガングリオーマは決して稀な疾患ではない。SDHB変異陽性患者34例中39例が腹部パラガングリオーマが初発(87.2%)で、悪性化した例が14例(14/39=35.9%)であった。悪性例46例中14例がSDHB変異陽性であった(30.4%)。この結果は、日本においても悪性褐色細胞腫はSDHB変異と密接に関連しており、SDHB変異陽性の場合は腹部パラガングリオーマが初発で悪性化しやすいことを示す。1)今世紀に入り、褐色細胞腫の遺伝的なバックグランドが急速に解明され、遺伝性(germline遺伝子変異)は30-40%とされる。褐色細胞腫・パラガングリオーマ(PPGL)の原因遺伝子は20世紀までは、NF1.RET.VHLの3種類しか知られていなかった。他方、21世紀に入り2005までにSDHB. SDHC. SDHD、最近でSDHA.SDHAF2. TMEM127.MAXと4つ、少なくとも現時点で計15類の遺伝子が同定されている(さらに発見が相次いでおり、一例報告まで含めると22種類も報告されている)。かって褐色細胞腫は10%病とも呼ばれたが、最近の研究の急速な進展により、遺伝性の頻度はこの有名な古典的な法則よりもはるかに高いとされている。最新のコンセンサスとしては、1褐色細胞腫の全体の30%が遺伝性(germline mutationを有する)である。

事実、最近の米国内分泌学会の褐色細胞腫のガイドラインで200例以上の症例を集めた論文のメタ解析を行い、遺伝性の頻度は33.8%(1250/3694)と報告された(J C E M. 2014;99:1915-42)。すなわち、遺伝性の頻度に関して既にこの有名で古典的な10%ルールは現在の実情に沿わない。2)SDHBの変異は褐色細胞腫の悪性化の診断マーカーになる。悪性褐色細胞腫は比較的若年で遠隔転移を来たし、確立した治療法はなく進行性に増悪する罹病期間の長い予後不良な疾患である。悪性褐色細胞腫診断の最大の課題は良性との鑑別診断が不可能な点である。SDHBの変異のある場合は腹部のパラガングリオーマを90%で初発とし、その後高率(45%)で遠隔転移(悪性化)することから悪性褐色細胞腫の早期診断マーカーになる。2017年度は上記に加えて発端者60例検査施行し28例の変異を以下のように同定した(内訳:SDHB.8例,SDHD.16例,VHL.2例,RET.1例,TMEM127.0例,MAX.1例;不明1例)、未発症保因者6例中(4例SDHB.1例,SDHD.3例)申請者らが筑波大学で解析を施行した2007年から2017までの過去10年の結果は以下の通りである。現時点で277例解析済みである.発端者227例中変異陽性は81例で,変異陽性率は35.7%(81/227)(内訳:SDHB.39例,SDHD.11例,SDHA 1例,VHL.16例,RET.4例,TMEM127.5例,MAX.5例;SDHAは新型シークエンサーで同定)。本邦においても遺伝性はやはり10%を遥かに上回っている。以上より遺伝的なバックグランドを持つ褐色細胞腫・パラガングリオーマは決して稀な疾患ではない。SDHB変異陽性患者34例中39例が腹部パラガングリオーマが初発(87.2%)で、悪性化した例が14例(14/39=35.9%)であった。悪性例46例中14例がSDHB変異陽性であった(30.4%)。この結果は、日本においても遺伝子診断の重要性を示しており、特にはSDHB変異陽性の場合は腹部パラガングリオーマが初発で悪性化しやすいことを示す。2017年度は上記に加えて発端者60例検査施行し28例の変異を以下のように同定した(内訳:SDHB.8例,SDHD.16例,VHL.2例,RET.1例,TMEM127.0例,MAX.1例;不明1例)、未発症保因者6例中(4例SDHB.1例,SDHD.3例)褐色細胞腫・パラガングリオーマ(以下PPGL)の遺伝子診断は、今世紀に入り大きく概念が変わった分野であり、その理由は以下の2点に集約されよう。(1)新しい原因遺伝子が発見された。(2) SDHB変異が悪性化と密接に関係する。また2017年の新WHO分類ではPPGLは基本的には悪性腫瘍と位置付けられた。現在PPGにおける遺伝性の頻度は、30-40%というのが国際的なコンセンサスである。すなわち、有名な`10%ルール'は、遺伝性の頻度に関しては明らかに過少評価である。一方、PPGLの遺伝的背景の本邦におけるまとまった報告は皆無である。今回、発表者らが筑波大学で解析を担当した約12年の解析結果について報告したい。現時点でPPGLを372例解析済みである(発端者317例、発症前診断55名)。発端者317例中遺伝子変異陽性は113例で,変異陽性率は35.6%である。陽性者の内訳:SDHB. 49例,SDHD. 27例,SDHA.1例,SDHC. 1例, VHL. 18例,RET.6例,TMEM127. 5例,MAX. 6例であった。SDHB.変異陽性49例中16例(32.7%)は悪性例であった。下記の点が本邦においても示唆される。1)遺伝性は10%を遥かに上回る。
脱水縮合反応を志向した新規骨格を有する電子欠乏性含窒素芳香環の開発

脱水縮合剤DMT-MMは、水中やアルコール中でもカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が選択的に進行し、アミドを高収率に与える優れた縮合剤である。今回、DMT-MMを構成するπ電子欠乏性トリアジン環の置換基検討と骨格変換を行うことで、複数の新規高反応性脱水縮合剤及び機能性脱水縮合剤を開発した。これらの知見を基に、同様にトリアジンを基盤とする新規アルキル化剤及び新規反応の開発にも成功した。カルボン酸とアミンからアミドを構築する脱水縮合反応は、創薬科学研究並びに生命科学研究に欠かせない汎用性の高い技術であり、中でも報告者が開発した1,3,5-トリアジンを基本骨格とする脱水縮合剤4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM)は、水中やアルコール中でもカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が選択的に進行しアミドを高収率に与えることから、広く用いられている。現在までに報告者らのグループに加え、他の研究グループにより、DMT-MMのメトキシ基ならびにメチルモルリニオ基の置換体について、いくつかの誘導体が合成され、反応性が検討されている。しかしながら、π電子欠乏性のトリアジンに導入した各種置換基と、得られた縮合剤の反応性について系統的に検討した報告はない。そこで今回報告者らは、新規縮合剤の開発を目標とし、トリアジン環上に導入した多様な置換基の化学的・物理学的・生物学的特性と脱水縮合活性能との相関性を系統的に解明した。すなわち、数種のモデル反応を指標に、合成した各種化合物の脱水縮合反応活性を検討した結果、縮合反応は置換基のトリアジン環へ及ぼす電子的並びに立体的因子の影響を受けることを明らかにし、最終的に優れた物性を有する新規縮合剤の開発に成功した。また、タンパク質に特異的な親和性のある機能性低分子化合物を導入した脱水縮合反応剤について、タンパク質標識化反応を指標に用い、これを効果的に促進するためのトリアジン環上の置換基効果についても明らかにした。さらに、解明された知見に基づき、高いπ電子欠乏性を有するトリアジン環の特性を利用して、アミノトリアジンを脱離基とする反応への展開にも成功した。カルボン酸とアミンからアミドを構築する脱水縮合反応は、創薬科学研究並びに生命科学研究に欠かせない汎用性の高い技術であり、中でも報告者が開発した1,3,5-トリアジンを基本骨格とする脱水縮合剤4-(4,6-dimethoxy-1,3,5- triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM)は、水中やアルコール中でもカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が選択的に進行しアミドを高収率に与えることから、広く用いられている。本研究では、π電子欠乏性のトリアジンへの各種置換基の系統的導入や、トリアジン骨格の改変により新規縮合剤を開発するものである。報告者らは、前年度に引き続き多数の新規塩化トリアジン類を合成し、モデル反応を指標に、置換基に依存した反応性とアミド収率の相関性を系統的に明らかにした。得られたもののうち、反応性、経済性、安全性等の点から有用な化合物の絞り込みを行い、それらについて3級アミンの導入による真の縮合剤合成を検討し、各置換基群において安定なアンモニウム塩の合成に成功した。一方、骨格変換についても検討し、計画に示したトリアジン骨格が期待通り高反応性を示すことを見出し、その骨格の最適化と効率的合成法を見出した。得られた化合物について各種脱水縮合を行うことにより、高活性、低活性など縮合能の制御された複数の反応剤の開発に成功した。更に得られた知見に基づいてタンパク質の効率的化学修飾法への応用と、ポリマー縮合剤への応用展開を行った。一方、骨格変換の研究から得られた知見に基づいて、高活性アルキル化剤の研究について有用な知見を見出すことが出来た。一部の研究成果は3件の特許出願と2件の学術論文として発表し、更に次年度にも論文として投稿予定である。交付申請書に記載した実施計画に沿って、順調に研究が進行しているため。特に、開発した縮合剤の特徴を利用した応用研究としてタンパクの化学修飾や固定化縮合剤への展開にも成功している点は評価出来る。また、計画書の研究目的に記載のとおり、得られた知見に基づいて縮合剤以外の反応剤の開発への展開も順調に進んでいる。一方、学術論文への発表がやや遅れており、これについては次年度に順次発表していく予定である。カルボン酸とアミンからアミドを構築する脱水縮合反応は、創薬科学研究並びに生命科学研究に欠かせない汎用性の高い技術であり、中でも報告者が開発した脱水縮合剤4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride (DMT-MM)は、水中やアルコール中でもカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が選択的に進行しアミドを高収率に与えることが特徴である。前年度までに合成した種々の置換基群を有するトリアジン型縮合剤を用いて、カルボン酸とアミンの脱水縮合反応を行い、反応性と安定性、アミド収率の相関性を系統的に明らかにした。

その中で、置換基としてのアミド基は、これを構成するアシル基側置換基と窒素側置換基の多様な組み合わせにより縮合剤の反応性の調整が可能であることを明らかにし、特にN-置換ベンズアミド基が優れた反応性と物性を示すことを見出した。また、新たなトリアジン型骨格を有する縮合剤の開発にも成功した。更に、これらの知見に基づいて前年から開発を開始した親水性ポリマー縮合剤について詳細な検討を行い、従来のポリマー縮合剤とは異なる物性と優れた縮合能を有することを明らかとした。また、トリアジン骨格変換の研究から発展した新規高活性アルキル化剤等を開発することにも成功した。さらに、こうして開発してきた一連のトリアジン型反応剤を利用した官能基変換反応として、アミド縮合反応の逆反応であるアミド開裂反応や、アミノトリアジンを脱離基とする環状アンモニウム塩の新規合成法を開発した。以上の研究成果は、1件の特許出願と7件の学術論文として発表し、その他についても論文作成中である。脱水縮合剤DMT-MMは、水中やアルコール中でもカルボン酸とアミンの脱水縮合反応が選択的に進行し、アミドを高収率に与える優れた縮合剤である。今回、DMT-MMを構成するπ電子欠乏性トリアジン環の置換基検討と骨格変換を行うことで、複数の新規高反応性脱水縮合剤及び機能性脱水縮合剤を開発した。これらの知見を基に、同様にトリアジンを基盤とする新規アルキル化剤及び新規反応の開発にも成功した。交付申請書に記載した実施計画に沿って、順調に研究が進行しているため。前年度に引き続き、塩化トリアジンから更に各種トリアジニルアンモニウムの合成を進める。また、X線結晶構造解析を用いて得られた縮合剤の構造と活性の相関を明らかにし、置換基効果の定量的解釈を検討する。一方で、見出した各種置換基を複数組み合わせた塩化トリアジンの合成を進め、反応性や物性を微調整できる多機能縮合剤の開発を目指す。また、縮合剤の応用研究として医薬品合成を指向したマクロラクタムやマクロラクトン合成、立体障害や電気的因子により反応性の低い化合物の反応に適したテーラーメード縮合剤の開発、更にタンパク質の効率的化学変換への利用などへと展開する。28年度が最終年度であるため、記入しない。化学系薬学順調に進展しているため、今後も計画書に記載した通り、行う予定である。研究室にストックされている試薬を活用することにより、当初予定していた反応剤の原料や反応基質の購入が抑えられたことや、ガラス器具の消耗が当初予定より少なくなり、購入費用が抑えられたため。順調に進展した結果、当初予定していた反応剤の原料や反応基質の消費量が削減され、購入の必要がなくなったため。今後は、タンパク質の化学変換や医薬品などの大環状化合物の合成への応用を行うため、これらの原料をはじめ消耗品費が計画より多く必要になると考えられるのでそれらの購入に使用する。また、得られた研究成果について積極的に論文投稿や学会発表を行うので、その経費にも使用する。今後は、反応剤自身の改良も必要となるため、この合成研究に使用する。また、論文投稿や学会発表にも使用する。
風車タワーが風車後流及び風下側風車に与える影響の解明とそのモデル化に関する研究

本研究では、風車タワーがある場合と無い場合について、様々な周速比で、風車まわりの流れのCFDシミュレーションを実施し、風車タワーが風車後流に与える影響を明らかにした。さらに、風車タワーを陽的に解像したCFDシミュレーションにより、風車タワーの抗力係数及び揚力係数の鉛直分布を算出した。そして、風車タワーが存在する計算格子上において、Navier-Stokes方程式にこれらの空力係数を用いたシンク項を付加し、風車タワーをモデル化した。本研究では、水平軸風車のタワーが風車後流特性及び風下側風車に与える影響を解明し、更にその影響を低解像度の計算格子で数値流体力学(CFD)シミュレーションに反映させるモデル化手法を開発して、近接した複数台の風車から構成されるウィンドファーム等の発電量予測ツールや各風車の風荷重評価ツールの高精度化に貢献することを目的としている。2013年度は、1台の風車を対象に、風車ローターを円盤形状で近似したアクチュエータ・ディスク・モデルを用いて、タワーがある場合と無い場合について、様々な周速比の条件で、風車まわりの流れのCFDシミュレーションを実施した。さらに、風車後流の乱流強度の再現性を改善するために、風車のブレードを線形状で近似する、アクチュエータ・ライン・モデルの組み込みを行った。乱流モデルには、ラージ・エディ・シミュレーションの標準スマゴリンスキーモデルを用い、タワーがある場合の計算ケースでは、忠実にタワーの形状を再現して、固体壁として扱った。シミュレーションの妥当性については、風洞実験結果との比較により確認した。その結果、風車タワーが風車後流の風速分布に与える影響は、周速比の増加とともに顕著となり、水平分布の非対称性が増加することが明らかになった。風車タワーに働く力については、各高さの抗力が、揚力に比べて非常に大きいこと、ローター高さ付近より上側で極端に小さくなり鉛直方向に大きく変化することが明らかになった。2013年度には、風車タワーがある場合と無い場合について、様々な周速比で、風車まわりの流れのCFDシミュレーションを実施し、風車タワーが風車後流に与える影響を明らかにした。2014年度は、風車タワーを陽的に解像したCFDシミュレーションにより、風車タワーの抗力係数及び揚力係数の鉛直分布を算出した。そして、風車タワーが存在する計算格子上において、Navier-Stokes方程式にこれらの係数を用いたシンク項を付加し、風車まわりの流れのCFDシミュレーションを実施した。その結果、風車タワーの後流の風速分布は、実験結果を過大評価し、さらに、風車ローター後流の風速の水平方向分布の非対称性については、ほとんど再現されなかった。非対称性が再現されなかったのは、風車タワー後流の風速が過大評価され、乱れが過小評価されたことが原因であると考えられる。タワーのモデル化方法は、これまで検討してきた抗力・揚力係数を用いる方法の他に、タワーの壁面上で流速を0に近似するImmersed Boundary法を用いた方法を開発中であり、今後検証を進める予定である。風車工学2年間の研究の初年度にあたる2013年度は、(1)アクチュエータ・ライン・モデルの組み込み、(2)風車タワーの存在が風車後流特性に与える影響の解明、(3)風車タワーに働く流体力のデータベースの作成、を計画していた。(1)については、想定していたよりも時間がかかったが、2013年度中に組み込みを完了した。(2)については、アクチュエータ・ライン・モデルの組み込みが遅れたため、乱流特性の評価が十分に行えていないが、時間平均風速場の評価は計画通り進んでいる。(3)については、計画通りに進んでいる。以上より、現在までの達成度としては、おおむね順調に進んでいると考える。2014年度は、風車タワーが風車後流の乱流特性に与える影響の分析についてアクチュエータ・ライン・モデルを用いてさらに進める。また、ブレードを陽的に解像したCFD解析も実施して、乱流特性の評価や、風車タワーに働く流体力の分析を行い、ブレードをモデル化した場合との比較を行う。その上で、当初の計画に基づき、(4)風車タワーの存在が風下側風車の出力特性・風荷重特性に与える影響の解明、(5)風車タワーのモデル化手法の開発、を進める。
酸化物極限ナノトランジスタ創製とシングルドメインの金属-絶縁体電子相転移制御

本研究では、ナノスケールの単一の電子相ドメインにアプローチできるほど小さなチャネルを持つ酸化物極限ナノトランジスタを創出し、電界効果制御により超巨大On/Offスイッチング・メモリ機能が発現することを実証する。本研究課題の成果を下記に記す。(1)これまで、申請者が培ってきたパルスレーザデポジション(PLD)法による酸化物エピタキシャル単結晶作製技術とナノインプリント微細加工技術を用いて、1 cm x 1 cmの基板上に50個以上の単結晶VO2ナノワイヤーを一括作製する。TiO2(001)基板上の単結晶VO2薄膜のドメインは、我々の先行研究から10 nm15 nmで整列していると考えられる。そのため、VO2チャネル作製には、10数ナノ幅のナノワイヤー化を行う必要があった。本年度は20 nm幅の電極ギャップの作製に成功し、単一ドメインの金属-絶縁体相転移による超急峻な電気抵抗変化を確認できた。また、学術論文に成果を発表することができた。2)電界効果による単相多値電子相制御VO2ナノワイヤーにサイドから電界を印加するプレーナー型FET、及び高比誘電率ゲート材料を用いた縦型FETの両者を作製した。プレーナー型FETでは、チャネル側面に電界が集中し、これまで我々が行ってきた先行研究から、単結晶VO2の場合ナノチャネル幅を狭くすることでOn/Off比性能が向上していること確認し、理論解析を行った。また、高比誘電率ゲートを用いた縦型FETにおいても同様にチャネル幅・長さを変化させたFET構造を作製し、On/Off比性能の最大化を狙い、Mott-FETの特徴である巨大応答性能を引き出す。ナノワイヤーVO2チャネルを用いることにより、従来の薄膜FETに比べて、一桁程度大きなOn/Off比を確認できた。この成果も学術論文誌で発表することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の成果を下記に記す。1)強相関電子系酸化物極限ナノ電極ギャップの作製これまで、申請者が培ってきたパルスレーザデポジション(PLD)法による酸化物エピタキシャル単結晶作製技術とナノインプリント微細加工技術を用いて、1 cm x 1 cmの基板上に50個以上の単結晶VO2ナノワイヤーを一括作製する。また、高比誘電率ゲートを用いた縦型FETにおいても同様にチャネル幅・長さを変化させたFET構造を作製し、On/Off比性能の最大化を狙い、端的にMott-FETの特徴である巨大応答性能を引き出す。28年度に予定していたナノギャップ電極の作製とナノ電極ギャップによる単一ドメインの電気伝導測定において、当初想定していた通り超急峻な金属-絶縁体相転移を確認できた。また電界効果トランジスタにおいても、ナノワイヤーチャネルを用いることで、薄膜チャネルと比べてOn/Off比の大幅な向上が見られたため、計画通りに進捗している。

プレーナー型FETでは、チャネル側面に電界が集中し、これまで我々が行ってきた先行研究から、単結晶VO2の場合ナノチャネル幅を狭くすることでOn/Off比性能が向上していること確認し、理論解析を行った。また、高比誘電率ゲートを用いた縦型FETにおいても同様にチャネル幅・長さを変化させたFET構造を作製し、On/Off比性能の最大化を狙い、Mott-FETの特徴である巨大応答性能を引き出す。ナノワイヤーVO2チャネルを用いることにより、従来の薄膜FETに比べて、一桁程度大きなOn/Off比を確認できた。この成果も学術論文誌で発表することができた。本研究では、ナノスケールの単一の電子相ドメインにアプローチできるほど小さなチャネルを持つ酸化物極限ナノトランジスタを創出し、電界効果制御により超巨大On/Offスイッチング・メモリ機能が発現することを実証する。本研究課題の成果を下記に記す。(1)これまで、申請者が培ってきたパルスレーザデポジション(PLD)法による酸化物エピタキシャル単結晶作製技術とナノインプリント微細加工技術を用いて、1 cm x 1 cmの基板上に50個以上の単結晶VO2ナノワイヤーを一括作製する。TiO2(001)基板上の単結晶VO2薄膜のドメインは、我々の先行研究から10 nm15 nmで整列していると考えられる。そのため、VO2チャネル作製には、10数ナノ幅のナノワイヤー化を行う必要があった。本年度は20 nm幅の電極ギャップの作製に成功し、単一ドメインの金属-絶縁体相転移による超急峻な電気抵抗変化を確認できた。また、学術論文に成果を発表することができた。2)電界効果による単相多値電子相制御VO2ナノワイヤーにサイドから電界を印加するプレーナー型FET、及び高比誘電率ゲート材料を用いた縦型FETの両者を作製した。前年度に引き続き、VO2ナノワイヤーにサイドから電界を印加するプレーナー型FET、及び高比誘電率ゲート材料を用いた縦型FETの両者を作製する。プレーナー型FETでは、チャネル側面に電界が集中し、これまで我々が行ってきた先行研究から、単結晶VO2の場合ナノチャネル幅を狭くすることでOn/Off比性能が向上していることを既に見出しており、10 nm幅のチャネルに対して十分に単一ドメインの電子相転移のトリガーになりえると考えている。プレーナー型FETの特徴は、チェネル上部がオープンなため、原子間力顕微鏡によるナノ電気伝導測定と組み合わせたナノ物性評価が可能なことである。また、高比誘電率ゲートを用いた縦型FETにおいても同様にチャネル幅・長さを変化させたFET構造を作製し、On/Off比性能の最大化を狙い、端的にMott-FETの特徴である巨大応答性能を引き出す。
電子ファイルシステムを利用した考古学図形・画像データベースシステムの開発

本年度は昨年度開発したハードウァエおよびソフトウェアのレベルアップ、属性情報のデータベース化を中心に研究を行った。ハードウェアのレベルアップは、(1)処理速度向上のためのグラフィック・ディスプレイ用フレームメモリの増設、(2)仕様変更による電子ファイルシステムの改造、(3)FAXによる画像データの送信機能の追加を行った。ソフトウェアのレベルアップとしては電子ファイルシステムのユーザインターフェース向上のために(1)ファイル構造の変更、(2)コマンド形式からメニュー方式への変更、(3)属性情報データベースのRDBへの移行などを行った。本年度の研究における知見としては、(1)本研究で進めているような電子ファイルシステムを有効に活用するためには、実測図を作成する最初の段階から図面そのものの標準化が必要、(2)属性情報の他に、遺跡のデータベースが簡略化されたものでもよいから不可欠である、(3)将来的にはすべてのデータベースをパソコンで利用できるシステムの開発が必要であるということを挙げることができる。本年度はシステム全体の設計、とくにハードウェア・システムを中心に研究を進めた。1.ハードウェア・システムの設計,構築マイクロフィルムスキャナを購入し、それを既存のパーソナル・コンピュータ(以下、パソコン)に接続するためのインターフェースの開発,製作を行った。次に、このマイクロフィルムスキャナを制御し、マイクロフィルム上の画像をパソコン側に取り込むための基本的入出力ソフトウェアの開発を行った。2.実測図面類のマイクロフィルム化および属性情報のデータベース化各種の実測図面を倍率を変えて数種類のマイクロフィルムに撮映し、最適な実測図のサイズ,倍率等の検討を行った。また、それぞれの実測図面の属性情報の機械可読化を行い、ホスト・コンピュータ上でデータベースとして構築した。3.検索用ソフトウェアの設計ホスト・コンピュータ上に構築された属性情報データベースを、パソコンにダウンロードし、マイクロフィルムスキャナと連動して検索するためのソフトウェアの設計を行った。
ヒト髄液中脳型カルボキシポプチダーゼBの痴呆性疾患診断学的意義の解明

ヒト脳型カルボキシペプチダーゼB(HBCPB)は局在が海馬など記憶学習・認知機能の中枢での局在が顕著であること、記憶学習機能の示標である長期増強現象を障害するベータアミロイドオリゴマー解離作用や、髄液中発現などユニークな特色をもち、弧発性AD脳の全例で、海馬菱形ニューロンでの本酵素の著明な減少を確認している。ヒト髄液中HBCPBの診断学的意義を解明するため、髄液検体に対しHBCPBおよびベータアミロイド各分子種の定量・定性的解析を質量分析法により行い、その解析結果と各検体提供者の臨床情報(臨床的客観評価、検査所見、画像情報など)相関検索から明らかになった診断学的意義は以下のとおりである。平成16年度および17年度に集積し、解析に適した髄液検体数はそれぞれ66例および31例であった。臨床情報の開示時期(平成17年末)以前の解析については、抗体相互作用質量分析(HHCP8およびベータアミロイドに対するモノクロナル抗体を使用)による盲検解析をすべての検体について行い、その結果に基づき異常群(HBCPBペプチドの変動とそれに関連したベータアミロイド1-42相対比率の低下)と正常群その他に分類した。臨床情報の開示後の相関検索解析により、有用なマーカー候補分子(ペプチド)を選択し、当該マーカー分子について、統計的有意性の解析も行い総合的に診断マーカーとしての意義を検討した。また米国で精力的に解析されているアルッハイマー病(AD)の前駆的病態といえる軽度認知障害(MCI)の判定基準を準用し、検体の準カテゴリーとした。現時点の解析結果では、特異的エピトープ認識抗体をもちいた相互作用解析で確認できる髄液ペプチドC14EP71-1がMCI由来検体で最も高値でアルツハイマー病への移行□重症化に伴い低下正常化すること、この傾向は病理組織化学的にも対応していることが明らかになった。現在当該ペプチドの同定解析が進行中であり、全検体の解析を待ってH8CPBペプチドマーカーの診断学的意義を上記視点を核として解明する。なお、MCIと臨床的に判断される例については、ADへの移行を確認できるまでは確定診断は困難であるため、今後5年間に亘り追跡調査し、特にペプチドC14EP71-1およびベータアミロイド1-42相対比の2マーカーに注目し、後視的に病態早期診断能を明らかにする。(1)各診療施設および臨床研究組織においてinformed consentが得られた髄液検査を受ける患者から採取した平成16年度内の髄液検体数は77例である。検体は各診療施設による匿名化の後、その臨床情報とともに研究施設に提供された。匿名化は被検者個人の追跡データと連結させる必要があるため、連結可能な様式で行った。研究の対象とする個人の人権擁護のため、その個人に関わる情報は当該診療施設の共同研究者の責任で匿名化の後、連結表が保管されている。検体は分画の後、臨床情報は画像情報などの整理の後、それぞれ本機関・臨床研究情報センターに設置の検体保管システムおよび臨床情報管理システムに随時管理保管されている。

(2、3)予備的規模の解析から、研究計画(2)で計画したウエスタン解析は(3)の質量分析解析と比較して、感度、定量性の両面で劣り、(3)の成果が(2)のそれを包摂するものであることが明らかになったので、本解析はすべて(3)に依った。平成16年7月から、独立行政法人産業技術総合研究所セルエンジニアリング研究センター(兵庫県尼崎市)に設置されている質量分析機(米国サイファージェン社製)を招聘研究員として共同利用しており、既に髄液検体の調製法(保存、分離、濃縮など)、解析測定の手技・条件検討など予備的研究を終え、至適保存保管条件検体の限外濾過による濃縮手法を決定し、本解析に至適化したモノクロナル抗体(C14モジュール)および同単クローンエピトープのポリクロナル抗体とプロテインチップを用いた抗体相互作用実験の手技を確立した。まず、Aβ1-42/Aβ1-40比のAD例における低下について本施設での追試の結果(40例)、臨床診断の確定したAD由来の検体については正常例と比較して有意差を確認したが、一部の軽度認知障害(MCI)やAD例では当該比の低下は見られず、元々含有比率の小さい分子種の狭い変動巾を追っているので、早期診断マーカーの形質としては困難が予想された。一方診断確定したAD由来の検体についてHBCPBを解析した結果、AD例でのAβ1-42/Aβ1-40比の低下とはレシプロカルな発現増加を確認した。(4)両者の発現量の変動相関についてAD,MCI、他疾患及び正常例について相関解析中である。ヒト脳型カルボキシペプチダーゼB(HBCPB)は局在が海馬など記憶学習・認知機能の中枢での局在が顕著であること、記憶学習機能の示標である長期増強現象を障害するベータアミロイドオリゴマー解離作用や、髄液中発現などユニークな特色をもち、人種を問わず解析した弧発性AD脳の全例で、海馬菱形ニューロンでの著明な減少を確認している。ヒト髄液中HBCPBの診断学的意義を解明するため、髄液検体に対しHBCPBおよびベータアミロイド各分子種の定量・定性的解析を質量分析法により行い、その解析結果と各検体提供者の臨床情報(疾患、痴呆の客観評価、検査所見、画像情報など)相関検索から明らかになった診断学的意義は以下のとおりである。平成16年度および17年度に集積し、解析に適した髄液検体数はそれぞれ66例および31例であった。臨床情報の開示時期(平成17年末)以前の解析については、抗体相互作用質量分析(HBCPBおよびベータアミロイドに対するモノクロナル抗体を使用)による盲検解析をすべての検体について行い、その結果に基づき異常群(HBCPBペプチドの変動とそれに関連したベータアミロイド1-42相対比率の低下)と正常群その他に分類した。臨床情報の開示後の相関検索解析により、有用なマーカー候補分子(ペプチド)を選択し、当該マーカー分子について、統計的有意性の解析も行い総合的に診断マーカーとしての意義を検討した。また米国で精力的に解析きれているアルッハイマー病の前駆的病態といえる軽度認知障害の判定基準を準用し、検体の準カテゴリーとした。現時点の解析結果では、特異的エピトープ認識抗体をもちいた相互作用解析で確認できる髄液ペプチドC14EP71-1.5が軽度認知障害検体で最も高値でアルツハイマー病への移行□重症化に伴い低下正常化すること、この傾向は病理組織化学的にも対応していることが明らかになった。現在当該ペプチドの同定解析が進行中であり、全検体の解析を待ってHBCPB