hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胎児期作成局所皮質異形成ラットの自発てんかんの病態に基づく新規治療法の開発

我々が開発した,胎児期ラットの頭蓋両側に冷却損傷を与えて作成する自発てんかん発症ラットでは,てんかん発作は約7割に生じ,生後47日以降(ヒトの思春期以降)に発症し,海馬起源のてんかん発作であることを明らかにした.このラットの海馬では生後2週以降に慢性炎症にかかわるToll様受容体4の経時的な増加,生後3週以降に細胞間ネットワークにて重要な役割を果たすコネキシン43の経時的な増加を認めた.また,難治性てんかん患者の髄液にも炎症性変化を来たす例があることを確認した.慢性の炎症,異常ネットワークの形成がてんかん原性獲得に重要な役割を果たし,これに抗する薬剤がてんかん原性獲得を防ぐことが推定された.前回の結果で報告したように,このラットでは生後6週あたりから発作が出現し始め,脳波では海馬からてんかん性放電が始まっていた.また,NeuN染色を用いて皮質異形成の分布を調べたが,海馬には大きな変化は無く,異形成は皮質に存在することが確認できた.すなわち,形態学的には海馬に損傷や異形成の存在が無いにも関わらず,脳波および症候上,海馬由来のてんかん発作を認めるという結果を得られた.遺伝子操作や発作誘発刺激などの操作を加えることなく,約7割のラットに自発発作が生じており,脳波所見,発作症状とも成人発症のヒト内側側頭葉てんかんに類似していた.これらの結果は昨年,国際一流雑誌に採択された.今年度は,このラットの自発発作出現に炎症やネットワークの変化が関与していないかを検証するために,皮質異形成を有するラットを昨年度同様に作成し.生後2週目,3週目,5週目,10週目に潅流固定を行い脳組織標本を作製した.また,冷却損傷を加えないシャム手術ラットにおいても同様に脳組織標本を作製した.各脳組織標本に対して,炎症経路で重要な役割を果たすTLR4の免疫染色を行い,さらにdensitometryによる半定量的解析にて皮質異形成ラットモデルとシャム手術ラットの海馬でのTLR4の発現を比較した.その結果,TLR4免疫染色でのdensitometryによる半定量的解析では,シャム手術ラットと比較して皮質異形成モデルラットの海馬にてTLR4の染色強度の有意な上昇が生後2週目,3週目,5週目,10週目でみられた.この結果から,皮質異形成モデルラットの海馬自発てんかん発作の発症の機序として,海馬において早期よりみられるTLR4の上昇が関与する慢性炎症化の進行が背景にあることが示唆された.我々が開発した,胎児期ラットの頭蓋両側に冷却損傷を与えて作成する自発てんかん発症ラットでは,てんかん発作は約7割に生じ,生後47日以降(ヒトの思春期以降)に発症し,海馬起源のてんかん発作であることを明らかにした.このラットの海馬では生後2週以降に慢性炎症にかかわるToll様受容体4の経時的な増加,生後3週以降に細胞間ネットワークにて重要な役割を果たすコネキシン43の経時的な増加を認めた.また,難治性てんかん患者の髄液にも炎症性変化を来たす例があることを確認した.慢性の炎症,異常ネットワークの形成がてんかん原性獲得に重要な役割を果たし,これに抗する薬剤がてんかん原性獲得を防ぐことが推定された.てんかんの原因として局所皮質異形成が知られているが,何故皮質異形成がてんかん原性を有しているのかわかっていない.我々はこれまでの研究でラット胎児脳に冷却損傷を与えることにより世界で初めて組織学的にヒト皮質異形成に類似した局所皮質異形成を有するラットを作成し,このラットでは発作誘発刺激を与えることなく自発発作を生じた.既存の研究では生直後に作成した冷却損傷を加えたラットモデルではin vitroでの異形成皮質周囲の興奮性の上昇は報告されているが,in vivoでの自発発作が生じたという報告は無い.我々のモデルでは胎児期に冷却損傷を与える以外,なんら発作を誘発する刺激を与えることなく,年齢依存性に,ヒトの性成熟期にあたるラット生後6週あたりから発作が出現し始めており,成人発症のてんかんに類似している.脳波所見,発作症状ともヒト内側側頭葉てんかんに類似していたが,新皮質に異形成が存在するのに,何故古皮質である内側側頭葉,すなわち海馬からてんかん発作が生じるのか,メカニズムが解明されていない.そこでまず,平成24年の実験ではどれくらいの割合でどの時期に,どの局在から自発発作を生じるのかを改めて検討した.また, NeuN染色を用いて皮質異形成の分布,海馬神経叢の変化を確認した.結果,16匹中11匹(68.8%)で自発発作を認め,発症時期は45週以降で,発作開始部は海馬であることを確認した.これらのうち,異形成部に深部電極を設置した9匹でNeuN染色を用いて皮質異形成の分布を調べたが,海馬には大きな変化は無く,異形成は皮質に存在することが確認できた.すなわち,形態学的には海馬に損傷や異形成の存在が無いにも関わらず,脳波および症候上,海馬由来のてんかん発作を認めるという結果を得られた.てんかんの原因として皮質異形成が知られており,これらの遺伝子異常も発見されつつある.一方,遺伝子異常とは無関係の脳卒中,外傷や脳炎後遺症もてんかんの大きな原因の一つである.何故これら皮質異形成や脳病変がてんかん原性を有しているのかわかっていない.

我々はこれまでの研究でラット胎児脳に冷却損傷を与えることにより世界で初めて組織学的にヒト皮質異形成に類似した局所皮質異形成を有するラットを作成した.24年度の研究で,このラットでは生後6週あたりから発作が出現し始め,約7割のラットに自発発作が生じ,脳波所見,発作症状とも成人発症のヒト内側側頭葉てんかんに類似していることを示した.25年度の研究では,ラットの自発発作出現に炎症が関与していないかを検証するために,炎症経路で重要な役割を果たすTLR4の免疫染色を経時的に行い,皮質異形成モデルラットの海馬にてTLR4の染色強度の有意な上昇が生後2週目からみられることを見出した.26年度は,異常神経ネットワークの形成が関与していないかを検証するために,細胞間ネットワークにおいて重要な役割を果たすCx43の染色を生後2週目,3週目,5週目,10週目で行い,densitometryによる半定量的解析にて皮質異形成ラットモデルとシャム手術ラットの海馬でのCx43の発現を比較した.その結果,皮質異形成モデルラットの海馬にてCx43の染色強度の有意な上昇を生後2週目,3週目,5週目,10週目で認めた.この結果から,皮質異形成モデルラットの海馬自発てんかん発作の発症の機序として,Cx43の発現の上昇に関連した興奮性の異常神経ネットワークの形成が背景にあることが示唆された.また長時間ビデオ脳波モニターを行った患者103人中,難治性あるいは原因不明のてんかん患者16人で髄液検査を行い,4人で蛋白上昇を認め,難治化に炎症が関与している可能性難が示唆された.医歯薬学研究実績の概要で示したように,てんかん原性の獲得と伴に,炎症性マーカーの上昇が海馬において確認され,これは神経学会総会はじめ,学会・研究会において報告した.第1の目標である局所皮質異形性モデルの作製および脳波上での発作出現の定量は予定通り行った.この結果は一流雑誌に採択された.第1の研究に時間を要したために,第2の目標である皮質異形成ラット髄液の炎症マーカーの観察には至っていない.HMGB1系のTLRの経時的な変化が今回わかった.今後はPro-IL-1系の炎症にかかわる蛋白の経時的変化を計測し,TRLの経時的上昇の再現性も含めて,成長・時間によりこれら炎症関連物質がどのように発現するのか検証する方針.それが確認できれば抗炎症薬による治療効果を確認していく.このモデルを用いて神経の興奮性がどのような経時変化を来たしているかを検証することはてんかん発症のメカニズムを解明するためには極めて重要である.これまでにてんかん発症の因子と推定されている炎症性サイトカイン/ケモカインなど炎症関連物質の変化とどのように関係するのかを検討し,てんかん発症のメカニズムにせまることを目標とする.今後は胎生作成皮質異形成ラットの髄液の炎症マーカーの観察,皮質異形成ラット脳組織の免疫染色による炎症および興奮性の観察を中心に行っていく.これまでの我々の結果で自発てんかんが67週以降から出現してくるという観察結果に基き,成長各段階での髄液中の炎症性サイトカイン(Tumor Necrosis Factor ; TNFα,Interleukin; IL1β,IL-6, IL-27, IL-31),抗炎症性サイトカイン(IL-4,IL-10,transforming growthfactor; TGF-β),炎症性ケモカイン(CCL-4, IL-8, monocyte chemotactic factor; MCP-1),
ノンコリニアスピントロニクス

磁性体の集団的磁気秩序の電気的制御はスピントロニクスの中心的課題である。本研究ではこの分野で未開拓の磁気秩序ーノンコリニア磁気構造ーに着目し、磁気秩序の電気的制御に新展開をもたらす。これまでに多くの研究がなされているコリニア系における現象の理解を発展させ、そこで確立した地図と道具を携え“ノンコリニアスピントロニクス"に挑む。ノンコリニア磁気構造を介して発現する数々の新奇物理現象を観測し、スピントロニクス素子としての利用方法を実験で明らかにする。これらは超高速不揮発性磁気メモリや脳型情報処理に向けた新たな基盤となる。これまでのスピントロニクスにおいて未開拓な磁気秩序であるノンコリニア磁気秩序に着目し、その磁気秩序の電気的制御に新しい道を開き、超高速不揮発性磁気メモリや脳型情報処理に向けた新たな基盤展開となりうる「ノンコリニアスピントロニクス」を確立する。反強磁性体での正スピンホール効果の観測や大きなスピン軌道トルクの発見などの研究過程において独自に着想した、カイラルスピン構造の電気的制御などを通して、これまで未開拓な「ノンコリニアスピントロニクス」を提案している。その学術的意義は高く、波及効果は固体物理や工学応用の幅広い研究分野に及ぶことが期待される。
デング出血熱の感受性遺伝子の解明

熱帯感染症であるデング熱の重症化メカニズムを解明するために、限られた地域の同一民族の患者を対象として厳密な臨床基準に基づいて重症化群および対照群を選別し相関解析により重症化群に特徴的な遺伝子を同定することを目的として本研究を行った。対象としたのは、ホーチミン市第2小児病院およびビンロン県予防医学センター小児病院に受診あるいは入院した小児デング熱・デング出血熱患者でKinh族を対象として相関解析を行った。この結果、両機関でHLA-A24の頻度がコントロール群と比較してデング出血熱群で有意に増加していた。(ホーチミン市第2小児病院;DSS p=0.0007 OR=2.25 95%Cl 1.41-3.62,DSS+DHF(p=0.0004OR=2.1395%Cl 1.37-3.25)(ビンロン県予防医学センター小児病院;DSS p=0.0405OR=1.19,95%Cl 0.73-1.94,DSS+DHF p=0.0418,OR=1.63,95%Cl 1.02-2.63)また、HLA-DRB1^*0901の頻度は両機関でコントロール群と比較してデング出血熱群で有意に減少していた(ホーチミン市第2小児病院:DSS p<0.002,OR=0.47 95%Cl 0.29-0.76、DHF+DSS群p<0.001,OR=0.47 95%Cl 0.30-0.74,ビンロン県予防医学センター小児病院;DSS p<0.007,OR=0.52 95%Cl 0.33-0.85,DHF+DSS群p<0.007,OR=0.58 95%Cl 0.39-0.87)。これらの結果から、HLA-A24はデング出血熱の発症に対して感受性を、またDRB1^*0901は抵抗性を示す事が示唆された。この結果を再確認するために、2004-2005年に再度ビンロン県予防医学センター小児病院でサンプルの収集を継続して行い、DF(100名)、DHF(55名)、DSS(89名)を収集し、HLAタイピングを行い、相関解析を行ったところ、前年度と同様の結果を得ることができた。別個の患者対照比較を2回繰り返し、さらに翌年度のサンプルで絞りこむことにより、確度の高い関連遺伝子探索が可能と考えられる。対象としたのは、ホーチミン市第2小児病院およびビンロン県予防医学センター小児病院に受診あるいは入院した小児デング熱・デング出血熱患者でKinh族を対象としたケースコントロールスタディによる相関解析を行った。患者の臨床所見および血液検査の結果からWHOの基準に基づきデング熱の診断およびその重症度の判定を行った。その結果、デング出血熱群(DHF)はホーチミン市第2小児病院で121名、ビンロン県予防医学センター小児病院で20名、デングショック症候群(DSS)は172名と159名であった。対照集団は、年令、性別を一致させたビンロン県の一般集団(200名)とした。採取した血液より染色体DNAを抽出し、HLAクラスI遺伝子領域(HLA-A,B)、クラスII(DRB1)遺伝子領域のアレルタイピング、TNF-αプロモーター遺伝子領域についてSNPタイピングによる相関解析を行ったところ、HLA-A,HLA-Bアレル、TNFαプロモーターアレルと重症度との相関は認められなかったが、HLA-DRB1*0901アレルがDHF群でDSS群に比べ有為に増加する事が明らかとなり、重症化に対する抵抗性のアレルであることが示唆された。また、免疫応答関連遺伝子として180遺伝子を選別し、それぞれの遺伝子のイントロン内、あるいは近傍(100K以内)にあるマイクロサテライトマーカーを設定し、プールDNA法を用いた解析を開始した。(ホーチミン市第2小児病院;DSS p=0.0007 OR=2.25 95%Cl 1.41-3.62,DSS+DHF(p=0.0004OR=2.1395%Cl 1.37-3.25)(ビンロン県予防医学センター小児病院;DSS p=0.0405

OR=1.19,95%Cl 0.73-1.94,DSS+DHF p=0.0418,OR=1.63,95%Cl 1.02-2.63)また、HLA-DRB1^*0901の頻度は両機関でコントロール群と比較してデング出血熱群で有意に減少していた(ホーチミン市第2小児病院:DSS p<0.002,OR=0.47 95%Cl 0.29-0.76、DHF+DSS群p<0.001,OR=0.47 95%Cl 0.30-0.74,ビンロン県予防医学センター小児病院;DSS p<0.007,OR=0.52 95%Cl 0.33-0.85,DHF+DSS群p<0.007,OR=0.58 95%Cl 0.39-0.87)。これらの結果から、HLA-A24はデング出血熱の発症に対して感受性を、またDRB1^*0901は抵抗性を示す事が示唆された。この結果を再確認するために、2004-2005年に再度ビンロン県予防医学センター小児病院でサンプルの収集を継続して行い、DF(100名)、DHF(55名)、DSS(89名)を収集し、HLAタイピングを行い、相関解析を行ったところ、前年度と同様の結果を得ることができた。別個の患者対照比較を2回繰り返し、さらに翌年度のサンプルで絞りこむことにより、確度の高い関連遺伝子探索が可能と考えられる。
時刻情報の生成・制御を支える転写因子群の発現プログラム

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を遂行し、下記の成果を得た。1.概日時計の発振プログラムにおける時計遺伝子産物(BMAL1およびBMAL2)の機能を明らかにすべく、これらのドミナントネガティブ体を松果体特異的に発現するトランスジェニックゼブラフィッシュ(Tg)系統を複数樹立した。これらのTg系統において松果体が合成するメラトニンの分泌量を詳細に調べた結果、恒暗下において野生型でみられる顕著な概日リズムがTg系統ではほとんど見られなくなった。このことからBMALが松果体の時計発振において極めて重要な役割を果たしていることが示唆された。これと並行して、新規の時計関連分子を探るため、時計発振系を内包する哺乳類培養細胞(rat-1)を用いた解析を行った。その結果、グルコースが時計の同調因子として働く可能性を見い出した。そこで、マイクロアレイ解析を行い、グルコース応答遺伝子をスクリーニングした結果、時計遺伝子の発現を制御する候補分子としてVdupおよびTieg1遺伝子を同定することができた。2.動物における光依存的転写調節に関わる遺伝子配列(光応答エレメント)は未だ同定されていない。そこで、光に応答するピノプシン遺伝子のプロモータに着目し、ニワトリ松果体細胞を用いた転写アッセイによる解析を行った。その結果、18塩基からなる光応答エレメントを同定することに成功した。さらに、ゲルシフト解析の結果、この光応答エレメントに作用する因子は、肝臓等の種々の臓器に発現する転写抑制因子であることがわかった。光応答エレメントの解析と並行して、ニワトリ松果体において光応答するピノプシン以外の遺伝子を探索した結果、Hsp90遺伝子の転写が光刺激により顕著に増大することが判明した。
分割表解析における対称性のモデル構築とその直交分解の研究

本研究では、正方分割表データの解析に用いる新しい対称性のモデルを導入した。また、あるモデルを制約の弱い複数のモデルへ分解する方法を与えた。これらの成果は、正方分割表データを解析するうえで大変有用であることを実際のデータを用いて示した。下記の1から4の各項目は研究発表の雑誌論文に対応しています:1.本研究では,非対称性のモデルに対して,一般的な分割表解析において導出された独立モデルの分解定理を応用することにより,非対称性のモデルの分解定理を導出した.さらにそれらのモデルの適合度検定統計量の直交分解を導出した.2.対称モデルは制約のつよいモデルであり,データに適合することは多くない.したがって,その制約を緩めた新しいモデルを導入した。また,そのモデルが成り立たないときに,モデルからの隔たりを測る尺度を導入した.尺度は複数の分割表データの比較に役立っ.3.多元分割表において,新たな非対称性のモデルを導入した.そしてそのモデルを用いて対称モデルの分解定理および検定統計量の直交性を導出した.4.連続型分布である二変量正規分布に従う確率変数をいくつかのカットポイントで離散化して得られる分割表データを考える.そのようなデータにうまく適合すると思われるモデルを本研究で導入した.このモデルのパラメータを推定することにより今まで得られていない結果と解釈を得た.これらの研究成果とは別に,情報幾何学とグラフィカルモデリングの基礎的内容の習得に務めた現時点では,まだ上記の研究成果にこれらの理論を適用して新しい結果を得るまでには至っていない.今後は,上に述べた新たな対称・非対称性のモデルやモデルの直交分解に対して情報幾何学やグラフィカルモデリングを用いた解釈などに関する研究をすすめる予定である.研究実績の具体的内容:下記の1から4の各項目は研究発表の雑誌論文に対応1.本研究では,二変量正規分布に従う変数を任意のカットポイントを用いて離散化したときに得られるような分割表データに対してよく適合すると思われるモデルを構築した.また,このモデルを用いて二重対称モデルの分解定理を導出し,さらにそれらのモデルの適合度検定統計量の直交分解を与えた.2.多元分割表解析において,周辺点対称モデルの適合度検定をおこなうために必要となる検定統計量を導出した.この統計量は,コンピュータを用いた繰り返し計算を必要としないため,従来法に比べて容易に利用できるという利点がある.3.一対比較データの解析で用いられるBradlev-Terryモデルが成り立たない場合に,そのモデルからめ隔たりを測る尺度を導入した.この尺度は複数の分割表を比較するのに有効である.また勝敗表などの解析において,どの3チーム間で三すくみが起きているかを推測するのにも役立つ.4.種々の対称性のモデルのもとでの最尤推定量のもつリスク(期待平均二乗誤差)を導出した.さらに,入れ子関係にあるモデル間でのリスクを比較し,新しい結果を得た.モデルの構築と検定統計量の導出(雑誌論文1,2)は,データの背後にある確率構造を高い信頼度をもって推測する場合に有効な手段である.実際に雑誌論文1ではそのような実例を挙げている.尺度の研究(雑誌論文3)は,従来の方法では難しかった複数の分割表の比較を可能にした.また,最大の隔たりを定義し,その方向へモデルからのずれを測るというアイデアに新規性がある.雑誌論文4はリスクについて議論し,ある状況で有効に働く推定量を与えている.これらの研究成果はこれまでの従来法をさらに拡張するものであり,理論面と応用面の両方の意味で重要な成果であると考えられる.
高分子ブラシによる表面改質を利用した非最密充填コロイド粒子膜の創製とその構造制御

カチオン性高分子電解質であるpoly(3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride) (PAPTAC)またはpoly(vinylbenzyl trimethylammonium chloride) (PVBTA)をシリカ粒子表面に修飾し,得られた粒子をマイカまたはガラス基板を用いた移流集積法に適用することで粒子膜の作製を行った.その結果,PAPTAC修飾シリカ粒子を用いると,いくつかの粒子がビーズ状に連なった構造の単粒子膜が得られたが,PVBTA修飾シリカ粒子を用いることで粒子同士が間隔を空けて配列した非最密充填構造の粒子膜を得ることに成功した.本研究では,高分子ブラシによる表面改質を施したシリカ粒子を作製し,得られた粒子を移流集積法に適用することで,粒子間に間隔の空いた規則配列(非最密充填構造)を有する粒子膜を作製することを目的としている.平成26年度得られた研究結果は次の通りである.1.アンモニアを触媒としたtetraethy orthosilicateの加水分解反応(Stober法)により,シリカ粒子の作製を行った.得られたシリカ粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察したところ,粒径約400 nmの単分散シリカ粒子であることが分かった.2.シランカップリング剤3-methacryroxypropyl trimethoxysilaneとのシランカップリング反応により,シリカ粒子表面にビニル基の導入を行った.反応後の粒子の熱重量(TG)測定より,ビニル基が導入されていることを確認した.3.ビニル基修飾シリカ粒子のエタノール分散液に3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride(APTAC)またはvinylbenzyl trimethylammonium chloride(VBTA)のいずれかを溶解させ,フリーラジカル重合により,シリカ粒子表面に高分子修飾を行った.得られたAPTACグラフトシリカ粒子とVBTAグラフトシリカ粒子のいずれもゼータ電位測定およびTG測定より,カチオン性高分子が修飾されていることが確認された.本研究では,高分子ブラシによる表面改質を施したシリカ粒子を作製し,得られた粒子を移流集積法に適用することで,粒子間に間隔の空いた規則配列(非最密充填構造と呼ぶ)を有する粒子膜を作製することを目的としている.平成27年度に得られた研究結果は以下の通りである.1.前年度に作製したpoly(3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride)修飾シリカ粒子(PAPTAC-Si)とpoly(vinylbenzyl trimethylammonium chloride)修飾シリカ粒子(PVBTA-Si)を移流集積法に適用し,粒子膜の作製を試みた.PAPTAC-Siを用いた場合,用いる分散液の粒子体積分率粒子が高くなるにつれ,粒子が凝集した構造をとるようになり,さらに体積分率が高くなると数珠状の粒子凝集体が一面に広がった構造の粒子膜が得られた.これは,粒子間に働く横毛管力が,表面修飾されたPAPTACに由来する静電斥力と立体斥力を上回ったために,粒子の凝集が起きたのだと考えられる.一方,PVBTA-Siを用いた移流集積法の馬場合,適切な粒子体積分率の分散液を用いることで非最密充填構造の粒子膜を得ることに成功した.これより,PVBTAに由来する静電斥力と立体斥力は,粒子間に働く横毛管力よりも強く,粒子同士の凝集を防ぐことができたのだと考えられる.また,PVBTAはベンゼン環を有することから,PAPTACよりも剛直な高分子電荷質だと推測される.従って,PVBTAはシリカ粒子表面から外部に向けて伸びた状態で存在するため,粒子の凝集を防ぐことができたのではないかと考えられる.移流集積法による非最密充填構造を有する粒子膜の作製に適した高分子を見つけることができたため,当初の予定通り,粒子膜構造の規則性の向上や,高分子ブラシ長の制御による粒子間隔の制御といった実験に取り組むことができるため.本研究では高分子ブラシによる表面改質を施したシリカ粒子を作製し,得られた粒子を移流集積法に適用することで,これまでほとんど報告例のない粒子間に間隔の空いた規則的な配列(非最密充填構造と呼ぶ)を有する粒子膜を作製することを目的としている.平成28年度に得られた研究結果は以下のとおりである.2.フリーラジカル重合に代わり精密ラジカル重合の一つである原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)法により,シリカ粒子表面に修飾する高分子鎖の鎖長を制御することで,移流集積によって得られる非最密充填粒子膜の規則性向上を試みた.いくつかのATRP法によってPVBTAの精密な修飾を試みたが,フリーラジカル重合の場合と異なり,十分な鎖長のPVBTAをシリカ粒子表面に導入することはできなかった.そのため,移流集積によって得られた粒子膜はいくつかの粒子が凝集した構造となり,非最密充填構造が形成されることはなかった.カチオン性高分子電解質であるpoly(3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride) (PAPTAC)またはpoly(vinylbenzyl trimethylammonium chloride) (PVBTA)をシリカ粒子表面に修飾し,得られた粒子をマイカまたはガラス基板を用いた移流集積法に適用することで粒子膜の作製を行った.

その結果,PAPTAC修飾シリカ粒子を用いると,いくつかの粒子がビーズ状に連なった構造の単粒子膜が得られたが,PVBTA修飾シリカ粒子を用いることで粒子同士が間隔を空けて配列した非最密充填構造の粒子膜を得ることに成功した.当初の予定通り,シリカ粒子の作製,シリカ粒子表面へのビニル基の導入,フリーラジカル重合による2種類のカチオン性高分子の導入まで進めることができ,これらを用いた移流集積法による粒子膜作製に順調に取りかかることができる.平成27年度までに,PVBTA-Siを用いた移流集積法による非最密充填構造の粒子膜の作製には成功している.そこで,平成28年度は以下の研究を実施する予定である.1.粒子配列の規則性の向上を目指し,粒子膜作製の条件(温度,粒子体積分率,pH,イオン強度など)を変えることで,得られる粒子膜構造に及ぼす影響について検討を行う.2.原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP)法により,表面に修飾する高分子鎖長と修飾密度の制御を試みる.ATRP法によるシリカ粒子への高分子ブラシの導入に関する研究はこれまでいくつか報告されていることから,PVBTAに適したATRP法を用いて高分子ブラシ修飾シリカ粒子を作製し,移流集積法による粒子膜作製に適用する.用いたシリカ粒子の高分子ブラシ鎖長および修飾密度と得られた粒子膜の粒子間距離の相関を検討することで,非最密充填コロイド粒子膜の構造制御の実現を目指す.コロイド・界面化学工学前年度までに作製に成功した2種類の高分子修飾シリカ粒子を用いた移流集積を実施し,得られた粒子膜構造のSEM観察から高分子ブラシが粒子膜構造に及ぼす影響について検討を行う.その際,分散液濃度や成膜速度といった実験条件をパラメータとし,それらの影響について系統的に検討を実施する.様々な条件において粒子膜作製を試みた結果,非最密充填構造の粒子膜を得ることが困難な場合は,修飾高分子の変更も検討する.次年度使用額は10万程度であり,ほぼ予定通りの予算使用状況だと考える.次年度使用額は5万円未満であり,ほぼ予定通りの予算使用状況である.生じた次年度使用額は実験試薬として使用する予定である.生じた次年度使用額は実験の消耗品として使用する.
診断時の被曝線量低減を目的としたX線スペクトルの測定システムの研究

CdTe検出器の補正プログラムとして、Castroらが示したstripping法の式をコンプトン散乱の挿入やCd,Teの各元素のK-escapeをK_αとK_βに分離するなどの修正を行い、さらに、CdZnTe検出器用の補正プログラムを開発した。この補正プログラムを使って、診断用X線スペクトルを補正した結果、CdTe検出器とCdZnTe検出器を比べると、CdZnTe検出器の方が高純度Ge検出器に近いデータが得られた。乳房撮影装置のMoとRhターゲットのX線管から約47cmの距離にCdZnTe検出器を設置して、通常の乳ガン診断時の撮影条件である管電圧28kV,50mAsで、MoとRhのフィルタを付加した場合のX線スペクトルを50μmのピンホールコリメータシステムを通して測定し、開発した補正プログラムを使って補正した結果、高純度Ge検出器で測定されたBRHのスペクトルデータとその形状が一致するが確かめられた。2散乱X線スペクトルの測定われわれは、以前に、散乱X線と一次X線を分離して測定する方法を開発した。この方法を用いて、散乱X線除去用グリッドを通過してから画像面に入射する散乱X線と一次X線のスペクトルを分離測定することに成功した。この測定結果を用いて、グリッドの散乱X線除去効果を評価することができた。3最適撮影条件の解析胸部X線写真撮影で、被写体情報を最大限に引き出すための最適撮影管電圧を決める客観的な方法として、心理物理的解析法を提案し、この方法が最適撮影管電圧の決定に有用であることを示した。4 X線写真の画質(MTF、粒状)の解析希土類増感紙・フィルム系のMTFの管電圧依存性をX線スペクトルを使って検討した結果、空間周波数3mm^<-1>以下のフロント側とバック側のMTFは管電圧とともに減少することが分かった。この現象を説明するためには、散乱X線を考慮する必要があることを示した。X線写真モトル(粒状)の評価に、従来のウィナースペクトルを心理物理的に補正した心理物理的ウィナースペクトルを用いると、心理的RMS粒状を用いるよりも計算が簡単で、計算時間も短縮でき、評価が簡便になることを示した。Castroらは、低検出効率のCdTe検出器を使って、可搬形X線装置で、管電圧45100kVで発生させたX線のフォトンスペクトルの直接測定を試み、stripping法の式を使って補正を行っている。この補正では、電荷の不完全な収集の効果は考慮しているが、CdとTeのK-エスケープを分離せず、平均値として取り扱い、インコヒーレント散乱(コンプトン散乱)の擬似効果も考慮していない。われわれは、最近、開発されたCdTe,CdZnTe検出器とGe検出器を使って、単相2パルスの診断用X線装置で、管電圧50100kVで発生させた診断

用X線のフォトンスペクトルの直接測定を試み、Castroらが示したstripping法の式にインコヒーレント散乱(コンプトン散乱)の擬似効果を加え、Cd,ZnとTdの各元素ごとのK-エスケープをK_αとK_βに分離し、不完全な電荷収集効果については、エネルギーの吸収量に電荷キャリアの移動距離に応じた重みを掛けて計算するなどの修正を施した。この修正したstripping法の式を使って、CdTe検出器とCdZnTe検出で測定した^<241>Amのγ線スペクトルと、厚さ4mmのアルミニウム板を被写体として、管電圧50kVから100kVで発生させた診断用X線装置のフォトンスペクトルを補正し、Ge検出器の補正スペクトルと比較した。その結果、管電圧60kV以下の低エネルギー領域での診断用X線スペクトルはほぼ一致するが、^<241>Amのγ線スペクトル(CdTe検出器の場合)や管電圧70kV以上の高エネルギー領域では、補正が十分でなく、少し異なることがわかった。その理由は、70kV以上の高エネルギーのフォトンに対する実際のCdTe,TdZnTe検出器の全エネルギー吸収ピーク効率や不完全な電荷収集効果を完全に評価しきれていないためである。また、CdTe検出器とCdZnTe検出器を比べると、CdZnTe検出器の方がよりGe検出器に近いスペクトルが得られることを確認した。乳房撮影装置のMoとRhターゲットのX線管から約47cmの距離にCdZnTe検出器を設置して、通常の乳ガン診断時の撮影条件である管電圧28kV,50mAsで、MoとRhのフィルタを付加した場合のX線スペクトルを50μmのピンホールコリメータシステムを通して測定し、開発した補正プログラムを使って補正した結果、高純度Ge検出器で測定されたBRHのスペクトルデータとその形状が一致するが確かめられた。また、厚さ0.1mmから1.2mmまでのアルミニウム被写体を入れて測定したスペクトルから計算した減弱曲線と乳房用線量計で測定した減弱曲線を比較した結果、だいたい一致することが分かった。2最適撮影条件の解析軟X線写真の最適撮影条件(管電圧とmAs値)を決める方法として、被写体の減弱曲線とフィルムの特性曲線を、フィルム乳剤に吸収されたX線エネルギーで表し、これらに最小識別コントラストと最適濃度を加えた4つの基礎データから、検出能と撮影時間(撮影能率)をバランスさせて、最適な管電圧とmAs値の組み合わせを決める方法を示した。胸部X線写真から被写体情報を最大限に引き出すための最適撮影管電圧を決める方法として、心理物理的解析法を提案する。この方法で求めた最適撮影管電圧は、写真を観察する医師や技師の主観に関係しない客観的な値であり、胸部X線写真の最適撮影管電圧の決定に有用であることが分かった。3 X線写真の画質(MTF、粒状)の解析希土類増感紙・フィルム系のMTFの管電圧依存性をX線スペクトルを使って検討した結果、空間周波数3mm^<-1>以下のフロント側とバック側のMTFは管電圧とともに減少することが分かった。この現象を説明するためには、増感紙の蛍光体中で発生するKX線だけでなく、コヒーレント散乱とインコヒーレント散乱で発生する散乱X線を考慮する必要があることを示した。X線写真モトル(粒状)の評価に、従来のウィナースペクトルを心理物理的に補正した心理物理的ウィナースペクトルを用いると、心理的RMS粒状を用いるよりも計算が簡単で、計算時間も短縮でき、評価が簡便になることを示した。
体制転換期インドネシアの地方都市から見る華人性の諸相

本年度は、インドネシアの国家的文脈のもとでの仏教・孔子教(儒教)・道教の動向と、華人の宗教意識との関わりを明らかにすることに専念した。この目的のため、報告者は2度(平成21年8月17日9月8日、および平成22年2月12日3月2日)インドネシアに渡航し、実地調査を行なった。前者の期間は、主にバリ島およびジャワ島東部に点在する30あまりの寺廟(中国寺院)の実態調査を行なうとともに、寺廟を統括する全国組織の理事らにインタビューを行なった。この調査で、インドネシア国内の寺廟のあり方の地域的特性を比較することができたのみならず、「華人の伝統的宗教」と目される寺廟組織の来歴や現状を把握し、かつ近年国家公認化された孔子教との間に生じ始めている軋轢についても実地に観察し聞き取ることができた。なお、昨年度は同目的のため中・東ジャワ州の寺廟調査を行なったが、その成果は『アジア・アフリカ言語文化研究(79)』に論文として掲載された。後者の渡航期間中は、まず報告者が2002年来調査している中ジャワ北海岸の港町ルンバンに滞在し、同地の華人コミュニティの動向について最新の情報を得るよう努めた。この調査においては、近年中央レベルで顕著になりつつある華人の社会政治団体/利益団体の動きとは異なる、ローカルな論理で展開している地方レベルの現象に焦点を当てることで、当初掲げたもう1つの課題、すなわち、日常的対面関係を超え出るような「華人」としての何らかの連帯が今日のインドネシア社会において人々の実感を伴う形で成立するかを明らかにするための、重要な視点を得ることができた。日程の後半は、西カリマンタン州のポンティアナック市およびシンカワン市で元宵節の祭を観察するとともに、ジャワとは全く異なる歴史的背景を持つ華人コミュニティの実情を知ることができ、これまで主にジャワでの調査により得てきた華人コミュニティに関する知見を対象化することができた。本研究は、ポスト・スハルト期に入って「華人文化」開放の動きが進むインドネシアにおいて、とりわけ地方都市に暮らす華人たちがいかに「華人らしさ」や「華人性」を捉え主張しようとしているかを明らかにすることを目指している。「研究目的」としては、(1)地方都市において華人関連組織が具体的にどのような動きをし始めているか、(2)国家的・社会的文脈の中で華人の宗教意識はどのように変化しているか、(3)近年の中国語(北京官話)学習ブームの実態はどのようなものであるか、という3点を掲げた。これらの課題に沿って、平成20年度は2度の実地調査を実施した。第1次は2008年10月13日11月10日の日程で、中部ジャワ州ルンバン県を中心に主に(1)の課題にまつわる聞き取り調査を行なった。第2次は(2)の課題に取り組むべく2009年1月25日2月15日の日程で、ジャワ島中・東部の寺廟(中国寺院)を網羅的に巡り、資料収集ならびに聞き取り調査を行ない、その予備的成果はすでに草稿にまとめつつある。また(3)の課題に関しては、2008年6月9日11日にインドネシア大学で開催された国際ワークショップに参加し、インドネシア語で口頭発表を行なうと共に、同内容を英語論文にまとめ寄稿している。さらに、そこでの議論を踏まえてまとめ直しか日本語論文も近く『多言語社会インドネシア-国語、地方語、外国語の諸相』(めこん、2009)に収録のうえ出版予定であり、これらをもって当初掲げた「研究目的」のうち(3)の課題は達成されたものとする。
大規模学習ニューラルネットワークを用いた低線量CT画像の画質修復

通常線量CT画像と低線量CTをMTANNで画質改善を行った仮想通常線量CT画像では肺結節の検出能は同等であった。この技術によりCT撮影の放射線線量を約90%低減できる可能性がある。平成26年度前半は、研究者協力者の鈴木賢治および研究分担者の檜垣徹がMTANNによる低線量画像修復ソフトウェアの開発を行った。血管付き胸部ファントムを、種々の線量で撮影し(0.1-20mGy)、0.1-1.0 mGyの低線量画像をtraining画像, 10-20 mGyの画像をTeaching画像として機械学習を行った。これにより従来、低線量画像ではノイズが多く、画質が不良である場合が多いが、MTANNで画質改善を行うことにより、高い線量で撮影した場合と同等の画質の仮想画像を作成することが可能となった。平成26年度後半は、開発したソフトウェアを用いて臨床への応用を試みた。肺癌CT検診において低線量画像(約2.0mSv)、超低線量(0.2mSv)画像を撮像し、開発したソフトウェアを用いて超低線量画像をMTANNによる画質改善を行った。評価方法としては4mm以上の結節やすりガラス結節を対象として通常の低線量CTとMTANNで画質改善を行った超低線量画像を比較して、検出能や性状評価について検討を行った。検出能に関しては通常の低線量CTとMTANNで画質改善を行った超低線量画像と同等であったが、性状の評価に関してはMTANNで画質改善を行った超低線量画像ではすりガラス影の性状評価が困難であった。本年度はMTANNでの画質改善の精度を高め、病変の検出のみならず、内部の性状についても評価可能となるようにソフトウェアの改善を試みる。平成27年度は広島大学病院およびその関連病院にて、肺癌CT検診およびその精査目的で、低線量(1-3 mGy)および超低線量(0.1ー0.3 mGy)の胸部CT画像の両者が撮影され肺結節を含む患者30人程度のデータを後ろ向きに収集した。その後、超低線量CT画像を学習が終わったMTANNに入力し、仮想低線量画像を作成した。それを実際に低線量で撮影された画像と比較した。評価は実際の低線量画像で指摘された結節が仮想低線量画像ではどのように描出されるか3段階のGrade Scale(Grade 1:低線量画像で指摘の結節が仮想低線量画像では指摘困難、Grade 2:低線量画像で指摘の結節が仮想低線量画像では指摘可能、ただし、内部性状の評価は不能、Grade 3:低線量画像で指摘の結節が仮想低線量画像では指摘も内部性状評価いずれも可能)を用いて行った。結果は低線量画像では18結節(充実性結節:16結節、すりガラス結節:2結節)が指摘できた。Grade 1は0結節、Grade 2は2結節(いずれもすりガラス結節)、Grade 3は16結節との結果となった。MTANNによる仮想低線量画像は肺癌CT検診において結節の検出においては実際の低線量画像と同等である可能性がある。ただし、内部性状の評価が困難な結節もあり、画質改善が必要である。現在までに超低線量画像より仮想低線量画像を作成する技術はほぼ完成しており、おおむね順調に進展していると考えられる。ただし、画質の初期評価では改善点もあり、修正が必要である。肺癌検診で標準線量CT(約2.0mSv)と低線量CT(約0.2mSv)が撮影され、結節を有する22人と有さない20人(計42人)を対象とした。結節を有する22人は1または2結節有しており、計24.結節を有していた。結節のサイズは6-27mmであった。超低線量CT画像はMTANNにより低線量画像修復を行い、仮想通常線量画像を作成した。3人の放射線診断専門医が標準線量画像と仮想通常線量画像をランダムに読影し、receiver-operating-characteristic (ROC)解析を用いて肺腫瘍の検出能を検討した。仮想通常線量画像の肺腫瘍検出能は標準線量画像のそれと同等の結果となった。これにより被曝線量を約90%軽減できる可能性がある。MTANNのソフトウェアの開発に成功し、臨床への応用が可能となっており、研究計画書に記載した進行状況であると考えられる。平成27年度はMTANNによる超低線量画像より仮想低線量画像を作成する技術はほぼ完成しているが、結節の内部性状評価がやや困難な結節があり、画質改善が必要である。平成28年度は画質改善を行いながら、実際の低線量画像と仮想低線量画像の2者において、放射線専門医による肺腫瘍の検出能についてReceiver Operating analysis(ROC)解析を実施し、診断能の検討を行う。放射線診断本年度はより臨床への応用が可能となるようにMTANNでの画質改善の精度を高める。読影実験はまだ行えておらず、人件費や謝礼の予算を使用していないため。物品費が想定より使用しなかったため。読影実験の際には必要に応じて謝礼を支払う予定である。

MTANNのさらなる精度の向上のためには開発者である鈴木先生との画像や情報交換が必須である。また、多量のデータも扱うため、保存デバイスも必要である。これらの経費に使用する。
子どもの安全確保に関する２１世紀型消費者法システムの比較法政策的研究

本研究は、子どもの安全に関する英米法系の消費者法システムの実態を調査し、日本で推進されはじめた「子どもに関する消費者政策」を比較法政策的な観点から研究する。本研究の主な業績として、(1)欧米の子どもに関する消費者政策の理論的なフレームワークを明らかにしたこと、と(2)子どもの安全を確保するための、欧米諸国の法規制とソフトロー(とりわけ「規格」制度)の実態を調査・分析した上、日本では十分に重要視されてこなかったソフト・ローと消費者教育の役割を明らかにしたことである。本研究では、子どもの安全政策が進んでいる欧米諸国の消費者法システムを調査し、日本においても、先進的な制度が構築できるように提言するものである。タンは、オーストラリアの代表的な子ども病院および関連の研究所を訪問し、資料を収集した。また、国際規格を策定しているISOの消費者政策委員会(COPOLCO)主催の総会、およびさらに、国際NGOであるInternational Consumer Product Health and Safety Organization(ICPHSO)主催の国際会議(ブラッセル市、2012年10月)に出席し、海外の規格の動向について最新情報を収集し、日本規格協会主催のセミナーにおいて報告した。さらに、NPO法人NCOSと連携し、日本における洗濯機の事故現状を調査し、国内の規格策定団体に情報を提供した。この情報は、国際規格改定の必要性を検討しているCOPOLCOの参考資料になった。また、Cキッズネットワークと連携し、保護者向けの子どもの安全に関する教材、子ども向けの安全教育の教材(消費者庁依頼)の作成に協力した。業績発表関連として、APECセミナー(マレーシアの消費者団体がAPECの助成金を得て、開催した国際会議)、日本における製品事故の報告制度についての発表、日本消費者教育学会の支部会および全国大会において、オーストラリアを中心とする子どもの安全の教育についての発表を行った。末吉は、国内において、はじめて子どもの人権と消費者安全の理論的フレームワークを明らかにした。この業績は、NPO法人NCOSのセミナー(東京、3月開催)で報告した。松本は、関連の消費者行政の委員会に出席し、子どもの安全に関する国内の動向について最新情報を収集した。本研究は、子どもの安全政策が進んでいる欧米諸国の消費者法システムを調査し、日本においても、先進的な制度構築について提言を行うものである。業績は以下の通りである。タンについて主に三つの方向で研究実績をあげました。第一、国際規格についての情報収集・分析である。子ども関連のISOガイド50(子どもの安全)およびその他の関連するガイド(ISOガイド51製品安全)および4つの国際規格(リコール等)に関する情報を収集・分析し、課題を突き止めることができた。第二、研究結果を次の民間企業、弁護士会、およびNPO法人が主催したシンポジウムなどで発表することができた。1平成25年5月にパナソニックグループが主催した社内の平成25年「消費者月間記念シンポジウム」に参加し、「グローバル視点の消費者安全と国際規格」というテーマについて講演をした、2平成25年近畿弁連消費者保護委員会夏期研修会(平成25年6月、京都にて)、3第31回近畿弁護士会大会シンポジウム第1分科会で「子どもの製品事故を予防するための社会システムの構築へ向けて」というテーマについて報告をした、4特定非営利法人日本テクニカルデザイナーズ協会主催の情報交換会(平成25年10月、大阪にて)において、「国際的な製品安全の取り組み」というテーマで話をした。第三、NPO法人と連携し、ISOの子どもの安全関連の規格の定期的な勉強会に参加し、新しいキッズデザインマークについての意見交換会に参加した(NPO法人キッズデザイン協議会、平成26年2月、東京にて)。末吉について:平成25年9月からカリフォルニア大学バークレー校にて在外研究に従事し、関連資料を収集できた。それに基づき、平成26今年6月に発行予定の『帝塚山法学』第26号にて論説を公表予定である。本研究は、子どもの安全政策が進んでいる英米諸国の消費者法システムを調査し、日本では推進されはじめた「子どもに関する消費者政策」を比較法政策的な観点から研究し、法理論および制度の特徴を明らかにし、日本の法システムに相応しいモデルの提示を目指すものである。以下に、平成23年度の主な業績を報告したい。(1)タンは、インターネットなどの情報を収集・分析した上、オーストラリアで消費者行政機関、医療関係者、保育業界の関係者、一般市民へのヒヤリングを行った(2011年8月)。この業績の一部が帝塚山法学に掲載される予定である(2012年6月公表予定)。また、一部の業績をNPO法人Cキッズネットワーク委託(三田市くらしセミナー)の市民向けの講演会で紹介した(2011年9月)。さらに、子どもの安全と深く関わっているリコール制度および事故情報提供の義務と子ども用製品による傷害予防について、日弁連の講演会で報告した。他方では、国際NGOであるInternational Consumer Product Health and Safety Organization(ICPHSO)主催の国際会議(韓国、2011年10月)に参加し、海外の先進的な事例の情報を収集できた。

国内調査では、日本規格協会などの関連団体に対して、子どもの規格の現状および子どもの製品事故と品質向上やリコールについて、それぞれの取組についてヒヤリングを行った。(2)末吉は、子どもの製品事故予防と法制度、とりわけ人権との接点に関しては、兵庫県ユニセフ協会においてボランティアたちを対象に勉強会の講師を務め、子どもの人権および子どもの貧困について講演をした(2011年10月22日、同年11月26日)。(3)松本は、製品安全関連の様々な行政委員会に参加し、行政の動きについての最新情報、および関連法令(PL法)の改正に関する動きについての情報を収集した。1タンについて:2014年12月に改訂・発行されたISO/IEC Guide50:2014(安全側面ー子どもの安全指針)の改訂版が公表された(以下、ガイド50)。ガイド50は、本研究が目的とする子どもの安全を確保するための政策的フレームワークを構築するために、重要な指針となる。それは、国際貿易をする上、国際規格が世界のメーカーに注目され、製品の品質向上に貢献するからである。本年度では、ISO/COPOLCO総会(5月12日から16日まで、ミラノ市開催)に出席をし、公表されたばかりのガイド50の内容、普及状況、今後の課題について、消費者代表を含む策定の当事者の話を聞いたり、意見交換をした。国際会議で得た情報は、平成26年度事業において作成された標記JIS骨子案(日本語版)の策定作業に活用することができた。一方、ガイド50は、まだ英語版しかないが、既に国内団体であるNPO法人キッズデザイン協議会が注目しており、同協議会が「子どもたちの安全安心に貢献するデザイン」の指針になっている。同協議会が開催する意見交換会にも参加し、国際標準化動向、海外の事故やヒヤリ・ハットの情報還流による安全安心のスパイラルアップ、子どもの安全に関するリスクコミュニケーションのあり方などについて、意見交換をした。2末吉について:消費者政策における子どもの安全を確保するために「なぜ、子どもの安全は消費者政策として重要なテーマであるのか」を明らかにすることは、本研究の目的の一つである。本年度では、国際法における子どもの権利と消費者政策を結びつけるための理論的フレームワークの研究をまとめ、その業績を論文にまとめた(「安全に対する子どもの権利」の発見ー「静かな緊急事態」に対処するためにー帝塚山法学26号発行)。本論文は、大阪弁護士会消費者保護委員会の弁護士をはじめ、多方から注目されている。消費者政策子どもの製品事故予防と子どもの人権についての理論的フレームワークを明らかにしていること、海外の先進的事例の収集・分析状況、次の研究課題の特定が明白であること、を合わせて判断すると、本研究は順調に進んでいる、と考える。