hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新型複素モード解析を基盤とする自励系および非線形系の高性能振動解析システムの開発

さらに,本研究課題の将来的な発展に備えて,新型複素モード解析法をエネルギー変換機構の特性や非線形特性を実験的に同定する際の基盤的ツールとして利用する手法の開発に着手する.モード解析は,現在の振動解析において欠くことのできない強力な解析ツールである.とくに,質量行列と剛性行列がともに正定性を有する比例減衰系に対しては実モード解析による完全なモード分離が可能であり,周波数応答解析手法としてはほぼ完成の域に達しているといえる.ところが,係数行列が上記の条件を満たさない場合には実モード解析の適用が困難になる.このような系に対しては複素モード解析を適用すると完全なモード分離が可能になるが,結果として得られるモード方程式が1階の複素常微分方程式になることから,従来の複素モード解析には現象の力学的解明に不可欠なエネルギー的検討に適さないという弱点がある.このようなモード解析の弱点の克服を目指して,研究代表者は,非比例減衰系や非対称行列系においても質量,減衰および剛性行列を同時に対角化し,完全にモード分離された2階の実常微分方程式の形式でモード方程式を導出できる実相似変換則を新たに見出した.この変換則によると,線形系に関しては適用対象に関する制約条件がほぼ取り除かれた非常に汎用性の高いモード解析法(新型複素モード解析法と呼ぶ)を新たに開発することが可能になる.本研究課題では,この新型複素モード解析を基盤的ツールとして利用することによって,多自由度自励系および大規模非線形系に対する高性能な振動解析システムの開発を推進している.これらの振動問題は,実際の機械システムでしばしば発生するものの設計段階での予測や対策の立案が容易ではないことから,実用的な振動解析システムの開発が切望されている.これまでに,多自由度自励系に対しては新型複素モード解析を適用することによって様々なタイプの不安定化メカニズムをエネルギー的観点から解明するための理論的基盤を整備するとともに,大規模非線形系に対しては合理的かつ高精度の低次元化法を開発してその有効性の検証を進めているところである.(1)自励振動研究班:具体例として,接触回転系で生じる多角形化現象を解明するための時間遅れ系モデルおよびブレーキ鳴きを模した非対称系モデルで生じる自励振動現象に対して新型複素モード解析法を適用し,発生メカニズム解明のために不可欠な特性根,散逸エネルギーおよび励振エネルギーなどの高精度な近似値をモード別に推定する手法を開発した.また,これらを利用することによって,構造変更による固有振動数と固有モードの調整や動吸振器の設置などの発生防止法を開発した.その結果,モード別推定法および発生防止法ともに,実モード解析法を適用した場合と比較すると飛躍的な精度向上が確認された.ただし,新型複素モード解析を用いても自励振動の発生源である励振項に関しては完全なモード分離が実現されないので,モード連成の影響が大きくなる場合には十分な精度が得られないことがある.今後は,その影響を適切に評価することによって解析精度を向上させるための改良が必要である.(2)非線形振動研究班:これまで実モード解析を基盤に開発してきた種々の大規模機械・構造物に対する非線形振動解析システムを,新型複素モード解析に基づくアルゴリズムに書き換えた.その際,従来のアルゴリズムには解析結果に複素モードの偏角が大きく影響するという本質的な欠点があることが判明した.
典型金属上での電子移動型反応による超活性種の生成・制御と精密有機合成への応用

本研究では、電極還元反応でのMg金属イオンの存在の重要性に基づいて、この反応を簡便にかつ、大規模合成にも適応できるように、電気の通電の不要な新手法の開発を検討した。その結果、Me_3SiCl/Mgの特異的な電子移動型還元作用を用いる、芳香族α,β-不飽和化合物への酸塩化物(または酸無水物)によるβ-アシル化反応が、効率よく円滑に進行し、対応するアシル化生成物が高収率で得られることを先ず見出した。従来の電極還元反応では、環状の酸無水化物や酸塩化物によるアシル化反応が、一般に選択性や収率が大変低かったのに対し、Me_3SiCl/Mg系では高収率で高選択的に反応が進行することは、酸塩化物の入手が極めて容易で、しかも種種の他の官能器が反応の邪魔をしない事を併せて考慮すれば、反応の適応範囲を大幅に拡大できる点で意義深い。さらに、市販のグリニャ-ル反応用のMg金属がなんらの前処理もなくそのまま使用でき、室温にて攪拌するだけで、他の方法では大きな困難を伴うアシル化反応が効率的にかつ高収率で進行するという大きな簡便性を考え併すれば、有機合成上極めて価値高い。更に、電極還元反応および金属Mgを用いる活性オレフィン類の還元的アシル化反応におけるジアステレオ選択的な不斉誘導について検討した。(S)-(-)-4-ベンジル-2-オキサゾリジノンより容易に調製されるキラールな対応する酸アミドを反応原料に用いれば、電極還元反応の場合55%のd.e.が得られたが、金属Mgを用いる方法によるd.e.は27%であった。次に、金属Mgの存在下にて脂肪族酸塩化物による芳香族カルボニル化合物の炭素-アシル化反応が容易に起こり、非対称アシロイン型縮合生成物である対応するα-ベンジルアシロロキシケトンが選択的に好収率で得られる事を見出した。
実験的脳マラリアを用いた脳内血流環境の解析

実験用ニホンザル4頭にサルマラリア原虫(Plasmodium coatneyi)を静脈内接種し、感染経過にともなう脳MRI解析および造影灌流強調画像解析を行なった。その結果、いずれの感染個体においても微小出血や梗塞巣、浮腫等の器質変化を疑うMRI所見は認められなかった。また造影灌流強調画像解析では脳血液量(rCBV)、平均通過時間(MTT)および血流量(rCBF)を測定し、感染前と重度発症時の比較を試みた。その結果、前頭部、側頭部、後頭部および小脳において感染前と発症期との間に明確な違いは認められなかった。各感染個体は最終MRI撮像の直後に剖検し、脳の病理組織学的観察をおこなったところ、大脳および小脳血管内に多数の感染赤血球接着像(sequestration)が認められたが、神経細胞の変性や脳組織の器質的変化は認められなかった。これらの結果を総合すると、脳血管内で発生するsequestrationの形成は、脳マラリアにおける中枢神経症状の主要な要因であると思われるが、単純に脳内の虚血性変化や脳の血流障害を誘発するものではないことが明らかとなった。●平成20年度実施研究1)ニホンザルを用いた脳MRI・造影灌流強調画像撮像条件の検討:カニクイザルによる脳MRIの撮像条件をもとに、ニホンザルを用いたに脳MRI・造影灌流強調画像の撮像条件について検討し、本研究で用いる適正撮像条件を設定した。2)サルマラリア感染個体による脳MRI解析および造影灌流強調画像解析:ニホンザル1頭にサルマラリァ原虫(Plasmodium coatneyi)を静脈内接種し、感染経過にともなう脳MRI解析および造影灌流強調画解析を行なった。その結果、重度発症期であっても微小出血や梗塞巣、浮腫等の器質変化を疑うMRI見は認められなかった。また造影灌流強調画像解析では脳血液量(rCBV)、平均通過時間(MTT)および血量(rCBF)を測定し、感染前と重度発症時の比較を試みた。その結果、脳のいずれの部位においても感前と発症期との間に明確な違いは認められなかった。3)病理組織学的観察:各感染個体の最終MRI撮像の直後に剖検し、脳の病理組織学的観察をおこなったところ、大脳および小脳血管内に多数の感染赤血球接着像(sequestration)が認められた。●結論と次年度以降の計画:脳血管内におけるsequestrationの形成は脳マラリアの特徴的病理現象であり、この現象は本研究の感染個体でも高頻度に認められた。その一方で、今年度の研究では発症時の脳MRI所見および血流環境に著しい変化は認めらず、sequestrationの形成が短時間で脳の器質障害に結びつかないことが示唆された。次年度以降は同実験を追加して実施し別個体でのデータ取得を試みる。●平成21年度実施研究1)サルマラリア感染個体による脳MRI解析および造影灌流強調画像解析:ニホンザル2頭にサルマラリア原虫(Plasmodium coatneyi)を静脈内接種し、感染経過にともなう脳MRI解析および造影灌流強調画像解析を行なった。その結果、両個体ともに微小出血や梗塞巣、浮腫等の器質変化を疑うMRI所見は認められなかった。2)病理組織学的観察:各感染個体の最終MRI撮像の直後に剖検し、脳の病理組織学的観察をおこなったところ、大脳および小脳血管内に多数の感染赤血球接着像(sequestration)が認められた。●結論と次年度の計画:脳血管内におけるsequestrationの形成は脳マラリアの特徴的病理現象であり、この現象は本研究の感染個体でも高頻度に認められた。その一方で、今年度の研究では発症時の脳MRI所見および血流環境に著しい変化は認めらなかったことから、sequestrationの形成が短時間で脳の器質障害に結びつかないことが示唆された。次年度では感染個体の脳各部位の病理変化と、MRIデータおよび造影灌流強調画像データの関係を詳細に解析し、総合的な結論を導き出す。●平成22年度実施研究

1)サルマラリア感染個体による脳MRI解析および造影灌流強調画像解析:ニホンザル2頭にサルマラリア原虫(Plasmodium coatneyi)を静脈内接種し、感染経過にともなう脳MRI解析および造影灌流強調画像解析を行なった。その結果、両個体ともに微小出血や梗塞巣、浮腫等の器質変化を疑うMRI所見は認められなかった。また造影灌流強調画像解析では脳血液量(rCBV)、平均通過時間(MTT)および血流量(rCBF)を測定し、感染前と重度発症時の比較を試みた。その結果、前頭部、側頭部、後頭部および小脳において感染前と発症期との間に明確な違いは認められなかった。2)病理組織学的観察:各感染個体の最終MRI撮像の直後に剖検し、脳の病理組織学的観察をおこなったところ、大脳および小脳血管内に多数の感染赤血球接着像(sequestration)が認められたが、神經細胞の変性や脳組織の器質的変化は認められなかった。●平成20年度平成22年度の研究成果:脳血管内におけるsequestrationの形成は脳マラリアの特徴的病理現象であり、この現象は本研究におけるいずれの感染個体でも高頻度に認められた。その一方で、発症時の脳MRI所見および血流環境に著しい変化は認めらなかったことから、sequestrationの形成が短時間で脳の器質障害に結びつかないことが示唆された。これらの結果を総合すると、脳血管内で発生するsequestrationの形成は、脳マラリアにおける中枢神経症状の主要な要因であると思われるが、単純に脳内の虚血性変化や脳の血流障害を誘発するものではないことが明らかとなった。
超臨界流体中における分子の回転異性化のダイナミックスと溶媒和

1)4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン(4H4M2P)、4-ヒドロキシ-2-ブタノン(4H2B)、1、2-ジブロモエタン(1、2-DBE)の赤外吸収スペクトルを、温度298K、圧力範囲0140barのキセノン流体中の希薄溶液として測定した。4H4M2PのOH伸縮吸収帯を解析して、分子内水素結合コンフォーマーと水素結合フリーコンフォマーの二つの回転異性体間の部分モル体積差を求めた。次に、溶液の揺らぎ理論に従って部分モル体積差から回転異性体間のクラスターサイズ差を見積った。その結果、クラスターサイズ差は298Kでキセノンの圧縮率が最大となる67bar付近で最大となり、水素結合フリーコンフォマーが水素結合コンフォーマーより、平均6.5個多くのキセノンに囲まれていることが分かった。2)部分モル体積差とOH伸縮振動バンドのピーク波数を圧力に対してプロットすると、通常の溶液中とは異なり、共に直線から著しく外れるが、それら二つの物理量の間には良い直線関係のあることが分かった。このことは、回転異性化とバンドシフトの両方の対するクラスター形成の効果が矛盾なく調和して観測されていることを示す。3)分子の回転異性化に対するキセノンのクラスター形成の効果を分子論的に調べるために、キセノン(841個)+4H4M2P(1個)のモデル系について分子動力学計算を行なった。実験条件70barに相当する密度と温度で平衡に達した後、時間ステップ1fsで200psまで計算した。しかし、二つの回転異性体のクラスターサイズは共に負となり、更に、クラスターサイズ差の70barにおける実験値3.5を再現することができなかった。これは超臨界状態のキセノンと溶質との間の相互作用を表わすのに、通常の動力学用のポテンシャルでは不十分であることを示している。現在、この相互作用項の検討中である。
ソフト溶液化学反応によるシリカ被覆セリアナノ粒子の合成と紫外線遮蔽特性

塩化セリウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を40°Cで反応させた後、過酸化水素と反応させるソフト溶液反応により、セリアナノ粒子を合成し、セリアの形態、酸化触媒活性、光触媒活性、紫外線遮蔽能および可視部での透明性について評価した。試料の形態は、反応pHおよび金属イオンの固溶により著しく変化し、pH12付近のアルカリ性水溶液中では柱状、pH67の中性水溶液中では球状の試料が得られ、カルシウムイオンや亜鉛イオンを固溶すると著しく粒径が減少した。セリアの酸化触媒活性は2価金属イオンの固溶により著しく減少し、特にカルシウムイオンと亜鉛イオンが効果的であった。セリアおよび金属イオン固溶セリアのいずれも光触媒活性は、チタニアより著しく低かった。カルシウムイオンや亜鉛イオンを固溶によりセリアの紫外線遮蔽能が向上し、可視部での透明性が向上した。通常のセリア粉末は黄色であるが、カルシウム固溶セリアナノ粒子を700°C付近で焼成することにより、紫外線遮蔽能や可視部での透明性を損なうことなく白色化できることを見出した。合成した試料、酸化亜鉛および酸化チタン微粒子をDNAとともに分散した溶液に紫外線を照射し、DNA損傷に対する活性を評価したところ、酸化チタンや酸化亜鉛存在下ではDNAの損傷が進行したが、純セリアおよびカルシウムイオン固溶セリアのいずれもブランク試験(試料無添加)と同様の結果が得られ、酸化チタンや酸化亜鉛と比較し、DNA損傷活性が低くいことが明かとなった。また、ケミカルルミネッセンス測定により、試料への紫外線照射による一重項酸素の生成挙動について検討したところ、一重項酸素生成量は、酸化亜鉛>酸化チタン>純セリア>カルシウム固溶セリアの順であり、本研究で調製したカルシウムセリアは、人体に対する優れた安全性を有しており、高性能な新規紫外線遮蔽材として利用可能であることがわかった。塩化セリウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を40°Cで反応させた後、過酸化水素と反応させるソフト溶液反応によりセリアナノ粒子を合成し、セリアの形態、酸化触媒活性、光触媒活性、紫外線遮蔽能および可視部での透明性について評価した。試料の形態は、反応pHおよび金属イオンの固溶により著しく変化した。すなわち、pH12付近のアルカリ性水溶液中では柱状、pH67の中性水溶液中では球状の試料が得られ、カルシウムイオンや亜鉛イオンを固溶すると著しく粒径が減少した。また、セリアおよび金属イオン固溶セリアのいずれも光触媒活性は、チタニアより著しく低いことが明かとなった。紫外線遮蔽能の向上は、微粒子化により粒子の充填が密になったためと考えられ、可視部での透明性の向上は微粒子化による光散乱の減少によるものと考えられる。また、一般にセリアは黄色を呈するが、pH6付近で合成したセリアに非晶質セリアを被覆すると白色を呈することを見い出した。現在白色化のメカニズムおよび白色セリアの光化学特性について検討している。

セリアの酸化触媒活性は2価金属イオンの固溶により著しく減少し、特にカルシウムイオンと亜鉛イオンが効果的であった。また、セリアおよび金属イオン固溶セリアのいずれも光触媒活性は、チタニアより著しく低いことが明かとなった。カルシウムイオンや亜鉛イオンを固溶によりセリアの紫外線遮蔽能が向上し、可視部での透明性が向上した。紫外線遮蔽能の向上は、微粒子化により粒子の充填が密になったためと考えられ、可視部での透明性の向上は微粒子化による光散乱の減少によるものと考えられる。また、一般にセリアは黄色を呈するが、700°C以上の温度域で仮焼すると白色を呈することを見い出した。なお、試料は700°C付近までは,仮焼温度の上昇とともに重量減少を示しその後ほぼ一定となったことから,溶液法により合成したセリアには構造水が含まれており,電荷バランス保持のため陽イオン欠陥を有していることが明かとなった。これより,仮焼により,構造水を放出し,陽イオン欠陥を消失させることにより白色化が可能と成ることを明らかにした。塩化セリウム-塩化カルシウム混合水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を40°Cで反応させた後、過酸化水素と反応させるソフト溶液反応により、カルシウム固溶セリアナノ粒子を合成し、セリアの形態、酸化触媒活性、光触媒活性、紫外線遮蔽能および可視部での透明性について評価した。本年度は、最終年度のまとめとして生成物の安全性の評価について重点的に検討した。合成した試料、酸化亜鉛および酸化チタン微粒子をDNAとともに分散した溶液に紫外線を照射し、DNA損傷に対する活性を評価したところ、酸化チタンや酸化亜鉛存在下ではDNAの損傷が進行したが、純セリアおよびカルシウムイオン固溶セリアのいずれもブランク試験(試料無添加)と同様の結果が得られ、酸化チタンや酸化亜鉛と比較し、DNA損傷性が低くいことが明かとなった。また、ケミカルルミネッセンス測定により、試料への紫外線照射による一重項酸素の生成挙動について検討したところ、一重項酸素生成量は、酸化亜鉛>酸化チタン>純セリア>カルシウム固溶セリアの順であり、本研究で調製したカルシウムセリアは、人体に対する優れた安全を有していることがわかった。以上の結果および前年度までの結果を総括すると、ソフト溶液反応によりカルシウム固溶セリアナノ粒子の合成が可能であり、優れた紫外線遮蔽特性と可視光透明性を有するとともに光触媒活性を示さないことから、人体に安全でかつ高性能な新規紫外線遮蔽材として利用可能であることがわかった。
グラヌロポエチンに対するモノクロ-ナル抗体作製とそれを用いた顆粒球造血の研究

グラヌロポエチン(別名CSF)は白血球のうち顆粒球の増殖・成熟分化を司る物質である。極微量のグラヌロポカチンが正常人、あるいは病的状態で、いかに顆粒球造血に作用しているかを明らかにするため多方面から研究を行った。まず、CSFを産生するヒト細胞株を大量に培養して得られた培養上清を単一蛋白に精製した。その過程で、グラヌロポエチンの正確な生物学的測定系を確立した。続いてヒトGーCSFとGMーCSFに対するモノクロ-ナリ抗体を産生する多数のマウス雑種細胞株の樹立に成功した。そのうちの一部の抗体はグラヌロポエチン活性を阻害できる興味あるものであった。これらのモノクロ-ナル抗体は様々な顆粒球造血に関連した研究に応用可能であるが、まずグラヌロポエチンの酵素免疫測定法に利用して成果を上げつつある。すなわち各種患者血清中のGーCSFおよびGMーCSF濃度の測定を行った。これにより多数の新知見が得られた。一例を示すと、細菌感染症、薬剤誘発無顆粒球症ではCSFが極めて高値を取るものが有ることが判明した。また、科学療法後の白血球減少期の血清中CSF値は化学療法の種類や原疾患により上昇の程度に差があることを認めた。一方、CSFは白血病細胞を試験管内で増殖させることを証明した。さらに、モノクロ-ナル抗体や遺伝子操作技法を用いてグラヌロポエチン産生細胞、産生の調節機構あるいは作用する細胞上のレセプタ-の解明にも取り組み、正常顆粒球系細胞だけでなく白血病にも存在することを証明した。研究成果は現在取りまとめている英文論文だけでも54編(投稿中を含む)あり、さらに国際学会21回発表など広く公表してきた。1.グラヌロポエチン(別名CSF)を含む細胞培養上清液の大量作製.我々の教室で、白血球増加症を呈した肺癌患者から樹立したKONT,KSNY、KMNT細胞株とオンタリオ癌研から分与されたヒト膀胱癌細胞株HTB9の培養を行った。強いグラヌロポエチン活性を有するHTB9細胞培養上清を毛細管循環式培養法とマイクロキャリアーを用いる回転浮遊培養法により大量に採取した。2.各種のグラヌロポエチンの純化.120Lの培養上清を限外濾過濃縮し、それにゲル濾過,クロマトフォカシング,レクチンアフィニテークロマトなどを行ったが、陰イオン交換クロマトと逆相クロマトが効果的であった。すなわち陰イオン交換クロマトでは低塩濃度に溶出されるA成分と高塩濃度に溶出されるB成分とにグラヌロポエチンは分離可能であった。A成分は逆相クロマトで1億単位/mg蛋白以上の高純度に純化しG-CSFに対応する。またHTB9細胞はグラヌロポエチンの一つであるGM-CSFを大量に発現していることをGM-CSFのcDNAをプローベとしてノーザンブロッテングで証明し、これはB成分に対応した。さらにGM-CSFのリンパ球における発現動態を観察し、IL2やIFNΥより速くレクチンの刺激に反応することを証明した。3.グラヌロポエチンに対する抗体の作製およびその利用.A成分とB成分とをそれぞれ家兎とマウスに免疫し抗血清を得た。A成分に対する抗体はG-CSFの造血細胞増殖刺激活性を抑制した。更に組み換え型G-CSFに対する抗体も作製し、ウエスタンブロットでその純度を確認し、ラジオイムノアッセイが可能であることが判明した。モノクローナル抗体産生ハイブリドーマは細胞融合により多数のクローンを作製し、現在より特異的なものを選別中である。

1.グラヌロポエチン(別名CSF)を含む細胞培養上清液の大量作製およびその純化:白血球増加症を呈した肺癌患者から我々が樹立したCSF産生細胞株とヒト膀胱癌細胞株の培養を行った.強いグラヌロポエチン活性を産生する細胞株を毛細管循環式培養することに成功した.これらの培養上清を限外濾過濃縮し,ゲル濾過,陰イオン交換クロマト,逆相クロマト法などで精製した.また,生理的に存在する骨髄間質細胞をインターロイキン1で刺激培養した上清や,末梢血単核細胞をレクチンで刺激して培養した上清も作製した.なお,CSFの産生状況を遺伝子発現レベルでもモニターした.2.各種グラヌロポエチン蛋白に対する抗体の作製:上記培養上清精製物および遺伝子組み換え型ヒトCSF(GーCSF,GMーCSF)を家兎とマウスに免疫し抗血清を得た.さらに各種遺伝子組み換え型CSFに対するモノクローナル抗体を産生する多数のクローンハイブリドーマを低分子ポリエチレングリコールを用いる細胞融合法により作製した.この中からドット法によるイムノブロッテングで特異的な抗体産生クローンを選別した.これらのクローンをマウス腹腔中で増殖させ,その産生する免疫グロブリンを大量に採取し精製した.3.グラヌロポエチン(CSF)と顆粒球造血:採取したモノクローナル抗体は,CSF活性を抑制するものと免疫学的には反応するが活性を抑制しないものとが存在した.これらのモノクローナル抗体を用いるELISA法でCSF産生腫瘍や生理的な細胞からのCSF産生量の測定が可能となった.また一部のグラヌロポエチンは異常な骨髄造血にも影響を及ぼしている可能性を指摘した.4.発表実積:以上の研究実積を15編の英文と9編の邦文論文に発表した.グラヌロポエチン(別名CSF)は白血球のうちの顆粒球及びマクロファージの増殖・成熟を司どる物質である。CSFは少なくとも4種類に分類されるが、我々はそのなかでも強力な活性を示すGーCSF(顆粒球・CSF)とGMーCSF(顆粒球・マクロファージ・CSF)とを中心に研究を推進している。まずGーCSFで免疫したマウスから脾臓細胞を取り出しマウス骨髄腫細胞株とをポリエチレングリコールを用いて細胞融合させた。形成された融合雑種細胞を抗体産生能で一次スクリーニングし、陽性のものをドット法によるイムノブロッテングで特異的なモノクローナル抗体産生クローンを選別した。これらのクローンをマウス腹腔内で増殖させ、その産生する免疫グロブリンを採取し精製した。同時に家兎でポリクローナル抗体も作製した。多数の得られたモノクローナル抗体の中から最も力価の高いものを用いて酵素免疫抗体法によるGーCSF濃度の測定を行った。なおGーCSFは約50ー100pg/mlの濃度まで測定可能であった。血清GーCSF濃度は細菌性感染症における白血球増加時や薬剤による顆粒球減少時には高値をとることが多かった。さらにGMーCSFにおいても同様にマウスのモノクローナル抗体を多数作製した。このモノクローナル抗体を用いてGMーCSF濃度を測定する酵素免疫抗体法も確立し、病的状態での血内CSFの変動を検索した。血液細胞のG-CSFの受容体の解析も進行中である。GーCSFを効率よく放射性ヨードで標識することに成功し、血液細胞株(HL60など)でのGーCSF受容体のスキャッター解析を行い、その数の親和性を測定した。GMーCSFに関しても進行中である。造血細胞のCSF遺伝子の発現検索も引続き進行中である。本年度は研究実績を20編の英文論文にまとめ、それぞれ英文学術誌に発表した。
知的構造システムとして捉えた細胞の動力学モデルの構築

本研究では,細胞を知的構造システムとして捉えて,細胞がセンサ,コントローラ,アクチュエータを有すると考え,骨芽細胞の力学刺激感受機構に対する動的モデルを構築し,骨形成に効果的な力学刺激の振動数,振幅を特定することを目的とした.その結果,力学刺激による細胞の内部構造の変化と生化学的応答との対応関係を得ることができる実験手法を開発し,それにより細胞の力学刺激センサのモデル化が可能となることを示した.さらに,振動数が低いほど細胞増殖が亢進し,骨形成については50Hzの振動数が効果的であることを示した.本研究では,細胞を知的構造システムとして捉えて,細胞がセンサ,コントローラ,アクチュエータを有すると考え,骨芽細胞の力学刺激感受機構に対する動的モデルを構築し,骨形成に効果的な力学刺激の振動数,振幅を特定することを目的とした.その結果,力学刺激による細胞の内部構造の変化と生化学的応答との対応関係を得ることができる実験手法を開発し,それにより細胞の力学刺激センサのモデル化が可能となることを示した.さらに,振動数が低いほど細胞増殖が亢進し,骨形成については50Hzの振動数が効果的であることを示した.本研究では,細胞を知的構造システムとして捉えて,細胞がセンサ,コントローラ,アクチュエータを有すると考え,機械的刺激が骨芽細胞に入力された場合の適応的応答を実験的に検証し,その動的モデルを構築することを目的とする.さらに,その結果を用いて,骨形成に効果的な機械的刺激の振動数,振幅を特定する.まず,機械的振動を入力した場合の細胞の応答を検証するために,十分な剛性を有する培養プレートに骨芽細胞を播種し,これを加振器に取り付け,培養面に対して垂直方向に正弦波加振することで細胞に慣性力による機械的振動を与えながら細胞培養を行った.細胞増殖に関しては,振幅0.5Gで一定とし,振動数12.51000Hzとして実験を行った結果,振動数が低いほど細胞増殖が亢進され,12.5Hzでは非振動群の約2倍となることを示した.細胞数の増加は細胞が重層化することにより生じることを,細胞核および細胞骨格の一つであるアクチンの免疫蛍光染色顕微鏡画像より示した.アルカリフォスファターゼ活性をはじめとした骨形成能の指標の遺伝子発現に関しては,振幅0.5Gで一定とし,振動数12.51000Hzとして実験を行った結果,50Hzに極大値が存在することを示した.次に,細胞の動的モデル構築のために,細胞内に存在する細胞核およびアクチンを免疫蛍光染色し,細胞内の構造システムを把握した.さらに,細胞にせん断変形を与えた場合において,細胞の蛍光染色顕微鏡画像とKLT法と呼ばれる画像処理手法を用いることにより,細胞の内部構造の局所的な変化を測定し,細胞の力学特性を把握した.本研究では,細胞を知的構造システムとして捉えて,細胞がセンサ,コントローラ,アクチュエータを有すると考え,力学的刺激が骨芽細胞に入力された場合の適応的応答を実験的に検証し,その動的モデルを構築することを目的とする.まず,機械的振動を入力した場合の細胞の適応的応答を検証するために,十分な剛性を有する培養プレートに骨芽細胞を播種し,これを加振器に取り付け,培養面に対して垂直方向に正弦波加振することで細胞に慣性力を与えながら細胞培養を行った.その結果,振動数が低く,加速度振幅が大きく,加振時間が長いほど細胞増殖が亢進されることを示した.細胞数の増加は細胞が重層化することにより生じることを,細胞核および細胞骨格の一つであるアクチンの免疫蛍光染色顕微鏡画像より示した.これらの実験結果より,機械的振動に対する骨芽細胞の適応的応答の簡易的なモデル化が可能となることを示した.次に,細胞の力学刺激センサ同定のために,骨芽細胞において細胞核およびアクチンを生きた状態で蛍光標識し,細胞内の構造システムを把握した.細胞に力学刺激としてせん断変形を与えた場合において,細胞の蛍光顕微鏡画像とKLT法と呼ばれる画像処理手法を用いることにより,細胞の内部構造の局所的な変化を測定し,細胞の力学特性を把握した.さらに,細胞にせん断変形を与えた場合の生化学的応答としてカルシウムイオン濃度の空間的・時間的変化を測定した.この手法により力学刺激による細胞の内部構造の変化と生化学的応答との対応関係が得られるため,力学信号-生化学信号の変換を行う力学刺激センサのモデル化が可能となることを示した.
国語科教育から小学校英語活動への統合的アプローチの開発研究

本年度は平成20年度に行ったフィンランド、及び英国における現地調査の結果を報告書としてまとめた。この報告書には、フィンランドの学校教育現場における国語教育と英語教育の実態や日本の教育との比較分析が行われている。さらに大学の教員養成課程に在籍する学生のコミュニケーション能力や教育能力の質向上についての理念や提供されているプログラムについて紹介している。フィンランドの現地調査では、英語教科書を入手することができたため、日本の小学校英語活動とフィンランドの英語教育とを学習指導要領を比較しながら、「異文化の描写」という視点から教材分析を行った論文を掲載した。また、英国については母語としての英語教育の課題や近年の言語教育政策が与えた学校教育現場での指導法の改革について考察している。さらに、研究連携者が執筆した「国語」と「英語活動」のティーム・ティーチングの実態を比較した論文も掲載されている。本報告書は、広く小学校教員に配布する予定であり、多くの現職教員にフィンランドと英国における言語教育と目本の外国語教育ど国語教育の相違と、両者を統合的に学習するための示唆を得て欲しいと考えている。20年度は、さらにアクション・リサーチを実施し国語科教育ど英語活動を統合させたContent-Language integratedLearningとしての英語活動の「提案授業」を県内公立小学校の協力を得て実施した。今後は、他教科と言語教育の統合的アプローチや外国語教育と国語教育の相関性についても含め、研究を推進していくことで、より意義のある研究成果が得られると考えている。平成19年度の研究項目は、次の二つにまとめられる。1)フィンランドの基礎学校国語科教育、英語科教育の調査から小学校英語活動への応用可能なアプローチを探る。フィンランド現地調査から、フィンランドの国語科教育と日本の国語科教育は指導法が異なることがわかった。例えばフィンランドの国語科教育は、動作化やロール、プレイといった演劇手法が用いられていること、文法や言語事項に関する指導が体系的に行われていること、コンピュータが活用されていること、さらに国語と図工等のクロス、カリキュラムが展開されていることに小学校英語活動への応用が可能ではないかと考えられる。また英語科教育からは、EUで普及しているCLIL;Content and Language Integrated Leaming)というカナダ、タイプとは異なる外国語教育としてのイマージョン教育について学んだ。今後小学校英語活動へCLILの適応を考えていきたいと考えている。2)イギリスの読み書き能力向上戦略の調査から小学校英語活動への応用可能なアプローチを探る。イギリス現地調査から、読み書き能力向上戦略として効果が上げられているのは、フォニックスの活動であることカ§わかった。音をしっかり聞かせ、発音を指導した後に「綴り」と「音」の関係を学ばせるアプローチが有効であるとされていた。日本でもフォニックスを導入している学校もあちが、多くの批判も耳にする。本研究では、イギリスのEAL(English as an Additional Language)児童へのフォニックスの指導法から学ぶことがあるのではないかと考えている。次に小学校英語活動においてどのような英語リテラシー教育が行えるかを考えていきたい。1)、2)の研究成果を踏まえ、平成20年度は具体的な小学校英語活動へのアプローチを開発していくつもりである。
脂肪酸代謝画像による非アルコール性脂肪性肝炎の新規低侵襲的診断法の開発

メタボリック症候群の肝での表現型である非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は、飽食の時代において肥満や糖尿病とともに患者数の急増を認め、実地臨床では進行型NASH由来の肝硬変、肝細胞癌が大きな問題となっている。潜在的に数千万人の罹患者が推定される脂肪肝患者の中から、予後不良な進行型NASHを、できるだけ早期の段階で効率的に拾い上げるための新規低侵襲的診断法の開発を目的とした。具体的には、事前の探索的パイロット研究によって作成した「NASH発症のメカニズムに注目した診断法としての脂肪酸画像を用いた回帰モデル」を検証し、その診断モデルの有用性を評価し、臨床での実用化を目指す。また診断法の開発に付随して血清や遺伝子解析を通じて病態解明の一助とすることも目指している。事前の探索的パイロット研究の段階で、単純性脂肪肝(SS)、早期NASH(eNASH)、進行NASH(aNASH)患者各々の肝では、標識された側鎖脂肪酸であるBMIPPの薬物動態が異なることが確認できた。肝生検を実施した14症例(SS4例、eNASH6例、aNASH4例)の症例毎の脂肪酸シンチグラフィーのデータに関して、複数の指数関数と変数によるカーブフィッティングをおこない、非NASH/NASHを従属変数、フィッティング関数における3つの変数を説明変数とするロジスティック回帰分析からNASH診断の回帰モデルを作成したところ、感度100%、特異度75%、陽性的中率91%、陰性的中率100%、正診率93%という良好な成績を得た。本モデルの有効性の検証のため、その後は前向きに13症例の肝生検を実施した脂肪肝(SS+NASH)患者を登録し、上記モデルでの診断能を評価した。また同時に機序解明として、血清や肝の遺伝子解析も実施し、既存のバイオマーカーとの比較、肝内脂質代謝に関わる因子の遺伝子発現レベルの群間比較をおこなった。今後はこれらの成果を国際雑誌へ報告することを責務と考えている。メタボリック症候群の肝での表現型である非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は、飽食の時代において肥満や糖尿病とともに患者数の急増を認め、実地臨床では進行型NASH由来の肝硬変、肝細胞癌が大きな問題である。数千万人の罹患者が推定される脂肪肝患者の中から、予後不良な進行型NASHを早期の段階で効率的に拾い上げるための新規低侵襲的診断法の開発を目的とした。具体的には、事前の探索的パイロット研究によって作成した「NASH発症のメカニズムに注目した診断法としての脂肪酸画像を用いた回帰モデル」を検証し、その診断モデルの有効性を評価し臨床での実用化を目指す。単純性脂肪肝、早期NASH、進行NASH患者各々の肝では、標識された側鎖脂肪酸であるBMIPPの動態が異なることが確認でき、症例毎の脂肪酸シンチグラフィーのデータに関して、複数の指数関数と変数によるカーブフィッティングをおこない、非NASH/NASHを従属変数、フィッティング関数における3つの変数を説明変数とするロジスティック回帰分析からNASH診断の回帰モデルを作成した。本モデルの有効性の検証のため、症例登録とデータ・検体の収集が進行中である。血清や肝の遺伝子解析も実施している。これらに先立って、当センター倫理委員会(一般、遺伝子)の承認と臨床試験登録システム(UMIN)への登録を完了した。

本研究に関する当センターでの倫理委員会(一般、遺伝子とも)での承認、臨床試験登録システム(UMIN)への登録といった手順を完了し、脂肪酸シンチグラフィーの撮像法の設定とNASH診断の回帰モデルの作成を完了した。その上で症例登録が進行し、一部の血清解析と肝組織での遺伝子解析も進行中であり、予定された内容が概ね順調にクリアされているため。これまでの実施内容を基にして、今後も引き続き症例登録とデータ・検体の収集を継続的におこなう。一定の目標症例をまとめ、データの集計と統計学的解析を通じて、脂肪酸シンチグラフィーを用いたNASH診断を目的とした回帰モデルの診断能を評価する。また同時に血清マーカーの測定、肝の遺伝子解析のデータを基に、病態解明に繋がる機序解析をおこなう。物品購入の額が抑えられ、また旅費の支出が生じなかったため。本研究に関する物品購入やデータ解析など研究のとりまとめに関する経費(その他)として使用を計画している。
脳血管疾患患者における超選択的4D-MRAの開発・臨床応用

もやもや病,動静脈瘻のような脳血管疾患の診断及び治療において,脳の血管構造,血行動態及び病変の支配血管の詳細な可視化は重要である.我々はArterial Spin Labellingをを用い,外因性造影剤を必要とせず,非侵襲的にダイナミックな脳血管の画像化が可能である4D-MRAを開発した(4D-PACK).更に4D-PACKを改良し,各動脈を超選択的(superselective)にラベルし撮像することの可能な4D-MRA(4D-S-PACK)を考案した.本研究は脳血管疾患患者における4D-PACK及び4D-S-PACKの開発・臨床応用を目指す.もやもや病,動静脈瘻のような脳血管疾患の診断及び治療において,脳の血管構造,血行動態及び病変の支配血管の詳細な可視化は重要である.我々はArterial Spin Labellingをを用い,外因性造影剤を必要とせず,非侵襲的にダイナミックな脳血管の画像化が可能である4D-MRAを開発した(4D-PACK).更に4D-PACKを改良し,各動脈を超選択的(superselective)にラベルし撮像することの可能な4D-MRA(4D-S-PACK)を考案した.本研究は脳血管疾患患者における4D-PACK及び4D-S-PACKの開発・臨床応用を目指す.
陽電子AMOC法による欠陥と不純物・溶質原子複合体の解明

陽電子消滅時間運動量相関(AMOC)法とは、従来、別々に行われている陽電子寿命法とドップラー広がり法の相関を測定する方法である。陽電子寿命法は、陽電子が捕獲されるサイトの電子密度、すなわち空孔型欠陥やそのサイズに関する情報が得られるのに対して、ドップラー広がり法はそのサイトの電子の運動量分布を測定することにより、化学情報を得ることができる。これらの相関をとることによって、欠陥と不純物・溶質原子集合体の関係、これらの複合体形成についての情報を得ることができる。例えば、原子炉圧力容器の照射脆化機構の鍵になると考えられる溶質原子クラスターと欠陥形成の相関関係が明らかになると期待される。ただ、従来のAMOC装置の時間分解能では、金属材料中の欠陥の分析には不十分であったため、デジタルオシロスコープ等を用いることで時間分解能を向上させ、実際に原子炉圧力容器鋼に適用し、欠陥と不純物・溶質原子集合体の関連性に関する情報を得ることができた。例えば、比較的古い第1世代型の原子炉容器に特徴的な銅濃度の高い鋼材(High-Cu材)では、早い陽電子消滅時間領域で銅(Cu)析出物との消滅成分が増加するのに対して、照射欠陥が支配的である遅い陽電子消滅時間領域では、Cu析出物との消滅成分が少なくなることがわかった。すなわち、照射欠陥に代表されるマトリクス欠陥は、主にCuが主成分となる溶質原子クラスターとは別サイトに形成されることが示唆された。一方、第2世代型以降の銅濃度の低い鋼材(Low-Cu材)では、陽電子消滅時間領域によって、陽電子消滅サイトが変化するような傾向は見られず、マトリクス欠陥と溶質原子クラスター(ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、シリコン(Si)が主成分)が同一サイトに形成、すなわちマトリクス欠陥と溶質原子クラスターの複合体を形成していることが示唆された。本研究は、リサイクル鉄鋼材料や原子炉圧力容器鋼などで重要なFe中のCu析出物の形成と欠陥集合体の形成の相関を明らかにすることである。このために、空孔型欠陥の同定とその周辺元素の分析を同時に行う陽電子消滅時間ー運動量分布相関(Positron Age-Momentum Correlation; AMOC)測定装置を開発している。陽電子寿命が300ps程度となる欠陥集合体を含む金属材料に対して高精度のAMOC測定を行うために、試料と陽電子線源を物理的に分離する必要があるので、アバランシェ・フォトダイオード(APD)を用いた測定を行う。本年度の研究実績として、APD-AMOC用の真空チェンバを作成し、測定上必要な真空度(e-4Pa程度)が得られることを確認した。また、真空チェンバ内に陽電子線源とAPDを設置し、線源から放出した陽電子をAPDを用いて検出した。陽電子がAPDを通過するときに得られるアバランシェ信号をオシロスコープで観測し、その立ち上がり時間が1.5ns程度であったのでAMOC測定のスタート信号として使用できる条件であることを確認した。AMOC測定のためにはこのAPDの信号と、消滅γ線を検出する光電子増倍管からの信号と、ゲルマニウム検出器からの信号の3つの同時計測を行う必要がある。このための同時計数回路をいくつかのモジュールを組み合わせて構築し、デジタルオシロスコープで3つの信号の同時計測に成功した。一方で、本実験で使用する試料の一部を作成し、従来の陽電子寿命測定等で問題がないことを確認した。AMOC測定は、従来の陽電子消滅測定と比べて計測イベントが極端に小さくなってしまうため、より高強度の陽電子線源を作成した。陽電子線源とAPDを固定するホルダーを作成し、真空チェンバ内に線源・APDと試料を離して設置した。この状態でAPDに逆電圧を印加してAPDからのアバランシェ信号をオシロスコープで確認した。得られた信号は立ち上がり時間が1.5ns程度で、従来の陽電子寿命測定で使用している光電子増倍管からの信号と比べて遜色はなく、AMOC測定のスタート信号として使用できることを確認した。消滅γ線の計測には、フッ化バリウム結晶(応用光研)と光電子増倍管(浜松ホトニクス;H3378)組み合わせた検出器と、高純度ゲルマニウム検出器(ORTEC)を用いた。AMOC測定イベントの検出には、2つの消滅γ線とAPDからの信号の同時計測を行う必要がある。この同時計測回路はいくつかのモジュールで構成されていて、γ線のエネルギー選別を行うための微分波高弁別器(ORTEC7029A)、ゲルマニウム検出器の増幅器(ORTEC672)、ゲルマニウム検出器の高速時間弁別増幅器(ORTEC474)、APDの増幅器(Phillips; Model 6954)、高速同時計測判定器(ORTEC414A)、汎用同時計測判定器(ORTEC418A)を組み合わせた。光電子増倍管の信号とゲルマニウム検出器の信号は数μ秒の差があるので、同時性を調整するためのゲート遅延発生器(ORTEC416A)も使用した。この同時計数回路からの信号をトリガーとして、デジタルオシロスコープ(Lecroy; WavePro7000)で3つの検出器からの信号を確認した。以上の進捗状況から、当初の計画と比べておおむね順調に進展していると言える。

陽電子寿命法は、陽電子が捕獲されるサイトの電子密度、すなわち空孔型欠陥やそのサイズに関する情報が得られるのに対して、ドップラー広がり法はそのサイトの電子の運動量分布を測定することにより、化学情報を得ることができる。これらの相関をとることによって、欠陥と不純物・溶質原子集合体の関係、これらの複合体形成についての情報を得ることができる。例えば、原子炉圧力容器の照射脆化機構の鍵になると考えられる溶質原子クラスターと欠陥形成の相関関係が明らかになると期待される。ただ、従来のAMOC装置の時間分解能では、金属材料中の欠陥の分析には不十分であったため、デジタルオシロスコープ等を用いることで時間分解能を向上させ、実際に原子炉圧力容器鋼に適用し、欠陥と不純物・溶質原子集合体の関連性に関する情報を得ることができた。例えば、比較的古い第1世代型の原子炉容器に特徴的な銅濃度の高い鋼材(High-Cu材)では、早い陽電子消滅時間領域で銅(Cu)析出物との消滅成分が増加するのに対して、照射欠陥が支配的である遅い陽電子消滅時間領域では、Cu析出物との消滅成分が少なくなることがわかった。すなわち、照射欠陥に代表されるマトリクス欠陥は、主にCuが主成分となる溶質原子クラスターとは別サイトに形成されることが示唆された。一方、第2世代型以降の銅濃度の低い鋼材(Low-Cu材)では、陽電子消滅時間領域によって、陽電子消滅サイトが変化するような傾向は見られず、マトリクス欠陥と溶質原子クラスター(ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、シリコン(Si)が主成分)が同一サイトに形成、すなわちマトリクス欠陥と溶質原子クラスターの複合体を形成していることが示唆された。平成28年度の推進方策は当初の予定通りに行う。まず、平成27年度に構築したAMOCシステムで、純Fe、純Cuのベンチマーク測定を行う。ここで新システムを徹底的に検証し、既知の値の陽電子寿命が得られること、寿命スペクトルに試料成分のみが表れること、運動量分布の比率曲線でCu特有のピークが明確に表れることなどを確認し、問題点を全て克服してから照射試料の測定に移る。平成27年度はに照射試験炉(Japan Materials Testing Reactor; JMTR)とベルギー研究炉(BR-2)の運転がされなかったので、測定試料の照射試験は行えなかったが、我々の研究グループでは、過去にJMTRで照射した、中性子照射したFe、中性子照射したCu、中性子照射したFe-Cu-Mnの試料を保有しいるので、本研究ではこれらで対応することにする。さらに、我々の研究グループで所有しているベルギーDoel-2炉およびTihange-2炉の圧力容器監視試験片でもAMOC測定を行い、照射した合金試料と比較し空孔型欠陥と不純物・析出物との相関を解明する。
動脈硬化に関連する血漿リポ蛋白異常症の分子遺伝学的解析

心筋梗塞などの重篤な臓器障害につながる動脈硬化の成因解明を目的として、血漿リポ蛋白異常の遺伝素因の解析を行い、以下の結果を得た。1)家族性高コレステロール血症(FH)とその類縁疾患におけるLDLレセプター異常の解析:24家系のホモ接合体のうち7家系においてイントロン12のsplicedonor siteの一塩基置換を検出、この変異は互いに血縁関係のないヘテロ接合体の中でも15%の高頻度に見出され、日本人に特徴的な変異として同定された。また大きな欠失をもつ3例はいずれもAlu-Alu recombinationによっておこったものと推定された。この他FHホモ接合体の病態をとりながら線維芽細胞や白血球のLDレセプターにも、LDLにも異常のない一家系があり、原因を検索中である。2)高脂血症に伴うアポリポ蛋白異常についての研究:(a)臨床的にFHと診断された症例の中に、LDレセプターに異常なく、LDLの健常線維芽細胞への親和製が正常の50%に低下している一症例を発見した。欧米で検出される3500番目のアミノ酸には異常なく、現在遺伝子レベルの検索を続けている。(b)FHの疾患モデル動物であるWHHL兎についての研究で、食餌性の高脂血症にはみられないアポA-IとアポA-IVの著明な減少を見出した。これはFHにおけるコレステロール逆転送効率の低下と、これに伴う動脈硬化の進展につながる大きな原因と考えられる。3)高トリグリセライド血症の成因に関する研究:(a)リポ蛋白リパーゼ(LpL)欠損のホモ接合体は家族性高カイロマイクロン血症の原因として有名であるが、IV型高脂血症(内因性高トリグリセライド血症)の中にも高頻度にLpL欠損がヘテロ接合体の型で検出された。多変量解析の結果LpL遺伝子異常に加えて飲酒と耐糖能低下が共軛して働いていることが実証された。(b)肝性トリグリセライドリパーゼ欠損症を同定し、特異な病態としてトリグリセライドrich LDLの存在を確認した。心筋梗塞などの重篤な臓器障害につながる動脈硬化の成因を血漿リポ蛋白異常の面から究明し、その遺伝素因を逐一解明することを目的として研究を行ない、以下の結果を得た。1)家族性高コレステロール血症(FH)におけるLDLレセプター遺伝子変異の解析:ホモ接合体22例中7例、ヘテロ接合体中約15%の頻度で、イントロン12のsplicedonor siteのT→C変異による完全合成欠損を検出した。この変異は日本におけるFHの、最も頻度の高い遺伝子異常と考えられる。なおこれまで同定した本遺伝子の大きな欠失(4例)はすべてAlu-Alu recombinationによるものであった(三宅)。2)LDLレセプターに異常のないFH類似症例の原因解析:一般的な高脂血症(タイプIIa.IIb.IV)を対象として、超遠心で分離した患者LDLの培養皮膚線維芽細胞への結合能を測定した所、一例に著名な親和性の低下を認めた。現在このLDLのアポリポ蛋白(アポB)の遺伝子レベルでの異常の解析を進めている(山村)。3)高トリグリセライド血症発症要因としてのリポ蛋白リパーゼ(LDL)

欠損と肝トリグリセライドリパーゼ(H-TGL)欠損の意義:原発性IV・V型高リポ蛋白血症でLDLが正常の40パーセンタイルに入る低値の症例の11例においてLPL遺伝子の解析を行った所、全例に変異を検出した。また多変量解析の結果、原発性高トリグリセライド血症の発症にはLDL欠損に加えて高インスリン血、アルコール摂取が大きな役割を果たしていることがわかった。また本グループによって開発された新しい測定系によって検出したHTGL欠損症例についてHTGL遺伝子をしらべ、exon 2の1塩基置換(ミシスセンス変異)を検出した。この症例は高トリグリセライド血症にかかわらず血清は澄明で、トリグリセライドの増加はVLDLでなく、LDL分画に認められた(池田)。心筋梗塞などの重篤な臓器障害につながる動脈硬化の成因を血漿リポ蛋白異常の面から究明し、その遺伝素因を逐一解明することを目的として研究を行い、以下の結果を得た。1.家族性高コレステロール血症(FH)におけるLDLレセプター機能異常の解析:FHホモ接合体の線維芽細胞について醋酸からのコレステロール(Ch)合成とヒドメキシメチルグルタリルCoA還元酵素活性を測定し、Ch合成に対する甲状腺ホルモン(T_3)の影響を観察した。LDLレセプター機能が僅かでも残っているdefectiveなタイプと対照的に、レセプターを完全に欠くnegativeタイプではT_3添加によってCh合成が著明に促進された。このことは両タイプのFH患者のCh合成阻害薬に対する反応性の違いに関連すると共に、negativeタイプではCh合成に歯止めがかからず、粥状硬化が進展する原因となっていると推定された。2.高脂血症に伴うアポリポ蛋白異常について:FHのモデル動物であるWHHL兎において、食餌性の高脂血症では見られないアポA-IとA-IVの著明な減少があり、これがChの逆転送効率の低下を通じてFHにおける粥状動脈硬化の進展に大きく寄与している可能性が示唆された。3.高トリグリセライド(TG)血症の原因としてのリポ蛋白リパーゼ(LPL)と肝性トリグリセライドリパーゼ(HTGL)欠損症:原発性IV型高脂血症患者を対象としてヘパリン静注後血漿(PHP)中のLPL蛋白質量の測定、糖負荷試験、飲酒量の聞き取り調査を行い、内因性高TG血症の発症にはLPL低値に加えて飲酒と高インスリン血の関与することが明らかになった。また糖尿病を伴う高TG血症患者の中にも既知のLPL遺伝子異常(LPLarita)を高頻度に発見した。HTGL欠損症においては、増加したTGは主にLDLとHDL分画に分布し、健常者、高TG血症患者を通じて、PHP中のHTGL量とLDL-TG、HDL-TGの間に強い相関が見出された。
ゲノム編集による生体脳内での発達障害モデリングとタンパク質の網羅的イメージング

単一遺伝子異常で発達障害の症状をきたす症候群の原因遺伝子は、タンパク質の発現や分解に関連していることが多い。ゆえに、タンパク質の量的制御や細胞内局在・動態の異常が発達障害の病態に関わっている可能性がありながらも、各症候群におけるタンパク質の発現や動態は、未だよくわかっていない。そこで本研究では、脳でのゲノム編集技術を駆使して、まず、マウスの生体脳で疾患細胞モデルをモザイク状に作り出す技術を開発する。その上で、同一組織中の疾患モデル細胞と対象細胞で標的タンパク質の発現や動態を網羅的かつ高精度に観察比較し、発達障害の分子メカニズムに迫る。