hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高感度ホログラムセンサーの構築とその環境計測への応用

本研究において理論的および実験的検討により得られた成果を纏めると以下のとおりである。1、各種基板を用いる環境計測を前提にしたホログラム素子の作製金属蒸着膜や半導体薄膜を基板材料としてセンサー用ホログラム素子の作製を行い、各種環境条件下での安定性評価や作製試料のSEM観察などによってホログラム構造の最適化のための検討を行った。2、酸化物半導体ホログラム素子への試験ガス吸脱着に対する応答特性評価酸化スズや金を基板材料としたホログラム素子を用い、水素、一酸化炭素、メルカプタンなどの試験ガスの吸脱着に対する回折光の応答挙動を調べ、センサーの応答特性や選択性を決める因子について検討した。3、TiO2光触媒表面における反応速度分布および吸着種拡散現象の動的モニタリングへの応用TiO2薄膜光触媒やMoO3フォトクロミック薄膜などで進行する光誘起その場反応についてホログラフィックな手法を用いてその表面光学定数分布を評価し、シミュレーションと合わせて感度や分解能を支配する因子等について理論的検討を行った。これにより、TiO2薄膜内部の微小空孔分布や細孔内での反応基質の凝集などについての新規な知見が得られ、サブモノレヤー程度の吸着中間体に関するその場観察の手法として本手法の有用性が示唆された。4、マルチ基板ホログラムセンサによる被検ガス検出フォトンカウンティングシステムを用いて微弱な信号回折光を高感度に検出するシステムを構築し、複数の材料をハイブリッド化した基板上に作製したホログラム素子を用いてモデルガスに対するセンサとしての高感度化と高選択性に向けた基礎的な検討を行った。本研究では、可燃性ガスや悪臭ガスなどが吸着した固体表面の電子物性変化に対応した表面光学定数の変化をホログラフィックな手法を用いて検出し、これを原理とする新しいガスセンシング法の構築を目指すものであり、研究初年度にあたる今年度は以下の項目について検討を行った。1)各種基板を用いる環境計測を前提にしたホログラム素子の作製と構造金属蒸着膜や半導体薄膜を基板材料として、市販のフォトレジストおよび現有施設であるHe-Cdレーザーを用いてセンサー用ホログラム素子の作製を行い、作製試料のSEM観察などによってホログラム構造の最適化のための検討を行った。2)酸化物半導体ホログラム素子への試験ガス吸脱着に対する応答特性評価一般的な可燃性ガス検知用の熱線型半導体ガスセンサに使われている酸化スズよりなるホログラム素子、および悪臭ガスの代表としてのメルカプタン類が特異的に反応する金基板よりなるホログラム素子を用い、水素、一酸化炭素、メルカプタンなどの試験ガスに対する回折光強度の応答特性を調べるその応答感度や信号強度の選択制を決める因子について検討した。3)マルチ基盤ホログラムセンサによる被検ガス検出微弱な信号回折光を高感度に検出するためのフォトンカウンティングシステムを用いて、ホログラム基板や被検ガスの最適な組み合せについて基本的な検討を行った。そこで得られた知見を基にして、複数の材料をハイブリッド化した基板上に作製したホログラム素子によりモデル系におけるガスセンサとしての高感度化と高選択性のための実験条件を探るための条件について基礎的な検討を行った。本研究では、可燃性ガスや悪臭ガスなどが吸着した固体表面の電子物性変化に対応した表面光学定数の変化をホログラフィックな手法を用いて検出する新しいガスセンシング法の構築を目指すものであり、2年目にあたる今年度は以下の項目について検討を行った。1)酸化物半導体ホログラム素子への試験ガス吸脱着に対する応答特性評価一般的な可燃性ガス検知用の熱線型半導体ガスセンサに使われている酸化スズよりなるホログラム素子、および悪臭ガスの代表としてのメルカプタン類が特異的に反応する金基板よりなるホログラム素子を用い、水素、一酸化炭素、メルカプタンなどの試験ガスに対する回折光強度の応答特性を調べその応答感度や信号強度の選択制を決める因子について検討した。2)TiO2光触媒表面における反応速度分布および吸着種拡散現象の動的モニタリングへの応用TiO

2薄膜光触媒やMoO3フォトクロミック薄膜などの表面で進行する光誘起その場反応について、レーザー2光束干渉法に基づくホログラフィックな手法を用いてその表面光学定数分布を評価した。また、シミュレーションを通して感度や分解能を支配する因子等について理論的検討を行った。その結果、TiO2薄膜内部の微小空孔分布や細孔内での反応基質の凝集などについての新規な知見を得た。これにより、サブモノレヤー程度の吸着中間体に関するその場観察の手法として本手法の有用性が示唆された。3)マルチ基盤ホログラムセンサによる被検ガス検出微弱な信号回折光を高感度に検出するためのフォトンカウンティングシステムを用いて、ホログラム基板と被検ガスの最適な組み合せについて基本的な検討を行った。そこで得られた知見を基にして、複数の材料をハイブリッド化した基板上に作製したホログラム素子によりモデル系におけるガスセンサとしての高感度化と高選択性に向けた基礎的な検討を行った。
一細胞遺伝子発現解析を用いたステム・ニッチ形成機構の解明

本研究課題では植物の持つ高い再生能力の仕組みを明らかにするために、分化した細胞から幹(ステム)細胞を生じるリプログラミング過程において一細胞ごとの遺伝子発現解析を行うことを目的としている。そのために平成27年度は、切断した葉が容易に幹細胞にリプログラミングし、陸上植物と80%以上の発生過程に関わる遺伝子が保存されているヒメツリガネゴケを用いて、1.葉細胞からの一細胞遺伝子発現プロファイルの取得、2.一細胞遺伝子発現解析のためのNGSデータ前処理解析パイプラインの構築、3.一細胞遺伝子発現プロファイルの評価と解析法の検討という3つの課題について研究を行った。1については切断葉における一細胞からの細胞抽出液を用いたNGS解析が可能か検討を行った。切断直後(0h)と24時間後(24h)のヒメツリガネゴケの葉において、切り口に面したそれぞれ葉細胞から細胞液をマイクロキャピラリーによって抽出し、これまでに確立した方法でcDNA合成を行った。その後、次世代シーケンサーによる解析を行った。2については1で得られたシーケンスデータを、1)サンプルごとのインデックスの振り分け、2)cDNA配列の整形、3)cDNA配列のリファレンスゲノムへのマッピング、4)cDNAに対応するランダムバーコード配列のアセンブル、5)アセンブル後のランダムバーコード配列の計数を順次行う必要があり、これらの前処理を行う情報解析パイプラインを構築した。3については1、2で得られた一細胞遺伝子発現データを用いて、多変量解析を行った。発現解析に利用可能な1サンプルあたり約20万タグの塩基配列が得られ、一細胞あたり約4000遺伝子が検出された。また、独立成分分析を行ったところ、0hと24hのサンプルでは明確に2つのグループに分けることができた。さらに発現変動している遺伝子として、0h、24hでそれぞれ501遺伝子、394遺伝子が有意に高発現している遺伝子として検出された。27年度が最終年度であるため、記入しない。そのために平成26年度は、切断した葉が容易に幹細胞にリプログラミングし、陸上植物と80%以上の発生過程に関わる遺伝子が保存されているヒメツリガネゴケを用いて1.生きた葉細胞からのマイクロキャピラリーを用いた細胞液抽出法の確立、2.微量植物サンプルからのcDNAライブラリーの作成法の検討、3.次世代シークエンサーによる一細胞レベルでの網羅的遺伝子発現解析という3つの課題について研究を行った。1については細胞核を可視化することで効率よく1細胞のRNAを抽出することが可能となった。2についてはcDNAを増幅する酵素の種類と不要な副産物の除去法を検討した。3については1細胞相当のRNAから次世代シークエンサーによる解析を行い、すでに1葉細胞からのサンプリングも進めている。それぞれの課題について全て順当な成果が得られ、次年度以降に行う一細胞遺伝子発現解析を用いたステム形成因子の同定とリプログラミング過程におけるステム・ニッチ相互作用の解析ための充分な準備ができた。平成26年度の研究計画で掲げた3つの課題について研究を遂行した。1.生きた葉細胞からのマイクロキャピラリーを用いた細胞液抽出法の確立:一細胞遺伝子発現解析の材料であるヒメツリガネゴケ茎葉体の育成とリプログラミング実験における切断葉の培養を新規購入した温度・光量・湿度調整機能付き人工気象器で行うことで、再現性の高い条件を設定することができた。マイクロキャピラリーを用いて効率的に細胞液を抽出する条件の検討を行い、適切な実験条件が設定できた。

2.微量植物サンプルからのcDNAライブラリーの作成法の検討:次世代シークエンサーを用いて一細胞遺伝子発現解析に適したcDNAライブラリー作成に必要な実験の新規導入と条件検討を行い、全ての検証点において理想的な条件を確立した。3.次世代シークエンサーによる一細胞レベルでの網羅的遺伝子発現解析:ヒメツリガネゴケ原糸体から調整したRNAを用いて一細胞含有量相当に希釈したサンプルからcDNAを合成し、次世代シークエンサーによる配列決定を行った。得られた配列情報を一細胞遺伝子発現解析に適したデータ量に変換する手法を確立した。この結果を元に遺伝子発現解析系の評価を行った。さらにヒメツリガネゴケ切断葉において切断直後(0h)と24時間後(24h)の一細胞から葉細胞液を抽出し、cDNAライブラリーの調整を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。ヒメツリガネゴケ切断葉の切断直後(0h)と24時間後(24h)の一細胞サンプルにおいて次世代シーケンシングを行い、統計処理、階層クラスタリングや主成分分析を行うことにより、一細胞遺伝子発現解析手法を確立する。また、孤立化させた一葉細胞リプログラミング系を用いたステム形成因子の同定、切断葉リプログラミング過程におけるステム・ニッチ相互作用の解析を随時行う。
難治性アミロイドーシスの新規治療法開発を指向した精密有機合成化学の実践的な展開

インフルエンザは、トリインフルエンザのパンデミックなどが危惧される中、現在、その研究が切に望まれている分野である。抗インフルエンザ薬に対する研究は、危険視されている大流行に伴い、医薬品の備蓄という問題と密接に関係している。本年度、私は交付申請書に掲げた「医薬品に直結する有機合成化学の展開」として、抗インフルエンザ薬=リレンザの効率的な合成法の開発に着手した。従来法では、高度に官能基化されたシアル酸を原料に用いる必要があり、より単純な原料からリレンザを合成するルートの開発には意義があると考えられた。またその合成ルートの確立に当たっては、糖母核に由来した新規な方法論の開発も視野に入れることとした。リレンザを合成するには、ManNAc由来の炭素6ユニットと、ピルビン酸に由来する炭素3ユニットを結合する必要がある。当初は、生合成経路に基づいてマンニッヒ反応を用いることでこの結合を行おうと試みたが、既往の研究例からも推察されたとおり収率に難点を残し、この方法論によるリレンザの合成は困難だと考えられた。そこで従来にない結合方法論を開発する目的で、N-グリコシドをニトロン等価体に用いた[2+3]-環化反応の開発に成功し、これを利用してリレンザがもつ炭素9個の骨格を効率的に構築することができた。過去の知見を調べてみても、N-グリコシドを原料に[2+3]-環化反応を検討した例はほとんど知られておらず、基礎的な原料および高度に官能基化された原料で体系的に検討した初めての例である。本方法論をリレンザの合成に適用するには、収率の問題は克服しているものの、立体選択性に改善の余地を残している。本プロジェクトにおいて選択性の問題点を解決することは、類似の基礎的な[2+3]-環化反応においても立体選択性を制御する指針を与えうるものだと考えている。1.アミロイドーシスを治療しうる手段としてアミロイド線維を認識する分子設計を提唱し、その一つのターゲットとしてβアミロイドを認識しうる分子を設計した。分子設計のコンセプトには、すでにβアミロイドの認識分子として知られているCongo Redをモチーフとした。すなわち、中心ビフェニル骨格(脂溶性部位)と、そこから両端に伸びるカチオン性部位とアニオン性部位である。実際、この設計にしたがって、いくつかの化合物を合成した。引き続き、それらの新規化合物を用いた結合実験を行おうとしているところである。2.上記研究の基盤には、難治性疾患の治療という目標がある。そこで、もう一つのターゲット疾患としてマラリアを設定し、マラリア治療薬「キニーネ」の合成研究を並行して行った。これにより、分子レベルでのマラリア治療およびメカニズムの解明を目指している。具体的には、キニーネの短工程かつ効率的な全合成計画を立案した。化合物合成における立体制御は、私たちのグループが報告している触媒的不斉反応(1価銅触媒を用いたビニル化反応[J.Am.Chem.Soc.2005,127,4138.]およびALB触媒を用いたマイケル反応[Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.1997,36,1236.])を要所で用いる計画を立てた。同時にEschenmoser型の環開裂反応[J.Am.Chem.Soc.2006,128,6499.]による多置換ピペリジン骨格の構築を、効率化の鍵としている。現在、マイケル反応による立体制御に成功し、つづく環開裂反応を検討している。
パルス強磁場中マイクロ計測技術を用いた磁束相転移の研究

平成16年度は、近年発見された高温超伝導体MgB_2の超伝導状態ならびに磁束状態について調べた。この物質は、高い超伝導転移温度を持つことから新たな超伝導線材としての応用が期待されるとともにマルチギャップ超伝導という新奇な超伝導体として興味が持たれている。しかしながら、高い臨界磁場と大型単結晶育成が困難なことから、これまで強磁場域での測定が不可能であった。そこで平成15年度に開発したマイクロ計測による高感度測定装置を用いて、初めて低温・強磁場領域までその磁束相転移について調べた。(1)マイクロカンチレバーを用いた炭素置換MgB_2における不可逆磁場増大の観測超伝導体応用を考える上で磁束のピンニングを反映した不可逆磁場の測定は最も基本的な測定の一つである。マイクロカンチレバーによる高感度トルク測定を炭素置換MgB_2単結晶に適用することで、不可逆磁場の変化を調べた。その結果、炭素置換とともに超伝導転移温度は単調減少するが、不可逆磁場が約5%置換した試料で最大値を持ち、約33Tまで上昇することがわかった。この値は置換していない試料の値の約2倍にあたり、炭素原子の不純物効果として説明できることを示した。また、上部臨界磁場の異方性から、炭素置換してもマルチギャップ超伝導は消失しないことを示した。(2)トンネルダイオード型侵入長測定による磁束秩序-無秩序転移の観測MgB_2は、磁束相図の観点からは従来型超伝導体と高温超伝導体の中間に位置する物質であり、その振る舞いは興味深い。炭素置換した試料の測定を行うことで磁束格子に対する不純物効果を系統的に調べることが可能になる。本研究で開発したトンネルダイオード型侵入長測定装置を用いることで、磁束秩序-無秩序転移について詳細に調べた。その結果、炭素濃度を増大していくに従い、磁束転移線が低磁場側にシフトしていく振る舞いが観測された。これらの振る舞いは、ギンツブルグ数をパラメータとした理論を用いて、定量的に説明することができた。また、その結果から、MgB_2は磁束格子に対する揺らぎの効果が比較的小さい系としてみなせることがわかった。平成15年度はパルス磁場中でのマイクロ計測を可能にするために必要な技術開発を中心に行い、以下に述べるような成果を挙げることができた。1.マイクロコイルを用いた表面インピーダンス計の開発トンネルダイオードを用いた自己共振回路を製作し、その共振周波数の変化から表面インピーダンスを測定する方法を採用した。パルス磁場中での周波数読み出しには通常用いられる周波数カウンタが使えないので、それに変わる方法としてFMラジオ用ICを用いた高感度復調器を製作した。この方法により、安価で簡便に測定を行うことが可能になった。実際に有機導体、酸化物導体などに対して適用し実際にその有用性を確かめた。また、微小試料にも対応できるようにコイル形状等の最適化を行い、その結果約200μ角程度の試料でもパルス強磁場中で測定が可能になった。2.マイクロキャパシタンスを用いたファラデー法の開発微小試料の高感度磁化測定を可能にするためマイクロキャパシタンスを用いたファラデー法の開発を行った。マイクロキャパシタンスとしては市販の血圧計に用いられているシリコン製ダイヤフラムを用いた。まずは定常磁場中でその性能の評価を行うためにさまざまな試料について測定を行った結果、約10μg程度の試料でも十分な感度が得られることが確認できた。続いて、パルス強磁場下でのテスト行った結果、同様に約50μgの試料でも測定に成功した。現在、磁化の絶対値を求めるための較正方法を確立すべく開発を進めている。以上が装置開発に関する成果であるが、実際にこれらの装置を用いてすでに金属間化合物超伝導体MgB_2の超伝導相図に関する測定を始めている。BをCで置換することで従来よりも高い上部臨界磁場を示すことを見出した。このことはMgB_2の実用を考える上で重要な知見である。(2)トンネルダイオード型侵入長測定による磁束秩序-無秩序転移の観測

MgB_2は、磁束相図の観点からは従来型超伝導体と高温超伝導体の中間に位置する物質であり、その振る舞いは興味深い。炭素置換した試料の測定を行うことで磁束格子に対する不純物効果を系統的に調べることが可能になる。本研究で開発したトンネルダイオード型侵入長測定装置を用いることで、磁束秩序-無秩序転移について詳細に調べた。その結果、炭素濃度を増大していくに従い、磁束転移線が低磁場側にシフトしていく振る舞いが観測された。これらの振る舞いは、ギンツブルグ数をパラメータとした理論を用いて、定量的に説明することができた。また、その結果から、MgB_2は磁束格子に対する揺らぎの効果が比較的小さい系としてみなせることがわかった。
低温プラズマジェット照射による新しいインプラントリカバリーシステムの構築

歯科用インプラントは予知性の高い治療法として広く普及しているが、一方でインプラント周囲炎などの課題も残されている。そこで本研究では、問題の生じたインプラントを撤去することなく口腔内で機能的かつ形態的な回復を獲得する方法として、1強力な殺菌、不良組織除去、2インプラント表面再活性化処理、3組織再生を3本柱とする全く新しい手法による口腔内でのリカバリーシステム構築を目的とした。研究成果として、低温プラズマジェットの最新技術を応用し、生体活性を失ったインプラントに対して、口腔内で安全に殺菌および表面再活性化処理を行うことで、良好な組織再生を促進するリカバリーシステムの基盤の構築を行った。歯科用インプラントは予知性の高い治療法として広く普及しているが、一方で長期経過の中でインプラント周囲炎での骨吸収により、インプラントの撤去を余儀なくされたり、歯槽骨吸収に伴うインプラント露出による機能的、審美的な障害が問題となっている。しかしながら、現在のところ、このような病態に対する画期的な解決方法はなく、臨床現場で重要な課題となっている。そこで本研究では、問題の生じたインプラントを撤去することなく口腔内で機能的かつ形態的な回復を獲得する方法として、1強力な殺菌、不良組織除去、2インプラント表面再活性化処理、3組織再生を3本柱とする全く新しい手法による口腔内でのリカバリーシステム開発を目的とした。具体的には、近年医療分野での注目を集めている低温プラズマジェットの最新技術を応用し、生体活性を失ったインプラントに対して、口腔内で安全に殺菌および表面再活性化処理を行うことで、良好な組織再生を促進するリカバリーシステムの構築を目指していく。平成25年度には、年度内達成目標としてインプラント表面の再活性化方法の検討を掲げ、1アルカリー加熱処理条件の最適化、2低温プラズマジェット照射装置の開発を行った。具体的には、擬似体液(SBF; Simulated Body Fluid)を利用して、口腔内での再活性化処理を前提としたアルカリー加熱処理について最適な条件を明らかにした。さらに、殺菌およびインプラント表面の再活性化処理に特化した低温(40°C程度)プラズマジェット照射装置を開発し、ガス流量や印加電圧等を制御することでプラズマジェット照射をコントロールすることが可能であることを確認した。具体的には、近年医療分野での注目を集めている低温プラズマジェットの最新技術を応用し(Kaneko T et al, 2012)、生体活性を失ったインプラントに対して、口腔内で安全に殺菌および表面再活性化処理を行うことで、良好な組織再生を促進するリカバリーシステムの構築を目指す。平成26年度には、年度内達成目標として「in vitro系、in vivo系での炎症環境モデルにおける再活性化条件の確立」を掲げ、1in vitro系での炎症環境モデルにおける再活性化、および2in vivo系での炎症環境モデルにおける再活性化に関する検討を行った。具体的には、トランスウェル法により擬似的に炎症環境モデルを作成し、チタン円板上に上ラット由来Rat-1線維芽細胞株を擬似的炎症環境下において培養した後、プラズマ照射および低温アルカリ処理によりチタン表面の再活性化を行った。その際に、チタン円板上の付着細胞や残留タンパクを評価し、さらに、擬似体液(SBF)浸漬によるアパタイト形成を評価することにより、再活性化条件の最適化を検討した。再活性化処理条件の最適化のために、各種再処理条件における骨形成能について、前骨芽細胞株(MC3T3-E1)を使用し、次の通り、細胞生物学的および分子生物学的手法により評価を行った。1細胞増殖:DNA量の定量により細胞量を評価、2細胞代謝活性:アラマブルー試薬の呈色反応により評価、3骨芽細胞分化の評価:マーカー遺伝子発現量(ALP、オステオカルシン、RUNX2等)のリアルタイムPCR定量・アルカリホスファターゼ活性の定量・石灰化結節形成の定量(アリザリンレッド染色法)各種処理条件の下、生体内でのインプラント再活性化後に骨補填剤埋入術を行い、術後1か月において、インプラント周囲骨形成および骨結合力に関し、次の通り評価を行を行った。1インプラント周囲骨形成の評価、2インプラント-骨結合力の評価3)口腔内でのインプラントリカバリーシステムの構築本研究では、1平成25年度におけるSBFを利用した最適条件に関する予備的検討、2平成26年度の再活性化処理に伴う殺菌・不良組織除去効果の評価、および3平成27年度におけるin vitro系、in vivo系での炎症環境モデルを用いた再活性化による組織再生の評価を総合的に判断し、低温プラズマジェット照射を併用した低温アルカリ処理による再活性化処理条件の最適化行い、口腔内における低侵襲リカバリーシステムの基盤を構築することができた。

そこで本研究では、問題の生じたインプラントを撤去することなく口腔内で機能的かつ形態的な回復を獲得する方法として、1強力な殺菌、不良組織除去、2インプラント表面再活性化処理、3組織再生を3本柱とする全く新しい手法による口腔内でのリカバリーシステム構築を目的とした。研究成果として、低温プラズマジェットの最新技術を応用し、生体活性を失ったインプラントに対して、口腔内で安全に殺菌および表面再活性化処理を行うことで、良好な組織再生を促進するリカバリーシステムの基盤の構築を行った。当該年度には、年度内の研究計画に予定していた各項目について、ほぼ予定通り研究を完了していることから、年度内達成目標はほぼ達成していると考えている。そのため、「現在までの達成度」についても、おおむね順調に進展していると評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。歯科医用工学当該年度には、年度内の研究計画に予定していた各項目について、ほぼ予定通り研究を完了し、年度内達成目標はほぼ達成している。そのため、今後の研究については、平成26年度に得られた結果をもとにして、当初計画の通り、下記の手順で継続して研究を遂行していく予定である。3)口腔内でのインプラントリカバリーシステムの構築当該年度には、年度内の研究計画に予定していた各項目について、ほぼ予定通り研究を完了していることから、年度内の到達目標はほぼ達成していると考えている。そのため、現在までの「研究の目的」の達成度についても、おおむね順調に進展していると評価した。当該年度も前年度に引き続き、次年度使用額が生じたが、その理由としては研究遂行の効率化によるところが大きい。当該年度である平成26年度に研究計画として予定していた各項目については、ほぼ予定通り研究を完了しており、年度内の達成目標もほぼ達成していることからも、研究遂行の効率化が執行予算の軽減につながったと考えられる。当該年度には、年度内の研究計画に予定していた各項目について、ほぼ予定通り研究を完了し、年度内の到達目標はほぼ達成している。そのため、当初の研究計画通り、今後の研究を遂行していく予定である。具体的には、平成25年度に得られた結果をもとにして、当初計画通り、継続して下記項目について研究を行う予定である。具体的な実験モデル作製方法として、in vitro系では、ラット上皮系細胞株をマクロファージ系細胞と共培養し、LPS(Lipopolysaccharide)を加えることにより炎症環境を再現する。また、in vivo系では、ラット頸骨に埋入したインプラント頚部に、LPS含有綿糸を結びつけることで、炎症に伴う骨吸収モデルを作製する。これまでの研究遂行における効率化により生じた次年度使用額については、さらなる研究の推進のため、有効に利用する予定である。具体的には、臨床への応用に一歩でも近づけるように、細胞実験や動物モデル実験をさらに詳細に行っていく予定である。今回、次年度使用額が生じた理由としては、研究遂行の効率化によるところが大きい。
遺伝カウンセリングに役立つ医療社会的情報データベースの構築

ヒトゲノム解析計画がほぼ完了した現在、様々な疾患に関与する遺伝子が明らかとなりつつある一方で、「遺伝学」の普及(教育)が極めて遅れているわが国では、患者の意思を決定する遺伝に関する個人認識に偏りがある。すなわち、遺伝問題がタブー視されたり、あるいは、遺伝子診断や遺伝子治療への過度の期待、また受精卵診断/出生前診断への利用が期待されたりする。しかし、それ以前に患者自身のQOLや人権配慮、福祉、心のケアもまた、重要なファクターであり、常に顧みられなければならない問題である。ゲノムの解析により、遺伝子の働きや生命の不思議さがわかってきた今こそ「遺伝医学」と「生命倫理」の正しい知識の啓蒙と普及が必要である。これは、単に医療関係者ばかりに普及するものであなく、患者自身やその家族、周りに関係する人、そして一般の人にも必要なことである。それらの啓発には、関係する医療、福祉、教育など多角的な情報の発信やその受信によってなされるべきである。そこで、我々は、非医療領域の専門家や一般の人にも遺伝性疾患を正しく認識してもらうため、また、医療関係者には、カウンセリングの際に役立つ福祉情報が容易に入手できるように広い領域にわたる情報データベースを構築した。遺伝に対し偏見や差別がある日本の社会の中では、医療現場でのカウンセリングでは時間的に限界があるので、インターネットを通じ、上記の情報を広い範囲に提供することを目標にしている。ヒトノゲム解析計画が進行する中で、様々な疾患に関与する遺伝子が明らかとなって来ている。そこで、今後、遺伝子が関与する出生前診断や個人の遺伝情報、遺伝的疾患の関係する倫理、人権問題、福祉などが大きな問題となることが予想される。しかしながら、遺伝性疾患を持つ患者のQOLを高めたり、患者の心のケアをする部分は、現在はあまり顧みられてはいない。これらのケアは、単に医療関係者ばかりによってなされているのではなく、福祉、教育の領域にまたがっていると考えられる。そこで、我々は、非医療領域の専門家にも遺伝性疾患を正しく認識してもらうためと、医療関係者には、カウンセリングの際に役立つ福祉情報が容易に入手できるように広い領域にわたる情報データベースを構築したいと考えた。また、当事者団体(セルフヘルプグループ)の情報は、当事者にとって大きな心の支えとなるので、そのような団体のホームページ作成の支援も行っている。データベースは現在構築中で、未公開である。
生体内分解性を有する新規キトサンマイクロゲルビーズの調製と薬物放出に関する検討

埋め込み型徐放性製剤の開発を目的に、生体適合性、生体内分解性を有する天然多糖類であるキトサンを用いて薬物保持担体の調製を試み、その薬物放出挙動、並びに生体内分解性について検討した。1.ゲルビーズの調製と薬物固定化:ゲル形成のための水溶液中にアミノ酸(アミノ基を有する化合物)を添加することにより、その添加量に伴いキトサンが球状のゲルを形成し得るpHは低下した。そのゲル形成時間はアミノ酸種により若干異なるが、水溶性の高い薬物においてもある程度の固定化が可能であった。しかし、キトサンの性状(高説アセチル化、または低分子量の場合)によってはゲル形成が不可能な場合があった。2.薬物放出挙動:本ゲルビーズからの薬物放出挙動は、キトサンを溶解させる塩の種類、ゲル形成のための水溶液中に添加するアミノ酸の種類、及びゲル調製時間に影響されない。本ゲルからの薬物放出は単にアルカリのみで調製した場合に比べ有意に抑制された。しかし、アミノ酸存在下でも強アルカリ条件では薬物放出速度は速くなった。3.薬物放出コントロール:カチオン性のムコ多糖類であるキトサンと静電的相互作用を有すると考えられる全分解性を有するアニオン性のムコ多糖類であるコンドロイチン硫酸によるゲルの修飾を試み、ゲルビーズからの薬物放出コントロールが可能であることを見出した。4.生分解性:キトサンを本法によりゲル化させた場合にも、lysozymeにより脱アセチル化度に依存する分解性を示すことを確認した。また、本ゲルをマウス背部皮下に作製した空気嚢中に埋め込んだ場合にも薬物徐放化能を示し、また、キトサンの物性によりゲルの分解速度をコントロールできる可能性が示唆され、検討を継続して行っている。5.微粒子化:水溶液中でのゲル化、及びW/Oエマルションからのゲル化について検討を行い、粒子径5μm程度のゲルを得ることができたものの、いずれも収率が悪く、更なる条件検討を継続中である。
直接操作に基づく3次元統合モデラの研究

3次元環境を構築する上で避けて通ることができないのが、コンテンツをどのように提供するかという問題である。そのコンテンツの製作において、もっとも基礎の部分にあたるのが、3次元形状を作成するモデラの技術である。本研究では、データグローブ、立体視眼鏡などの特殊な入出力装置を使用せず、通常のワークステーションのモニタやマウスのみを用い、いわばMacDrawで2次元図形を描くような感覚で、「直接操作」により、「手軽な感覚」で、「直接操作」によりインタラクティブに立体図形を構築できる3次元統合モデラの研究を行った。本年度は、「直接操作」によりインタラクティブに立体図形を構築できる3次元統合モデラの実装を実際に行なった。また、多間節の物体のモデリングを行い、それに動きを付加するための枠組みについての研究を行い、モーションやスクリプトの作成機能に関して検討を行った。一般にモデラは、モデリング部、属性設定部、ウォークスルー部などから構成されるが、モデリング部だけでなく属性設定部に関しても機能の充実を計った。本年度は、3次元モデラについて、個々の編集機能の試験的な実装を行ない、3次元モデラ"Clayomre"を作成した。本研究では、データグローブ、立体視眼鏡などの特殊な入出力装置を使用せず、通常のワークステーションのモニタやマウスのみを用いいわばMacDrawで2次元図形を描くような感覚で、「直接操作」により、手軽に3次元物体を操作することを狙った。また、3次元物体の表現形態としては、ポリゴンによる表現形態を想定した。直接操作のみで物体を編集するにあたり、地面、物体の影、操作対象の位置、バウンディングボックスの情報を物体と同時に表示することで、三面図を用いずに物体の編集を行なうことができるようにした。また、物体の編集には、「物体を切る」「物体を引き伸ばす・潰す」といった直感的な操作形態を採用した。本モデラで扱うモデルはサーフェイスモデルであるが、ユーザにサーフェイスモデルを編集していることを意識させないように、物体の切断時に切断部分に自動的に面を補うなどの工夫を行なっている。なお、本モデラで作成した物体は、VRMLおよびOBJ形式で保存するようにし、他の3次元アプリケーションですぐに利用することができるようにした。
超高圧高温下における鉄-軽元素合金の相平衡

地球中心核に相当する超高圧・高温下において、再現性の高い高圧高温放射光X線回折測定を可能にした。これにより、これまで、一致した見解の得られていなかった鉄及び鉄ニッケル合金の内核条件における結晶構造を決定し、また弾性定数を予測することにより内核にも軽元素の存在が必要なことを示した。また、核に含まれる軽元素の候補として最も有力な珪素の固溶量を決定し、外核だけでなく内核にも珪素が存在しうることを示した。これらの実験技術の開発の過程において、二酸化物における新しい構造相転移を発見した。地球の中心を構成する内核(深さ51506370km)は数パーセントの軽元素を含む固体の鉄-ニッケル合金でできていると考えられている。内核中の軽元素の候補として、水素・炭素・酸素・珪素・硫黄などが考えられるが、どの元素がどのくらい含まれているかについてはまったくわかっていない。内核の構造とそこで起こっている現象を理解するためには、まず内核の化学組成を知ることが重要である。内核は、外核の液体金属が冷却固化することにより形成される。従って、内核の組成を決定するためには、まず第一に、内核の圧力温度条件における鉄-ニッケル-軽元素合金の相平衡関係の理解が必要不可欠である。しかし、内核は330364万気圧という超高圧下にある。200万気圧を超える超高圧下での高圧高温実験は技術的に非常に難しく、そのため、このような超高圧下での鉄-ニッケル-軽元素合金の相平衡関係はまったくわかっていない。本研究では、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルを用いて鉄-ニッケル合金及び鉄-珪素合金の相平衡実験を250万気圧3500度までおの圧力温度範囲で行ない、それぞれの物質の高圧相平衡関係を決定した。その結果から、内核の成分を第一近似的に鉄,ニッケル,珪素の三元素のみからなると仮定した場合、内核物質の結晶構造は六方細密構造である可能性が非常に高いことが明らかになった。この結果は、国際誌Physic and Chemistry of Minerals及び国際学会AGU Fall Meetingにおいて発表された。地震波観測により得られた内核の密度と鉄の高圧下での密度を比較した研究によると、内核中には鉄やニッケルのほかに軽元素と呼ばれる鉄よりも軽い元素が数パーセント含まれていることが示唆されている。また、同時に、内核内に地震波異方性と呼ばれる構造が存在することも示唆されている。これらの地震学的観測を解釈し、地球中心核の構造とダイナミクスを理解するためには、核の圧力温度条件における内核物質、すなわち鉄-ニッケル-軽元素合金の結晶構造及び弾性的性質を知ることが必要である。本年は、前年度に決定した鉄-ニッケル-軽元素合金の結晶構造をさらに詳しく解析するため、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル高圧高温実験を行ない、詳細な格子パラメータを決定することにより、地震学的に観測される内核の地震波依存性の原因を議論した。また、詳細な解析を可能とする確度の高いデータを取得するために、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルによる超高圧高温その場観察実験手法の改良の際に、二酸化物における新しい構造を発見した。二酸化物は非常に基礎的な化合物であり、これまで理論的には様々な構造が予測されていたが、超高圧高温発生の困難さゆえに実験的な実証にはいたっていなかった。従って、この新しい構造への相転移の実験的な実証は地球科学や高圧物質学の理解において重要である。これらの結果は、アメリカ地球物理学連合秋季大会などの国際学会において発表され、また現在、国際誌において査読中である。
4次元コーンビームCTの画質改善と位置照合精度の最適化

本研究は,高精度な腫瘍位置照合の実現を目的に,4次元コーンビームCTの画質改善と最適化を図り,短時間撮像を可能にすることである.本年度の研究実績は,前年度に最適化を図った4次元コーンビームCT画像の画質と位置精度を,現段階において呼吸性移動を伴う定位放射線治療計画で使用されている4次元CT画像と比較を行い,4次元コーンビームCTの治療計画導入への可能性について評価した.方法として,動体ファントムを1次元および3次元,移動量(振幅5mmと10 mm)を変化させて駆動し,そのときの腫瘍体積と位置精度について比較を行った.それそれで得られた腫瘍体積は,既知値および理論値と比較してその精度を検証した.また,位置精度は動体ファントムの移動位置と比較を行い,検証した.結果は,ほとんどの呼吸パターンにおいて4次元CTと4次元コーンビームCTの移動体積に大きな差はなく,位置精度もRMSE(Root Mean Square error)で2.5 mm以内であった.結論として,最適化を図った4次元コーンビームCT画像は,4次元CT画像と同等な精度を有することから治療計画導入への可能性が示された.これらの結果は,国際雑誌に論文として発表することができた.また,近年の技術進歩により,4次元コーンビームCT画像を定位放射線治療中に撮像できる技術が追加され,利用されてる.治療中に4次元コーンビームCT撮像を行うことで,治療中の腫瘍動態を確認できるため,安全かつ確実な定位放射線治療と位置照合が行われたかを検証することができる.しかし,この技術について画質および精度評価を行った研究は少ないため,前年度行った画質評価を本技術に適応し,評価を行った.これらの結果は,国内の研究会で発表し,また来年度4月に開催される国際学会で発表を行う.本年度は,逐次近似法による画像再構成を適応する予定であったが,生データの抽出と再構成プログラムの作成に時間を要した.また,新技術の導入(治療中の4次元コーンビーム画像)により,その画像評価に重点をおいた.今後の研究は,研究実施計画に沿って,逐次近似法による画像再構成を適応し,画像評価を行う.また,新技術の導入(治療中の4次元コーンビーム画像)に伴う画質と位置精度の最適化についても平行して研究を行っていく.肺や肝腫瘍に対する定位放射線治療では,安全に高線量を腫瘍に投与するために,呼吸性移動を考慮した高精度な位置照合が重要である.近年,4次元コーンビームCTにより,呼吸性移動を伴う腫瘍の正確な位置照合が可能となったが,長い撮像時間と呼吸性移動に伴うノイズやアーチファクトが位置照合の精度低下となる.本研究は,高精度な腫瘍位置照合の実現を目的に,4次元コーンビームCTの画質改善として逐次近似法の画像再構成法を利用し,画質と位置照合精度の最適化を図り,短時間撮像を可能にすることである.本年度の研究実施計画は,主に既存の画像再構成による4次元コーンビームCT画像と位置照合精度の最適化を図った.方法として,画像評価ファントムと動体ファントム及び匿名化した患者画像データを用いて,投影データ数を減らして画像再構成を行い,位置照合精度が担保できる画質を評価し,画質と位置照合精度の最適化から短時間撮像かつ被ばく線量を低減できる撮像条件を確立した.画質評価は,信号・ノイズ比,コントラスト・ノイズ比,画像類似度を評価し,位置照合精度は,ファントム及び患者画像データの基準位置からの位置誤差を算出し,評価した.上記の方法にて,既存の画像再構成による4次元コーンビームCT画像と位置照合精度の最適化を行い,投影データ数と撮像時間に影響を及ぼすガントリ回転速度の最適値を示すことができた.これにより4次元コーンビームCTの既存の画像再構成による最適化と短時間撮像を可能にした.これらの結果は,国内と国際学会及び英語論文にて発表することができた.本年度は,研究実施計画に沿って研究を行うことができた.本研究は,高精度な腫瘍位置照合の実現を目的に,4次元コーンビームCTの画質改善と最適化を図り,短時間撮像を可能にすることである.本年度の研究実績は,前年度に最適化を図った4次元コーンビームCT画像の画質と位置精度を,現段階において呼吸性移動を伴う定位放射線治療計画で使用されている4次元CT画像と比較を行い,4次元コーンビームCTの治療計画導入への可能性について評価した.方法として,動体ファントムを1次元および3次元,移動量(振幅5mmと10 mm)を変化させて駆動し,そのときの腫瘍体積と位置精度について比較を行った.それそれで得られた腫瘍体積は,既知値および理論値と比較してその精度を検証した.また,位置精度は動体ファントムの移動位置と比較を行い,検証した.結果は,ほとんどの呼吸パターンにおいて4次元CTと4次元コーンビームCTの移動体積に大きな差はなく,位置精度もRMSE(Root Mean Square error)で2.5 mm以内であった.結論として,最適化を図った4次元コーンビームCT画像は,4次元CT画像と同等な精度を有することから治療計画導入への可能性が示された.これらの結果は,国際雑誌に論文として発表することができた.また,近年の技術進歩により,4次元コーンビームCT画像を定位放射線治療中に撮像できる技術が追加され,利用されてる.

治療中に4次元コーンビームCT撮像を行うことで,治療中の腫瘍動態を確認できるため,安全かつ確実な定位放射線治療と位置照合が行われたかを検証することができる.しかし,この技術について画質および精度評価を行った研究は少ないため,前年度行った画質評価を本技術に適応し,評価を行った.これらの結果は,国内の研究会で発表し,また来年度4月に開催される国際学会で発表を行う.本年度は,逐次近似法による画像再構成を適応する予定であったが,生データの抽出と再構成プログラムの作成に時間を要した.また,新技術の導入(治療中の4次元コーンビーム画像)により,その画像評価に重点をおいた.今後の研究は,研究実施計画に沿って,逐次近似法による画像再構成法を適応し,4次元コーンビームCTの画質と位置精度評価を行う.本年度に得た実績をもとに,既存の画像再構成法による結果と比較しながら,更なる画質と位置照合の最適化が可能であるか研究を進めていく.今後の研究は,研究実施計画に沿って,逐次近似法による画像再構成を適応し,画像評価を行う.また,新技術の導入(治療中の4次元コーンビーム画像)に伴う画質と位置精度の最適化についても平行して研究を行っていく.本年度は,当初予定していた物品費がややオーバーしたが,旅費に残額が生じ,2,474円の繰越金が生じた。これは,来年度の必要経費(物品費・旅費)に使用する.本年度は,旅費に残額が生じ,575,102円が生じた.これは,来年度4月に発表が確定している国際学会の旅費に使用する.
大規模コーパスを利用した英語の構文に関する総合的研究および構文の共起に関する研究

本研究では、現代英語における様々な構文を大規模コーパスを用いて総合的に研究した。取り上げた構文は多岐にわたるが、主なものを挙げると、結果構文、米語におけるhaven't NP、The problem is is that S構文、whenとthough、one's way構文、A Beautifu1 Two Weeks構文、挿入節、同族目的語構文、接続詞構文やwh-構文などである。まず、これらのテーマに関して、伝統文法、記述文法、生成文法、構文文法などがどのように扱ってきたのかを調査し、大規模コーパスに基づく検証によって、その記述的不備や理論的問題を整理した。その上で、各構文の統語構造と意味構造、語彙的・機能的特徴を考察した。特に、各構文に特徴的に現れる語を探求できたのはコーパス利用の賜物である。また研究にあたっては、各構文の基本形と変種にも目配りをし、構文拡張のパターンについても考察した。併せて、従来、コロケーション抽出のために用いられてきたt-score、MI-scoreがどのように構文研究に活用できるかの検討を行った。本研究ではまたコーパスから効果的に必要な例文を抽出する技法についても研究した。中でも大名は、コーパスを用いた構文研究や構文間の共起傾向を捉えるために有効な「正規表現」に関する解説書を作成した。(それは報告論文集に掲載されている。)また、「正規表現」をどのように用いると構文研究をはじめとする言語研究に有益であるかの検討を全員で行った。また構文研究にコーパスを利用することの理念的意義についても考察し、その成果を日本言語学会(第134回大会)における公開シンポジウム「大規模コーパス研究の方法-言語研究の新しいスタンダードの構築にむけて-」(滝沢、麗澤大学、2007年6月)で発表した。1.分担者全員で、本研究で扱うべきテーマの選定を行った。具体的には、結果構文、現代分詞由来の副詞、米語におけるhaven't NP、The problem is is that S構文、whenとthoughなどである。更に、これらのテーマに関して、Jespersenなどの伝統文法、Quirk et al.などの記述文法、また生成文法、構文文法などがどのように扱ってきたのかを詳細に調査し、記述的不備や理論的問題を整理した。2.従来、コロケーション抽出のために用いられてきたt-score、MI-score(相互情報量)がどのように構文研究に活用できるかの検討を行った。また、コーパスを用いて構文研究を行う際に、どのようなツールが有益であるかの検討を行った。3.一部が公開されたAmerican National Corpusに関して、そのデータの構造、品詞タグ付けの方法などに関して詳細な検討を行った。また、このコーパスがXMLによって構造化されているため、その利用にあたってはXMLに関する理解が不可欠である。そこで、千葉庄寿・助教授(麗澤大学)に「XMLをもちいた言語研究の可能性」というテーマで講演会(一般公開)を実施して頂くと同時に、同・助教授の指導によるXMLに関する実習を行った。4.以下の講演会(一般公開)を行った。赤野一郎・教授(京都外国語大学)による「英語研究・英語教育におけるコーパス利用の可能性」では、コーパスと英語研究、またそれの英語教育への応用についてお話し頂いた。斎藤伸治・助教授(岩手大学)による「日英構文比較:無生物構文について」では、無生物構文について詳細にお話し頂いた。1.分担者全員で、昨年度までに選定されたテーマに関する分析を行った。具体的には、結果構文、現代分詞由来の副詞、米語におけるhaven't NP、The problem is is that S構文、whenとthough、one's way構文などである。これらのテーマに関する伝統文法、記述文法、生成文法、認知文法における分析の問題点を踏まえ、コーパスを用いた総合的分析を行った。一部は、下記に示す通り、国際会議で発表を行った。

3.コーパスから有益な情報を抽出するためのツールの開発を開始した。1.代表者・分担者全員で、昨年度までに選定されたテーマに関する分析を行った。具体的には、A Beautiful Two Weeks構文、同族目的語構文、結果構文などである。これらについて、伝統文法、記述文法、生成文法、認知文法における分析の問題点を踏まえ、コーパスを用いた総合的分析を行った。加えて、これまでの研究において十分に研究が進んでいない幾つかの副詞(famously, fiercely, wildly, deceptively, apparently)に関しても研究を行った。2.代表者の滝沢は、構文研究にコーパスを利用することの理念的意義を考察し、日本言語学会(第134回大会)における公開シンポジウム「大規模コーパス研究の方法-言語研究の新しいスタンダードの構築にむけて-」(平成19年6月17日、麗澤大学)において、「コーパスを用いた英語研究の方法」というテーマで発表した。3.コーパスを用いて構文研究を行う場合、正規表現を柔軟に駆使できることは極めて重要である。分担者の大名は、正規表現に関する詳細な解説書を作成し、本科研の報告論文集に掲載した。また、正規表現をどのように用いると構文研究をはじめとする言語研究に有益であるかの検討を、大名を中心に代表者・分担者全員で行った。4.今野弘章氏(高崎健康福祉大学講師)による一般公開の講演会(平成20年1月21日、名古屋大学にて開催)を実施した。テーマは、「周辺的現象における形と意味の規則的対応」であり、本科研における周辺的構文現象の研究と密接不可分に結び付く内容であった。
高密度リポタンパク質の粒子形態の多様性と脂質代謝異常リスク相関

近年、動脈硬化症、心筋梗塞、糖尿病、高脂血症等の患者が急増し、医療や救急現場では脂質異常を従来以上に精度よく診断できる技術が求められている。本研究では、健康診断項目の1つにもなっている高密度リポタンパク質(HDL)の粒子形態と生活習慣との相関を調べることにより、脂質異常のリスクを予測できることを見出した。近年、動脈硬化症、心筋梗塞、糖尿病、高脂肪血症等の患者が急増し、医療や救急現場では、脂質代謝異常を従来以上に精度よく、迅速に診断できる技術が求められている。脂質代謝異常とリポタンパク質の各画分量との相関は知られているが、HDLの粒子形態と疾病相関については不明である。そこで、本研究では、健常者100例を対象とし、HDLの形態の多様性を調べ、『粒子形態と脂質代謝異常リスクとの相関を明らかにすること』を目的とした。本研究期間内では、1、HDLの粒子形態の性別や年齢などによる多様性を調べ、2、喫煙や食生活などの生活習慣の因子とHDLの粒子形態との相関を明らかにし、3、HDLの形態観察によって、脂質代謝異常のリスクを予測できるか否かを明らかにする。平成23年度には、健常者にはHDLの粒子形態の多様性があり、HDLの密度とサイズの従来の関係が必ずしも成り立たないこと、さらに年齢により形態が異なることが示唆された。平成24年度までに、54例について分析および解析を終了した。HDLの密度とサイズの相関の逆転は、54例中約半数の頻度で存在することがわかった。さらに生活習慣因子である喫煙、外食頻度、運動量はHDLのサイズに影響を及ぼしていること、さらにそれは密度とサイズの相関の逆転に影響していることが示唆された。近年、動脈硬化症、心筋梗塞、糖尿病、高脂血症等の患者が急増し、医療や救急現場では脂質代謝異常を従来以上に精度よく迅速に診断できる技術が求められている。脂質代謝異常とリポタンパク質の画分量との相関は知られているが、粒子形態と疾病相関については不明である。そこで本研究では、粒子形態と脂質代謝異常のリスクとの相関を明らかにすることを目的とした。本研究期間内では、1.HDLの粒子形態の性別や年齢などによる多様性を調べ、2.喫煙や食生活などの生活習慣の因子とHDLの粒子形態との相関を明らかにし、3.HDLの形態観察によって、脂質代謝異常のリスクを予測できるか否かを明らかにした。1.高密度リポタンパク質(HDL)は一般に密度が高いほど粒子サイズが小さいと考えられてきた。しかし、本研究で、健常者100例について、HDLを超遠心で精密に高密度HDL (HH:d=1.1251.210)と低密度HDL (HL:d=1.0631.125)に分画したのち、その粒子サイズを走査プローブ顕微鏡(SPM)で計測したところ、正常タイプ100例中51例、逆転タイプが49例とおよそ半数が見つかった。つまり、健常者のHDL粒子形態に多様性があり、HDLの密度とサイズの従来の関係が必ずしも成り立たないことが明らかになった。ここでは、性別、年齢との相関は認められなかった。2.粒子サイズと、生化学検査値や生活習慣等との相関を調べたところ、動脈硬化指数が高くなるほど先の逆転率が高かった。生活習慣因子である食生活の乱れは、逆転率を向上させ、高い動脈硬化指数と一致した。一方、適度な運動は逆転率を低下させ、動脈硬化指数も低下した。以上より、HDLの粒子サイズは生活習慣および脂質異常と密接に関連があることが示唆された。3.これまで、健常者のHDLの形態の詳細については調べられておらず、本方法により脂質代謝予備軍の予測・予防につながることが示唆され、本研究の意義が高い。高密度リポタンパク質(HDL)は一般に密度が高いほど粒子サイズが小さいと考えられてきた。しかし、本研究で、健常者において、年齢により、HDLサイズのパターンが異なることが認められた。それはさらに、食前、食後でも異なることが見出された。若年層には、空腹時に高密度HDLは低密度HDLよりサイズが大きく、食後に元に戻る検体例が認められた。一方、熟年層では、空腹時には正常であるが、食後に高密度HDLが大きくなる検体例が認められた。さらには、コレステロール値が健常領域でも200(mg/dL)以上の場合の中にHDLの凝集状態が異なるものが認められた。以上より、健常者にHDL粒子形態の多様性があり、HDLの密度とサイズの従来の関係が必ずしも成り立たないことが明らかになった。さらに、その粒子形態は、年齢により異なること、また、コレステロール値が高めの場合に大きく異なることがわかった。

これまで、健常者の詳細については調べられておらず、本方法により脂質代謝予備軍の予測・予防につながることが予想され、本研究の意義が高い。当初計画の100例のボランティア健常者の採血および分画が終了し、そのうち54例分の生化学検査分析とSPM分析を達成した。健常者において、超遠心で分画したHDLの粒子の密度が高いほど粒子サイズが小さいという従来の一般説は必ずしも成り立たないという重要な知見が再現され検証された点は意義が高い。さらにはそれは生活習慣と相関している因子が見つかり、生活習慣の観点から、その逆転理由が検証・証明された点は意義が高い。疾病予測に欠かせない重要な知見であり、内容的には、予想以上の成果が得られた。健常者において、HDLの粒子の密度が高いほどサイズが小さいという従来の常識は必ずしも成り立たないという重要な知見が認められた点は意義が高い。さらに総コレステロールが健常領域であっても200以上という高めの場合において、HDLの粒子凝集状態に違いが認められた点は、本研究で予期しなかった新たな知見であり、疾病予測に欠かせない重要な知見である。当初予定の検体数に達することができていないが、23年度達成項目であるI.HDL粒子形態が年齢によりどのように異なるか、について、達成されており、それに加えて新たな知見がえられた。全体をみると予期以上の成果が得られ、本年度成果として十分な収穫が得られた。すでに目標のボランティア100例の採血は終了し、54検体の分析は終了しているので、残り46検体の分析、解析を行い、生化学検査値、粒子形態分析、生活習慣との総合解析を行う。これにより、当初計画どうり、2、喫煙や食生活などの生活習慣の因子とHDLの粒子形態との相関を明らかにし、3、HDLの形態観察によって、脂質代謝異常のリスクを予測できるか否かを明らかにする。測定系が確立したため、今後検体数をふやして測定を行い、24年度の当初予定のII.HDL形態異常に関する因子の模索、III.脂質代謝異常予測について行い、当初予定の生活習慣との相関について、どの因子がどのように関係しているかを解明していく。ボランティア100例の収集に時間がかかり、一部の分析、論文投稿、学会発表までが平成24年度に終えられずに繰越金が生じた。平成25年度に、分析費用(外注費50検体×0.3万)、生化学分析キット(10万)、論文投稿(5万×2)、論文校正(5万×2)学会発表(10万)として使用を計画している。ヒト検体使用のためのライフサイエンス・倫理承認が予定よりかかったため、当初どうりの検体数を行うことができなかった。それに伴い、24年度は、ボランティア謝金2000円×60人=12万、採血従事者謝金1万×10回=10万、生化学検査外部委託費1万×50検体=50万、実験補助員人件費1000円×300h=30万(立教大)、1000円×340h=34万(埼玉医大)、SPM講習料謝金20万、英文校正費=4万×5=20万、SPM解析用ソフト16万、生化学検査試薬キット20万、電気泳動用チップ5万×6=30万、立教大学と埼玉医大間の交通費1260×8=1万、合計243万を使用する。