hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チオカルボニル化合物の触媒的酸化的脱硫化を伴う合成反応の開発と利用

これまで明らかにした,チオアミドの銅触媒存在下における酸素酸化による酸化的脱硫化を経る分子内環化反応について,さらに基質適用範囲の検討を行なった。この結果,N-(2-アミノフェニル)チオアミドおよびN-チオアシル1,2-ジアミンも基質として用いることができ,それぞれ対応するイミダゾリン,キノリジンを良好な収率で与えることを明らかにした。一方,基質N-チオアシル1,2-ジアミンの合成では,対応する原料N-ベンジルチオアミドとブチルリチウムから発生させた,チオアミドジアニオンとイミンとの反応が,反応温度を下げるだけで,高ジアステレオ選択的に進行することが明らかになった。すなわち,本研究において達成した触媒的脱硫化を含む,チオアミド特有の反応性を利用した,短段階ジアステレオ選択的イミダゾリン合成法の開発に成功した。イミダゾリンは各種生理活性物質中に広く存在しており,その端的な構築法達成は重要な成果である。さらに,本研究中に得られたイミダゾ[1,5a]ピリジンの発光材料としての利用を鑑み,その官能基導入反応を検討した。この際,パラジウム触媒による,芳香族炭素-水素結合の直接アリール化反応を発見した。この反応では,通常同様の反応にボスフィン配位子が必要であると考えられていたのに対し,ジイミン系配位子がより高度に反応を活性化する新たな知見を与えた。またこの反応を用いることにより,これまで合成できなかったイミダゾ[1,5a]ピリジン誘導体合成が可能になり,より多様な発光特性を持つイミダゾ[[1,5a]ピリジン誘導体ライブラリを構築することに成功した。銅触媒を用いる酸素ガスによるチオアミドの脱硫酸素化反応を利用し、カルボニル酸素の重酸素ラベル化をめざした。ラベル化対象分子として、分子内に複数のカルボニル基を持つジペプチドを選び、まずこの分子内に数あるカルボニル基の選択的硫化を検討した結果、Lawesson反応剤をTHF中20時間程度還流することで、分子内のアミド部分のみが硫化することが明らかになった。また、ここで得られた硫化ジペプチドを脱硫酸素化させると、元のジペプチドを収率53%で与えることを明らかにした。この反応を^<18>O雰囲気下で行うと、重酸素ラベル化されたジペプチドを主生成物として与えることが分かった。一方、銅触媒による酸素ガスを酸化剤として用い、チオアミド窒素上に2-ピリジルメチル基を持つ基質の酸化的脱硫環化反応による2-アザインドリジン合成も検討した。この反応は、反応時間、反応温度および触媒導入量によって、反応後の生成物を作り分けることができ、基質により条件に差はあるが、80°C程度の反応温度で3時間程度の短い反応時間では主に2-アザインドリジンが得られた。これを20時間程度の反応時間にし、触媒量を低く押さえれば同様に2-アザインドリジンが、触媒量がそのままのときには2-アザインドリジン二分子がイオウ原子で架橋されたか合物ビス2-アザインドリジルスルフィドが、さらに反応温度を100°C以上にしたときには、2-アザインドリジルチオールがそれぞれ生成する傾向が明らかになった。ここで得られた2-アザインドリジン誘導体の紫外吸収、蛍光発光スペクトルを測定したところ、イオウ原子が導入されたスルフィドおよびチオールは、対応する母体である2-アザインドリジンそのものと比べると発光強度にはあまり差はないが、発光波長に注目すると約100nm程度の大きな長波長シフトが観測された。昨年度から引き続き、銅触媒を用いる酸素ガスによるチオアミドの脱硫酸素化反応を利用し、カルボニル酸素の重酸素ラベル化をめざした。昨年度ラベル化対象分子として、分子内に複数のカルボニル基を持つジペプチドを選び、選択的硫化-脱硫酸素化による位置選択的ラベル化を検討したが、目的のラベル化化合物も得られるものの、反応系が複雑になり、収率は芳しくなかった。そこで、本年度は、銅触媒に対する配位子など添加剤を検討することにより、目的の反応のみを進行させることをめざした。結果、配位子として、ビスオキサゾリン配位子、添加剤として触媒量のDMAPおよびN-ベンジルベンズカルボチオアミド、さらに水を添加することにより、副反応をある程度抑えることに成功した。この反応系を利用し、実際に重酸素ガス雰囲気下における重酸素ラベル化を行うと、目的の重酸素化物を約70%の収率で回収することができた。一方、銅触媒による酸素ガスを酸化剤としてもちいる分子内環化反応として、本年度は新たに、チオアシル-1,3-アミノアルコールの環化反応を開発した。この反応系では、チオカルボニル基の酸化的な脱硫活性化の特徴が顕著に現われ、通常ルイス酸によるチオカルボニルの活性化では反応性の問題から進行しない、立体的に不利な環化反応も進行することが明らかになった。また、この反応系を利用することによって、これまで合成が困難であった、キラルビスオキサジン配位子の簡便合成法を開発した。さらに、同様のチオアシル-1,2-アミノアルコール、チオアシル-1,4-アミノアルコールからの環化にも成功し、この脱硫環化反応の汎用性を広げることができた。

一方,基質N-チオアシル1,2-ジアミンの合成では,対応する原料N-ベンジルチオアミドとブチルリチウムから発生させた,チオアミドジアニオンとイミンとの反応が,反応温度を下げるだけで,高ジアステレオ選択的に進行することが明らかになった。すなわち,本研究において達成した触媒的脱硫化を含む,チオアミド特有の反応性を利用した,短段階ジアステレオ選択的イミダゾリン合成法の開発に成功した。イミダゾリンは各種生理活性物質中に広く存在しており,その端的な構築法達成は重要な成果である。さらに,本研究中に得られたイミダゾ[1,5a]ピリジンの発光材料としての利用を鑑み,その官能基導入反応を検討した。この際,パラジウム触媒による,芳香族炭素-水素結合の直接アリール化反応を発見した。この反応では,通常同様の反応にボスフィン配位子が必要であると考えられていたのに対し,ジイミン系配位子がより高度に反応を活性化する新たな知見を与えた。またこの反応を用いることにより,これまで合成できなかったイミダゾ[1,5a]ピリジン誘導体合成が可能になり,より多様な発光特性を持つイミダゾ[[1,5a]ピリジン誘導体ライブラリを構築することに成功した。
立体構造情報を活用した上皮細胞の接着と細胞形態の動的制御機構の解明

上皮細胞の細胞間接着ならびに細胞形態を制御する可能性があるタンパク質群のPDZドメインに着目して、それらPDZタンパク質群による細胞形態と細胞接着の動的制御機構の解明を試みた。特に、PDZドメインの立体構造を利用して、それを阻害する新規の化合物を単離し、ケミカルバイオロジー的手法ないし薬理学的手法を適用するための学術的基盤を構築した。ZO-1-PDZ1を阻害する化合物を発見したが、これは、既存医薬品の性能向上に役立つ「医薬品吸収促進剤」に応用可能である。LNX1阻害物質はバリア機能強化に活用可能である。新規に発見したDVL阻害薬は、トリプルネガティブ乳がん治療薬の開発候補物質である。本申請研究は、タイトジャンクション動的平衡仮説にもとづき、TJの裏打ちタンパク質PDZドメインを標的とした創薬研究である。申請者は、更に他の経路のPDZドメインタンパク質に作用し、上皮細胞の形態を大きく変える化合物も同定した。それらの作用機序を分子的に解明することで、TJ制御薬や、制がん剤となるWntシグナル阻害剤などの薬効を更に増し、副作用を未然に回避するための技術基盤が構築できると考える。そこで、TJ制御ならびにアクチン細胞骨格制御、Wntシグナル伝達系などで働く制御蛋白質に含まれる9種のPDZドメインに対して、[化合物] :[9種のPDZドメインとの物理化学的相互作用] : [培養細胞レベルでのフェノタイプ]の複合的・統合的な構造活性相関の研究を行うこととした。平成28年度は、以下の研究を行った。3.Afadin, DVL1, DVL2のPDZドメインに対するドッキング(バーチャルスクリーニング)を行った。DVL1-PDZについてはNMR解析も進めた。4.既に所有している19種の化合物の細胞接着・バリア機能に関する細胞アッセイを進めた。二種類のサブタイプのMDCK細胞の他にCaco2細胞、Eph4細胞における経皮内電気抵抗(TEER)測定を行い、薬物の応答を確認した。1.平成27年度は、特にLIM-K1およびLIM-K2のPDZドメインに注力して、そのNMR解析を完了し、立体構造解析まで進める予定であった。しかし、特にLIM-K1-PDZドメインのタンパク質としての性質が悪く、大腸菌での十分な発現量、ならびに、濃縮した際の単分散のタンパク質試料の特徴である、アミドシグナルの分離のよいNMRスペクトルが得られなかった。その対策として、構築した発現系のタンパク質の領域を精査し、発現系の作り直しを行った。同様の作業をDVL1-PDZに対しても行った。その結果、ヒトLIM-K2-PDZドメインについては、一定の改善を見たので、マウスLIM-K2-PDZドメインの既報の結果を参考にしつつ研究を進めることとした。結果的にLIM-K1-PDZの解析については断念せざるを得なかった。2.Afadin, DVL1, DVL2のPDZドメインに対するドッキング(バーチャルスクリーニング)を行った。DVL1のPDZドメインについては、既に保有していた試料に比べて著しい性質の改善が見られ、NMRスペクトルの感度も向上した。そこで、DVL1-PDZについては3次元NMRの測定を進め、シグナル帰属の解析も進めた。3.既に所有している19種の化合物の細胞接着・バリア機能に関する細胞アッセイを進めた。二種類のサブタイプのMDCK細胞の他にCaco2細胞、Eph4細胞、における経皮内電気抵抗(TEER)測定を行った。Caco2細胞は、既報の通り、ディッシュ上で安定した単層細胞シートを形成し、TJが形成し成熟するまで10日以上の日数がかかることがわかった。CLD2以外のCLDやOCLNについて、それぞれの細胞でのTJへの集積の様子を蛍光顕微鏡観察によって追跡し、TJ制御薬剤による変動の観察にも成功した。これらを総合し、特に1の計画の一部の断念を重く見て、遅れているとした。(1)我々が単離した細胞形態を変化させるアントラニル酸誘導体の作用機序を解明する目的で、アクチン制御シグナル伝達系の鍵酵素であるLIMキナーゼに着目した。LIMキナーゼ2のPDZドメインのNMRによる主鎖解析を行い、そのシグナルの完全帰属を達成した。(2)(1)の結果に基づき8種類の化合物とLIMキナーゼの相互作用をNMRにより検証したが、驚くべくことに、いずれの化合物とも相互作用しなかった。残念ながら、我々の発見した化合物の作用機序としてLIMキナーゼに直接作用するという作業仮説は、棄却することとなった。(3)他方、PCP経路(非典型Wntシグナル伝達経路)を経由して、細胞形態を制御する目的で、ヒトDVL1のPDZドメインのNMR解析を行った。主鎖シグナルの解析を行い、そのNMR信号の完全帰属を達成した。さらにDVL1-PDZに対するドッキング実験も行い、すでに保有している14種類の化合物に加え、8種類の新規阻害剤候補をインシリコ実験により見だした。(4)新規に取得した8種類の新規DVL阻害剤候補化合物の相互作用をNMRにより検証し、そのうちの4化合物にDVLとの結合を認めた。2化合物については、これまで保有していた化合物よりも強固な結合が認められた。細胞形態制御のみならず、ガン幹細胞を標的とした新規抗がん剤候補としても期待が持てる。(5)更に(3)の結果をもとにドッキング実験に関わるパラメータ最適化の方法論を考案した。NMR-Basedドッキング性能評価指標と命名し、学会発表を行った。

アクチン制御化合物の作用機序の解明と、化合物の実用化への展開については、LIM-K2-PDZのNMR信号の帰属を完了したものの、結合する低分子化合物取得には至らなかった。そのため、創薬標的としてはLIM-K2-PDZは不適であり、より基礎研究レベルで、LIMキナーゼにおけるPDZドメインの分子機能の基礎研究へと、方針転換をすることとした。他方、Wntシグナル伝達系・DVL阻害剤に関して、市販化合物CBC322338を超える結合を示す新規化合物が発見できたと同時に、インシリコスクリーニングの予測精度の向上に関わる新規方法論(評価関数)も確立できたことは、予想を超える成果である。双方を総合して、おおむね順調に進展していると判断する。課題1.【タイトジャンクション(TJ)制御薬の探索】PDZドメイン結合阻害物質の合理的分子設計を行うために、ZO1-PDZ1とそれに強固に結合する化合物NPL-3009の複合体構造決定のためのNMR測定を行い、13C-edited-NOESYの解析に着手した。現在シグナル解析中である。他方、ドラッグリポジショニングや化粧品基準の観点から、アントラニル酸以外のファーマコフォアを有するTJ制御物質として、TJ緩和活性と強化活性を示すフラボノイドをそれぞれ3種と1種発見することができた。これらは、特に化粧品の添加成分(医薬部外品)として有望である。また、グリチルリチンが前述のNPL-3009よりもさらに強くZO1-PDZ1に結合し、他方アグリコンであるグリチルレチニック酸はZO1-PDZ1に結合しないことを見だした。グリチルリチンの上皮細胞に対する薬理活性を調べたところ、クローディンのエンドサイトーシスを若干更新するなどの変化はみられるものの、明確にTJを制御する活性はなかった。課題2.【細胞形態制御の研究】前述のTJ緩和活性を示すフラボノイドの1つが、併せて強い細胞変形機能を有していた。文献情報などから、TGFβシグナル伝達系の関与が示唆されたため、今後検証する予定である。課題3.【Wnt阻害薬・AJ制御薬の探索】昨年度単離したDVL-PDZ阻害薬について、既報のDVL-PDZ結合薬剤よりも試験管内でより強く結合することが検証できた。更に、他のPDZドメインにはほとんど結合せず、他のDVL-PDZ結合薬剤よりも特異性が高いことを明らかにした。更にトリプルネガティブ乳がんに一定の細胞増殖抑制効果があることを確認し、特許出願に到った。これらの内容について2018年4月末に論文を投稿した。上皮細胞の細胞間接着ならびに細胞形態を制御する可能性があるタンパク質群のPDZドメインに着目して、それらPDZタンパク質群による細胞形態と細胞接着の動的制御機構の解明を試みた。特に、PDZドメインの立体構造を利用して、それを阻害する新規の化合物を単離し、ケミカルバイオロジー的手法ないし薬理学的手法を適用するための学術的基盤を構築した。ZO-1-PDZ1を阻害する化合物を発見したが、これは、既存医薬品の性能向上に役立つ「医薬品吸収促進剤」に応用可能である。LNX1阻害物質はバリア機能強化に活用可能である。新規に発見したDVL阻害薬は、トリプルネガティブ乳がん治療薬の開発候補物質である。
移植神経細胞を介した神経回路網の再構築を基盤とした新規細胞治療モデルの開発

ES細胞からMS5ストローマ細胞との共培養により誘導した神経前駆細胞は前脳背側の遺伝子プロファイルを有し、その特異的存在部位である前脳背側、皮質深層へ移植される事により正常解剖に準じた正確な軸索伸長が観察された。逆にその部位特異的な遺伝子プロファイルを有しない細胞、脊髄神経前駆細胞を皮質深層へ移植されても、正常解剖に準じた正確な軸索伸長を示さなかった。この事実は実際に神経細胞移植による細胞代替・補充療法を行う事を想定した場合、その機能部位特異的な遺伝子プロファイルを有する神経前駆細胞を誘導し、更にその部位特異的に正確に移植する必要性がある事を示す結果である。昨年度までに我々はGFP(Green Fruorecens Protein)ES細胞株を用い、マウスストローマ細胞株(MS5細胞)との共培養法を改編し神経分化誘導を行った神経前駆細胞が、P3マウス大脳各部位(運動野、感覚野、視覚野、聴覚野)の皮質深層(第5層)へ移植された場合、運動野からは錐体路視床前核へ、感覚野からは視床後外側核・上丘腹側・橋腹側へ、視覚野からは外側膝状体・上丘背側・橋腹側へ、聴覚野からは内側膝状体・下丘へと軸索を投射する事を確認した。また、暗視野検鏡により分化細胞の細部、具体的には軸索、樹状突起から樹状突起棘まで観察可能であった。以上の結果からは、MS5との共培養で神経系へ分化誘導したES細胞由来の神経前駆細胞は脳内の適切な部位(皮質第5層)で軸索を投射する錐体細胞へ分化可能である事が示された。つまり移植細胞は軸索投射性の錐体細胞へ分化出来、かつ脳内神経ネットワーク構築へ参加可能である事が示された。これが運動神経細胞が選択的に障害される筋委縮性側索硬化症や脊髄損傷などで応用されれば、神経ネットワークの再構築を基盤として運動機能の改善をもたらす新しい治療概念を構築出来る可能性がある。そこで、本年度はこの現象が、神経前駆細胞の発現遺伝子プロファイルによって特異的なものなのか、あるいは非特異的なものなのかの評価を行った。具体的にはレチノイン酸を用いて脊髄神経に特異的な遺伝子発現プロファイルを有する神経前駆細胞を誘導し、これを大脳皮質深部へ移植した。結果、軸索はMS5との共培養で得られた、前脳背側の神経細胞に特異的な遺伝子プロファイルを持つ神経前駆細胞移植に比べ、劇的に軸索伸長が減少した。この結果は、神経細胞移植を行う場合、各部位に特異的な遺伝子発現プロファイルを有する細胞を移植する事が重要である事を示している。我々はGFP(Green Fruorecens Protein)ES細胞株を用い、マウスストローマ細胞株(MS5細胞)との共培養法を改編し神経分化誘導を行った。in vitroの実験では6日間の共培養により全細胞の約80%が神経前駆細胞のマーカーであるnestinやRC2が陽性であった。更にin vitroにて2週間分化誘導を行うと、約80%が神経細胞マーカーであるNeuNやMap2を発現する事が示された。次に分化誘導6日目の神経前駆細胞を多く含む細胞集団をP3マウス大脳各部位(運動野、感覚野、視覚野、聴覚野)の皮質深層(第5層)へ移植した。3週間後にGFP蛋白に対するDABを用いた免疫染色法により評価した。各皮質野へ移植された神経前駆細胞は、運動野からは錐体路・視床前核へ、感覚野からは視床後外側核・上丘腹側・橋腹側へ、視覚野からは外側膝状体・上丘背側・橋腹側へ、聴覚野からは内側膝状体・下丘へと軸索を投射する事を、暗視野検鏡により分化細胞の細部、具体的には軸索、樹状突起から樹状突起棘まで観察可能であった。昨年度までに我々はGFP(Green Fruorecens Protein)ES細胞株を用い、マウスストローマ細胞株(MS5細胞)との共培養法を改編し神経分化誘導を行った神経前駆細胞が、P3マウス大脳各部位(運動野、感覚野、視覚野、聴覚野)の皮質深層(第5層)へ移植された場合、軸索投射性の錐体細胞へ分化出来、かつ脳内神経ネットワーク構築へ参加可能である事を示した。次にこの現象が、神経前駆細胞の発現遺伝子プロファイルによって特異的なものなのか、あるいは非特異的なものなのかの評価を行った。

具体的にはレチノイン酸を用いて脊髄神経に特異的な遺伝子発現プロファイルを有する神経前駆細胞を誘導し、これを大脳皮質深部へ移植した結果、軸索はMS5との共培養で得られた、前脳背側の神経細胞に特異的な遺伝子プロファイルを持つ神経前駆細胞移植に比べ、劇的に軸索伸長が減少した。この結果は、神経細胞移植を行う場合、各部位に特異的な遺伝子発現プロファイルを有する細胞を移植する事が重要である事を示している。本年度はES細胞由来神経前駆細胞の移植から構築された脳内神経回路の情報伝達への関与を順行性・逆行性トレーサーによって証明予定であったが、移植細胞自体の生存と機能性の確認の必要性も考慮された。そのため当初予定していなかった脳スライス培養上で移植細胞のパッチクランプテストを追加実験する予定である。平成27年度までに我々はGFP(Green Fruorecens Protein)ES細胞株を用い、マウスストローマ細胞株(MS5細胞)との共培養法を改編し神経分化誘導を行った神経前駆細胞が、P3マウス大脳各部位(運動野、感覚野、視覚野、聴覚野)の皮質深層(第5層)へ移植された場合、軸索投射性の錐体細胞へ分化出来、かつ脳内神経ネットワーク構築へ参加可能である事を示した。これが運動神経細胞が選択的に障害される筋委縮性側索硬化症や脊髄損傷などで応用されれば、神経ネットワークの再構築を基盤として運動機能の改善をもたらす新しい治療概念を構築出来る可能性がある。次にこの現象が、神経前駆細胞の発現遺伝子プロファイルによって特異的なものなのか、あるいは非特異的なものなのかの評価を行った。この結果は、神経細胞移植を行う場合、各部位に特異的な遺伝子発現プロファイルを有する細胞を移植する事が重要である事を示したものである。ES細胞からMS5ストローマ細胞との共培養により誘導した神経前駆細胞は前脳背側の遺伝子プロファイルを有し、その特異的存在部位である前脳背側、皮質深層へ移植される事により正常解剖に準じた正確な軸索伸長が観察された。逆にその部位特異的な遺伝子プロファイルを有しない細胞、脊髄神経前駆細胞を皮質深層へ移植されても、正常解剖に準じた正確な軸索伸長を示さなかった。この事実は実際に神経細胞移植による細胞代替・補充療法を行う事を想定した場合、その機能部位特異的な遺伝子プロファイルを有する神経前駆細胞を誘導し、更にその部位特異的に正確に移植する必要性がある事を示す結果である。一年目に1効率的な神経分化誘導、2神経前駆細胞移植による脳内神経回路の再構築が可能である結果を得た。次に遺伝子発現プロファイルが、移植後宿主脳内において神経分化、神経回路網形成能に影響するのかどうか検討した。まず胚様体+レチノイン酸法により、脊髄神経前駆細胞に特異的な遺伝子発現プロファイルを有する神経前駆細胞が誘導可能であった。次にこの細胞を大脳皮質深部へ移植し、同様に神経回路の構築が可能かどうかを評価した。最終年度で、ES細胞由来神経前駆細胞の移植から構築された脳内神経回路の情報伝達への関与を順行性・逆行性トレーサーによって証明予定であったが、結果の評価の過程で移植細胞自体の生存と機能性の確認の必要性も示唆された。そのため当初予定していなかった脳スライス培養上で移植細胞のパッチクランプテストを行う必要が生じたため、一年の追加実験期間の延長を予定している。脳神経外科学これまでの研究で移植されたES細胞由来神経前駆細胞が脳内において神経回路網形成に関与可能である事は証明できている。
道徳的価値の内面的理解を深める道徳授業の研究

○研究の目的道徳の時間は,道徳的価値を内面から自覚していく時間である。しかし,指導解説書が示す。内容項目からどのようにねらいを設定してよいのか,また,どのような手法で道徳的価値を内面的に自覚させていくのかについては,究明されていない。そこで,本研究においては,指導解説書に示された内容項目からねらいの設定の仕方,道徳的価値の高め方,高まった道徳的価値から自分を見つめていく(道徳的価値の内面的理解)方法について研究を進めていくものである。○研究の方法(1)内容項目からねらいを設定するためのキーワードをもとにした基準づくりを行う。(2)道徳的価値を高めるための資料を精選する。(3)道徳的価値を高めるための発問を構成する。(4)高まった道徳的価値から自分を振り返る手だてを講じる。○研究の成果・道徳の24内容項目に対して,それぞれ3つずつ合計で72のねらいを作成することができた。・72のねらいに対する72の資料とそのすべての略案を作成することができた。・道徳の各手法についてまとめることができた。・上記の実践を資料集,略案集,道徳の執筆本として1冊の本にまとめることができた。
非免疫細胞による慢性炎症制御機構の解明

アトピー性皮膚炎は、Th2型の免疫反応と皮膚のバリア機能の異常が複雑に絡み合った慢性炎症性皮膚疾患である。細胞外マトリックスタンパク質の発現誘導や関与が示唆されているが、病態形成の寄与など詳しいメカニズムは明らかになっていない。本研究では、Th2型のサイトカインであるIL-4/IL-13によって誘導される細胞外マトリックスタンパク質periostinのアトピー性皮膚炎における役割について解析を行った。これまでの研究により、periostinがアトピー性皮膚炎の病態形成に寄与している機構の一つとして、periostinがケラチノサイトからのサイトカイン産生を誘導してTh2免疫反応を増幅し、炎症の慢性化に関与していることを明らかにしてきた。本研究では、さらにBALB/cマウスだけではなく、C57BL/6マウスにおけるアトピー性皮膚炎モデルにおいても同様のメカニズムが作用している可能性を示すとともに、TおよびB細胞が欠損するマウスでは皮膚炎が生じないことを明らかにした。また、periostinがケラチノサイトだけではなく、免疫細胞に作用しうる事を見いだした。これらの作用が、組換えperiostinタンパク質処理時のLPSの混入ではない事も確認した。これらの結果は、アトピー性皮膚炎の病態形成におけるperiostinの重要性とperiostinを標的とした創薬の有効性をより支持する結果となった。また、periostinのような細胞外マトリックスタンパク質が組織の構造維持だけでなく、積極的に免疫細胞に作用して炎症などの生物学的プロセスを制御しうるという重要な知見を提供できた。
多層構造LSIにおける配線孔接続のリフロープロセス解析

LSIは高集積化の一途をたどっており,平面的な回路の集積は限界に近づいてきている.そこで,回路を多層に配置したLSIの開発が行われているが,大きな問題のひとつとして層間の接続がある.多層構造LSIでは,下層回路と上層回路の間に直径1μm以下のきわめて微小な孔を設け,配線金属を蒸着させる.しかし,それだけでは孔に配線金属を満たすことができないため,蒸着した後にLSIを高温(配線金属の融点以下)に晒すことによって金属原子の運動を活発にし,原子移動によって孔に配線金属を満たす「リフロー」と呼ばれる手法が注目されている.本研究では,表面拡散シミュレーションプログラムを作成し(平面問題用と軸対称問題用),リフロー過程における表面形状の変化をシミュレーションした.まず,このプログラムを用いて孔形状,配線金属の蒸着状態・量,温度等の外的条件を変化させて,リフローによる接続の可能性について検討した.その結果,リフローによる配線接続はビア孔のアスペクト比に強く依存することが判明した.無次元化表示によってパラメータを整理し,接続可能な条件をわかりやすくマップ表示した.さらに,接続不可能な場合についてその原因を過程より抽出し,孔形状の改良による接続可能性について検討した.その結果広口孔がリフロー接続性を良くすることを明らかにした.さらに,リフロープロセスを明らかにすることを目的として分子動力学による原子オーダーのシミュレーションを行った.拡張系の方法による圧力・温度制御部を新たに付加したプログラムを開発した.拡散に関する解析を実施し,良好にシミュレーションができることを明らかにした.LSIは高集積化の一途をたどっており,平面的な回路の集積は限界に近づいてきている.そこで,回路を多層に配置したLSIの開発が行われているが,大きな問題のひとつとして層間の接続がある.多層構造LSIでは,下層回路と上層回路の間に直径1μm以下のきわめて微小な孔を設け,配線金属を蒸着させる.しかし,それだけでは孔に配線金属を満たすことができないため,蒸着した後にLSIを高温(配線金属の融点以下)に晒すことによって金属原子の運動を活発にし,原子移動によって孔に配線金属を満たす「リフロー」と呼ばれる手法が注目されている.本研究では,表面拡散シミュレーションプログラムを作成し(平面問題用と軸対称問題用),リフロー過程における表面形状の変化をシミュレーションした.まず,このプログラムを用いて孔形状,配線金属の蒸着状態・量,温度等の外的条件を変化させて,リフローによる接続の可能性について検討した.その結果,リフローによる配線接続はビア孔のアスペクト比に強く依存することが判明した.無次元化表示によってパラメータを整理し,接続可能な条件をわかりやすくマップ表示した.さらに,接続不可能な場合についてその原因を過程より抽出し,孔形状の改良による接続可能性について検討した.その結果広口孔がリフロー接続性を良くすることを明らかにした.さらに,リフロープロセスを明らかにすることを目的として分子動力学による原子オーダーのシミュレーションを行った.拡張系の方法による圧力・温度制御部を新たに付加したプログラムを開発した.拡散に関する解析を実施し,良好にシミュレーションができることを明らかにした.1.まず,表面拡散の平面解析シミュレーションプログラムを作成し,溝への配線金属埋め込みを実施した.本プログラムでは,差分法によって拡散方程式を解き,表面形状の変化を逐次求めた.表面点の数や時間増分について検討し,適切なシミュレーション条件を選択してリフロー過程の解析が可能であることを確認した.次に,上記プログラムを基に軸対称解析ができるように改造を行った.これによって実際のビア孔に近い円筒形孔周辺の配線金属表面形状の変化をシミュレーションできるようになった.平面解析(溝)および軸対象解析(円孔)ともに,リフローによる配線接続はビア孔のアスペクト比に強く依存することが判明した.2.分子動力学による原子オーダーのシミュレーションを行うため,拡張系の方法による圧力・温度制御部を付加したプログラムを開発した.原子ジャンプに関する基礎的解析を実施し,良好にシミュレーションができることを確認した.また,体拡散についてのシミュレーションを行って,実験によって観察されている拡散定数と同程度の値を得ることができることを確認した.さらに,粒界拡散についてのシミュレーションを実施している.リフローで重要な表面拡散のシミュレーションには原子間ポテンシャルの選定が重要となるため,現在,多体ポテンシャルによるシミュレーションの予備解析を行っている.LSIは高集積化の一途をたどっており,平面的な回路の集積は限界に近づいてきている.そこで,回路を多層に配置したLSIの開発が行われているが,大きな問題のひとつとして層間の接続がある.多層構造LSIでは,下層回路と上層回路の間に直径1μm以下のきわめて微小な孔を設け,配線金属を蒸着させる.しかし,それだけでは孔に配線金属を満たすことができないため,蒸着した後にLSIを高温(配線金属の融点以下)に晒すことによって金属原子の運動を活発にし,原子移動によって孔に配線金属を満たす「リフロー」と呼ばれる手法が注目されている.本研究では,表面拡散シミュレーションプログラムを作成し(平面問題用と軸対称問題用),リフロー過程における表面形状の変化をシミュレーションした.まず,このプログラムを用いて孔形状,配線金属の蒸着状態・量,温度等の外的条件を変化させて,リフローによる接続の可能性について検討した.その結果,リフローによる配線接続はビア孔のアスペクト比に強く依存することが判明した.無次元化表示によってパラメータを整理し,接続可能な条件をわかりやすくマップ表示した.さらに,接続不可能な場合についてその原因を過程より抽出し,孔形状の改良による接続可能性について検討した.その結果広口孔がリフロー接続性を良くすることを明らかにした.

さらに,リフロープロセスを明らかにすることを目的として分子動力学による原子オーダーのシミュレーションを行った.拡張系の方法による圧力・温度制御部を新たに付加したプログラムを開発した.拡散に関する解析を実施し,良好にシミュレーションができることを明らかにした.
カオス制御理論に基づく温州みかん隔年結果制御技術の実証と確立

温州みかんの隔年結果の制御原理の実証的確立に関して、ダイナミクスのオブザーバ計測も実施し、アンサンブル再構成によって構築された局所線形ダイナミクスによる非線形ダイナミクスへのOGY制御理論の開発を実施し、局所線形化されたダイナミクスの抽出法を実データを対象に実装できた。制御原理の実証に関しては、ハイパースペクトルカメラによるオブザーバー計測においてMolans' Iや各種空間変動の計測指標の有効性を検証した。WEBベースの予測量算出システム、制御量算出システムの試作に着手した。個体数カウントデータだけではなく、リモートセンシングによって得られたオブザベーションデータの計測方法を検討した。オブザベーション計測の高精度化において、従来継続してきた校正手法の精度向上を進めるとともに、航空ハイパースペクトル画像およびマルチスペクトル画像を用いて、収量の校正モデルの精度向上を検討し、携帯型ハイパースペクトルイメージングシステムを用いて、地上計測を行った。さらに、空間自己相関の検出方法を検討しGStaticsの有効性を明確にした。温州みかんは現在においてもわが国最大の果樹生産高を誇っている.しかし,個体収量の激しい豊凶変動(隔年結果現象)により結果的に国内市場レベルでの価格変動が極めて大きく,栽培農家の経営を圧迫しており,隔年結果のメカニズム解明,予測,制御技術の確立が求められている.すでに研究代表者はカオス理論に基づいたモデリング・予測に成功した.本研究では,カオス制御理論を基に,温州みかんの隔年結果の制御原理を構築し,栽培試験による実証を経て実用化技術として確立する.温州みかんの隔年結果の制御原理の実証的確立に関して、ダイナミクスのオブザーバ計測も実施し、アンサンブル再構成によって構築された局所線形ダイナミクスによる非線形ダイナミクスへのOGY制御理論の開発を実施し、局所線形化されたダイナミクスの抽出法を実データを対象に実装できた。サドル安定化制御の制御原理を構築し、数値実験により安定的に制御可能であることを明らかにした。特に、ノイズ印加時における制御可能性も示した。最初の制御入力は時刻t=2にでu(2)=-456である。これに引き続いて微小な制御入力を印加した所、最初の一撃によって安定多様体上に移行した。すなわち,X(2)の状態に摘果量(制御入力)としてu(2)を与えることにより,翌年の状態X(3)を,無制御では991となるべきところを535へと減少できた。この制御過程を相図で確認し制御入力u(2)=-456により,状態X(2)が安定多様体の近傍に移動してX(3)の状態をとり,その後の小さな制御入力により,不動点(サドル)X_<fix>=(410,410)に誘導されていく様子が明確に示された。t=10で制御を解除した後,不動点X_<fix>=(410,410)からの僅かな偏差が次第に拡大し,リミットサイクルの2周期点X_<p,1>=(811,189)およびX_<p,2>=(189,811)に漸近収束した。一報、ダイナミクスのオブザーバ計測も実施し、B-MATRIX,NBTVIなどの測定指標の有効性を明らかにした。これまで開発してきアンサンブル再構成による非線形ダイナミクスとともに、現場利用が容易である、線形大域的ダイナミクスの推定を実施した。その結果、精度はおとるものの、予測は可能であり、実用上は有効な手法であることを確認した。試験果樹園において制御実験に用いる個体を10個体程度選定した。ハイパースペクトルカメラにより生育状況モニタリング技術の開発を行った。ウエブベース栽培支援システムの仕様の概要をまとめた。国際ワークショップ「カオス・複雑系の生態情報学-生態系モデリングのための分光イメージング」を2007年9月18日に開催した。制御手法構築:アンサンブル再構成によって構築された局所線形ダイナミクスによる非線形ダイナミクスへのOGY制御理論の開発を実施した。局所線形化されたダイナミクスをJaccobi行列をn次元空間に埋め込まれたベクトル点群から推定し、得られたマトリクスに対して予測と制御を適用した。オブザーバー計測:ハイパースペクトルカメラによるオブザーバー計測の可能性を精査し、これまで実施してきたPLSやBM-MRLなどのほかに、Molans'Iや各種空間変動の計測指標の有効性を検証できた。特に、ニューラルネットワークスによるクロス・バリデーションによって安定的なキャリブレーションを得ることができた。ウエブベース栽培支援システム開発:これまで検討してきた、ウエブベース栽培支援システムの仕様設計を完了し、Javaなどのネット言語を利用した、システムの開発を行い、主要部分の構築を完了した。これによって、大域的な非線形ダイナミクスの推定を実アンサンブルデータから行い、予測データをフィードバックすることが出来る。同時に、提供されたデータはDBとして蓄積し、今後のライブらに拡充に利用することも可能となった。

国内・国際ワークショップ国内WSを2008年2月14日に農工大で実施した。中国の浙江大学よりYe Xu jun講師を招聘し、ハイパースペクトルイメージングによるオブザーバー計測に関しての共同研究についてこれまでの研究成果と、今後の研究方針について討議した。2008年10月にカリフォルニア大学デービス校にて共同研究者とセミナーを実施した。・これまで構築してきた予測モデル・制御原理に基づき、WEBベースの予測量算出システム、制御量算出システムの試作に着手した。温州みかんの隔年結果データ以外に、他種のアンサンブル時系列データに関してダイナミクスの再構成などを行い、多角的に予測精度などを検討した。個体数カウントデータだけではなく、リモートセンシングによって得られたオブザベーションデータの計測方法を検討した。航空ハイパースペクトル画像およびマルチスペクトル画像を用いて、収量の校正モデルの精度向上を検討した。また、携帯型ハイパースペクトルイメージングシステムを用いて、地上計測を行った。・計測波長の拡張、PCAやPLSに加えB-Matrix解析などの非線形解析の導入による予測制度の向上などを行った。Moran' sI、GStaticsにより空間自己相関の検出方法を検討し、特にGStaticsの有効性を明確にした。・本研究プロジェクトに関連する成果発表や今後のプロジェクトの進展のための情報収集・交換・共同研究企画のためのセミナーを開催した.国際共同研究先のNeal Van Alfen教授(カリフォルニア大学デービス校)およびUpadhyaya教授(カリフォルニア大学デービス校)が来日の際に、共同研究の推進方法につき検討した。温州みかんの隔年結果の制御原理の実証的確立に関して、ダイナミクスのオブザーバ計測も実施し、アンサンブル再構成によって構築された局所線形ダイナミクスによる非線形ダイナミクスへのOGY制御理論の開発を実施し、局所線形化されたダイナミクスの抽出法を実データを対象に実装できた。今後得られる成果の基づきシステム改善を行う際により容易に行えるように考慮した。ハイパースペクトルカメラによるオブザーバー計測においてMolans' Iや各種空間変動の計測指標の有効性を検証した。WEBベースの予測量算出システム、制御量算出システムを開発した。その際、個別モジュール毎にコーディングを行い、今後の改良知見を容易に反映できるように構成した。航空ハイパースペクトル画像およびマルチスペクトル画像を用いて、収量の校正モデルの精度向上を検討し、携帯型ハイパースペクトルイメージングシステムを用いて、地上計測を行った。同時に、室内定置式の高精度分光計測システムUV3100を用いて、ハイパースペクトルイメージン御における制度比較を行った。また、スペクトルカメラを用いた最適撮影時の確定も行うことができた。さらに、空間自己相関の検出方法を検討しGStaticsの有効性を明確にした。
女子中高生とその母親を対象とした娘の効果的な月経痛対処教育プログラムの開発

我が国の10代後半から20代前半女性のおよそ90%は月経痛を有し、その多くが月経痛対処に消極的で、意図的に月経痛をコントロールできず日常生活に支障をきたしている現状がある。その背景には、母親自身の月経痛対処に対する経験とネガティブな考え方および知識不足があり、娘に対しても月経痛対処について家庭内で適切に関われていないと考える。10代女性の月経痛を軽減するために当事者への教育は重要であり、大学生向けの教育プログラムを開発し、一定の成果を得ることができ学会と論文(福山智子,2017)で発表を行った。しかし、中高生は母親の依存下であるため、母親への教育が必要と考える。そこで、当事者だけではなく母親も同時に教育することで、10代の娘が月経痛の対処を行うことができ、月経痛のコントロールが可能になるような教育プログラムを開発することを本研究課題の目的とした。2017年度までは我が国の先行研究をレビューしてプログラムを計画し、プレテストを実施した。インタビュー調査と質問紙調査を行い、結果からプログラムの方法を決定した。2018年度は中学や高校の校長を通して研究協力を行い、許可が得られた学校の女子学生をリクルートし、調査、データ収集を行った。2019年度も引き続き調査とデータ収集および分析を行い、学術集会での演題登録を行う予定である。文献レビューは所属学会で口頭および論文で発表を完了し、プレテストの結果は学会発表まで終わり、論文投稿の準備中である。当初の研究計画書では、研究フォローアップ期間を1年としていた。しかし、女子学生の学校卒業後のフォローができないことから、研究期間を先行研究を考慮して4か月間に短縮した。そのため、研究は予定よりも早く完了する可能性がある。リクルートは終了し、調査に入っているため、2019年度は引き続き残りのデータ収集を行い、分析結果をまとめる。最終年の2020年度には計画通り学会発表と論文投稿が可能である。我が国の10代後半から20代前半女性のおよそ90%に月経痛があるが、多くが月経痛対処に消極的で、意図的に月経痛をコントロールできず日常生活に支障をきたしている現状である。その背景には、母親の月経痛対処に対するネガティブな考え方と、知識不足があり、娘に対して適切に関われていないと考える。10代女性の月経痛を軽減するためには、当事者への教育は重要であるが、母親の依存下であることも考慮して、母親への教育も必要である。そこで、母娘を同時に教育することで、10代の娘が月経痛の対処を行うことができ、月経痛をコントロールできるような教育プログラムを開発するために、5年計画で教育プログラムを開発する。初年度である平成28年度は、教育プログラムの開発に向けて、国内の文献をレビューし、調査項目や尺度の検討を行い、学内の倫理審査を受けて、リクルートをはじめる計画であった。実際も、文献をレビューし、教育プログラムの企画を行いながら、学内の倫理審査を受けられるように書類を提出し、リクルートをはじめたところである。研究計画書通りに順調に進行している。我が国の10代後半から20代前半女性のおよそ90%は月経痛有訴者であるが、多くが月経痛対処に消極的で、意図的に月経痛をコントロールできず日常生活に支障をきたしている現状である。その背景には、母親の月経痛対処に対する考え方と、月経痛対処に関する知識不足があり、娘に対して適切に関われていないと考える。10代女性の月経痛を軽減するためには、当事者への教育は最重要であるが、母親の依存下であることも考慮して、母親への教育も必要である。

そこで、娘が所属する学校を通して母娘を同時に教育することで、10代の娘が月経痛のコントロールを可能にする教育プログラムを開発して実施するために、平成28年度から5年計画で研究遂行中である。2年目である平成29年度は、資料収集と家庭内で行われる母親から娘への月経教育について文献レビューを行い、その結果を学会で口演発表した。同時に、開発した教育プログラムの実施に向けて研究倫理審査を終え、大阪府下の複数の中学と高校の責任者に研究協力を依頼した。しかし、中学や高校の責任者から、生徒や保護者の研究協力は許可はできないとの回答を受け、現在は学校を通した教育プログラムの実施は行えておらず、学校のリクルートにおいて遅れがある。そこで、便宜的標本抽出法によって得られた母娘数組に個別の教育プログラムを行い、データを収集しているところである。学校責任者の協力が得られず、研究対象者の確保に遅れがあり、一部研究計画を修正して研究を進めている。研究計画書に従う。リクルートは終了し、調査に入っているため、2019年度は引き続き残りのデータ収集を行い、分析結果をまとめる。最終年の2020年度には計画通り学会発表と論文投稿が可能である。引き続き個別の教育プログラムのデータ収集と分析・報告、および学校を通した集団教育が可能な中学や高等学校のリクルートを行い、研究を遂行する。大学業務優先のため、研究課題に関する調査と学会発表ができなかったため、旅費が未使用となった。また、得られたデータを研究者が処理したので、人件費が未使用になった等である。研究対象者への謝金が全員分まだ支払われていない、研究データの入力にかかる人件費が生じていないためである。計画していた学校を通しての集団教育プログラムが実施できなかったため、物品購入、人件費・謝金などが未使用となった。平成30年度は協力可能な学校のリクルートと研究実施に未使用分を使用予定である。平成29年度は、平成28年度で得られたデータの学会発表、調査を優先できるために、未使用分を使用する予定である。
自閉症関連遺伝子欠損による神経活動依存的な翻訳異常のプロテオミクス解析

多くの自閉症(ASD)のモデルマウスが異常なタンパク質合成を示すことが最近、示されてきた。しかし、自閉症のモデルマウスで、どのようなタンパク質の合成が影響を受けているかは十分に理解されていない。本研究では、神経刺激後において、野生型およびASDモデルマウスの脳細胞内で合成される新生タンパク質を調べるための新規なバイアスのない解析手法を用いた研究を行った。その結果、脳細胞の機能に重要なタンパク質が同定され、さらに、ASDモデルの細胞ではより多くのタンパク質が同定された。今後は、ASDに関連した遺伝子変異の組み合わせが神経刺激後のタンパク質合成に与える影響を明らかにしていくつもりである。
エイズウイルスの性交渉感染予防を目的とした経口ワクチンの開発

消化管粘膜を中心とした局所免疫系を積極的に利用することにより、ウイルスなどの経粘膜感染予防を目的とした経口ワクチン開発の可能性について検討を行った。今回、粘膜感染防御に重要な役割を果たしていると考えられる分泌型IgA抗体に着目し、オブアルブミン(OVA)をモデル抗原として用い、経口感作後のIgA抗体レベルの変化を観察した。OVAをマウスに3回経口投与した後、1ヵ月後に再び経口的にOVAを投与したところ、血清、唾液、尿及び精液中のIgA抗体レベルに上昇が認められた。これは、経口投与によって各粘膜組織の局所免疫系が感作されたことを示す結果と考えられた。次に性交渉によるHIVなどの感染を考え、経口感作を行ったマウスの尿道及び陰茎表面にOVAによるboostingを行ったところ、尿中にのみIgA抗体レベルの上昇が認められた。このとき経口感作法として、OVAをリポソームに封入し、さらにmuramyl dipeptide(MDP)を添加することにより、booster投与後のIgA抗体レベルの上昇が顕著であった。また、経口感作を1回のみ行ったマウスに比べ、3回感作を行ったマウスにおいて抗体レベルの上昇は有意に高くなった。以上の結果より、有効な経口ワクチンを開発することによって、ウイルスの経粘膜的な感染を予防することが可能であることが示唆された。特に、尿中及び精液中でのIgA抗体レベルが上昇したことよりAIDSなどの性交渉感染の予防の可能性が示されたものと考えられた。また、種々のアジュバントの利用などにより、その効果を増強し得ることが示された。今回の研究結果は、AIDSなどウイルスの粘膜感染によって引き起こされる重篤な疫病に対する経口ワクチン開発の可能性を示した点で意義深いものと考えられる。
心嚢内視鏡3次元マッピングによるカテーテルアブレーション技術開発

本研究は我々の心嚢内視鏡技術により得られた画像を3次元マッピング情報として付加した新たなカテーテルアブレーションガイド法を可能にすることを目的としたものである。心臓モデルの周囲から撮像した画像をCADデータに構築し、3Dプリンターで再現することに成功した。これらを心嚢内視鏡に搭載すべく、内視鏡サイズ、侵襲度、解像度など様々な条件で最も適した仕様を検討した。イヌを用いた急性期慢性期検討では特記すべき合併症を認めなかった。画像解析時に必要な構造識別のための解剖学的特徴を検討し、狭い心嚢腔での心臓全体を撮像することを課題とし、現行の3次元マッピングシステムへの統合へ向けて今後も開発を行う。本研究は、我々の考案した低侵襲心嚢内視鏡手術手技によって得られた肉眼的情報をマッピング情報として付加することで、新しいイメージングモダリティーを積極的に用いた心嚢内視鏡3次元マッピングによるカテーテルアブレーション技術開発を目的とした研究である。初年度の目標は3次元情報取得の方法の決定と内視鏡の光学的問題への取り組み、プロトタイプデザインに求められる基本要件の抽出であった。3次元情報の取得のための様々な手法を検討した。レーザータイプの計測機などを用いた測定は、建築・土木現場における測量や文化財、プラント、工業製品の形状計測など、多くの分野で寸法や形状の非接触での計測で利用されているが、巨大なアームを要し、細かな手術の操作を伴う医療現場での導入は困難と考えた。3次元距離画像カメラは既に医療現場でも使用されるほど汎用性の高いものとなっており有用性が期待できたが、心嚢腔は他の被写体に対して空間が狭く距離が短いため2つのカメラの間隔を広げるなど工夫が必要であった。また、3次元情報取得のために少なくとも2本のシースを心嚢腔に挿入しなければならなくなることも考慮しなければならない。近年、1枚の写真から3次元情報を画像処理で抽出する方法が考案されていた。この方法は内視鏡そのものの改造自体も最小限にできる可能性があり、また心臓のような動く被写体を心電図同期して止まっているように撮像する必要のある我々のニーズに合致する可能性があり、引き続き今後も検討を進める予定である。本研究は、我々がこれまでに開発を行ってきた低侵襲心嚢内視鏡手術手技によって得られた肉眼的情報をマッピング情報として付加することで、X線被爆を軽減した安全で効率的でかつ、新しいイメージングモダリティーを積極的に用いた心嚢内視鏡肉眼的ガイド下カテーテルアブレーションを可能にすることを目的としたものである。当該年度は、内視鏡画像データを3次元に構築する技術を確立した。まず、心臓モデルを360度周囲から内視鏡で撮像し、それらをCADデータに構築し、3Dプリンターで印刷することに成功した。また実際の診療では患者個人の心臓CT画像を用いてカテーテルアブレーションを行うため、CT画像を同様に3Dプリンティングする技術に応用した。これらを我々の内視鏡手術技術に搭載すべく、内視鏡サイズ、侵襲度、解像度など様々な条件で最も適した仕様を検討した。麻酔したイヌを用いて、心臓の内視鏡画像を撮像における安全性評価として、急性期は主に血行動態への影響をモニターし、慢性期は心膜の癒着の程度、心機能への影響を心臓超音波検査、病理学的検査により評価したが、特記すべき合併症を認めなかった。また、可視化した心臓画像の誤差について、剖検結果と比較して解析を行う予定であったが、3次元化した情報のスケーリングは容易であるため、既知のサイズの物をあらかじめ測定しておくことで正規化し、撮像データの誤差は最小限にできることを確認した。動物モデルと心臓モデルでの相違点として、画像解析時に必要な構造識別のための解剖学的特徴が少ない事、狭い心嚢腔で全周性に心臓を撮像することが困難な事があり、今後の課題として検討することとした。これらの課題を解決し、現行の3次元マッピングシステムへの統合へ向けて今後も開発を継続する予定とした。循環器内科新しい3次元画像処理の医療現場に最も適した機器の仕様は全く未知であり、様々な専門家の意見を統合するのに時間を要した。またそれを内視鏡にくみ入れる際の光学的な問題の検討も時間を要した。しかしながら、海外からのレーザー媒体の購入、プロトタイプの作成は順調に進んでおり、来年度はこれらを動物モデルに取り入れた上で、画像解析を行っていきたい。動物実験モデルによる肉眼情報の可視化を今後の目標と掲げたが、当面は2次元画像の3次元化のために必要な画像条件、それに必要な内視鏡光学的な問題点の追究に時間を要することになる。その後、動物実験で取得した画像からジオメトリ作成への目標に向かって研究を進めていきたい。