hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時空間マッピング解析に基づく重合反応系の濃度揺らぎと不均一性の理解・制御

ソフトマテリアルに分散したプローブ粒子の熱運動を解析し、濃度揺らぎと不均一性の可視化を検討した。その結果、系の物性は空間的に不均一であることを確認にした。また、ゾルーゲル転移等の固化プロセスは、不均一性の程度ならびに空間スケールの変化を伴って進行することを明らかにした。さらには、このような不均一性は、最終的な材料の巨視的な力学物性に影響を与えることを明らかにした。ソフトマテリアルは、巨視的に流動する液体状態であっても微視的には濃度ゆらぎが存在し、観測時間が系の緩和時間よりも十分に短い場合、すなわち系が固体として振る舞う場合、濃度揺らぎの凍結に起因する不均一性が発現する。本研究では、高分子重合系における濃度揺らぎ・不均一性と生成した高分子の一次構造との相関を正確に理解し、高分子の一次構造を制御することを目的とする。重合過程における局所領域の粘弾性関数を重合系中の空間座標に対してマッピングし、濃度揺らぎ・不均一性を可視化する。とくに、重合の進行に伴い(1)高分子の絡み合いがどのように発展するのか、あるいは(2)高分子がどのように生長するのか明らかにする。平成27年度に実施した具体的な項目と主な研究成果を以下にまとめる。(1)サイズの小さな粒子の変位を精度よく検出するため、測定装置に蛍光ユニットをセットアップし、微粒子からの蛍光を電子増倍電荷結合素子(EMCCD)カメラにて検出できるようにセットアップした。その結果、直径50 nm程度の微粒子の動きを評価できることを確認した。(2)超分子ポリマーから形成される物理ゲルの局所物性とその空間分布を評価した。その結果、ゲルの物性は空間的に不均一であり、その程度は観測する空間スケールに依存することを明らかにした。(3)酸化グラフェンが水中で形成するネマチック液晶の局所物性を評価した。その結果、液晶は不均一であり、液晶中には粒子の異方的な熱運動を誘起する階層構造が存在することを明らかにした。当初の目的・実施項目として、初年度に(1)測定装置の改良とその検証、(2)局所領域における物性解析、また、次年度以降に、(3)重合固化過程におけるマッピング解析、(4)階層的な不均一性の解析、(5)不均一性と高分子の一次構造の相関解明を設定した。平成27年度は当初の計画に従って、実施項目(1)装置の改良を行い、直径数十nm程度の粒子の変位を精度よく検出することに成功した。また、実施項目(2)を実施し、ゲルおよび液晶の物性は空間的に不均一であることを明らかにした。さらには、不均一性の程度は観測する空間スケールに強く依存することも見出した。研究成果は学会にて発表済みであり、その一部は学術論文として投稿準備中である。以上の理由により、おおむね順調に研究が進展したと判断できる。本研究では、高分子重合系における濃度揺らぎ・不均一性と生成した高分子の一次構造との相関を正確に理解し、最終的な材料の力学物性を制御することを目的とする。とくに、重合の進行に伴い高分子の絡み合いがどのように発展するのか、あるいは高分子がどのように生長するのか明らかにする。平成28年度に実施した具体的な項目と主な研究成果を以下にまとめる。(1)昨年度までにセットアップした粒子追跡装置を用いて、超分子ポリマー系の局所物性とその空間分布を評価した。その結果、系は、メゾスコピックスケールにおいて、空間的に不均一であり、その程度は観測する空間スケールに強く依存することを明らかにした。(2)超分子ポリマー系のゾルーゲル転移過程(固化プロセス)における不均一性についても検討し、ゲルへの転移過程はメゾスコピックスケールにおける物性の均一化を伴って進行すること、また、ゾルーゲル転移を繰り返すと、均一化に要する時間が増加することを明らかにした。(3)重合反応に伴う硬化過程における不均一性の発現についても検討した。その結果、硬化過程において空間的な不均一性が発現すること、ならびに不均一性の長さスケールが硬化反応の進行に伴い減少することを明らかにした。当初の目的・実施項目として、初年度に(1)測定装置の改良とその検証、(2)局所領域における物性解析、また、次年度以降に、(3)重合固化過程におけるマッピング解析、(4)階層的な不均一性の解析、(5)不均一性と高分子の一次構造との相関の解明を設定した。平成28年度は当初の計画に従って、実施項目(3)ならびに(4)の一部を実施した。具体的には、重合硬化過程における解析を行い、不均一性の長さスケールが硬化反応の進行に伴い減少することを明らかにした。また、それだけにとどまらず、超分子ポリマー系の固化プロセスは、メゾスコピックスケールにおける物性の均一化を伴って進行すること、ならびに、相転移を繰り返すと、均一化に要する時間が増加することを明らかにした。研究成果は学術論文や学会にて発表済みであり、その一部は学術論文として投稿準備中である。

ソフトマテリアルは、巨視的に流動する液体状態であっても微視的には濃度ゆらぎが存在し、観測時間が系の緩和時間よりも十分に短い場合、すなわち系が固体として振る舞う場合、濃度揺らぎの凍結に起因する不均一性が発現する。本研究では、高分子重合系における濃度揺らぎ・不均一性を正確に理解し、最終的な材料の力学物性を制御することを目的とした。重合(固化)過程における局所領域の物性値を系中の空間座標に対してマッピングし、濃度揺らぎ・不均一性を可視化・解析する。不均一性とその特性長さが材料の巨視的な物性に及ぼす影響を明らかにする。平成29年度に実施した具体的な項目と主な研究成果を以下にまとめる。(1)数nm程度の空間スケールにおける局所物性を解析するため、測定装置を新たにセットアップした。その結果、非晶性高分子に分散させた量子ドット(直径: 7 nm)の変位を検出でき、拡散定数から求めた局所粘度は、バルクの粘度と一致することを確認した。(2)感応性高分子水溶液を曇点近傍にて静置すると、系の緩和時間が比較的長くなり、不均一性が発現することを明らかにした。また、ナノセルロース水分散液は、メゾスコピックスケールにおいて不均一であり、その特性長さは超音波照射によって制御できることを明らかにした。さらには、不均一性、ひいては力学物性が制御された高分子複合材料の開発にも成功した。(3)付加反応に伴う硬化過程における不均一性の発現についても検討した。その結果、硬化過程において不均一性が発現すること、ならびに不均一性の特性長さが硬化反応の進行に伴い減少することを実験的に示した。また、このような不均一硬化過程は、最終的な材料の巨視的な力学物性に影響を及ぼすことを明らかにした。ソフトマテリアルに分散したプローブ粒子の熱運動を解析し、濃度揺らぎと不均一性の可視化を検討した。その結果、系の物性は空間的に不均一であることを確認にした。また、ゾルーゲル転移等の固化プロセスは、不均一性の程度ならびに空間スケールの変化を伴って進行することを明らかにした。さらには、このような不均一性は、最終的な材料の巨視的な力学物性に影響を与えることを明らかにした。初年度では、ゲルおよび液晶の不均一性に関する有用な知見が得られた。それを踏まえて、今後、下記を重点的に実施する予定である。粒子の熱運動解析による重合系中の不均一性評価について検討する。系中の異なる場所に存在する微粒子の熱運動を解析することによって、不均一性に関する情報を抽出する。また、粒子サイズを変えることによって、そのサイズに応じたスケールでの局所物性を評価する。高分子溶液の固化過程における不均一性とその空間スケールを評価し、濃度揺らぎの凍結とそれによる不均一性の発現を理解する。得られた固体材料の力学物性を評価し、階層的な不均一性と巨視的な材料との物性の相関を明らかにする。最終的には、高分子重合系における濃度揺らぎ・不均一性と生成した高分子の一次構造との相関を正確に理解し、高分子の一次構造制御を試みる予定である。H28年度では、固化プロセスにおける不均一性の発現とその特性長さスケールの変化に関する知見が得られた。試料中の局所粘度のばらつきを統計的に解析し、系中の空間不均一性に関する情報を抽出する。
リポソームテクニックによる肺胞マクロファージ枯渇が敗血症性肺障害に及ぼす影響

1.フォスファチジルコリンとコレステロールとを用い,ロータリーエバポレータ(Haake-Buckler社)にてCL2MDPリポソームを作製した.2.CL2MDPをラットの気管内に投与して肺胞内MFを枯渇させた群とCl2MDPを含まないリポソームを気管内投与した群とにわけて,エンドトキシンによる肺血管透過性の変化について調べた.エンドトキシンの腹腔内投与による肺血管透過性亢進はCl2MDP投与群において抑制されることをエンドトキシン投与後24時間目に^<125>Iと^<51>Crを用いたdouble isotope methodで肺血管外水分量を測定することで確認した.3.次にCl2MDPを血管内投与した場合,肺胞MFの数には影響を与えず,血管内MFはほぼ完全に枯渇する事を確認した.しかしエンドトキシンの腹腔内投与による肺血管外水分量の増加は,気管内投与した場合と逆にCl2MDP投与群おいてコントロール群に比較して高度であった.4.今回の実験においてエンドトキシンショック時の肺障害には肺胞マクロファージが強く関与していることが示唆されたが,Cl2MDPを全身投与することによってエンドトキシンによる肺血管外水分量の増加が増強されたことの理由は不明である.現在,血中のサイトカインやエンドトキシンの動態,またマクロファージ以外の細胞の関与について研究中である.1.フォスファチジルコリンとコレステロールとを用い,ロータリーエバポレータ(Haake-Buckler社)にてCL2MDPリポソームを作製した.2.CL2MDPをラットの気管内に投与して肺胞内MFを枯渇させた群とCl2MDPを含まないリポソームを気管内投与した群とにわけて,エンドトキシンによる肺血管透過性の変化について調べた.エンドトキシンの腹腔内投与による肺血管透過性亢進はCl2MDP投与群において抑制されることをエンドトキシン投与後24時間目に^<125>Iと^<51>Crを用いたdouble isotope methodで肺血管外水分量を測定することで確認した.3.次にCl2MDPを血管内投与した場合,肺胞MFの数には影響を与えず,血管内MFはほぼ完全に枯渇する事を確認した.しかしエンドトキシンの腹腔内投与による肺血管外水分量の増加は,気管内投与した場合と逆にCl2MDP投与群おいてコントロール群に比較して高度であった.4.今回の実験においてエンドトキシンショック時の肺障害には肺胞マクロファージが強く関与していることが示唆されたが,Cl2MDPを全身投与することによってエンドトキシンによる肺血管外水分量の増加が増強されたことの理由は不明である.現在,血中のサイトカインやエンドトキシンの動態,またマクロファージ以外の細胞の関与について研究中である.<研究の目的>敗血症性ショック時における肺障害の機序に関して,白血球とくにマクロファージ(MF)から放出される組織障害性のメディエー夕やサイトカインの関与が示唆されている.しかし,敗血症時の肺障害に肺胞MFが関与しているのか,または血中に存在し敗血症時に肺毛細血管内に接着するマクロファージが関与しているのか明らかにされていない.chlodronate(以下Cl2MDP)はVon Rooijenらにより最初に用いられた物質で,その投与経路により肺胞MFや腹腔MF,血管内MF等をそれぞれ選択的に死滅させることができる.またリポソーム化して用いるためMFに特異的に取り込まれ,他の細胞や臓器に対する作用は認められない.今回,我々はC12MDPをラットの気管内に投与し肺胞MFを,また血管内に投与して血管内MFを選択的に枯渇させ,敗血症によって惹起される肺障害について肺胞MFが関与しているのか,または肺血管に接着した血管内MFが関与しているのかを明らかにすることを目的としている,本研究はエンドトキシン肺障害にかかわるMFの影響を詳細に解明するだけでなく,本研究で用いるリポソーム技術は,今後様々な炎症性疾患の病態生理を解明する上で多くの情報を提供できると考えられる.<本年度の研究実績の概要>・Cl2MDP liposomeの作製:フォスファチジルコリンとコレステロールとを用い,Von Roojienらの方法によりロータリーエバポレータにてCl2MDPリポソームを作製した.エンドトキシン肺障害へ及ぼすCl2MDPの気管内投与の影響を調べるため、Cl2MDPはエンドトキシンショック作製の3日前に気管内に投与し、またコントロール群(n=7)として生理食塩水をCl2MDPと同様な方法でリポソーム化したものを気管内投与して用いた.・エンドトキシンショックモデルの作製:エンドトキシンショックモデルはWister系ラットを用い、LPSの静脈内投与(20mg/kg)により作製した。・Cl2MDP投与後の肺胞マクロファージ数と肺の形態学的検査:Cl2MDP投与後1,2,3,5,7日目に気管支肺胞洗浄(BAL)により肺胞マクロファージを回収し,細胞総数,マクロファージ数を測定した.肺胞マクロファージは3日目にコントロール値の70%にまで低下し7日目には復帰傾向が見られた。エンドトキシンショックによる肺障害の評価:LPS投与後24時間目に^<125>Iと^<51>Crを用いたdouble isotope methodで肺血管外水分量を測定し評価した.肺血管外水分量はコントロール群(n=7)と比較してCl2MDP投与群(n=7)では有意に低値を示し、Cl2MDF投与による肺胞マクロファージ枯渇がエンドトキシン肺障害を抑制することが示唆された。

現在、肺組織、血中サイトカイン産生の違いについて検討中であり、またCl2MDPの血管内投与がエンドトキシン肺障害や致死率に及ぼすの影響についても検討している。1.フォスファチジルコリンとコレステロールとを用い,ロータリーエバポレータ(Haake-Buckler社)にてCl_2MDPリポソームを作製した.2.Cl_2MDPをラットの気管内に投与して肺胞内MFを枯渇させた群とCl2MDPを含まないリポソームを気管内投与した群とにわけて,エンドトキシンによる肺血管透過性の変化について調べた.エンドトキシンの腹腔内投与による肺血管透過性亢進はCl2MDP投与群において抑制されることをエンドトキシン投与後24時間目に^<125>Iと^<51>Crを用いたdouble isotope methodで肺血管外水分量を測定することで確認した.3.次にCl2MDPを血管内投与した場合,肺胞MFの数には影響を与えず,血管内MFはほぼ完全に枯渇する事を確認した.しかしエンドトキシンの腹腔内投与による肺血管外水分量の増加は,気管内投与した場合と逆にCl2MDP投与群においてコントロール群に比較して高度であった.4.今回の実験においてエンドトキシンショック時の肺障害には肺胞マクロファージが強く関与していることが示唆されたが,Cl2MDPを全身投与することによってエンドトキシンによる肺血管外水分量の増加が増強されたことの理由は不明である.現在,血中のサイトカインやエンドトキシンの動態,またマクロファージ以外の細胞の関与について研究中である.
植物性食品成分が制御する生体分子群の同定と機能発現解明

本研究では「食品成分と相互作用する生体分子とそれに伴い制御される分子群の同定」および「相互作用に必須の分子構造の解明」を行うことを目的としている。食品成分による機能性発現機構は、食品成分と生体分子の相互作用を開始点として、それに伴う生体分子間の相互作用により惹起されると考えられる。そのため、相互作用分子の同定・解明は、食品の機能発現を理解する上で重要な知見となる。加えて、食品成分の構造活性相関を評価することで、相互作用に必須の分子構造の理解が可能となる。本年度は、(1)ベンジルイソチオシアネート(BITC)をマウスマクロファージ様細胞株RAW264.7へ処理した後、BITCと相互作用するタンパク質の同定を試みた。まず、電気泳動した細胞タンパク質をゲルから取り出し、プロテアーゼによるゲル内消化を行なった後、MALDI-TOF-MS分析に供した。さらに、BITC処理後の細胞タンパク質に特異抗体を処理し、免疫沈降を行なった。これにより、BITCと相互作用するタンパク質を同定した。また、そのタンパク質の活性がBITC処理濃度依存的に低下することを確認した。(2)カテコール構造を有する一部の低分子化合物を認識するモノクローナル抗体を用いて、細胞内タンパク質と抗体認識低分子化合物の相互作用を検討した。加えて、それら低分子化合物にプローブを導入し、細胞内タンパク質との相互作用を検討した。電気泳動およびWestern blottingに供した結果、用いた低分子化合物といくつかの細胞内タンパク質との相互作用が認められた。当初の計画通り、ポリフェノール低分子化合物の標的と考えられる生体分子の検出に成功している。イソチオシアネートやポリフェノールと生体分子の相互作用による機能性発現メカニズムの解明を試みる。本年度は、(1)ベンジルイソチオシアネート(BITC)処理した培養細胞タンパク質を電気泳動およびWestern blottingに供し、特異モノクローナル抗体を用いてBITC修飾タンパク質の検出を試みた。その結果、BITC濃度依存的にいくつかのタンパク質バンドが検出できた。そこで、電気泳動後のタンパク質バンドを切り取り、プロテアーゼによるゲル内消化後、MALDI-TOF-MS分析を行った。さらに、特異モノクローナル抗体での免疫沈降によりBITC修飾タンパク質を回収後、電気泳動およびWestern blottingに供し、様々なタンパク質に対する抗体を用いて検出を試みた。その結果、BITC修飾タンパク質といくつかの抗体との反応が認められた。(2)カテコール構造を有する化合物を抗原として得られたモノクローナル抗体の特異性解析を行った。その結果、カテコール構造を有する一部の低分子化合物と反応する抗体であることがわかった。当初の計画通り、イソチオシアネートの標的と考えられる分子の同定に成功している。イソチオシアネート付加による標的分子の機能性変化を検討する。カテコール構造を有する化合物を抗原として得られたモノクローナル抗体を用いて標的分子の探索を行う。
脳卒中による寝たきり、痴呆の促進要因 防止要因に関する疫学的研究-CT所見を用いた詳細な検討

長期的に循環器疾患の疫学研究を継続してきた秋田県I町(人口0.6万人)、茨城県K町(1.7万人)、茨城県I町(人口2.3万人)の3農村地域の40歳以上の住民を対象集団として、CT所見による脳卒中の病型別に生命予後、機能予後を検討した。1.1989-1992年の脳卒中全発生例は262例であった。人口千人当りの年間発生率は1.42であった。このうち、CT所見を有する症例は206例、CT実施率は78.6%であった。この206例をCT所見を中心とした分類基準によって、脳室穿破を伴う脳出血、脳室穿破を伴わない脳出血、くも膜下出血、穿通枝系脳梗塞、皮質枝脳梗塞、CT所見上異常なし、の6病型に分類したところ、順に10.8%、16.2%、16.2%、31.9%、13.2%、11.8%という割合であった。2.脳卒中発生1年後の生存率では、くも膜下出血が最も悪く、以下脳室穿破を伴う脳出血、皮質枝系脳梗塞、CT所見上異常なし、脳室穿破を伴わない脳出血、穿通枝系脳梗塞の順であった。生存例について、1年後の生活状況(機能予後)を調べたところ、回復が良好なのはくも膜下出血で92.9%の症例が歩行可能までに回復した。穿通枝系脳梗塞、脳室穿破を伴わない脳出血も比較的良好であった。一方、脳室穿破を伴う脳出血、皮質枝系脳梗塞は回復が悪かった。CT所見上異常なしも高齢者が多いため回復の悪い例がみられた。痴呆症状の出現の有無をみたところ、今回の初回発作例の検討では、70歳以上の症例に数例認められたのみであった。3.脳卒中発生後の予後と発生前の生活状況、検診所見との関連をみると、検診所見を有する症例の方が、1年後の生命予後、機能予後共によい傾向が認められた。以上の成績より、脳卒中の三次予防対策の整備と共に、一次・二次予防対策として、特に大発作(脳室穿破を伴うような大出血、皮質枝系の大梗塞)の発生を抑えることが重要である。今後そのための病型別リスクファクターの研究が必要である。
バレンススキップイオンを含む物質における電荷近藤効果と超伝導発現機構の微視的解明

バレンススキップ元素(Tl)をドープした新奇超伝導体において提唱されている新しい超伝導機構の可能性を核磁気共鳴実験から追究した。ミクロな視点から局所電子状態がTlからの距離に依存して変化していること、電荷近藤効果に起因する動的な電子状態と超伝導の関係を示唆する新しいミクロな視点からの知見が得られた。Pb1-xTlxTe系においてx>0.003で超伝導(Tc1K程度)が発現するが、その常伝導状態では近藤効果に似た電気抵抗の上昇が超伝導の発現するドープ量において観測されため、Tlイオンのバレンススキップ現象に由来する電荷近藤効果およびそれらの縮退が関連した新しい超伝導機構の可能性が提唱されている。その起源を明らかにする目的で、TeサイトのNMR実験によるKnight shiftおよび核スピン緩和率(1/T1)測定を行った。まず実験を行ったx=0.006多結晶粉末では通常金属で見られるコリンハの関係が見られ、とくに低温での電子状態に異常は見られなかった。しかし、実際に近藤効果的な振る舞いが見られている単結晶試料(x=0.01)では、核スピン緩和時間の空間分布が著しく大きいことがわかった。より詳細を調べていくと、ブロードなTe-NMRスペクトルの高周波側では、緩和時間(T1)がとても短く、低周波側では比較的長いことを突き止めることができた。つまり、Teの局所電子状態が試料全体では一様でなく、おそらく、わずかにドープされたTlに近いところのTeサイトは緩和時間が短く、比較的遠いところのTeサイトの間では長いということを示唆している。今のところ原因は不明であるが、Tlがバレンススキップイオンであることを考えると、1価と3価状態が縮退して揺らいでいることによる何らかの揺らぎがTl近傍で局所的に起こっていることと関連している可能性がある。特に、良質な単結晶でそのような傾向が顕著に見られることは驚きであり、電気抵抗の上昇の原因を今後ドープ量の異なる単結晶試料において比較しながらミクロな視点から突き詰めていく。今年度測定に用いたPb1-xTlxTe系試料は、Stanford大のI. Fisher氏(共同研究者)らから提供を受けた単結晶、実際に電気抵抗上昇が観測され、かつ超伝導転移が明瞭に確認されている単結晶(x=0.01)と、超伝導にならない単結晶(x=0.0035)である。さらに参照のため、母物質(PbTe, x=0)のTeサイトのNMR実験も実行した。前年度実験を行ったx=0.006多結晶粉末では、通常金属で見られるコリンハの関係が見られ、とくに低温(10K以下)での電子状態に異常は見られなかったが、実際に近藤効果的な振る舞いが見られている単結晶試料(x=0.01)では、核スピン緩和時間の空間分布が著しく大きいことがわかった。周波数依存性をより詳しく調べていくと、ブロードなTe-NMRスペクトルの高周波側では、緩和時間(T1)がとても短く、低周波側では比較的長いことを突き止めることができ、昨年度に観測されかけていた結果をさらに強く裏付けることができた。この結果は、単結晶試料ではTeの局所電子状態が試料全体では一様でなく、おそらく、わずかにドープされたTlに近いところのTeサイトは緩和時間が短く、比較的遠いところのTeサイトの間では長いということを強く示唆している。ドープ量の少ないx=0.0035の単結晶でも同様の実験を行うと、同じ振る舞いが観測されることがわかり、母物質(PbTe, x=0)のTeサイトでは観測されないことがわかった。つまり、ドーパントのTlがなければ母体のPbTeには元々、その異常な揺らぎはなかったのに、ドープしたTl近傍のTeサイトにのみそのような異常な揺らぎが見られることがわかった。今年度予定していた、x=0.01および0.0035単結晶、と共に比較参照として母物質(PbTe, x=0)のTeサイトのNMR実験を実行できた。その系統的な実験により、前年度実験を行ったx=0.006多結晶粉末で得られていた結果は、単結晶を中心としたx=0から0.01までの試料での系統性の中では、ドーパントのTlがきれいに試料内に取り込まれてない可能性がわかった。よって、x=0.01および0.0035単結晶を中心としたデータで、より正確なPb1-xTlxTeの物性を議論できることがわかった。現在までに、ドーパントのTl近傍のTeサイトにのみ異常な局所揺らぎが見られることがわかったのが大きな進展である。その原因としては、Tlがバレンススキップイオンであることを考えると、1価と3価状態が縮退して揺らいでいることによる何らかの局所揺らぎがTl近傍で局所的に起こっていることと関連している可能性があり、今後も緩和時間の温度依存性などを含め多角的にその可能性を追求していく。原子価スキップ元素(Tl)をドープした新奇超伝導体(Pb1-xTlxTe)において提唱されている"Negative-U"と呼ばれる新しい超伝導機構の可能性を追究した。いくつかの組成x=0(母相),0.35at%(ドープ、非超伝導),1.0at%(ドープ、超伝導)の単結晶試料においてTe核の核磁気共鳴実験を、12テスラの高磁場、広い温度域に対して行った。

その結果、ドーパントであるTl原子からの距離に依存して局所電子状態が大きく空間変化していることが、近隣に存在しているTeサイトのKnight shift測定およびNMR緩和率の実験からわかった。Tlをドープしてない母物質PbTeでは見られないため、この結果はTlドーパントの存在に由来することがわかった。さらに、電荷近藤効果に由来すると考えられている電気抵抗の上昇と対応するミクロな情報として、電子状態の動的性質を反映する1/T1Tが10K以下の低温で異常に上昇していることが、超伝導の組成域の試料(x=1.0at%)のみで観測された。一方超伝導にならない組成域の試料(x=0,0.35at%)にはその異常は観測されなかった。マクロ測定と理論から電荷近藤効果と考えられてきた本現象をミクロな視点からも本質的であることが裏付けられ、異常な揺らぎを伴う局所電子状態が超伝導を示す試料にのみ見られたことから超伝導との関連を示唆することができた。ドーパントの局在6s軌道の電子が、伝導電子と混成しながら、試料全体へ渡って広くコヒーレンスが発達していることが超伝導の出現条件と関連していると思われる。以上、ミクロな視点からTlからの距離に依存した局所電子状態と、電荷近藤効果に起因する動的な電子状態と超伝導の関係を示唆する新しいミクロな視点からの知見が得られた。バレンススキップ元素(Tl)をドープした新奇超伝導体において提唱されている新しい超伝導機構の可能性を核磁気共鳴実験から追究した。ミクロな視点から局所電子状態がTlからの距離に依存して変化していること、電荷近藤効果に起因する動的な電子状態と超伝導の関係を示唆する新しいミクロな視点からの知見が得られた。初年度予定していた、x=0.006多結晶粉末および単結晶試料(x=0.01)のTeサイトのNMR実験を実行できた。その中で、想像しなかった新たな困難な点として、単結晶試料の核スピン回復曲線は非常にきれいに測定でき、精度よくT1を決定できているにもかかわらず、重要な低温での1/T1Tのデータにばらつきが見られることが浮上した。この原因の特定には少し手こずったが、そのような困難な状況で測定精度を上げるため、単結晶を粗く砕いて信号強度を増し、精度よい測定でやり直したところ、特筆すべき大きな違いとして、抵抗上昇が観測されているx=0.01の単結晶試料では、x=0.006の多結晶に比べ1/T1Tの絶対値が劇的に大きいことがわかった。僅かなドープ量の違いがこれほどの変化を生むことは驚きであった。このように予想外なことが起こったが、測定において注意すべきことが明確になり、逆にこの物質の特徴がわかったことは大きな進展であった。今後はx=0.01および0.0035単結晶を用いて、上述のようなTl近傍で起こる局所的な揺らぎが、温度と共にどのように変化するのかを調べるため、緩和時間の周波数依存性(Tlからの距離依存性)だけでなく、温度依存性などを含め多角的にその可能性を追求していく。特に、Tlの価数が1価と3価状態で縮退して揺らいでいることによる何らかの局所揺らぎが電気抵抗に現れる異常とどのように関連するかを調べる。物性物理現在は、Tlドープによる電子状態とその変化をミクロスコピックに追究するため、スペクトルの共鳴位置と緩和時間の関係についてさらに詳細を詰めていく実験を続けている。今後、超伝導を示さない単結晶試料では、それがどのように見えるのか、比較をしながら違いを観察したい。これらの局所状態の分布は今回のNMR実験で初めて明らかになったことであり、バレンススキップ元素が電子状態において何らかの影響を与えているミクロスコピックな証拠になると期待される。
ラットの音の参照・作業記憶に関わる可塑的ニューロン回路

複数ニューロン間の機能的シナプス結合が、異なる2種類の記憶情報処理(参照記憶と作業記憶)に対応してどのように可塑的に変化するかについて、両記憶課題遂行中の複数ニューロン活動(ユニット)の相互相関解析(cross-correlation)を用いて検討した。初験体はアルビノラットであり、同一の刺激と時間変数のもとで、作業記憶課題と参照記憶課題を順次かつ短期間のうちに遂行させる方法をすでに確立してある。両課題遂行中の複数ユニットの同時記録を、海馬領域と聴覚皮質から行い、ユニットの各ペア間の相互相関ヒストグラム(コリログラム)を作成した。解析したユニットペアの総数は、聴覚皮質から23、海馬CA1から79、海馬CA3から40、歯状回から44である。まず、400ミクロン以上離れた電極間では、コリログラムのピーク、つまり機能的シナプス結合は全く見られなかった。200ミクロン以内の電極間や同一電極からのユニットペアでは、作業・参照記憶課題のどちらかでスナプス結合を示す例が、全ての部位で見られた。それらのうちでは、参照記憶ではなく作業記憶においてのみ結合を示す例がより多かった。また、作業・参照記憶課題の違いに関なく固定的シナプス結合を示す例も見られ、それらは海馬領域に比べ聴覚皮質により多かった。個々のユニットの特異性との対応を調べた結果、作業記憶中にのみシナプス結合を示したユニットペアは、同じ特異性を持っているもの同士がほとんどであった。以上の結果は、記憶の種類に対応した動的な局所的回路(cell assembly)が存在すること、それらは約300ミクロンの範囲内にあること、それらが作業記憶でより機能すること、そこでの回路は同様の特異性を持ったニューロン同士によるpopulation codingを実現していること、新皮質は海馬領域に比べて固定的回路がより多いこと、などを示唆している。
土壌微生物「細胞性粘菌」由来の薬理活性物質DIFの研究

細胞性粘菌の分化誘導因子DIF-1およびその誘導体(DIFs)は、複数の薬理活性(抗腫瘍活性、糖代謝促進活性など)を有する低分子化合物である。我々は、DIFsの包括的な研究を行い、以下を明らかにした。(1)DIF-1がミトコンドリアのMalate dehydrogenaseを阻害すること、(2)ある種のDIF誘導体がマウス骨肉腫細胞の浸潤を阻害すること、(3)DIF-1が細胞内TCAサイクルに影響すること、(4)DIFsが新たにいくつかの薬理活性(T細胞のIL-2産生制御活性、心筋様細胞の分化誘導活性、抗トリパノソーマ原虫活性)を有すること、(5)DIFsが粘菌の走化性運動を制御することなどを見出した。土壌微生物である細胞性粘菌Dictyostelium discoideumは、柄と胞子から成る子実体を形成する。DIF-1は、粘菌の柄細胞分化誘導因子であると同時に、哺乳類細胞における様々な薬理活性を有する多機能分子である。我々は、粘菌におけるDIF-1の作用機序の解析と、哺乳類細胞におけるDIF-1とその誘導体の薬理作用の解析を進めている。平成21年度の本研究において我々は;1.D工F-1の誘導体を用いて、粘菌におけるDIF-1の分化誘導機構(および細胞死誘導機構)の解析を行った。2.DIF-1とその類似体DIF-2は、粘菌の柄細胞分化誘導因子とされていたが、我々はDIF-1とDIF-2が粘菌の走化性運動の制御因子としても機能することを発見した。3.JurkatT細胞におけるConcanavalinA刺激によるInterleukin-2(IL-2)産生に対する各種DIF誘導体の効果を検討し、ある種のDIF誘導体はIL-2産生を抑制し、別の誘導体がIL-2産生を促進することを発見した。これらの成果を基に、新規免疫抑制剤と賦活剤の開発を目指している。4.哺乳類細胞におけるDIF-1のターゲット分子として、ミトコンドリアMalate dehydrogenaseを同定した。細胞性粘菌Dictyostelium discoideumは、単純な生活環を有する土壌微生物で、発生過程の最後に柄と胞子から成る子実体を形成する。DIF-1は、粘菌の柄細胞分化誘導因子であると同時に、DIF-1の誘導体は、哺乳類細胞における様々な薬理活性(抗腫瘍活性、糖代謝促進活性、免疫系T細胞におけるサイトカイン産生制御活性など)を有する「多機能分子」である。また、我々は、DIF-1をリード化合物とした抗がん剤、糖尿病治療薬、免疫制御剤の開発を進めている。平成22年度の本研究において、我々は以下を実施した。1.DIF-1の作用機序解析に利用するため、DIF-1に対する抗体を作成した。抗DIF-1抗体は、DIF-1を認識したが中和抗体としての機能は低かった。2.前年度、我々は、粘菌分化誘導因子DIF-1とその類似体DIF-2が粘菌の走化性運動の制御因子として機能することを発見、報告した。今回、我々は、化学合成したDIF誘導体が粘菌の分化と走化性を制御できることを示した。3.JurkatT細胞におけるConcanavalinA刺激によるInterleukin-2(IL-2)産生に対する各種DIF誘導体の効果を検討した。その結果、ある種のDIF誘導体がIL-2産生を促進することを発見、それらの作用機序を解析した。これらの成果を基に、新規免疫賦活剤の開発を目指している。細胞性粘菌由来の低分子化合物DIF-1は、粘菌の柄細胞分化誘導因子である。一方、化学合成した各種DIF誘導体(DIFs)は、哺乳類細胞において様々な薬理活性を有している。我々は、粘菌におけるDIF-1の作用機序の解析と、哺乳類細胞におけるDIFsの薬理作用の解析、並びに、DIFsをリード化合物とした抗がん剤、糖尿病治療薬、免疫制御剤等の開発を進めている。平成23年度の研究では以下を実施した。2.DIFsは脂溶性低分子物質であるため細胞内に透過すると考えられているが、それを確かめた報告はない。我々はDIFの細胞内局在を明らかにするため、蛍光体を結合したDIF誘導体(F-DIF)を合成し、その薬理作用の確認と細胞内局在を検討した。その結果、F-DIFは、細胞膜系や細胞内穎粒に多く局在することが明らかになった。

3.マウス胚性癌腫細胞P19CL6は、1% DMSO存在下でin vitro培養すると心筋様細胞に分化誘導される。我々は、この分化誘導系に対するDIFsの効果を検討した。その結果、ある種のDIF誘導体が、DMSOによる心筋分化誘導を強く促進することを見出した。4.免疫抑制剤/抗炎症剤の候補となっているDIF誘導体について、モデルマウスを用いてその薬効を検討した。その結果、当該DIF誘導体はMitogen刺激したマウス血中IL-2濃度を有意に下降させた。
動脈硬化度を指標とした健康づくり支援システムの開発

[背景]習慣的な身体活動は加齢に伴う動脈伸展性の低下抑制に重要な規定因子であるが、抑制効果を及ぼす動脈部位、効果的な身体活動の量および質については明らかにされていない。本研究では、高齢者における身体活動量および質が部位別動脈伸展性に及ぼす効果について検討した。[方法と結果]66歳87歳までの高齢者162名(男性71名、女性91名)を対象に、加速度計付体動計を1年間装着し、身体活動量(1日当たりの平均歩数)および質(3METs以上の平均活動時間)を算出した。動脈伸展性の評価にはPWV法を用い、心臓-頸動脈(hc)、心臓-大腿動脈(hf)、心臓-上腕動脈(hb)、大腿動脈-足首(fa)間のPWVを測定した。年間平均歩数および3METs以上の平均活動時間はhfPWVとの間に有意な負の相関関係を示した。また、この関係は性、年齢、SBPの影響を除いても顕著であった。また、年間平均歩数および3METs以上の平均活動時間を少ないほうから四分位に分けhfPWVを比較すると、身体活動の量・質ともに最も少ないグループのhfPWVのみが他の3グループと比較して有意に高い値を示した。[結論]高齢者における日常の身体活動は大動脈硬化の独立した規定因子であり、身体活動の低下は大動脈硬化を進展させるが、一定の身体活動を確保することにより大動脈伸展性が保持され、その身体活動は量・質の両者が重要である可能性が示唆された。群馬県吾妻郡中之条町在住の65歳以上の高齢者を対象に、身体活動量と動脈硬化度の関係について横断的検討を行った。身体活動量の測定にはスズケン社製「ライフコーダ」を用い、動脈硬化度の測定には日本コーリン社製「血圧脈波検査装置(BP-203RPE)」を用いた。ライフコーダのアルゴリズムは、単位時間(4秒間)あたりの歩数と加速度レベルの組み合わせにより10段階(体動レベル09)の身体活動・運動強度を決定し、2分毎に積分した。なお、歩行と認識できない低レベル(約0.06G以上約0.15G未満)の活動を微小運動(例えば、睡眠中は寝返り、覚醒中は立位談話や座位作業など)と認識し、2分間の強度ポイント(積分値)が0の場合に限り、0.5と表示した。また、高齢者における様々な生活状況を勘案し、以下に示す通り、単位時間あたり25%以上の欠損(主因は非装着)を含むデータは不採用とした。(1)1日あたり7時19時(12時間)のうち3時間以上の連続非装着、1ヶ月あたり約1週間以上の連続・断続非装着、1年あたり約3ヶ月以上の連続・断続非装着。なお、原則として「体動レベル0」を非装着とみなした。ただし、熟睡時や静止時などほとんどもしくは全く動かない場合も「体動レベル0」となるが、その状態は比較的短く断続的であるため、「1日あたり」の基準のみ「連続非装着」とした。一方、動脈硬化度の指標としては、5分間の安静仰臥位にて、四肢血圧(上腕/足首)同時測定装置による上腕-足首動脈間脈波伝播速度(baPWV)と大動脈起始部-大腿部動脈間の脈波伝播速摩(hfPWV)を測定した。本研究の対象は、男性64名、女性79名の143名(範囲66歳87歳、平均年齢:72.5±4.7歳)で、年間歩数の平均値は6883.1±2729.2歩であった.歩数とbaPWVの間にはf=-0.213(P<0.05)、hfPWVとの間にはr=-0.231(P<0.01)の有意な負の相関関係が認められた。また、1年間の歩数の平均値を4分位に分けて、baPWVおよびhfPWVとの関係を調べるために、性および年齢を補正して共分散分析を行うと、年間平均歩数の最も少ないグループ(3484.7±1127.5歩)のbaPWV(2021.3±503.2cm/s)およびhfPWV(1485.8±491.5cm/s)、は最も多いグループ(10462.8±1298.7歩)のbaPWV(1759.0±350.9cm/s)およびhfPWV(1224.8±338.8cm/s)よりも有意(それぞれP<0.05)に高値を示した。したがって、高齢者においても日常にける身体活動量の低下は、動脈硬化度の進行を促進させる可能性が示唆された。今後、身体活動強度や頻度についても、性別、前後期高齢者別に検討を加える必要がある。【背景】加齢に伴う動脈硬化の進展抑制に運動が効果的であることが報告されているが、高齢者の大動脈伸展性保持に必要な至適身体活動については明らかにされていない。【目的】本研究では、1年間を通して測定された身体活動量および質(強度)と部位別に評価された動脈硬化度の関係を明らかにし、日常の身体活動量および質(強度)が高齢者の動脈伸展性に及ぼす影響について明らかにすることを目的とした。【方法】

65歳以上の高齢者140名(男性62名、女性78名)を対象に、1年間のライフコーダによる身体活動状況の測定と血圧脈波測定装置による6ヶ所の動脈硬化度(hcPWV、cbPWV、hbPWV、baPWV、hfPWV、faPWV)の評価を行い、年齢、身体活動量および質との関係、さらには、身体活動量および適度な強度(3METs以上)での運動時間を4分割し、性、年齢、収縮期血圧を補正して部位別の動脈硬化度を比較した。【結果】baPWV、hfPWV、cbPWVと年齢との間には有意な正の相関関係がみられ、年間平均歩数との間には有意な負の相関関係がみられた。また、baPWVおよびhfPWVにおいて、年間平均歩数最下位のグループが、その他の3グループと比較して有意に高値を示した。さらに、cbPWVにおいては、年間歩数最高位のグループが、その他の3グループより有意に低値を示した。一方、hbPWV、hcPWV、faPWVと年齢および年間平均歩数との間に有意な関係は見られず、適度な強度での運動時間と動脈硬化度との間にも有意な関係は見られなかった。【結論】高齢者の動脈伸展性は、1日6000歩以上の身体活動を保つことで保持できる可能性が示唆された。[背景]習慣的な身体活動は加齢に伴う動脈伸展性の低下抑制に重要な規定因子であるが、抑制効果を及ぼす動脈部位、効果的な身体活動の量および質については明らかにされていない。本研究では、高齢者における身体活動量および質が部位別動脈伸展性に及ぼす効果について検討した。[方法と結果]66歳87歳までの高齢者162名(男性71名、女性91名)を対象に、加速度計付体動計を1年間装着し、身体活動量(1日当たりの平均歩数)および質(3METs以上の平均活動時間)を算出した。動脈伸展性の評価にはPWV法を用い、心臓-頸動脈(hc)、心臓-大腿動脈(hf)、心臓-上腕動脈(hb)、大腿動脈-足首(fa)間のPWVを測定した。年間平均歩数および3METs以上の平均活動時間はhfPWVとの間に有意な負の相関関係を示した。また、この関係は性、年齢、SBPの影響を除いても顕著であった。また、年間平均歩数および3METs以上の平均活動時間を少ないほうから四分位に分けhfPWVを比較すると、身体活動の量・質ともに最も少ないグループのhfPWVのみが他の3グループと比較して有意に高い値を示した。[結論]高齢者における日常の身体活動は大動脈硬化の独立した規定因子であり、身体活動の低下は大動脈硬化を進展させるが、一定の身体活動を確保することにより大動脈伸展性が保持され、その身体活動は量・質の両者が重要である可能性が示唆された。
ケニア西部ナンディ地区の人々の聾をめぐる語りと障害経験についての人類学的研究

ケニア西部ナンディ地区にあるKプライマリ聾学校では、手話による教育が実践されている。低学年の授業では手話が母語として教えられ、全ての授業は手話及び英語表記で行われる。授業外でも、生徒同士のみならず教職員同士もしばしば手話を用いることがある。本研究では、第一に、こうした生徒を取り巻くコミュニケーション環境とそこで流通する情報について、ビデオカメラを用いて記録した。主として、授業風景、生徒同士の会話の記録を行った。第二に、複数の生徒の帰省先で、コミュニケーション手法のあり方と会話の内容を同様に記録した。以上の調査研究により、次のことが明らかになった。第一に、当聾学校では複数の手話が混在するが、生徒はそれを問題視しておらず、聾学校内でのコミュニケーションに不自由することはない。逆に、一種類の手話だけを習得して来校した、国内の大学からの研修生や教育実習生、海外からのボランティアの側がコミュニケーションに不自由するという意識を持つ。第二に、生徒が帰省先及びその近所や市場などの公衆の場でも、ホームサイン、リップリーディング、発話、筆記など多岐にわたるコミュニケーション手法を用いる。それだけでなく、家族のみならず、手話を知らない人々に、手話を教える事例が多くみられた。第三に、聞こえないことに関する語りは、調査者側が問わない限り見られなかった。以上のことから、当聾学校の生徒にとって、医学的文脈における「聞こえないこと=障害」は、妥当ではない。また、近年主張されている「特定の手話を共通言語とする(音声言語に抑圧されている)言語的少数者としての聾者」という定義を、彼らに適用することも必ずしも妥当ではない。従って研究者の側による彼らに対する「障害者」あるいは「聾者」という規定をはずした上で、彼らの語り方と語りの内容を記録・分析することで、従来とは全く異なった議論を展開してゆくことが可能であろう。授業外でも、生徒同士のみならず教職員同士もしばしば手話でコミュニケーションをとる。本研究では、第一に、こうした生徒を取り巻くコミュニケーション環境とそこで流通する情報について、生徒同士の会話をビデオカメラで記録し彼らに対するインタビューを実施した。第二に、複数の生徒の帰省先でのコミュニケーション手法のあり方と会話の内容を記録した。第一に、当聾学校では複数の種類の手話が混在するが、生徒はそれを問題視しておらず、聾学校内でのコミュニケーションに不自由することはない。逆に、一種類の手話だけを習得して来校した、大学からの研修生や教育実習生、海外からのボランティアの側がコミュニケーションに不自由するという意識を持つ。第二に、生徒が帰省先の各家庭及び近隣や市場などの公衆の場でも、ホームサイン、リップリーディング、発話、筆記などのコミュニケーション手法を用いる。それだけでなく、家族のみならず、手話を知らない人々に、手話を家族に教えてそれを使用する事例が多くみられた。第三に、聞こえないことに関する語りは、調査者側が問わない限りほとんど見られなかった。以上のことから、当聾学校の生徒にとって、医学的コンテクストにおける「聞こえないこと=障害」は、妥当ではない。また、近年主張されるようになった「特定の手話を共通言語とする(音声言語に抑圧されている)言語的少数者としての聾者」という定義を、彼らに適用することも妥当ではない。従って、調査者の側による彼らに対する「障害者」あるいは「聾者」という規定をはずした上で、彼らの語り方と語りの内容を記録・分析することで、従来とは全く異なった議論を展開してゆくことが可能であろう。

従って研究者の側による彼らに対する「障害者」あるいは「聾者」という規定をはずした上で、彼らの語り方と語りの内容を記録・分析することで、従来とは全く異なった議論を展開してゆくことが可能であろう。
検索可能暗号の応用システムに関する研究

動的な検索可能暗号の研究では所望の機能を実現するために暗号化インデックスをどのように構成するかが重要となる。しかし数学的なモデルでの提案だけで実装まで行っていないものも多い。このような提案モデルを実際にプログラムとして実現しようとすると様々な問題点が想定される。本研究では、暗号化インデックスのデータ構造とその操作手順の実現時における問題点を解明することを目的としている。研究初年度である2018年度では、まず基本的な検索可能暗号のモデルを実際に実装し、必要となる要素技術の確認を行った。特に数学的な提案モデルでは通常単なる表として表現されることが多い、検索キーワードと文書のリストの対を格納するデータ構造について検討を行った。想定される実装上の問題点としては、表のサイズの管理方法、可変長であることが求められる文書リストの格納方法、高速な検索の実現方法などが考えられる。具体的には仮想基盤上にサーバ環境を用意し、主記憶上での実現手法として単純配列、単純ハッシュ、データの削除にも対応できるHopscotchハッシュなどによる実装を行った。また主記憶中ではない格納方法として、ファイルシステム、リレーショナルデータベース、NoSQLデータベースの環境を準備し、暗号化インデックスの格納を試行している。NoSQLデータベースとしてはドキュメント志向のMongoDBとキーバリュー型のRedisを試している。本研究では実装上の問題を明らかにすることが目的なので、ともかく実装することが必要である。2018年度はまず開発環境の整備として、開発用サーバを仮想基盤とし実装試験用の環境を複数構築した。暗号化インデックスを実現するためのデータ構造として、単純配列、単純ハッシュ、Hopscotchハッシュなどを実装している。小規模なデータでは概ね順調に動作している。現在大規模なテストを行うための評価用データの作成を行っている。また2019年度に向けて、主記憶中ではない格納方法として、ファイルシステム、リレーショナルデータベース、NoSQLデータベースの環境を準備しており、暗号化インデックスの格納を試行している。2018年度に予定していた作業の遅れと2019年度計画分の開発環境の構築を総合して考えると、概ね順調に進展していると判断できる。今後は主記憶中での暗号化インデックスの実装について評価用データを用いて動作の検証を行う。主記憶中での基本的な要素技術の確認ができたら、次のステップとしては実応用システムを視野に入れた実装方法を検討する。応用システムに検索可能暗号技術を組み込む場合には、たとえばシステムの再起動などがあっても暗号化インデックスが継続的に運用される必要がでてくる。そのためには暗号化索引のデータ構造および操作方法をファイルやデータベースに格納する状況に具体化し、どのような点が問題になるか明らかにする。例えばファイルは基本的には1次元のデータ構造であるため、複数の表、木構造、グラフ構造をもつ暗号化インデックスを単純に1次元化してしまうと、アクセス効率が極端に低下する恐れもある。また実システムの運用継続性を考えた場合には、資源枯渇(ストレージの空き容量がなくなったなど)や、通信プロトコル上のエラー処理、更新失敗時のロールバックなどについても検討しておく必要がある。最後に分散システム上での実装方法について検討を行う。検索可能暗号技術が着目されている背景として、様々なサービスがクラウドサーバ上で行われていることが挙げられる。クラウドサーバではサービスの安定稼働や物理的な資源量の制約を破るために、データの冗長化や分散化などが行われている。したがって検索可能暗号を利用したシステムも複数サーバ上に分散構築されることを想定すべきである。このときデータを分散配置するだけでなく、暗号化インデックス自体も複数サーバ上に分散配置する方法について検討を行う。

2018年度に予定していた作業の遅れと2019年度計画分の開発環境の構築を総合して考えると、概ね順調に進展していると判断できる。今後は主記憶中での暗号化インデックスの実装について評価用データを用いて動作の検証を行う。主記憶中での基本的な要素技術の確認ができたら、次のステップとしては実応用システムを視野に入れた実装方法を検討する。応用システムに検索可能暗号技術を組み込む場合には、たとえばシステムの再起動などがあっても暗号化インデックスが継続的に運用される必要がでてくる。そのためには暗号化索引のデータ構造および操作方法をファイルやデータベースに格納する状況に具体化し、どのような点が問題になるか明らかにする。例えばファイルは基本的には1次元のデータ構造であるため、複数の表、木構造、グラフ構造をもつ暗号化インデックスを単純に1次元化してしまうと、アクセス効率が極端に低下する恐れもある。また実システムの運用継続性を考えた場合には、資源枯渇(ストレージの空き容量がなくなったなど)や、通信プロトコル上のエラー処理、更新失敗時のロールバックなどについても検討しておく必要がある。最後に分散システム上での実装方法について検討を行う。検索可能暗号技術が着目されている背景として、様々なサービスがクラウドサーバ上で行われていることが挙げられる。クラウドサーバではサービスの安定稼働や物理的な資源量の制約を破るために、データの冗長化や分散化などが行われている。したがって検索可能暗号を利用したシステムも複数サーバ上に分散構築されることを想定すべきである。このときデータを分散配置するだけでなく、暗号化インデックス自体も複数サーバ上に分散配置する方法について検討を行う。実装環境を整えるためのサーバおよびPCの購入等必要な物品および旅費としてほぼ当初計画に沿って使用することができ、端数として未使用額が生じた。未使用額は2019年度以降、研究を遂行する上で必要となる消耗品の購入等に充てる。
肺がんの治療薬、診断薬としてのSP-Dの臨床応用

我々はこれまでの研究で、野生型EGFRと変異型EGFRをもつ肺がん細胞において、肺サーファクタント蛋白質D(SP-D)が抗腫瘍活性を持つことをin vitroで明らかにし、EGFR遺伝子陽性非小細胞肺がん患者の血清SP-D値は、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬(EGFR-TKI)の効果と予後と関連することを明らかにした。この結果から、SP-Dがもつ抗腫瘍活性をより明らかにすることで、肺がんの新たな抗腫瘍薬の開発につながる可能性、また、血清SP-D値とSP-D遺伝子多型は、EGFR遺伝子陽性肺がん患者の予後予測の新たなバイオマーカーとなる可能性を考える。本研究の目的のひとつは、これまでin vitroで明らかにしたSP-Dの抗腫瘍活性について、in vivoでその効果を確認し、将来の抗腫瘍薬の開発の基礎的研究とすることである。ふたつめは、血清SP-D値とSP-D遺伝子多型が肺腺癌の予後予測のバイオマーカーとなるか明らかにすることである。(1)in vivoでのSP-Dの抗腫瘍効果:ヌードマウスに変異型EGFRを有する肺がん細胞を移植し、マウスの肺がんモデルを作成する。SP-Dを投与し抗腫瘍効果を明らかにする。(2)肺がん患者のバイオマーカーとしてのSP-D:非小細胞肺がん患者を対象に、血清SP-D値とSP-Dの遺伝子多型が、EGFR-TKIの治療効果や予後予測マーカーとなるか、多施設共同前向き臨床試験で明らかにする。in vivoでの作業が遅れている現在EGFR遺伝子変異陽性肺がん患者の症例登録を勧めている。以前論文を発表した時と比べ治療薬、治療の選択肢が多岐にわたっているため、SP-D以外の要素も検討していく。研究の遅延などにより試薬代などの所要額が減った。試薬代、ELISA kitなどの購入、国内、国際学会の活動を予定している。