hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯列欠損拡大のリスク因子の解明と予後予測モデルの構築：多施設共同研究

本研究は、部分入れ歯(以下、義歯とする)を装着した患者さんを対象に、その後の経過をフォローする観察研究によって、歯の喪失に関するリスク因子を解明し、歯やお口の健康状態の未来予測ツールを開発することを目的としている。研究対象者のリクルートとベースライン調査を実施し、調査参加者の特性について分析を行った。調査対象施設において、2016年11月2017年3月までに義歯装着者数は約120名で、その内、包含基準を満たす対象者は65名であったが、実際に研究調査参加協力の意志のある対象者は25名(参加率30%)となった。年齢は72歳(中央値,IQR: 68-76)、残存歯数は19本(中央値,IQR: 11-22)、義歯使用期歴は14年(中央値,IQR: 5-20)であった。歯の喪失に関連する因子の一つに、義歯治療終了後の口腔衛生管理が挙げられるが、本研究対象者の半数以上が「口腔内」および「義歯」について適切な口腔衛生管理が行われていなかった。さらに、半数が軽度認知障害が疑われる状態であり、特に口腔衛生管理が不十分となっていた。また、対象者の約80%が中等度重度の歯周病を患っているにも関わらず、適切な治療やプロフェッショナルケアを受診していないことが明らかとなった。現段階では、長期経過を記録したデータではないが、義歯装着患者のほとんどが、自立した高齢者であっても、治療後のアフターケアを適切に自己管理できていないことが分かった。今後は、患者教育とともにプロフェッショナルケアの定期的な介入を徹底し、患者のコンプライアンスを向上させるための効果的なアプローチ法を確立させる必要があると考えられた。本研究では、部分入れ歯(以下、義歯とする)を装着した患者さんを対象に、その後の経過観察研究によって、歯の喪失に関するリスク因子を解明し、歯やお口の健康状態の未来予測ツールを開発することを目的としている。今年度は、協力施設(新潟大学医歯学総合病院義歯診療科と医療法人社団慧真会倉嶋歯科クリニック)との綿密な打ち合わせのもと、研究対象者のリクルートとベースライン調査の実施を行った。また、研究テーマに関連する国内外の学術大会への参加や書籍から、最新の情報収集・情報交換を行うよう努めた。実際のベースライン調査において、各調査対象施設における義歯装着者数(2016年11月2017年3月)は、新潟大学医歯学総合病院義歯診療科:110名(うち60名が包含基準満たす)倉嶋歯科クリニック:7名(うち5名が包含基準を満たす)であった。包含基準を満たす対象者計65名のうち、研究調査参加協力の意志のある対象者は約25名で、現段階でベースライン調査実施修了となった患者は21名である。同意取得率は約30%であり、想定していたよりも参加協力を拒否されることが多く、目標サンプルサイズ(100名)までは年度内に満たすことができなかった。調査に参加した対象者の大半が『不安だったけれど色々勉強になったので、参加して良かった。来年もお願いします。』等と感想を述べており、来年度調査時のリコール率は高くなるものと予想する。調査結果は、後日個別にフィードバックを行っている。ベースライン調査にかかる費用や時間は、予定通りで問題はなく、2017年5月・6月予定の調査が終わり次第、収集したデータをデータベース化し、一旦記述的分析を行う予定で、現時点では提示できる研究結果はない。予定ではベースライン調査は終了しているが、ベースライン調査スタート時期が遅れためにデータベース化には至っていない。主な理由は、主任研究者が所属機関を変更しセットアップに時間が必要だったことと、協力施設が当初予定していたよりも減少してしまったことである。また初対面の患者から研究協力の同意を得ることが、やや困難であった。

今後は、患者教育とともにプロフェッショナルケアの定期的な介入を徹底し、患者のコンプライアンスを向上させるための効果的なアプローチ法を確立させる必要があると考えられた。対象者のリクルートを継続し対象者数を最大限確保することに努める。また、平成28年度に確保できた対象者のデータベース化を進め、中間分析を実行する。研究遂行の進捗状況が遅れているために、対象者数が見込みよりも少なかったことと、予定していたデータベース化が実施できなかった。そのために使用する物品費と人件費が余剰となった。今後も同じペースで対象者がリクルートできる予定であり、調査実施に関わる物品費とデータベース化するための人件費に使用する。また、次年度には中間結果報告も計画しており、国際学会参加旅費と論文投稿費に使用する予定である。
単球／マクロファージに発現するＥｐｈＡ２の機能解析と炎症血管標的分子としての評価

平成25年度は次の研究を行った。1.shRNAプラスミドの作製とノックダウン(KD)効果の検証:ヒトとマウスのEphA2とephrin-A1に対し,遺伝子発現のKD効果が予想されるshRNAを設計しpRNATプラスミドに挿入した。全長のEphA2あるいはephrin-A1を発現するプラスミドとともにcos-7細胞へ遺伝子導入して,KD効果をRT-PCRとウエスタンブロットにより検証した。その結果,ヒトとマウスのEphA2では80%以上のKD効果を示すプラスミドの作製に成功した。ephrin-A1については十分なKD効果が得られていない。shRNAを再設計しKD効果の検証実験を進めている。2.単球/マクロファージ(MΦ)の接着および血管内皮細胞(EC)層通過機構とEphA2/ephrin-A1(in vitroの実験):(1)Stripe assay法を開発した。この方法で単球/MΦはephrin-A1及びEphA2と結合すると,接着が促進され突起形成が誘導されることを明らかにした。(2)トランスウェルを用いた実験によりJ774.1(単球/MΦ系細胞株)はephrin-A1の活性化により遊走能が上昇することが判明した。(3)J774.1においてEphA2発現がKDしたGFP陽性の安定発現株が2株得られている。3.脾臓におけるEphA2/ephrin-A1発現:マウス脾臓において脾洞および赤脾髄のECにEphA2およびephrin-A1が発現することを明らかにした。赤脾髄に分布するER-TR7(細網細胞マーカー)陽性細胞はEphA2を強く発現することも判明した。これらの結果から,脾臓は本研究のin vivo実験に適する器官であることが確認できた。平成24年度は次の研究を行った。5. EphA2/ephrin-A1シグナルがECの接着・AF形成に及ぼす影響:ephrin-A1-Fc-beadsはECに吸着し,ECの膜退縮を誘導した。Beadsの周囲には密なAFが形成され,EphAの活性化はAF形成を誘導することが判明した。平成26年度は次の研究を行った。3.単球/MΦ系細胞と血管内皮細胞の共培養系でEphA2およびephrin-A1が血管内皮細胞層通過に及ぼす影響を検討した。血管内皮細胞層上にEphA2δC-GFP-J774.1,ephrin-A1-KD-J774.1またはGFP-J774.1を播種し,基底側への浸潤性状を比較した結果,基底側への移動は対照株の方が顕著であった。現在,統計解析を進めている。4.前年度に,EphA2は脾洞にephrin-A1は脾洞および辺縁帯の毛細血管に発現することを明らかにした。クロドロン酸リポソーム(CL)腹腔内投与1日後の赤脾髄MΦが選択的に除去された脾臓において,EphA2とephrin-A1発現は有意に上昇することを明らかにした。CL投与マウスに異なる色の細胞追跡用蛍光色素で標識した同数のEphA2δC-GFP-J774.1と親株J774.1を静注し,脾臓に浸潤した蛍光標識細胞の分布と細胞数を比較した。その結果,親株と比較して3倍を超えるEphA2δC-GFP-J774.1細胞が脾臓内に浸潤しており,ほとんど細胞は赤脾髄および辺縁帯に局在していた。獣医解剖学項目(1)は計画の3/5程度の達成度である。EphA2のKDプラスミドは完成したが,ephrin-A1のKDプラスミドはマウス用とヒト用ともに完成していない。別のプログラムを使用してshRNAを再設計しKD効果を検討中である。これまでの報告ではephrin-A1のKD効率は50%前後と低いため,KD効率の高いプラスミドの作製は困難である可能性がある。項目(3)は計画の3/4程度の達成度である。ECをトランスウェルで培養すると,孔サイズが3μmの場合でも下部チャンバーに遊走するため,トランスウェルを用いてECを培養し,その上に単球/MΦを播種する方法でEphA2/ephrin-A1シグナルをEC層通過の観点から検討することは困難であることが判明した。その後実験を進め,ガラスボトムディッシュの共培養系で代替の実験が可能であることが分かったので,計画を再検討している。一方,項目(4)については,計画通り実行することができた。以上より,現在までの達成度は年度当初計画の8割程度で,やや遅れていると判断される。研究が進捗した場合に前倒して行う項目(5),(6)を含め,以下の5項目を行う実験計画を立てた。(1)単球/MΦへの分化および炎症性サイトカインがEphA2/ephrin-A1発現に及ぼす影響の検討。(2) EphA2とephrin-A1の発現ノックダウンベクターの作製。(3) EphA2/ephrin-A1シグナルが単球/MΦの接着・遊走およびアクチン線維形成に及ぼす影響の検討。(4) EphA2/ephrin-A1シグナルが血管内皮細胞の接着とアクチン線維形成に及ぼす影響の検討。(5) EphA2/ephrin-A

1シグナルが単球/MΦの経内皮細胞移動に及ぼす影響のトランスウェルを用いた検討。(6)シグナルの下流にアクチン制御分子RhoファミリーGTPaseの関与の有無を検討。項目(1),(3),(4)については,計画どおり実行することができた。また,上記項目に加え,EphA2とephrin-A1だけでなく,すべてのAサブクラス発現を検討した。当該項目の担当者の一人である連携研究者が育児休業を取って休職し,その後退職したため,項目(2)は遅れている。ヒトとマウスのfull lengthのEphA2を発現するプラスミドとそれぞれ3種類のshRNAを発現するプラスミドは作製済みで,ノックダウン効率を検討中である。また,ウイルスベクターの感染効率は悪く,遺伝子導入法を再検する必要がある。項目(5),(6)は,研究が進捗した場合に行うことを計画した項目で,また,項目(2)で作成した材料を使用するため,実行できていない。以上より,現在までの達成度は計画の89割程度であるが,当初計画にない項目も実行したため,やや遅れているが,比較的順調に進んでいると判断できる。本研究は,仮説「ephrin-A1とEphA2を発現する単球/マクロファージ(MΦ)は血管内皮細胞(EC)のEphA2とephrin-A1を標的に連結・接着し,両細胞で発生するEphA2/ephrin-A1シグナルは単球/MΦのEC層の通過に関与する」を検証する研究である。個々の細胞を対象にしたこれまでのin vitro実験では,仮説に沿った結果が得られている。セルソーターが新規導入されたため,計画に変更を加え以下の項目の研究を進める。(1)単球/MΦとECの接触により発生するEphA2/ephrin-A1シグナルをEC層の通過の観点からin vitro実験系で検討する。EphA2とephrin-A1発現がノックダウン(KD)された単球/MΦ系細胞(J774.1では安定発現株として作製)およびECを作製して検討する。仮説成立の確証が得られた時点で,in vivoの実験を始める。(4)対象組織・器官へ血管外遊走により浸潤した単球/MΦについて(in vivo実験系),EphA2およびephrin-A1発現強度と浸潤細胞数の割合を,セルソーター(S3,バイオラッド;平成25年度末に新規導入)を用いて解析し,EphA2/ephrin-A1発現と単球/MΦのEC層の通過性の関係を検討する。この機器の使用で実験を単純化できるので時間の短縮化が期待できる。本研究は,仮説「ephrin-A1,EphA2を発現する単球/MΦはECのEphA2,ephrin-A1を標的に連結・接着し,両細胞で発生するEphA2/ephrin-A1シグナルは経内皮移動に関与する」を検証する研究である。昨年度,細胞個々の実験で仮説に沿った結果が得られた。この成果と研究動向より,項目(2)(4)の変更を加え当初計画の項目(1)を進める。(1)単球/MΦとECの接触で発生するEphA2/ephrin-A1シグナルを経内皮移動の観点からin vitro検討し,仮説成立に確証が得られた時点で,in vivoの実験を開始する。(2)EphAとephrin-Aは同一サブクラス内で結合する。EphA2とephrin-
高校生の就職決定後の自己評価（納得感等）に影響を与える要因と離職意識に関する研究

本研究では,就職を希望する高校生を対象に,キャリア選択時の納得感に関してインタビューを行い,得られた質的データをM-GTAを参考に分析し,仮説的モデルを生成する(研究1)。次に,キャリア選択に対する納得感を量的に測定できる尺度を開発し(研究2),質問紙調査を短期縦断的に行い,その納得感に影響を及ぼす要因を検討する(研究3)。さらに,研究3の調査協力者のうち同意を得られた者を対象に追跡調査を行い,就職1年目の離職意識と高校3年時のキャリア選択における納得感やその関連要因との関係を検討する(研究4)ことを目的とする。平成30年度は,約1800人を対象に4回の調査を行った。まず、研究1の結果に基づいて、キャリア選択に対する納得感を量的に測定できる尺度として、意義(第1因子)と見通し(第2因子)から構成される「キャリア選択に対する納得感尺度」を開発した(研究2)。また、キャリア選択を考えるときに行われている内的基準を外的基準に照らして吟味し,外的基準が内的基準を刺激していることを測定できる「キャリア選択に対する熟考尺度」(1因子構造)およびキャリア選択時におけるあきらめを測定する「キャリア選択に対する上手な諦め尺度」(1因子構造)を開発した。これらの尺度および研究1の結果に基づいて抽出された要因であるストレス反応、就職活動における非機能的認知、ソーシャルサポートを測定し、キャリア選択時の納得感に影響を及ぼす要因を調査した。(研究3:現在分析中)。最後に、平成31年度の追跡調査の準備を行った。当初の計画通り,研究協力を得られた就職希望者1800名に対して,4回の調査を行えた。また、尺度開発も順調に行った。さらに,研究4を実施する調査計画を立て,すでに岩手大学倫理審査委員会の承認を得ており、各学校長の許可を得たのち、平成30年度調査協力者に対して追跡調査の依頼をすませている。平成31年度は,本研究の主目的である就職1年目の離職意識と高校時のキャリア選択に関する要因との関連を調査する予定である。そのための準備として、当該大学における倫理委員会承認、調査協力校の学校長の許可および調査協力者への依頼は済んでいる。10月に行われる調査に向けて、調査内容の検討を行っていく。追跡調査のためどのくらいの数が確保できるか不明であるため、少数の場合に備えて、平成30年度の協力者からインタビュー調査も行う予定である。また、開発した尺度の再検査信頼性や妥当性の検討を行う予定である。本研究では,就職を希望する高校生を対象に,就職内定後の自己評価に関してインタビューを行い,得られた質的データをM-GTAを参考に分析し,仮説的モデルを生成する(研究1)。次に,就職内定後の自己評価を量的に測定できる尺度を開発し(研究2),質問紙調査を短期縦断的に行い,就職内定後の自己評価に影響を及ぼす要因を検討する(研究3)。さらに,研究3の調査協力者のうち同意を得られた者を対象に追跡調査を行い,就職1年目の離職意識と高校3年時の就職内定後の自己評価やその関連要因との関係を検討する(研究4)ことを目的とする。平成29年度は,学校長の許可のもと,研究協力を得られた就職希望者31名に対して,就職内定後の自己評価について,インタビューを行った。得られた質的データを整理して,カテゴリー化を行い複数のカテゴリーから概念化を行った。修正と統合を繰り返し,結果図を作成した。この結果図から,内的基準を外的基準に照らして吟味し,あるいは,外的基準が内的基準を刺激していること,この刺激と吟味という相互作用の中で,内的基準と外的基準が一致に近づき,納得感に至るプロセスが想定された。以上により,高校生の語りに基づいた分析により実態に近いプロセスが生成できたことは,平成30年度に行う量的研究を行う上で,意義のあることと考える。また,得られた仮説モデルから,就職内定後の自己評価に影響を与える要因を検討した。さらに,就職内定後の自己評価に関する項目群と内的ー外的基準に関する項目群を作成した。就職内定後の自己評価に関する項目群については,予備的な検討を行った(大谷・山本, 2017)。当初の計画通り,研究協力を得られた就職希望者に対して,就職内定後の自己評価について,インタビューを行うことができた。予定していた20名おり多い31名を対象に行うことができ,質的データを十分に得ることができた。また,研究2および研究3を実施する調査計画を立て,すでに岩手大学倫理審査委員会の承認を得ている。調査対象校の一部から内諾を得ることができている。

まず、研究1の結果に基づいて、キャリア選択に対する納得感を量的に測定できる尺度として、意義(第1因子)と見通し(第2因子)から構成される「キャリア選択に対する納得感尺度」を開発した(研究2)。また、キャリア選択を考えるときに行われている内的基準を外的基準に照らして吟味し,外的基準が内的基準を刺激していることを測定できる「キャリア選択に対する熟考尺度」(1因子構造)およびキャリア選択時におけるあきらめを測定する「キャリア選択に対する上手な諦め尺度」(1因子構造)を開発した。これらの尺度および研究1の結果に基づいて抽出された要因であるストレス反応、就職活動における非機能的認知、ソーシャルサポートを測定し、キャリア選択時の納得感に影響を及ぼす要因を調査した。(研究3:現在分析中)。最後に、平成31年度の追跡調査の準備を行った。当初の計画通り,研究協力を得られた就職希望者1800名に対して,4回の調査を行えた。また、尺度開発も順調に行った。さらに,研究4を実施する調査計画を立て,すでに岩手大学倫理審査委員会の承認を得ており、各学校長の許可を得たのち、平成30年度調査協力者に対して追跡調査の依頼をすませている。平成30年度は,研究1で得られた仮説モデルから,就職内定後の自己評価に影響を与える要因を短期縦断的調査により検討する。就職を希望する高校3年生を対象にするため,行う時期が重要である。研究の主旨を理解してもらうことが必要なため,すでに数校の学校長から研究遂行の内諾を得ており,現在,十分なデータ数を確保するため,他の高校と研究実施交渉を進めている。平成29年度に作成した就職内定後の自己評価に関する項目群と内的ー外的基準に関する項目群に関して,尺度構成および信頼性,妥当性の検討に至っていないという課題が残っているため,この研究も実施していく。平成31年度は,本研究の主目的である就職1年目の離職意識と高校時のキャリア選択に関する要因との関連を調査する予定である。そのための準備として、当該大学における倫理委員会承認、調査協力校の学校長の許可および調査協力者への依頼は済んでいる。10月に行われる調査に向けて、調査内容の検討を行っていく。追跡調査のためどのくらいの数が確保できるか不明であるため、少数の場合に備えて、平成30年度の協力者からインタビュー調査も行う予定である。また、開発した尺度の再検査信頼性や妥当性の検討を行う予定である。平成29度は,予定していた質問紙調査が少ない規模での実施になったことから,研究費に残額が生じ,平成30年度へ繰り越し金が発生した。所属大学が変更になったことから,研究環境の整備のための予算を計上する。また,計画では予定していなかったが,研究の効率性を考え,質問紙の印刷,発送作業を委託することを予定している。研究分担者の竹下浩氏は,質的データの分析手法である修正版グラウンデットアプローチの専門家である。竹下氏を追加したことにより,インタビューデータの分析作業が進展したが,研究上の打ち合わせのための旅費やデータ整理のための費用等が必要になった。このことにより,平成30年度後期に必要な研究費(調査旅費,インターネット調査のシステム使用料など)を,前倒し支払請求することとした。
脂肪細胞分化におけるclonal expansionと分化シグナルの切り換え機構

肥満に直結する脂肪細胞分化の重要な制御因子として、PPARγ(Peroxisome Proliferator-Activates Receptorγ)やC/EBP(CCAAT/Enhancer-Binding Protein)ファミリーが同定された。しかし、これらが発現するのは、脂肪細胞分化の中期であり、脂肪細胞分化の最も初期における変化は未だ不明な点が多い。脂肪細胞の分化には、細胞がconfluentに達した後、clonal expansionというステップを経る必要が有り、その後分化の過程に進むことが知られている。しかし、この切り換えスイッチの機構については全くわかっていない。最近我々は、脂肪細胞分化初期すなわちclonal expansionの時期に発現が増加する因子として、Rhoファミリーの一つであるTCLを同定した。そこで脂肪細胞分化初期におけるTCLの機能解明を目的とし以下のことを明らかとした。1)TCLの発現により発現量が増加する因子をPCRサブトラクション法を用いて単離した。それらの脂肪細胞分化過程初期における発現量変化について検討したところ、TCLと同様に分化初期に発現量が一過性に増加するものや、経時的に発現が増加していくもの、減少していくものなど様々な発現パターンが得られた。肥満に直結する脂肪細胞分化の重要な制御因子として、PPARγ(Peroxisome Proliferator-Activated Receptorγ)やC/EBP(CCAAT/Enhancer-Binding Protein)ファミリーが同定された。最近我々は、脂肪細胞分化初期すなわちclonal expansionの時期に発現が増加する因子として、Rhoファミリーの一つであるTCLおよびG proteinシグナルに関わるRGSファミリーの一つであるRGS2を同定した。そこで脂肪細胞分化初期におけるTCLおよびRGS2の機能解明を目的とし以下のことを明らかとした。1)TCL強制発現細胞を用いた解析により、TCLは、脂肪細胞分化に重要な役割を果たしていることを明らかとした。特に、PPARγに至る経路に深く関わっていることを明らかとした。2)TCLの標的遺伝子を検討するため、サブトラクション法を用いて、TCLにより発現が増加または減少する遺伝子群を多数単離した。これらの一部の遺伝子は、脂肪細胞分化においてもTCLの発現と良く相関し、脂肪細胞分化初期に関連する可能性が示唆された。3)RGS2強制発現細胞を用いた解析の結果、RGS2もTCLと同様脂肪細胞分化に重要な役割を果たしていることを明らかとした。またTCLと同様、PPARγに至る経路に深く関わっていることを明らかとした。4)RGS2の標的遺伝子を検討するため、DNAチップ法をおよび二次元電気泳動法を用いて、RGS2により発現が増加または減少する遺伝子群を多数単離した。これらの一部の遺伝子は、脂肪細胞分化においてもRGS2の発現と良く相関し、脂肪細胞分化初期に関連する可能性が示唆された。さらに、pull-down assayにより、RGS2と相互作用する因子を複数認めた。その一部については、質量分析計により同定を行った。以上のように、TCLおよびRGS2が共に、脂肪細胞分化初期に重要な役割を果たしていることを明らかにするとともに、それらの標的遺伝子群の候補を多数同定した。3)上記のstable transformantsについて誘導誘導実験を行ったところ、不活性型TCL発現細胞の分化能が抑制されることが明らかとなった。
武器甲虫をモデルとした表現型可塑性のエピゲノム制御機構の解析

同じゲノムの個体が種々の表現型を示す表現型の可塑性は、生物全体に見られる現象であるが、その機構はわかっていない。本研究では、表現型可塑性が武器形質に見られる昆虫オオツノコクヌストモドキを用いて、発生時の栄養と武器形質を結びつけるエピゲノム分子機構を明らかにした。RNA-seqにより未同定のエピゲノム因子を多数同定し、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)などの遺伝子をノックダウンしたところ、大顎形質が特異的にHDAC摂動の影響を受けることを見出した。また、HDAC摂動により翅では大顎と反対方向にサイズ変化が生じることも明らかになった。以上から表現型可塑性にはエピゲノム制御が重要なことがわかった。個体発生時における栄養環境は、エピゲノム変化を通じて成体時の代謝性疾患の発生率や次世代の形質に影響を及ぼすことが知られている。同じゲノムDNAを持つ個体が種々の表現型を示す「表現型の可塑性」にも同様の分子機構の関与が示唆されている。表現型の可塑性が強く作用する昆虫では、幼虫時の栄養環境が武器形質やカースト分化を左右することが知られている。しかしながら、表現型可塑性とエピゲノム制御を結びつける直接的な証拠はまだ得られていない。そこで本研究では、武器甲虫であるオオツノコクヌストモドキを用いて、発生時の栄養と、武器形質の表現型可塑性を結びつけるエピゲノム分子機構を明らかにする。今年度は、オオツノコクヌストモドキの幼虫期・蛹期・成虫期の個体から全RNAを抽出し、polyA+RNAを逆転写してライブラリを作製し、次世代シークエンサーによるde novo RNA-seq解析を行った。さらに、比較トランスクリプトームデータの取得を開始した。加えて、類縁種であるコクヌストモドキのゲノム配列を利用して、発生期に頭部等で発現するエピゲノム因子群のリストアップを完了した。得られたデータからヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)、DNAメチル化酵素、ポリコーム群などの遺伝子群を中心に、RNAiを用いて武器の表現型可塑性に関わる遺伝子を解析し、HDACが表現型可塑性を正負の両方向に制御することを示唆する証拠を得た。本年度予定していた次世代シークエンサーを用いたde novo RNA-seq解析は予定通り進捗し、これまでに60以上のオオツノコクヌストモドキのエピゲノム関連遺伝子の同定に成功した。これらのうち、10遺伝子程度について、前蛹期におけるRNAiによるノックダウン実験を実施し、武器形質の表現型可塑性に関わるエピゲノム因子の絞り込みに成功した。特に、HDACとポリコーム群の関与が重要であることがわかり、これに関しては現在論文発表の準備が進んでいる(再投稿準備中)。多細胞真核生物の個体発生時における栄養環境は、エピゲノム変化を通じて成体時の代謝性疾患の発生率や次世代の形質に影響を及ぼすことが知られている。そこで本研究では、武器甲虫であるオオツノコクヌストモドキを用いて、発生時の栄養と、武器形質の表現型可塑性を結びつけるエピゲノム分子機構を明らかにした。昨年度までに、次世代シークエンサーを用いたde novo RNA-seqにより、未同定のエピゲノム因子を多数同定した。また、RNAi実験を試行して、HDACの一部が表現型可塑性の制御に重要な役割を果たすことを見出している。最終年度にあたる今年度は、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)、DNAメチル化酵素、ポリコーム群などの遺伝子群に関するRNAi実験を多数実施し、生じた全身の形態表現型を詳細に定量分析し、統計的な解析を行った。その結果、幼虫期の栄養条件によりサイズに負の相関が見られる大顎と翅のサイズについて、HDAC摂動でも同様の負の相関がみられた。また、初期の幼虫期、終齢幼虫期のいずれにおいてHDACのRNAiを実施し、時期によらず大顎が非常に強くHDAC摂動の影響を受けることを見出した。これらの結果をPNAS誌で発表し、プレスリリースも行った。H28年度はエピゲノム因子に加え、栄養応答シグナル伝達系路の遺伝子についてもノックダウン実験を行う。また前蛹期以外の時期でのHDAC等に関するノックダウン実験を行い、発生のどの段階で表現可塑性が中心的な制御を受けているかを解析する。解析には、走査型電子顕微鏡観察に加え、各ボディーパーツの定量的計測を行い、主成分分析などの多変量解析を実施する。

また、異なる栄養条件で生育させた蛹などについて、比較トランスクリプトーム解析を行うためのRNA-seqなどを実施する。メチローム解析については、対象動物が極めて小型であるため、実現が困難である可能性が出てきたので、大体の手法がないか検討を行う。また、最終年度ということもあり、これまでの研究を取りまとめ、論文等での発表を積極的に行う。分子遺伝学次世代シーケンサーによる解析を次年度に集中して行うことにしたため次年度前半に10サンプルの解析を行う
ヒト卵巣がんの発生・進展に関与する遺伝子座の同定と卵巣がん抑制遺伝子の探索

卵巣がんの発生・進展に関与する遺伝子として多くの(候補)がん遺伝子・がん抑制遺伝子が報告されているが、それぞれの遺伝子異常の頻度はp53遺伝子を除くと低率である。卵単がんの発生・進展の解明、また、遺伝子治療の開発のためには卵巣がん抑制遺伝子の同定が急務である。本研究では卵巣がん組織での染色体欠失領域より卵巣がん抑制遺伝子を同定することを目的としている。検体提供者(患者)よりインフォームド・コンセントを得て収集した卵巣がん手術検体(散発性卵巣がん98例)よりレーザーキャプチャーマイクロダイゼクション(LCM)法を用いて選択的に腫瘍部・非腫瘍部を切り出し、同組織からのDNA抽出した。これらのDNAをテンプレートとし、ヒトゲノム上に均等に配置された218個のマイクロサテライトマーカー(Linkage Mapping Set Version. 2 LD20)を用いたフラグメント解析(LOH解析)を行った。フラグメント解析により1つ以上のローカスでヘミ欠失をきたした染色体の内、最もその頻度が高かったのはP53遺伝子の存在する17p(74%)であった。また、他には5q、5p、8p、13q、14q、14q、17q、18q、22qで高頻度(50%以上)あった。現在、高頻度に欠失が認められた染色体で詳細な欠失地図を作成するとともに細胞株でのホモ欠失の探索を進めている。その後、欠失領域から(候補)卵巣がん抑制遺伝子の同定を行う予定である。卵巣がんの発生・進展の解明、また、遺伝子治療の開発のためには卵巣がん抑制遺伝子の同定が急務である。検体提供者(患者)よりインフォームド・コンセントを得て収集した卵巣がん手術検体(散発性卵巣がん98例)よりレーザーキャプチャーマイクロダイゼクション(LCM)法を用いて選択的に腫瘍部・非腫瘍部を切り出した。次いで、同組織からのDNA抽出を終了した。これらのDNAをテンプレートとし、ヒトゲノム上に均等に配置された218個のマイクロサテライトマーカー(Linkage Mapping Set Version. 2 LD20)を用いたフラグメント解析(LOH解析)を進行中である。PCR反応の70%、電気泳動の30%が終了したが、現在のところ高頻度(50%以上)のヘミ欠失をきたした領域(マイクロサテライトマーカー)は同定されていない。今後の解析により高頻度欠失領域が同定されれば、同領域に存在する多数のマイクロサテライトマーカーを用いたフラグメント解析を行い、詳細な欠失地図を作成し、卵巣がんの発生・進展に関与する遺伝子座を同定する。さらに、同定した遺伝子座内から(候補)卵巣がん遺伝子の同定を試みる予定である。検体提供者(患者)よりインフオームド・コンセントを得て収集した卵巣がん手術検体(散発性卵巣がん98例)よりレーザーキャプチャーマイクロダイゼクション(LCM)法を用いて選択的に腫瘍部・非腫瘍部を切り出し、同組織からのDNA抽出した。

フラグメント解析により1つ以上のローカスでヘミ欠失をきたした染色体の内、最もその頻度が高かったのはp53遺伝子の存在する17p(74%)であった。また、他には5q、5p、8p、13q、14q、14q、17q、18q、22qで高頻度(50%以上)あった。現在、高頻度に欠失が認められた染色体で詳細な欠失地図を作成するとともに細胞株でのホモ欠失の探索を進めている。その後、欠失領域から(候補)卵巣がん遺伝子の同定を行う予定である。
光学活性セリノールリン酸エステル基を有する新規グリセロ糖脂質の絶対構造の解明

病原性細菌の細胞壁成分として、最近いくつかのセリノールリン酸基を有する新規グリセロ糖脂質が単離されその平面構造が提出されている。これら糖脂質の構造は、1)アミノ酸部位、2)糖部位、3)グリセリド部位に分割でき、本研究では、各部位の絶対構造を分析化学的手法によって、全体の絶対配置を、立体選択的合成に基づく有機化学的手法によって決定する手法の開発を試みた。分析化学的手法においては、研究代表者が既に開発を行なっている蛍光性不斉誘導体化試薬と蛍光検出高速液体クロマトグラフィーを利用した。研究の結果、1)超微量光学活性アミノ酸の一斉分析法の開発(1996年、Anal.Sci.)、を行なう事ができ、新規糖脂質の部分構造の絶対配置がこれらの方法によって極微量に決定できることを示した。有機化学的手法においては、4)レトロウイルス(HTLV-I)に感染したT-細胞に見位出された新規グリセロ糖脂質の全合成を完成し、その絶対構造を決定した(投稿準備中)、5)光学活性セリノールリン酸の量法の光学異性体を立体選択的に合成する方法を確立した(投稿準備中)。現在、天然から得られている、もう一つの新規グリセロ糖脂質の全合成を進行中である。同時に、これらの糖脂質を高分子に固定化することによって、生合成経路の解明や生理活性研究に有用な高分子材料の開発研究を進行させている。
過去55年間の日本における豪雪長期変化の地域性と近年の豪雪事例の急増

本研究では、日本における長期的な降・積雪量変動と、近年の豪雪の増加について、データ解析と領域気候モデルにより、その地域性を明らかにすることを目的としている。日本海側の雪が平均的に減少している一方で、最近、冬季には豪雪の報道がたびたびなされるが、実際に豪雪は増えているのだろうか?現在まで、気象庁の気象官署のデータをとりまとめ、降・積雪深の長期的な変動について、データの解析を進めており、論文の投稿準備中である。過去25年程度(1981年2005年)の変化をみると、1990年あたりの気候のレジームシフト(気候ジャンプ)と同時に急激な降・積雪深の減少が見られる。しかしながら、一部地域(北陸東北)では、減少が統計的に有意ではない地点が複数存在することが分かった。これについては、雪変動が、降水量変動の長期変動の影響を受けている可能性がある。つまり、雨と雪の比率は、ほとんどの地点で減少しているが、降水量が増えた地点においては、降・積雪深を見た場合に、統計的に有意な減少とならない例がある。また、1990年あたりの変化は、長期的な変化というより、気候のレジームシフト(気候ジャンプ)とみた方が良いかもしれない。さらに、データが使える1961年以降からの過去55年を対象とすると、統計的に有意な減少傾向が見られる地点は少ない。これは、1970年代、1980年代が過去55年間で降・積雪深が多い期間であることが影響しているようだが、より詳しい調査が必要である。過去25年間のデータ解析で、雪の長期変化の地域性などが分かってきており、順調に進んでいる。また、過去55年間の長期変化をみると、長期変化の傾向があまり見えないなど、興味深い点も分かりつつある。しかしながら、論文として投稿準備中なので、論文投稿を急ぐ必要がある。また、領域気候シミュレーションについても、予備実験を実施している。平均的な降・積雪量の長期変化の地域性を明らかにすることを継続的に進めるとともに、豪雪の定義を考え、豪雪が近年、本当に増えているのかを客観的に明らかにしてゆく。また、そのメカニズムを検討するために、北極振動や熱帯のENSOなどからの遠隔影響について、統計的な調査を進める。また、領域気候モデルを用いることで、長期変化を説明する要素を切り分け、メカニズムをより詳細に検討する。また、気象官署の観測地点は、平野部か盆地がほとんどのため、観測点がない地点についてもシミュレーション結果を活用し、長期変動の傾向について議論する。次年度はさらに大きなストレージが必要なため、データストレージを購入する。また、論文を出版するため、論文関連費用が必要となる。大規模なデータストレージが予定よりも少ない予算で購入できたため。また、論文が出版に至らずに、論文の出版関連の経費が使用できなかった。
加圧による蛋白質立体構造変化の解析

1.当研究室で開発した、1barから2000barまで任意の圧力で高分解能高圧NMR測定可能なオンライン高圧NMR装置(プロトン周波数750MHz)を用い、加圧下での水溶液中の蛋白質のNMR信号の変化を、原則的に全1H、15N(一部13C)原子毎の分解能で解析した。3.主鎖のほとんどすべてのアミドの1H,15N NMR化学シフトが圧力に対して直線的に、可逆的に、しかも部位特異的に変化した。これらの解析の結果(1)加圧に伴い、主鎖アミドの関与するNH...O間水素結合距離の短縮が起こること(2)加圧に伴い、主鎖コンフォーメーションが部位特異的に変化する。特にヘリックスとループ領域が柔らかいことが明かとなった。4。BPTIについて、加圧による1H/1H核オ一バーハウザー効果(NOE)の変化を測定することに成功した。解析の結果、加圧に伴い、三次構造の部位特異的構造変化(主として圧縮)が起こり、同時に芳香族環のフリップ-フロップ運動が抑制されることが判明した。5. RalGEF-RBDについて、ループ領域から選択的に圧力変性が起こることが15N/1H二次元NMRによって明かとなった。これは圧力変性中間体の存在を明確に示したものであり、今後の蛋白質フォールディング研究へのインパクトが期待される。4。独創的な高圧高分解能NMRシステムを用いて、1-2000気圧程度の圧力下でのいくつかの代表的な蛋白質の構造変化を、プロトンまたはN-15NMR信号の化学シフトの変化として、各原子毎のこれまで例をみない高い分解能で観測することに成功した。(1)リゾチームでは、特にその大きな疎水コアプロトンのシフトが大きく、疎水コア部分の立体構造が本来、変化し易いものとなっていることが明らかとなった(文献1)。(2)牛脾臓トリプシンインヒビターの場合、加圧により個々の水素結合が短縮することが明かにされ、それぞれの水素結合の短縮の程度まで推定された(文献2)。加圧による水素結合の短縮はその他の複数の蛋白質について確認した。(3)さらにN-15標識した蛋白質では、加圧に伴うアミノ基N-15核の低磁場への化学シフト変化が認められた。これは水素結合の他に蛋白質主鎖のコンフォメーションが加圧下で変化することを示すもので、それらのシフト変化は蛋白質主鎖の部位毎に構造変化の度合が異なることを示している。以上のように、加圧により溶液中の蛋白質分子全体にわたって、それぞれの蛋白質固有の構造変化が誘起されることが明かとなった。この構造変化は圧力に応答するゆっくりした構造変化をすべて含んでおり、これまで情報の少なかった遅い時間域での揺らぎに関する原子単位での情報を提供すると考えられる。2.ほとんどすべてのプロトンとアミド窒素のNMR化学シフトが圧力に対して直線的に、可逆的に、しかも部位特異的に変化した。さらに加圧による核オーバーハウザー効果(NOE)等の変化も検出された。3。これらの解析の結果は、次のようにまとめられる。(1)加圧に伴い、主鎖アミドの関与するNH-O間水素結合距離の短縮が起こる。(2)加圧に伴い、主鎖コンフォーメーションが部位特異的に変化する。特にヘリックスとループ領域が柔らかい。(3)加圧に伴い、三次構造の部位特異的構造変化(主として圧縮)が起こり、同時に芳香族環のフリップ-フロップ運動が抑制される。(4)蛋白質によっては、1000気圧以上で、ループ領域から選択的に圧力変性が起こる。
分子生物学的手法を用いた肝細胞癌の多中心性の診断とその治療方針

<目的>肝細胞癌(肝癌)の再発には原発巣からの転移(IM)と多中心性発癌(MC)がある。肝内再発をIMとMCに分類し臨床的特徴を明らかにすることを目的とした。<対象と方法>被膜浸潤と脈管侵襲が陰性で最大径5cm以下の治癒切除した単発肝癌は110例であった。再発は45例で(肝外が7例、肝内が38例)肝内再発を採取した29例を対象とした。病理学的診断は全例に行い、分子生物学的には原発巣と再発巣のP53変異パターン(n=14)、HBV-DNA組み込みパターン(n=4)、nm23-H1遺伝子の発現(n=20)を行った。<成績>1.判定可能であった23例中IMが9例(39%)、MCが14例(61%)で、診断手段は組織学的が16例、分子生物学的が7例(P53の変異パターン2例、HBV-DNAの組み込みパターン2例、nm23-H1遺伝子の発現3例)であった。2.臨床背景とIM、MC ; HCVAb陽性例ではIMとMCが各々5/9(56%)と11/14(80%)、肝硬変併存例では5/9(56%)と11/14(80%)(N.S)であった。IMとMCの臨床像;IMとMCの再発までの平均期間は各々26.7か月と13.5か月であった(P<0.05)、単発再発率は各々1/9(11%)と11/14(80%)(P<0.05)、高分化型肝癌の占める割合は0/9と8/14(57%)(P<0.05)、再発時の腫瘍マーカー(AFP, PIVKA II)の上昇例は各々5/6(83%)と3/8(37%)であった(N.S.)。3年累積生存率は14.7%と57.1%(P<0.05)であった。<結論>1.組織学的、分子生物学的に判定可能は23/29(79%)で、そのうち61%がMCであった。2.臨床的にMCと診断されるのは2年目以降の単発再発と高分化型肝癌で、MC切除後の予後はIMより良好であった。<目的>肝細胞癌(肺癌)の再発には多中心性発癌(MC)と原発巣からの転移(IM)が含まれるが、従来は転移を念頭におき"再発"として一括されてきた。今回、本研究により両者を鑑別した上でIMの危険因子を明らかにした。さらに再発予防のためのTAIの治療成績を検討した。<対象と方法>1.単結節型肝癌の治癒切除157例を対象とし、再発巣がIMかMCかを病理組織学的、分子生物学的(HBV-DNA組み込み、PGK遺伝子のheterogeneity、p53geneの変異)に判定した。

2.転移再発の危険因子陽性と判断された治癒切除例に対して術後ADR、MMC,lipiodolを用いて6ケ月ごとに計4回TAIを施行した。<結果>1.再発パターン;再発は74例で肝外再発が11例、肝内再発のみが63例であった。再発巣の組織を採取した43例中、MCが18例、IMが17例、判定不能が8例であった。病理組織学的判定が29例、分子生物学的手法でのみ判定可能が6例であった。IMの危険因子;IMと無再発例とを比較した単変量解析の結果、生存率には臨床病期、組織学的分化度、im、vp、fc-infが、再発率にはim、vpが有意であった(p<0.05)。2.予防的TAI:対象;fc-inf,im vpのいずれか陽性のStageI-III症例に施行した。効果;TAI施行群(n=31)の2年と5年累積生存率は各々90.2%、64.5%、残肝無再発率は各々67.1%、24.4%で非施行群(n=29)と比べて良好であった(p<0.05)。<結論>1.単結節型肝癌の治癒切除後の再発率は高く、その再発腫瘍の49%がIMであった。2.IMに限った再発の危険因子はvp,imであった。3.予防的TAIはIM再発を防止するとともに生存率を延長させる有効な術後補助化学療法と考えられた。<背景>肝細胞癌(肝癌)術後再発には年率3-5%程度の異時性多中心性発癌(MC)が含まれると考えられているが、個々の症例についてMCと肝内転移(IM)との鑑別は必ずしも容易ではない。<目的>肝再切除症例においてMCかIMかの判定を組織学的、および分子生物学的に行い、その問題点を検討した。<対象と方法>肝癌治癒切除の肝内再発例のうち再切除した21例を対象とした。MCの判定は、まず組織学的に行い(n=21),1)原発巣、再発巣のどちらかが高分化型肝癌、2)再発巣の分化度が原発巣より高い、3)いずれもnodule-in-nodule像を呈するものとし、以下の分子生物学的判定法と対比した。方法は1)HBV-DNA組み込み(n=5)、2)phosphoglycerokinase遺伝子(PGK)のheterogeneity(n=6)、3)p53遺伝子の変異(n=8)、4)癌転移抑制遺伝子nm23-H1遺伝子の発現(n=21)である。<結果>1.組織学的にはMC12例、判定不能9例であった。2.組織学的MCの内HBV-DNAにより1例がMCと証明された。3.組織学的判定不能の9例の内、分子生物学的にMCが4例(重複を含み、HBV-DNA1例、p53が2例、PGK1例、nm23-H1が4例)、IMがHBV-DNAによる2例であった。以上、組織学的、分子生物学的判定を総合すると、MCが16例、IMが2例、判定不能が3例であった。<結論>1.再肝切除症例において、分子生物学的判定法は組織学的な判定法と相反する結果は出なかった。しかし、組織学的判定法の妥当性を検証することはできなかった。2.組織学的な方法では分化度が低い肝癌の、分子生物学的な方法では高分化型肝癌のクローナリティの判定が困難であった。3.再発巣がMCであったものは76%、IMは9%であった。<目的>肝細胞癌(肝癌)の再発には原発巣からの転移(IM)と多中心性発癌(MC)がある。肝内再発をIMとMCに分類し臨床的特徴を明らかにすることを目的とした。<対象と方法>被膜浸潤と脈管侵襲が陰性で最大径5cm以下の治癒切除した単発肝癌は110例であった。再発は45例で(肝外が7例、肝内が38例)肝内再発を採取した29例を対象とした。病理学的診断は全例に行い、分子生物学的には原発巣と再発巣のp53変異パターン(n=14)、HBV-DNA組み込みパターン(n=4)、nm23-H1遺伝子の発現(n=20)を行った。<成績>1.判定可能であった23例中IMが9例(39%)、MCが14例(61%)で、診断手段は組織学的が16例、分子生物学的が7例(p53の変異パターン2例、HBV-DNAの組み込みパターン2例、nm23-H1遺伝子の発現3例)であった。
誘電率傾斜機能材料の電力機器絶縁への応用に関する研究

本課題では,以下の4項目について調査・研究を行ない,次のような成果が得られた。1.電力用機器の全固体絶縁化に必要な技術要件の調査全固体絶縁変電所について実現に必要な技術要件を調査した。2.絶縁材料に適した誘電率傾斜機能材料の設計,及び製造技術の検討,並びに試作遠心分離法によるアルミナ粒子数密度や粒径の傾斜が可能であることを実験的に確認した。更にアルミナ粒子の挙動を解析し,作成パラメータ(アルミナ粒径,回転数,回転時間,エポキシ粘度)が粒子挙動に与える影響を検討した。3.試作した誘電率傾斜機能材料の電気的性能の評価誘電率傾斜によるPD特性の向上を理論的に確認した。更に雷インパルス印加時の沿面絶縁耐力が向上することを実験的に確認した。4.超音波によるエポキシ樹脂中アルミナ粒子の運動制御超音波によるエポキシ樹脂中アルミナ粒子の運動制御の可能性を理論的に計算し,FGM創製への適用可能性を検討した結果,多くの解決すべき課題は存在するが,原理的には可能であることを確認した。平成14年度は,アルミナを充填したエポキシ樹脂を遠心分離することにより,誘電率が連続的に傾斜した試料(ε-FGM)の作成を行ない,更にその絶縁特性を検討した。以下,その成果の概要を示す。1.誘電率傾斜アルミナ充填エポキシの作成について(1)作成した試料をスライス状に切断し,SEM画像でアルミナの数密度や粒径の分布が傾斜していることを確認した。(2)各スライスの誘電率の測定により,誘電率が空間的に,かつ連続的に変化していることを確認した。(3)研磨した試料の表面粗度は沿面放電に影響がない程度であった。(4)使用する材料や作成条件によって,誘電率傾斜特性は大きく異なることを確認した。ε-FGM作成条件の最適化を検討するために,遠心分離中の粒子挙動のシミュレーションを行なった。その結果,現在考えている粒子条件では,粒子の挙動は一次元の運動方程式で記述できることを示した。更に様々な粒子条件や作成条件を想定してシミュレーションを行ない,適切な試料を作成する条件を導出した。3.PD特性のシミュレーションパッシェン曲線と電圧-電気力線長特性を用いる簡易PD予測手法を適用し,台形スペーサの誘電率傾斜がPD特性に及ぼす効果を検討した。その結果,誘電率の傾斜により,PD発生電圧の向上が期待できること,高電圧電極側で急激な変化を示す誘電率分布がより効果があることを示した。今後,FGM作成条件の最適化を行なって,誘電率分布をコントロールできるようにすると共に,、ε-FGMによる絶縁特性向上の実験的な検証を行なっていく予定である。平成15年度は,昨年度に引き続きアルミナを充填したエポキシ樹脂を遠心分離することにより,誘電率が連続的に傾斜した試料(ε-FGM)の作成を行ない,更にその絶縁特性を検討した。1.誘電率傾斜アルミナ充填エポキシの作成について(1)本年度は球形のアルミナを使用し,誘電率の変化の範囲を拡張できることを確認した。(2)誘電率が空間的に,かつ連続的に変化していることを確認した。特に,粘性係数などのパラメータに充填率依存性を考慮したシミュレーションを行った。3.PD特性のシミュレーションパッシェン曲線と電圧-電気力線長特性を用いる簡易PD予測手法を適用し,球形アルミナを用いて誘電率の範囲が広がった台形スペーサの誘電率傾斜がPD特性に及ぼす効果を検討した。その結果,不定形のアルミナを用いるよりもPD発生電圧の向上が期待できること,高電圧電極側で急激な変化を示す誘電率分布がより効果があることを示した。
非線形力学系の結合系を用いた生体内部ダイナミクスの動的な特徴づけに関する研究

平成12年度も、平成11年度に引き続き生体ダイナミクスについて、その力学構造に着目した特徴付け手法の開発および解析をおこなった。課題としては、1)同期現象を用いた力学構造特徴付け手法の性質の解析、2)生体信号の特徴付けにおける有効性の検証を、数値実験および生体計測をもとに行った。課題1では、カオス力学系であるレスラーモデルの結合系について、同期強度の変化を数値実験によって計算した。結果として、パラメータ空間での同期応答範囲は、結合方式に強く依存しており、特定ダイナミクスのみに強い同期特性をもつ結合系も構成可能であることがわかった。また、カオス同期を用いた情報表現の解析として、カオス結合系における同期状態の相互情報量解析も行った。課題2では、本手法を指尖容積脈波の非定常ダイナミクスの同定に適用した。ここでは、同一被験者について、安静状態、光刺激付加状態(ストレス状態)を交互に繰り返す状況下でダイナミクスの特徴付けを試みた。事前に安静時に測定・再構成したダイナミクスと、測定信号との結合系を構成し入力信号に対する同期応答の強度を計算した結果、光刺激を与えることによって結合系の同期状態が壊れる傾向がみられた。これらの課題の結果は、観測に用いている再構成したダイナミクスと観測している生体ダイナミクスとの類似度を結合系の同期・非同期を用いて定量化でぎる可能性を示している。ここでは、ダイナミクスの構造のみに着目した対象の同定を行ってきたが、ヒューマンインターフェースに応用する場合、ダイナミクスの構造の意味付けも行う必要があり、これは今後の課題の一つである。平成11年度は、生体ダイナミクスについて、その力学構造に着目した特徴付け手法の開発および解析を行った。課題としては、1)測定データから抽出した力学構造に従って動作する人工力学系の構築、2)人工力学系と入力信号との結合モデルの構築と同期・非同期応答を用いた特徴抽出能力の解析を、数値実験をもとに行った。課題1では、測定した生体信号から埋め込み法によって状態空間を再構成し、サンプルデータ点での微分ベクトルから任意の点での微分ベクトルを推定することで、対象となる力学構造に従って動作する人工力学系の構築を行った。ここで、推定アルゴリズムおよび、データ点検索アルゴリズムの効率化をはかることで、より高速な人工力学系の動作を実現した。そして、再構成した人工力学系の局所予測誤差をもちいて、基となった力学構造の近似度合いの定量化した。また、人工力学系の応用として、生体ダイナミクスに内在する不安定周期軌道を、人工力学系を用いて抽出するアルゴリズムの開発も行った。課題2では、入力信号の力学構造が人工力学系のそれと近い場合に同期応答を示す結合モデルとして、入力信号点での人工力学系の微分ベクトルによって人工系を駆動するモデルを構築した。そして、指劣容積脈波信号について、この結合モデルを構築し、力学構造の特徴付け能力の解析を行った。人工力学系の周期軌道と入力信号との距離の変化と、人工力学系の同期応答強度の変化とを比較した結果、両者には相関があることがわかった。これは、人工力学系の同期応答を用いて、力学構造の特徴付けを行える可能性を示している。同期条件の数学モデルを用いた解析については、現在進行中であり来年度も引き続き解析をおこなう。
球技ゴール型プレイヤーの人数とコートの広さの工夫による体力向上に関する研究

学校体育でも,競技スポーツでも,球技ゴール型では体力向上のためにプレイヤーの人数とコートの広さを工夫して行うことがよくある。しかし,競技レベルによって体力や技術レベルは異なるため,様々な競技レベルが存在する学校体育は,この工夫によって生じる運動強度が競技スポーツとは異なるのではないかという「問い」が生じた。そこで本研究では,競技レベルの違いが球技ゴール型におけるプレイヤーの人数とコートの広さの工夫による体力向上が期待される体力要素に与える影響を明らかにすることを目的とした。
キラルな新規メタロセン触媒のデザイン合成と機能開発

1.新規サレン-コバルト錯体を用いたメソジエポキシ化合物のエナンチオ選択反応中心金属にコバルト、マンガンなどを持つ新規サレン錯体を合成し、この触媒が持つエポキシ基へのエナンチオ選択反応性について評価した。反応の基質としては光学不活性なジエポキシ化合物、1,2:5,6-ジアンヒドロ-3,4-ジ-O-メチルアリトールなどを用い、この化合物の水添反応(開環環化反応)におけるエナンチオ選択性、立体選択性を確かめた。新規サレン-コバルト錯体を用いない反応では、5員環の2,5-アンヒドロ-3,4-ジ-O-メチル-DL-アルトリトールと6員環の1,5-アンヒドロ-3,4-ジ-O-メチル-DL-アリトールが94対6の割合で生成したのに対し、新規サレン錯体を用いた反応では、75対25と立体選択性が変化した。また、生成物の旋光度は5員環生成物で[α]_D=+30.3、6員環生成物で[α]_D=+66.2となり、新規サレン-コバルト錯体はジエポキシ化合物に対してエナンチオ選択性を示した。2.キラルメタロセン触媒を用いた二官能性化合物の環化重合キラルな配位子を有するジルコノセンおよびチタノセンを調整し、α,ω-ジエンとして1,5-ヘキサジエンの環化重合を行った。重合は収率90%以上で進行し、得られたポリマーの分子量は2万から4万程度であった。環化率はどの条件においても97%以上であった。また、環化ユニットのシクロペンタン環のトランスの割合は65%程度であった。しかしながら、ポリマーには旋光度が無く、アキラルポリマーが生成した。