hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
緊急被ばく医療への応用を目指した組織再生に関する基礎的検討

研究代表者が自ら開発したナトリウム/ヨウ素共輸送タンパク(NIS)遺伝子を全身で恒常発現するトランスジェニックマウス(NIS-Tgマウス)から様々な幹細胞を単離した。NIS-Tgマウスでは骨髄間葉系幹細胞よりも脂肪由来幹細胞の方が99mTc取り込み効率が高いことを明らかにした。X線を半身照射したマウスにこのNIS-Tg由来の脂肪肝細胞100000個を移植し、48時間後に99mTcを静注してSPECT撮像したところ、移植部位に明瞭なシグナルを検出することができた。さらに、同じ個体で移植細胞を1ヶ月以上経時的に追跡し、その再生医学的な意義を検討した。本研究課題では、世界最先端の分子イメージング技術と、三次被ばく医療施設における緊急被ばく医療の経験やノウハウを持ち寄り、被ばく再生医療技術の確立に向けた挑戦的萌芽研究を協働して行った。具体的には、被ばくマウスの体内に移植した幹細胞の動態を非浸襲的に観察する技術を開発し、将来、幹細胞による組織再生を緊急被ばく医療で実現するための強力な研究基盤ツールとすることを目指した。まず、研究代表者が自ら開発したナトリウム/ヨウ素共輸送タンパク(NIS)遺伝子を全身で恒常発現するトランスジェニックマウス(NIS-Tgマウス)から様々な幹細胞を単離した。in vitro培養細胞における99mTc取り込み実験を行い、NIS-Tgマウスでは骨髄間葉系幹細胞よりも脂肪由来幹細胞の方が99mTc取り込み効率の高いことを明らかにした。脂肪由来幹細胞の培養条件を最適化し、低酸素3次元培養を採用した。X線を半身照射したマウスの後頭部中央皮下にこのNIS-Tg由来の脂肪幹細胞1x10^4個を移植し、48時間後に99mTcを静注してSPECT撮像したところ、移植部位に明瞭なシグナルを検出することができた。同じ個体を経時的に観察した結果、16日目まで集積最大値の増加を認めたが、35日目には減少し近傍領域への分散が見られた。幹細胞移植をしなかった照射マウスでは、4週間目頃から被ばく領域に明瞭な白毛化が出現する。脂肪幹細胞移植マウスでは有意な白毛化抑制効果が得られており、上記動態との関連性が推測された。2年間の本研究期間中、研究代表者の異動に加えて、動物実験施設におけるマウス肝炎ウイルス発生の結果NIS-Tgマウスを全頭処分せざるをえない不運に見舞われ、研究進捗は大幅に遅れたが、一定の成果は出せたと考えている。本研究課題は、被ばく再生医療技術の確立に向けた挑戦的萌芽研究を協働して行うものである。成果の具体的内容:1)NIS-Tgマウスからin vivo追跡可能な幹細胞の単離法として、FACSariaを用いてマウス骨髄から造血系幹細胞と間葉系幹細胞をそれぞれ高純度に単離することが可能となった。また、緻密骨に付着している間葉系幹細胞についても、文献を参考にしながら単離法を確立した。2)幹細胞の培養法について検討を行い、1%O2下における接着型・浮遊型・吊り下げ浮遊型という体内環境により近い3種類の低酸素3次元培養法を確立した。3)マウス小腸放射線傷害モデルを作成するために腹部局所への限定的放射線照射を行った。4)被ばくマウスへの培養幹細胞の移植ルートについては、細胞を皮下注射にて移植した場合は描出できたが、静脈注射にて移植した場合は描出できなかった。5)被ばくマウスに移植した幹細胞のin vivoイメーシジングは、99mTc-SPECT/CTや124I-PET/CTにより非侵襲的に撮像して定量的に解析することに成功したが、これまでのところ2度目の撮像の際には描出できず、経時的な撮像には課題が残った。6)移植マウスの小腸機能のin vivoイメージングとして、消化管蛋白漏出イメージングの検討は次年度に延期した。7)移植マウスの生存率解析を行い、放射線量だけでなく、放射線種によってもマウスの反応が異なることが明らかとなった。8)&9)放射線被ばく移植マウスにおける組織化学的および分子生物学的解析として、臓器の再生状況を5段階で評価するための独自基準を策定した。意義と重要性:今年度検証および確立した観察技術を用いて、次年度は再生医療効果の早期判定法確立とその対応を目標として研究を行う。その成果は、幹細胞による組織再生を被ばく医療で実現するための強力な研究基盤ツールになると確信している。2年間の本研究計画のうちの半分、初年度が経過した。

H24年度の年度途中で研究代表者が研究機関を異動し、研究の遂行を一時停止せざるをえない時期があったにも関わらず、今年度予定していた実験はおおむね実施することができた。今後の推進方策としては、本研究課題は次年度が最終年度となるため、予定した実験を着実に遂行し、これまでの研究結果をまとめ、成果を公表したいと考えている。次年度に使用する予定の研究費があるが、これは、本研究代表者が本年度途中に研究機関を異動したため、異動先の研究機関で新たに設備・備品を購入する必要性が生じると予想しているためである。研究を遂行する上での問題点としては、本研究代表者はH24年度途中に研究機関を異動したが、すでに事業期間が終了した別の科学研究費補助金によって本研究代表者が購入して前研究機関に寄付していた備品を本研究代表者に無償返還してもらうことが、前研究機関の規程によって叶わず、それらの備品を今後再び購入しなければならないことである。研究者としては、補助金ごとの研究内容の切り分けについては充分に理解した上で、研究課題を1つずつ積み上げながら大きな学問体系に取り組んでいるので、すでに事業期間が終了した補助事業によって購入した備品と言えども、研究機関に無償で寄付した備品を有償で買い戻さなければならないことは到底納得できない。このような備品の取り扱いについても、科研費の使用ルールできちんと定めて頂ければと願う。
f MRIを用いた運動能力評価-足部関節の屈曲・伸展に伴う動作の熟練度の指標-

15年度は14年度に引き続き、クラシックバレエの基本動作である足部関節の運動(底屈-背屈)に使用される足部固有筋の運動機能についての実験(f MRI法使用)および解析(SPM99使用)を継続して行っていった。まず本年度の解析方法の改善点としては、14年度解析結果において運動野におけるおおまかな賦活領域の同定は行えたがより正確なデータを得るために解析方法を改良した。14年度の問題点であった画像上の個人差をなくす為に、まず個人の解剖画像(T1強調)にEPI画像をレジストレーションした後に標準脳へデータを当てはめて一般化した後、その結果を元に全被検者データの平均化を行った。その結果全体的な傾向は、右脳・左脳ともに内側部の一次運動野、補足運動野を中心とした賦活が見られたが、左脳においてその賦活領域が大きく示される傾向がみられた。主観的調査から、全被検者は足部運動一般においては機能的優位性を持つ足(利き足)を右側としており、脳機能から見る足部の底屈・背屈運動においても利き側が現れていたといえる。さらに、この傾向は足先などの遠位部において顕著となっていた。これらの解析方法や研究データを元に、運動と運動イメージングにおける賦活領域の差、運動の熟練度と賦活領域との関係、他動的補助動作が与える影響、などについて現在もなお実験解析を行い、リハビリテーション等への応用を研究中である。研究結果については国内および国外の学会で発表を行った。(1)国内の学会では、第53回日本体育学会(2002年10月、埼玉大学にて開催)において、タイトル:fMRIを用いたクラシックバレエの運動能力評価-足関節の背屈・底屈に伴う動作の熟練度について-について発表した。以上の学会では、クラシックバレエの基本動作を対象に足部固有筋の運動機能測定を行い、大脳皮質の賦活領域と運動のトレーニング効果をfMRI法(SPM99)を用いて明らかにした研究結果について発表した。結果の概要は以下の通りである。(1)足部運動においては、一次運動野および運動連合野は大脳皮質内側部に観察された。(2)左右個別にパフォーマンスを行った場合の賦活領域の和は両足運動時に賦活された領域と一致した。(3)運動の熟練に従って大脳賦活領域は減少しており、大脳機能の立場からから考えると、熟練とは大脳機能を効率よく使用したパフォーマンスを実現できるように発達する過程であると考えられる。(4)イメージトレーニングでは少しの動作を伴った場合、より広範囲に運動連合野の賦活が見られた。よって、多少の運動を伴うことがイマジネーション効果を上げることにつながると考えられる。
中国密教図像の日本的変容

・弁才天と宇賀神の結び付き、いわゆる『弁天五部経』の英訳;宇賀弁才天の漢訳儀軌を解読;宇賀神の姿と名前の起源を判明するため、経典に登場するインドと中国の蛇神の系譜を調べた。・比叡山弁天堂の年中行事、儀礼を調査し、さらに他の弁才天関係の現地調査した:鎌倉の鶴岡八幡宮旗上弁財天社、銭洗弁天宇賀裾神社、江ノ島神社、竹生島宝厳寺と都久夫須麻神社、鹿児島の最福寺大弁財天、名古屋の桃巌寺等。九月に研究室の中国での研究調査旅に参加し、弁才天関係の志発見・新知見を得た。・弁才天像のデジタル・フォトアーカイブを作成した。従来の印度・日本の弁才天の図像に加え、今回殊に調査に基づいた中国の新発見・新知見の作例増加させて完全なものとした。・宇賀辯才天の関係資料を収集し、解読を進めている。例えば、成田山仏教図書館で「辨財天講式」や「辨才天利益和談鈔」という資料を発見した。・「辯天五部経」を一部英訳した。・宇賀辯才天儀礼を現地調査した。12月3日10日の間に比叡山弁天堂に行われる辯才天浴酒と言う儀礼を調査し、一年一度しかないご本尊ご開帳を拝見した。12月31日1月1日の弁天堂のお正月儀礼も調査した。弁天堂の歴史や在家信者たちの講社、現代の辯才天信仰のことに関して輪番の僧から事情聴取した。・宇賀辯才天像の写真やスライドから辯才天像のデジタル・フォトアーカイブスを作成を進めている。・仏教学と美術史学関係のセミナーや学会に参加し意見交換した。1)立命館大学に行われた密教学会(9月)、2)大谷大学の鎌倉時代の南都仏教学会(10月)4)神戸大学美術史学会(2月)。・執筆中の原稿を校正した:・宇賀辯才天の関係資料を収集し、解読を進めている。辯才天と宇賀神を結び付けられた「辯天五部經」を英訳し、調べ直している。宇賀辯才天儀礼、特に「宇賀神王浴酒秘法」と言う修法の資料を英訳し、比叡山弁天堂の僧から修法のやり方や、檀の説明、呪文の意昧をご相談を受けている。・比叡山弁天堂の年中行事、儀礼を調査し、他の弁才天関係場所でも現地調査した:鎌倉の鶴岡八幡宮旗上弁財天社、銭洗弁天宇賀福神社、江ノ島神社、竹生島宝厳寺と都久夫須麻神社、鹿児島の最福寺大弁財天、京都にある西園寺家の妙音天堂等。尚、1月に最福寺大弁財天を造った松本明慶仏師の工房と美術館を拝見し、弁才天像のことに関して資料を収集した。・仏教学と美術史学関係のセミナーや学会に参加し、意見交換した。研究発表としてはバンコクのSSEARSR国際学会(5月)、大正大学同窓会(6月)、大谷大学(11月)、シルクロード・奈良国際シンポジウム(12月)など。
高齢者世帯の台所作業環境の安全性に関する研究-過疎農村の事例-

都市部よりもより自立した生活を迫られている過疎地での農家居住者を対象として、人間工学的側面からの住宅環境の実態に関する調査を行った。結果、(1)日常生活の動線上にいくつもの段差があり、その高さも高く危険であり、そして心拍、血圧上昇に関連している。(2)住宅内は全般に暗い。日中での人工照明の点灯、照明数の増加など工夫が必要である。(3)全般的に室温は外気温の影響を大きく受けている。夏の湿度の高さは熱中症の危険もあるためエアコンの利用を啓蒙する必要がある。高齢化が進み、高齢者の健康で自立した生活が必要とされる中で、高齢者の住宅環境の実態を調査し、日常生活における問題点を把握し安全な住環境への提案となる基礎データを得ることを試みた。対象はより自立が強く求められる農村部の高齢者とし、その住宅の構造と設備、温熱環境、光環境を調べた。さらに日常生活行動における身体負荷については、心拍数と血圧の変動を調査した。調査は冬季と夏季にそれぞれ行った。調査場所は京都府舞鶴市である。結果を要約すると以下の通りである。住宅の構造と設備にいては、住宅内に10cm以上の段差が多く、また階段は手すりの設置はみられるがその設置のされ方については居住者に適した位置や高さは確保されていないものが多かった。温熱環境については、冬季は室温は外気温に近く低く、夏季は適性温度もみられたが30°Cを超えるものもあり、また一様に湿度は高い。エアコンの設置はされているが居住者が使用していない例が多くみられた。湿度の高さから熱中症の危険もあるため、室温の適性を保つためではなく湿度を適性にするためにもエアコンの使用を啓蒙する必要がある。光環境については、冬季夏季とも朝昼の室内は自然照明のみの状態でかなり暗いが、作業を要する台所空間や階段空間をはじめとして採光のみに頼り人工照明を点灯しない実態が明らかとなり必要な明るさが確保できていない。日常生活行動における身体負荷については、全ての対象者で「家事行動」と「移動行動」で心拍数が高く、血圧の上昇がみられた。特に「家事行動」では行動時に腰部負担のかかる動作が心拍数を高くしていると考えられ、同様に血圧変動にも顕れている。前年度に引き続き、都会居住者より自立が強く求められる過疎、農村の高齢者の生活の仕方と住宅環境(台所環境)の実態を調査し、日常生活における問題点を把握し安全な住環境への提案に繋がる基礎データを得ることを試みた。本年は滋賀県郊外の農村地域居住者を対象とした。調査は日常生活の活動量調査と、台所作業調査の2種行った。日常生活の活動量調査については、活動量を高めることは生活習慣病の予防や筋力、骨量など身体組成から高いADLの維持に繋がることや心理的要因とも関わってQOLを高めることが既往研究より明らかとなっている。活動量の測定は加速度計法により行い、被験者に小型の加速度計を連続24時間装着させ、1分ごとの合成加速度を活動量とした。また同時に生活行動の把握をした。結果、活動量が最も多いのは田畑での労働や内職などの「就業」であった。また対象者は共通して起床後から昼前にかけて活発に行動していた。しかし朝は血圧の上昇しやすい時間帯であり脳卒中などの循環器疾患を引き起こす可能性もあるため注意が必要である。また「家事」の中でも「炊事」は作業中に様々な動作が連続し行われているため、所要時間は短時間であっても単位時間当たりの活動量は多い。これらのことから早朝からの「就業」は活動量を高くするが、身体面での安全性を考えると、慣れた「家事」を高齢になっても行い続けることは安全に活動量を高め、老化を遅らせることに繋がるといえる。また台所作業調査では人工照明の位置により手暗がりになる状態や、「膝が曲がりにくい」身体特性から下段収納時に膝を伸長した姿勢が多くみられたが、この姿勢は心拍上昇が起こり易いなど、設計計画的段階から考慮する必要や、設備の使い方の改善などいくつかの問題点が明らかとなった。前年度調査結果は2008年7月にIFHE(国際家政学会)にて発表した。高齢者の身体機能特性を中心に人間工学的側面から、高齢者の台所作業実態を把握する調査を行った。対象は都市部よりも自立した生活を迫られている過疎農村を取り上げた。農村は土間があり改築後も土間に床を張った跨ぎ越しの段差が多い住宅構造であること、台所作業時に納屋を行き来するなど都市部とは空間のあり方や作業の仕方も異なり安全上の問題も多いと考えられる。舞鶴市郊外と滋賀県高島市郊外で調査を実施した。対象者は6579歳の10名の女性であり、それぞれが居住する住宅を対象とした。結果は次の通りである。

生活環境について、住宅構造は木造家屋が大半であり段差箇所が玄関の上框、廊下と各室の間、居間と台所の間、勝手口上框、台所と土間との間などに多数みられ、土間や上框では30cmを超えるものもある。温熱環境については、夏冬ともに外気温との連動が強く、冬の室温は推奨基準値を満たしていない。また居室間、台所の上下高さ、使用時と不使用時での温度差が大きい。夏は湿度の高さが目立ち、80%を超えるものが多いがエアコンは使用頻度が少ない。熱中症予防のためにも湿度制御としてのエアコン使用の啓蒙が必要である。光環境は、いずれの住宅も軒が深く日中の室内照度は低いが、人工照明を点灯している住宅は少なく、作業に必要な明るさは得られていない。階段の光環境も悪く、危険を伴うことから、日中であっても人工照明点灯が必要である。生活行動については、対象者に共通して「家事行動」と「移動行動」で心拍、血圧の上昇がみられる。「家事行動」では腰部負荷がかかる動作時に心拍、血圧が高くなる。台所作業の姿勢分析では、膝を伸ばした前傾姿勢や伸長姿勢が多くみられ、いずれも心拍上昇を誘発している。また片足立ちは不安定な姿勢であり、台所設備のあり方が起因している。台所は開口部が多いため壁面収納が少なく、シンク下や吊り戸棚が収納の中心であることも関連している。
リンパ系腫瘍細胞のHetergeneityとOntogeny

リンパ系腫瘍細胞の正確な診断と有効な治療法の開発のためには、そのheterogeneityを詳細に分析することが重要であると考え、lireage specificでstrge specificな分析を行った。対象は70汚で、その内訳はT-lineage8、B-lineage43、AUL8、ANLL11と分類された。B-lineageのcommon ALL20例はH鎖のみに再構成のみられた12例と、L鎖まで組換えを起こした7例に細分類された。残りの1例はIg geneはgermlineでTβgeneの再構成がみられB-lineageではなくT-precursorと考えられた。T-linergeのALLとNHLでは例外なくTβgeneの再構成がみられたが、NHLの1例ではさらに【J_H】とK鎖の再構成がみられた。明らかなT-lineage細胞でL鎖の組換えを証明したのは世界で最初の例と思われ、リンパ球の分化成熟を考える上で貴重な症例と思われた。表面マーカーとFAB分類からAULと診断された7例でIgとTβgeneの再構成をみたところ、どちらもgermlineのものが3例、一方にのみ再構成のみられたものが1例、両方に再構成がみられたものが3例とDNAレベルではさらに3つのパターンに分類し得ることが明らかとなった。一方、生理学的特徴から、すなわち低張刺激下でのvoluine regulationをみることにより(コールターカウンターを用いて)T-cell系、B-cell系細胞の区別が容易に可能であることが明らかとなった。上記の方法でT-cell系とした細胞は、低張刺激後15分以内にもとのvolumeにもどったがB-cell系の細胞ではvolume regulationがみられなかった。以上の如く、多因子解析をすることにより細胞の起源、分化度、を明らかにすることが可能であり、今後多数例の検討をすることによりリンパ系腫瘍の新しい分類が可能となろう。TγやTαgave、RNAレベルの解析や染色体異常との関係を調べることにより、新しい分類と予後との相関性を検定することがこれからの重要課題と思われる。
複合機能を持つ新たな酸化物磁性体の物質探索とデバイス設計

本研究は、マルチフェロイクスおよび短波長磁気光学材料を対象に、新物質の探索と複合材料の作製という二つの視点から、酸化物磁性体をベースに実用的なデバイスに繋がるような高い複合機能を持つ磁性材料を開拓することが目的である。平成30年度に得られた成果は以下の通りである。マルチフェロイクスに関しては、TmFe2O4の多結晶、単結晶、薄膜を合成し、結晶構造の反転対称性、誘電性、磁性に関する考察を行った。単結晶試料の非線形誘電率測定において直流電場による誘電分極の反転を実証するとともに、同じ試料を対象に光第二高調波発生測定を行い、結晶の空間群を明らかにした。また、多結晶試料は主として磁性の測定に用い、合成時の酸化還元雰囲気の違いが磁気転移挙動の相違を導くことを明らかにした。さらに、単結晶YSZ基板上にTmFe2O4薄膜を製膜し、HAADF-STEMならびにEDX測定から、TmFe2O4薄膜とYSZ基板の界面に6原子層程度の六方晶TmFeO3超薄膜が生成し、このため交換バイアス効果が現れることを見いだした。一方、ペロブスカイトおよび類似構造の酸化物に関しては、(Sr,Ca)3Sn2O7を合成し、これがハイブリッド間接型強誘電体であることを実験と理論から明らかにするとともに、この化合物も含めた広範囲のn=2ルドルスデン-ポッパー相のキュリー温度が許容因子と相関することを発見した。また、カチオン欠陥を含むYTaO3が強誘電体であることを実証した。短波長磁気光学材料の関連では、SiおよびSiO2から成るナノシリンダーアレイを作製し、これに強磁性体であるFe薄膜を蒸着した系を対象にファラデー効果測定を行い、前年度に研究対象としたAlナノシリンダーアレイにFe薄膜を蒸着した系の結果と比較した。これにより、短波長でのファラデー効果の増幅にはAlのプラズモン共鳴が必須であることが明らかとなった。マルチフェロイクスに関しては、いわゆる電子型誘電体とよばれるRFe2O4(Rは希土類およびIn)の一種であるTmFe2O4の誘電性と磁性に関する研究が進展した。この種の化合物が強誘電体であるか否かについて長い論争があるが、研究代表者らはTmFe2O4単結晶のPFM測定で、この化合物が室温付近で圧電体かつ強誘電体となること、約80°Cで常誘電体への相転移を示すことを明らかにしているが、今年度の非線形誘電率測定ならびに光第二高調波発生測定により、この化合物が強誘電体であることのさらなる実験的証拠を得るとともに、空間群がCmであることを見いだした。同時に、酸素欠陥などの点欠陥と磁気転移の挙動の関係から磁気秩序構造に関する知見も得られており、約250 K以下では真にマルチフェロイクスとよべる物質であることが実証された。さらに、TmFe2O4の薄膜合成では予想していなかった界面構造、すなわち、YSZ基板の表面付近に生成される6原子層程度の六方晶TmFeO3超薄膜がTmFe2O4との界面においてバルクにはない磁気構造をもたらし、巨視的には交換バイアス効果となって現れることを見いだしている。これは当初予想しなかった新たな磁気特性である。一方、n=2ルドルスデン-ポッパー相の一種である(Sr,Ca)3Sn2O7がハイブリッド間接型強誘電体であることを実証するとともに、同じ結晶構造を持つ一連の化合物のキュリー温度が、イオン半径に基づいた単純な幾何学的考察から導かれる許容因子ときれいな相関を持つことを見いだした点は、期待以上の成果である。このような普遍的法則の発見は将来的な新機能物質の開拓においてきわめて重要である。短波長磁気光学材料に関しては、ファラデー効果の増幅におけるAlのプラズモン共鳴の重要性を示唆する結果が得られており、複合機能を有する磁性体の開拓にとって重要な指針が導かれた。マルチフェロイクスに関しては、これまでに見いだした新しい強誘電体であるSr3Zr2O7、(Sr,Ca)3Sn2O7などの層状ペロブスカイト酸化物を中心に、磁性イオンの導入と磁気特性の評価を試みる。また、同様のペロブスカイト型構造を持つ(Eu,Ba)ZrO3固溶体を合成し、結晶構造、磁性、誘電性を明らかにする。研究代表者らのこれまでの研究で、安定相のEuZrO3は反強磁性体であるものの、格子体積を増やす、あるいは結晶系を直方晶から立方晶や正方晶に変化させるとEu2+の4f軌道とZr4+の4d軌道の重なりが減少し、反強磁性的秩序を安定化する超交換相互作用が小さくなることによって強磁性が基底状態となることが示唆されている。ただし、これは理論計算の結果であり、実験的な証明はなされていない。そこで、直方晶のEuZrO3のEu2+をBa2+で置換することにより結晶構造を変え、強磁性を実現することを試みる。Ba2+添加量の増加により強誘電性が現れる可能性があり、組成の最適化によっては強磁性と強誘電性の共存が可能になると考えられる。電子誘電体RFe2O4については、TmFe2O4におけるFeあるいはOの関与する欠陥と巨視的な磁性との関係をさらに詳細に明らかにするとともに、InFe2O4においても単結晶の育成ならびに磁性と誘電性の評価を実施する。

この化合物では13族のInが元来は3族の希土類が占めるサイトに入るため、共有結合性の増加など電子構造の違いが巨視的な物性へ影響を及ぼすことが期待される。短波長磁気光学材料に関しては、プラズモン場を利用した強磁性体のファラデー効果の増幅に関してさらに研究を進める。強磁性体(あるいはフェリ磁性体)としてこれまで対象とした金属Feに加え、酸化物も扱う。特に測定データと数値シミュレーションの結果の考察に基づいてファラデー効果の増幅機構を明らかにする。本研究の目的は、マルチフェロイクスならびに短波長磁気光学材料を対象に、新物質の探索と複合材料の作製という二つの視点から、酸化物磁性体をベースに実用的なデバイスに繋がるような高い複合機能を持つ磁性材料を開拓することである。平成29年度に得られた成果は以下の通りである。マルチフェロイクスに関しては、ペロブスカイトおよび類似の構造を持つ酸化物の合成、構造解析ならびに誘電性と磁性の評価を行った。まず、Sr3Zr2O7の多結晶体を固相反応で合成し、結晶構造ならびに空間群の温度依存性を明らかにした。特に光第二高調波発生の温度依存性ならびに室温での誘電分極の直流電場依存性から、この結晶が室温において酸素八面体回転に基づく強誘電性を示し、温度上昇に伴い一次相転移を起こして反強誘電体相(あるいは常誘電体相)に転移することを見いだした。また、LaCa2Fe3O8のエピタキシャル薄膜の合成に成功した。薄膜の磁気的性質について調べたところ、Fe3+の磁気モーメントは互いに傾斜して反平行に結合しており、従来提唱されていたG型反強磁性ではなく、弱強磁性を示すことが明らかとなった。さらに、多量のカチオン欠陥を含むYTaO3系ペロブスカイト型酸化物において、欠陥の存在に起因すると考えられるインコメンシュレートな構造が現れることを明らかにした。短波長磁気光学材料の関連では、無容器溶融法により高濃度にTb3+イオンを含む酸化物ガラスを作製し、得られたガラスが短波長領域で大きなファラデー効果と磁気光学性能指数を示すことを見いだした。また、Alのナノ周期構造を構築し、強磁性体であるFe薄膜を蒸着して磁気光学特性を調べたところ、Alのプラズモン共鳴波長と周期構造に起因する回折モードに対応したFe薄膜のファラデー回転角の増幅が見られた。これらの結果はいずれも可視-紫外磁気光学材料の実用化において重要なものである。マルチフェロイクスに関しては、まだ誘電体としての特性のみであるが、室温で強誘電体となる新規化合物Sr3Zr2O7を発見し、ZrO6サイトの回転モードが温度とともに変化することによって室温での強誘電体相が高温で電気双極子が互いに反平行に並んだ反強誘電体相(あるいは常誘電体相)へ相転移することを見いだした。この種の誘電体の相転移ならびに八面体回転モードの変化は非常に珍しい現象であり、研究成果を論文としてAdvanced Functional Materials誌(2016年のインパクトファクターは12.12)に投稿したところ、3名の審査者すべてにより内容が非常に高く評価され、最重要論文と位置付けられた。本論文は間もなく印刷される予定である。また、LaCa2Fe3O8の薄膜成長については単相のエピタキシャル薄膜を得るための条件の探索に困難が予想されたが、それを達成することができた上、従来提唱されていた磁気構造が誤りであることを見いだした。短波長磁気光学材料に関しては、これまでに調べ尽くされていると考えられていたTb3+系酸化物ガラスにおいて、無容器溶融法を利用することで新規組成が得られ、Tb3+含有結晶をも凌駕する大きなファラデー回転角と可視-紫外領域での高い透過率が実現した。
バイオガスの過膨張サイクルと直噴成層燃焼による高熱効率化と蓄電池への充電実証

バイオマスをガス化して生成されるバイオガスを燃料として火花点火機関を運転し,以下を明らかにした.超過膨張は,予混合圧縮点火燃焼と排気再循環が図示熱効率45%を達成できる.ガス直噴燃焼は,急速圧縮機を用い,混合の程度を,完全予混合実験の排気組成の結果に基づいて,正規分布を仮定して,平均当量比と分散でモデル化できる.ディーゼルベースの高乱流,高圧縮比燃焼室では,ガス燃焼で,図示熱効率40%程度を達成できる.実バイオガスでは,低温ガス化で正味熱効率30%を達成でき,高温ガス化で22%程度であること,ニッケル水素電池への充電効率は抵抗負荷と同一であり,充放電効率が80%程度であることを明らかにした.一般のガス機関に対する熱効率改善という波及効果を考慮し,研究の目的は以下を提案,検証することにある.(1)過膨張サイクルバイオガス機関,高強度乱流機関,および筒内直噴燃焼による低NOx化と正味熱効率の向上:ボウルインピストン方式の高強度乱流機関を用いて,高膨張比での燃焼期間短縮の効果を検証し,それにガス直噴燃焼を組み合わせることによって,NOx ≦500ppm,正味熱効率40%以上をめざす.本目的のためのディーゼルベース機関(412cc)のテストベンチ構築を行った。シリンダヘッドを改造し、点火栓と圧力変換器を取り付け、ECUを自作し、ガス燃料での運転を可能にした。その結果、メタン、水素の2燃料ガスに加え、CO2希釈の効果を調べるシステムを構築することがでいた。当量比(φ)=0.65-0.8, BMEP=0.28MPa,で正味熱効率22%を達成した。目標の40%には遠く及んでいないが、過大な乱流と低BMEPがおもな原因であり、対策が必要ではあるが、実験システム構築の目的は達成できた。(2)実バイオガスでの実証とニッケル水素電池充電による変動問題の解決:実バイオガスを,上記ボウルインピストンの直噴成層燃焼機関を用い,実バイオガスでの高効率発電運転を実証する.さらに,ニッケル水素電池に充電を行う:実バイオガスを163ccの天然ガス機関を用いて、実証試験を行った。結果は論文執筆に値するもので、従来の他システムでの結果を支持することができた。正味熱効率は低負荷にもかかわらず29%に達し、天然ガスでの最高効率とほぼ等しく、水素成分の貢献が確認できた。(3)論文は執筆中で、日韓共同セミナーへの申請は実施した。(結果は未定)2年目として,(1)模擬バイオガス燃焼,(2)実バイオガス燃焼,(3)急速圧縮機による直噴成層燃焼,そして(4)超過膨張サイクルによる熱効率増大に関する実験的研究を行った.以下に概要を述べる.(1)模擬バイオガスを,高乱流環境をディーゼル機関のボウルインピストン燃焼室で実現したなかで燃焼実験を行った.その結果,乱流強度をスキッシュ強度で,圧縮比をすきま体積でそれぞれ制御してその影響を明らかにした.その結果,実験範囲内において,乱流強度の影響が熱効率に顕著に影響するほどではないこと,圧縮比の増大も単純に熱効率を増大するわけではないこと,などが明らかとなった.また,水素割合の増大はノック限界を低下することなどがわかった.(2)実バイオガス燃焼を,圧縮比12のコージェネ用小型天然ガス機関を用いて実験を行った.性能評価は,触媒を用いた低温ガス化で発生させたガスを用いて行い,交流のままでの電気抵抗での消費,およびブリッジ整流,コンデンサでの平滑,およびニッケル水素電池への充電,という方法での蓄電の二つの方法で実施した.その結果,前年度に比べて発生ガス条件の非常に低い条件で両条件とも実験を行うことができ,最高正味熱効率30%という標準の天然ガス燃焼以上の熱効率を達成することができ,従来の結果の妥当性を証明することができた.さらに,蓄電におけるダイオード効率や変圧器効率が低いという問題は,計測法の問題により発生すること,両効率ともにほぼ100%であることが示唆されたが,さらなる検証が必要である.(3)急速圧縮機による直接噴射燃焼実験は,従来の再現性の問題解決をめざして実験を行った.(4)超過膨張サイクルによる熱効率増大に関する実験的研究は,均一予混合自発点火燃焼(HCCI)の適用を中心として,図示熱効率45%を達成できることなどを明らかにした.所期の目的は,バイオマスガス化燃料の廃棄物処理と再生可能エネルギの観点から,火花点火機関利用の観点から,(1)超過膨張(アトキンソン,ミラー)サイクル効果,(2)ガスの直噴成層燃焼と高強度乱流の効果,

(3)実バイオガスの変動問題をニッケル水素電池充電で解決できることを実証し,廃棄物処理,再生可能エネルギ利用とともに,ガスエンジン一般の熱効率向上への波及効果をねらうことであった.(1)については,均一予混合自発点火燃焼(HCCI)を適用し,排気再循環と吸気加熱を行うことで,図示熱効率45%を達成できることを明らかにした.(2)については,模擬バイオガスを,高乱流環境をディーゼル機関のボウルインピストン燃焼室で実現したなかで,燃焼実験を行うことができ,乱流強度が熱効率に顕著に影響するほどではないこと,圧縮比の増大も単純に熱効率を増大するわけではないこと,そして,水素割合の増大はノック限界を低下することなどがわかった.また,シリンダ内直接噴射燃焼は,急速圧縮機を用いた実験的研究を行い,従来の大きな問題であった点火限界の再現性の問題を,火花放電回路の接地法改善によって解決し,当量比(Φ)=0.05での安定した点火を,従来の圧縮開始後80ms点火および燃料噴射終了時期とすることで実現した.さらに最終年度において,ガス燃料特有と言われてきた混合の不均一性という問題に対して,完全予混合燃焼における排気成分を用い,当量比の正規分布の平均値と分散で不均一性を定量化したモデルを構築し,その有効性を示した.(3)については,実バイオガス燃焼を小型の天然ガス機関を用いて,低温ガス化で生成したバイオガス燃焼を実現し,最高熱効率30%を抵抗負荷で実現できた.さらに最終年度において,蓄電器への充電においても同一の熱効率を達成でき,充放電効率は80%と一般的な値であること,加えて,高温ガス化の実証も行い,最高熱効率は22%に低下することがわかった.バイオマスをガス化して生成されるバイオガスを燃料として火花点火機関を運転し,以下を明らかにした.超過膨張は,予混合圧縮点火燃焼と排気再循環が図示熱効率45%を達成できる.ガス直噴燃焼は,急速圧縮機を用い,混合の程度を,完全予混合実験の排気組成の結果に基づいて,正規分布を仮定して,平均当量比と分散でモデル化できる.ディーゼルベースの高乱流,高圧縮比燃焼室では,ガス燃焼で,図示熱効率40%程度を達成できる.実バイオガスでは,低温ガス化で正味熱効率30%を達成でき,高温ガス化で22%程度であること,ニッケル水素電池への充電効率は抵抗負荷と同一であり,充放電効率が80%程度であることを明らかにした.今年度までに(1)(4)の各項目についての達成度は以下のようであり,総合的に上記の自己点検結果となった.(1)模擬バイオガス燃焼については,実験装置づくりを初年度に完了し,2年目として乱流強度の制御や圧縮比の影響はある程度明らかになったが,高圧縮比が可能なガス燃料で問題になると予想された燃焼期間については,その傾向が現れるに至っていない.燃料の組み合わせなどが限定的であることに起因することの確証が得られていない.さらに,熱効率の絶対値が図示において40%に到達しておらず,チャンピオンデータとしては不十分である.(2)実バイオガス燃焼は,すべてのなかで最も達成度の高い項目であり,来年度分がメインとして予定していた蓄電実験まですでに実施しており,十分な達成度である.今年度は予想を超えて,ニッケル水素バッテリの個数が必要であったことから,実効ある結果が期待される.(3)急速圧縮機を用いたガスの成層燃焼については,懸案の再現性検証を中心に実施してきた.とくに,燃料噴射弁の噴射率の影響を明らかにしてきたが,予想された大幅な希薄燃焼限界の変化が現れてこないなど,十分な達成度とは言えない.(4)超過膨張サイクルによる熱効率増大については,低オクタン燃料である正ヘプタンを中心として,自発点火燃焼との組み合わせ効果を明らかにしてきた.燃焼効率の重要性や,超過膨張効果の利用など,超過膨張効果の観点からは十分な成果と言える.しかしながら,ガス燃料利用の観点からは着手しておらず,上記の模擬バイオガスとの関係を検討しながら再検討を要する段階にあると思われる.熱工学全体的には,ガス燃料の利用という大きな目標に向かっており,動機付けも,シェール革命を含む天然ガス利用を視野に,次世代ガス燃焼の方向付けを与えるとの観点は正しい.しかしながら,4項目にわたる目標設定は広く,収束年度としては,バイオマス燃料の燃焼と蓄電に直接的な成果を,ほかの二つの項目については,間接的な成果になると思われるが,それぞれ以下の方向ですすめる.
心電活動と心筋代謝の蛍光・吸光多波長同時計測システムの試作

心電活動と心筋代謝を光学的に計測するシステムを製作を目指して、電気系、光学系およびコンピュータシステムの設計・製作をおこなった。計測システムの電気的部分については、心臓標本の活動電位に由来する光学的シグナルを多素子フォトダイオードアレイで検出し電気的シグナルに変換・増幅するためのオプトエレクトロニクスの部分については、現有の測定システムをもとに電子回路の適正化と改良(特にノイズの抑制)を進め、ハードウエア、ソフトウエアの両面からその性能向上のための開発をさらに進めた。これと併行して心筋の電気活動をより高精度で検出するための新たな膜電位感受性色素のデザイン`開発も進めた。一方、心筋代謝の光学的測定のためのCCDカメラシステムについて、光学系を含めたハードウエア、およびソフトウエアの両面からの開発・改良を進めた。さらに本研究で開発する計測システムを複数のコンピュータベースの測定システムからなるコンピュータネットワークにより接続された分散処理システムとして捉え、得られたデータを統合的にかつ高速に処理するため、最新のコンピュータネット技術の進歩を取り入れ、システム全体の構成を進めた。さらに、本研究の計測システムをラット心房摘出標本を用いた実験的不整脈発現の実験に適用した結果、この実験系が興奮旋回性不整脈のin vitro実験モデルとしてきわめて有効であることが確認され、本研究の測定システムはこの分野の研究の展開に大きな力を発揮することが明らかとなった。心電活動と心筋代謝を光学的に計測するシステムを製作するため、本年度は、おもに電気系およびコンピュータシステムの設計・製作および現有測定システムの改良をおこなった。心臓標本の自発性の活動電位に由来する光学的シグナルを多素子フォトダイオードアレイで検出し電気的シグナルに変換・増幅するためのオプトエレクトロニクスの部分について、現有の測定システムをもとに、電子回路の適正化と改良(特にノイズの抑制)をさらに進めた。光学的シグナルを出来る限り長時間にわたって多チャンネルの連続記録するためのハードウエアとして、64チャネルA/D変換ボードを備えたコンピュータシステムを2台並列に動作させるシステムを新たに設計し、その製作・組立を開始し、このシステムのための独自のソフトウエアライブラリの開発を進めた。これと並行して心筋の電気活動をより高精度で検出するための新たな膜電位感受性色素のデザイン・開発も進めている。心筋代謝の光学的測定のためのCCDカメラシステムについても、光学系を含めたハードウエア、およびソフトウエアの両面からの検討をおこなった。さらに本研究で開発する計測システムを複数のコンピュータベースの測定システムからなるコンピュータネットワークにより接続された分散処理システムとして捉え、得られたデータを統合的にかつ高速に処理するため、最新のコンピュータ技術の進歩を取り入れたシステム全体の構成の改良を進めた。さらに、動物実験の第一段階として、ラット心房摘出標本を用いた実験的不整脈発現の実験をおこなった。心電活動と心筋代謝を光学的に計測するシステムを製作するため、本年度は、これまでの電気系およびコンピュータシステムの設計・製作および現有測定システムの改良に加え、さらに光学系の検討をおこなった。心臓標本の活動電位に由来する光学的シグナルを多素子フォトダイオードアレイで検出し電気的シグナルに変換・増幅するためのオプトエレクトロニクスの部分については、現有の測定システムをもとに電子回路の適正化と改良(特にノイズの抑制)をさらに進め、長時間にわたる光学的シグナルの多チャンネル連続記録のためのハードウェアとして、64チャネルA/D変換ボードを備えたコンピュータシステムを2台並列に動作させるシステムを設計し、その製作・組立をソフトウエアライブラリの開発とともに進めている。心筋代謝の光学的測定のためのCCDカメラシステムについて、光学系を含めたハードウエア、およびソフトウエアの両面からの検討をおこなった結果、蛍光測定のための励起光の光源として、ライトガイドによる照明系を導入した。さらに本研究で開発する計測システムを複数のコンピュータベースの測定システムからなるコンピュータネットワークにより接続された分散処理システムとして捉え、得られたデータを統合的にかつ高速に処理するため、最新のコンピュータネット技術の進歩を取り入れ、システム全体の構成の改良を進めた。さらに、動物実験として、ラット心房摘出標本を用いた実験的不整脈発現の実験を進めた。

心電活動と心筋代謝を光学的に計測するシステムを製作するため、本年度は、電気系およびコンピュータシステムをふくむ測定システムおよび光学系の改良を進める一方、動物実験への応用をおこなった。心臓標本の活動電位に由来する光学的シグナルを多素子フォトダイオードアレイで検出し電気的シグナルに変換・増幅するためのオプトエレクトロニクスの部分については、電子回路の適正化と改良(特にノイズの抑制)をさらに進め、長時間にわたる光学的シグナルの多チャンネル連続記録のためハードウエアの改良をソフトウエアライブラリの開発とともに進めた。これと併用して心筋の電気活動をより高精度で検出するための新たな膜電位感受性色素のデザイン・開発も進めた。心筋代謝の光学的測定のためのCCDカメラシステムについて、光学系を含めたハードウエア、およびソフトウエアの両面からの検討をおこなった。一方、本研究で開発する計測システムを複数のコンピュータベースの測定システムからなるコンピュータネットワークにより接続された分散処理システムとして捉え、得られたデータを統合的にかつ高速に処理するため、最新のコンピュータネット技術の進歩を取り入れ、システム全体の構成の改良を進めた。さらに、本研究の計測システムをラット心房摘出標本を用いた実験的不整脈発現の実験に適用した結果、この実験系が興奮旋回性不整脈のin vitro実験モデルとしてきわめて有効であることが確認され、本研究の測定システムはこの分野の研究の展開に大きな力を発揮することが明らかとなった。
ヒストンと多機能性転写因子による染色体現象の統合的制御機構

染色体DNAは複製、転写、組換えなどの多彩な代謝現象の舞台となるが、私は、凝縮したクロマチン構造中で、いかにして適切な反応が適切な状況において起こるのか、という点に注目している。本研究では、分裂酵母を用い、相同組換えと転写の双方を活性化するAtf1-Pcr1と染色体の主要構成成分のヒストンの二つの因子に注目して、これらの相同組換えと転写における役割を明らかにすることを試みた。その結果。主に次の3つの結果を得た。(1)Atf1の転写活性化ドメインを同定し、これが、転写制御に関わることを見いだした。興味深いことにこのドメインは組換えにも関与していた。(2)Atf1-Pcr1依存的に相同組換えが起こっている部位と、転写が起こっている部位とで、ヒストンの修飾パターンを調べたところ、前者ではヒストンH3の9番目のリジンのアセチル化(H3K9ac)のみが、後者では、H3K9acに加えて、同ヒストンの14番目のリジンのアセチル化と4番目のリジンのトリメチル化(H3K4me3)が見られた。(3)H3K9acはAtf1-Pcr1の結合に関わらず、一般的に相同組換えに関与することがわかった。その結果。染色体DNAは複製、転写、組換えなどの多彩な代謝現象の舞台となる。これらの現象群は全て生命活動を根幹から支えており、適切な反応が適切な状況において起こるよう統合的に制御されていると思われる。私は、その制御機構を明らかにすることを目指し、分裂酵母のヒストンとAtf1-Pcr1とよばれるタンパク質に注目して研究を行っている。前者は最も主要な染色体タンパク質であり、後者はATF/CREBファミリー転写因子からなるヘテロダイマーで転写や相同組換え等複数の染色体現象を制御する多機能性DNA結合転写因子である。本研究では、それらが特に転写と組換えを活性化する際の分子的特徴や役割を明らかにする。平成22年度においては、Atf1-Pcr1が転写を活性化している場合と相同組換えを活性化している場合の二つに注目し、(1)Atf1-Pcr1の機能部位、(2)Atf1-Pcr1の結合部位周辺でのヒストン修飾状態、を検討し、次の結果を得た。(1)酵母One-Hybrid法を用いて、Atf1の転写活性化ドメインを同定した。このドメインを欠損した株を作製し、解析したところ、ストレス応答遺伝子の転写が部分的に抑制されることがわかった。(2)転写、相同組換えの二つの場合において共通に見られる修飾、どちらか一方に特有な修飾が見られることがわかった。(1)の知見は、Atf1の多機能性の分子基盤に迫るための大きな手がかりになると期待できる。また、(2)の知見はAtf1がヒストンの修飾を介して下流の現象を制御することを示唆しており、複数の染色体現象が共通の因子により制御される機構を考える上で重要である。複製、転写、組換えなどの染色体DNA関連現象群は全て生命活動を根幹から支えており、適切な反応が適切な状況において起こるよう統合的に制御されている。私は、その制御機構を明らかにすることを目指し、分裂酵母のヒストンとAtf1-Pcrlとよばれるタンパク質に注目して研究を行っている。前者は最も主要な染色体タンパク質であり、後者はATF/CREBファミリー転写因子からなるヘテロダイマーで転写や相同組換え等複数の現象を制御する多機能性DNA結合転写因子である。前年度作製したAtflの転写活性化ドメイン(TAD)の欠損株(TAD△株)の表現型を解析した。その結果、TAD△株では、酸化ストレス等の環境ストレスへの感受性がやや昂進すること及びストレス応答に際しての転写プログラムの調節に部分的な異常を示すことがわかった。また、Atf1依存的な減数分裂期相同組換えが部分的に低下することが明らかになった。これは、TADが複数の現象に機能すること、及び他の要素の関与もすることを示している。転写を活性化するAtf1-Pcrlのヒストン修飾への影響を調べた。

そのため、酸化ストレスに曝された細胞で、Atf1依存的に転写が活性化されるcttr遺伝子のプロモーター付近に注目した。その結果、転写が活性化される際に特徴的にヒストン修飾パターンが明らかになった。これは、前年度に明らかにした、Atf1-Pcrl依存的なホットスポット周辺におけるピストン修飾とは異なるものであった。各修飾の転写や組換えへの影響を調べるため、修飾導入酵素の変異体、ヒストンの非修飾残基の変異体を作製した。現在、これらの表現型解析を行っている。転写や組換えなどに代表される染色体DNA関連現象群は生命活動を根幹から支えており、適切な反応が適切な状況において起こるよう統合的に制御されている。私は、その制御機構を明らかにすることを目指し、分裂酵母のヒストンとAtf1-Pcr1とよばれるタンパク質に注目して研究を行っている。前者は最も主要な染色体タンパク質であり、後者はATF/CREBファミリー転写因子からなるヘテロダイマーで転写や相同組換え等複数の現象を制御する多機能性DNA結合転写因子である。本研究では、それらが特に転写と組換えを活性化する際の分子的特徴や役割を明らかにする。(1)前年度までに得た、Atf1-Pcr1の機能部位の解析結果をもとに、論文発表の準備を進めた。(2)前年度までに、Atf1依存的に転写が活性化されるctt1+遺伝子の転写プロモーター付近とAtf1-Pcr1依存的なホットスポット(相同組換えが頻発する場所)周辺とで、周辺のヒストン修飾様式が異なることを見いだしていた。本年度は、分裂酵母の全てのホットスポットでのヒストン修飾とその機能を調べた。その結果、Atf1-Pcr1の結合配列の有無に関わらず、8割以上のホットスポットで、Atf1-Pcr1依存的なホットスポットと同様の修飾パターンを示すことがわかった。その一つであるヒストンH3リジン9のアセチル化(H3K9ac)の機能を、同残基の変異体を作製して調べた。その結果、ほとんどのホットスポットにおいて確かにH3K9acが相同組換えの開始を促進することがわかった。多くの計画については、交付申請書に記載した実験計画どおりに進行している。興味深いヒストン修飾を導入すると考えられる酵素の候補が複数存在し、当初予定した変異体解析が困難なケースにも直面したが、ヒストンに変異を導入することでその困難を回避している。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り、Atf1-Pcr1の多機能性について解析を進めるが、得られた知見の一般性についても検証を行いたい。このため、ゲノムワイドでの解析も積極的に導入するようにする。既にいくつかの実験については予備実験を終え、興味深い結果を得ている。これまでにいくつかの変異体の作製を完了している。今後はこれらの解析に重点をおき、できるだけ多角的に検討することを心がける。
遺伝子多型に基づいた抗うつ薬アドヒアランス予測指標の確立

背景:抗うつ薬の服薬忍容性に関与する遺伝子多型として幾つかの遺伝子多型が報告されてきた。しかし、多くは抗うつ薬の単剤処方例から得られた結果であり、薬剤が併用されることの多い臨床への応用には難しい側面がある。また、服薬忍容性の基準は、副作用発現率や服薬自己中断の頻度などが頻用されているが、患者の服薬への姿勢や、作用や副作用に関する自覚といった服薬アドヒアランスに着目した研究は殆ど実施されていなかった。目的:本研究の目的は、抗うつ薬の単剤処方例及び併用例の患者を対象とし、抗うつ薬処方量のイミプラミン換算値と、副作用発現率、服薬アドヒアランスのスコア、及び抗うつ薬の服薬忍容性に関与する可能性のある遺伝子多型(5-HTT LPR、5-HT_<1A> C1019G、5-HT_<2A>-1438 G>A)との関連を評価した。方法:本研究は、秋田大学医学部倫理委員会の承認を得た後、秋田大学医学部附属病院精神科病棟において、抗うつ薬が処方された入院患者95名を対象に行った。薬物調整終了後、患者が服薬自己管理を開始した時点で、入院後に経験した副作用を副作用評価シートにより、また服薬アドヒアランスをDAI-10 (drug attitude inventory-10)により評価した。遺伝子多型はPCR-RFLP法により決定した。結果: 5-HT_<2A>受容体の遺伝子多型である-1438G>AのGアレル保有者では、副作用発現頻度がAA群の63.5%と比べて76.1%と有意に高く(p=0.0265)、イミプラミン換算値と副作用の発現頻度との間に有意な相関(p=0.0019)が認められた。また、同アレル保有者では、DAI-10スコアがAA群の4.97±0.93に比べて2.96±0.88と有意に低値であった(p=0.035)。なお、各アレル保有者間の年齢、性別、抗うつ薬の種類やその他併用薬間で有意な違いは認められなかった。考察: 5-HT_<2A>-1438G>A多型のGアレル保有者では抗うつ薬の副作用が発現しやすく、結果として服薬ノンアドヒアランスに陥りやすいと推察される。本研究により、遺伝子多型に基づき抗うつ薬の服薬アドヒアランスの評価や予測に応用できる可能性が示唆された。