hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋梗塞後急性期における血糖日内変動の心筋救済に及ぼす影響とその治療法の確立

初回心筋梗塞再灌流療法成功症例のうち、2型糖尿病罹患症例を対象として研究を行なっている。心筋梗塞急性期の血糖日内変動が心筋救済及び、慢性期左室リモデリングに及ぼす効果について、またそれらに関連する機序を明らかにすることを目的とした。これまでに、心筋梗塞急性期血糖日内変動と冠血管危険因子等の臨床パラメーター及びバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、インクレチンの内因性の指標である血中活性型グルカゴン様ペプチドー1(血清GLP-1)に加えて、酸化ストレス、心筋救済率及び慢性期左室リモデリングの関係をすでに検討し、発表してきた。『急性期のストレス高血糖は急性心筋梗塞(AMI)患者における心筋救済の因子である』『急性期の平均血糖変動幅(MAGE)は急性心筋梗塞(AMI)患者における心筋救済の因子である』について発表した。また、血糖変動とプラークの不安定化にも焦点をあて、『平均血糖変動幅(MAGE)は冠動脈プラーク破裂に影響を与える』についても発表した。現在、さらに、DPP-4阻害剤の介入による心筋梗塞急性血糖変動幅の改善による冠血管危険因子等の臨床パラメーター及びバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、血中活性型グルカゴン様ペプチドー1(血清GLP-1)及び、酸化ストレスの変化、変動や心筋救済率及び慢性期左室リモデリングとの関係を検討している。現時点で、対象として登録し、データを集めている症例は42症例である。また、これらのデータを解析し、発表を行っている。初回心筋梗塞再灌流療法成功症例のうち2型糖尿病罹患症例を対象に、急性期血糖日内変動が心筋救済および慢性期左室リモデリングに及ぼす効果および関連する機序を明らかにするため、急性期血糖日内変動と冠血管危険因子等の臨床パラメーターおよびバイオマーカー、末梢梢血液中の単球サブセット、インクレチンの内因性の指標である血中活性型グルカゴン様ペプチド(GLP:glucagon-like peptide)-1および、酸化ストレス指標(尿中8-イソプロスタン)、心筋救済率および慢性期左室リモデリングの関係との関連を検討した。平成25年4月から平成26年3月までの登録症例は計56症例であった。糖尿病、非糖尿病にかかわらず、急性心筋梗塞急性期の血糖日内変動は、心筋救済率と関係していることが明らかとなった。また、血糖日内変動と酸化ストレスマーカーである尿中8-イソプロスタン、末梢血中の単球サブセットも正の相関を認めた。血糖日内変動が心筋救済率に及ぼす影響について引き続き症例数を増やし検討するとともに、血糖日内変動の抑制目的にインクレチン分解酵素阻害薬(dipeptidyl peptide-4(DPP-4)阻害薬)を投与し、上記と同様の検討開始した。登録症例のうち、糖尿病患症例を対象に、急性心筋梗塞急性期にDPP-4阻害剤による介入を行い、その血糖日内変動の抑制効果や単球サブセットや炎症マーカーへの関与について現在検討中である。初回心筋梗塞再灌流療法成功症例のうち2型糖尿病罹患症例を対象に、急性期血糖日内変動が心筋救済および慢性期左室利モデリングに及ぼす効果および関連する機序を明らかにするため、急性期血糖日内変動と冠血管危険因子等の臨床パラメーターおよびバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、インクレチンの内因性の指標である血中活性型グルカゴン様ペプチド-1および、酸化ストレス、心筋救済率および慢性期左室利モデリングの関係を検討した。平成26年4月から平成27年3月までの登録症例は計42例であった。血糖日内変動が心筋救済率に及ぼす影響について引き続き症例数を増やし検討している。また、DPP-4阻害剤の介入の検討を開始しており、現時点で登録症例は13症例である。引き続き症例登録と薬剤介入による血糖日内変動の抑制効果や単球サブセットや炎症マーカーへの冠やについて検討している。初回心筋梗塞再灌流療法成功症例のうち2型糖尿病罹患症例を対象に、急性期血糖日内変動が心筋救済および慢性期左室リモデリングに及ぼす効果および関連する機序を明らかにするため、急性期血糖日内変動と冠血管危険因子等の臨床パラメーターおよびバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、インクレチンの内因性の指標である血中活性型グルカゴン様ペプチドー1および、酸化ストレス、心筋救済率および慢性期左室リモデリングの関係をすでに検討した。さらにDPP-4阻害剤の介入による検討を開始し、現時点での登録症例は20症例である。産前産後の休暇取得のため、動物実験に関してはやや遅れているが、臨床症例登録に関しては、共同研究者の協力により、予定通り進展しているといえる。初回心筋梗塞再灌流療法成功症例のうち、2型糖尿病罹患症例を対象に、急性期血糖日内変動が心筋救済及び慢性期左室リモデリングに及ぼす効果、および関連する機序を明らかにするため、急性期血糖日内変動と冠血管危険因子等の臨床パラメーター及びバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、インクレチンの内因性の指標である血中活性型グルカゴン様ペプチドー1及び、酸化ストレス、心筋救済率及び慢性期左室リモデリングの関係をすでに検討した。

さらに、DPP-4阻害剤の介入による急性血糖変動幅の改善による冠血管危険因子等の臨床パラメーター及びバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、血中活性型グルカゴン様ペプチドー1及び、酸化ストレスの変化、変動や心筋救済率及び慢性期左室リモデリングとの関係を検討しており、現時点での登録例は30症例である。産後休暇を取得していたため、動物実験に関してはやや遅れているが、臨床例登録に関しては、共同研究者の協力により、予定度おり進歩しているといえる。初回心筋梗塞再灌流療法成功症例のうち、2型糖尿病罹患症例を対象として研究を行なっている。心筋梗塞急性期の血糖日内変動が心筋救済及び、慢性期左室リモデリングに及ぼす効果について、またそれらに関連する機序を明らかにすることを目的とした。これまでに、心筋梗塞急性期血糖日内変動と冠血管危険因子等の臨床パラメーター及びバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、インクレチンの内因性の指標である血中活性型グルカゴン様ペプチドー1(血清GLP-1)に加えて、酸化ストレス、心筋救済率及び慢性期左室リモデリングの関係をすでに検討し、発表してきた。『急性期のストレス高血糖は急性心筋梗塞(AMI)患者における心筋救済の因子である』『急性期の平均血糖変動幅(MAGE)は急性心筋梗塞(AMI)患者における心筋救済の因子である』について発表した。また、血糖変動とプラークの不安定化にも焦点をあて、『平均血糖変動幅(MAGE)は冠動脈プラーク破裂に影響を与える』についても発表した。現在、さらに、DPP-4阻害剤の介入による心筋梗塞急性血糖変動幅の改善による冠血管危険因子等の臨床パラメーター及びバイオマーカー、末梢血中の単球サブセット、血中活性型グルカゴン様ペプチドー1(血清GLP-1)及び、酸化ストレスの変化、変動や心筋救済率及び慢性期左室リモデリングとの関係を検討している。現時点で、対象として登録し、データを集めている症例は42症例である。また、これらのデータを解析し、発表の準備を行っている。基本勤務施設が移動となったため、動物実験についてはやや遅れているが、現在計画を立てて遂行している。臨床症例登録については順調に施行出来ている。
先天性心臓手術における生体親和性ナノ複合代用心膜による心膜再生素材と治療法の開発

現在、生体親和性ナノ複合代用心膜置換を行った先行実験評価を行っている。代用心膜に対する、生体反応を病理組織学的評価を行い、代用心膜の作成条件を植え込み条件を検討。この予備実験終了後に本実験に入るため、現在本実験に際しても動物実験計画書を作成中。この予備実験では、代用心膜の特性を探るべく、polytetrafluoroethyleneシートの厚さを微調整し、同様にPLLA複合膜の厚さも条件を変えて周囲組織の再生、線維組織の侵入、周囲臓器との癒着形成の状態を評価している。実際の結果としては、代用心膜の厚さ、複合心膜素材であるPLLAへのナノ加工の条件を変えることで自己心膜細胞の足場への浸潤・置換の変化が認められている。これらの条件をもとに、代用心膜の好設定条件を絞り込み、親和性ナノ複合処理の条件をさらに評価するために処理条件の評価を行っているところである。しかし、同時に炎症細胞の浸潤も認め、線維化の傾向も生じているため抗炎症処置をどのようにすべきであることも検討している。抗炎症については、局所処置で対応可能であるか、全身処置を必要とするか、また、その期間設定をどの世に損なうかが現在の検討課題ともなっている。また、先行して行っている代用複合心膜シートの機材となるpolytetrafluoroethyleneシートを、生体内で作成したバイオシートに置き換え人工繊維布と生体組織膜との違いを研究する準備を進め、生体膜に対して生体親和性ナノ加工処理の可能性も併せて検討を行っている。本実験条件の決定に際しての諸条件評価がかなり緻密であるため、時間を要している。本条件が決定できれば後の実験条件の大幅な変更はほぼ不要と考えており、研究の進捗は図れるものと考えている。先行する予備実験による諸条件が間もなく確定できると考えており、現在本実験に向けた計画詳細を立案し、動物実験計画書を提出する予定としている。実験に応用する代用心膜をPTFEとPLLAを基本としていたが、自己組織で作成したiBTA組織シートでも発展研究を進める。その結果を評価し、異種脱核細胞処理を施した生体シートも実験系に組み込んでいけるように検討し、生体代用心膜にハイドロキシアパタイト処理が可能かどうかも考えていく。実験に用いる動物、麻酔薬、医薬品の購入、結果評価を行う際に必要な染色液や交代を購入する必要があり次年度使用額が生じている。
神経伝達物質放出における低分子量GTP結合蛋白質の機能と作用機構

最近の私共の研究室の解析により、低分子量GTP結合蛋白質(G蛋白質)のrabファミリーに属するrab3A p25が神経伝達物質の放出反応の制御に関与していることが明らかになりつつある。uab3Ap25にはGDP結合型の分活性型とGTP結合型の活性型が存在し、GTP結合型がその標的蛋白質に作用してその機能を遂行すると考えられる。そこで、本年度は、GTP結合型のrab3A p25と特異的に結合する標的蛋白質(rabphilin)を見出し、そのcDNAをクローニングして一次構造を決定した。rabphilinは師経組織および副腎髄質に発現していたが、肺や肝などの他の組織ではその存在を検出することができなかった。また、rabphilinは、従来より神経伝達物質の放出反応の制御に関与していると考えられているシナプトタグミンと類似した構造を有していた。このシナプトタグミンは、シナプス小胞に特異的に存在する膜貫通蛋白質であり、電位依性存性Ca^<2+>チャネルに連結しているシンタキシンや前シナプス膜に存在するニューレキシンなどの蛋白質と結合する。さらに、シナプトタグミンはCa^<2+>依存性に細胞膜リン脂質と結合することによって、シナプス小胞を電位依存性Ca2+チャネルが局在するアクティブゾーン近傍の前シナプス膜に融合させると考えられている。シナプトタグミンと類似した構造をもつrab-philinもまたCa^<2+>依存性に細胞膜リン脂質と結合する活性を有していた。したがって、rab3A p25はrabphilinを介してシナプス小胞を前シナプス膜の電位依存性Ca^<2+>チャネルが局在するアクティブゾーンにトランスロケートさせるとともに、分泌刺激後の細胞内Ca^<2+>濃度の上昇にともないシナプス小胞を前シナプス膜に融合させると考えられる。以上の結果を得たことにより、本年度の研究計画はをぼ達成できたと考えられる。
カルバペネム耐性新菌種P. asiensis及び近縁菌種の系統分類と分子疫学解析

申請者は、カルバペネム耐性臨床分離株からPseudomonas putidaグループに属する新菌種を発見した。この菌株は、日本およびミャンマーで分離され、細菌同定機器でP. putidaと同定されていた。しかし、全ゲノム情報からP. putidaや既存の菌種とは異なった種であることが明らかとなった。本研究では、カルバペネム耐性のP. putidaグループに属するこの新菌種が日本およびミャンマーの医療施設でどの程度伝播しているのか、これまでP. putidaと同定されてい臨床菌株のうち更に新菌種が含まれているのかを明らかにする。
シクロファン骨格の新規構築法を基盤とした生理活性天然物の合成研究

Haouamine Bが歪んだ芳香環やビアリール結合を有することに着目し、η6アレーンクロム錯体を利用した第二世代合成に取り組んだ。まずは、芳香環上の脱プロトンが容易である特徴を生かし、穏和なアミド塩基であるMg(TMP)2を用いたカップリング反応を検討した。その結果、アレーンクロム錯体の脱プロトンおよびカップリングには、Mg(TMP)2・2LiClとヨウ化銅(I)が有効であることを見いだした。すなわち、η6アレーンクロム錯体に対し、Mg(TMP)2・2LiClとヨウ化銅(I)を順次作用させ脱プロトンした後、パラジウム触媒存在下ヨウ化アリールを加えると、ビアリールモノクロム錯体が得られた。また、本反応の適用可能なヨウ化アリールの一般性を検討し、エステルやホルミル基、ブロモ基などを損なうことなく、ビアリール化合物を良好な収率で得た。一方、フルオロベンゼンクロム錯体、クロロベンゼンクロム錯体を基質として用いた際にも、収率良く目的物が合成できた。本成果は、論文に掲載された。さらに、本反応により容易に調製可能なビアリールモノクロム錯体を用いて、ジオキソ-[13]-メタシクロファン骨格の構築に成功した。カップリングによりシクロファン前駆体を容易に調製可能であり、haouamine Bなど天然物に見られるシクロファン骨格構築への応用が期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。有用な薬理活性を示す天然物の中には、強く歪んだシクロファン骨格を有するものが多く知られている。しかし、天然からの供給量が少ないことや、歪んだ骨格を構築するためには多段階を要し、大量供給が困難であることなどからシクロファンの一般的な合成法の確立が強く望まれている。本年度は、haouamine Bの合成研究を行い、全合成を達成し、絶対立体配置を含む全構造を決定できた。最近、Traunerらは、Zubiaらにより当初提出されたhaouamine Bの構造が誤りであることを示唆し、新たに構造を提唱している。申請者は既に、Zubiaらにより当初提出されたhaouamine Bの全合成を達成している。そこで、確立した合成経路に従いTraunerらにより新たに提唱された構造の合成を行った。すなわち、光学活性スルフィニルイミンとグリコラートを用いたジアステレオ選択的Mannich反応により、β-アミノ酸誘導体を単一の異性体として得た。β-ラクタムの形成とGrignard反応剤の求核付加を含む数工程の変換により、第三級ナルコールへと導いた。分子内Friedel-Crafts反応を検討した結果、芳香環上にTIPSオキシ基を有するメシラートを用いた際に、良好な収率でインデノβ-ラクタムが得られることがわかった。その後、分子内McMurryカップリング反応により、インデノジヒドロピリドンへと誘導し、Baranらの手法を参考に、新たに提唱されたhaouamine Bの全合成を達成した。合成したhaouamine Bの全てのヒドロキシ基をアセチル化した化合物と、天然物から誘導されたペンタアセチル体とのスペクトルデータおよび旋光度を比較したところ、きわめて良い一致を示したことからhaouamine Bの平面構造、絶対立体配置を証明できた。海洋アルカロイド(-)-haouamine Bの合成研究を精力的に行った。最近、分子内Friedel-Crafts反応と分子内McMurryカップリングを経て、haouamine Bの全合成を達成し、平面構造および絶対立体配置を決定している。本年度は、さらなる短工程化を目標に分子内Friedel-Crafts反応を検討した。その結果、予期しないハロゲン転位反応を見いだした。すなわち、臭素原子のイプソ位での環化反応が進行した後、生じたオキソニウムを解消するように臭素原子が転位し、インデノ-β-ラクタムが得られた。このような反応は過去に報告例がなく、新規性が高い。以上の成果について論文を執筆中である。また、Haouamine Bが歪んだ芳香環やビアリール結合を有することに着目し、η^6アレーンクロム錯体を利用した第二世代合成に取り組んだ。まずは、芳香環上の脱プロトンが容易である特徴を生かし、穏和なアミド塩基であるMg (TMP)_2を用いたカップリング反応を検討した。その結果、アレーンクロム錯体を脱プロトンしマグネシオ中間体とした後、銅へのトランスメタル化を経て、パラジウム触媒存在下ヨードベンゼンとのカップリングに成功した。これによりビアリール結合を構築できた。また、塩化鉄(III)存在下、ヨウ化アルキルとのカップリングも可能であることを見いだした。本合成法を利用することでアザパラシクロファン骨格構築法を確立し、haouamine Bの短工程合成が実現できると期待される。

また、本反応の適用可能なヨウ化アリールの一般性を検討し、エステルやホルミル基、ブロモ基などを損なうことなく、ビアリール化合物を良好な収率で得た。一方、フルオロベンゼンクロム錯体、クロロベンゼンクロム錯体を基質として用いた際にも、収率良く目的物が合成できた。本成果は、論文に掲載された。さらに、本反応により容易に調製可能なビアリールモノクロム錯体を用いて、ジオキソ-[13]-メタシクロファン骨格の構築に成功した。カップリングによりシクロファン前駆体を容易に調製可能であり、haouamine Bなど天然物に見られるシクロファン骨格構築への応用が期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。Traunerらにより新たに提唱されたhaouamineBの合成研究を行い、分子内Friedel-Crafts反応および分子内McMurryカップリングを鍵工程として全合成を達成した。これにより、haouamineBの絶対立体配置を含む全構造を決定することができた。また、本合成経路の確立により、アザパラシクロファン骨格構築法を検討するために必要な合成中間体の供給が可能となった。Traunerらにより新たに提唱されたhaouamine Bの全合成を達成し、本成果について論文を執筆中である。また、分子内Friedel-Crafts反応において新規なハロゲン転位反応を見いだし、新たな知見を得ることができた。さらに、η^6アレーンクロム錯体を利用した短工程合成に着手し、その過程でカップリング反応に成功した。今後は、η6アレーン金属錯体を利用する歪んだ芳香環の構築法を新たに開発し、haouamineBの大量合成を視野に入れた短工程化を行う。すなわち、合成中間体に対し、金属カルボニル錯体を作用させ、η6アレーン金属錯体へと導く。その後、分子内からの求核付加反応と続く芳香環化により、アザパラシクロファン骨格を直接的に構築する。また、確立した構築法を応用し、メタシクロファンを含む12'員環とオキサゾールおよびインドールをそれぞれ2つずつ有する12員環が縮環した、高度に歪んだ構造を有する海洋アルカロイドdiazonamideAの合成研究を行う。アザパラシクロファン骨格構築のモデル基質の合成に取り組む。アレーンクロム錯体とのカップリング反応を用いて、環化前駆体を合成し、アザパラシクロファン骨格の構築を試みる予定である。すなわち、η^6アレーンクロム錯体は容易に求核付加を受け、sp^3炭素を含むη^5ヘキサジエニルクロム錯体を形成する。その後、フッ化物イオンの脱離によって再び芳香環化し、折れ曲がった芳香環を直接的に構築できると考えている。
半導体量子構造中のトンネル現象およびテラヘルツ領域における光物性に関する研究

本研究では、テラヘルツ領域で動作する半導体デバイスとして、量子井戸構造中のサブバンド間遷移あるいは超格子構造中のブロッホ振動などに着目し、新しい原理に基づいたテラヘルツ光発光・受光デバイスの研究を進めてきた。特に、量子井戸構造では、10ミクロン帯に感度を持つ単一量子井戸赤外フォトディテクターを作製し、その性能評価を行った。量子井戸フォトディテクターは量子井戸内のサブバンド間光吸収によって光励起電流が生成され、その光励起電流を検出することによってフォトディテクターとして機能する。本研究では、自由電子レーザー照射による時間分解光励起電流測定システムを構築し、量子井戸赤外フォトディテクターの検出感度が、光励起された電子の寿命と、励起された電子が、量子井戸内からバリアをトンネリングして抜け出るまでのトンネリングエスケープ時間との関係によって決定されることを明らかにした。一方、テラヘルツ光発光デバイスとしては、超格子構造中のブロッホ振動に着目し、超格子テラヘルツ光デバイスの試作と評価を行った。評価システムとして、極短レーザーパルス照射によって試料表面から発生するテラヘルツ光を、マイケルソン干渉計によって分光測定する時間分解テラヘルツ分光測定システムを構築した。該システムでは、テラヘルツ光の検出器として比較的平坦で広帯域な赤外線検出器であるボロメーターを採用し、数10テラヘルツまで感度を有する広帯域な測定システムを実現した。該システムにより、パルスレーザー照射によって生成されたキャリアが超格子構造中のミニバンド内を走行することによって発生するテラヘルツ光をフェムト秒オーダーで時間分解測定することが可能となり、ミニバンド内のキャリアの過渡的な運動を時間領域で解析し、超格子構造中のブロッホ振動と、そのテラヘルツ光デバイスへの応用に向けて新しい知見を得た。本研究では、半導体へテロ接合により形成される量子井戸構造中のサブバンド間遷移や、超格子構造中のブロッホ振動現象などの新原理を用いて、高効率固体テラヘルツ光発光・受光素子を試作しその性能評価を目的としている。量子井戸構造では、量子井戸内のサブバンド間光吸収によって光励起電流が変化し、光検出器として機能する。ここで、光検出感度は、励起された電子の寿命とトンネリングエスケープ時間との関係によって決定される。本研究では、これまで、この電子寿命とトンネリングエスケープ時間は、光電流の時間分解測定によって評価できることを明らかにした。また、超格子構造中のブロッホ振動によるテラヘルツ光の発光は、実験的に観測された例は少なく、その電子物性も明らかにされていない。そこで、遠赤外フーリエ分光測定および時間分解テラヘルツ・スペクトロスコピーシステムを構築し、これらのシステムを用いて超格子構造中からのテラベルツ光発光のダイナミクスを観測し、超格子構造中の光物性、およびブロッホ振動によるテラヘルツ光発光の可能性を明らかにする。
日米中データを基にした、大学発ベンチャー創出・育成策導出研究

中国では国家大学科技園をイノベーション創出の場として認識し、地方政府の科学技術、教育行政部門の計画に収める政策をとるとともに、科技園の発展が大学全体の発展要素であるとし、大学自らの技術移転機能を強化することとした。また、最先端バイオ人材が不足しているとの認識から、イノベーション政策促進、ベンチャー創出サポート、バイオ人材の産学研間の流動性上昇、財税金融政策促進、国際連携推進政策を実施することとしている。最終年度は、中国におけるベンチャー創出に関する資料調査、インタビュー調査等について実施した結果、以下のことが明らかとなった。中国は第10次5カ年計画「十五」期間(200105年)終了時点で、以下の認識を持っていた。すなわち、戦略的政策が正しければ中国のバイオ産業国際競争力は大幅に向上する。いわゆる「六五」「九五」期間、中国のバイオ産業は進展した。しかし依然として、管理組織、資金、知的財産と税収政策、連携研究開発等に課題を抱えていた。イノベーション創出の場としての国家大学科技園:「十一五」以来、国家大学科技園が著しく進展した。全国で86ヶ所認定され、134大学が含まれている。814.5万平方メートルの面積を占め、入居企業6617社、卒業企業累計4364社に達した。2010年には4606件の科学技術成果が実用化され、5603件の特許申請を行った。各科技園の実績評価方式となり、優遇税制政策も実施された。学生の実習拠点を設立し、創業をサポートした。2015年までに全国大学科技園総数200、国家大学科技園総数100、入居企業8000社等々、具体的目標を掲げている。地方政府の科技、教育行政部門の計画に収め、園の指導管理を強化する政策をとった。また、科技園の発展が大学全体の発展要素であると認識し、大学が技術移転機能を強化することとした。バイオテクノロジー人材増強のための中長期計画:最先端バイオ人材が不足している。現在までバイオ分野での海外留学者は58万人を超えたが、帰国者は留学者総数の25%となっている。今後は技術課題を克服し、知的財産権の保護および競争力がある重要な生産品を研究開発することが必要である。特に、イノベーション政策促進、ベンチャー創出サポート、バイオ人材の産学研間の流動性上昇、辺境地への流動性上昇、財税金融政策促進、国際連携推進政策を実施することとしている。本研究における申請者のリサーチクエスチョンは「日本のベンチャー支援は選択と集中が不十分であり、特定エリアに各種資源を集中する必要があるのではないか?」である。特にサイエンスパークおよびインキュベート施設が、大学発(バイオ系)ベンチャー企業創出に与える、ハード・ソフト両面の影響について明らかにし、日本のハイテクベンチャー創出件数を再び増大に向かわせる、抜本的かつ実効性のある政策立案に対するインプリケーションを提示することを目的とする。本研究は、特に公的支援策の実効性の観点から、現状の大学発ベンチャー創出環境について複数の事例を調査し、課題抽出を行う。これに並行して、米国、中国等における戦略について整理体系化するとともに、その効果について関係者インタビューおよび資料調査により検証する。最終年には、これらの調査から得られた仮説を基に、国内外の関連機関に対してフィードバック検証を行い、今後の日本における大学発ベンチャー支援行政へのインプリケーションを導出することとした。23年度は日本および中国の産業振興政策下における大学発ベンチャーの現状(平均企業イメージ、設立の推移、経済効果、出身母体機関、エリア、経営者の経歴、企業設立の目的と目指す方向、事業化ステージ、大学等機関による支援状況、市場および製品サービスの販売方法、直面する課題等)について調査を行った。研究実施計画に関連する項目としては以下の4点である。1、日本における知的クラスター政策および産業クラスター政策について、大学発ベンチャー(バイオ系)企業の観点に立った検証作業。2、主要国における産業振興(科学技術)政策の文献調査。3、中国におけるサイエンスパーク・ハイテクパークの現状と動向調査。4、米国における大学等技術移転の現状調査東日本大震災に関連した大学の概算要求申請対応、自治体からの新規プロジェクト受入れ等、部局運営に係る業務を優先する必要があったため、本研究の着手が遅延した。24年度は、得られたデータから仮説を導き出す。さらに仮説を基にした検証作業(現地調査含む)に入る。また、具体的な成果について研究会等の場で公開し、関係者等の議論を経た後、新たな提言に落とし込む。関連する項目としては以下の4点である。1、23年度調査データ等からの仮説抽出。2、仮説を基にしたフィードバック検証調査(日本、中国、米国実地調査)。3、研究会、学会等における成果公開と専門家との議論。4、報告書の作成および公開24年度も、日本における調査研究を主としている。しかしながら海外先進地域における実態調査を踏まえての比較研究が必須であり、外国旅費を計上している。海外、特に中国における調査を効率的に遂行するためには、現地の補助者の協力が必要と考えており、補助者謝金を計上している。
硬X線・ガンマ線観測のための化合物半導体を用いたイメージングスペクトロメータの開発

われわれは、これまで、高い分解能を持つテルル化カドミウム(CdTe)ダイオード検出器の開発を行い、それを用いてガンマ線イメージング検出器の開発を行ってきた。本研究では、第一に、2.15cm角というこれまでにない大きさのCdTe検出器を製作し、その性能を評価した。検出器の均一性は極めてたかく、60keVのガンマ線に対して、2.7keV(FWHM)という分解能を得ている。宇宙への応用を意識して、振動試験、ビーム試験などを行ない、最終的に気球実験を行った。その結果、本検出器を衛星搭載検出器として十分に用いることができることがわかった。さらに、この大型の素子を数10段というよう段数を積み重ねたCdTe検出器を実際に作り、ガンマ線に対して高い感度を持つことを確認した。その他にも、200ミクロン角のピクセルをもち、1024のピクセル数を持つガンマ線検出器の実証、1mm角の大きさを持つCdTe素子を1024個並べた検出器の基礎研究を行った。また、検出器に対する理論的な研究では、CdTeダイオードを常温で動かすときに、問題であった、ポラリゼーション現象に着目し、理論的な考察を行うことで、この現象が、深いアクセプタのイオン化によって説明がつくことを見いだし、現象の温度依存性やバイアス電圧依存性を説明することに成功した。さらに、Swift衛星で用いられるテルル化亜鉛カドミウム(CdZnTe)半導体検出器のモビリティ・寿命特性を、スペクトルからフィッティングによって求める方法を開発した。この方法は、われわれが参加しているSwift衛星のプロジェクトによって、正式に採用され、効果を発揮している。われわれは、新しい金スタッドバンプ方式(特許出願中)を用いて、CdTeの微小なピクセル電極と読み出し回路とをバンプ接合する技術を確立した。この技術を用い、各ピクセルの大きさが200ミクロン角で全体で1024ピクセルを持つ素子を「あるエネルギー範囲に入ったフォトンの数を数える」機能を持った2次元ASIC(MPEC2)にバンプ接合するというアプローチを行い、画像を取得することに成功した。CdTeはシリコンと異なり熱や圧力を加えると、性能が劣化するためバンプ接合の技術が確立しておらず、このような細かなピクセルでフォトンカウンティングを行うCdTeイメージャーは世界的にみても進んだ技術である。さらに、数100から数万というピクセルひとつひとつに回路を接合させ撮像とエネルギー測定を同時に行うことのできる素子を実現するためには、数100ミクロン角の中に低雑音パルス処理の機能を実現させたピクセル検出器用の2次元VLSIの開発が鍵をにぎる。このようなVLSIは、商用では存在しないため、開発を行った。200ミクロン角の中にパルス処理の回路を全て埋め込まなければならない。このようなVLSIは、様々な設計上の困難が予想されるため、10×10=100ピクセルという小型なLSIとして設計を行い、現在試作および試験をおこなっている。高いエネルギー分解能を持つCdTe半導体検出器について2年の研究期間で得た成果をIEEEのシンポジウムで発表すると同時に論文として発表した。特に今年度は、前年度より続けてきたアナログLSIの評価を行った。このLSIは、200ミクロン角の中に半導体検出器の信号処理系、すなわち、CSA、整形アンプ、ディスクリミネータなどがおさめられたもので、これまでに例をみない。さらに、特別なトリガー発生回路をもっており、100nsというような極めて高速な応答特性を持つ。現在は100ピクセルのものであるが、将来的には数千ピクセルにもおよぶものを開発する予定である。本年度は特に回路の雑音特性や定数切り換えの機能などについて調べ、次の段階のチップのデザインを進めた。
新規慢性期脳梗塞治療戦略としてのグリア細胞による組織リモデリングの検討

ラット局所脳虚血モデルにて,虚血中心部でも分裂能を有する細胞が増加し,虚血1週間をピークとして血管内皮細胞と周皮細胞の増殖,増殖能を有するミクログリアの集蔟を認めた.また,同部位では虚血7,14日後に血管新生を認めた.初代ミクログリアにOGD刺激を行うと,VEGFが分泌された.さらに,神経経細胞,ミクログリアからは,保護因子progranulinが分泌されていた.虚血後1週間の時点でOGD刺激後のミクログリアを動脈から虚血側に投与することで,運動機能を対照のアストロサイト,無細胞群と比べて,改善させた.慢性期の脳梗塞治療として,ミクログリアによつ組織リモデリングを誘導することは治療戦略となる.ラット局所脳虚血モデルにて,虚血中心部でも分裂能を有する細胞が増加し,虚血1週間をピークとして血管内皮細胞と周皮細胞の増殖,増殖能を有するミクログリアの集蔟を認めた.また,同部位では虚血7,14日後に血管新生を認めた.初代ミクログリアにOGD刺激を行うと,VEGFが分泌された.さらに,神経経細胞,ミクログリアからは,保護因子progranulinが分泌されていた.虚血後1週間の時点でOGD刺激後のミクログリアを動脈から虚血側に投与することで,運動機能を対照のアストロサイト,無細胞群と比べて,改善させた.慢性期の脳梗塞治療として,ミクログリアによつ組織リモデリングを誘導することは治療戦略となる.本研究は慢性期脳梗塞の治療標的として、神経細胞に加え血管内皮細胞を含むneuro-vascular unit(NVU)のリモデリングを促進させるグリア細胞の関与を明らかにすることである。さらに、ミクログリア細胞移植により、慢性期の回復を促進させるかを検討している。我々はまず、ラット遠位中大脳動脈閉塞モデルを用い、虚血後組織障害を経時的病理変化を検討した。虚血中心に経時的にミクログリアの集蔟を見出した。このミクログリアは、細胞増殖能を有するものであった。また、同部位には、新生と考えられる血管内皮細胞も認めていた。また、脳組織の抽出液を用いたウエスタンブロットで、細胞外マトリックスのIV型コラーゲン、ヘパラン硫酸プロテオグリカンの経時的な現象を明らかにした。さらに、in vitroの虚血モデルとして、ミクログリア、アストロサイト、神経細胞の初代培養細胞系の確立も行った。同モデルにおいて、低酸素低糖状態(OGD)で培養したのちに、細胞障害をLDH測定にて、評価することが可能となった。また、OGD後に、ミクログリアの細胞抽出液、培養培地から、mRNAレベル、ウエスタンブロッティング、ELISAにおいて炎症性サイトカインであるTNF-α、IL-6の産生増加と分泌、抗炎症性サイトカインであるIL-10の産生減少を認めた。これにて、in vitroの虚血実験の確立を行った。さらに、組織障害性ミクログリア(M1)のマーカー、組織修復性ミクログリア(M2)マーカーの免疫染色を確立し、M1/M2分画の評価を可能とした。引き続き本モデル動物、初代培養細胞を使用し、実際にミクログリアの細胞移植を行い、回復促進作用について現在検討中である。本研究において,われわれは以下の点を明らかにした.(1)ラット脳塞栓tPAモデルと塞栓糸モデルにおいて,虚血中心部でも分裂能を有する(Ki67陽性)細胞が増加し,虚血1週間をピークとして血管内皮細胞,その周囲の周皮細胞と一部の神経細胞で認めること.これまで回復の可能性がないと考えられていた虚血中心部でもその辺縁は回復する可能性がある.(2)初代細胞培養のミクログリアやアストロサイトで,脳虚血に類似した低酸素低グルコース刺激(OGD)を行うと,VEGFが誘導分泌されること.また,ミクログリアは,OGD刺激で炎症性サイトカインTNF-α,TGF-β,IL-1βを誘導分泌すること.(3)虚血後1週間の時点でOGD刺激後のミクログリアを動脈から虚血側に投与することで,運動機能を対照のアストロサイト,無細胞群と比べて,改善させること.脳虚血実験ラットの供給元が実験舎を縮小するという不慮の原因により、動物モデル手術が十分な数施行できなかったため、実験が一時滞った。しかし、2月から再びラットの供給が安定し、目的とする実験が再開でき、遅れを回復しつつある。その一方で、初代培養細胞系の確立は終了し、細胞障害の測定や細胞培養液のVEGFのELISAの実験は確立した。さらには、当初計画していなかった各種サイトカインのELISAやmRNAのPCRを実施することができた。全体として、おおむね順調に進展している。ひきつづき同様の方針で慢性期の組織回復のメカニズムの検討と、ミクログリア細胞移植の検討を続ける。特に今年度は、実際の細胞移植をおこなっていくが、初代細胞培養の系は、準備に時間がかかり、連続した時間が必要である。今年度は勤務形態が一部変更され、本実験に当てる時間を増加させることができるようになった。実験に集中して取り組む方針である。また、初代細胞培養は、細胞数を増加させることができないため、実験の結果を踏まえてから、数を調整することでも実験の制限となる。あらかじめ、必要細胞数をある程度多く予想して、平成25年以上に細胞の準備を頻回として、実験が滞ることないように進めていく。動物供給先の工場縮小による生産能力低下が生じ、動物の受け取りが大きく損なわれた。そのため、実験の進行が妨げられた。

当初このような事態は予想しておらず、実験費用が縮小した。昨年度2月から動物の生産が安定しており、受領が正常化している。昨年度の遅れ、in vivoの手術と初代細胞培養を今年度はより多く行い、遅れを回復させる。さらに、今年度本研究にあてるエフォートが増加可能なので、実験を進めていく方針である。
初期臨床研修医に対する患者満足度の意義:360度評価に向けての予備研究

必修化された初期研修の評価法の開発のために、指導医だけでなく患者の評価をも加味した、研修医の到達度の"360度評価"を可能とする評価法を作成するための予備研究を行った。対象は佐賀大学附属病院で卒後研修を行っている1年目研修医名と、同病院総合外来を受診し、研修医の診療を受けた16歳以上の外来初心患者名。研修医は、米国内科専門医機構の作成した質問紙(PSQ)を用いて研修医の診療への満足度評価を受けた。また外来を監督した指導に、米国イリノイ大学が開発した臨床能力評価スコア(RIME)を用いた、臨床能力評価を受けた。調査の結果、21名の研修医が、490名の患者によるPSQ、および同数の症例にお.ける指導医のRIMEを獲得した。本結果によって、以下の点が明らかになった。1.PSQ10項目の信頼性を、クロンバッハα係数による内的一貫性によって検証しえた。2.PSQスコアに影響を与える因子として、患者の望む医師患者関係があることを明らかにした。3.研修医ごとの平均PSQスコアとRIME概略評価スコアの相関を検証し、PSQの妥当性確立に寄与しえた。だが、研修医のパフォーマンスを左右するものとして、研修医の身体的・精神的コンディション、すなわちストレスが挙げられた。研修医のストレスを無視できないことが明らかになったが、その客観的な評価のための方法は今後の課題として残った。調査期間を通じて成果をまとめることはできなかったが、有効かつ実行可能な360度評価票作成のための問題点を浮上させえた点で、予備調査としての役割を果たしたと考える。米国内科専門医機構の作成した質問紙を用いて初期臨床研修医への患者満足度を調査し、研修の評価に、患者による評価を用いることの信頼性・妥当性を検証する。そして教育スタッフ、医療チームだけでなく患者の評価をも加味した、施設の研修の質・研修医の到達度の"360度評価"を可能とする評価法を作成する。調査対象は平成1618年度に佐賀大学医学部で初期臨床研修を行う研修医と、研修医が担当した入院患者(過去の実績から研修医一人当たり年間推定80100名、推定対象患者総数44805600名)。調査方法は、16歳以上の患者の退院日に研究支援者が日本語版ABIM-PSQの趣旨を説明し、了解が得られた場合には記入を依頼、回収する。また満足度の影響する背景として、患者の年齢・性別、職業の有無などの特性とともに、疾患、重症度、研修医の担当期間を調査する。承諾が得られなかったばあい、意識障害・精神疾患、重篤な状態の患者と判断された場合は除外する。診療科の研修期間終了後には本学卒後臨床研修センターが指定した書式にのっとって、指導医、医療チーム(看護師他)による研修内容の評価を行うとともに、研修医による自己評価、指導医への逆評価を実施する。回収された臨床研修PSQの結果はスコア化し、内的一貫性から信頼性の検証を行う。そして、研修医ごとに平均化されたスコアを卒前外来実習PSQのデータと比較することによって妥当性を検証する。また指導医、医療チームによる研修評価、自己評価などその他各種の評価指標との間では、妥当性だけでなくそれらの関係を検討し、評価の特性を明らかにすることによって、患者による研修医評価の意義と、研修の360度評価の方法について検討する。必修化された初期研修の評価法の開発のために、米国内科専門医機構の作成した質問紙を用いて研修医への患者満足度を調査し、研修の評価に、患者による評価を用いることの信頼性・妥当性を検証する。

調査方法は、H17年度は、主として研修医が外来診療を担当した外来患者を対象に調査を行った。16歳以上の外来初診患者に研究支援者が日本語版ABIM-PSQの趣旨を説明し、了解が得られた場合には記入を依頼、回収する。また満足度の影響する背景として、患者の年齢・性別、職業の有無などの特性とともに、疾患、重症度、研修医の担当期間を調査する。承諾が得られなかったばあい、意識障害・精神疾患、重篤な状態の患者と判断された場合は除外する。現在のところ22名の研修医に対する450名の患者からの満足度スコアと、指導医の評価が得られている。指導医の評価法は試行段階であるため数種の質問紙を使用しているが、現在のところ米国イリノイ大学が開発した臨床能力評価スコア(RIME)が最も簡便で負担が少ないことがわかってきた。本年度は研究最終年度であるため、臨床研修医のPSQの数を増やし、各種信頼性の検証を行う。そして、研修医ごとに平均化されたスコアを指導医、医療チームによる研修評価、自己評価などその他各種の評価指標との間では、妥当性だけでなくそれらの関係を検討し、評価の特性を明らかにする。そして患者による研修医評価の意義と、研修の360度評価の方法について検討する。必修化された初期研修の評価法の開発のために、米国内科専門医機構の作成した質問紙を用いて研修医への患者満足度を調査し、研修の評価に、患者による評価を用いることの信頼性・妥当性を検証する。そして教育スタッフ、医療チームだけでなく患者の評価をも加味した、施設の研修の質・研修医の到達度の"360度評価"を可能とする評価法を作成する。本年度は研究最終年度であるため、臨床研修医のPSQの数を増やし、各種信頼性の検証を行ってきた。その過程で浮上してきた問題は、患者による評価は、研修医の身体的コンディション、精神状態によって影響を受けることであった。すなわち、多忙等の原因によってストレス状態におかれていると、患者満足は低下している傾向にあることであった。そこで、研修医のストレス状態を評価に加味する必要があり、新たな測定の視点が必要であることが浮上した。最終年度後半は、このストレス状態の客観的な評価のための方法を検討し、研究の継続的・発展的実施のための準備を整えた。
新規細胞周期性関連蛋白Survivinの機能解析

本年度までに研究計画に従い以下の結果を得た。(1)Survivin蛋白の機能。Survivinの過剰発現にて、細胞はややアポトーシス耐性になったが、それよりむしろ細胞周期が回転した。また、その機能としてsurvivinはcdk4と特異的に結合し、p21およびp16をreleaseすることが判明した。そのため、G1期からS期にすすむと考えられた。また癌細胞におけるsurvivin強制発現にて細胞周期の回転の増加の結果を得た。またRb蛋白の燐酸化の所見を得ることができた。これらの結果よりsurvivinは細胞周期G1 entryに重要な役割をしていることが推定された。また、肝再生モデルにおいてmouse survivinの発現を経時的に検討した。70%肝切モデルおよび四塩化炭素投与モデルにおいてmouse survivinの発現をmRNAおよび蛋白レベルで検討した。再生後12時間までは、survivinの発現は一過性に低下した。しかし、その後、すると36時間から48時間において発現のピークを認めた。これらの時間時間は、肝再生における我々の実験より、G2期およびM期に一致することが判明した。さらに、正常マウス肝細胞においてsurvivinを過剰発現させると癌細胞と同様に細胞周期が回転した。以上の結果より、survivinはin vivoにおいても細胞増殖および再生に重要であると考えられた。
遺伝子-遺伝子発現-環境相互作用によるポテンシャルにおける癌アトラクターの解析

癌アトラクターの遷移のシステム論的解明として、癌の転移・悪性化において起こる上皮間葉転換について、その時系列の遺伝子発現データを解析し、遺伝子発現ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移として明らかにした。癌細胞の遺伝子発現のアトラクターを、主成分分析により遺伝子発現量空間を次元圧縮することで行い、癌アトラクターの形成ネットワークを推定した。癌の転移・悪性化について、遺伝子-環境相互作用(G×E)の遺伝子発現ポテンシャルへの影響を評価し、ある遺伝子、環境の条件下での遺伝子発現ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移として明らかにした。癌の転移・悪性化において起こる上皮間葉転換について、その時系列の遺伝子発現データを解析し、遺伝子発現ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移解析を行った。パスウェイにより遺伝子発現量空間を次元圧縮することで、遺伝子発現ポテンシャルを計算した。TGF-βおよびTNF-αにより刺激誘導したヒト培養細胞の上皮間葉転換の時系列のマイクロアレイデータおよびTSS-seqのデータを解析した。・発現変動遺伝子の抽出:時系列のマイクロアレイデータおよびTSS-seqのデータについて発現変動遺伝子を抽出した。・遺伝子発現ポテンシャルの算出:得られた発現変動遺伝子について、遺伝子発現ポテンシャルを確率として定義・算出する。上皮間葉転換についてのこれまでに文献に報告されている知見と照らし合わせて、算出された遺伝子発現ポテンシャルの生物学的な検討を行う。・アトラクターの同定とその遷移解析:遺伝子発現ポテンシャル空間において、上皮細胞および間葉細胞のアトラクターを推定し、その軌跡(トランジェクトリー)を解析した。上皮間葉転換についてのこれまでに文献に報告されている知見と照らし合わせて、同定されたアトラクターとその遷移について生物学的な検討を行った。アトラクターの遷移をマクロに捉える量として秩序パラメータの定義・算出についての検討も進めた。癌アトラクターを同定するためには、遺伝子発現量をそのまま用いるのではなく、遺伝子をパスウェイにより捉え直し、すなわち遺伝子をパスウェイにより捉え直すことで、機能により捉え直し、遺伝子発現ポテンシャルを算出する必要がある。そのため、パスウェイによる遺伝子発現量空間の次元圧縮についても検討を進めた。癌アトラクターの遷移のシステム論的解明として、癌の転移・悪性化において起こる上皮間葉転換について、その時系列の遺伝子発現データを解析し、遺伝子発現ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移として明らかにするため、遺伝子-環境相互作用(G×E)の遺伝子発現ポテンシャルへの影響を評価する必要がある。そのため、遺伝子-環境相互相互作用(GxE)の疾患発症との関連への影響を評価した。癌などの多因子疾患の発症・進行には、遺伝因子と環境因子が複雑に相互作用して関与しているが、しかしながら、遺伝因子(genetic factor: G)および環境因子(environmental fa ctor: E)と発症の、複雑な遺伝子-環境相互作用(G×E)を解明する方法論はいまだ確立されていない。遺伝因子のみでは高々1倍程度のオッズ比だが、遺伝因子と環境因子の相互作用では相乗効果により3倍以上のオッズ比となる報告があり、遺伝因子と環境因子間の相乗効果は非線形性をもつと考えられ、その関係は複雑である。遺伝子-環境相互作用(G×E)について、遺伝因子と環境因子間の相乗効果は非線形性をもつと考えられる。遺伝子-環境相互相互作用(GxE)の疾患発症との関連への影響を評価するため、100の遺伝因子(遺伝子型),性別, 20の環境因子のHapMap3のJPT+CHBのデータ等に基づいたシミュレーションデータを生成し、疾患発症とのCochran-Mantel-Haenszelカイ2乗検定によるy関連解析によるP値を計算した。遺伝因子と環境因子の張る平面に対する、疾患発症との関連のP値に基づくポテンシャルのランドスケープを計算・可視化して、解析を実施し、遺伝子-環境相互相互作用(GxE)の疾患発症との関連への影響を評価した。癌アトラクターの遷移のシステム論的解明として、癌の転移・悪性化において起こる上皮間葉転換について、その時系列の遺伝子発現データを解析し、遺伝子発現ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移として明らかにするため、癌の遺伝子-遺伝子発現-環境ポテンシャル上の安定状態(アトラクター)の遷移解析を行う必要がある。昨年度は、遺伝因子と環境因子の張る平面に対する、疾患発症との関連のP値に基づくポテンシャルのランドスケープを計算・可視化し、遺伝子-環境相互作用(GxE)の疾患発症との関連への影響を評価したため、本年度はその影響の評価のもとで、ある一定の遺伝子、環境の条件下での、遺伝子ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移解析を行った。メタ遺伝子発現量空間において相空間を定義し、アトラクターを同定したが、この相空間を張る基底となるメタ遺伝子について、それらのメタ遺伝子間の転写調節ネットワークを解析し、アトラクターの形成要因を探った。可視化のアプリケーションを用いて、ある遺伝子、環境の条件下での遺伝子発現ポテンシャル上の癌アトラクターを可視化し、その形成要因を探った。

癌の転移・悪性化について、遺伝子-環境相互作用(G×E)の遺伝子発現ポテンシャルへの影響を評価し、ある遺伝子、環境の条件下での遺伝子発現ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移として明らかにした。研究計画通りに研究を実施しているため、おおむね順調に進展している。生体生命情報学遺伝子-遺伝子発現-環境ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移解析を行う。また、遺伝子発現量空間において相空間を定義し、アトラクターを同定したが、この相空間を張る基底となる遺伝子群について、それらの遺伝子間の転写調節ネットワークを解析し、アトラクターの形成要因を探る。これには、申請者がPLoS Genetics誌に報告した、統合プロモータ解析による発生・分化の転写調節ネットワークの計算機による同定手法を用いる。申請者がBioinformatics誌に報告した、転写調節ネットワークと遺伝子発現の3D可視化アプリケーションBioCichlidは、セントラルドグマに則して階層的に3D可視化するもので、上層のタンパク質のシグナル伝達系、下層の遺伝子・mRNAの遺伝子調節ネットワーク、上層と下層をつなげる転写調節ネットワーク、mRNA上の棒グラフのアニメーションで時系列の遺伝子発現変化を可視化するものである。これを改良し、遺伝子-遺伝子発現-環境の相互作用を可視化し、遺伝子-遺伝子発現-環境の相互作用による癌アトラクターの形成要因を探る。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した。遺伝子-環境相互作用(G×E)の遺伝子発現ポテンシャルへの影響を評価する。癌の進行には、遺伝因子と環境因子が深く関わっていることが知られている。癌などの多因子疾患は、遺伝因子および環境因子が複雑に相互作用して発症に至る疾患であり、しかしながら、遺伝因子(genetic factor: G)および環境因子(environmental factor: E)と発症の、複雑な遺伝子-環境相互作用(G×E)を解明する方法論はいまだ確立されていない。遺伝因子のみでは高々1倍程度のオッズ比だが、遺伝因子と環境因子の相互作用では相乗効果により3倍以上のオッズ比となる報告があり、遺伝因子と環境因子間の相乗効果は非線形性をもつと考えられ、その関係は複雑である。遺伝子-環境相互作用(G×E)について、遺伝因子と環境因子間の相乗効果は非線形性をもつと考えられる。そこで、遺伝子-遺伝子発現-環境ポテンシャルを数学的に定式化し、計算する。遺伝子-環境相互作用(G×E)について、これまでに報告がある相互作用をまとめ、遺伝子発現ポテンシャルへの提供を評価し、ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移解析を行う。また、遺伝子-遺伝子発現-環境ポテンシャル上での癌細胞の安定状態、すなわち癌アトラクターの遷移解析を行う。
フェノタイピング可能なゲノムデータベースの開発と検証

交付内定後より購入した文献にもとづいて、研究プロジェクトの基本的な技術的基盤についての調査を実施した。主な調査対象は、1)アラインメントなどの基本的なバイオインフォマティックスの基礎技術2) MapReduceなどの分散処理についての基本的知識3) HadoopやSparkによる具体的な分散処理フレームワークである。この調査を参考にして、まずSmith-WatermanならびにNeedleman-Wunschのアラインメントアルゴリズムをプログラミング言語scalaで試験実装した。つぎに分散処理システムsparkを本研究費をもちいて契約したAmazon EC2上のサーバーに試験的に導入することに成功した。しかしながら諸般の事情により、7月末日をもって東北大学を辞職するにいたった。以後、医師としての診療業務に携わり、研究機関には所属しないため、科研費にもとづく研究の継続が不可能となった。