hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネオニコチノイド系農薬により引き起こされる生態系影響および毒性の実態に迫る

以下に、サブテーマごとの研究実績の概要を紹介する。S1;クロチアニジンなどネオニコチノイド殺虫剤を水田メソコスムに曝露し、殺虫剤が食物網の形成プロセスに与える影響を解析した。S2;水田に施用されたネオニコチノイド系殺虫剤の環境水中の挙動を明らかにし、流域内における汚染リスクを評価するため、(1)調査流域を設定し、(2)殺虫剤の施用状況を流域内のすべての水田で把握し、(3)主要排水路において採水および濃度測定をするとともに、(4)排水路を模した実験水路において、殺虫剤成分の挙動と流出特性に関する実験を行った。S3;小ポットを用いて水稲栽培実験を行い、各種ネオニコチノイド系農薬の土壌施用後7週目以降に土壌原生生物数・細菌叢が影響を受けた可能性を見出した。また、土壌中のこれらの農薬の定量法を確立した。今後、各種ネオニコチノイド系農薬が土壌微生物叢に与える影響をより直接的に検討するとともに、確立した定量法を用いてこれら農薬の湛水土壌における光分解や微生物分解、水稲への移行プロセスを追跡する。S4;ネオニコチノイド系殺虫剤のヒトへの健康影響が重大と考えられる胎児期・乳児期の汚染状態を捉える上で、人を対象とした研究に向けて、所属施設の「人を対象とした倫理審査」の承認を得る必要がある。受審に向けて、研究チームとして適切な方法を立案すべく、最新のエビデンスを把握し、研究メンバーと検討を進めた。S5;予備実験として、妊娠マウスにネオニコチノイド系殺虫剤のクロチアニジンを投与し、産仔数、生育への検討を行った。妊娠2日目-出生後2週間まで投与したが、産仔数や仔の体重に関して薬剤暴露の顕著な影響は認められず、表面上は正常な生育がみられたが、高濃度暴露群で流産が一例認められた。流産の原因は明らかではないが、農薬暴露の影響について胎仔期と生後生育期授乳期を区別した解析の必要性が考えられた。以下に、サブテーマごとの進捗状況を紹介する。S1;クロチアニジン、カルタップの2種類の殺虫剤を水田メソコスムに投入し、水田食物網構造に与える影響を評価した。いずれの殺虫剤曝露区においてもユスリカなど一部の生物種で急性毒性が観察されたことに加え、対照区である殺虫剤無処理区と大きく異なる生物群集が形成された。S2;現地調査では、対象流域の約30%の水田でネオニコチノイド系殺虫剤が使用されていることが明らかになった。主要水路における排水のサンプリング・濃度分析の結果、田植え直後に濃度が高く徐々に低下するが、8月の空中散布によって、田植え直後の3倍程度の濃度の殺虫剤成分が検出された。環境水中への影響が大きいのは空中散布であることが明らかになった。S3;クロチアニジン、イミダクロプリド、ジノテフランの3種の農薬を試験対象とし、小ポットを用いた水稲の栽培実験を実施した。農薬の施用量は実施用量の1倍および5倍量として、水稲移植後1、2、4、7週後の土壌原生生物数・細菌叢を検討した。その結果、7週目以降に原生生物数・細菌叢ともに影響を受けた可能性が示唆された。また、土壌中のこれらの農薬の定量法(HPLC)を確立した。S4;ネオニコチノイド系殺虫剤のヒトへの健康影響に関する最新の知見を収集し、研究メンバーとディスカッションを重ねた。ヒトに対する脳神経系への影響が重大と考えられる胎児期、乳児期の汚染状態を捉えるために、生体指標として尿(妊娠期女性、乳児)、母乳を設定し、それらを採取する手法、時期、調査内容等を検討した。S5;予備的検討で設定した中濃度、高濃度のクロチアニジンの投与でマウスが一見正常に発生し生育することを確認できた。一方で、高濃度のクロチアニジン投与群に認められた流産については今後注意が必要であると考えられた。以下に、サブテーマごとの進捗方策を紹介する。S1;炭素および窒素安定同位体比分析により、無処理区と殺虫剤曝露区の水田メソコスム内に形成される食物網構造を明らかにし、処理間の比較を通し、殺虫剤の曝露影響を評価する。併せて、食物網を形成する各栄養段階の生物の殺虫剤蓄積量を測定することにより、生物濃縮の可能性を検証する。S2;環境水への影響を明らかにするため、流域内の殺虫剤成分の動態を再現する数値モデルを構築することを目的に、水田ー排水路ー河川の流出機構を観測によって把握する。2019年度は、対象流域の3区画の水田において重点的に観測を実施し、物質および水収支をおさえるとともに、排水路における殺虫剤成分の負荷量を年間を通じて観測する。これらの結果に基づいて、モデルを試作し、その妥当性を検証する。S3;水稲を除いた湛水土壌の長期培養試験を実施し、各種農薬が土壌原生生物及び細菌叢に与える影響をより直接的に検討する。原生生物についてはアメーバ、鞭毛虫、繊毛虫それぞれの各種農薬に対する半数致死量を明らかにする。また、確立した定量法を用いてこれら農薬の湛水土壌における光分解や微生物分解、水稲への移行プロセスを追跡し、代謝経路を調べる。水稲の部位別農薬濃度を測定した後、葉面の細菌及び糸状菌叢を検討する。S4;所属施設の「人を対象とする研究等倫理審査委員会」を受審し承認を得た後、研究協力施設を調整し、研究対象者の募集を進める。

対象者からのサンプリングとともに、試料提供者の食生活に係るアンケートを実施する。S5;胎仔期のネオニコチノイド暴露に焦点を絞り、出生後・成熟後の神経系に与える影響の解析を行う。その際、新生仔を里親に育仔をさせ、農薬暴露が母体の育仔行動変化を介して仔の神経系発達に与える影響を排除する。新生仔および成熟後の中枢神経系で、トランスクリプトーム解析、組織学的解析を進める。以下に、サブテーマごとの研究実績の概要を紹介する。S1;クロチアニジンなどネオニコチノイド殺虫剤を水田メソコスムに曝露し、殺虫剤が食物網の形成プロセスに与える影響を解析した。S2;水田に施用されたネオニコチノイド系殺虫剤の環境水中の挙動を明らかにし、流域内における汚染リスクを評価するため、(1)調査流域を設定し、(2)殺虫剤の施用状況を流域内のすべての水田で把握し、(3)主要排水路において採水および濃度測定をするとともに、(4)排水路を模した実験水路において、殺虫剤成分の挙動と流出特性に関する実験を行った。S3;小ポットを用いて水稲栽培実験を行い、各種ネオニコチノイド系農薬の土壌施用後7週目以降に土壌原生生物数・細菌叢が影響を受けた可能性を見出した。また、土壌中のこれらの農薬の定量法を確立した。今後、各種ネオニコチノイド系農薬が土壌微生物叢に与える影響をより直接的に検討するとともに、確立した定量法を用いてこれら農薬の湛水土壌における光分解や微生物分解、水稲への移行プロセスを追跡する。S4;ネオニコチノイド系殺虫剤のヒトへの健康影響が重大と考えられる胎児期・乳児期の汚染状態を捉える上で、人を対象とした研究に向けて、所属施設の「人を対象とした倫理審査」の承認を得る必要がある。受審に向けて、研究チームとして適切な方法を立案すべく、最新のエビデンスを把握し、研究メンバーと検討を進めた。S5;予備実験として、妊娠マウスにネオニコチノイド系殺虫剤のクロチアニジンを投与し、産仔数、生育への検討を行った。妊娠2日目-出生後2週間まで投与したが、産仔数や仔の体重に関して薬剤暴露の顕著な影響は認められず、表面上は正常な生育がみられたが、高濃度暴露群で流産が一例認められた。流産の原因は明らかではないが、農薬暴露の影響について胎仔期と生後生育期授乳期を区別した解析の必要性が考えられた。以下に、サブテーマごとの進捗状況を紹介する。S1;クロチアニジン、カルタップの2種類の殺虫剤を水田メソコスムに投入し、水田食物網構造に与える影響を評価した。いずれの殺虫剤曝露区においてもユスリカなど一部の生物種で急性毒性が観察されたことに加え、対照区である殺虫剤無処理区と大きく異なる生物群集が形成された。S2;現地調査では、対象流域の約30%の水田でネオニコチノイド系殺虫剤が使用されていることが明らかになった。主要水路における排水のサンプリング・濃度分析の結果、田植え直後に濃度が高く徐々に低下するが、8月の空中散布によって、田植え直後の3倍程度の濃度の殺虫剤成分が検出された。環境水中への影響が大きいのは空中散布であることが明らかになった。S3;クロチアニジン、イミダクロプリド、ジノテフランの3種の農薬を試験対象とし、小ポットを用いた水稲の栽培実験を実施した。農薬の施用量は実施用量の1倍および5倍量として、水稲移植後1、2、4、7週後の土壌原生生物数・細菌叢を検討した。その結果、7週目以降に原生生物数・細菌叢ともに影響を受けた可能性が示唆された。また、土壌中のこれらの農薬の定量法(HPLC)を確立した。
イメージマッチング法を用いた3次元股関節動態の可視化と治療への応用

研究期間3年間の間に以下のことを明らかとした。1.大腿骨頚部の特殊な形態に起因する変形性股関節症の動態把握を行った。その結果、CAM変形の有る場合には屈曲動作で容易にFAIが発生することが明らかとなった。2.変形性股関節症例の日常生活動作における三次元動態を健常股関節と比較し、人工股関節術後にその動態がどのように変化したかを検討した。その結果、術後は骨盤後傾の程度が減じて座位を取りやすくなっていた。3.人工股関節においてネック・ライナーimpingementを可視化し、インプラント設置位置との関連を検討した。特に、スポーツ関連では伸展・外旋時にimpingementが発生しやすくなっていた。1平成27年度において、正常股関節を対象に日常生活における関節動態をイメージマッチング法にて解析し、歩行やしゃがみこみ運動における股関節可動域には個人差が大きいことや腰椎の代償運動の影響が大きいことを報告した。2そして変形性股関節症の股関節と正常股関節を比較し、変形性股関節症例では屈曲と内外旋の可動域が減少していることを示した。3さらに人工股関節置換術後の症例を対象にゴルフスイング時の関節動態を解析し、脱臼の危惧は少ないことや外旋時のネックーライナー距離について明らかとした。すでに3報の英文論文を発表し、順調に進行していると判断している。平成28年度では以下のことを明らかにした。1正常股関節動態解析日常生活動作(しゃがみ込み、椅子からの立ち上がり、ひねり動作など)における股関節動態を高精度で解析し、特に屈曲時の骨盤傾斜との関連を明らかとした。深屈屈曲時には股関節そのものの屈曲に加えて骨盤が後傾、そして腰椎が前彎することでバランスを得ている。2変形性股関節症例における可動域制限によって股関節屈曲が強く制限されること、骨盤後傾のよってそれが代償されることを示した。上記深屈曲時には正常よりもさらに骨盤が後傾している。さらに可動域が制限されるとしゃがむという行為ができなくなる。3人工股関節術後の症例におけるスポーツ(ゴルフ、エアロバイク、テニス)中の股関節動態を、特に脱臼の原因であるインピンジメントを中心に明らかとした。イメージマッチングによる動態解析結果を複数報告しており、順調に経過していると判断している平成29年度は以下のことを明らかとした。1.FAIの可視化と股関節三次元形態との関連の検討し、大腿骨頚部の特殊な形態に起因する変形性股関節症の動態把握を行った。2.変形性股関節症例の日常生活動作における三次元動態を健常股関節と比較し、その違いを明らかとした。また、人工股関節術後にその動態がどのように変化したかを検討した。脱臼につながる人工股関節のimpingementの可視化し、インプラント設置位置・股関節動作・骨盤形態との関連を明らかとするを目標としたい。動態解析で得られた結果をフィードバックする目的で、臨床における人工関節置換術におけるインプラント設置や術後スポーツ復帰における注意点につなげていきたい整形外科学27年度中の物品費は予想を下回り、執行率が低いものとなった。また、論文校正で費用がかかり、「その他」の執行率が高くなった。28年度中は物品費、人件費の支出が予定よりも少なく、29年度に次年度使用となった。また、論文校正費などでその他の執行率が高くなった。年度はさらに計画的に研究費を使用する予定である。今年度はさらに計画的に使用するつもりです。
非平衡プラズマを用いた脱着・再生による排ガスの高濃度・小容量化

本研究の目的は処理の困難なNOxに焦点をあて,ユニークな非平衡プラズマを用いた脱着・再生を行い,低濃度大容量排ガスを高濃度小容量に変換して高効率に除去するシステムを確立することにある.国内外でのこの非平衡プラズマ脱着・再生の研究している研究者はほとんどなく,申請者の独創的なアイデアであり,排ガス処理コストの大幅な縮小が期待でき,地球規模の環境保護にも大きく貢献できると考えられる.前年度の研究より,NOの吸着にはモレキュラーシーブ(MS)13Xが適しているということとAC60Hz電源を用いて繰り返し吸着・脱着を行うことによって,脱着量が増加するという結果が得られた.そこで,本年度はこのMS-13Xを使って,電源(AC60Hz,20kHz,パルス電源),繰り返し回数などを変化させてNOの脱着実験を行った.その結果,AC 20 kHz電源を用いた場合については1回目の脱着課程で効率よくNOを脱着するが,数分でリアクタが高温になるため(リアクタ表面温度100°C),リアクタの温度を監視しながら電源のスイッチをON-OFFすることによって温度制御による脱着の最適化を試みた.一方,パルス電源を用いた場合にはAC60Hzの電源を用いたときと同様に繰り返し吸着・脱着を行うことによってより効果的にNOを脱着させることができ,消費電力はAC60Hz電源を用いたときの半分以下であり,経済的にNOを脱着・再生(高濃度化)させることができた.本研究の目的は処理の困難なNOxに焦点をあて,ユニークな非平衡プラズマを用いた脱着・再生を行い,低濃度大容量排ガスを高濃度小溶量に変換して高効率に除去するシステムを確立することにある.国内外でのこの非平衡プラズマ脱着・再生の研究している研究者はほとんどなく,申請者の独創的なアイデアであり,排ガス処理コストの大幅な縮小が期待でき,地球規模の環境保護にも大きく貢献できると考えられる.実験においては実験時間を短縮するためNO濃度4000ppmとし,吸収材としてモレキュラーシーブ(MS)3A,4A,5A,13Xを用い,バリアタイプパックドベッドリアクター(15cm^3)に充填させ30分吸着させた後,NO供給を止め10kV印加した.吸着はアルミナやMS-3Aでは十分な吸着が起こらずMS-4A,5Aと吸着は増し,MS-13X(有効分子径=10Å)では最大の吸着特性を示した.これはNOの有効分子径とNO分子の結合力に関連しているものと考えられる.プラズマによる繰り返し吸着,脱着実験を行った結果,一回目の脱着よりも,二回目,二回目より三回目の脱着がより効果的に行われていることが確認された.すなわち,NOのプラズマ脱着は吸着材表面で低電力で行なわれていることが判明した.本年度は以上の方法に関する詳細な基礎データが得られ,ほぼ当初の目標が達成されたが,これに基づいて,対象とするガス濃度,吸着材,プラズマリアクター,背景ガスを限定選択し,我々の保有するプラズマ発生電源:商用高圧AC電源(15kV,30mA),周波数可変矩形波電源(30kV,10mA,601024Hz),高周波電源(30kV,10mA,2030kHz),RF電源(1kW,13.56MHz)によるプラズマ脱着・再生の有効性,最適条件を検討し,システムの実用性,経済性と信頼性の評価を行っていきたい.本研究の目的は処理の困難なNOxに焦点をあて,ユニークな非平衡プラズマを用いた脱着・再生を行い,低濃度大容量排ガスを高濃度小容量に変換して高効率に除去するシステムを確立することにある.国内外でのこの非平衡プラズマ脱着・再生の研究している研究者はほとんどなく,申請者の独創的なアイデアであり,排ガス処理コストの大幅な縮小が期待でき,地球規模の環境保護にも大きく貢献できると考えられる.前年度の研究より,NOの吸着にはモレキュラーシーブ(MS)13Xが適しているということとAC60Hz電源を用いて繰り返し吸着・脱着を行うことによって,脱着量が増加するという結果が得られた.そこで,本年度はこのMS-13Xを使って,電源(AC60Hz,20kHz,パルス電源),繰り返し回数などを変化させてNOの脱着実験を行った.その結果,AC 20 kHz電源を用いた場合については1回目の脱着課程で効率よくNOを脱着するが,数分でリアクタが高温になるため(リアクタ表面温度100°C),リアクタの温度を監視しながら電源のスイッチをON-OFFすることによって温度制御による脱着の最適化を試みた.一方,パルス電源を用いた場合にはAC60Hzの電源を用いたときと同様に繰り返し吸着・脱着を行うことによってより効果的にNOを脱着させることができ,消費電力はAC60Hz電源を用いたときの半分以下であり,経済的にNOを脱着・再生(高濃度化)させることができた.
電荷を導入した立体規則性並びに高度に規則分岐した高分子の溶液構造と機能

1.電磁波散乱法を用いた新しい構造解析システムの構築:多層膜集光ミラー及び入射X線強度のモニター機能を備えた、新しい点収束型小角X線散乱装置を構築し、レーザー光散乱装置と組み合わせ、幅広い大きさの範囲まで同一測定原理で構造解析できるシステムを完成させた。2.電荷を有する直鎖状高分子の溶液構造(1)高分子電解質の溶液構造の濃度、重合度、対イオン依存性を検討した。特に、対イオン凝集に関する詳細な知見を得た。(2)アイオノマーの溶液構造について、主鎖の性質(水溶性、疎水性)、電荷密度、溶媒の比誘電率の影響を検討した。(3)電解質多糖類の分子鎖形態と解離基の数と位置の関係を明らかにした。3.分岐高分子の溶液構造(1)糖鎖を側鎖に持つくし型高分子の主鎖の形態が、分子の両親媒性のため擬らせん構造となることを見出した。(2)分岐構造を持つ多糖類であるキシログルカンの分子鎖形態とゲル化の機構について検討した。4.電荷を有する分岐高分子の分子鎖形態と機能(1)くし型高分子であるポリマクロモノマーの側鎖に解離基を導入すると、側鎖内及び側鎖間の静電相互作用のためポリマクロモノマーの本来の分子鎖の剛直性をさらに高めることが認められた。(2)ポリカチオン主鎖に水溶性側鎖をグラフトした分岐高分子が、核酸ハイブリッドと溶液中で共存するとハイブリッド周りの対イオン凝集の程度を抑えることを小角X線散乱実験で直接観察し、ハイブリッドの2重鎖や3重鎖の安定性との関連を検討した。本年度は、次の3点から研究目的を達成すべく、研究を開始し以下の結果を得た。1.電磁波散乱による構造解析システムの構築:波長の異なる電磁波(光及びX線)を用いて幅広い大きさの範囲で構造を観察・解析するシステムを組み上げ、その有用性をポリスチレン溶液及び多糖水溶液で検討し確認した。2.糖鎖を側鎖にもつ櫛形分岐高分子の溶液構造:ラクトースを側鎖に持つポリスチレンオリゴマーの溶液構造を小角X線散乱法により検討した。その結果、分子構造が両親媒性であることから主鎖が擬らせん構造をもつことを見出した。3.ポリスチレンスルフォン化物の溶液構造(1)低スルフォン化度試料(アイオノマー):溶液の極限粘度を、溶媒の比誘導率とスルフォン化度を変化させながら調べた。中程度(25mol%)のスルフォン化度をもつ試料の極限粘度の比誘電率依存性に極大があることを見出した。(2)高スルフォン化度試料(高分子電解質):ほぼ100mol%のスルフォン化度をもつ高分子電解質の溶液構造の重合度及び対イオン依存性を小角X線散乱法により検討した。対イオン凝集率は、重合度が26以上の場合にはほぼ一定であるが、それ以下になると小さくなることがわかった。後者の場合には高分子濃度が増加すると凝集率は増加したが、対イオンの種類による凝集率の違いは観察されなかった。以上の結果を踏まえて次年度以降には、2.と3.の研究を1.のシステムでより詳細に検討すると共に電荷をもつ分岐高分子及び立体規則性高分子の溶液構造の検討に入る。平成11年度の結果を受け、次のように研究を展開しかつ以下の結果を得た。1.本研究では小角X線散乱法を構造解析の主たる測定手段としている。現有の高輝度点収束型小角X線測定装置に入射X線強度の時間的揺らぎが見つかり、構造解析に必要な測定精度でデータを収集することが難しいことがわかった。そのため、入射X線の強度モニターを導入するとともに測定プログラムを再構築した。2.分岐を有する糖鎖の溶液及びゲル構造:天然高分子であるキシログルカンは分岐構造をもつ、この多糖の溶液中の分子鎖のコンフォメーションとエタノール15%

添加時のゲル化挙動を時分割小角X線散乱法で観察した。このゲル構造からの散乱が、デバイービュッケ型を示すことがわかった。3.ポリスチレンスルフォン化物の溶液構造(1)ポリスチレンスルフォン酸ナトリウムのアイソタクチック型の立体規則性を有する高分子電解質の溶液構造を小角X線散乱法により検討した。立体規則性を持たないアタクチック型と比較してより剛直な分子鎖コンフォメーションをとること、高分子電解質水溶液の特徴である小角X線散乱に見られる極大が比較的高濃度の添加塩濃度でも観察されることを見出した。(2)混合溶媒を用いることで溶媒の比誘電率を変化させ、低スルフォン化度のアイオノマーの溶液中でのコンフォメーションを小角X線散乱法で調べた。昨年度、同様な溶液を溶液粘度法で検討し得られた結果を詳細に検討するために行った実験である。両者の結果を比較検討したところ、高分子周りへの溶媒分子の選択的な溶媒和を考慮する必要があることがわかった。これまでの研究結果を受け、次のように研究を展開しかつ以下の結果を得た。1.水溶性主鎖をもつアイオノマーの溶液構造:ポリビニルアルコールの部分硫酸化エステル化物(エメテル化度=5モノマーモル%)を合成し、無塩系における溶液構造を溶液粘度法及び小角X線散乱法で調べた。高分子電解質水溶液と同様に小角X線散乱曲線に極大が見られ、その極大位置は低濃度では濃度の1/3乗に、高濃度領域では1/2乗に比例した。これは溶液構造が等方構造であることを示唆し、平均5nm毎に1つの電荷という低電荷密度でも溶媒が水であれば十分に高分子電解質の性質を示すことが明らかになった。2.側鎖に電荷をもつポリマクロモノマーの溶液構造:マクロモノマーの側鎖にカルボン酸のナトリウム塩及びエチルカルボキシ基を持つものをそれぞれ合成し、リビングアニオン重合でポリマクロモノマーとした。小角X線散乱法で溶液中の両者の分子鎖形態を比較すると、前者の分子鎖の断面がより大きく分子鎖の剛直性が変化することが見出された。これは側鎖内あるいは側鎖間の静電相互作用の結果であり、電荷導入がポリマクロモノマーの機能を制御する可能性を示唆した。3.主鎖に電荷を持つ分岐高分子の溶液構造とDNAとの相互作用:ポリ-L-リジンを主鎖に、側鎖がデキストランである分岐高分子の構造とDNAとの相互作用を小角X線散乱法で観察した。水溶液中のDNAの近傍には対イオンが局在化する現象が通常観察されるが、この分岐高分子が共存すると対イオン凝集が見られなくなることを明らかにし、DNAの2重螺旋構造の安定化との関連を示唆した。4.電解質多糖類の溶液構造:カラゲナン、ヘパリン及びカードランについて、繰り返し構造中の解離基の位置と数が溶液構造へどのような影響を与えるかを詳細に議論した。
ピンサー型異種二核金属錯体の創製に基づく二酸化炭素、メタンの触媒的固定化反応開発

ピンサー型金属錯体触媒の精密設計に基づき,二酸化炭素固定化反応ならびにメタンの炭素-水素結合活性化反応の開発に取り組んだ。その結果,新しい形式の二酸化炭素固定化反応として,アレンや1,3-ジエンといった単純不飽和炭化水素を原料とするヒドロカルボキシル化反応の開発に成功した。また,新しい形式の炭素-水素結合活性化反応として,ロジウム触媒を用いる芳香族炭素-水素結合の直接カルボキシル化反応の開発にも成功した。二酸化炭素の炭素-酸素二重結合やメタンのC-H結合を二つの金属の協同作用により活性化することが可能な新規異種二核金属錯体としてピンサー型二核金属錯体の設計・合成を試みた。すでに合成に成功しているシリルピンサー型パラジウム錯体を基盤とし、そのニッケル、白金錯体の合成を試みた。その結果、ビス(o-(ジフェニルホスフイノ)フェニル)シランに対し、等モル量のNi(PPh_3)_4をTHF溶媒中室温で作用させたところ、シラン配位構造を持つ0価ニッケル錯体が得られることを見いだした。^<29>Si NMRにおけるケイ素-水素原子間の結合定数(J_<siH>)のが大きいこと(89Hz at 300K, 77Hz at 193K)、ならびにTHF-Et_2Oから得られた単結晶によるX線構造解析から、本錯体は溶液、固体いずれの状態においてもシラン配位構造をとっていることがわかった。このような単核0価のシラン配位ニッケル錯体の合成例はこれまでになく、新規錯体としてその構造、反応性に大きな興味が持たれる。そこでその反応性について検討した結果、溶液中加熱条件下でシリルピンサー型ニッケルヒドリド錯体の等価体として機能し、アルケンの異性化反応を起こすことがわかった。興味深いことに、その触媒活性は対応するパラジウム錯体よりも高いこともわかった。一方、同じ10族金属錯体であるPt(PPh_3)_4との反応を室温で10時間行ったところ、ケイ素-水素結合の酸化的付加が進行した5配位シリルピンサー型白金ヒドリド錯体が得られた。前年度までに、PSiPピンサー型パラジウム錯体を触媒とすることで、1気圧の二酸化炭素雰囲気下、アレンのヒドロカルボキシル化反応が進行することを見いだし、また同様のニッケル、白金のピンサー型錯体の合成にも成功した。そこで本年度は本二酸化炭素固定化反応をより汎用性の高い合成反応へと展開することを目指し、原料としてより入手容易な1,3-ジエン類を用いる実用的かっ高効率的なヒドロカルボキシル化反応について検討を行った。その結果、イソプレンに対し、THF中、1気圧の二酸化炭素雰囲気下、触媒量のパラジウム錯体をトリエチルアルミニウムとともに作用させると、ヒドロカルボキシル化反応が進行し、2,3-ジメチル-3-ブテン酸がほぼ単一の生成物として高収率で得られることを見出した。このときカルボキシル化における位置異性体は全く生成せず、なおかつ触媒回転数(TON)は274にまで達することが明らかとなった。本反応は鍵活性種として生じるピンサー型ヒドリドパラジウム錯体のジエンとの位置選択的なヒドロメタル化、ならびに生じるσ-アリルパラジウム錯体の多置換炭素上での位置選択的求核付加によって進行しているものと考えている。さらに本反応は、1,3-ブタジエンにも適用可能であり、2重結合の異性化を起こした(E)-2-メチル-2-ブテン酸が主生成物となるものの、カルボキシル化体をTON524で得ることかできた。さらに多様な置換ジエン誘導体のヒドロカルボキシル化にも成功しており、PSiPピンサー型パラジウム錯体を触媒とする、より反応性の高い高効率的な二酸化炭素の還元的アルキル化反応の開発に成功した。前年度までに開発したアレンや1,3-ジエンといった単純不飽和炭化水素のカルボキシル化反応に続き,より挑戦的かつ直載的な二酸化炭素固定化反応として,芳香族炭化水素分子のsp2炭素-水素結合を直接カルボキシル化する反応の開発に取り組んだ。その結果,メチルアルミニウム反応剤存在下,[RhCl(coe)_2]_2/P(Cy)_3を触媒とすることで,フェニルピリジン誘導体のo

-位C-H結合の直接カルボキシル化が,1気圧の二酸化炭素雰囲気下で進行することを見いだした.本反応では,メチルロジウム種により、ピリジン環を配向性官能基とするC-H結合活性化が進行した後,メタンが還元的脱離することで一価アリールロジウム錯体が生成する.続いてこれが二酸化炭素と反応することでカルボキシル化が進行するとともに,メチルアルミニウムとのトランスメタル化により触媒活性種であるメチルロジウム種が再生する.嵩高い単座ホスフィン配位子の選択と,メチル化とメタンの還元的脱離との組み合わせにより高い求核力を持つ一価アリールロジウム種が生成する触媒サイクルを構築した点が成功の鍵である.本反応は種々のフェニルピリジン誘導体に適用可能であり,フェニル基上にエステルやビニル基,フッ素などが存在してもこれらが損なわれることなく炭素-水素結合のカルボキシル化が円滑に進行するのに加え,フランやベンゾフランといった複素芳香環にも適用可能である。配位性官能基として,ピリジン以外にピラゾールも利用可能であった。本反応は,活性化されていない芳香族C-H結合を切断し二酸化炭素と触媒的に反応させた初めての例であり,「メタンなどの単純炭化水素C-H結合の直接カルボキシル化」の実現に向けた嚆矢たるものとして大変重要である.
尿路上皮癌における新規癌関連遺伝子の同定

多施設共同研究にて前向き登録制で尿路上皮癌症例の検体を収集し、表在性膀胱癌60例、浸潤性膀胱癌40例、転移性尿路上皮癌34例の50癌関連遺伝子の変異解析、FGFR3-TACC3融合解析を行った。FGFR3-TACC3融合はRNA-FISHにより5例で検出された。FGFR3遺伝子の変異は表在性の45%、浸潤性の18%、転移性の3%で検出され、既存の報告における頻度と概ね一致する結果が得られた。FGFR3の変異と融合は1例を除き排他であった。研究開始後3年間の予後調査を行う予定であり、遺伝子プロファイルと予後との関連についての検討も進めていく予定である。多施設共同前向き観察研究として表在性膀胱癌、浸潤性膀胱癌、転移性尿路上皮癌各50例ずつ、計150例の登録を目標としていた。2015年4月中旬時点において128例の登録が完了し、表在性膀胱癌に関しては目標の50例に到達している。癌関連50遺伝子の変異およびFGFR3-TACC3融合に関しては現時点で97例の解析が完了している。FGFR3-TACC3融合はRNA-ISHにより4例で検出された。FGFR3遺伝子の変異は表在性の43%、浸潤性の31%で検出され、既存の報告における浸潤性での頻度(13-15%)と比較すると多い。p53の変異は表在性の13%、浸潤性の48%で検出され、これまでの報告と概ね一致する結果が得られた。PIK3CAの変異は表在性の21%、浸潤性の28%で検出された。またIon AmpliSeq Cancer Hotspot Panel v2でターゲットとしているHotspotでの変異情報のみならず、アミノ酸変異を伴うSNPも検出されている。特にp53のP72R変異は75%、KDR(VEGFR2)のQ472H変異は74%の症例が保有しており、いずれも既知のSNPデータベース上の日本人における保有率と異なる可能性が示唆された。平成27年度は症例登録が完了し、最終的に表在性膀胱癌60例、浸潤性膀胱癌40例、転移性尿路上皮癌34例の遺伝子変異解析、FGFR3-TACC3融合解析が完了した。FGFR3-TACC3融合はRNA-ISHにより5例で検出された。FGFR3-TACC3融合の頻度は表在性3%(2/60)、浸潤性5%(2/40)、転移性3%(1/34)であった。これまでの報告ではFGFR3-TACC3融合の頻度は浸潤性では2-4%と報告されているが、表在性での報告は6%(1/17)であった1報しか存在せず、本研究ではより大きな症例数での頻度を解析する事ができた。FGFR3遺伝子の変異は表在性の45%、浸潤性の18%、転移性の3%で検出され、既存の報告における頻度は表在性40-70%、浸潤性5-20%、転移性6-18%と概ね一致する結果が得られた。FGFR3変異を含む50種の癌関連遺伝子の変異情報も既に得られており、臨床情報との相関や遺伝子の相互関係について現在解析を進めている。特にp53のP72R変異やKDR(VEGFR2)のQ472H変異が高頻度で検出されており、いずれも既知のSNPデータベース上の日本人における保有率と異なる可能性が示唆された。本研究では血液も同時に採取しているため、腫瘍で確認された変異が胚細胞由来のSNPであるか検証を進めていく。また研究開始後3年間の予後調査を行う予定であり、一部の症例はエントリー後1年以上経過しており、遺伝子プロファイルと予後との関連についての検討も引き続き進めていく予定である。各施設での倫理委員会での承認に際して日数を要し、実際の登録が開始されたのは筑波大学で4月下旬、全施設で1例目の登録がなされたのは11月上旬となった。また採取した組織の癌部割合が基準に達しない症例や、FFPEからのDNA抽出時の濃度が十分で無かった症例など、8例の脱落があった。浸潤性膀胱癌、転移尿路上皮癌の症例のエントリーが完了しておらず、登録期間を延長し継続している。FGFR3-TACC3融合変異と50癌関連遺伝子変異を認めない症例は現時点では認められず、全ゲノムシークエンスによる新規癌関連遺伝子候補の同定に関してはまだ着手していない。

泌尿器科症例の登録を引き続き継続する。並行して病期や悪性度、年齢、喫煙歴、性別などを含む詳細な臨床情報を統合し、遺伝子変異情報との詳細な相関の検討を行い、瘍関連遺伝子変異ネットワークを統計学的に解析同定する。さらに下流シグナル分子の発現解析を凍結組織・FFPEを用いて行う。発現解析方法としては、免疫染色、qRT-PCR、western-blot法を用い、変異と発現との相関性のある分子または変異と発現完進が排他的に生じている分子に特に着目する。選別した候補分子・ネットワークに対して、その機能解析を既に構築してきた尿路上皮癌細胞株を用いたin-vitro浸潤能・増殖能、sphere formation-assay、apoptosis・autophagyの亢進の有無との相関を解析する。細胞株への遺伝子導入またはshRNA/siRNAによる強制発現・発現抑制系を利用する。さらに研究開始後3年間に渡って下記の項目に関し予後調査(転移・再発の有無、生存の有無、再発時の治療内容)を行い、今回の研究から得られた癌遺伝子変異情報との相関の検討を継続して行う。
教育指導のための新しい評価方法に関する基礎的研究

本年度は、研究の最終年度として、次のことを行った。1)米国のポートフォリオ評価の実践に関して、訪問調査を行った。ミズーリ州コロンビアのミズーリ大学教育学部におけるポートフォリオ実践,周辺校における実践、また、カリフォルニア州サンディエゴのオファレルコミュニティースクールにおけるポートフォリオ実践に関して、清水が訪問調査を行い、実際上の効果や問題点を探った。2)研究成果の発表研究所主催の教育公開セミナー(長崎県で開催)(約500名参加)で、清水と奈須がポートフォリオなどを生かした次期カリキュラムへ向けての評価の在り方について、研究成果を発表した。また、文部省の教育と情報誌などで、研究成果を発表した。本年度は(1)諸外国における「新しい評価方法」の分析・検討、(2)評価教材の作成とトライアルを研究計画として予定していた。また、海外における実態調査を予定していた。しかしながら、研究の準備状況から、海外における実態調査は次年度に繰り越し、本年度は次のことを行った。1)諸外国における「新しい評価方法」の資料収集ならびにヒヤリングの実施米国のミドル・スクールならびにinterdisciplinary studyやcross-curriculumにおける評価に関する研究資料を収集・検討するとともに、日本においてオーセンティック・アセスメントの研究を行っている熊野善助氏(静岡大学)に対するヒヤリングを行った。2)日本における評価研究についてのレビューの実施天野正輝氏や梶田叡一氏、東洋氏の研究を中心に、日本における教育評価の研究について収集・検討を行い、レビューした。特に、日本の教育実践における評価の機能についての確認を中心に検討を加えた。3)評価トライアルに関する準備の実行次年度以降に実施することにした実際の見学や観察、ならびにトライアルについての準備を進めるとともに、必要な機器を購入した。本年度は、次のような研究を行った。(1)ポートフォリオ評価法ならびにオーセンティック評価運動に関する研究今年度は、昨年度に引き続き、米国におけるポートフォリオ評価法ならびにオーセンティック評価運動についての資料収集と検討を行い、その実態を把握した。特に、今年度は評価法について米国における代表的な実験学校として認定されている学校の資料を収集するとともに、翻訳を行った。また、実際の評価資料や総合的な学習の教材についても翻訳を行い資料を作成した。(2)研究成果の発表高浦勝義は明治図書より「ポートフォリオ評価入門」を刊行した。また、教育研究セミナーとして「総合的な学習のための学校作り」と題したセミナー(約800名参加)を、国立教育研究所ならびに香川県教育委員会との共催で開催し、高浦、清水、奈須が本研究の一部を発表した。清水はそのなかで、総合的学習におけるポートフォリオ評価の可能性について報告した。本年度は、研究の最終年度として、新しい評価方法についての実際の訪問調査と、研究成果の発表を行った。その概要は以下の通りである。(1)米国のポートフォリオ評価の実践についての訪問調査この訪問調査では、いままで先行研究や資料にもとづいて分析してきたオーセンティックアセスメントならびにポートフォリオ評価について、米国の実践校での実践を実際に訪問調査し、その効果と問題点を探った。実際に訪問した地区と学校は以下の通りである。1)ミズーリ州コロンビア地区この地区では、ミズーリ大学コロンビア校で行われている教員養成におけるポートフォリオ評価の活用、近隣の小学校で行われている児童ポートフォリオの実践ならびに教師ポートフォリオの活用について、校長・教員・学生にインタビュー調査を行った。2)カリフォルニア州サンディエゴ地区この地区では、同じくサンディエゴ州立大学における教員養成でのポートフォリオの活用ならびに、オファレル・コミュニティー・スクールにおけるポートフォリオ評価の実践について、教員を中心にインタビュー調査を実行した。これらの調査から、その効用が広く認められていることに比べて、実際に活用する際には、評価にかかる時間や労力の問題が付きまとっていることなどが明らかになった。(2)研究成果の発表本研究の成果を、研究所主催の教育公開セミナー(長崎県で開催)(約500名参加)で、清水と奈須が、それぞれポートフォリオ評価の活用、次期の学習指導要領下での総合的な学習の時間での評価を踏まえたカリキュラム作りなどについて、研究成果を発表した。また、その他にも啓蒙論文や研究論文などで、その研究成果を発表した。
衛星画像から広大な熱帯林の生物多様性を推定するモデルの開発と多様性情報の地図化

熱帯林の生物多様性保全は重要であるが、多様性を広域で明らかにした研究例はない。地上調査で得た多様性データと衛星画像の関係を解析し、当てはまりのよいモデル式が得られれば、地上調査ぬきで、多様性の推定が可能となる。本研究では、インドネシア共和国東カリマンタン州で、現地大学との協力のもと、簡易で安価な方法で動植物データの収集を行い、無償提供の衛星画像との関係を解析し、森林の成熟度、昆虫類の多様性およびオランウータンの分布を推定するモデルを開発する。さらに推定値を広域にあてはめて地図化することで、保護林の制定等に貢献する情報を提供する。
シナプスの構造・分子動態を結合するイメージング技術の開発

本研究では神経ネットワークの要であるシナプスの形成や維持の分子機構を探索するために必須の技術である、樹状突起スパインの形態と分子動態を定量的に測定するための技術開発を実施する。このために(1)厚い標本での樹状突起スパイン形態の高解像度画像取得を目指した技術開発、(2)多数のスパイン形態データを定量的・客観的に解析するための手法の開発、(3)分子動態に関するデータとスパイン形態のデータを統合するための方法論の探索の3項目の研究を実施する。前年度はこれらの項目の内、特に(2)についてスパイン形態の特徴を多次元空間内で表現し、かつスパイン形態の時間的な変化をこれに加えて解析することにより、新しいスパイン分類を提案した。この新しい分類はスパインの成長、安定化、消失過程を考慮したものであり、従来の分類よりも生物学的な意味を持たせやすい所が特徴である。更に(3)についても実験を進め、蛍光相関のシグナルをスパイン内部の微小体積から得ることで、細胞質内での拡散を阻害する構造の検出が可能であることを示せた。更に(1)については、これまで用いてきた構造化照明の手法に加えて、走査型レーザー顕微鏡で超解像を得る手法と組織の透明化を組み合わせることで、スパインの微細構造のデータを組織標本からも得ることが出来ることを見出した。これらの技術はスパインの形態と内部での分子動態を直接測定する技術として極めて有用であり、今後の研究ではこれらのツールを活用したスパインの機能解析に取り組む。平成30年度には柱として挙げた三つの研究項目について、それぞれ十分な進展が見られた。(1)厚い標本での樹状突起スパイン形態の高解像度画像取得を目指した技術開発:構造化照明法を脳切片やスライス培養に適用するための技術基盤を検討した。収差により構造化照明では組織内部での解像度の向上は難しいことがわかり、レーザー走査型の光学系で超解像を得られる手法を用いて検討を更に行った。その結果、脳の透明化と屈折率調整を組み合わせた手法により、スパインの微細構造の情報を取得できることがわかった。(2)多数のスパイン形態データを定量的・客観的に解析するための手法の開発:スパイン形態のデータを表面形状メッシュとして表現し、得られた形状データを用いた形態評価、クラス分けの方法論を検討し、スパイン形態の動的変化を加えて特徴空間内でスパインを分類することが有効な方法であることを見出した。(3)分子動態に関するデータとスパイン形態のデータを統合するための方法論の探索:蛍光相関分光法(FCS)、ラスターイメージ相関分光法(RICS)のスパイン内部での分子動態の測定への応用を試みた。これらの方法によってスパイン内部の微小空間での分子動態を十分正確に測定できることがわかった。更に分子量の大きな分子特異的な拡散制限がスパイン内部で生じることも明らかになった。平成30年度に行った研究を継続し、項目(1)と項目(2)については技術開発を完了させる。項目(1)については特にスパイン頭部に形成される凹面に着目し、凹面が広くシナプス前部との接触面積が広いスパインがより安定化されている、という仮説の検証を目指す。項目(2)については培養細胞でのスパイン分類を自動で効率良く行うパイプラインの構築を実施し、自閉症モデル動物などから調製した培養神経細胞のスパインにおける形態学的な変化を追求する。またLTPなどのシナプス可塑性の誘導によりスパイン形態がどのように変化するのかを構造化照明法により解析し、シナプス可塑性に最も密接に関係するスパイン形態の変化を抽出する。更に項目(3)では数理モデルとの対応付けにより、スパイン内部でアクチン線維が形成する拡散バリアのサイズを推定し、そのバリアによってどの程度の大きさの分子の拡散制限が引き起こされるのかを考察する。理論的に推定される拡散制限を受ける分子サイズが、実際にFCSやRICSで測定された動態抑制がかかる分子の大きさと対応するのかを検討する。さらに可塑性の誘導によるスパイン形態の変化を解析し、分子量の大きな分子、特に可塑性における情報伝達に関連した分子の動的な振る舞いがLTPなどにより変化するのかを検討する。

これらの技術はスパインの形態と内部での分子動態を直接測定する技術として極めて有用であり、今後の研究ではこれらのツールを活用したスパインの機能解析に取り組む。平成30年度には柱として挙げた三つの研究項目について、それぞれ十分な進展が見られた。(1)厚い標本での樹状突起スパイン形態の高解像度画像取得を目指した技術開発:構造化照明法を脳切片やスライス培養に適用するための技術基盤を検討した。収差により構造化照明では組織内部での解像度の向上は難しいことがわかり、レーザー走査型の光学系で超解像を得られる手法を用いて検討を更に行った。その結果、脳の透明化と屈折率調整を組み合わせた手法により、スパインの微細構造の情報を取得できることがわかった。(2)多数のスパイン形態データを定量的・客観的に解析するための手法の開発:スパイン形態のデータを表面形状メッシュとして表現し、得られた形状データを用いた形態評価、クラス分けの方法論を検討し、スパイン形態の動的変化を加えて特徴空間内でスパインを分類することが有効な方法であることを見出した。(3)分子動態に関するデータとスパイン形態のデータを統合するための方法論の探索:蛍光相関分光法(FCS)、ラスターイメージ相関分光法(RICS)のスパイン内部での分子動態の測定への応用を試みた。これらの方法によってスパイン内部の微小空間での分子動態を十分正確に測定できることがわかった。更に分子量の大きな分子特異的な拡散制限がスパイン内部で生じることも明らかになった。平成30年度に行った研究を継続し、項目(1)と項目(2)については技術開発を完了させる。項目(1)については特にスパイン頭部に形成される凹面に着目し、凹面が広くシナプス前部との接触面積が広いスパインがより安定化されている、という仮説の検証を目指す。項目(2)については培養細胞でのスパイン分類を自動で効率良く行うパイプラインの構築を実施し、自閉症モデル動物などから調製した培養神経細胞のスパインにおける形態学的な変化を追求する。またLTPなどのシナプス可塑性の誘導によりスパイン形態がどのように変化するのかを構造化照明法により解析し、シナプス可塑性に最も密接に関係するスパイン形態の変化を抽出する。更に項目(3)では数理モデルとの対応付けにより、スパイン内部でアクチン線維が形成する拡散バリアのサイズを推定し、そのバリアによってどの程度の大きさの分子の拡散制限が引き起こされるのかを考察する。理論的に推定される拡散制限を受ける分子サイズが、実際にFCSやRICSで測定された動態抑制がかかる分子の大きさと対応するのかを検討する。さらに可塑性の誘導によるスパイン形態の変化を解析し、分子量の大きな分子、特に可塑性における情報伝達に関連した分子の動的な振る舞いがLTPなどにより変化するのかを検討する。
鎌倉芳太郎資料画像総合データベースにもとづく発展的研究

平成23年度25年度の研究期間内において、鎌倉芳太郎ノート全82冊の撮影とデジタルデータ化を完了した。また、紅型型紙資料の赤外線撮影を完了した。これらの成果に基づいて鎌倉芳太郎資料の公開用ホームページ編集作業を進めた。その内訳は、刊行済みノートのオリジナル写真4371点、鎌倉芳太郎撮影写真1113点、紅型型紙1414点である。これらに基づいて検索機能付き公開用ホームページを作成、公開した。またこれらの成果の一部を『鎌倉芳太郎資料「文書資料」目録』として刊行した。平成24年度は、鎌倉ノート班による鎌倉ノートの撮影の完成を目指した。まず6月に全体会議を開いて本研究の目的と各班の作業内容、スケジュールを確認し、各班の研究作業を実施した。さらに2月に全体会議を開いて各班の作業状況の確認と、次年度以降のデータベース拡張整備についての検討を行った。本年度中に、研究代表者・研究分担者3名は旅費を使用して、国内で同様の画像データベースを公開している機関の調査を行なった。データベース整備班は、総合データベース運用上の問題点を、他の各班と連携して進めた。特に鎌倉ノート班との間で、語句検索システムの運用上の問題点について協議し、今後の公開に向けての準備を行った。鎌倉ノート班は、鎌倉ノートの撮影とデジタルデータ化の完成を目指した。公開時の語句検索システムの運用上の問題点等を検討した。型紙解析班は、引き続き赤外線撮影データの画像処理および文字解析を進めた。また既存の鎌倉紅型型紙資料データベースへ関連情報の入力を継続した。平成25年度は、まず4月に全体会議を開き、前年度の研究の進行状況について確認した。それと共に、本年度の研究・作業の目標について検討を加えた。最終的な成果取りまとめに向けての打ち合わせを行った。これ以降は各班各々で研究取りまとめに向けて作業を進め、大学ホームページ上での画像データ公開の作業を進めた。鎌倉ノート班は、文書資料の編集作業、レイアウト加工作業、墨書データの編集作業への協力を進めると共に、ホームページ掲載用データの編集と、『鎌倉芳太郎資料「文書資料」目録』刊行のためのデータを準備作成した。型紙解析班は、最終年度として、裂資料の再調査、資料名称の決定、使用色の抽出を行った。それと平行して、これまでの調査データの確認、分類データの作成、紅型型紙の墨書データの編集加工作業、紅型裂の画像データの編集加工作業を進めた。その成果に基づいてホームページ掲載データ用を作成した。データベース構築班は、ノート班、型紙解析班の作業成果を受けて鎌倉芳太郎資料の公開用ホームページ編集作業を進めた。内訳は、刊行済みノートのオリジナル写真4371点、鎌倉芳太郎撮影写真1113点、紅型型紙1414点である。これらについて検索機能付き公開用ホームページを作成、公開した。3月には3年間を通じた研究の成果として、鎌倉芳太郎資料の画像データベースの公開を大学ホームページ上で行うと同時に、『鎌倉芳太郎資料「文書資料」目録』を刊行した。平成23年度は、6月に全体会議を開いて本研究の目的と各班の作業内容、スケジュールを確認し、各班の研究作業を実施した。10月に全体会議を開いて鎌倉ノート撮影作業状況、紅型型紙解析状況の確認と、次年度以降のデータベース整備についての方法的検討を全員で行った。データベース構築班は、現在鎌倉資料総合画像データベースを運用しているサーバソフトの調整を行った。この総合画像データベースの性能拡張作業のアルバイトに謝金を支出した。鎌倉ノート班は、未撮影の鎌倉ノート全40冊の撮影を行い全鎌倉ノート82冊の撮影は完了した。データベース上の語句索引化の方法を検討した。この方法的検討、また検索用インデックス作成の準備作業を行った。型紙解析班は、これまでに未撮影だった紅型型紙の赤外線撮影を完了させた。当初目指した研究計画のうち、鎌倉芳太郎ノートの撮影については完了し、切り抜きデータ化も完成した。片ページ換算で8821ページとなっている。紅型型紙の赤外撮影の情報抽出(型紙から文字情報部分を切り取り)も完了し、1422データを抽出した。ホームページの公開については、完成公表用プロトタイプとなるホームページがほぼ完成している。そのうち、紅型型紙、ノートの撮影データ(書籍公刊すみのものだけ)については閲覧可能な状態になっている。ノート班は、未撮影の鎌倉ノート全40冊の撮影を順調に行い全鎌倉ノート82冊の撮影は完了した。しかしデータ構築班、鎌倉ノート班共に、様々な事情から専門家に専門的知識の提供を受けるという当初の予定は果たせなかった。本年度は、データベース整備班・鎌倉ノート班による索引検索システムの公開運用、型紙解析班による文字解析作業を完成させると共に、3年間の研究作業成果を報告書にまとめる。この報告書作成のために印刷製本費を使用する。またデータサーバの機能拡張の為に、サーバ用パソコン一式を備品費で購入する。

6月に全体会議を開き、前年度の研究の進行状況について確認すると共に、本年度の研究・作業の目標について検討を加える。また10月に全体会議を開き、本年度の進行状況について確認し、遅延している作業については、アルバイト人員の調整等の対策を講じる。1月には最終全体会議を開き、各班の作業成果の報告を行なうと共に、最終的な報告書作成に向けての打ち合わせを行う。本年度中に、研究代表者・研究分担者のうち2名は旅費を使用して、各班の研究方法に関する調査研究を行う。3月には印刷製本費を使用して報告書を作成する。平成24年度は第2年度にあたるため、データ処理の基礎的問題を解決しておくことを第一の課題としている。データ構築班、鎌倉ノート班共に、画像処理の専門家に専門的知識の提供を受けながら検索用インデックス作成作業を行ってゆく。型紙解析班は、完了している紅型型紙の赤外線撮影のデータ化を本年度の課題として取り組み、そのデータについて画像処理と文字解析を進めてゆく。現在公開準備を進めているデータサーバの機能拡張の為に、サーバ用パソコン一式を備品費で購入する。またデータベース整備班・鎌倉ノート班、型紙解析班それぞれ事業計画の完遂のためにアルバイトを雇い、謝金を執行する。平成23年度に引き続き、鎌倉ノート班、型紙解析班共に作業を進めアルバイトに謝金を支払う。またデータ構築班、鎌倉ノート班共に、専門から専門的知識の提供を受けるために、謝金と旅費を使用する。作業の中枢である鎌倉資料総合画像データベースを運用しているサーバおの拡張とよび運用ソフトの整備に備品費、消耗品費を使用する。
新たに樹立した高分化胃壁細胞培養系を用いた壁細胞特異的発現遺伝子の解析

壁細胞は胃腺を構成する細胞の一つである。A型萎縮性胃炎は、壁細胞上に特異的に存在するH-KATPaseのα・β各サブユニットに対する自己免疫的機序によって生じる。一方、壁細胞欠失トランスジェニックマウスでは、壁細胞欠失が他の胃粘膜構成細胞の発育障害を引き起こすことが報告された。これらの報告は、胃癌の前癌病変である萎縮性胃炎発症における壁細胞の関与を強く示唆するものである。これらの、冑粘膜萎縮機序の細胞・分子レベルでの研究には、高分化度、高純度の壁細胞の使用が不可欠であるが、従来、壁細胞研究に用いられてきた、単離胃腺、単離壁細胞、壁細胞初代培養系は、細胞の純度、分化度の面から、十分なモデルとはいいがたかった。そこで、申請者らは、高純度で操作性が良く高分化度を保った壁細胞培養系の作成を試みた。ラットH-KATPaseβサブユニットプロモーターの下流に、細胞不死化作用を持つ温度感受性SV40largeT抗原DNAを配したプラスミドを作成し、このプラスミドを導入したトランスジェニックマウスを得た。このトランスジェニックマウスから胃を摘出し、単離胃腺細胞を作製し、温度感受性SV401argeT抗原の許容温度である33°Cで培養することにより、長期間培養可能な、高分化度壁細胞培養系を得ようとしている。しかし、壁細胞のように、高度に分化した細胞を株化して継代することは、本法によっても容易ではなく、現時点では、長期にわたり、高度の分化度を維持する細胞系はまだ得られておらず、本研究の次の目標である壁細胞特異的に発現する遺伝子の同定は、あまり進捗していない。そこで、現在は、マウスヘの遺伝子の導入の段階から、すべての実験を再施行し、新たな壁細胞クローンを確立する努力を続けると同時に、比較的短時間のみ高分化度を維持しているクローンを用いて、壁細胞特異的に発現する遺伝子を同定する作業を進行させている。
治療アストカムに立脚した泌尿器科がんの治療反応性予測のための分子マーカーの開発

下記の泌尿器科癌にてそれぞれ後述する成果を得た。1,前立腺癌内分泌療法の反応性を予測する基礎的資料とするために、臨床検体より得られた癌組織よりXenographt modelを作製した。このモデルによって、前立腺癌がアンドロゲン受容体変異によりホルモン治療抵抗性を獲得するメカニズムの解明を行った(Cancer Res.,2005)。この他、培養細胞を用いて前立腺癌のアンドロゲン依存性増殖機構の解明を行っている(論文投稿中)。2,腎細胞癌臨床経過の明らかとなっている腫瘍組織を用いたC-DNA microarray解析より、腎細胞癌の予後に相関する遺伝子を10種類同定した。現在、その機能解析を進めている。また、プロテオーム解析の手法で腎細胞癌の腫瘍抑制遺伝子であるVHL遺伝子が制御する蛋白群の同定を行った.AP-1 familyの二つであるJUNBが腎細胞癌発癌や副腎褐色細胞腫発症に関写していることを初めで明らかにした(Genes and Cells,2005,Am J Pathol 2006)。さらに、より網羅的なタンパク質解析が可能なショットガンプロテオミクスを使用することで、患者血清より腎細胞癌血清マーカー候補蛋白を同定し解析を進めている。3,膀胱癌膀胱癌にて近年問題化している化学療法耐性の克服のために、膀胱癌特異的に上昇している活性酸素種(ROS)解毒作用をもつNADH quinone oxidoreductase-1 (NQO1)酵素に注目し、その阻害剤であるDicoumarolによってシスプラチン等の抗癌剤の抗腫瘍効果を増強する知見を見出し、解析の結果、Dicoumarolの細胞障害活性はp53-p21経路を介した細胞周期停止機構を阻害し、その結果JNKを活性化することでmitochondriaを介したapoptosisを誘導することが判明し報告した(Oncogene. 2006 in press)。