hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不具合検出過程における視線移動に着目したマイクロプロセス分析

本研究の目的はソフトウェアレビューの効率を向上するための知見を明らかにすることである.1)視線計測によるプログラム読解過程の分析と,2)脳血流計測によるプログラム理解と脳活動の関係分析を行った.研究の結果,熟練者の視線移動を元に作成した,レビュー対象文書の具体的な読み順を作業者に指示することでバグ発見率が向上した.また,脳計測装置の1種であるNIRSを用いた実験の結果,少数の値の記憶や簡単な暗算では脳活動に変化が現れない一方で,if文による条件分岐の理解時には前頭極が活性化する可能性が示唆された.本研究の目的は,設計書・仕様書を精読する作業であるピアレビューや,ソースコードのデバッグ作業における開発者の視線移動と行動履歴を詳しく分析し,ソフトウェア開発における熟練者の作業手順から,効果的な不具合検出戦略を明らかにすることである.研究期間2年目である本年度は,前年度に作成した実験環境および実験用システムを用いた実験を行った.実験において被験者がレビューを行うために必要な計算機を導入し,作成した実験システムが正しく動作することを確認した.本年度に実施した実験では,レビュー効率の高い開発者に見られた視線移動のパターンを元に,レビューにおける読み方の指針を作成し,被験者に教示した.ソースコードを対象としたレビューにおいて設計書や仕様書といった上位文書に着目するよう教示した被験者と教示しない被験者で,不具合の検出効率が向上するか確認した.予備実験で被験者のレビュー能力を計測し,均等になるよう2グループに分割した上で,片方のグループにのみ,レビュー時に上位文書を読んでからレビュー対象のソースコードを読むように教示した.その結果,教示有りのグループが教示無しのグループに比べ不具合の検出効率が高かった.実験時に計測した視線移動および操作履歴から,教示有りのグループはレビュー開始時に教示通りに上位文書に視線が集中していたほか,レビュー作業全体を通して,上位文書とソースコードを見比べるような視線が見られた.この結果は,レビュー前に読み方を教示するという簡易な方法だけでレビューの効率を向上できる可能性を示唆している.本研究の目的は,設計書・仕様書を精読する作業であるピアレビューや,ソースコードのデバッグ作業における開発者の視線移動と行動履歴を詳しく分析し,ソフトウェア開発における熟練者の作業手順から,効果的な不具合検出戦略を明らかにすることである.研究期間1年目である本年度は,本研究に関連する文献の調査と,実験環境・および実験用システムの構築を行った.文献調査は,デバッグやソフトウェアレビューなど開発者によって行われる不具合検出に関する文献と,視線計測・分析に関する文献を中心に調査した.また,ユーザの行動履歴から作業目的を自動判別する手法やシステムに関する文献についても調査した.PC上で行われる操作履歴からユーザの作業目的を推定・分類するtask classification手法は本研究と関連が深く,今後の研究の参考とする.実験のために,nac社の視線計測装置EMR-AT VOXER Basic+を購入・設定し,ソフトウェア開発者のPC利用時の視線移動を計測できる環境を構築した.また,本研究の分析対象の1つであるソフトウェアレビューについてマイクロプロセスデータを記録するシステムを作成した.作成した環境・システムを用いたソフトウェアレビュー実験の用意を行った.実験で被験者に課すタスクの設定,および,レビュー対象であるソースコード,設計書,仕様書と,それぞれに埋め込む不具合の種類と個数を検討し,タスクを作成した.本研究の目的は,ソフトウェアレビューにおける開発者の詳細行動の分析から,熟練者が暗黙知として持っている効果的な不具合検出戦略を明らかにすることである.昨年度までにレビュー効率の高い開発者のレビュー方法に基づいて,設計書とソースコードの読み方を作成し,教示した被験者と教示しない被験者それぞれのレビュー行動を計測した.実験の結果,教示有りの被験者グループは教示無しの被験者グループと比べ,不具合検出率が平均で8.9%高かった.研究期間3年目である本年度は,前年度の実験で得られたソースコードレビューにおける視線移動と作業履歴データの分析を行った.教示有りと教示無しの各グループにおける視線移動の差を見ると,教示無しは設計書への注視時間がレビュー時間(40分)の22.8%であるのに対して,教示有りは28.6%と差が見られた.

この結果は,教示によって設計書を読む時間が増えたことで,不具合発見率の向上につながったことを示唆する.視線移動のパターンにおいても,教示有りはレビュー時間全体を通じてソースコードと設計書を交互に見る動きが観測された一方で,教示無しはレビューの後半に設計書をほとんど見ないといった特徴が見られた.作業履歴に着目すると,教示有りは教示無しに比べ不具合の指摘精度が高く,レビュー開始から1130分の期間に指摘精度の差が大きかった.教示無しグループが40分のレビュー時間で到達した発見率(60%)に教示有りグループは25分で到達していることから,読み方の教示は作業者が正しい指摘をレビューの早い段階で行うために有効であるといえる.また,本研究で得られた知見や分析手法を応用し,開発者の脳血流量の変化からプログラム理解過程における作業負荷を計測する手法を開発した.視線移動と作業履歴のみならず,脳血流量を組み合わせた分析はマイクロプロセスの理解に有用と考えられる.本研究の目的は,設計書や仕様書を精読する作業であるピアレビューや,ソースコードのデバッグ作業における開発者の視線移動と行動履歴を詳しく分析し,ソフトウェア開発における熟練者の作業手順から,効果的な不具合検出戦略を明らかにすることである.昨年度までに,計画当初の目的であった視線移動と行動履歴の分析を行い,レビュー開始時に設計書とソースコードの読み方を教示することで不具合の検出率が平均で8.9%向上することを明らかにした.また,開発者の脳血流量の変化からプログラム理解過程における作業負荷を計測する手法を開発した.研究期間4年目である本年度は,前年度に開発した手法を用いて,ソースコード中の処理を理解する過程における脳活動を計測する実験を行った.プログラム中に現れる1)数値計算,2)変数内の値の記憶,3)条件分岐の判断に対して,作業記憶や計画的な行動に関連するとされる前頭極の血流量の変化をNIRSを用いて計測した結果,変数の記憶を必要とするタスクで有意に高い脳活動が計測された.本研究で得られた成果は,視線移動や行動履歴に加えて,脳血流の計測も,ピアレビューにおける開発者の行動や状態を把握するために有用である可能性を示唆している.本研究の目的はソフトウェアレビューの効率を向上するための知見を明らかにすることである.1)視線計測によるプログラム読解過程の分析と,2)脳血流計測によるプログラム理解と脳活動の関係分析を行った.研究の結果,熟練者の視線移動を元に作成した,レビュー対象文書の具体的な読み順を作業者に指示することでバグ発見率が向上した.また,脳計測装置の1種であるNIRSを用いた実験の結果,少数の値の記憶や簡単な暗算では脳活動に変化が現れない一方で,if文による条件分岐の理解時には前頭極が活性化する可能性が示唆された.研究実施計画で予定していた分析について,ほぼ予定通りに進捗した.不具合を検出する直前の視線移動のパターン分析などについては今後も継続して行う.ソフトウェア工学本年度に分析した実験結果について,国際会議および論文誌へ発表し,研究成果を公開する.視線移動データに対する頻出パターン分析や視線データと作業履歴データを組み合わせた分析については本年度から引き続き行う.また,本年度に開発した脳血流量の変化からプログラム理解過程における作業負荷を計測する手法について,視線移動や作業履歴と組み合わせての分析を行う.研究実施計画で予定していた実験の実施についてほぼ予定通りに進捗した.前年度に未完了であった実験用計算機を導入し,実験を実施した.以前の研究で得られた成果を元に,レビュー方法の教示内容を作成し,実験によりその効果を確認できた.実験で得られたマイクロプロセスデータの分析については今後も継続して行う.年度当初に提出した研究実施計画で予定していた文献調査,実験環境・システムの構築,および実験タスクの検討についてほぼ予定通りに完了した.実験システムの構築に際しては,過去の研究で開発したシステムをベースとして作成したため,短期間で作成することができた.実験の実施において被験者がレビューを行うために必要な計算機の導入が未完了であるため,次年度までに導入を完了し,予備実験と本実験を行う予定である.本研究に関連する文献調査については当該分野の動向把握のためにも継続して行う.本年度に実施した実験結果について,国内会議および国際会議で発表し研究成果を公開すると共に,他の研究者から意見をもらい,論文誌などへ投稿する.
肉芽腫形成における好中球の役割:好中球による単球走化因子の産生

ヒト角層と正常人血清と37°C、60分反応させた後、血清成分を洗い流し、1×10^6/mlにsuspendしたヒト好中球と一緒に37°Cで24時間培養して得られた培養上清の中に含まれる単球走化活性をmodified Boyden chamberを用いて測定した。その結果、培養上清の中に単球走化活性があることが示された。さらに、divided chamberで好中球と角層の接触させないと単球走化活性が誘導されないこと、また、抗CR3抗体で単球走化活性が抑制されたことから、好中球はCR3を介して、iC3bでオプソニン化された角層に接着し、そのシグナルを通して活性化され、単球走化活性因子を放出することが分かった。これまで、LPS刺激した好中球はchmokine familyであるMIP-1αやMIP-1β,MCP-1などの単球走化因子を放出することが分かっている。上記実験で得られた培養上清中にこれらの単球走化因子が含まれるかどうかELISA法を用いて検討した。その結果、培養上清中にMIP-1α,MIP-1β,MCP-1のいずれもが含まれていたが、好中球と角層の接触がおこる状態で、単球走化因子の産生量は変化しなかった。さらに、培養上清をこれらの因子の阻止抗体で処理しても、単球走化活性の抑制は軽度であった。MIP-1αやMIP-1β,MCP-1とは異なる単球走化因子が含まれていると考え、培養上清をHPLC(ゲル漉過)で各フラクションに分けて、それぞれの単球走化活性を測定したところ、40kD前後の分子量を持つ単球走化因子が検出された。しかし、どのような物質であるかどうかは同定できなかった。
QoW（Quality of Work）に着目したワーク・ライフ・デザインの研究

近年,働き手不足や長時間労働などが問題となっており,国・企業が積極的にこの問題解決に尽力している.1つの解決策としてワーク・ライフ・バランスを整えることが注目されている.本研究では,ワーク・ライフ・バランスを整える手段の一つである柔軟な勤務体系,特に自宅勤務が勤務者の主観的幸福度にどのような影響を及ぼすかを分析した.分析方法として,2週間の実験を実施し,構造方程式モデルを構築した.その結果,自宅勤務導入は,勤務者の主観的幸福度に対し,正の影響を与えることを確認した.また,主観的幸福度を分析する際に従来用いられていたアンケートに加え,生体データを新たな指標として活用について検討した.本研究の目的は,働き方の質の定量的分析に基づく生活様式と職場環境に関する総合的なデザインを議論うる方法論の開発である.本年度は,知的生産性が求められるコンサルティング会社の社員を対象に,通勤形態(定時・時差・在宅)と職場環境(個室・島型・フリーアドレス)の組合せからなる働き方を複数体験してもらい,幸福度や満足度など主観的評価を調査し,分析した.主として通勤形態による主観的幸福度と生体反応の時間変化を把握するため,3時間おきにスマホで主観的アンケート調査の実施,さらに腕時計型の心拍計測と活動量計測を2週間,10名に対して行った.年末の2週間の実施であったこともあり,半分は休日,平均1日程度の在宅勤務の状況となった.チームとしては在宅勤務者への配慮(メールでの仕事進捗確認など)でマイナスのイメージがあると予想していたが,多少の負担はあるが,通常のオフィス勤務時よりもコミュニケーションが密になり,仕事しやすいとの回答も多く,今回の実験対象者は在宅勤務に対して好意的な反応を示していた.また,主観的幸福度は時間帯別と就寝前に一日を振り返る目的で回答を依頼した結果,事前の予想の通り,休日の幸福感は高い傾向にあり,他の疲労感や充実感と比較して幸福感の時間変動は小さい傾向にあることが確認された.2週間に及ぶ生体反応計測も被験者の重い負担にはなっておらず,好意的な反応を得られ,来年度の実験も大きな改善なく,実施できる可能性が高いことが確認できた.今後,主観的評価と生体反応の両データを組み合わせて,働き方の質に関する分析を行っていく予定である.腕時計型の生体反応計測機器の選定,数時間間隔での主観的幸福度評価システムの構築に時間がかかり,実験実施が12月の年末となった.取得データは計画通りであるが,2週間の実験期間で連休が多く,在宅勤務は一人平均1回となり,在宅勤務の評価手法を検討する必要がある.一方,構築した評価システムや生体反応計測に関して,全ての被験者から大きな負担ではないとの意見をもらっており,来年度以降の実験環境として問題ないことを確認した.本研究の目的は,働き方の質の定量的分析に基づく生活様式と職場環境に関する総合的なデザインを議論できる方法論の開発である.本年度は,過年度に実験した,知的生産性が求められるコンサルティング会社の社員10名を対象とした通勤形態(定時・時差・在宅)における幸福度や満足度など主観的評価データ,2週間分を分析した.日々の主観的幸福度の変化の要因の説明するためパネルデータ分析として,固定効果推定,ランダム効果推定,Hausman and Taylor推定を行った.固定効果推定は個人属性など時間変化しない要素を消去する方法であり,休日,通勤(平日),在宅(平日)といった要因が幸福度に影響すると仮定する.ランダム効果推定は性別や児童同居などグループの影響を考慮できると仮定する.これら二つの推定方法を適用し,検定の結果,固定効果推定の方が望ましい結果となった.一方,より高度な分析として,一部のグループの影響を考慮できるHausman and Taylor推定を適用した結果,固定効果推定よりも統計的に望ましい結果が得られた.本推定結果の結果,休日が最も幸福度は高くなる傾向にあり,平日は通勤時よりも在宅勤務時の方が幸福度は高くなることが確認された.今回の在宅勤務の希望日数は週12回であり,希望通りに実現できている環境であること,また,会社としても適度な在宅勤務回数であることから,コミュニケーション不足など業務管理への悪影響はない状況であることから,在宅勤務制度が幸福度に良い影響を及ぼしている結果となった.今後は他の企業や業種など,事例を増やして通勤形態を議論できるようにすることが必要である.なお,本結果を整理し,現在,研究論文として投稿し,査読中である.また,昨今の企業の働き方改革の取り組みも盛んであることから,数社から研究内容の問い合わせもあり,研究成果の紹介,アピールに努めた.近年,働き手不足や長時間労働などが問題となっており,国・企業が積極的にこの問題解決に尽力している.1つの解決策としてワーク・ライフ・バランスを整えることが注目されている.本研究では,ワーク・ライフ・バランスを整える手段の一つである柔軟な勤務体系,特に自宅勤務が勤務者の主観的幸福度にどのような影響を及ぼすかを分析した.分析方法として,2週間の実験を実施し,構造方程式モデルを構築した.その結果,自宅勤務導入は,勤務者の主観的幸福度に対し,正の影響を与えることを確認した.また,主観的幸福度を分析する際に従来用いられていたアンケートに加え,生体データを新たな指標として活用について検討した.来年度は本年度に取得したデータ分析から多様な通勤携形態の評価を行い,被験者にフィードバックを兼ねたヒアリング調査を行う.また,当初の研究計画に従い,他の企業の協力を含めて,新たな実験を実施する予定である.交通計画概ね計画通りであるが,情報収集のための学会参加時の旅費が少なくなったため,次年度使用額が生じた関連図書の購入など,情報収集に役立てる
咀嚼の質を測る：食品表現型、感覚、脳活動からの総体的アプローチ

本研究は,我々が提唱した咀嚼の質(Quality of Mastication: QoL)の概念の妥当性を示すために,咀嚼の質を測るパラメータを網羅的に探索し,咀嚼の質が与える影響を中枢および末梢から検討するとともに,咀嚼の質を向上させるための補綴歯科治療の評価法の開発を目的とした.新たな18項目からなる質問票の作成,咀嚼過程および嚥下直前の食塊の物性の変化,一口量を減らす咀嚼行動変容法の提案,感覚能の評価と感覚刺激による前頭前野への影響などを調査した.咀嚼を評価する場合,これまで重要視されてきた咀嚼能率だけでは不十分で,咀嚼の質に相当する部分における補綴治療前後の評価の重要性が示唆された.本研究は,我々が提唱した咀嚼の質(Quality of Mastication: QoL)の概念の妥当性を示すために,咀嚼の質を測るパラメータを網羅的に探索し,咀嚼の質が与える影響を中枢および末梢から検討するとともに,咀嚼の質を向上させるための補綴歯科治療の評価法の開発を目的とした.新たな18項目からなる質問票の作成,咀嚼過程および嚥下直前の食塊の物性の変化,一口量を減らす咀嚼行動変容法の提案,感覚能の評価と感覚刺激による前頭前野への影響などを調査した.咀嚼を評価する場合,これまで重要視されてきた咀嚼能率だけでは不十分で,咀嚼の質に相当する部分における補綴治療前後の評価の重要性が示唆された.本研究は、咀嚼を従来からの咀嚼の評価法である咀嚼能率という観点ではなく、「咀嚼の質(QoM)」という新しい概念で評価するための妥当性を示すことである。そのために、咀嚼の質(QoM)を測るパラメータを網羅的に探索し、咀嚼の質が与える影響を中枢および代謝から検討するとともに、咀嚼の意義を全身レベルで確立し、補綴治療時の咀嚼指導方法の改善・咀嚼の質を向上させるための補綴治療法の開発・評価に役立たせることを目的とする。また・この網羅的な解析を通して、新たな補綴治療の効果を判定する方法を模索するものである。評価方法としては、以下の方法を検討した:(1)咀嚼の質を測る質問票討、(2)咀嚼行動の全状況を把握するシステム、(3)食品物性の経時的変化の追跡方法、(4)咀嚼の快適性を測る方法、(5)栄養・代謝の改善結果を測る方法、(6)従来からの咀嚼能率の測定。(1)の咀嚼の質を測る質問表を作成するために、20歳代の歯学部学生125名に肥満症患者用の吉松の食行動質問票を用いて調査を行い、質問表の圧縮を試みた。その結果、一般青年の食行動の傾向は「食認知」,「食生活」,「摂食行動」の3つであり、青年期にはすでにメタボリックシンドロームのリスクとなる食行動の傾向があると考えられた。これを用いて咀嚼の質を測る質問表を作成し、現在、大規模なデータ収集を行っている。(2)の方法として被験食品(クラッカー、米飯、硬軟ゼリー)の咀嚼時のテクスチャー(硬さ、凝集性、付着性)の経時的変化、下顎運動、咬筋、側頭筋筋電図の変化の測定、分析を進めた。(3)の方法として、前頭前野の脳活動を図る近赤外光脳計測装置(光トポグラフィー)と他の生体信号の同時測定法を開発した。(4)の方法として咀嚼姿勢の計測法を検討した。(5)咀嚼と消化との関係について検討を進めた。今後これらの測定方法を確立し、咀嚼の質のパラメータになり得るかを検討する予定である。本研究は、咀嚼を「咀嚼の質(QoM)」という新しい概念で評価するための妥当性を示すことである。そのために、咀嚼の質(QoM)を測るパラメータを網羅的に探索し、咀嚼の意義を全身レベルで確立し、補綴治療時の咀嚼指導方法の改善、咀嚼の質を向上させるための補綴治療法の開発、評価に役立たせることを目的とする。さらに、この網羅的な解析を通して、新たな補綴治療の効果を判定する方法を模索するものである。本年度は、以下の3つを中心に検討を行った。1咀嚼の質を測る質問表について、昨年度検討した結果をもとにした短縮版質問表を用いて医療関係者1019名の調査を行った。有効回答は845名で、その分析の結果、短縮版の有効性を明らかになったとともに、「食認知」、「食生活」、「摂食行動」の項目がメタボリックシンドロームのリスクおよび一口量の咀嚼行動と関係することが示唆された。

215名の被験者を用いて咀嚼時の食品テクスチャー(硬さ、凝集性、付着性)の経時的変化、下顎運動、咬筋、側頭筋筋電図の変化の測定、分析をした。その結果、咀嚼の進行に伴って元の食品の物性に応じた特異的な食塊テクスチャーの変化が、食塊テクスチャーの変化に対応した下顎運動様相の変化,咀嚼運動が食感の変化に対応して営まれていることが観察され、咀嚼時の下顎運動は食塊テクスチャーの変化に伴う口腔感覚の影響を受け、嚥下までに物性の調整を要する食品ほど感覚と運動の協調による咀嚼が営まれると示唆された。3光トポグラフィーを用いた前頭前野の脳血流量計測によって、咀嚼時の5つが基本味(甘味、塩味、苦味、酸味、旨味)の前頭前野への影響について検討を行った。その結果、その人の5基本味に対する主観的評価と前頭前野血流量との関係が示唆された。次年度は咀嚼の質のパラメータなり得る項目をさらに網羅的に探索するとともに咀嚼の質(QoM)の概念の確立を目指す予定である。本研究は、咀嚼を「咀嚼の質(QoM)」という新しい概念で評価するための妥当性を示すことである。そのために、咀嚼の質(QoM)を測るパラメータを網羅的に探索し、咀嚼の意義を明らかにし、咀嚼の質を向上させるための咀嚼指導方法の改善、評価方法の開発を目的とするものである。本年度は、以下の3つ、咀嚼の質を評価法、咀嚼の質を向上させる行動変容法、感覚統合の面から検討し、明らかにした。1.咀嚼の質を測る質問表について、昨年度検討した分析をさらに推し進め、メタボリックシンドロームを予防・改善するためのよりよい食習慣と行動変容を促す簡易な質問票としての信頼性と妥当性について検討し有効性を評価した。新たに作成した18項目からなる食行動質問票は,医療介護に従事する一般壮年への調査から「食認知」「食生活」「摂食行動」の3つの食行動,とくに肥満度や一口量と関連する「摂食行動」を評価する上で有効な質問票であることが示された。本結果を、Journal of Oral Health and Biosciencesに掲載した。2.咀嚼の質を高めるために、一口量に注目し,一口量を変えた場合の咀嚼回数および嚥下直前の食品テクスチャー(硬さ、凝集性、付着性)を測定、分析をした。一口量の増加に伴って咀嚼回数は増加したが、単位重量当の咀嚼回数は減少した。一口量の増加に応じて変化する硬さおよび凝集性の動態が示された。一口量の少なくする食行動変容の有用性についてをPhysiology & Behaviorに掲載した。3.下顎の開閉口だけでなく,視覚、味覚、聴覚などとの感覚統合が咀嚼の質に重要であることを、光トポグラフィーを用いて咬合力維持と視覚、聴覚との感覚統合の面から検討を行った。その結果、咬合力維持において視覚、聴覚の刺激の有無に関係なく前頭前野の活動は認められたが、視覚、聴覚の刺激があった方が増加する傾向が認められた。26年度が最終年度であるため、記入しない。歯科補綴学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、咀嚼の質を測る測定方法を網羅的に検討することであり、計画にあげた以下の6つの方法すべてを検討したため、ほぼ順調に進展していると考える。(1)咀嚼の質を測る質問票討、(2)咀嚼行動の全状況を把握するシステム、(3)食品物性の経時的変化の追跡方法、(4)咀嚼の快適性を測る方法、(5)栄養・代謝の改善結果を測る方法、(6)従来からの咀嚼能率の測定。平成25年度は、咀嚼の質を測る測定方法をできる限り確立し、大規模なサンプリングに移行することであった。咀嚼の質を測る質問票については1000以上のサンプリングを行い、また食品テクスチャーの経時的変化も10名以上のサンプリング、また脳血流量についても数名のサンプリングを始めており、おおむね順調に進展していると判断した。予定どおり、咀嚼の質を網羅的に探索する方法を確立し、サンプリングに移行する。予定どおり、咀嚼の質の概念の妥当性を確立し、それを支持するデータ収集を引き続き行う予定である。光トポグラフィーで評価できる範囲が不確定であったため、最少構成範囲で購入しその差額が生じたこと、咀嚼の質を測る方法を順次、開発、確認して研究を進めるようにしたため、執行が少し遅れている。従って、次年度への繰越額は、研究計画にある咀嚼行動の全状況を把握するシステム、食品物性の経時的変化の追跡方法、(5)栄養・代謝の改善結果を測る方法の開発に使用する予定である。
18F-フルオロメチル基導入による新規18F-標識放射性薬剤合成の探索的研究

本研究は、[^<18>F]臭化フルオロメチルあるいはそのオンライン変換物である[^<18>F]フルオロメチルトリフレートを出発の標識前駆体として用い、簡便に^<18>F-標識フルオロメチル基を導入することで種々の^<18>F-標識化合物を合成し評価することで新規の有用なPET薬剤を開発することを目的とした。本研究では、(1)[^<18>F]フルオロメチルトリフレートの合成とその自動化、(2)[^<18>F]フルオロメチルトリフレートの合成利用、(3)[^<18>F]フルオロコリンの自動合成システムの開発、(4)腫瘍イメージング剤としての[^<18>F]フルオロメチルタイロシンの評価、の4つの課題を実行した。課題1に関しては、[^<18>F]臭化フルオロメチルを^<18>F-標識フッ素イオンから自動合成するミニチュアモジュールを独自のマニホールド技術を用いて開発することに成功し、その有用性を実証した。課題2に関しては、種々の化合物に対して[^<18>F]フルオロメチル化を試みたが、その多くは不安定であり安定な化合物として得ることができなかった。また、論文で公表されているものについても追試を行ったが再現することはできず、[^<18>F]フルオロコリンと[^<18>F]フルオロメチルメチルタイロシンだけが安定であった。従って、課題1と2の結果に基づき課題3の^<18>F-標識コリンの自動合成システムを開発し実用に供することができた。一方、安定に合成できる[^<18>F]メチルタイロシンに関しては、課題4として取り上げ、その腫瘍と炎症への集積性ならびに化学療法効果判定への応用を検討し有用性を示すことができた。以上、[^<18>F]フルオロメチルトリフレートを用いた[^<18>F]フルオロメチル化により有用な新規PET診断薬の探索研究を行い、[^<18>F]フルオロコリンの自動合成法を確立し、[^<18>F]フルオロメチルタイロシンの腫瘍診断における有用性を明らかにした。^<18>F-標識フルオロメチルトリフレートによる^<18>F-フルオロメチル化反応によって新規^<18>F-標識薬剤を開発することを目的として本研究を開始した。初年度である平成16年度では、基礎的知見を得ることを主眼として以下の研究を実施した。1.^<18>F-フルオロメチルトリフレートの反応性とその生成物の安定性を調べるため、種々の化合物にこの標識前駆体を導入しラジオHPLC分析により反応を追跡した。アミンとフェノール性の水酸基あるいはチオール基を有するベンゼン誘導体を用いて系統的に反応性を調べた。また、比較検討のため^<18>F-臭化フルオロメチルも標識前駆体として用いた。この結果、水酸基と3級のアミノ基を有する反応基質だけが安定な生成物を与えた。今後この反応条件を変えることで他の基質でも^<18>F-フルオロメチル化が可能かどうか検討する。2.^<18>F-フルオロメチル化を自動的に行うため、ミニチュアモジュールを試作した。^<18>F-フッ素化

反応部を小型化するため遠赤外ヒータを熱源とする加熱反応モジュールを新たに試作した。来年度その性能を評価する予定である。3.我々が開発した^<18>F-フルオロメチル化による新規標識薬剤である^<18>F-フルオロメチルタイロシンについて、動物実験による腫瘍イメージング剤としての評価を進展させた。また、近い将来に臨床利用を可能とする目的で非放射性フルオロメチルタイロシンの大量合成に取り組んだ。4.^<18>F-フルオロメチル化と反応性を比較するための^<11>C-メチルトリフレートの合成法に関しても検討した。^<11>C-標識二酸化炭素出発物質としてシングルパス法による^<11>C-標識ヨウ化メチル合成法を採用した。その中間生成物の^<11>C-標識メタンの簡便な濃縮法とI_2添加法などを新たに開発して、30%の放射化学収率で合成する条件を見出した。^<18>F-標識フルオロメチルトリフレートによる^<18>F-フルオロメチル化反応によって新規^<18>F-標識薬剤を開発することを目的とする本研究の2年目である平成17年度では、前年度の結果を受けて以下の研究を実施した。1.[^<18>F]フルオロメチルトリフレートの反応性に関する基礎的検討。[^<18>F]フルオロメチルトリフレートの反応性に関する系統的研究を継続し、種々のフェノール性のOHとSH、また1級から3級のアミノ基を有する化合物との反応からその反応性と生成物の安定性に関して検討したが、安定なものは得られなかった。[^<18>F]フルオロメチル化合物で安定なものは極限られたものしか存在しないことが示唆される結果となった。2.[^<18>F]フルオロメチルトリフレート自動合成ミニチュアモジュールの性能評価。昨年度に試作完成させた[^<18>F]フルオロメチルトリフレート合成ミニチュアモジュールを使用する最適な自動合成条件を確立した。この結果を日本核医学会年会で報告した。また、このモジュールを用いて、腫瘍イメージング剤として有用性が明らかな[^<18>F]フルオロコリンの自動合成に成功した。PET診断利用を目指して合成プロトコールを確立しつつある。3.有用な[^<18>F]フルオロメチル化合物の探索。最新の論文にN-[^<18>F]フルオロメチルスピペロン合成が報告されているが、まずこの合成に関して追試実験を行ったが、はやり再現性のある結果を得ることができなかった。メチル基の二つの水素を重水素に置き換えることで安定なN-[^<18>F]フルオロメチル化合物を得たという報告が最近出たので、来年度はこの結果を参考にした研究を展開する予定である。^<18>F-標識フルオロメチルトリフレートによる^<18>F-フルオロメチル化反応によって新規^<18>F-標識薬剤を開発することを目的とする本研究の最終年度である平成18年度では、これまでの結果を踏まえ以下の研究を実施した。[^<18>F]フルオロメチルトリフレートの反応性に関する系統的研究を継続し、公表されているいくつかの標識化合物に関し追試的な合成実験を行ったが、再現性ある結果は得られなかった。
介護老人保健施設の入所者における疼痛有症率の解明

本研究では、いままで未開拓な領域であった介護施設における疼痛有症率の実態とそれへの対策を明らかにすることで、疼痛管理の向上を促進し高齢者の生活の質を向上させることを狙いとしている。そこで、介護老人保健施設に入所中の高齢者を対象とし、セルフレポートスケール又は疼痛の訴えの困難な認知症高齢者に対しは標準化された疼痛観察尺度を用いて、疼痛有症率を把握すること、疼痛に関連する要因を高齢者の特性と環境及び提供されるケアの双方から探索することを目的としている。最終年度である本年度は、(1)疼痛有症率の実態調査、及び(2)介護老人保健施設の看護・介護管理者による施設の疼痛有症率への認識、疼痛管理の実態に関する調査のまとめを行った。(1)施設長により研究参加への同意の得られた7つの介護老人保健施設を対象とした。対象者は、そこに入所する高齢者(537人)で本人または家族・後見人により研究への参加同意の得られた者169名とした。対象者の年齢等の属性、日常生活動作、認知機能、日本語版アビー痛みスケール(APS-J)、疼痛有無と強度に関するセルフレポートを調査した。研究の結果、動作時疼痛の訴えのあった者及び疼痛があると判断された者の割合(有症率)は46.2%であった。このことから介護老人保健施設におけるリハビリテーション促進や生活の質の向上にむけ、入所者への疼痛管理の必要性が示唆された。(2)全国の介護老人保健施設の看護管理者に、そこに入所する高齢者の疼痛有症率と疼痛管理の実態についての質問紙調査を行った。その結果、看護管理者の見積もりによる疼痛有症率は平均22.3%であった。対象となった看護管理者(n=439)の所属する入所フロアにおいて、疼痛ケアマニュアルや標準化された疼痛アセスメントスケールの活用や、入所時・定期的な疼痛アセスメントを行っている施設はごく少数であった。本研究の結果、看護管理者の見積もる疼痛有症率は、先行研究に比べて低いことが明らかとなった。また、疼痛への対策の実施は、ごく少数のフロアにとどまったことから、今後、疼痛管理の向上が求められる。海外では、高齢者介護施設に入所中高齢者の高い疼痛有症率(約6080%)とそれによる弊害、認知症高齢者への不十分な疼痛管理が報告されているが、我が国では、施設入所高齢者の疼痛に関する研究はほとんど見られない。疼痛は、他者から見えない症状であり本人からの訴えが重要となるが、認知症高齢者の場合、疾患の進行により適切に言葉で訴えることが困難となりやすい。本研究では、介護老人保健施設に入所中の高齢者を対象とし、セルフレポートスケール又は疼痛の訴えの困難な認知症高齢者に対しは標準化された疼痛観察尺度を用いて、疼痛有症率を把握すること、疼痛に関連する要因を高齢者の特性と環境及び提供されるケアの双方から探索することを目的としている。本年度は、研究計画の立案、文献レビュー、対象施設のリクルート、倫理審査を経て、現在施設での調査を行っている。本年度は、4つの介護老人保健施設での調査を終了し、来年度にはさらに複数の施設で調査を行う予定である。また、介護老人保健施設の看護・介護管理者による施設の疼痛有症率と疼痛アセスメント・疼痛管理への認識を明らかにするための質問紙調査を計画し、倫理審査を経て現在実施中である。この結果と現地調査の結果とを合わせ、施設における疼痛管理システムの構築に向け必要な体制や教育的支援についての検討を行う予定である。疼痛有症率に関する研究論文のレビューの結果は、論文化し雑誌に投稿、現在査読を受けているところである。

対象となった看護管理者(n=439)の所属する入所フロアにおいて、疼痛ケアマニュアルや標準化された疼痛アセスメントスケールの活用や、入所時・定期的な疼痛アセスメントを行っている施設はごく少数であった。本研究の結果、看護管理者の見積もる疼痛有症率は、先行研究に比べて低いことが明らかとなった。また、疼痛への対策の実施は、ごく少数のフロアにとどまったことから、今後、疼痛管理の向上が求められる。
心房細動における導出１８誘導心電図の臨床的有効性に関する研究

[目的]実測と導出18誘導心電図と心内心電図の関係、特にAFにおけるV1と右心房、V9と左心房との関係を確認し、AFの期外収縮源としての診断における有効性を検討する。[方法]1f波を抽出する2周波数解析を行う3dominant frequencyを演算し、効果を検証する。[主な成果]明らかなf波を含む12誘導心電図から導出した右側誘導及び背部誘導は、実測した右側誘導及び背部誘導に似ているdominant frequencyを抽出できることを確認できた。1.臨床データ収集:カテーテル治療における心内心電図と体表面心電図を同期的に記録を行っている。標準12誘導心電図、付加誘導心電図(右壁3誘導+後壁3誘導)、また左房、右房を中心とする心内心電図を中心に記録を行っている。東北大循環器内科において、計画的に行っている。評価のための基礎的臨床データを構築している。2.臨床データの解析:右房心内心電図、体表面心電図周波数解析を行って、心房細動患者に対して、体表面心電図、また導出体表面心電図の有効性を確かめてみた。方法としては、あ)心電図のsampling rateを977 Hzから500 Hzまで変更。い)体表面心電図のQRST波を除去し、残したf波、FFTを用いて、周波数解析を行う。う)右心房心内心電図の絶対値、FFTを用いて、周波数解析を行う。え)FFT解析:4.096秒データ、Hamming窓関数。主な結果として、1.左房心内心電図、と背部の付加誘導、特にV9の関連があることを確認できると思われる。2.体表面心電図より、left-to-right atrial dominant frequency gradientを確認できる可能性があると思われる。3.さらに確認できれば、導出心電図による心カテ計画へ実用性も可能と思われる。3.学術活動:学会発表を中心とした。次年度の学術誌論文のまとめをしている。関連実績として、学会発表6編、学会発表は2篇がありました。臨床12誘導心電図、付加誘導心電図、心房内心電図データ収集。18誘導体表麺心電図(標準12誘導+右壁3誘導+後壁3誘導)、特にAFのある臨床心電図を下川、福田先生と中心に東北大循環器内科において、計画的に行っています。最近、心房細動カテーテル治療における心内心電図と体表面心電図を同時に記録(51チャンネル)も行っており、評価用ための基礎的臨床データを構築しています。臨床データの解析心房細動患者に対して、右房心内心電図、体表面心電図周波数解析を行って、その臨床効果を確かめてみました。主な結果として、A.右房心内心電図、体表面心電図周波数解析結果はかなり近い。B.右房心内心電図の計測場所によって、解析結果の誤差は変わる。C.体表面心電図は心臓の平均的な電気興奮を含めため、心内心電図周波数解析結果の誤差は生じるだろうか。D. V1誘導のf波は右房の電気興奮と関連性を持つだろうか。この結果は、「心房細動患者に対して、右房心内心電図、体表面心電図周波数解析結果の報告(内部検討用)」でまとめています。学術活動本研究に関連したコンピュータシミュレーション研究、また臨床的研究に関して、学術誌論文2編、学会発表は1篇がありました。東北大循環器内科において、カテーテル治療中に、心内心電図と体表面心電図を同期的に記録行っている。体表面標準12誘導心電図、付加誘導心電図(右壁誘導のV3R, V4R, V5Rの+後壁のV7,V8, V9)、また左房、右房を中心とする心内心電図を記録をする。左房心内心電図、対応する体表面後壁心電図V9を中心に、周波数解析を行って、心房細動心電図に対して、心内心電図、体表面心電図dominant frenquencyの対応関係を調べ、臨床的有用性を研究する。さらに、実測12誘導心電図より、右壁、左壁誘導心電図を導出し、心内心電図、実測新図、導出心電図間のdominant frenquencyを調べ、AF解析、またカテーテルにおける導出心電図の有用性を調べる。また、心電図のコンピュータシミュレーションを行い、メカニズムを研究する。雑誌論文2編、学会発表4編を発表した。

医用工学25年度は臨床の有用性を中心に調べると計画した(担当:魏、下川、福田、朱)。この方向で研究を行っています。具体的に、臨床カテーテル治療過程において、心内心電図とタイアップしたデータ収集(福田、下川)を積極的に行っている(メーカーの協力も得ている)。計画した心内心電図と標準12誘導心電図と導出心電図のF波解析を行い、論文もまとめています。また、体表面心電図、特に導出付加誘導心電図の特定による治療案のナビの可能性についても考案して臨床的に確認をしている。また、成果として論文と学会論文も並み以上とされている。総括として、薬物治療への応用はまだ早いとした以外、計画通り研究を進んでいる。研究は概ね計画通りに進んている。分担も明確で、チームワークもよい、正常に研究を進めている。定期的打ち合わせを行い、進捗と問題点を検討して、研究を進めている。臨床医学者と工学者の協力もスムーズに行っている。事務的処理も正常に行っている。1.データで数は足らず、臨床以外に集中的行うことを考える。2.V9と左心房を中心、実測、導出両面での明確的な効果確認が必要。3.心カテへの応用の仕方を検討する。4.国内、海外の他研究グループの交流を行う。5.コンピュータシミュレーションを行う。6.学術誌論文2編を目標に。7.次の研究を考える1.周波数解析手法について、下記を考えます、A.結論を確認する必要なデータの数をまとめます。B.V7-9と左心房電気興奮の関連性を調べるために、V7-9体表面心電図、左心房心内心電図(又は食道心電図)を同時計測する手法を考えます。C.導出心電図、実測心電図、それぞれによる周波数解析を心内心電図と比較することで、臨床の有用性を検討します。D.その結果を持って、国内、海外の学会において交流を行い、さらい研究を進めます。E.学会誌の発表を考えます。2.現在臨床データに基づいて、心内心電図を体表面心電図より導出できるかの可能性研究を行います。とくに非線形回帰的手法を検討します。コンピュータシミュレーションを行います。3.標準12誘導心電図と導出心電図の併用による、体表面心電図の心房電位の周波数解析、F波解析、P波解析の結果を用いて、心房細動の薬物治療・非薬物治療方案の選択、治療の予測、治療効果の判定、治療予後などの有用性を確認し、臨床で評価する。該当なし
赤血球型マラリア感染における記憶B細胞維持の場の可視化

本研究は、マウス赤血球型マラリア感染時における記憶B細胞の生存維持の場の可視化とそのサブセットの同定を目的としています。私たちは、IFNgammaを産生する細胞が蛍光タンパク質であるVENUS(GFPの改良型)を発現するように設計されたマウスに赤血球型マラリアを感染させる実験系により、1.赤血球型マラリアに対する免疫応答が主に脾臓で起きていること、2.リンパ節や骨髄では免疫応答はほとんど起きていないという結果を得ました。また一度感染し回復したマウスでは、二度目の感染に対して中和抗体の産生を伴う強い免疫記憶が誘導されることも知られています。そこで本研究では、MSP-1、2やPfEMP1等の抗原性の強いマラリア抗原を蛍光色素で標識し、記憶B細胞がどこに維持され、どのサブセットが赤血球型マラリア感染防御に主に働いているかを同定することを目的としました。本年度は、群馬大学大学院医学系研究科生体防御学講座よりGFP蛍光タンパク質とチキンのアルブミン(OVA)人工染色体として導入した赤血球型マウスマラリアを譲渡していただき赤血球型マラリアをマウスの生体内で可視化する系を立ち上げました。この系により赤血球型マラリア(抗原)がどの組織に最後まで残存しているかを認識することが可能になります。またOVAを発現していることからOVA特異的なT細胞の動体と抗体の産生を赤血球型マウスマラリアに対する免疫応答と並行して確認することが可能になります。さらに赤血球型マラリアに対する抗体を検出するためのプローブとしてワクチン効果が報告されているMSP-1とAMA-1に注目し抗原として選択しました。P.yoeliiからPCR法を用いて抗原遺伝子をクローニングし、組み替えタンパク質として精製を始めました。OVA特異的なT細胞レセプターを持つTCRトランスジェニックマイスとIFNgammaを産生する細胞が蛍光タンパク質であるVENUS(GFPの改良型)を発現するように設計されたマウスを掛け合わせました。このマウスのT細胞は免疫応答により傾向を発しマウスの生体内でその場所を可視化することが可能です。精製抗原に蛍光色素をカップリングすることにより、直接、抗原に結合する受容体を持つB細胞を可視化することが可能になります。本研究では、マウス赤血球型マラリア感染時において誘導される記憶B細胞が;(1)どこで維持されているのか?(2)どのようなサブセットであるか?(3)赤血球型マラリア抗原特異的な記憶B細胞を検出・抽出するシステムの開発を試みることです。私たちの過去の研究成果では、1.マウス赤血球型マラリアに対する免疫応答が主に脾臓で起きていること、2.T細胞による免疫応答のピークが感染後23週間であること、3.記憶T細胞は、中枢性記憶T細胞の表現系を持つことが示唆されています。免疫記憶による二次応答は、記憶T細胞と記憶B細胞の細胞間の相互作用が必須であることが知られていることから、主な赤血球型マラリアに対する免疫記憶は脾臓で維持されていると期待されますが、ほかの抗原を用いた研究では、骨髄が主な記憶B細胞の存在場所とされている。同じように長期生存型プラズマ細胞は、教科書的にも骨髄で維持されていると記載されています。次年度は、赤血球型マラリア抗原特異的な記憶B細胞を検出・抽出するシステムの開発を続行します。マウス赤血球型マラリア感染では、感染後に中和抗体の産生を伴う強い免疫記憶が誘導されることが明らかになっており、その中和抗体の抗原に対する親和力は非常に高いことが知られている。本研究では、抗原性の強いマラリア抗原MSP-1とAMA-1を蛍光色素で標識し、親和力の非常に高い中和抗体を産生する記憶B細胞がどこに維持され、どのサブセットが赤血球型マラリア感染防御に主に働いているかを同定します。また、どこで維持されているのか?どのようなサブセットであるか?という問いに対しては、赤血球型マラリア感染が収束した時点(40日)で、どの組織・臓器に記憶B細胞の表現系を持つ細胞が増加しているかをフローサイトメトリー、免疫組織染色法を用いて解析します。

私たちは、IFNgammaを産生する細胞が蛍光タンパク質であるVENUS(GFPの改良型)を発現するように設計されたマウスに赤血球型マラリアを感染させる実験系により、1.赤血球型マラリアに対する免疫応答が主に脾臓で起きていること、2.リンパ節や骨髄では免疫応答はほとんど起きていないという結果を得ました。また一度感染し回復したマウスでは、二度目の感染に対して中和抗体の産生を伴う強い免疫記憶が誘導されることも知られています。そこで本研究では、MSP-1、2やPfEMP1等の抗原性の強いマラリア抗原を蛍光色素で標識し、記憶B細胞がどこに維持され、どのサブセットが赤血球型マラリア感染防御に主に働いているかを同定することを目的としました。本年度は、群馬大学大学院医学系研究科生体防御学講座よりGFP蛍光タンパク質とチキンのアルブミン(OVA)人工染色体として導入した赤血球型マウスマラリアを譲渡していただき赤血球型マラリアをマウスの生体内で可視化する系を立ち上げました。この系により赤血球型マラリア(抗原)がどの組織に最後まで残存しているかを認識することが可能になります。またOVAを発現していることからOVA特異的なT細胞の動体と抗体の産生を赤血球型マウスマラリアに対する免疫応答と並行して確認することが可能になります。さらに赤血球型マラリアに対する抗体を検出するためのプローブとしてワクチン効果が報告されているMSP-1とAMA-1に注目し抗原として選択しました。P.yoeliiからPCR法を用いて抗原遺伝子をクローニングし、組み替えタンパク質として精製を始めました。OVA特異的なT細胞レセプターを持つTCRトランスジェニックマイスとIFNgammaを産生する細胞が蛍光タンパク質であるVENUS(GFPの改良型)を発現するように設計されたマウスを掛け合わせました。このマウスのT細胞は免疫応答により傾向を発しマウスの生体内でその場所を可視化することが可能です。精製抗原に蛍光色素をカップリングすることにより、直接、抗原に結合する受容体を持つB細胞を可視化することが可能になります。本研究では、マウス赤血球型マラリア感染時において誘導される記憶B細胞が;(1)どこで維持されているのか?(2)どのようなサブセットであるか?(3)赤血球型マラリア抗原特異的な記憶B細胞を検出・抽出するシステムの開発を試みることです。私たちの過去の研究成果では、1.マウス赤血球型マラリアに対する免疫応答が主に脾臓で起きていること、2.T細胞による免疫応答のピークが感染後23週間であること、3.記憶T細胞は、中枢性記憶T細胞の表現系を持つことが示唆されています。
HIVの細胞間伝播による感染性獲得メカニズム解明

本研究では、生体に近い三次元微小環境培養モデルを用いて、HIVの細胞-細胞間感染を介したウイルス伝播の特性を明らかにする。また、それを規定する因子を特定することで、新たな感染阻止法の考案を目指すことを目標とする。本年度は、新たな試みとして、細胞-細胞間感染のリアルタイムにイメージンングおよび定量システムの構築を試みた。ウイルスゲノムに発光タグ(HiBiT)を付加したHIV-1潜伏細胞およびルシフェラーゼ断片(LgBiT)を発現させた非感染細胞をそれぞれ作製し、ハイドロゲル培養システム(セレンデス社)を用いてこれらの細胞を高密度に立体共培養する系を確立した。これにより、細胞-細胞間感染をNano-Luc発光イメージングで検出しウイルスの感染拡大を定量することが可能となった。また、バクテリオファージMS2結合配列をタンデムに24リピート挿入したHIV分子クローンをあわせて用いることで、蛍光および発光を同時に観察できる実験系を構築することができた。これらの実験系を用いて、宿主因子APCによるウイルス伝播おける役割について詳細に解析行った結果、APCはGagおよびvRNAのVSへの局在化を司ることで、HIVの細胞-細胞間感染を促進することが示唆された。また、昨年度までに同定したHIV伝播を阻止するインターフェロン関連宿主因子について、その機能および分子標的について解析を行った。これに加え、タンデムアフィニティ精製(TAP)法により精製したタンパク質複合体混合物のショットガン解析により、HIV Gag前駆体タンパク質に特異的に結合する宿主因子を複数同定した。これら因子群についてHIVの細胞-細胞間感染の役割について検討中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1) RNA結合タンパク質MS2を活用したウイルスゲノムRNAの可視化と局在化の検証ウイルス構成因子である、カプシドタンパク質(Gag)およびウイルスゲノムRNA (vRNA)の細胞膜への輸送とHIV粒子へのパッケージング過程を詳細にモニタリングするための基盤研究ツールとして、vRNAのリアルタイムイメージング法の開発を行った。具体的には、バクテリオファージMS2結合配列をタンデムに24リピート挿入したHIV分子クローンを作製し、本システムを用いて、感染細胞内におけるvRNAの動態をGFP融合MS2タンパク質を用いて可視化した。共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いたリアルタイムに解析により、vRNAは細胞質および感染細胞-非感染細胞接触面(virological synapse: VS)においてGagおよびAPCタンパク質と共局在することが観察された。2)トランスウェル3次元培養系を用いたウイルス構成因子の局在化に関与する宿主因子の探索HIVの細胞-細胞間感染の分子機構を詳細に理解するため、感染細胞-非感染細胞接触面へのvRNAおよびGagタンパク質の輸送や局在化に関与する宿主因子を探索した。この目的のため、トランスウェル3次元培養系を用いた偽足(pseudopodia)アッセイを構築した。本法は、8μmポアトランスウェルの上側のチャンバーにHIVを感染した細胞を播種し下側のチャンバーに遊走因子を添加することで細胞極性が生じ、細胞の先進部ではpseudopodiaがポア内まで伸長する。pseudopodiaにはアクチンが凝集しており、cell-to-cell感染系におけるVSとほぼ同様の構造が見られることが確認できた。APCの発現を阻害すると、Gag-vRNAのpseudopodiaへの局在化が有意に減少した。HIVの細胞-細胞間伝播におけるウイルス受け渡しの場であるVirological synapse (VS)様構造をトランスウェル3次元培養系を用いて立体的に再構築させることに成功した。また、vRNAの局在をMS2システムを用いてリアルタイムに検出することが出来た。これらの解析系を用いて、宿主因子APCがVirological synapseにおけるGag-vRNAの局在化と安定化を制御する可能性が示唆された。以上により、本研究課題の目的についてはほぼ達成できたと考えられる。本研究課題では、我々が独自に開発した3次元細胞培養モデル系を用いて、HIVの細胞-細胞感染を再構築し、ウイルス構成因子の細胞内輸送やVirological Synapse(VS)への局在化をモニタリングできる実験系の構築を行う。また、上記の実験系を用いて、ウイルス伝播に関与する宿主因子を同定しその作用機序を明らかにすることで、新たな治療戦略の創出を目指す。平成29年度の研究成果は下記のとおりである。1) HIV細胞ー細胞間感染を阻止するインターフェロン関連宿主因子の同定2)細胞-細胞間ウイルス感染系を標的とした新たなHIV感染阻止法の考案と開発HIV GagおよびウイルスゲノムRNA (vRNA)の細胞膜への輸送とHIV粒子へのパッケージング過程をモニタリングできる解析ツールを開発した。具体的には、バクテリオファージMS2結合配列をタンデムに24リピート挿入したHIV分子クローンを用いて、感染細胞内におけるvRNAの動態をGFP融合MS2タンパク質を用いて可視化した。その結果、VSにおけるGagとvRNAの共局在が確認できた。また、上記システムをハイスループットすることで、HIV細胞-細胞間感染を阻害する薬剤スクリーニング系を構築した。HIVの細胞-細胞間伝播におけるウイルス受け渡しの場であるVirological synapse (VS)様構造を、トランスウェル3次元培養系を用いて立体的に再構築させることに成功した。また、バクテリオファージMS2結合配列を挿入したHIV分子クローンを用いて、感染細胞内におけるvRNAの動態を可視化することにも成功している。