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独の都市計画分野における「都市モニタリング」の運用実態と課題に関する研究

本研究は、日本の大都市における社会空間的分極化の兆しを鑑み、わが国に先んじて都市モニタリングを実施し、かつ政策との連動性がみられるドイツを対象として運用実態と課題を明らかにすることを研究の目的とした。ベルリン・ハンブルク・ミュンヒェン・ケルンの4大都市でのインタビュー調査を踏まえて、最も先進的と考えられるハンブルク市の事例調査からは、1.世界的な潮流ともいえる大都市内でのセグリゲーションを正確に把握するためにドイツでも都市モニタリングが必要とされていること、2.モニタリング結果に対しては方法論的にも改善の余地があり、市民社会との丁寧な対話や結果の慎重な解釈が必要であること、が明らかとなった。平成26年度は、ドイツの都市計画分野における都市モニタリング(Stadtmonitoring)の歴史的発展経緯及び大都市での導入実態について、ベルリン市・ハンブルク市・ミュンヒェン市・ケルン市及び関係機関へのヒアリング調査を含めて調査研究を実施した。主な研究成果は以下のとおりである。第一に、ドイツの大都市における都市モニタリングの重視の方向性である。ドイツの大都市では対策の必要性と情報技術の発展等により、セグリゲーション評価が都市モニタリングという概念の下、変貌を遂げていることがわかった。また、使用指標の組み合わせ方によっては、都市モニタリングは社会的問題地区の特定化以外にも、成長地区の抑制化を含めたより広い意味で成長管理手法としても利用可能であるといえ、今後の動向や成果、課題はわが国でも注目に値するといえる。第二に、モニタリング結果の解釈の難しさである。最も体系的で先進的とみられるハンブルク市では、分析手法の妥当性や結果の解釈への創意工夫もみられるが、実施主体側の多くの制約条件下でモニタリングが実施されていることも事実であった。ドイツに限らず世界中の多くの大都市で客観的データによるセグリゲーションの把握と対策はますます重要になることが予想されるが、データの一面的な理解を回避し、真に有効な施策を実行するには、継続的で多層的なコミュニケーションの場の構築の必要性がより大きくなっているともいえる。なお、今年度の調査研究の成果については関係学会の査読付き論文として投稿をした(現在、査読中扱い)。本研究は、わが国の大都市でもその兆しが確認されるセグリゲーションへの政策的対応のあり方を考えるために、ドイツの都市モニタリング(Stadtmonitoring)の運用実態と課題を明らかにすることを研究目的とした。初年度の人口上位4都市の概観整理とハンブルク市でのミクロ調査を踏まえて、最終年度は「都市改造」「社会都市」に代表される都市再生事業と都市モニタリングの関係性を現地調査を踏まえて整理した。結果として、1.事業単位であっても前提条件の理解や政策の方向性を位置づけるために都市モニタリングが活用されていること、2.一方で、事業単位でのモニタリングと都市モニタリングとの役割分担など、現場では中長期的な課題も存在していること、が明らかとなった。これを含めて、本研究期間全体から明らかになった点は以下のとおりである。1.「都市モニタリング」の重視の方向性と直面する課題である。本研究からドイツの大都市では対策の必要性と情報技術の発展、実現可能性への配慮から、既存の統計情報を前提にした都市発展の把握ツールとして「都市モニタリング」の導入や試行が行われていること、先進的といわれるハンブルク市では実際に政策導入の一つの判断基準にもなっていることが明らかになった。一方で、ハンブルク市であっても政策のPDCAサイクルとしては課題の複雑性と技術面の限界から困難な状況であった。2.モニタリング手法や結果に関するコミュニケーションの重要性である。ハンブルク市では、分析手法の妥当性や結果の解釈への創意工夫もみられるが、実施主体側の多くの制約条件下でモニタリングが実施されていることも事実であった。モニタリング結果の意味や限界を明らかにし、より良い分析手法や政策への反映方法について、モニタリングの実施側と市民社会側との間で継続的で多層的なコミュニケーションの場を構築することが必要であるといえる。当初の計画案では、ベルリン市およびハンブルク市のみを調査対象にしていたが、ミュンヒェン市およびケルン市との大都市間比較が可能となったこと、初年度の研究成果を関係学会の査読付き研究論文として既に投稿できたことから、「当初の計画以上に進展している」と評価できる。都市計画・まちづくり今後の研究の進め方としては、確かに4大都市間の都市モニタリングの比較調査を行ったが、表層的なシステムの比較にとどまっており、モニタリングの思想や現状の課題についてより深い調査を行う必要がある。また、ベルリン市やハンブルク市の都市モニタリングは毎年行われており、最新の情報を踏まえた分析が必要といえる。これらの調査課題を解明するためにも、平成27年度に再度、現地調査を行い、実施主体だけでなく外部専門家からみたその在り方の評価を理解することが求められる。
磁場によってナノ構造および光特性を制御した新規光機能材料の創製

"磁場"によってナノ構造におけるスピンを活用する事で光特性を制御すると共に、"磁場"によってナノ粒子から構成されるナノ構造を制御する事で、ナノ構造"独自"の特性を持つ新規光特性(発光特性、光非線形特性、光電変換特性,光磁気特性等)を有する新規光機能材料の創製を図ることを目的として研究を行った。具体的には以下の研究を行った。1.ナノ構造の光物性に対する磁場の影響を検討する前に、最初にモノマー状態の溶液における光誘起電子移動反応に対する磁場効果に関する測定を行った。フラーレン(C_<60>)とドナー(D)をつないだD-C_<60>連結化合物を合成して使用した。フェノチアジン(PH)-C_<60>連結化合物(1(n)(n=8,10,12))、カルバゾール(Cz)-C_<60>連結化合物(2(8))、亜鉛ポルフィリン(ZnP)-C_<60>連結化合物(3(8))について検討を行った。連結化合物の溶液をNd-YAGレーザーによって光励起(532nm)し、過渡吸収スペクトルを測定した。過渡吸収スペクトルより、ベンゾニトリル溶液では2(8)ではCzから^3C_<60>^*への分子内電子移動が起こらず、1(n)、3(8)ではPHまたはZnPから^3C_<60>^*へもしくは^3ZnP^*からC_<60>への電子移動が起こり、3重項ビラジカルが生成している事がわかった。また、ビラジカルの寿命は磁場の印加に伴って0.2T付近まで延び、それ以降の0.2T以上では磁場の増加に伴って少し短くなる傾向が観測された。2.C_<60>誘導体のTHF:水混合溶媒における吸収スペクトルではC_<60>誘導体が集合したクラスター状態をあらわすブロードな吸収帯が観測された。この混合溶媒をマイカ基板上に滴下して乾燥させた。この滴下・乾燥過程に磁場を印加したサンプルと磁場を印加しないサンプルを作成して、AFMによって両者のナノ構造を比較した。磁場を印加しない場合は円状のナノ構造が観測されたのに対して、磁場を印加した場合は縦長の楕円状のナノ構造が磁場方向に対して垂直に配向した像が部分的に観測された。これは磁場によってナノ構造が変化し、かつ配向したと考えられる。
カニクイザルを用いた危機的産科出血に対する動脈塞栓術の基礎的研究

産科危機的出血に施行する、液体塞栓物質であるNBCA(n-butyl cyanoacrylate)を用いた経カテーテル的動脈塞栓術の安全性を検証した。メスの4歳2頭に、NBCAを用いて両側の内腸骨動脈から子宮動脈を塞栓、経時的な造影CT検査で子宮血流の変化を観察し、摘出した子宮と血管を評価した。2頭ともに塞栓後1か月で動脈相での造影効果を認めた。また、塞栓後1か月で摘出した内腸骨動脈と子宮動脈、子宮の組織学的検査では、子宮動脈内にNBCAとともに再疎通の像を認めた。さらに、子宮には明らかな壊死像は認めなかった。NBCAによる子宮動脈塞栓術は塞栓後も血流が確保され、安全であることが示唆された。2頭のメスのカニクイザルを用いて実験を行った。1頭目は2015年1月、2頭目は7月に実験を施行した。1頭目の実験においては、子宮動脈の血管が細くカテーテルの挿入が困難であったことから、両側の内腸骨動脈をNBCAにて塞栓した。これまでの実験で、サルの尾に血流を供給している正中仙骨動脈がヒトよりも発達しており、内腸骨動脈以外からの子宮への血流供給の可能性があるため、この正中仙骨動脈も塞栓し、経過観察とした。術直後の造影CT検査では、明らかな子宮の造影効果を認めず、子宮への血流は遮断されたと考えられた。経時的に造影CT検査を行い子宮血流について評価を予定した。しかしこのサルは塞栓後2日で死亡した。おそらく原因はカテーテルのアプローチにに両側の大腿動脈を用いたため、術後に血流不全、下半身麻痺が発生したことである。1頭目の実験結果から、左右の子宮動脈や内腸骨動脈を塞栓する場合には、解剖学的に左右の大腿動脈をカテーテルのアプローチに使用せざるおえなかった。このことを踏まえ、2頭目では、1か所でのアプローチで両側の塞栓が可能な頸動脈を用いてカテーテルのアプローチを行った。しかし、2頭目の両側子宮動脈も1頭目と同様に、血管径が細くカテーテルが入らず子宮動脈を選択的に塞栓することは不可能であった。このときもNBCAによる両側内腸骨を選択し塞栓した。引き続きNBCAにて正中仙骨動脈の塞栓を施行した。術後の造影CTでは、明らかな子宮の造影効果は認めず、塞栓による組織虚血がうかがえた。術直後サルの状態は安定していたが、3日目になって死亡を確認した。下肢の麻痺または炎症が原因ではないかと考えられた。2頭のカニクイザルを用いて実験を行ったが、実験動物の死亡により十分な術後の経過観察が行われていない。改善策を検討し研究を継続する。初年度は3頭のカニクイザルを使用する予定であったが、最初の1頭目でカテーテルが子宮動脈に入っていかないというトラブルがあった。カニクイザルの大きさや血管の太さには個体差が存在するため、実験のたび子宮動脈の塞栓が可能か判断しなければならない。また、実験を行ったサルは2頭とも死亡した。以前に行った2頭のカニクイザルでは、1頭は片側の子宮動脈、2頭目は両側の内腸骨動脈のみ塞栓したが術後生存し経過を追うことができた。今年度から新たに行ったことは、子宮動脈骨盤内の血流を減少させることを目的とした正中仙骨動脈の塞栓であり、この血管のNBCAによる永久塞栓が個体死を招いた可能性がある。研究費によって次のような結果を得た。カニクイザル(4歳)の片側子宮動脈を5倍希釈のNBCAを用いて塞栓を行った。直後の造影CT検査により、動脈相では塞栓側の子宮筋層に造影効果がみられなかったが、平衡相では造影効果を認め、塞栓直後であっても塞栓側の子宮筋層組織には他の血管から血流が確保され組織虚血を起こしにくいことが分かった。さらに、塞栓後6か月には動脈相でも造影効果を認め、摘出した子宮には壊死を認めなかったことから、NBCAによる片側子宮動脈の塞栓術では塞栓後に側副血行路が急速に発生し、組織壊死を起こしにくいことを明らかにした。カニクイザル(4歳)の両側内腸骨動脈を5倍希釈のNBCAを用いて塞栓を行った。直後の造影CT検査では、動脈相から子宮への造影効果を認め、両側子宮動脈の塞栓では子宮組織虚血は起こしにくいことを明らかにした。また、塞栓1年後には血管造影検査により両側内腸骨動脈の再開通を確認した。カニクイザルの骨盤内の解剖学的血管走行はほぼヒトと同じであったが、サルの尾の動脈はヒトでいう正中仙骨動脈から派生し、この動脈は太く骨盤内にも血流を送ることを発見した。そこで、正中仙骨動脈をコイルで塞栓することでこの血管からの骨盤内への血流を減弱し、ヒトの血行動態に近づけることができた。また、これまでカテーテルの穿刺を大腿動脈から行っていたが、術後下肢の血流不全が発生し2頭のサルが死亡していることから、穿刺部位を頸動脈に変更した。これらの工夫を行い、塞栓後も下肢血流不全を起こさないカニクイザルの両側子宮動脈塞栓術モデルの作成に成功した。

現在、この方法によりカニクイザル(4歳)両側子宮動脈を塞栓し血行動態について経時的に造影CT検査を施行し経過観察中である。使用した6頭のカニクイザルのうち、3頭目、4頭目が塞栓術後に感染または下肢の血行障害による虚血により死亡した。術後の経過観察が不可能であったことから計画はやや遅れている。しかし、放射線科医や獣医師と相談し改善可能であったことから、5頭目以降は問題なく実験が進んでいる。2017年8月、和歌山において、カニクイザル2号(2013年7月に両側内腸骨動脈をNBCA(n-butyl cyanoacrylate)で塞栓)、5号と6号(ともに2016年7月に両側内腸骨動脈をNBCAで塞栓)の子宮卵巣および内腸骨動脈を摘出した。ホルマリン保存の後、2017年10月に病理切り出し、HE染色および電子顕微鏡での観察を行った。塞栓後4年経過した2号の子宮動脈と子宮内にはNBCAを認めなかった。一方で5号と6号では子宮動脈内にNBCAを認めた。さらに、血管の断面像では閉塞された血管に再開通を示唆する所見を認めた。これまで、NBCAで塞栓された血管の組織学的評価はなされているものの、NBCAそのものを検出されてはいなかった。今回NBCAを組織学的に初めての可視化に成功した。さらに、塞栓した子宮動脈の断面を観察すると、塞栓後の血管再開通の像を認めた。塞栓後の子宮への血流は側副血行路が作られることで保たれていると予測していたが、今回の結果から経時的に塞栓された血管も再開通をする可能性が示唆された。なお、もともと子宮動脈を塞栓する群も作成する予定であったが、カニクイザルの子宮動脈が非常に細く、ヒトで用いるカテーテルでは選択的に塞栓することができなかった。そのため内腸骨動脈から子宮動脈までのすべての血管を塞栓することで子宮動脈の塞栓とした。また、塞栓前と塞栓後に採血検査を行い、エストラジオール値を測定したがすべての結果が測定感度以下となった。検査会社を変更したところデータを得ることができたが、そのデータが信頼し得るかどうか検証中である。産科危機的出血に施行する、液体塞栓物質であるNBCA(n-butyl cyanoacrylate)を用いた経カテーテル的動脈塞栓術の安全性を検証した。メスの4歳2頭に、NBCAを用いて両側の内腸骨動脈から子宮動脈を塞栓、経時的な造影CT検査で子宮血流の変化を観察し、摘出した子宮と血管を評価した。2頭ともに塞栓後1か月で動脈相での造影効果を認めた。また、塞栓後1か月で摘出した内腸骨動脈と子宮動脈、子宮の組織学的検査では、子宮動脈内にNBCAとともに再疎通の像を認めた。さらに、子宮には明らかな壊死像は認めなかった。NBCAによる子宮動脈塞栓術は塞栓後も血流が確保され、安全であることが示唆された。カニクイザルを用いてあと2頭、子宮動脈の塞栓を図る。個体差ゆえに塞栓できない場合には、内腸骨動脈から下流の血管すべてを塞栓し、子宮動脈を塞栓したこととみなし予定通り計画を進める。その際、子宮動脈のみの塞栓が困難と判断後、先に金属コイルによる正中仙骨動脈を塞栓する。金属コイルを用いる理由は、NBCAによる正中仙骨動脈の完全塞栓とことなり骨盤内の血流を一時的に減少させ完全には閉塞させないためである。ほかの方法として、カニクイザルではなくアカゲザルを用いることを検討している。アカゲザルはカニクイザルと比較して2回りほど大きいサルのため、子宮動脈の径も大きく塞栓しやすい。NBCAによる両側子宮動脈塞栓術を施行したカニクイザルは2頭である。さらに頭数を増やし、造影CT検査による塞栓後の子宮血流のと組織学的評価及び、卵巣内の卵胞数も確認を行う。産科危機的出血
科学的素養と探究活動に重点をおいた新しい高校理科教育教材の開発と指導法の検討

高等学校理科における探究活動のよりよい実践のあり方とその効果を探るために,英国,米国における科学的探究に関する研究や実践の動向を調査し,探究活動のあり方について考察した。また,高校理科において教材開発と探究活動の実践を行い,科学的素養習得の観点からそれらを評価した。本研究は、高等学校理科における理科教育の改善のために、学習内容や教材および指導方法の検討を行うことをおもなねらいとしている。本年度は、まず理科の探究活動に関する実態調査を行った。国内の高等学校理科教科書に収録されている探究活動や課題研究を取り上げ、その特質を整理した。その結果、いずれの活動においても探究の過程が重視され、生徒自らテーマをしぼり、探究活動を進められるような配慮がなされていることを確認した。同様の分析を、今後は米英等の中等教育段階の理科教科書を事例に行い、比較したいと考えている。さらに、これらの実態をふまえた教材開発を進めたいと考えている。次に、高校生物を事例にして探究活動の実践を行い、効果を検証した。その結果、学習に対する有用感の高まりは、教師主導型の方が高くなった。また、科学的知識・理解を高めるには、教師主導型、生徒主導型のいずれも有効であったが、科学的探究の方法を理解させるためには生徒主導型の方が有効であった。平成19年度は、(1)科学的素養(科学リテラシー)や探究活動に関する調査、(2)高校生と大学生を対象にした科学的素養の習得状況の分析、(3)自然科学の各領域における新しい教材開発に関する基礎調査、を予定した。(2)については、調査問題や分析の観点が未整理であったため、実施を次年度に見送ることとした。得られたおもな知見と考察は次のとおりである。イギリスの理科教科書における科学的探究では、単に知識を問うような設問は最小限になっている。表やグラフの数値をもとに、科学的事象の特徴を読み取ったり、実験の手法について具体的に回答させるような設問が含まれている。また、グラフから事象の特徴を読み取ったり、結果をグラフに示したりするなど、実験の手法について具体的に評価する設問が見られる。科学的知識、実験の手法に関する生徒の理解度を多面的に評価するようになっている。自然科学をひとつの体系としてとらえ、自然を総合的に見る資質を高めようとする場合、ひとつの方法として、科学の歴史を学習者が追体験するようなアプローチが有効と考えられる。科学の方法や科学者が研究において行う手法を学ぶことがこれにあたる。日本の現行の高校理科教科書において、科学の歴史を重視した学習内容の扱いは「理科基礎」以外には見られない。他の科目においても、「科学とはいかなる営みか」という視点から、教材を開発する必要がある。そのことを通して、科学や科学的探究に関する生徒の理解が多面的に深まるものと考えられる。本研究は、高等学校理科を中心として、理科の学習内容や教材および指導方法の検討を行うことをおもなねらいとした。平成20年度は、(1)英国等の理科教育における科学的探究の指導に関する分析、(2)理科教育における教材開発とものづくりに関する考察、を実施した。おもな考察は次のとおりである。科学教育研究者の科学的探究に関する見解はおおよそ一致していることを確認した。すなわち、生徒が課題に取り組むときの科学的探究の順序は、科学者の方法に相当するものである、というものである。これに対して、ドラン(2002)は賛成しつつも、生徒が探究の順序を固定化してとらえることに懸念を抱いて、「探究の順序を変える」ことを提案していた。科学的探究能力の評価方法とは、「科学とは何か。科学とはいかなる営みか」について、生徒がいかに理解しているかを把握するために用いられるものである。ここから、科学的探究とは、科学そのものを理解するために、学習内容かつ学習方法として位置づけられているものととらえることができることを確認した。教材開発に関連し、理科教育におけるものづくりの位置づけを考察した。中央教育審議会答申(2008)では、理科教育における科学的な体験、自然体験が強調されているが、ものづくりは科学的な体験のひとつと位置づけられ、小学校では事象の性質を活用したものづくり、中学校では原理や法則の理解等を目的とした位置づけが明示されていることをもとに、具体例を整理した。また、これまでの理科におけるものづくりの変遷も整理した。
三叉神経ニューロンの過敏化に対する新規治療法の開発

シナプス小胞内への取り込み時に機能するボツリヌス毒素重鎖を蛍光標識したものをラット顔面部に注射したところ、同側の三叉神経節細胞で染色が確認された。反対側や染色液のみの注射では染色は観察されなかった。神経軸索輸送を阻害するコルヒチンを投与したラットでも染色は観察されなかった。三叉神経障害性疼痛モデルにおける温熱刺激(疼痛刺激)に対して、ボツリヌス毒素を顔面部皮膚に投与後には疼痛の減弱が観察された。また、末梢神経障害性疼痛モデルの知覚神経節にボツリヌス毒素を直接投与することにより、鎮痛反応が観察された。1.三叉神経内の改良A型ボツリヌス毒素(BoNT/A)の軸索輸送生後7日目のラットから三叉神経節細胞を分離し、蛍光色素で標識したBoNT/A-Hcで10分間培養した後、BoNT/A-Hcの神経節細胞内への取り込みを観察した。2.BoNT/Aによる三叉神経節におけるSNAP-25タンパクの切断BoNT/AとSNAP-25を共培養し、BoNT/AがSNAP-25を切断するのかをWestern blotにより観察するための準備を行っている。3.三叉神経障害性疼痛モデルにおける温熱刺激(疼痛刺激)に対するBoNT/A投与後の変化三叉神経障害性疼痛モデル作製後の疼痛反応、ならびにBoNT/A投与後の温熱刺激に対する鎮痛効果を観察するための準備を行っている。4.末梢神経障害性疼痛モデルの知覚神経節にBoNT/Aを直接投与することによる鎮痛反応1.三叉神経内の改良A型ボツリヌス毒素(BoNT/A)の軸索輸送BoNT/Aは重鎖(Hc)と軽鎖(Lc)から構成されており、Hcがシナプス小胞内への取り込み時に働き、BoNT/A-HcのN-末端を蛍光標識したものをラット顔面部に注射し、数時間後に観察したところ、同側の三叉神経節において染色が確認された。このことから、末梢に注射したBoNT/A Hcが三叉神経節に到達したことが理解できた。ただし、Hcの移動が神経内を走行したのか、血行性に移動したのかが不明であるため、今後詳細な検討を行う必要がある。2.BoNT/Aによる三叉神経節におけるSNAP-25タンパクの切断BoNT/AとSNAP-25を共培養し、BoNT/AがSNAP-25を切断するのかをWestern blotにより観察することを行なったが、我々のシステムでは検出限界以下であった。再度実験を行うか、あるいは別の手法を試みることを考慮している。3.三叉神経障害性疼痛モデルにおける温熱刺激(疼痛刺激)に対するBoNT/A投与後の変化三叉神経障害性疼痛モデル作製後の疼痛反応、ならびにBoNT/A投与後の温熱刺激に対する鎮痛効果を観察したところ、三叉神経障害性疼痛モデルでは温熱刺激に対する閾値の低下が観察され、末梢へのBoNT/A投与により、閾値の回復が観察された。4.末梢神経障害性疼痛モデルの知覚神経節にBoNT/Aを直接投与することによる鎮痛反応後根神経障害性疼痛モデルを作成したところ、温熱刺激、機械刺激に対する閾値の低下が観察された。このモデルの後根神経節にBoNT/Aを直接投与したところ、閾値の回復が観察された。このことから、BoNT/Aは神経節において効果を表すことが理解できた。現在、BoNT/A投与前後の神経伝達物質の染色を観察しているところである。1.三叉神経内の改良A型ボツリヌス毒素(BoNT/A)の軸索輸送。前年度までの研究成果により、シナプス小胞内への取り込み時に機能するBoNT/A-HcのN-末端を蛍光標識したものをラット顔面部に注射し、数時間後に観察したところ、同側の三叉神経節細胞で染色が確認された。反対側、染色液のみの注射では染色は観察されなかった。また、神経軸索輸送を阻害するコルヒチンを投与したものでも染色は観察されなかった。このことから、末梢に注射したBoNT/A Hcが神経輸送を介して三叉神経節に到達したことが理解できた。さらに、三叉神経への取り込みにおいては抗SV2C抗体を事前に投与したものではBoNT/A-Hcの取り込みが減少することが観察され、SV2C受容体が取り込みに関与していることが理解できた。2.BoNT/Aによる三叉神経節におけるSNAP-25タンパクの切断。BoNT/AとSNAP-25を共培養し、BoNT/AがSNAP-25を切断するのかをWestern blotにより観察することを行ったところ、BoNT/AによるSNAP-25の切断が観察された。

3.三叉神経障害性疼痛モデルにおける温熱刺激(疼痛刺激)に対するBoNT/A投与後の変化。前年度までに当初の計画段階まで達成した。4.末梢神経障害性疼痛モデルの知覚神経節にBoNT/Aを直接投与することによる鎮痛反応。後根神経障害性疼痛モデルを作成したところ、温熱刺激、機械刺激に対する閾値の低下が観察された。このモデルの後根神経節にBoNT/Aを直接投与したところ、閾値の回復が観察された。このことから、BoNT/Aは神経節において効果を表すことが理解できた。また、BoNT/A投与後にはCGRPに陽性を示す後根神経節細胞が減少しており、BoNT/Aが神経伝達物質の遊離に関与していることが理解できた。1.三叉神経内の改良A型ボツリヌス毒素(BoNT/A)の軸索輸送。シナプス小胞内への取り込み時に機能するBoNT/A-HcのN-末端を蛍光標識したものをラット顔面部に注射し、数時間後に観察したところ、同側の三叉神経節細胞で染色が確認された。反対側、染色液のみの注射では染色は観察されなかった。また、神経軸索輸送を阻害するコルヒチンを投与したものでも染色は観察されなかった。このことから、末梢に注射したBoNT/A Hcが神経輸送を介して三叉神経節に到達したことが理解できた。さらに、三叉神経への取り込みにおいては抗SV2C抗体を事前に投与したものではBoNT/A-Hcの取り込みが減少することが観察され、SV2C受容体が取り込みに関与していることが理解できた。2.BoNT/Aによる三叉神経節におけるSNAP-25タンパクの切断。BoNT/AとSNAP-25を共培養し、BoNT/AがSNAP-25を切断するのかをWestern blotにより観察することを再度行なったが、我々のシステムでは検出限界以下であった。別の手法を試みることを考慮している。昨年度に当初の計画段階まで達成した。当初の研究計画と比較すると特に大きく遅れている項目は見られない。また、3.三叉神経障害性疼痛モデルにおける温熱刺激(疼痛刺激)に対するBoNT/A投与後の変化ならびに4.末梢神経障害性疼痛モデルの知覚神経節にBoNT/Aを直接投与することによる鎮痛反応の項目においては当初の計画よりも少し進んでいる状況である。25年度が最終年度であるため、記入しない。また、3.三叉神経障害性疼痛モデルにおける温熱刺激(疼痛刺激)に対するBoNT/A投与後の変化ならびに4.末梢神経障害性疼痛モデルの知覚神経節にBoNT/Aを直接投与することによる鎮痛反応の項目においては当初の計画よりも進んでいる状況である。1.三叉神経内の改良A型ボツリヌス毒素(BoNT/A)の軸索輸送に関してはBoNT/A-Hcが神経内を走行するのか、血行性に移動するのかを検討する。
創薬に向けたヒト由来アセチルCoAカルボキシラーゼの活性化機構の解明

脂肪酸生合成の律速段階を触媒する酵素「アセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)」の「ビオチンプロテインリガーゼ(BPL)」による活性化機構を結晶構造解析の手法で解明することを目指して研究を行った。ヒトACCの活性中心ドメイン(hBCCP1とhBCCP2)およびヒトBPL(hBPL)の遺伝子を合成し大腸菌の大量発現系を構築したところ、概ね不溶性の封入体として発現した。変性巻き戻しとシステインのアラニンへの置換などを試みたが可溶性標品は得られていない。生活習慣病は、脂肪酸生合成の律速段階を触媒する酵素複合体「アセチルCoAカルボキシラーゼ(ACC)」の「ビオチンプロテインリガーゼ(BPL)」による酵素的活性化を制御することにより、原理的には解決可能である。具体的には、ACCの活性中心を構成する「ビオチンカルボキシルキャリアプロテイン(BCCP)」のBPLによるビオチン化を薬剤によって制御する。この原理により生活習慣病の予防または治療に関する薬剤を開発するためには、これらのタンパク質の結晶構造を決定し、構造に基づく薬物設計によるリード化合物探索を行うのが良い。哺乳類はACC1およびACC2という2種類の類似したACCを持っており、生活習慣病の予防または治療のためにはACC2を選択的に抑制する必要がある。そこで、ACC1とACC2のそれぞれに対応する二種類のBCCP(BCCP1およびBCCP2)とヒトBPL(hBPL)の遺伝子からタンパク質試料を調製し、構造解析を行おうと考えている。本課題の初年度である平成22年度は、それぞれのタンパク質について試料調製の検討を行った。そこで、ACC1とACC2のそれぞれに対応する二種類のBCCP(BCCP1およびBCCP2)とヒトBPL(hBPL)の遺伝子からタンパク質試料を調製し、構造解析を行う計画である。平成22年度はBCCP1・BCCP2・hBPLの発現に成功したが、BCCP1とhBPLは不溶性であった。平成23年度(本年度)は、それぞれのタンパク質について引き続き試料調製の検討を行った。まず、BL21系の宿主大腸菌を用いた大量発現により可溶性画分として得られるHisタグ未付加のBCCP2について、各種クロマトグラフィーによる精製を試みた。イオン交換クロマトグラフィーとハイドロキシアパタイトクロマトグラフィーでは素通り画分に溶出された。さらに疎水性相互作用クロマトグラフィーとゲルろ過クロマトグラフィーを試みたが、結晶化に用いうる程度まで精製純度を上げることは出来なかった。現在、アビジン-ビオチン結合を利用した精製を試みている。また、Hisタグを付加したBCCP1・BCCP2・hBPLについて、可溶化条件及び精製条件の検討を行っている。これまでにBCCP1・BCCP2・hBPLの遺伝子を合成し大腸菌の大量発現系を構築したところ、概ね不溶性の封入体として発現した。平成24年度(本年度)は、それぞれのタンパク質についてさらなる試料調製の検討を行った。まず、Hisタグを付加したBCCP1・BCCP2・hBPLに関して、封入体として発現して可溶化・精製する方向で検討を行ったが、変性巻き戻しで可溶化できる条件が見つからなかった。

また、ジスルフィド架橋による不溶化を防ぐため、各タンパク質のシステインをアラニンに置換した変異体を作成し発現を試みたが、やはり不溶性の封入体として発現した。その他N末端を削ったコンストラクトやGFPフュージョンも試したが、改善は見られなかった。BCCP1とhBPLに関しては遺伝子発現の際に不溶化する傾向があり、BCCP2に関しては効果的なクロマトグラフィー条件が見つかっていない。従って現在のところ結晶化に適する試料が調製できていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。Hisタグを付加したBCCP1・BCCP2・hBPLに関して、封入体として発現して可溶化・精製する方向で検討を行っている。また、可溶性タンパク質が得られているHisタグ付加なしのBCCP2に関しては、現在、アビジン-ビオチン結合を利用した精製を検討している。
高輝度紫外線LEDを用いたNADH蛍光検出型生化学式ガスセンサ

これまで、室内環境中に存在する数多くの化学物質の中から、極微量に含まれる化学物質のみを選択的に連続計測し、その推移を調べることは困難であった。本研究では、酵素の物質認識機能を利用して環境中に含まれるホルムアルデヒドを認識し、NADHと呼ばれる蛍光物質を生成するフローセルと、紫外線LEDを用いた蛍光検出系を構築することで、選択的かつ極めて高感度に連続計測することを可能とした。本研究では、個人レベルで生活環境における各種化学物質のその場(on-sito)計測可能とし、環境医学的な見地から健康的な生活環境の構築を支援するためのガスセンシングデバイスを提案することを目的とし、生化学式のガスセンサの開発を行った、この目的には、1ppb以下の超高感度にて、環境中のガスを選択的・連続的に計測する技術が必要となる。そこで、モデル成分として各種の製品群から環境中に放出されるホルムアルデヒドを対象とし、高輝度紫外線LEDと各種の光学フィルタ、光電子増倍管、多分岐の光ファイバ及び光ファイバプローブからなる小型のNADH蛍光検出型用光学系を構築し、プローブ先端に酵素固定化膜を有するフローセルを装着することで、生化学式のバイオセンシングシステムを構築した。本センサはホルムアルデヒド脱水素酵素の反応により生成される還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)を、上記の光学系にてモニタリングする.特に、酵素固定化膜にホルムアルデヒド脱水素酵素に加えてギ酸脱水素酵素を共固定化することで、ホルムアルデヒド脱水素酵素の反応にて生成されるギ酸を、再度ギ酸脱水素酵素をにて分解し、ホルムアルデヒド1分子から、最大でNADH2分子を生成する手法にて感度の向上を図った。この結果、ホルムアルデヒド脱水素酵素のみを用いた場合に比して、同レベルのホルムアルデヒドガスに対する出力が向上し、in vitroにおける特性評価の結果、750pptという超低濃度からモニタリング可能となった。本研究では、個人レベルで生活環境における各種化学物質のその場(on-site)計測可能とし、環境医学的な見地から健康的な生活環境の構築を支援するためのガスセンシングデバイスを提案することを目的とし、生化学式のガスセンサの開発を行った。この目的には、1ppb以下の超高感度にて、環境中のガスを選択的・連続的に計測する技術が必要となる。本センサはホルムアルデヒド脱水素酵素の反応により生成される還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)を、上記の光学系にてモニタリングする。平成23年度は、特にセンサの高出力化及び、応用展開を念頭においた検討を行った。昨年度に行ったギ酸脱水素酵素を用いた高出力化では、ギ酸など一部の化学物質に対する選択性が低下する課題があったが、LEDの並列化など、新たな光学系の検討を行うことで、選択性を犠牲にすることなく高出力化が可能となった。また本センサを用いて環境中のホルムアルデヒドの低減措置を実施した際の効果をリアルタイムに計測する手法について検討した。この結果、本センサが環境中のホルムアルデヒドの動態をリアルタイムに計測できることが確認され、発生源の追跡など健康環境の構築に有用であることが確認された。
自閉症関連障害のオキシトシン関連遺伝子cd38の変異とオキシトシン補充療法

(1)CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害とそれを有さない者との間の臨床精神医学的、神経生理学的観点から検討した。(2)患者への治療の事前調査として、健常者20人でオキシトシンの影響について生理食塩水をコントロールとするクロスオーバー盲検試験を行った。その結果、表情認知の傾向や、葛藤課題に対する反応速度に対する影響は、個人の素質によって異なることを確かめた。今回有害な副作用が生じなかった。(3)自主的にオキシトシン点鼻薬を輸入し治療を開始しはじめた例から病状改善が顕著であるケースの特徴を検討した。本研究は、1.大家系を中心とした自閉症スペクトラム障害のサンプルによるCD38の遺伝子変異(SNP)の検討、2. CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害とそれを有さない者との間の臨床精神医学的、神経化学的、神経生理学的、自律神経学的観点からの検討、3. CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害へのオキシトシンの効果を検討する臨床試験である。またこれらの研究の前提として、ローカルな遺伝子バンクの設立、研究分担者が国際的診断基準であるADI-RおよびADOSのライセンスを取得し自閉症スペクトラム障害を厳密に診断することがある。平成20年度の計画としては、自閉症スペクトラム障害の大家系を中心とするサンプルによるCD38の遺伝子変異(SNP:R140W)の検討、に主眼をおいて研究を進めた。その結果家系に集積したCD38のSNPの症例を発掘し、その症例においてオキシトシンの血中濃度が低いことをつきとめた。また1例のみであるが、この症例にオキシトシン噴霧剤を定期的に投与したところ、日常生活レベルで自閉症症状の改善が認められた。さらに臨床遺伝学研究では、適切な診断基準の確立が重要である。本年度は研究連携員が、ADI-RおよびADOSのライセンスを取得のための国際研修に参加した。詳細な診断基準の取得とともに、遺伝子研究ではより包括的な臨床概念が求められる可能性がある。このようなことを含めオキシトシンの血中濃度の低下などの症状を、今後遺伝子異常との関連で観察する必要があると思われた。I自閉症におけるオキシトシン関連研究(1)大家系を中心とした自閉症スペクトラム障害のサンプルによるCD38の遺伝子変異の検討:CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害とそれを有さない者との間の臨床精神医学的、神経化学的、神経生理学的、自律神経学的観点からの検討し、論文にまとめた(2)CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害へのオキシトシンの効果を検討する臨床試験:倫理委員会の認可を受け、まず健常者での検討の準備を終了した。(1)MEG、NIRS同時計測を可能にする要素開発:MEGへの影響を与えないNIRS用のファイバー先端部の材質をもちいて、MEG、NIRS同時計測を可能とする薄型ファイバー(厚さ5mm)を開発しMEG、NIRS同時計測を可能とする統合試作機を作成した。実際に世界初となる多チャンネルのMEG・NRISの同時測定が可能となった。(2)MEG同時測定のための幼児用NIRSヘッドギアの改良:子供にとって不愉快にならないように、簡便に薄型NIRSファイバーを装着できるように考案された、後方から毛髪をかき分けるスタイルのカチューシャ型幼児用NIRSヘッドギアを開発し意匠登録した。I自閉症におけるオキシトシン関連研究(1)大家系を中心とした自閉症スペクトラム障害のサンプルによるCD38の遺伝子変異の検討:CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害とそれを有さない者との間の臨床精神医学的、神経化学的、神経生理学的、自律神経学的観点からの検討し、論文にまとめた(Munesue et al.,2010)。(2)CD38のSNPを有する自閉症スペクトラム障害へのオキシトシンの効果を検討する臨床試験:まず健常成人にたいするオキシトシンの影響について倫理委員会の認可を受け、まず健常者20人での生理食塩水をコントロールとするクロスオーバー盲検試験を行った。すなわち被験者のSystem Quotientが高いほど、曖昧な表情をよりよく認知し、葛藤改題に対する反応も早くなることが判明した(現在論文作成中)。今回の健常人を対象とした試験で、有害な副作用が生じなかったことから、自閉症患者にたいする治療研究についても倫理委員会の理解が得られる段階となり、準備を進められるようになった。(3)オキシトシンの治療可能性について、全国的に報道されたことを期に、全国で自主的にオキシトシン点鼻薬を輸入し自主的に治療を開始しはじめる例が多くなった。そして全国への報道を期に当研究の分担研究者へ報告する家族が認められるようになった。その中には、症状が顕著に改善するケースが認められ、病状改善をみとめるケースには、衝動統制の困難さなどの特徴があることが判明した。

(1)健常者20人を対象にオキシトシン投与前後で、表情認知を行う際の脳活動の変化を捉えた。MEGの脳活動評価によって判明したことは、オキシトシン投与後には、表情認知時における側頭葉後下部のGamma帯域の活動が上昇したことである(現在論文作成中)。
三角波を発振する2相型PLLの精密位置決めサーボ機構の高速・高分解能制御への応用

本研究は,高精度工作機械用精密位置決めサーボ機構の高分解能・高精度のために行ったものである.従来のサーボ機構では,位置指令パルスと実際に発生した変位を表すエンコーダの出力パルスを,可逆偏差カウンタにより比較し位置偏差を求めるため,位置決めの分解能はエンコーダの分解能によって決められてしまうからである.また,高精度エンコーダの出力を位相的に高い倍率で内挿し高分解能を得る方法が一般に用いられているが,通常の内挿器の場合,出力周波数(分解能と速度の積)が低く,分解能を向上するため,精密サーボ機構の動作速度を低くさせてしまう.そのため,本研究では,位置偏差の周波数がエンコーダの周波数に比べて格段に低いことに着目し,エンコーダの出力ではなく,位置偏差を内挿する方法を提案した.具体的に,指令パルスとエンコーダの出力パルスとの位相差を2相出力型位相差検出器により求め,2相三角波を出力する2相型PLLにより内挿して高分解能を実現する.この2相三角波は指令パルスの積算値とエンコーダ出力パルスの積算値との差になるので,高速動作においては各々のパルス周波数は高くなるが,積算値の差を取ると,周波数が低くなるため,高速動作時においても,位置偏差を直接に内挿することにより遥かに高い分解能の位置決めが可能になった.本年度では,三角波を出力する2相型PLLの特性の解明,それを用いた位置偏差内挿器の設計・製作をし,高精度位置決めサーボ機構への応用を行った.位置決め制御により提案したサーボコントローラの有用性を明らかにされたとともに,高速高精度位置決めサーボ機構が実現可能であることを示された.本研究は,高精度工作機械用精密位置決めサーボ機構の高分解能・高精度のために行ったものである.従来のサーボ機構では,位置指令パルスと実際に発生した変位を表すエンコーダの出力パルスを,可逆偏差カウンタにより比較し位置偏差を求めるため,位置決めの分解能はエンコーダの分解能によって決められてしまうからである.また,高精度エンコーダの出力を位相的に高い倍率で内挿し高分解能を得る方法が一般に用いられているが,通常の内挿器の場合,出力周波数(分解能と速度の積)が低く,分解能を向上するため,精密サーボ機構の動作速度を低くさせてしまう.そのため,本研究では,位置偏差の周波数がエンコーダの周波数に比べて格段に低いことに着目し,エンコーダの出力ではなく,位置偏差を内挿する方法を提案した.具体的に,指令パルスとエンコーダの出力パルスとの位相差を2相出力型位相差検出器により求め,2相三角波を出力する2相型PLLにより内挿して高分解能を実現する.この2相三角波は指令パルスの積算値とエンコーダ出力パルスの積算値との差になるので,高速動作においては各々のパルス周波数は高くなるが,積算値の差を取ると,周波数が低くなるため,高速動作時においても,位置偏差を直接に内挿することにより遥かに高い分解能の位置決めが可能になった.本年度では,三角波を出力する2相型PLLの特性の解明,それを用いた位置偏差内挿器の設計・製作をし,高精度位置決めサーボ機構への応用を行った.位置決め制御により提案したサーボコントローラの有用性を明らかにされたとともに,高速高精度位置決めサーボ機構が実現可能であることを示された.
イオン注入法を利用したナノ構造スピンデバイスに関する研究

磁性イオンを半導体中にドーピングすると半導体母材との非混和性により、熱処理によって磁性イオンのクラスターが発生する。このクラスターを半導体中に一次元に規則正しく配列することにより、磁場の印加に伴う巨大磁気抵抗を発生させ、将来の不揮発性省消費電力メモリーとしての応用の可能性を探るのが本研究の目的であった。まず一次元半導体構造を形成する技術の確立から研究を開始し、MEE法を用いた選択エピタキシャル成長法の最適化、ファセット制御技術の確立により幅20nm、長さ100nmの量子細線を再現性良く作製する技術を実現した。これらの細線に磁性イオンとしてNiを、単一イオンのレベルまで制御可能な収束イオン注入技術によって注入し、熱処理後の電気伝導特性の磁場依存性を評価した。その結果磁気抵抗はきわめて小さく、期待した結果は得られなかった。この原因の一つとして、イオン注入による損傷が十分回復していないことが考えられた。そこで分子線エピタキシー装置を用い、MEEモードで低温における高濃度MnドープGaAs薄膜の成長を行った。この結晶に熱処理を施すことによって均質なMnAsクラスター形成に成功した。具体的な方法は(001)GaAs基板上にMn1原子層/GaAs3分子層の対を10周期成長し、これを熱処理することによって均質なMnAsクラスターを得た。得られた薄膜は顕著な磁気抵抗効果を示し、この方法の有効性が明らかになった。今後層構造の最適化を図るとともに量子細線構造への応用を試みる。【はじめに】現在、スピントランジスタ実現のため、磁性イオン注入による磁性原子クラスター配列構造と、希薄磁性半導体のハイブリッド構造を検討している。磁性イオン注入に関しては、Mn系液体金属の合成とイオン源作成に成功している。一方、希薄磁性半導体に関しては、大幅に特性が改善された。【実験】試料構造は、Beドーピング層を1ML、スペーサー層を3ML、Mnドーピング層を1ML、スペーサー層を3MLという計8MLを1サイクルとし、それを221サイクル(約500nm)成長させた(構造(a))。比較のために、同数のMnドーピング層を同位置に導入し、Beドーピング層を導入しない構造も作成した(構造(b))。【結果・考察】構造(a)ではMnドーピング層のみの試料に比べて、圧倒的に磁気的特性の改善がみられ、75Kにおいてもヒステリシスループを観察できた。それに対して構造(b)では、25Kにおいて既にループは消滅した。このことはBeドーピング層より供給されたホールの波動関数の分布が、Mnドーピング層に重なることで相互作用が発現したためと考えられる。次に、これらのサンプルを、過剰に吸着したAs(As逆格子点)や格子間Mnを減少させるため、低温(250度)でアニールを行った。構造(a)の試料のアニール前のホール濃度は1.01×10^20cm^-3であったが、250度で120分間アニールすることにより、1.31×10^20cm^-3にまで向上することがわかった。この時、250Kにおいてもヒステリシスループがはっきりと観測できた。260Kにおける測定ではヒステリシスは観測されず、常磁性の振る舞いを示していることがわかった。このことから構造(a)の試料のキュリー温度はおよそ250Kであると考えられる。これは今までに報告されているキュリー温度を大幅に上回るものである。
行列集中不等式による組合せ最適化アルゴリズムの設計

行列集中不等式は,ラプラシアンソルバーや,グラフの疎化,ネットワークフローアルゴリズムなど幅広い応用がある.一方で,既存の行列集中不等式は組合せ構造を扱うための柔軟性に欠け,アルゴリズム設計の自由度が乏しいという課題がある.本研究計画では,組合せ構造を扱える新たな行列集中不等式の開発と,それに基づくアルゴリズムの設計を行う.行列集中不等式は,ラプラシアンソルバーや,グラフの疎化,ネットワークフローアルゴリズムなど幅広い応用がある.一方で,既存の行列集中不等式は組合せ構造を扱うための柔軟性に欠け,アルゴリズム設計の自由度が乏しいという課題がある.本研究計画では,組合せ構造を扱える新たな行列集中不等式の開発と,それに基づくアルゴリズムの設計を行う.
遺伝子発現解析に基づいた悪性神経膠腫の治療反応性予測モデルの実用化に関する研究

遺伝子発現プロファイリングの結果、神経膠腫の予後を予測する58遺伝子群を同定し、予後予測(補助療法感受性予測)するためのアルゴリズムを作成した。既知の1p19q染色体のLOHの有無及びMGMTの発現とは独立した予後因子としてこの58遺伝子プロファイルは有用であった。更に、臨床応用を容易にするために、PCRアレイを操作性の簡便なreal time PCRに転換し、これに基づいたアルゴリズムも作成した遺伝子発現プロファイリングの結果、神経膠腫の予後を予測する58遺伝子群を同定し、予後予測(補助療法感受性予測)するためのアルゴリズムを作成した。更に、臨床応用を容易にするために、PCRアレイを操作性の簡便なreal time PCRに転換し、これに基づいたアルゴリズムも作成した1)予後予測及び補助療法感受性予測アレイの作成:平成18年度は170例の神経膠腫サンプルにおいて3456遺伝子の発現についてPCRアレイを用いて遺伝子発現プロファイリングを作成し、臨床経過との相関を統計学的に検討した。その結果、臨床的予後・後療法の感受性を予測するための58遺伝子群を同定した。更に新たな30例の神経膠腫サンプルに対してこの58遺伝子群の発現を調べ、有用性の再確認を行うために臨床データを収集している段階である。2)染色体欠失、MGMT発現と遺伝子発現プロファイリングとの相関性の検討:予後や補助療法感受性と相関があると従来報告のある1P・19q欠失及びMGMT遺伝子発現について、上記同一170症例を用いて欠失の有無・発現の有無を調べた。この結果と58遺伝子群の発現の結果を現在統計解析中である。現時点での解析では58遺伝子の発現パターンは上記の染色体欠失・MGMT発現パターンとは独立のものであり、新たな予後予測・補助療法感受性予測のための方法として悪性神経膠腫治療に有用である可能性が示唆された。3)58遺伝子群の蛋白レベルの確認:上記58遺伝子群はRNAレベルの発現に基づいて同定されたものであるが、これらの遺伝子発現について免疫染色を行い、蛋白レベルの発現を確認すると共に発現部位・細胞の同定を行う。この確認により、さらに58遺伝子群を2030遺伝子群に絞り込むことが可能と考えている。現在、上位遺伝子数種について、既にのべ600症例の免疫染色が終了し、統計解析中である。1)PCRアレイを用いた遺伝子発現プロファイルと予後予測:悪性神経膠腫の予後予測モデルの実用化に向けて、58遺伝子の発現レベルの測定から補助療法感受性スコアを算出するアルゴリズムを作成した。2)real time PCRを用いた予後判定システムの開発:予後予測システムの汎用化に向けて、PCRアレイではなく、real time PCRによる発現レベルを上記58遺伝子中56遺伝子において測定し、PCRアレイで作成した判別式と比較した。この結果、悪性神経膠腫において、weighted votingアルゴリズムを応用したATA-PCR法による分類器で予後不良群と良好群に分類することが可能となった。3)蛋白レベルの遺伝子発現の確認:PCRアレイで抽出した58遺伝子の各種悪性神経膠腫における蛋白レベルの発現を免疫染色法で確認し、PCRアレイで示唆された遺伝子発現パターンと矛盾のないことを確認した。4)染色体欠失、MGMT発現とPCRアレイによるプロファイリングの相関性の検討:従来報告のあるlp loss,19q lossなどの染色体欠失や薬剤耐性にかかわるMGMT遺伝子の発現の状況を調べ、PCRアレイによる58遺伝子の発現パターンと比較したが、これらの間には相関は認められず、58遺伝子を用いた予後予測システム既存ではない新しいシステムであることが予測される。脳腫瘍において、WHO脳腫瘍分類から予後が推測され妥当な治療方法が決定される。しかし、WHO分類から予測される個々の腫瘍の生物学的特徴(治療反応性)が妥当でない場合もある。そこで、mRNAの発現プロファイルを用いた予後予測、治療反応性予測を試みた。本研究では、ATAC-PCRを用いて58遺伝子が悪性度の高いgliomaの予後に強く関連していることを証明した。さらに、臨床の現場で使いやすいreal time PCRに、そのプラットフォームを転換しようと試みた。ATAC-PCRから選定した58遺伝子を用いたRNA発現プロファイリングでは、特定のアルゴリズムを設定することができ、それぞれのgliomaを予後良好群、不良群に分類し、GB症例にても同様に2群に分けることが可能であった。今回用いるreal time PCR法は、SYBR greenを用いたインターカレーター法である。これは、mRNAから生成したcDNAに、その遺伝子発現に一致したプライマーを作成し、プライマーと反応して合成される二本鎖DNAが色素により発光するため、合成された遺伝子の分だけシグナルが増加し、それを分光蛍光光度計で評価する。real time PCRでも反応の安定していたUBL5をstandard primerとして使用し、同一サンプル間で、ATAC-PCRとreal time PCRとの相関係数で0.896と非常によい正の相関を得ることができた。次にdelta delta Ct法を用いて、58遺伝子をさらに30遺伝子に絞り込み、gliomaの予後判定因子とした。新規の63症例をtest setとして解析をし、その妥当性を確認した。