hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高磁場MRSと多チャンネルNIRSを用いた強迫性障害の薬物応答性予測に関する研究

強迫性障害患者の薬物応答性予測因子となりうる客観的指標を探索することを目的に研究を行った。臨床特徴ではSSRIに非定型抗精神病薬を付加して反応の見られた群は発症年齢が有意に低く洞察も乏しかった。MRSでは右基底核における強迫性障害患者のNAA/ Crは健常者と比較して高い傾向があり、NIRSでは強迫性障害患者群は健常群に比べて前頭葉のoxyHb濃度の有意な低下がみられた。薬物応答性の異なる強迫性障害患者の脳代謝と脳機能の生物学的差異を見いだし、薬物応答性予測因子となりうる客観的指標を確立することを目的に3T ^1H-MRSと多チャンネルNIRSという2種類の機能画像手法を用いて、脳内代謝物質の定量と認知機能検査を試行中の脳血流変化の測定を行っている。平成21年3月までに強迫性障害患者23人と健常対象者28人の^1H-MRSの撮像を完了し、帯状回と基底核における、N-アセチルアスパラギン酸(NAA)、コリン含有物質(Cho)、クレアチン/クレアチンリン酸(creatine-phosphocreatine ;Cr)、グルタミン(Gln)、グルタミン酸(Glu),、GABA、ミオイノシトール(ml)の定量を行った。結果をまとめて、平成21年4月に京都で行われる第31回日本生物学的精神医学会で発表する。平成21年3月までに強迫性障害患者8人と性別、年齢、知能指数を一致させた健常被験者8人に対して、日本語版Stroop Test(ひらがな版と漢字版)を施行し、課題施行中の前頭葉の血行動態の変化について24チャンネルNIRS装置を用いて観察した。この結果は平成20年9月に富山で行われた第30回日本生物学的精神医学会で発表した。平成21年3月までに60人の強迫性障害患者の薬物治療による改善度をY-BOCS(Yale-Brown Obsessive Compulsive Scale)を用いて評価し、(1)SSRI反応群(2)SSRI+非定型抗精神病薬反応群(3)無反応群の3群に分類評価した。強迫性障害における神経化学的側面について薬物応答性との関連を含めて平成20年5月に東京で行われた第104回日本精神神経学会で発表した。3T^1H-MRSと多チャンネルNIRSという2種類の機能画像手法を用いて、薬物応答性の異なる強迫性障害患者の脳内代謝物質と経時的脳血流を定量し、薬物応答性予測因子となりうる客観的指標を探索している。3T^1H-MRSでは強迫性障害患者23人と年齢性別を一致させた健常対象者28人の左右の基底核にボクセルをおき、N-アセチルアスパラギン酸(NAA)、コリン含有物質(Cho)、クレアチン/クレアチンリン酸(creatine-phosphocreatine;Cr)、グルタミン(Gln)、グルタミン酸(Glu),、ミオイノシトール(mI)の定量を行った。その結果、基底核における強迫性障害患者のNAA/Crは健常者と比較して高い傾向があり、右が左に比べて有意に高かった。Glu/Cr,Gln/Cr,mI/Cr,Cho/Crは強迫性障害患者と健常者との間に有意な差はなく、また左右差も見られなかった。この結果を平成21年4月に京都で行われた第31回日本生物学的精神医学会で発表した、NIRSでは強迫性障害患者8人と性別、年齢、知能指数を一致させた健常被験者8人に対して、日本語版Stroop Test(ひらがな版と漢字版)を施行し、課題施行中の前頭葉の血行動態の変化を定量して解析し結果を論文として発表した。平成20年度に強迫性障害における神経化学的側面について薬物応答性との関連を含めて第104回日本精神神経学会で発表したが、その内容を論文として平成21年度に精神神経雑誌に発表した。また、強迫性障害の薬物応答性と臨床特徴について平成21年11月に京都で行われた第31回臨床精神薬理学会で、また、強迫性障害の薬物療法の現況と今後について平成22年3月に大阪で行われた第2回日本不安障害学会のシンポジウムで発表した。強迫性障害患者の薬物応答性の違いに関する生物学的差異に着目し、薬物応答性予測因子となりうる客観的指標を探索することを目的に研究を行った。具体的には3T ^1H-MRSと多チャンネルNIRSという2種類の機能画像手法を用いて、強迫性障害患者の脳内代謝物質と経時的脳血流を定量し比較検討した。

強迫性障害患者28人と年齢性別を一致させた健常対象者28人を対象として高磁場の3T-MR装置を用いての左右の基底核にボクセルをおき^1H-MRSの撮像を行い、N-アセチルアスパラギン酸(NAA)、コリン含有物質(Cho)、クレアチン/クレアチンリン酸(creatine-phosphocreatine ; Cr)、グルタミン(Gln)、グルタミン酸(Glu)、ミオイノシトール(ml)、の定量を行った。また、強迫性障害患者8人と性別、年齢、知能指数を一致させた健常被験者8人に対して、日本語、版Stroop Testを施行し、課題施行中の前頭葉の血行動態の変化を多チャンネルNIRS装置を用いて定量して解析した。強迫性障害患者の中でもSSRIに反応が見られない患者群における脳内NAAやChoの異常についての知見を得るととししもに、強迫性障害の薬物応答性と臨床特徴についてまとめ、平成22年6月に香港で開催されたXXVII CINPで発表を行った。また、課題の難易度とNIRS測定結果の関連についてまとめ、平成22年10月に第32回日本生物学的精神医学会で成果発表を行った。
ウィルソン病の遺伝子解析

ウィルソン病患者および家族のゲノムDNAを用いて、染色体13q14ーq21に局在する既知のプロ-ブを本症遺伝子の連鎖を検討し、患者および保因者の遺伝子診断法を確立することを目的とした。プロ-ブとしてはESTERASe D(ESD)のcDNAを用いた。まず、日本人でのBamIIを制限酵素とした場合の制限酵素切断片長の多型(RFLPs)を検討した。材断および方法:異なる家系の健康日本人成人10例の血液、およびウィルス病患者2例、その両親、その同胞(2例)の血液から、Federらの方法に準じて、ゲノムDNAを抽出した。抽出したDNAをBamIIの制限酵素で切断し、その後アガロ-スゲルで電気泳動した。ゲル上のDNAをサザンブロット法により、ナイロンフィルタ-に転写した。フィルタ-をプレハイブリダイゼ-ションさせた後、^<32>Pで標識したESDのcDNAのプロ-ブとハイブリダイゼ-ションさせ、オ-トラジオクラフィ-を行った。結果および考察:正常日本人のゲノムDNAをBamIIで切断し、ESDのcDNAをプロ-ブにして検討した結果ではRFLPsは認められなかった。またウィルソン病患者およびその家族のゲノムDNAでもRFLPsは認められなかった。Bowcockら、Leeらは、ESDのcDNAをプロ-ブにし、ゲノムDNAをBamIIで切断した時、RFLPsが認められると報告している。私達の結果でRFLPsが認められなかったのは、検討した症例数が少なかったためと思われる。さらに症例数をふやして検討する予定である。またプロ-ブおよび制限酵素をかえて、検討する必要もあると思われる。
インバース・マニュファクチャリング実現のための基礎研究

インバース・マニュファクチャリングの目的は、資源・エネルギーの使用量、廃棄物、および、環境負荷を最小化するような、循環型製品ライフサイクル・システム(これをインバース・マニュファクチャリングシステムと呼ぶ)を実現することにある。特に本研究は、インバース・マニュファクチャリングシステムの基本的考え方を技術的、経済的、政策的側面から総合的に検討し、その基礎理論の整理と今後の課題を明らかにすることを目的とした。インバース・マニュファクチャリングの考え方として、1.リサイクルではなく、リユ-スを中心とた循環型製品ライフサイクルの実現2.製品の量によるのではなく、製品機能により社会的要求を充足する「量的充足から質的充足へ(dematerialization)」の二つの重要性が明らかになった。また、「インバース・マニュファクチャリングの基本的枠組とその経済・政策的議論」、「ライフサイクル設計」、「インバース・マニュファクチャリングのためのプロセス技術」、「社会・文化的評価」の四つの視点からこの基本的な考え方を検討した。結果として、インバース・マニュファクチャリングの基本的な考え方は整理できた。また、これを実現するための要素技術はかなり存在する、もしくは、開発可能であることが明らかになった。我々は本研究を通じて、これら要素技術を使用して、基本的な考え方を実現するような、製品ライフサイクルのシステム化技術の方向性(例えば、ライフサイクル設計)を提案できたと考えている。一方で充分に検討できなかった課題は、「評価」とインバース・マニュファクチャリングシステムを実装する「社会システム」であり、これらの問題を解決し、インバース・マニュファクチャリングシステムを現実化するシナリオを構築することが今後の課題である。本研究は以下のグループ分けで研究を遂行した。1.研究の統括、2. Life Cycle Industryとしての製造業の再定義、3. Life Cycle Product Modeling、4. Green Browserの開発、5.組立品のLCA (Life Cycle Assessment)、6. Soft Artifacts、7.マイクロ・ディスアセンブリ。本年度前半はメンバー間でインバース・マニュファクチャリングの枠組、および、各研究テーマの明確化、位置づけ作業を行ない、後半から各テーマの本格的な研究活動を行なった。グループ2は国内外の産業動向、事例を検討し、閉ループ型ライフサイクル・システム実現の可能性を検討した。グループ3、4はそれぞれ、モデリング手法の検討、環境情報の共有化による環境にやさしい製品設計の支援ツールGreen Browserの開発を行ない、グループ5はLCA手法の適用事例の検討と組立品への適用可能性を検討した。グループ6は閉ループ型ライフサイクルに適した新しい人工物としてモジュール化機械システムが適しているという結論を得た。グループ7は電装品のリサイクルの現状を調査し、分解に必要なエネルギーに基づく分野性評価手法を提案した。以上、グループ2、3、4、および7は当初の目的を達成できた。グループ5に関しては、従来提案されているLCAが閉ループ型の製品を対象としていないことなどの理由により、従来技術の本研究への応用は当初の計画より困難であることが明らかになった。来年度も継続してこの課題を検討する。グループ6に関しては、モジュール型機械システムの例題の設計は来年度の課題として残されている。さらに研究の結果、ライフサイクルを通じた製品情報(部品の劣化情報、保全作業による部品交換履歴など)の管理が予想以上に重要であることが明らかになった。そこで来年度はこの問題も検討することとする。結果として、閉ループ型のライフサイクル・システムのイメージが固まりつつある。インバース・マニュファクチャリングの目的は、資源・エネルギーの使用量、廃棄物、および、環境負荷を最少化するような、循環型製品ライフサイクル・システム(これをインバース・マニュファクチャリングシステムと呼ぶ)を実現することにある。

特に本研究は、インバース・マニュファクチャリングシステムの基本的考え方を技術的、経済的、政策的側面から総合的に検討し、その基礎理論の整理と今後の課題を明らかにすることを目的とした。インバース・マニュファクチャリングの考え方として、1.リサイクルではなく、リユ-スを中心とした循環型製品ライフサイクルの実現2.製品の量によるのではなく、製品機能により社会的要求を充足する「量的充足から質的充足へ(dematerialization)」の二つの重要性が明らかとなった。また、「インバース・マニュファクチャリングの基本的枠組とその経済・政策的議論」、「ライフサイクル設計」、「インバース・マニュファクチャリングのためのプロセス技術」、「社会・文化的評価」の四つの視点からこの基本的な考え方を検討した。結果として、インバース・マニュファクチャリングの基本的な考え方は整理できた。また、これを実現するための要素技術はかなり存在する、もしくは、開発可能であることが明らかになった。我々は本研究を通じて、これら要素技術を使用して、基本的な考え方を実現するような、製品ライフサイクルのシステム化技術の方向性(例えば、ライフサイクル設計)を提案できたと考えている。一方で充分に検討できなかった課題は、「評価」とインバース・マニュファクチャリングシステムを実装する「社会システム」であり、これらの問題を解決し、インバース・マニュファクチャリングシステムを現実化するシナリオを構築することが今後の課題である。
分子環を用いたカーボンナノチューブのキラリティ制御合成とその電気的性質評価

単層カーボンナノチューブ(SWNT)の金属または半導体性質の直接合成を目指した。SWNTの最短骨格環状構造であるシクロパラフェニレン(CPP)を輪投げの方式で土台分子のフラーレンに導入後、CPP同士を熱融合させることでSWNTの合成を行なった。電子顕微鏡像観察により、得られた構造には非晶質構造が含まれていたが、目的とする円筒状構造のSWNTも観察された。またラマン分光分析から、SWNT由来のピークが観測され、得られたSWNTは半導体的性質を有することが示唆された。しかし、CPPは金属SWNTの最短骨格構造であるため、今回の熱処理では、CPPの環状構造が崩れて熱融合した可能性が示唆された。本課題は、Si基板上に共役π分子を修飾し、そこに単層カーボンナノチューブ(SWNT)の基本骨格であるシクロパラフェニレン(CPP)を導入し、CPP同士を熱融合することで、直径の揃ったSWNTの物理合成に関する研究である。今年度の研究では、新規に購入した紫外線レーザー照射窓付電気炉を用いて、SWNTの合成に関する実験を行なった。フラーレン: C70をSi基板表面に配列し、フラーレンに[12]シクロパラフェニレン([12]CPP)を導入後、[12]CPP同士を熱融合させ一次元構造の合成を行なった。走査型電子顕微鏡(SEM)・透過型電子顕微鏡(TEM)による構造観察および、ラマン分光分析による振動モード解析から、得られた試料には一部アモルファスの一次元構造が含まれるが、円筒状構造のSWNTの存在も確認された。特にラマン分光分析からは、SWNTに起因するGバンドの分裂が確認された。次に、SWNT成長土台であるフラーレンを一次元共役π分子に変更し、これをSi基板上に固定する前工程として、Si基板上にアミノ基の修飾を行なった。具体的には、フッ化水素酸でSi基板表面の酸化膜を除去し、亜硫酸アンモニウム水溶液でSi基板表面を平坦化した後、アンモニア雰囲気下にてSi基板表面に紫外線を照射しながらアミノ基の修飾を行なった。フーリエ変換赤外分光(FT-IR)法による振動モードの分析より、Si基板からアミノ基の伸縮振動と変角振動に起因するピークが3350 cm-1および1550cm-1近傍に観測されたため、Si基板上にアミノ基が修飾されていることが示唆された。アミノ基の修飾は、Si基板上に5000 mW/cm2以上の紫外線レーザーを24時間または48時間照射することで達成された。本課題で購入した紫外線レーザー照射窓付電気炉は、既製品の販売がなく、設計・製作を一から行なったため、装置の完成まで時間を要した。また以前利用していた同構造の電気炉よりも小型化しているため、実験の再現性を取るための条件出しに時間を要した。さらにアミノ基をSi基板上に修飾するための紫外線レーザー強度の最適化やレーザー・Si基板の最適配置の条件出し等に時間を要した。当初の研究計画では、一次元共役π分子をSi基板上のアミノ基に固定後、この構造解析まで進める予定であったが、現状アミノ基の修飾および構造分析までしか進んでいないため、急ピッチで研究を進める必要がある。本研究課題は、シリコン基板上に共役π分子を修飾し、そこに単層カーボンナノチューブ(SWNT)の基本骨格であるシクロパラフェニレン(CPP)を導入し、CPP同士を熱融合することで、直径の揃ったSWNTを得るための新規物理合成手法に関する研究である。今年度の研究では、フラーレン: C76, C84をシリコン基板上に配列し、二種のフラーレンに[12]CPPを導入後、[12]CPP同士を熱融合させることで、一次元構造の合成を図った。走査型電子顕微鏡(SEM)像・透過型電子顕微鏡(TEM)像観察から、得られた試料には、一次元のアモルファス構造と円筒状構造の二種が得られ、特にC84をCPPの熱融合土台に用いることで、前年度のC70を用いた場合よりも、それらの構造の収率が増加した。またラマン分光による振動モードの解析から、炭素六角網面に起因するGバンド、構造欠陥に起因するDバンドが観測された他、SWNTに由来するGバンドの分裂が観測された。当該成果に関して、現在論文を投稿中である。次に、SWNT成長土台であるフラーレンを一次元分子鎖に変更し、同工程でSWNTの成長を目指した。今回、分子鎖にオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を用いて、シリコン基板上に薄膜形成を行い、フーリエ変換赤外分光(FTIR)・原子間力顕微鏡等による解析から、シリコン基板上へのTEOSの配列を確認した。しかし、均一な薄膜形成とならず、シリコン基板に対して完全な垂直配向が困難であった。そのため、[12]CPP昇華導入・熱融合後の構造解析の結果、フラーレン土台を用いた場合よりもSWNTのような円筒状構造を観察することはできなかった。今後、シリコン基板上への一次元分子鎖の完全な垂直配向が課題である。またラマン分光分析から、SWNT

由来のピークが観測され、得られたSWNTは半導体的性質を有することが示唆された。しかし、CPPは金属SWNTの最短骨格構造であるため、今回の熱処理では、CPPの環状構造が崩れて熱融合した可能性が示唆された。アミノ基を修飾したSi基板上に共役π分子の修飾を行なう。具体的には、ホルミル基を有する共役π分子を不活性ガス雰囲気下で加熱・昇華させ、Si基板上のアミノ基とアゾメチン結合を形成させる。この際、Si基板上に共役π分子を垂直配向させるために、共役π分子の光配向性を利用し、一方向から紫外線を照射しながらSi基板上に共役π分子を固定する。共役π分子の配向性は[12]CPPの導入方向に影響することが考えられるため、共役π分子の固定化後、Si基板表面の構造解析を行なう。この後、共役π分子を伸長させるために、アミノ基を有する共役π分子を前述と同様な方法でホルミル基を有する共役π分子に化学結合させ、構造解析を進める。以降は当初の計画に沿って研究を推進する。すなわち、伸長した共役π分子に[12]CPPを導入後、CPP同士の熱融合を行ない、得られた試料の構造解析を進める。また、電子・電気デバイスとして、得られた試料の電気的性質を評価する。電子・電気材料工学
北海道を中心とするアイヌ語諸方言の記録・整理

今年度の研究計画に基づき、1これまで採録したアイヌ語調査映像テープ27本を業者に外注してディジタルビデオに複製し、またそれらの内容目録の原案を作成した。2これまで採録した調査ノートの整理を沢井春美氏(北海道立アイヌ民族文化研究センター)丹菊逸治氏、北原次郎太氏、田村雅史氏(千葉大学大学院)に依頼し、内容の活字化と整理を行った。同じく調査テープの整理を丹菊逸治氏、北原次郎太氏、田村雅史氏、田村将人氏(千葉大学大学院)林誠氏(北海道立アイヌ民族文化研究センター)に依頼し、録音資料中のアイヌ語テキストの文字化・対訳を行った。その成果として、奥田統己・林誠・田村すず子編(2003)『アイヌ語静内方言の音声資料-田村すず子採録織田ステノさんと虎尾ハルさんの口頭文芸と会話』、沢井春美・田村すず子編(2003)『アイヌ語帯広方言の資料-田村すず子採録広野ハルさんの基礎語彙調査資料』および北原次郎太・田村雅史・田村将人・丹菊逸治・田村すず子編『アイヌ語樺太・名寄・釧路方言の資料-田村すず子採録藤山ハルさん・山田ハヨさん・北風磯吉さん・徹辺重次郎さんの口頭文芸・語彙・民族誌』を総括班から刊行した。3研究協力者の加藤陽一郎氏が採録した三石方言の音声テープの整理を進めた。その成果として加藤氏は「アイヌ語三石方言の基礎語彙」を『環太平洋の言語10』に投稿した。4かつて近藤鏡二郎氏によって録音された沙流方言の音声資料の整理・分析を進め、田村すず子(2003)『アイヌ語沙流方言の音声資料3 -近藤鏡二郎の録音テープに遺されたワテケさんの神謡III』として総括班から刊行した。5インターネット上で公開している『アイヌ語学習者のためのアイヌ語基本文献・音声資料リスト(日本語版・欧米語版)』を4度更新し、新しい情報を追加した。今年度の研究計画に基づき、1これまで採録したアイヌ語調査音声テープ85本をDATおよびMDに複製した。またそれらの内容目録の原案を作成した。2これまで採録したアイヌ語調査映像テープ39本を業者に外注してディジタルビデオに複製し、またそれらの内容目録の原案を作成した。3これまで採録した調査ノートの整理を沢井春美氏(北海道立アイヌ民族文化研究センター)丹菊逸治氏、北原次郎太氏、田村雅史氏(千葉大学大学院)に依頼し、全体の複製を行うとともに、内容をコンピューターに入力した。同じく調査テープの整理を丹菊逸治氏、北原次郎太氏、田村雅史氏、田村将人氏(千葉大学大学院)林誠氏(札幌学院大学学芸員課程)に依頼し、録音資料中のアイヌ語テキストの文字化・対訳を行った。4研究協力者の加藤陽一郎氏が採録した三石方言の音声テープの整理を進めた。5かつて近藤鏡二郎氏によって録音された沙流方言の音声資料の整理・分析を進め、田村すず子(2002)『アイヌ語沙流方言の音声資料2 -近藤鏡二郎の録音テープに遺されたワテケさんの神謡II』として総括班から刊行した。6インターネット上で公開している『アイヌ語学習者のためのアイヌ語基本文献・音声資料リスト(日本語版・欧米語版)』を2度更新し、新しい情報を追加した。
データ表現の工夫による高性能・高信頼浮動小数点演算器アレイに関する研究

浮動小数点演算器アレイを、アレイ内のデータ表現を工夫して高性能化、高信頼化する研究を行い、パリティ予測や部分二重化、剰余検査によるオンライン誤り検出可能な演算器の構成法、および、二つの倍精度浮動小数点積和演算器を用いて4倍精度相当の高精度演算を行う手法等を提案した。また、多重ループ構造および配列操作を含むプログラムから浮動小数点演算器とメモリ等からなるプロセッシングエレメントのアレイを自動合成する手法を提案した。さらに、浮動小数点演算器アレイのシミュレータを開発した。科学技術計算等、膨大な演算を伴う処理を電力効率よく、高速に行える計算機構として期待されている、浮動小数点演算器アレイについて、アレイ内でのデータの表現法を工夫することにより、高性能、高信頼の浮動小数点演算器アレイを構成する手法を開発することを目的として研究を進めた。平成24年度には、具体的には以下の研究を行い、成果を得た。(1)浮動小数点演算器アレイの高性能化を可能とするデータ表現の研究アレイ全体として、個々の演算をIEEE754標準で行う場合と同等の精度の計算結果を得られ、かつ、個々の演算がより効率よく行えるデータ表現法として、IEEE754標準の基本形式の指数部を1ビット拡張した表現形式を提案した。これにより、Denormalized数の扱いが不要となり、特に浮動小数点乗算器の構成法が容易になり、計算時間おおび面積の両面でより高性能な乗算器を構成できることを示した。(2)浮動小数点演算器アレイの高信頼化を可能とする演算器構成法の研究2^k-1を法とする剰余検査に基づく、オンライン誤り検出可能な乗算器の構成法について検討を行った。また、桁上げビットの二重化によるパリティ検査に基づく、オンライン誤り検出可能な高速加算器の構成法を開発した。さらに、部分二重化により重大な誤りをオンラインで検出可能な乗算器の構成法を開発した。(3)浮動小数点演算器アレイのシミュレータの開発アレイ全体での計算精度等を解析するために、さまざまな構成(相互結合の形態・方式)の演算器アレイに対応でき、さまざまなデータ表現および丸め処理方式を扱えるシミュレータの開発に着手し、基本的な機能の開発を終えた。科学技術計算等、膨大な演算を伴う処理を電力効率よく、高速に行える計算機構として期待されている、浮動小数点演算器アレイについて、アレイ内でのデータの表現法を工夫することにより、高性能、高信頼の浮動小数点演算器アレイを構成する手法を開発することを目的として、(1)浮動小数点演算器アレイの高性能化を可能とするデータ表現及び演算器構成法の研究、(2)浮動小数点演算器アレイの高信頼化を可能とするデータ表現及び演算器構成法の研究、(3)浮動小数点演算器アレイのシミュレータの開発を行い、以下の成果を得た。(1)昨年度に開発したDenormalized数の扱いを不要とするデータ表現法により、演算器アレイ内でのオーバーフローの発生も抑制できることを確認した。また、IEEE754-2008浮動小数点演算標準により正確に丸められるべき演算に推奨されている斜辺計算(2次元距離計算)に対して、内部計算に桁上げ保存表現を用いた、回路実現向きアルゴリズムを提案した。(2)浮動小数点加算器および乗算器について、剰余検査を丸め処理の前後で二回行うことにより、演算器全体をオンライン誤り検出可能とする構成法を開発した。アレイ内での演算器間のデータ転送に剰余符号を用いれば、この演算器のハードウェア量をおよそ10%削減できることを示した。また、昨年度開発した、桁上げビットの二重化によるパリティ検査に基づくオンライン誤り検出可能な高速加算器の構成法、および、部分二重化によるオンライン誤り検出可能な浮動小数点乗算器の構成法を洗練した。(3)浮動小数点演算器アレイのシミュレータの開発を進め、アレイのコンフィグレーションの記述法を定め、対象とする計算(データフローグラフ)をアレイにマッピングするツールを開発した。平成26年度には、具体的には以下の研究を行い、成果を得た。IEEE754-2008浮動小数点演算標準において正確に丸めることを推奨されている関数の値を倍精度で求めるには、計算を4倍精度程度で行う必要があるが、4倍精度浮動小数点演算器アレイを構成すると回路規模が膨大になる。そこで、新たに4倍精度に近い精度をもつ仮数部104ビット拡張倍精度表現を考案し、倍精度浮動小数点演算器アレイにおいて演算器を二つずつ組にして用いて拡張倍精度演算を行う手法およびそのための演算器の拡張法を開発した。

昨年度までに考案し洗練してきた、部分二重化によるオンライン誤り検出可能な浮動小数点乗算器について、詳細な回路設計を行い、ハードウェアオーバーヘッドや誤り検出率の評価を行った。また、3および15を法とする剰余検査により誤り検出を行う場合に、浮動小数点表現の基数を4および16にすることにより、浮動小数点加算器の構成が簡単になることを示した。開発を進めてきた浮動小数点演算器アレイのシミュレータを洗練し、本研究で用いた。ホストプロセッサから浮動小数点演算器アレイの各演算器への計算の割り当てについて検討し、多重ループ計算の自動並列化手法を開発した。また、行列多項式の計算について、行列乗算の回数の少ない計算法を考案した。26年度が最終年度であるため、記入しない。計算機科学26年度が最終年度であるため、記入しない。浮動小数点演算器アレイの高性能化を可能とするデータ表現の研究は、ほぼ計画通りに進展している。浮動小数点演算器アレイの高信頼化を可能とする演算器構成法の研究は、剰余検査に基づく構成法は予定より若干遅れ気味であるが、平成25年度から本格的に取り組む予定であったパリティ検査に基づく構成法および二重化に基づく構成法は計画以上に進展し成果が得られつつある。浮動小数点演算器アレイのシミュレータの開発は、計画よりも早く、基本的な機能の開発を終えた。(1)浮動小数点演算器アレイの高性能化を可能とするデータ表現及び演算器構成法の研究、(2)浮動小数点演算器アレイの高信頼化を可能とするデータ表現及び演算器構成法の研究、(3)浮動小数点演算器アレイのシミュレータの開発のいずれも、ほぼ計画通りに進展している。(1)について、部分的な桁上げ保存表現の導入を検討したが、結果として、内部計算に全面的に桁上げ保存表現を用いた斜辺計算(2次元距離計算)の回路実現向きアルゴリズムを提案することとなった。おおむね当初の計画通りに進めるが、浮動小数点演算器アレイの高信頼化を可能とする演算器構成法の研究に関して、パリティ検査に基づく構成法および二重化に基づく構成法について予想以上の成果が得られそうであるので、ここに重点を置く予定である。おおむね当初の計画通りに進める。すなわち、来年度は最終年度であり、今年度までの研究成果を統合し、高性能かつ高信頼な計算を可能とするデータ表現法およびそれに対応した演算器の構成法、誤り検出法を示す。このデータ表現形式とIEEE754標準形式との相互変換回路を設計し、評価する。年度末に予定していた、研究協力者との研究打合せのための出張を取り止め、TV会議システムで行ったため、約3万円の次年度使用額が生じた。高信頼な演算器の構成法について、当初の予想以上の成果が得られているので、その成果発表に要する経費(論文掲載料等)に充当する。年度内に購入すべく発注していた洋書の納品が遅れ、4月になったため、次年度使用額が生じた。発注していた洋書が納品され次第、その支払いに使用する。
14-3-3タンパク質の機能解明を目的としたケミカルバイオロジー

本年度は、これまでに得られたフシコクシンの構造変換法を応用し、14-3-3/リン酸化タンパク質/フシコクシン誘導体の三者会合体形成に焦点を当て研究を進めた。まず,ドッキングシミュレーションにより、14-3-3とC末端で結合するmode 3、モチーフと選択的に三者会合体を形成する分子を設計し,これを合成した。この分子の三者会合体X線結晶構造をC.Ottmann博士(Max Planck Society, Chemical Genomics Centre)との共同研究によって明らかにし、ここからmode 3選択性を有することが示唆された。これを用いて抗がん活性を測定したところ、弱いながらもコチレニン様の活性を有することが確認され、ここから少なくともコチレニンの抗がん活性の一端にmode 3様式で14-3-3に結合するリン酸化タンパク質が関与する可能性が示唆された。また、フシコクシンアグリコン9位ヒドロキシ基に糖鎖の代替となることを期待して2-アミノエチル基を導入した化合物を合成した。この誘導体のヒト肺がん細胞A549に対する増殖阻害活性を調べたところ、配糖体の4から5倍程度活性が向上していることが分かった。蛍光プローブ化を検討するため、この分子のアミノ基に環境応答性蛍光官能基ニトロベンゾフラザン(NBD)を導入してA549に対する増殖阻害活性を測定したところ、活性は低下したものの配糖体と同程度の活性は残ることが分かった。これを細胞に投与し共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察を行った結果、蛍光が小胞体(ER)に局在化することが確認され、ここから何かしらの標的がERに存在する可能性が示唆された。以上のように、合理的な設計によってフシコクシンの構造を変換することで、天然物にはない選択性や機能を与えることが出来ることを示した。ジテルペン配糖体フシコクシン(以下FC)を14-3-3タンパク質の機能解明・制御するためのプローブとして用いるには、目的とする機能を引き出すため特定の位置の骨格変換や官能基の導入を行わなければならない。本年度は、14-3-3タンパク質とリン酸化タンパク質の会合について特に影響を与えると考えられるFC3位への官能基の導入を試みた。具体的には、FCを出発原料として、3位に水酸基を導入したコチレノールを合成することに成功した。同様の手法を用いて、配糖体においてもコチレニン(以下CN)型骨格への変換方法を確立した。CNは抗がん剤のリード化合物として期待される天然物であるが、現在菌体からの生産が出来ずその供給が絶たれている。このような背景からFCからCNへの変換はCNの抗がん活性に関する研究を進めるにあたり非常に重要である。さらに、この水酸基を足掛かりにして、14-3-3蛋白質とリン酸化タンパク質の相互作用を阻害する分子や、安定化する分子を設計、合成することが出来るようになった。また、FCの13位を立体選択的にアルキル化する手法を開発した。これを応用することで、14-3-3蛋白質とある特定の配列を持つリン酸化タンパク質のみを選択的に安定化できる分子を創出できる可能性が見出された。本年度達成されたFC誘導体合成方法は今後リバースケミカルバイオロジーへと研究を展開するためのプローブを合成する上で必要不可欠なものである。従って、これらは今後の研究の核とも言うべき技術であり、これを達成できた意義は大きい。今年度は本研究の目的の1つである、14-3-3タンパク質とリン酸化タンパク質の会合を阻害するフシコクシン誘導体の創出に取り組んだ。まず初めに、リン酸化タンパク質のリン酸基結合部位に着目し、ドッキングシミュレーションソフトを用いて評価を行いながら分子設計をした。続いて、設計した分子を実際に合成し、これを指差熱滴定カロリメトリーにより熱力学的な評価を行った。この結果、合成したフシコクシン誘導体は14-3-3タンパク質に対して9.4μMの結合定数を有することが明らかとなり、少なくとも14-3-3タンパク質に結合する能力が天然フシコクシンよりも7倍近く向上した。現在、実際にリン酸化タンパク質と競合するのかを調べており、この確認が取れれば、さらにX線結晶構造解析を行いその構造基盤を明らかにする予定である。また、14-3-3/リン酸化タンパク質/フシコクシン誘導体の三者会合体において特に重要な働きをすると考えられるフシコクシン3位の新たな変換方法を見出した。これにより、天然フシコクシンとは異なる配列選択性の三者会合体を形成出来る誘導体の創出が行える可能性が開けた。また、フシコクシンアグリコン誘導体の9位に糖鎖に変わる置換基を導入する反応も開発した。この反応を用いて、蛍光基の導入など今後ケミカルバイオロジー的なアプローチを行うためのツール化に向けた足がかりを作ることも可能となった。今後はこれらを実際に合成し評価を行う予定である。以上のように、今年度は、リバースケモジェネティクスへの応用を見据えて、確実に研究を進めることが出来た。

これを用いて抗がん活性を測定したところ、弱いながらもコチレニン様の活性を有することが確認され、ここから少なくともコチレニンの抗がん活性の一端にmode 3様式で14-3-3に結合するリン酸化タンパク質が関与する可能性が示唆された。また、フシコクシンアグリコン9位ヒドロキシ基に糖鎖の代替となることを期待して2-アミノエチル基を導入した化合物を合成した。この誘導体のヒト肺がん細胞A549に対する増殖阻害活性を調べたところ、配糖体の4から5倍程度活性が向上していることが分かった。蛍光プローブ化を検討するため、この分子のアミノ基に環境応答性蛍光官能基ニトロベンゾフラザン(NBD)を導入してA549に対する増殖阻害活性を測定したところ、活性は低下したものの配糖体と同程度の活性は残ることが分かった。これを細胞に投与し共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察を行った結果、蛍光が小胞体(ER)に局在化することが確認され、ここから何かしらの標的がERに存在する可能性が示唆された。以上のように、合理的な設計によってフシコクシンの構造を変換することで、天然物にはない選択性や機能を与えることが出来ることを示した。
中枢神経機能調節におけるバゾプレシンの役割

アルギニンバゾプレシンの中枢神経作用を明らかにする目的で以下のの実験を行なった。遺伝性中枢性尿崩症ラット(Brattleboro株、DI)と自然発症高血圧ラット(SHR)との交配で得た尿崩症保持自然発症尿崩症ラット(SHR-DI)とSHRとを比較して5分間の拘束ストレスに対する血圧の上昇、血中アドレナリンとノルアドレナリンの濃度とを指標として内因性バゾプレシンの有無がこれらの指標に及ぼす意義を検討した。更にSHRの脳室内にバゾプレシンV1受容体拮抗ペプチド(Manningペプチド)を注入した後に、同様の拘束ストレスを加え血圧の上昇と血中ノルアドレナリンとアドレナリンに及ぼす影響をSHRと比較した。拘束ストレスの後、SHRとSHR-DIの両群とも血圧、血中のノルアドレナリンおよびアドレナリンのいずれも有意の上昇を示した。しかしながら、SHR-DIにおる上昇は各指標ともSHRに比較して有意に抑制されていた。また、SHRの脳室内にバゾプレシンV1受容体拮抗ペプチドを注入すると拘束ストレスに対する血圧、血中ノルアドレナリンおよびアドレナリンの上昇は有意に抑制された。本年度の実験では、SHRにおいて拘束ストレスがもたらす血圧と血中カテ-ルアミンの上昇とバゾプレシンの中枢作用との関わりを検討した。拘束ストレスによる血圧の上昇は血中ノルアドレナリンとアドレナリンの上昇を伴っていることからこれら昇圧性アミンの分泌亢進が血圧上昇において重要であることが示唆された。更に、内因性バゾプレシンを欠くSHR-DIではこの反応が有意に抑制されていること、SHRでも脳室内にバゾプレシンV1受容体拮抗ペプチドを注入するとこの反応が有意に抑制されることからバゾプレシンの中枢作用が拘束ストレスに際しての血中カテコールアミンと血圧の上昇に重要な役割を果していることが示唆された。
光スイッチ機能を持つポルフィリン二量体を基盤分子とする酸素酸化触媒の開発

本研究は、「光スイッチ機能を持つ酸化触媒」としてアゾ構造を持つリンカーで連結したポルフィリン二量体の簡便な構築法とその物性の解明を目的に行い、以下の成果を得た。1)目的のポルフィリン二量体を構築する上で鍵合成中間体となる第一級アミノポルフィリンがブロモポルフィリンと硫酸アンモニウムとのカップリング反応によって容易に合成できることを明らかにした。また、2)アゾ結合の換わりにエステル結合で連結した亜鉛ポルフィリン二量体が光学活性アルコールやエポキシドの酸素の二つの非共有電子対を同時に配位し、これらの絶対配置決定に利用できるキラルプローブ分子として機能することを明らかにした。光異性化するアゾ構造を持つリンカーで二つの金属ポルフィリンを連結したポルフィリン二量体を構築し、アルケンやCH結合の酸化反応を指標としてこの二量体が光スイッチ機能を持つ酸素酸化触媒として機能することを明らかにする。これらの知見をもとに光スイッチを利用した動的制御による選択的な反応及び不斉触媒反応の新規な方法論を確立することを目的として遂行するものである。平成27年は、提案するポルフィリン二量体の構築を検討した。二量体の一例として、不斉構造を持つリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築することができた。すなわち、不斉炭素を持つ亜鉛試薬を用いてポルフィリン単量体に不斉構造を持つ置換基の導入に成功し、この単量体より不斉構造を有するリンカーユニットを持つポルフィリン二量体を構築した。この二量体のCDなどの分光学的測定を行った。その結果、溶液中での立体構造は、二つポルフィリンが空間的にねじれた配置をとることが判った。現在、このようなリンカーを持つポルフィリン二量体を触媒として利用した不斉触媒反応について検討している。また、本研究に関連して、新規なフッ素官能基を持つポルフィリン二量体の構築とその不斉認識能を検討したところ、この二量体が様々なアルコールの非破壊的な絶対配置決定に利用できることを報告した。計画していた光学活性な触媒の一例として新規なキラルポルフィリン二量体を構築することに成功した。このポルフィリン二量体の分光学的測定を行ったところ、この二量体は溶液中で期待通りの立体構造をとることが判った。また、報告したフッ素官能基を持つポルフィリン二量体の分子認識能についてさらに検討したところ、このポルフィリン二量体がこれまでに報告例のない非破壊的な光学活性エポキシドの絶対配置決定にも利用できることを見出したので、現在、論文投稿の準備を行っている。平成28年は、二量体の一例として、アジン骨格をリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築することができた。すなわち、当研究室で開発したシリルメチルポルフィリンを経由したホルミルポルフィリンを原料にして、ヒドラジンとの反応により目的のリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築した。現在、この二量体の分光学的特性を評価している。さらに、この二量体のリンカー部の変換を検討している。また、本研究に関連して、ケイ素源としてHSiMe(OSiMe3)2を用いたIr触媒C-H活性化によるmeso-無置換ポルフィリンへの効率的なβ位選択的シリル基導入反応を開発した。さらに、このシリル基は、緩和な条件で酸化、ハロゲン化、及びクロスカップリング反応により官能基変換することができ、β-シリルポルフィリンが様々な機能を持つポルフィリンを構築する上で有用な合成中間体として利用できることを明らかにし報告した。計画していた触媒の一例として新規なキラルポルフィリン二量体及び新規なアジン骨格をリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を構築することに成功した。現在、これらの物性評価を進めている。さらに、このフッ素官能基を持つポルフィリン二量体の不斉応答性についてさらに検討したところ、このポルフィリン二量体がこれまでに報告例のない非破壊的な光学活性エポキシドの絶対配置決定にも利用できることを見出したので、現在、論文投稿の準備を行っている。さらに、ポルフィリン二量体触媒の原料として利用可能なアミノポルフィリンの効率的合成法を見出し、現在、論文の投稿に向けて準備している。

これらの知見をもとに光スイッチを利用した動的制御による選択的な反応及び不斉触媒反応の新規な方法論を確立することを目的として遂行するものである。これまでに、提案するポルフィリン二量体の一例として、リンカーに不斉構造を持つポルフィリン二量体および二つのポルフィリンをアジン骨格で連結したポルフィリン二量体を構築し、ポルフィリン二量体への窒素原子を含む様々な骨格のリンカーユニットの導入法を確立した。また、本年度は、ポルフィリン二量体の原料として利用可能なアミノポルフィリンの効率的合成法を開発した。さらに、新規な触媒分子としてアルキンへの付加環化反応を触媒するRuを中心金属に持つポルフィリンをエステル結合で連結したRuポルフィリン二量体を構築した。この二量体をモデル分子として用いて触媒反応へのリンカーユニットの影響について検討し、この二量体が環化反応を触媒することを明らかにし、二つの金属ポルフィリンを適切なリンカーで連結することによって新規な触媒が開発できる可能性を見出した。現在、引き続きポルフィリン二量体の触媒としての適用について検討している。また、本研究に関連して、Ni触媒を用いたmeso-ブロモポルフィリンとシリル亜鉛反応剤とのカップリングによる効率的なポルフィリンのmeso位へのシリル基導入反応を開発した。さらに、このシリル基は、緩和な条件での酸化、ハロゲン化、及びクロスカップリング反応により官能基変換することができ、meso-シリルポルフィリンが様々な機能を持つポルフィリンを構築する上で有用な合成中間体として利用できることを明らかにし報告した。本研究は、「光スイッチ機能を持つ酸化触媒」としてアゾ構造を持つリンカーで連結したポルフィリン二量体の簡便な構築法とその物性の解明を目的に行い、以下の成果を得た。1)目的のポルフィリン二量体を構築する上で鍵合成中間体となる第一級アミノポルフィリンがブロモポルフィリンと硫酸アンモニウムとのカップリング反応によって容易に合成できることを明らかにした。また、2)アゾ結合の換わりにエステル結合で連結した亜鉛ポルフィリン二量体が光学活性アルコールやエポキシドの酸素の二つの非共有電子対を同時に配位し、これらの絶対配置決定に利用できるキラルプローブ分子として機能することを明らかにした。今後、構築したキラルなポルフィリンを不斉触媒として利用したシクロプロパン化について検討する。同時に、ポルフィリン二量体へのスイッチング機能を持つリンカーの効率的な導入法について検討し、このポルフィリン二量体の立体構造とその光応答特性について明らかにする。さらに、このポルフィリン二量体を酸化触媒として利用した酸素酸化反応について検討する。今後、構築したキラルなポルフィリン及びアジン骨格をリンカーユニットに持つポルフィリン二量体を触媒として利用したシクロプロパン化について検討する。同時に、ポルフィリン二量体へのスイッチング機能を持つリンカーの効率的な導入法について検討し、そのポルフィリン二量体の立体構造とその光応答特性について明らかにする。化学系薬学(物理有機化学)明治薬科大学薬学部薬品物理化学教室ホームページ
インド・西部太平洋におけるタイ科クロダイ属魚類の分類学的再検討

インド・西部太平洋におけるタイ科クロダイ属魚類は、水産学上の重要な沿岸性魚種で、学名が混乱しているため国際間の漁業交渉では紛争の種となっていたためFAOより分類学的再検討が急務とされた。そこで広く標本を集めて分類学的再検討を行った。以上の結果、従来1属8種が有効種と認められてきた、クロダイ属(Acanthopagrus)魚類は6類似種群20種とクチボソクロダイ(仮称)属(Sparidentex)魚類3種の合計23種に整理されることが判明した。クロダイ属魚類は、広大なインド・西部太平洋において分布し、最も人間に身近で、何処でも漁獲対象となっており、ごくありふれた普通種である。しかし、FAOよりタイ科クロダイ属魚類は分類学的再検討が急務とされている。そこで,一番難しいグループのキチヌ類似種群を中心にまず検討を行った.体節的なモードの異なる計数形質(側線鱗数等)、形態および色彩が非常に似ており、形質の幾つかの組み合わせでないと正確な同定が難しく、いわゆる同胞種(sibling species;Iwatsuki et al.,2006)と判断している。従来有効種とされているA.longispinisとA.latusは遺伝学的解析からミトコンドリア16S領域から概ね5%以上の違いを持つことから、別種と判断した.更に検討すべき6種で,東アジアA.latusのものが変異なのかどうか不明であったので,広くこの海域から集め,分析を行った.その結果,形態・色彩的には概ね区別出来るものの,ミトコンドリア16S領域では,一塩基の変異もなかった.そこで,cytochrome bを分析した.その結果,東アジアでは,大きく3つの集団,あるいは系群があることが判明した.現在結果をとりまとめ中である.6種のうち4種が中近東に、またオーストラリア北西部で2種を確認しているので、それらのものの形態学的違いが地理的変異なのか、亜種レベル以上の違いなのか、更に遺伝学的な結果から結論を下す予定である。そこで,最も混乱しているインド洋のナンヨウチヌ類似種群の分類学的再検討を行った。その結果、HoloAcanthopagrus vagus Petersは従来、A.berdaのシノニムとされて、両者は混同されてきたが、南アフリカの有効種であるであることが判明した。さらに、クロダイ類似種群からオマーンより未記載種が見つかりA,omanensisとして新種報告を行った。さらに、ペルシア湾のキチヌ類似種群の検討の中でさらにもう1種のクロダイ類似種群のもう1種の未記載がみっかった。そこで、これをA.randalliとして新種記載を行った.一番難しいグループのキチヌ類似種群を中心にまず検討を行ってきたが、体節的なモードの異なる計数形質(側線鱗数等)、形態および色彩が非常に似ており、形質の幾つかの組み合わせでないと正確な同定が難しく、いわゆる同胞種(sibling species;Iwatsuki et al., 2006)が内在していることは判明し、6種のうち4種が中近東に、またオーストラリア北西部で2種が確実に分布・生息していることを確認した。それらのものの形態学的違いが地理的変異なのか、亜種レベル以上の違いなのか、更に遺伝学的な解析結果から結論を下す予定である。タイ科クロダイ属魚類は、広大なインド・西部太平洋において分布し、最も人間に身近で、何処でも漁獲対象となっており、ごくありふれた普通種であるが、各国で使用されている学名が混乱しておりFAOよりタイ科クロダイ属魚類は分類学的再検討が急務としている。そこで,分類学的再検討を行った。その結果、HoloAcanthopagrus vagus Petersは従来A. berdaのシノニムとされて、両者は混同されてきたが、南アフリカの有効種であるであることが判明した。さらに、クロダイ類似種群からオマーンより未記載種が見つかりA, omanensis、A. pacificusとして新種報告を行った。さらに、ペルシア湾のキチヌ類似種群の検討の中でさらにもう2種のクロダイ類似種群のもう1種の未記載がみつかった。そこで、これをA.randalliとして新種記載を行った.

一番難しいグループのキチヌ類似種群を中心にまず検討を行ってきたが、体節的なモードの異なる計数形質(側線鱗数等)、形態および色彩が非常に似ており、形質の幾つかの組み合わせでないと正確な同定が難しく、いわゆる同胞種(sibling species;Iwatsuki et al.,2006)が内在していることは判明し、6種のうち4種が中近東に、またオーストラリア北西部で2種が確実に分布・生息していることを確認し,3新種と2有効種の存在を確認した。
電気化学的テロメラーゼ活性測定法を用いた口腔癌診断システムの開発

口腔癌患者は年々増加しており早期発見のための口腔癌診断システムの確立が望まれる。我々は癌マーカーとして期待されているテロメラーゼに着目し、電気化学的テロメラーゼ活性測定法(ECTA)を用いた口腔癌診断システムを考案した。口腔癌患者の口の中をブラシで擦過し採取した癌細胞を用いテロメラーゼ活性をECTAにて測定したところ、ECTAによる口腔癌診断の感度は83.3%、特異度は81.8%であり、本方法は口腔癌診断システムとして有用であることが示唆された。わが国では高齢社会の影響も受け癌患者は増加の一途を辿り、医療経済の面でも大きな問題となってきている。口腔癌で死亡する患者も年々増加しており早期発見のためのシステムの構築が望まれる。以前よりテロメラーゼは癌マーカーとして期待されている。現在テロメラーゼ活性を測定する方法としてはTelomeric Repeat Amplification Protocol(TRAP)法が汎用されているが、この方法はPCR、ゲル電気泳動を必要とするため操作が煩雑で、時間(56時間)がかかるという欠点を有しており、癌の診断システムとして応用することは困難であった。そこで我々は効率的な診断システムを確立するべく、九州工業大学と共同で電気化学的テロメラーゼ活性測定法(ECTA)を用いた口腔癌診断システムを考案した。本方法の特徴としてはPCRやゲル電気泳動を必要とせず、TRAP法に比べ簡便かつ迅速にテロメラーゼ活性を調べることが可能である。臨床研究に先立ち、種々の培養癌細胞を用い、TRAPとECTAのテロメラーゼ活性検出率を比較したところ、ECTAではTRAPよりも少ない細胞数でテロメラーゼ活性を検出できることが分かった。次いで本方法を臨床サンプル(ブラシ等で口腔内をぬぐい細胞を採取)で応用したところ、培養癌細胞での結果と同様で、ECTAはTRAPよりもテロメラーゼ活性検出能力が高く、口腔癌診断におけるECTAの感度は83.3%、特異度は81.8%であった。本方法は口腔癌診断システムとして有用であることが示唆された。以前よりテロメラーゼは癌のマーカーとしての応用が期待されているが、簡便かつ迅速にテロメラーゼ活性を調べる方法は今のところない。本研究の目的は、九州工業大学と共同で、電気化学的テロメラーゼ活性測定法を用いた口腔癌を簡便に診断するシステムを開発することである。平成23年度は以下の3項目について検討を行った。(1)現在テロメラーゼ活性の測定に一般的に用いられているTRAP法を用い、採取したサンプル(癌患者の生検組織【組織】、病変部のみをブラシにより擦過し採取した細胞【局所剥離細胞】、口腔内全体をブラシにより擦過し採取した細胞【口腔剥離細胞】)の違いによるテロメラーゼ活性の検出率の差について。(2)前記の3種類のサンプル毎の電気化学的テロメラーゼ活性測時における前処理方法、および反応条件の最適化について。(3)TRAP法と電気化学的テロメラーゼ活性測定法のテロメラーゼ活性検出率について。結果:(1)30名の口腔癌患者にけるTRAP法でのテロメラーゼ活性陽性率は、組織では50%、局所剥離細胞では44.8%、口腔剥離細胞では13.8%であった。(2)では培養癌細胞を用いて電気化学的テロメラーゼ活性法の最適な条件について検討を行い、電流増加率の増加率(cut off値)が28%以上:陽性、18%以上28%未満:±、18%未満:陰性と定義した。(3)電気化学的テロメラーゼ活性法の口腔癌患者のテロメラーゼ活性陽性率は、組織では83.3%、局所剥離細胞では69.0%、口腔剥離細胞では82.8%であり、TRAP法に比べテロメラーゼ活性検出率はどのサンプルにおいても高かった。前述のように平成23年度の計画目標はおおむね達成されている。また追加項目として、本研究に対し同意の得られた健常者(非癌患者)の局所剥離細胞(ブラシにて舌を擦過し採取)ならびに口腔剥離細胞のテロメラーゼ活性をTRAP法、電気化学的テロメラーゼ活性測定法を用いて測定した(九州歯科大学倫理委員会にて承認)。結果はTRAP法でのテロメラーゼ活性は、局所剥離細胞では陽性:4.3%、±:52.2%、陰性:43.5%、口腔剥離細胞では陽性:5.9%、±:35.3%、陰性:58.9%であるのに対し、電気化学的テロメラーゼ活性測定法では、局所剥離細胞の陽性:4.5%、±:27.2%、陰性:68.2%、口腔剥離細胞の陽性:0%、±:18.8%、陰性:81.3%であり、電気化学的テロメラーゼ活性測定法の方がTRAP法よりも優れていることが示された。今後もう少し症例数を増やし、前述の電流増加率cut off値について再検討を行っていく予定であるが、研究は概ね計画以上に進展していると考えている。

電気化学的テロメラーゼ活性測定法でのcut off値は、電流増加率28%以上:陽性、18%以上28%未満:±、18%未満:陰性と定義しているが、±の幅が10%もあり今後この幅をもう少し狭める必要があると考えている。よって今後は口腔癌患者ならび健常者(非癌患者)の臨床サンプルを蓄積し、cut off値の再検討を行う予定である。また次年度中に外国語論文にて本研究結果を報告する予定である。昨年度電気化学的診断装置および電気チップを購入予定であったが、口腔癌検診システムへの応用を視野に入れた装置の改良を行っており、次年度購入を予定している。また本研究成果発表を学会及び外国語論文にて報告することを予定している。