hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝性肝炎発症LECラットを用いたウイルソン病解明へのアプローチ

肝炎発症LECラットの種々の症状がウイルソン病でみられる肝炎の所見と極めて高い類似性を示すことから,LECラットはウイルソン病(WD)のモデルとして注目されている。LECラットの肝炎遺伝子htsがWD遺伝子と相同性があるのかなど、LECラットからhtsを単離しLECラットの肝炎発症機構を解明するとともにWDの解明を目指した。1)肝炎遺伝子htsとの連鎖分析を各染色体のミニサテライトDNAマーカー、ESD、RB1を用いて分析したが、いずれもhtsとの明確な連鎖が得られなかった。2)セルロプラスミン(CP)活性低下についてLECラットのCP遺伝子を単離しその遺伝子構造を調べたが、CP活性低下をもたらす遺伝子変化は認められなかった。3)極く最近WD遺伝子が単離されたので、この塩基配列をもとにプローブをつくり、baskcrossラットにおける連鎖分析を行った。その結果、WDはLECの肝炎のみならず、銅蓄積、CP活性低下のいずれともと連鎖しており、htsと同一と考えられる。これをもとに、ラットWD遺伝子の構造や機能を分析中である。1.LECラットの銅代謝異常に関連し、血液(血漿)セルロプラスミンと血漿銅の活性を調べた。LECラットでは両種の活性とも低い値をしめし、また、他系統とのバッククロス[(BN×LEC)F_1×LEC]ラットとの比較から、これら低活性値はLECラットにおいて遺伝的に支配されていることが分かった。2.セルロプラスミン遺伝子変異についての検索:ヒトとラットのセルロプラスミン遺伝子塩基配列から、保存性の高い部位をプライマ-としてLECと他の3系統のラットの肝臓由来のDNAをPCRにより増幅し、アガロ-ス電気泳動法によりPCR産物を分析した。その結果、LECラットのPCRーDNA断片は他系統と差が見られず、全て同一サイズをしめしていた。したがって、セルロプラスミン遺伝子においては、保存性が高いと考えられた範囲内では、欠失や塩基置換などの大きな変異がないか、あっても小さなものと考えられ、低セルロプラスミンの要因は少なくともこの遺伝子部位の異常によるものではないと考えられた。しかしながら、point mutationなど小変異についてはこのシステムでは不明であるので、現在この部位の塩基配列を分析中である。3.肝炎遺伝子,hts,の連鎖分析:ヒトウイルソン病の原因遺伝子は第13染色体上にあり、ESD(エステラ-ゼD)、RB1遺伝子などと連鎖していることが知られているので、LECにおける肝炎発症について、主としてESD遺伝子との連鎖分析を行なった。アイソザイムパタ-ン分析では肝炎発症とESD遺伝子との間では組換え率が高く強力な連鎖が見られなかったが、ラットESDが存在する第15染色体が両腕性染色体であるので、高組換え率はこの両腕性を反映している可能性もある。現在、ESD遺伝子をクロ-ニングし、ESD遺伝子の染色体マッピングを含めたDNAレベルの分析を行なっているところである。1.LECラットの肝臓には銅の蓄積がみられ、この銅蓄積は肝炎発症と密接に連鎖し、hts遺伝子とは3cM以内と思われる結果がえられた。2.LECラットにおけるセルロプラスミン(CP)遺伝子構造を分析した。転写活性部位の2.2Kbpの塩基配列を分析した結果、7箇所に塩基配列の置換がみられ、そのうち2箇所がアミノ酸置換を起こす変化であった。しかしながら、LECラットにおけるCPのmRNAおよびタンパク合成は他系統ラットのそれらと変化がなく、CP遺伝子の構造変化はCP低活性との直接の関連性は低く、むしろ塩基配列の置換はラットにおける多型性の可能性が示唆された。3.CP遺伝子が肝炎発症遺伝子htsと連鎖しているか、(LEC×WKAH)F_1のbackcrossラットを用い分析した結果、hts遺伝子はCP遺伝子との連鎖はないことが分かった。4.ウイルソン病はRBおよびESD遺伝子との連鎖がみられるので、LECラットにおいてこれら遺伝子との連鎖分析を行った。RB、ESDともにhts遺伝子との組換え率が高く、近接な連鎖はないとの結果がえられた。ラットのESDおよびRB遺伝子はともに第15染色体上にあり、この染色体は両腕染色体であるので、高組換え価はこの染色体の形態を反映している可能性も考えられ、これら遺伝子の染色体マッピングをおこなっているところである。

肝炎発症LECラットの種々の症状がウイルソン病でみられる肝炎の所見と極めて高い類似性を示すことから,LECラットはウイルソン病(WD)のモデルとして注目されている。LECラットの肝炎遺伝子htsがWD遺伝子と相同性があるのかなど、LECラットからhtsを単離しLECラットの肝炎発症機構を解明するとともにWDの解明を目指した。1)肝炎遺伝子htsと連鎖分析を各染色体のミニサテライトDNAマーカー、ESD、RB1を用いて分析したが、いずれもhtsとの明確な連鎖が得られなかった。2)セルロプラスミン(CP)活性低下についてLECラットのCP遺伝子を単離しその遺伝子構造を調べたが、CP活性低下をもたらす遺伝子変化は認められなかった。3)極く最近WD遺伝子が単離されたので、この塩基配列をもとにプローブをつくり、baskcrossラットにおける連鎖分析を行った。その結果、WDはLECの肝炎のみならず、銅蓄積、CP活性低下のいずれともと連鎖しており、htsと同一と考えられる。これをもとに、ラットWD遺伝子の構造や機能を分析中である。
インド洋の海洋循環とその季節、経年変動の研究

インド洋主要海域は勿論、インドネシア海域、アラビア海、ベンガル湾等の細かな循環も解像できる海洋循環モデルを構築した。このモデルを海表面での月平均気候値や経年変化する外力で駆動した結果と、広域衛星データおよび組織的な海洋観測データを総合的に解析し、インド洋の表層海洋循環とその季節、経年変動の描像をつかむと同時に、それらの発生機構を詳しく調べた。その結果、以下の事柄が明らかとなった。(1)本モデルで再現された季節および経年変動は、潮位計、表層漂流ブイ、XBT、海面高度偏差等の観測データと良く一致し、数値モデル研究の有効性を示した。(2)インドネシア通過流の一部を成すロンボク海峡の流量は、主に年周期変動と半年周期変動の和で表される。このうち年周期変動は、局所的なモンスーンとこれに伴う沿岸湧昇により励起されている。また半年周期の変動は、中部インド洋赤道域で年2回モンスーンの遷移期に励起されるケルビン・ジェットがインド洋東を岸伝播してくることによりもたらされていることが分かった。一方、もう一つの通過流の流路であるティモ-ル海での季節変動には、オーストラリア南西岸で偏西風帯の南北移動に伴って励起される沿岸捕捉波が重要な働きをしていることが明らかとなった。また、本モデルで得られたインドネシア通過流の力学バランスは、これまで考えられていたような単純なスヴェルドラップ・バランスでは説明できず、そこに含まれない項も重要であることが明らかとなった。(3)インド洋の南半球熱帯域には、20度等温面で代表される主温度躍層の上下動の季節・経年変動の大きい領域があり、衛星から得られた海面高度変動に見られる大振幅領域とほぼ一致する。これらの変動には、インド洋上のモンスーンに伴うエクマン・パンピングと海洋中の非発散ロスビー長波の両者が重要な働きをしていることが明らかとなった。季節変動に関しては、境界条件となるインド洋東岸での変動はさほど重要ではないが、インド洋東部の経年変動では、太平洋のENSOと連動して現われる東岸での変動も無視できないことが分かった。これまでに研究代表者らが開発してきた海洋大循環モデルを基に、インド洋主要海域は勿論、マダガスカル島周辺海域、アラビア海、ベンガル湾、インドネシア海域等の細かな循環についても解像できる海洋循環モデルを構築した。月平均気候値の風応力と海面熱流束をこのモデルに与えて駆動する季節変動実験を行ない、東部インド洋の季節変動に関連する現象を詳しく調べた。その結果、中部インド洋赤道域でモンスーンの遷移期に励起されるケルビン・ジェットの東進と東岸からの反射ロスビー波が明瞭に再現され、科学技術庁JEXAMプロジェクト(研究代表者が海洋コンポーネントの座長を兼ねる)で得られた観測結果とよく一致するすることが明かとなった。さらに、インドネシア沿岸域での海面高度の年周期、半年周期変動がTOGA潮位計データの解析結果と極めてよく一致することが示された。この半年周期変動が赤道域のケルビン・ジェットと関連し、ロンボク海峡の通過流の季節変動に大きく影響を及ぼしていることが明かとなった。また、ティモ-ル海の通過流の季節変動に関して、オーストラリア南西岸での風応力の変動により励起される沿岸捕捉波が重要な働きをしていることがわかった。このようなモデル研究と平行して、海面高度そのものを変数とする海洋モデルの準備を行なった。

また、観測データとしてGEOSAT海面高度データ、NOAA衛星の海面水温データ、TOGA潮位計データおよびTOGA/XBTデータを収集し、その解析を開始した。本年度は、海洋大循環モデルを用いて平成6年度に行った季節変動実験結果の解析から得られた知見に関して、より具体的な変動機構を解明するため、多数の感度実験を行った。感度実験は同じ海洋大循モデルを用い、ある特定の領域にのみ季節的に変動する外力の風応力を与え、それ以外の場所では風応力を一年中一定値に固定した。これらの追実験の結果と平成6年度に行った本実験の結果との比較より、インドネシア通過流の正味の流量の季節変動をもたらす要因として、以下の2点が重要であることが明らかとなった。(1)インドネシア南岸の南ジャワ海流の変動に伴いロンボク海峡出口での東西圧力傾度が変化し、ロンボク海峡の通過流に影響を与えること。この南ジャワ海流の変動は、中部インド洋赤道域でモンスーンの遷移期に年2回励起される吉田-Wyrtkiジェットに端を発している。(2)オーストラリア亜大陸に沿って伝播する順圧的な沿岸補足波がティモ-ル海の通過流量の変動をもたらすこと。この海岸補足波は、特にオーストラリア南西岸の風応力の変動により季節的に励起される。これらの結果は、多くの国際会議で注目され、米国AGUの発行する国際ジャーナルのインドネシア通過流特集の一部として掲載されることとなった。また、これらの変動機構の経年的な変化を調べるための数値実験の準備に取りかかった。経年変動実験の外力として、また実験結果との比較に用いるため、ERS-1衛星データから作成された海面上での風応力データ、NOAA衛星からのデータと船舶データを合成して作成された海表面温度データを収集し、その解析を開始した。昨年度までに開発した高解像海洋大循環モデルに月平均気候値の外力を与えて駆動した季節変動実験の結果の詳しい解析を行った。また、米国ジェット推進研究所のハルパーン博士より入手したERS-1衛星の風応力と米国NMCのレイノルズ博士が作成した全球海面水温データを外力として与える経年変動実験を行ない、インドネシア通過流及びインド洋表層の季節・経年変動機構を詳しく調べた。経年変動実験では、科学技術庁JEXAMプロジェクトで得られた表層漂流ブイの軌跡とモデル中の仮想ブイの軌跡が良く一致すること、また、モデルで再現された表層水温場がインド洋の広範囲にわたり展開されている高解像XBT観測結果とも良く一致することが明らかとなり、数値モデル研究の有効性を示した。インド洋の南半球熱帯域には、20度等温面で代表される主温度躍層の上下動の季節変動が大きい領域があり、海面高度偏差の季節変動に見られる大振幅領域とほぼ一致する。また、ほぼ同じ領域で、季節変動と同等の振幅を持つ経年変動も見られることが分かった。これらの変動には、インド洋上のモンスーンに伴うエクマンパンピングと海洋中のロスビー長波の西進の両者が重要な働きをしていることが明らかとなった。季節変動に関しては、境界条件となるインド洋東岸での変動は重要ではない。一方経年変動では、太平洋からインドネシア多島海を通って伝播してくる沿岸ケルビン波も重要であることが分かった。
指輪型無線検知装置による連続指ジェスチャのリアルタイム分割、認識と応用の研究

26年度が最終年度であるため、記入しない。
熱中症性脳症におけるHMGB1の関与と病態の解明

現在熱中症における意識障害の原因解明研究をすすめている。研究の柱は3つあり、1ラットモデルを用いた病態解明、2臨床研究による熱中症性脳症の臨床像解明、3レジストリーデータを用いたリスク因子の抽出である。1熱中症ラットモデルを用いた熱中症性脳症のメカニズムを解明:ラットモデルの安定化をはかっている。2熱中症患者における熱中症性脳症の臨床像解明:現在多施設研究を実施する準備をすすめている。3熱中症レジストリーを用いた熱中症性脳症の疫学調査:HeatStroke Study2017-2018のデータ解析を現在すすめている。基礎実験、臨床研究、レジストリー研究ともに当初の予定通りである。基礎実験に関しては、今年度中に実験を完了し結果を得る予定である。また臨床研究に関しては今夏より多施設研究を開始予定である。多施設研究の実施が2019年からとなったため
市街地交差点における自然な走行を実現可能な完全自動運転システムの開発

本研究では,市街地の交差点において信頼性の高い自動運転を実現するため,自動運転自動車に搭載したセンサ情報を基に,市街地の交差点付近を走行する他車両の直進・右左折といった運転行動意図を推定する技術を開発する.また,推定した他車両の運転行動意図を考慮し,交差点を安全かつスムーズに通過可能なパスプランナを設計し,実際の市街地を自動走行することでその有効性を評価する.これにより,市街地の交差点において周辺交通に対して自然な走行を実現可能な完全自動運転システムの開発を行うことを目的とする.平成30年度は,1方向指示器の右左折種別認識,2交差点走行パスプランナの基礎設計,3運転行動意図推定アルゴリズムの改良等について検討を行った.このうち課題1に関しては,動画像からShot Single MultiBox Detector(SSD)に基づき車両位置の特定を行い,Convolutional Recurrent Neural Networkに基づき方向指示器の右左折種別を認識するアルゴリズムを構築した.ただし,現時点ではリアルタイム処理化が不十分な状態であり,次年度改善を行う予定である.また,課題2,3に関しては,研究代表者らがこれまで開発してきた交差点を含む基礎的な市街地走行が可能なパスプランナの改良や,運転行動意図推定基礎アルゴリズムの改良を通して,市街地における交差点走行に必要な技術の構築を行った.そして,石川県金沢市内の市街地(公道)における交差点での走行試験を実施し,基礎的な動作確認を実施した.今年度は,動画像解析による方向指示器の認識に関して,Convolutional Recurrent Neural Networkに基づき方向指示器の右左折種別を認識するアルゴリズムを実施し,概ね所定の動作を確認することができた.この成果は,国内学会での発表も実施している.ただし,リアルタイム化に問題が生じているため,この点に関しては改善の余地がある.次に,運転行動意図予測や交差点走行パスプランナの設計に関しては,今年度は非公道のみの実施にとどまる予定であったところ,最終的には公道での走行評価まで実施を行うことができた.このため,全体としてはおおむね順調に推移しているものと考えている.昨年度に引き続き今年度も当初の計画通り概ね順調に研究が遂行していると考えている.一方次年度に向けた残課題の検討としては,動画像処理のリアルタイム化等が必要であるため,この点について重点的に検討を行う予定である.その他,次年度の研究内容については,当初の予定通り「運動状態と方向指示器を考慮した総合的意図推定,リアルタイム性能向上」,「総合的公道走行評価実験」等について取り組む予定としている.本研究では,市街地の交差点において信頼性の高い自動運転を実現するため,自動運転自動車に搭載したセンサ情報を基に,市街地の交差点付近を走行する他車両の直進・右左折といった運転行動意図を推定する技術を開発する.また,推定した他車両の運転行動意図を考慮し,交差点を安全かつスムーズに通過可能なパスプランナを設計し,実際の市街地を自動走行することでその有効性を評価する.これにより,市街地の交差点において周辺交通に対して自然な走行を実現可能な完全自動運転システムの開発を行うことを目的とする.研究初年度にあたる平成29年度は,1市街地交差点走行データベース構築,2画像解析による方向指示灯領域の抽出,3時系列的な運動状態からの間接的意図推定について検討を行った.このうち,課題1に関しては,公道走行が可能な自動運転自動車を用いて市街地における様々なセンサデータを取得するとともに,小型カメラを複数の乗用車に取り付けて,市街地における大量の画像データ(動画)を収集した.これらのデータは,今後のアルゴリズム解析に効果的に活用する予定である.また課題2に関しては,課題1で取得済みの画像データに対して車両領域を抽出するアルゴリズムを構築するとともに,手動でその画像データに方向指示器の点灯の有無の情報を付加し,Deep Neural Network(DNN)を学習させる多面データセット構築を行った.また,DNNを用いて画像中から方向指示器の点灯状態を概ね識別できることを確認した.最後に課題3に関しては,オンボードセンサによって認識した時系列的な周辺車両の運動状態と地図情報を併用して,周辺車両がどのルートをたどる可能性が高いのかという運転行動意図を読み取るアルゴリズムの基礎検討を行い,限定された条件下においては正しく意図を読み取ることが可能な一方,複雑な環境下においては一部課題があることが確認された.今年度は,本研究課題で雇用する予定の研究員の採用が12月ごろまでずれ込んでしまったため,研究開始当初は研究の進行状況が芳しくない状態が生じていた.しかし,研究室に所属する既存の研究員,学生等の協力により,最終的には概ね当初の研究計画通り研究が進展していると考えている.特に課題2「画像解析による方向指示灯領域の抽出」に関する検討内容および課題3「時系列的な運動状態からの間接的意図推定」に関する検討内容については,ともに平成30年度に開催される国内の学会にて講演予定となっており,成果の公表も検討している.本研究では,市街地の交差点において信頼性の高い自動運転を実現するため,自動運転自動車に搭載したセンサ情報を基に,市街地の交差点付近を走行する他車両の直進・右左折といった運転行動意図を推定する技術を開発する.また,推定した他車両の運転行動意図を考慮し,交差点を安全かつスムーズに通過可能なパスプランナを設計し,実際の市街地を自動走行することでその有効性を評価する.これにより,市街地の交差点において周辺交通に対して自然な走行を実現可能な完全自動運転システムの開発を行うことを目的とする.平成30年度は,1方向指示器の右左折種別認識,2交差点走行パスプランナの基礎設計,3運転行動意図推定アルゴリズムの改良等について検討を行った.

このうち課題1に関しては,動画像からShot Single MultiBox Detector(SSD)に基づき車両位置の特定を行い,Convolutional Recurrent Neural Networkに基づき方向指示器の右左折種別を認識するアルゴリズムを構築した.ただし,現時点ではリアルタイム処理化が不十分な状態であり,次年度改善を行う予定である.また,課題2,3に関しては,研究代表者らがこれまで開発してきた交差点を含む基礎的な市街地走行が可能なパスプランナの改良や,運転行動意図推定基礎アルゴリズムの改良を通して,市街地における交差点走行に必要な技術の構築を行った.そして,石川県金沢市内の市街地(公道)における交差点での走行試験を実施し,基礎的な動作確認を実施した.今年度は,動画像解析による方向指示器の認識に関して,Convolutional Recurrent Neural Networkに基づき方向指示器の右左折種別を認識するアルゴリズムを実施し,概ね所定の動作を確認することができた.この成果は,国内学会での発表も実施している.ただし,リアルタイム化に問題が生じているため,この点に関しては改善の余地がある.次に,運転行動意図予測や交差点走行パスプランナの設計に関しては,今年度は非公道のみの実施にとどまる予定であったところ,最終的には公道での走行評価まで実施を行うことができた.このため,全体としてはおおむね順調に推移しているものと考えている.研究初年度は当初の計画通り,概ね順調に研究が遂行していると考えている.したがって,次年度は研究室に所属する既存の研究員,学生および本研究課題で雇用中の研究員の協力のもと,当初の研究計画通り課題4「方向指示器の右左折種別認識」,課題5「夜間を中心とした交差点走行データベース更新」,課題6「交差点走行パスプランナの基礎設計」,7「運転行動意図推定アルゴリズム改良」等について取り組む予定としている.昨年度に引き続き今年度も当初の計画通り概ね順調に研究が遂行していると考えている.一方次年度に向けた残課題の検討としては,動画像処理のリアルタイム化等が必要であるため,この点について重点的に検討を行う予定である.その他,次年度の研究内容については,当初の予定通り「運動状態と方向指示器を考慮した総合的意図推定,リアルタイム性能向上」,「総合的公道走行評価実験」等について取り組む予定としている.
高大接続制度改革への試み―中国におけるAPの実現過程に注目して―

近年、高大接続改革は日本及び周辺のアジア地域に急がれている。先行研究には、海外の高大接続制度の事例と課題を取り上げた研究がある。だが、その中に日本に類似の高大接続を導入する可能性及びその必須条件を検討した研究は管見の限り見当たらない。本研究では、これまでに明らかになったAPの効果と課題をもとに、1中国におけるAPの実施状況や効果及び課題を精緻に検証し、2APが代表する中国の高大接続がいかにして実現できたのか、3APが中国で継続・拡大できたのはなぜか、について検討する。最終目的はAPに類似する高大接続を日本に導入する可能性・必須条件を抽出することである。
がん化学療法における併用薬の使用実態調査と相互作用の予測に基づく安全性の確立

本研究では、がん化学療法における医薬品使用の安全性を確立することを目的として、抗がん薬と漢方薬を含む併用薬の使用実態を調査し、併用される漢方薬が抗がん薬の安全性に及ぼす影響を評価した。その結果、paclitaxelまたはirinotecanを使用した患者においてCommon Terminology Criteria for Adverse Events v4. 0のgrade3以上の血小板減少の発現と大建中湯または半夏瀉心湯の併用にそれぞれ有意な関連性が認められた他、一部の漢方薬の併用が骨髄抑制、電解質異常、肝機能検査値異常等の発現に影響を及ぼす可能性が示唆された。本研究では、がん化学療法における医薬品使用の安全性を確立することを目的として、イリノテカン塩酸塩(CPT-11)と半夏瀉心湯(TJ-14)を例に、抗がん薬と漢方薬との併用実態を調査した。また、対象患者の検査値推移、薬歴を調査することにより、TJ-14がCPT-11施行患者における副作用の発現に及ぼす影響を評価した。対象は、浜松医科大学医学部附属病院において2007年1月1日から2009年12月31日にがん化学療法が施行された全入院患者として、浜松医科大学医学部附属病院臨床データ検索システムを用いて調査した。本研究の成果として、CPT-11施行患者の約半数がTJ-14を併用していることが明らかになった。CPT-11の使用は、経年的に増加していたのに対し、TJ-14の使用は、2009年において前年の約62%に減少していた。一方、CPT-11とTJ-14との併用は、経年的に増加し、2009年におけるTJ-14の全使用のうち約79%がCPT-11と併用されていた。CPT-11とTJ-14が併用されていた診療科は、主に、消化器内科と呼吸器内科であった。CPT-11を用いたがん化学療法において、CPT-11の投与量とTJ-14の併用率に有意な相関は認められなかった。CPT-11施行患者における下痢の発現の指標としてロペラミド塩酸塩製剤(LPR)の併用実態を調査した結果、TJ-14併用の有無とLPRの併用の有無に有意な関連性は認められなかった。一方、CPT-11施行患者におけるTJ-14の併用と検査値異常の発現について調査した結果、Common Terminology Criteria for Adverse Events v4.0のgrade 1以上のAST上昇、γ-GTP上昇、K低下およびNa低下の発現とTJ-14の併用に有意な関連性が認められた。本研究では、がん化学療法における医薬品使用の安全性を確立することを目的として、抗がん薬と漢方薬の併用実態を調査し、漢方薬が抗がん薬の安全性に及ぼす影響を評価した。本年度は、浜松医科大学医学部附属病院の全入院患者を対象に、フルオロウラシル(5-FU)、カルボプラチン(CBDCA)、シスプラチン(CDDP)、ネダプラチン(CDGP)、トポテシン(CPT-11)、ドセタキセル(DOC)、オキサリプラチン(L-OHP)、パクリタキセル(PTX)およびビンクリスチン(VCR)と、これらの抗がん薬と併用された漢方薬の使用量について、浜松医科大学医学部附属病院臨床データ検索システムを用いて調査した。調査対象期間は、2007年1月1日から2010年12月31日とした。その結果、5-FU、CBDCA、CDDP、CDGP、CPT-11、DOC、L-OHP、PTXおよびVCRを使用した患者のうち、それぞれ37(14.4%)、63(21.6%)、59(13.1%)、6(10.3%)、52(54.2%)、27(12.7%)、16(30.8%)、48(25.1%)および33(12.9%)名において漢方薬が併用された。これらの抗がん薬と併用された漢方薬は26製剤であり、その使用量の約8割を大建中湯(22.4%)、半夏瀉心湯(16.9%)、牛車腎気丸(13.9%)、十全大補湯(13.1%)および芍薬甘草湯(13.1%)が占めた。併用された組み合わせは、CPT-11と半夏瀉心湯(34名)、CBDCAと大建中湯(20名)、PTXと牛車腎気丸(18名)の順に多かった。

さらに、漢方薬併用時の有害事象の発現の有無を調査した結果、PTXまたはCPT-11を使用した患者においてCommon Terminology Criteria for Adverse Events v4.0のgrade3以上の血小板減少の発現と大建中湯または半夏瀉心湯の併用にそれぞれ有意な関連性が認められた他、一部の漢方薬の併用が骨髄抑制、電解質代謝異常、肝機能検査値異常等の発現に影響を及ぼす可能性が示唆された。
低酸素分子イメージングに基づく新しい口腔癌治療戦略の構築

低酸素状態を呈する癌組織は、治療抵抗性を示し、予後も悪いことが報告されている。本研究では、低酸素PETトレーサー集積と低酸素遺伝子応答との関係を明らかにし、治療抵抗性獲得メカニズムを解明したい。すでに樹立している低酸素応答担癌モデルマウスを用いて18F-FMISOや64Cu-ATSMによるPETイメージングと、124I-による低酸素応答イメージングを比較する。臨床ではFMISO-PETを臨床応用し、口腔癌の診断、治療の向上に寄与することを目的とする。低酸素分子イメージング診断により、個々の予後評価や腫瘍特性に応じた治療が選択可能になり、口腔癌根治を目指す個別化医療の確立へと期待される。
遺伝子の複製開始の制御を焦点とした「多リン酸型脂質」の生理的重要性

細胞膜の中には、一個のリン酸親水基と二本のアルキル長鎖を持つ通常の脂質が二量化した、二つのリン酸基と四本のアルキル長鎖を持った、風変わりな脂質が混在する。熱力学的には二分子膜の形成にとりこの二重化した構造は必要なく、その界面コロイド的な存在意義は不可解であった。本研究で、この二重化したリン脂質を系統的に合成した。リン酸基間の架橋部の距離とグリセリン性水酸基の有無を分子設計の指針とした。電子移動系のタンパク質Cytcと遺伝子の複製を開始するタンパク質DnaA(大腸菌)の活性に与える合成の二重化リン脂質の添加効果を評価した。二つのリン酸基の間隔が、広がり過ぎた場合、効果的なタンパク質への結合は抑えられる事が、円偏向二色性スペクトルからのタンパク質のコンホメーション変化、ナノグラムの変化を検知できるQCMによる結合量の観察、および、Cytcの電子移動速度に及ぼす脂質の結合の影響から判明した。この知見を基に、大腸菌の遺伝子の複製を開始させるタンパク質DnaAの活性に与える脂質の効果をみた。二リン酸脂質とタンパク質との相互作用は、二つのリン酸基が協同的に作用してDnaAに結合するためであり、DnaA側にもその受容部位がある事を認めた。また、開始タンパク質の休止と活性状態が、混合二分子膜の分布状態と関係している事も明らかにした。また、電子移動の活性化を目指して、Cytcのヘムポルフィリンを他の人工のポルフィリン誘導体に再構成して置換するために反転ポルフィリンの合成研究も行った。カルジオリピンCLは、二つのリン酸基と四本のアルキル鎖を持った天然脂質である。二分子膜の形成には、この二重化した構造は必要なく、その界面コロイド的な存在意義は不可解である。本研究では、脂質における「多重リン酸」構造が、生理活性を与える上で有効である事を遺伝子の複製を開始するタンパク質DnaAの機能との関係から示した。DnaAはATPと結合することで複製開始活性を持つ。我々は、天然脂質に限らず合成リン脂質でもDnaAからATPを解離させうる事を認めた。ATPの解離初速度と添加脂質濃度との動力学的関係から、多リン酸脂質はミカエリスーメンテン式に従い、一分子でDanAからATPを解離させうるのに対し、モノリン酸脂質はHill式に(n>1)従い、複数分子で初めてATPを解離させる事を見い出した。この事実から「DnaAの効果的な機能制御、すなわちATPへの親和性低下には、DnaAタンパク質のアミノ酸二次構造のある狭い領域にリン脂質が二つ以上同時に結合する。この際、リン酸が膜表面で濃縮した状態を最初から持つニリン酸脂質は特異的に結合する」と仮定し実験を進めた。まず、二つのリン酸部位をつなぐ架橋部分の構造が最も重要であるとしてリン酸基間の距離をスペーサーメチレン鎖により制御した二リン酸脂質の合成方法を確立した。さらに、この二リン酸脂質は、その親水基である二つのリン酸基が協同的に作用してDNA複製開始タンパク質に結合するためであり、タンパク質側にもそのための受容部位がある事を認めてた。リン酸基の間隔が、狭くても広がり過ぎても効果的なタンパク質への結合は抑えられ、二つのリン酸基間の距離と空間配置が、ATP結合性タンパク質の認識に影響する。このような、自己複製能を制御できる脂質膜は、遺伝子複製と細胞膜の分裂増殖の同調の観点から、とりわけ重要である。

リン酸基間の架橋部の距離とグリセリン性水酸基の有無を分子設計の指針とした。電子移動系のタンパク質Cytcと遺伝子の複製を開始するタンパク質DnaA(大腸菌)の活性に与える合成の二重化リン脂質の添加効果を評価した。二つのリン酸基の間隔が、広がり過ぎた場合、効果的なタンパク質への結合は抑えられる事が、円偏向二色性スペクトルからのタンパク質のコンホメーション変化、ナノグラムの変化を検知できるQCMによる結合量の観察、および、Cytcの電子移動速度に及ぼす脂質の結合の影響から判明した。この知見を基に、大腸菌の遺伝子の複製を開始させるタンパク質DnaAの活性に与える脂質の効果をみた。二リン酸脂質とタンパク質との相互作用は、二つのリン酸基が協同的に作用してDnaAに結合するためであり、DnaA側にもその受容部位がある事を認めた。また、開始タンパク質の休止と活性状態が、混合二分子膜の分布状態と関係している事も明らかにした。また、電子移動の活性化を目指して、Cytcのヘムポルフィリンを他の人工のポルフィリン誘導体に再構成して置換するために反転ポルフィリンの合成研究も行った。
糖尿病大血管症の非侵襲・簡便なリスク層別化システムの構築と効果的な予防法の探索

そこで、本研究では、経時的に経過を観察し得た日本人若年発症1型糖尿病患者のコホート(93名、最長観察期間13年)を対象として、糖尿病合併症、特に大血管障害の長期経過とそれに関連する因子を探索した。観察期間中に明らかな心血管疾患の発症は認められなかったが、subclinicalな動脈硬化の指標である脈波伝播速度(baPWV)、頸動脈内膜中膜複合体肥厚度(intima-media thickness;IMTは有意に進展していた。多変量解析の結果、baPWVに関しては年齢、糖尿病罹病期間、総コレステロール値が、mean IMTに関しては性別(男性)、総コレステロール値が、max IMTに関してはHbA1c、総コレステロール値がそれぞれ進展の有意な寄与因子であった。変量効果を取り入れた線形混合モデルを用いた回帰分析も行ったが、観察期間中のHbA1cはmax IMT進展の有意な寄与因子であった。なお、血中バイオマーカー(炎症関連マーカー、酸化ストレスマーカー等)で、subclinicalな動脈硬化の進展と強い関連を示す因子は認められなかった。以上の結果から、日本人若年1型糖尿病患者においても血糖コントロールは動脈硬化進展の寄与因子であり、厳格な血糖管理は動脈硬化進展予防に重要であると考えられた。糖尿病患者の経年的な観察を通じて作成された複数のデータベースを用い、心血管疾患およびその危険因子と各種の非侵襲血管機能/画像検査で得られる血管障害関連指標との関連を検討した。その結果、古典的危険因子で調整後も、頸動脈エコー関連指標である頸動脈内膜中膜複合体肥厚度(intima-media thickness; IMT)、組織性状指標(Gray scale median; GSM)は心血管疾患新規発症の独立した予測因子であることを明らかにした。加えて、頸動脈エコー検査の施行は心血管疾患ハイリスク群の検出能向上に寄与すること等を明らかにした。また、高血糖下におけるAGE (advanced glycation endproducts)の産生亢進と蓄積は糖尿病性血管障害の発症・進展において重要な役割を担っていることが知られている。最近、皮膚・皮下の血管壁に累積されたAGEs量をSkin AF値として非侵襲的に測定可能な検査機器であるAGE readerが開発された。そこで、糖尿病患者と健常人を対象にSkin AF値を評価した。その結果、1型糖尿病患者では健常人に比較して、Skin AF値が有意に高いことを明らかにした。さらに、1型糖尿病群において、Skin AF値は細小血管合併症指標や早期動脈硬化の指標である頸動脈IMTおよび脈波伝播速度(pulse wave velocity; PWV)と有意な単相関を認めること、SkinAF値はIMTの独立した規定因子であることを明らかにした。対象患者からのデータ収集は順調に進んでいるが、血液検体を用いた各種バイオマーカーの測定に遅延がみられるため。我々は、頸動脈に低輝度プラークを有すると心血管疾患発症リスクが高いこと、頸動脈壁の超音波組織性状の指標であるGSMが心血管疾患発症リスク層別化に有用であることを既に明らかにしている。しかし、頸動脈壁の組織性状に影響を及ぼす因子については未だ不明な点が多い。一方、我々は、最近、DPP4阻害薬の投与により頸動脈プラークが退縮することをランダム化比較試験により明らかにした。そこで、本研究では、同試験で収集した画像データを新たに解析して、DPP4阻害薬が頸動脈組織性状に及ぼす影響を評価した。その結果、DPP4阻害薬シタグリプチン投与群では観察期間中にGSMの有意な上昇を認めたものの、DPP4阻害薬非投与の従来治療群では観察期間中にGSMの有意な変化を認めなかった。このことから、シタグリプチンは頸動脈壁・プラークの組織性状改善・プラーク安定化に寄与するものと推察された。また、DPP4阻害薬アログリプチン投与群と従来治療群の比較においても同様の現象が確認されたことから、DPP4阻害薬には頸動脈壁の組織性状を改善し、プラークを安定化させる効果が期待される。高血糖下におけるAGE (advanced glycation endproducts)の産生亢進と蓄積は糖尿病性血管障害の発症・進展において重要な役割を担っている。そこで、2型糖尿病患者と健常人を対象に、Skin AF値を評価した。その結果、2型糖尿病患者では健常人に比較して、Skin AF値が有意に高いことを確認した。さらに、2型糖尿病群において、Skin AF値は糖尿病大血管症や網膜症、腎症、神経障害を有する群で有意に高値を示し、血管合併症の数が多いほど高値を示すことを明らかにした。対象患者からのデータ収集・解析は概ね順調に進んでおり、一部の課題に関しては、論文発表に至っているため。

多変量解析の結果、baPWVに関しては年齢、糖尿病罹病期間、総コレステロール値が、mean IMTに関しては性別(男性)、総コレステロール値が、max IMTに関してはHbA1c、総コレステロール値がそれぞれ進展の有意な寄与因子であった。変量効果を取り入れた線形混合モデルを用いた回帰分析も行ったが、観察期間中のHbA1cはmax IMT進展の有意な寄与因子であった。なお、血中バイオマーカー(炎症関連マーカー、酸化ストレスマーカー等)で、subclinicalな動脈硬化の進展と強い関連を示す因子は認められなかった。以上の結果から、日本人若年1型糖尿病患者においても血糖コントロールは動脈硬化進展の寄与因子であり、厳格な血糖管理は動脈硬化進展予防に重要であると考えられた。「I.非侵襲血管機能/画像検査を活用した糖尿病大血管症ハイリスク群スクリーニングシステムの構築」研究においては、PWV、FMD等のバイオマーカーとしての有用性について統計学的解析を実施する。「II.日本人1型糖尿病患者における大血管症危険因子の解明と予防法の開発」研究においては、収集済みの血液検体を用いた各種バイオマーカーの測定を行い、糖尿病大血管症の発症・進展との関連を検討する。「III. DPP4阻害薬が頸動脈組織性状に及ぼす影響の評価」研究においては、H28年度に頸動脈組織性状の評価が終了したため、H29年度は得られたデータを用いて予定していた統計学的解析を実施する。「I.非侵襲血管機能/画像検査を活用した糖尿病大血管症ハイリスク群スクリーニングシステムの構築」研究においては、FMD、skin AF等のバイオマーカーとしての有用性について統計学的解析を実施する。「II.日本人1型糖尿病患者における大血管症危険因子の解明と予防法の開発」研究においては、収集済みの血液検体を用いた血中代謝物の網羅的解析を行い、糖尿病大血管症の発症・進展との関連を検討する。本研究では、「I.非侵襲血管機能/画像検査を活用した糖尿病大血管症ハイリスク群スクリーニングシステムの構築」、「II.日本人1型糖尿病患者における大血管症危険因子の解明と予防法の開発」、「III. DPP4阻害薬が頸動脈組織性状に及ぼす影響の評価」の3つのプロジェクトを並行して実施している。H28年度は、「III. DPP4阻害薬が頸動脈組織性状に及ぼす影響の評価」研究のデータ収集は当初計画よりも進捗したが、「II.日本人1型糖尿病患者における大血管症危険因子の解明と予防法の開発」において、血液検体を用いた各種バイオマーカーの測定に当初計画よりも遅延がみられた。このため、各種バイオマーカーの測定に要する消耗品費が当初計画よりも少額となった。しかし、H29年度には消耗品費が当初計画よりも増額となる見込みである。(理由)本研究では、「I.非侵襲血管機能/画像検査を活用した糖尿病大血管症ハイリスク群スクリーニングシステムの構築」、「II.日本人1型糖尿病患者における大血管症危険因子の解明と予防法の開発」、「III. DPP4阻害薬が頸動脈組織性状に及ぼす影響の評価」の3つのプロジェクトを並行して実施している。
可積分系における長距離力と境界条件の効果・およびその物性物理への応用

長距離相互作用をもつ可積分系の代表的な模型であるカロジェロ・サザ-ランド・モーザー(CSM)模型、およびそれに関連した話題について研究を進めた。CSM模型はルート系に付随したモデルであり、近年多くの研究者によって活発に研究されている。こうしたCSM模型の一連の研究によって、統計力学のみならず数理物理学の分野において、数々の新しい知見をもたらすに至った。本研究においては、CSM模型をはじめとする可積分系の境界条件の効果などに関して、以下に列挙するような結果を得た。・可積分な境界条件を記述するのに用いられる反射方程式のもっとも一般的な解を求めた。これによって、XYZスピン系やその一般化された解ける模型についての可積分境界条件を与えることができた。・反射方程式の一般解を用いることによって、三角関数型CSM模型の代数構造、およびその固有値を求めた。特に境界のある場合についてのアスキー・ウィルソン多項式との関連を明らかにした。・局所的な相互作用を持つ模型の例として非線形シュレディンガー(NLS)方程式の研究も行った。この系がアファイン・ヘッケ環の表現を用いて記述できることを明らかにした。また、NLS方程式の格子版をあらたに提出した。・周期的なCSM模型の固有状態はマクドナルド多項式によって構成されることはよく知られている。ヤンギアン対称性の表現を用いることで、マクドナルド多項式の新たな等式を得た。
複合体型ユビキチンリガーゼの機能解析

ユビキチン・プロテアソーム系を介したタンパク質分解は、多岐にわたる生命現象に重要な働きを果たしていることが明らかになっている。そして現在までの精力的な研究により生体内に非常に多くのE3が存在し、基質特異性を決める役割を果たしていることが明らかになっている。なかでもCullin型E3が重要な役割を担っていることが予想されているが、技術的困難さのため、酵素-基質の対応関係が明らかになっているのはごく僅かである。近年質量分析法の技術進歩およびEST計画の進行によるデータベースの充実により微量タンパク質の同定が可能になってきている。そこで本研究では、Cullin型E3中でもCul2およびCul5型E3に対する基質を、免疫沈降法および質量分析法の組み合わせにより分離・同定し、さらにはこれら酵素・基質関係により制御される生命現象を解明することを目的として研究を進めている。その結果としてCul2型E3であるFEM1B複合体の基質としてM期のリン酸化酵素であるNEK2を同定した。FEM1BとNEK2が結合すること、FEM1B複合体によりNEK2が試験管内でユビキチン化されること、FEM1Bの発現制御によりNEK2の発現量が変化することなどを確認しており、さらなる解析を進めている最中である。具体的な方法としては哺乳類培養細胞であるHeLa細胞あるいは293細胞に3xFLAG tagを導入したCullin型E3の基質認識サブユニットを安定に発現する細胞株をレトロウイルスの発現系を用いて樹立した。そしてこれらのタンパク質に結合する因子を免疫沈降法で分離・精製しSDS-PAGEで分離した。さらにin gelでトリプシン消化後、質量分析法により結合タンパク質を同定した。その結果として複数の結合タンパク質を同定しており、現在個々の機能解析を進めている最中である。
受容的な話の聴き方のモデル化-非言語情報のシンクロニー-

受容的な話の聞き方とは,言い換えると「上手な」話の聴き方である.教育現場やビジネス上の人間関係などさまざまな人間関係において,相手の話を聴く技術をもたないことによって生じるさまざまなトラブルが表面化してきたことを背景として,近年,「上手な」話の聴き方の科学的検証が求められている.本研究は,対面対話における,姿勢,表情,身体動作,周辺言語(「間」や発話速度など)のシンクロニーと,上手な聴き方との関連を調べ,受容的な話の聞き方の定量的モデル化を行うことを目的としている.これまでに引き続き,受入研究者である認知心理学者の吉川左紀子先生に加えて,臨床心理学を専門とする桑原知子先生,ならびに社会心理学を専門とする渡部幹先生の協力を得て,心理療法(カウンセリング)における話の聴き方を探究している.本年度は主に,(1)カウンセラーとクライエントの身体動作に関する検討,および(2)カウンセラーの言語的表現を指標とした2者間のやりとりの質に関する検討を行なった。(1)では,ビデオ解析により,カウンセラーとクライエントの間で身体動作を解析し,2者の間で身体動作が同期する現象(同調性)を実証した.さらに,この2者間の身体動作の同調性は相互作用者同士の関係性がよいほどレベルが高いこと,ならびに,カウンセリング50分間の間で,同調性のレベルは時間経過とともにあるパターンで変化することが示された. (2)では,話者交替時のカウンセラーの言語的表現によって各発話を分類することにより,カウンセリングと悩み相談における2者間のやりとりの質的相違が示唆され,また,高評価群における各発話の出現の時系列的パターンは、カウンセラーがクライエントを理解し更なる話を促すことと関連していると考えられた.受容的な話の聞き方とは,言い換えると「上手な」話の聴き方である.教育現場やビジネス上の人間関係などさまざまな人間関係において,相手の話を聴く技術をもたないことによって生じるさまざまなトラブルが表面化してきたことを背景として,近年,「上手な」話の聴き方の科学的検証が求められている.本研究は,対面対話における,姿勢,表情,身体動作,周辺言語(「間」や発話速度など)のシンクロニーと,上手な聴き方との関連を調べ,受容的な話の聞き方の定量的モデル化を行うことを目的としている.現在,受入研究者である認知心理学者の吉川左紀子先生に加えて,臨床心理学を専門とする桑原知子先生,ならびに社会心理学を専門とする渡部幹先生の協力を得て,心理療法(カウンセリング)における話の聴き方を探究している.最近の検討から,非臨床家は話し手の発話内容から自分の感情や過去の経験を活性化しそれに基づき「読み」をしがちであるのに対して,臨床家は話し手の発話内容ばかりでなく非言語的行動の変化を手がかりとして,話し手の現在の心的プロセスをより精緻的に推測することが示されてきた。また,心理療法における沈黙の計測結果から,豊富な経験を持つ臨床家の「間」の効果的な使い方について考察した。現在,臨床家が手がかりとする話し手の非言語行動を量的分析によって特定すること,ならびに,話し手の非言語行動に対する臨床家の非言語的反応を分析することを計画している。受容的な話の聞き方とは,言い換えると「上手な」話の聴き方である.教育現場やビジネス上の人間関係などさまざまな人間関係において,相手の話を聴く技術をもたないことによって生じるさまざまなトラブルが表面化してきたことを背景として,近年,「上手な」話の聴き方の科学的検証が求められている.本研究は,対面対話における,身体動作,表情,周辺言語(「間」や発話速度など)のシンクロニーと,上手な聴き方との関連を調べ,受容的な話の聞き方の定量的モデル化を行うことを目的としている.採用第1年度目に引き続き,受入研究者である認知心理学者の吉川左紀子先生,臨床心理学を専門とする桑原知子先生,ならびに社会心理学を専門とする渡部幹先生の協力を得て,心理臨床面接(カウンセリング)における話の聴き方を探究した.昨年度(採用第2年度目)は特に,初回の模擬カウンセリング(50分間)5事例におけるカウンセラーとクライエントの音声および身体動作の物理計測を中心に行なった.(1)音声の分析では,各話者の発話長,ポーズ長,発話の交替にかかる時間の長さである反応潜時を計測し,発話の時間的構造を50分間に渡って時系列的に示す手法を提案した.この手法によって示される発話の時間的構造は,専門家によって評価されたカウンセリングの質によって大きく異なった.この相違は対話開始約25分を境に顕著になることから,この時刻にカウンセリングのフェーズの変化があることが推測された.(2)身体動作に関しては,映像処理により身体動作のシンクロニーを客観的に評価する手法を提案した.結果から,専門家によって高く評価された事例では身体動作の同調傾向が認められるのに対して,専門家による評価が低かった事例では観察されないことが示された.こうした相違がどの時刻(対話開始後の時刻)から生じるかなどについて,今後詳細に検討を進める予定である.受容的な話の聞き方とは,言い換えると「上手な」話の聴き方である.教育現場やビジネス上の人間関係などさまざまな人間関係において,相手の話を聴く技術をもたないことによって生じるさまざまなトラブルが表面化してきたことを背景として,近年,「上手な」話の聴き方の科学的検証が求められている.本研究は,対面対話における,姿勢,表情,身体動作,周辺言語(「間」や発話速度など)のシンクロニーと,上手な聴き方との関連を調べ,受容的な話の聞き方の定量的モデル化を行うことを目的としている.

これまでに引き続き,受入研究者である認知心理学者の吉川左紀子先生に加えて,臨床心理学を専門とする桑原知子先生,ならびに社会心理学を専門とする渡部幹先生の協力を得て,心理療法(カウンセリング)における話の聴き方を探究している.本年度は主に,(1)カウンセラーとクライエントの身体動作に関する検討,および(2)カウンセラーの言語的表現を指標とした2者間のやりとりの質に関する検討を行なった。(1)では,ビデオ解析により,カウンセラーとクライエントの間で身体動作を解析し,2者の間で身体動作が同期する現象(同調性)を実証した.さらに,この2者間の身体動作の同調性は相互作用者同士の関係性がよいほどレベルが高いこと,ならびに,カウンセリング50分間の間で,同調性のレベルは時間経過とともにあるパターンで変化することが示された. (2)では,話者交替時のカウンセラーの言語的表現によって各発話を分類することにより,カウンセリングと悩み相談における2者間のやりとりの質的相違が示唆され,また,高評価群における各発話の出現の時系列的パターンは、カウンセラーがクライエントを理解し更なる話を促すことと関連していると考えられた.
AFMによるタンパク質複合体の構造および構造変化の高分解能解析

タンパク質の高分解能AFMイメージングでは、分子の安定固定が重要である。本研究では、気・水界面を利用して作成したストレプトアビジンの2次元結晶膜を分子固定表面として利用し、数種のモデルタンパク質をビオチン化し表面に結合した。AFM走査パラメータの最適化により、ストレプトアビジン2次元結晶膜中の分子配列を生理条件下で再現性よく高コントラスト・高分解能イメージングできるようになった。フェリチンおよびカタラーゼをビオチン化し、ストレプトアビジン2次元結晶表面に結合させ、結合分子数を数えた。この実験の目的は、プロテインチップに対してAFMによるデジタル解析、すなわち、結合分子数を直接数える方法の有効性を調べることにあった。その結果、非ビオチン化分子の吸着は低く、デジタル計数法が有効であることを確認した。いっぽう、ビオチン化による安定な結合の実現だけでは高分解能イメージングが可能になるわけではなく、さらにこの目的に沿った試料処理法の開発が必要であることが明らかとなった。さらには、AFMデジタル計数法の精度は結合基板としてのストレプトアビジン2次元結晶の完全性に強く左右されることも明らかとなり、研究期間の後半をもっぱらストレプトアビジン2次元結晶の完全化に充てた。光学顕微鏡とAFMを組み合わせるため、AFMヘッドを倒立型光学顕微鏡に搭載するためのステージを開発した。光学顕微鏡との同時AFMイメージングでは,ガラス基板の使用が必須となるが、通常用いられるカバーガラス基板この目的で使用可能であることを明らかにした。平成14年度研究計画における題目は「ストレプトアビジン2次元結晶膜へのビオチン化タンパク質の結合とAFMイメージング」であった。この目標に対する達成度は自己評価でおよそ50%である。平成14年度の研究成果は次のとおりである。1.ストレプトアビジンの2次元結晶化この課題についてはすでに高分解能電子顕微鏡で観察するための技術を有していたが,原子間力顕微鏡でストレプトアビジンの2次元結晶膜をイメージする場合,難しい点があることが分かった。すなわち,疎水処理基板に気液界面で作成した2次元結晶を転写する際,膜に対する擾乱が発生し多量の結晶粒界が発生することが多い。粒界のみであれば問題はあまり無いのであるが,粒界発生とともに脱離した分子が結晶表面に吸着し,AFMでイメージするときにかなりの妨害となる。特に,本研究で目標とするビオチン化タンパク質の固定とイメージングでは,その影響は大きい。これについては,転写方法の工夫によりかなり改善されることが分かってきた。2.再現性のあるAFMイメージング技術イメージングパラメータおよびAFMティップの処理の最適化により,ストレプトアビジン2次元結晶膜中の1分子ずつをタッピング・ディフレクションモードで常時イメージできるようになった。生理条件下でストレプトアビジン2次元結晶を再現性よく分子イメージすることは,これまで易しい技術とは考えられていないので,本年度の結果は大きな進歩とみなしてよいと考えている。最初予定したビオチン化タンパク質のストレプトアビジン2次元結晶膜への結合に関しては実験にまで到らなかった。次年度の課題とする。平成15年度の研究成果は以下のとおりである。1ストレプトアビジン2次元結晶膜へのビオチン化タンパク質の結合と固定ビオチン-ストレプトアビジン特異結合を利用したビオチン化タンパク質1分子の固定および1分子AFMイメージングが可能であることを確認した。ただし,ストレプトアビジン2次元結晶膜への結合後に膜表面でビオチン化タンパク質が界面変性を起こす可能性も示唆された。2カバーガラスなどガラス基板のAFM1分子イメージングへの応用AFMイメージングでは,表面平滑性の高いマイカやグラファイトが歴史的に用いられてきたが,光顕との同時イメージングでは,ガラス基板の使用が必須である。カバーガラスにフェリチンを吸着し,これをAFMイメージング可能であることを確認した。シリコンウエハと同程度の表面粗さであり,AFM用基板として使用可能であることが分かった。3倒立型光学顕微鏡上でのAFMイメージングパルス