hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己行為の空間的拡張の利用：アバターを用いたやり忘れを防ぐ方法の検討

本研究の目的は,行為時に無意識に得られているという自己主体感(「自分こそがこの行為を行っている」感覚)が,過去・現在・未来の時間軸において,空想と現実の区別を担うことを示すことであり,その一方で,自己主体感が空想と現実の区別エラーを引き起こす要因となり得ることを示すことであった。単語のタイピング(2015年度)やアバターの行為(2016年度)を「行った行為」として用いることで,行為の遂行時に得られるフィードバックや,そのフィードバックのタイミングが,自己主体感を得るために必要な要因となっており,これらの要因が,空想と現実(やったか否か)の区別判断に影響を及ぼすことが明らかになった。記憶した単語のアウトプット(2017年度)を「行った/今後行う行為」として用いることで,まだ行っていないことに対して「もうやらなくていい」と教示されると,「やらなければいけない」という意図が抑制され,既に行った行為を「まだ行っていない」と判断する傾向が高まることが明らかになった。最終年度は,過去に行ったことがある行為と,行ったことがない新規な行為を比較することで,過去に行ったことがある行為は,VR上の空想の世界でも自己主体感が得られやすく,その結果,現実世界において実験時には行っていなくとも「行った」と判断することが明らかになった。以上から,空想と現実の区別には,自己主体感が大きくかかわっていること,自己主体感は,過去に遂行し,その行為に対する自己主体感が得られたことがある場合,未来においても自己主体感が得られると誤って判断してしまう(まだ遂行していないにもかかわらず,既に遂行したと判断する)ことが明らかになった。[過去→現在]PCモニタ上に呈示された単語をタイプする作業を行わせ、その際、以下4種類のフィードバック条件を被験者内で作成した。正しいFBあり条件:自身のタイプがそのままモニタ上に反映される条件(「りんご」とタイプするとそのまま「りんご」とモニタ上に呈示)、異なるFBあり条件:自身のタイプとは異なる単語がモニタ上に反映される条件(「りんご」とタイプしても「いちご」とモニタ上に呈示)、FBなし条件:自身がタイプしても何も表示されない条件(「りんご」とタイプしても何も呈示されない)。それぞれの条件で20単語ずつ、計60単語についてタイプさせ、その後、未学習の20単語も含め80単語について各単語をタイプしたか否かについて回答させた。結果、正しいFBあり条件における「Yes」回答率は他の条件より高く、異なるFB条件において、タイプした単語とは異なる単語(前述の例における「いちご」)を、本当はタイプしていないのに「Yes」反応をする傾向がみられた。[現在→未来]PCモニタ上に単語を呈示し、「後にタイプするから覚えておくように(未来条件)」と教示される条件と「今タイプするように(現在条件)」と教示される条件を被験者内で設定。またその際のフィードバックも2条件設定した。未来誤FBあり条件:自分がタイプしているかのように文字がモニタ上に呈示、未来誤FBなし条件:呈示なし、現在正FBあり条件:自分のタイプがそのままモニタ上に呈示、現在正FBなし条件:呈示なし。それぞれの条件で20単語ずつ、計60単語について学習させ、その後、未学習の20単語も含め80単語について各単語をタイプし終えたか、後にタイプすべきか、未学習かの3択で回答させた。結果、未来誤FBあり条件を「タイプし終えた」と回答し、現在正FBなし条件を「後にタイプすべき」と回答する傾向が高くなった。平成27年度研究実施計画にあるとおりの実験が行われている。どういった条件で,モニタ上のアバターを「自己」と判断しやすいのかについて検討するため,2つの実験を行った。実験1では,モニタ上に「自己アバター」か「他者アバター」を登場させ,それぞれに複数個の行為文を実行させた。「自己アバター」の行為は,実験参加者がキー押しすることで実行するようにし,「他者アバター」の行為は,他者アバターが自発的に行為を実行するところを観察する状況であった。その結果,「自己アバター」の行為は「他者アバター」の行為と比較して再生率が高く,実演効果(ヒトは行為を実行した場合,その行為に対する記憶成績が高くなるという効果)が,モニタ上のアバターにも当てはまることが明らかになった。このことは,モニタ上の「自己アバター」の行為に対して,実験参加者は「自己」を感じており,実際はキー押ししかしていないにも関わらず,「自己アバター」の実行した行為を「自分自身が行った行為」としてとらえていることを示唆するものである。実験2では「自己アバター」のみを登場させ,キー押しと行為実行のタイミングが合致する条件と,遅延が生じる条件を設定した。その結果,キー押しと「自己アバター」の行為実行に遅延が生じた場合,タイミングが合致した場合と比較して,再生成績が下がった。つまり,「自分自身が行った行為」としてアバターの行為をとらえるためには,自身の行ったキー押しという行為と,そこから得られるであろうアバターの行為実行という結果とのタイミングが合致することが必要であることが明らかになった。また,質問紙を用いて統合失調症パーソナリティのスコアを算出し,そのスコアと再生成績の関係について検討した結果,統合失調症パーソナリティスコアが高くなればなるほど,タイミングが合致していない際にも,「自己アバター」が行った行為に対しては,「自分自身が行った行為」と感じやすいことが明らかになった。どのような条件において,また,どのようなパーソナリティを持つ人間が,PCモニタ上の「自己アバター」の自己を投影できるのかについて検討できた。

「自分自身が行った行為」と感じることで,その行為に対する記憶成績が上がるという事実から,たとえ実行したとしても「やったか否かがわからなくなる行為」は,「自分自身が行った行為」と感じていないからだという可能性が示唆された。これらの結果は,最終年度で,アバターを用いたし忘れをふせぐ方法を見つける手がかりとなると考える。また実験と並行して,「やったか否かがわからなくなる行為」に関する先行研究のレビューを行っており,現在,先行研究で用いられてきた実験パラダイムを整理し,それぞれの弱点や限界を指摘することができた。このレビューは最終年度に,新しいパラダイムを構築する上で有意義であったといえる。展望的記憶(将来行うべき行為に関する記憶)のアウトプットモニタリング(自身が行為を実行したか否かを判断する過程)対象になるのは,行為の意図であり,完了済みの意図に関し,非活性化(deactivation)と持続的活性(persisting activation)という2つの理論的立場が存在する。本研究では,完了した意図は抑制されるのか活性状態を維持するのかを検討するとともに,抑制の有無がその後の行為のアウトプットモニタリングにどのように関連するのかを検討することを目的とした。学習セッションでは,コンピュータのディスプレイ上にランダムに配置された20単語を5分間呈示した。再生セッションでは,二重課題(カエルの歌を鼻歌で歌う)を遂行しながら学習した単語を再生させた。実験参加者が単語の再生を開始し10&#12316;12語再生したタイミングで,課題を終了させた。その際の教示は2条件であり,中断条件群(また後ほど思い出してもらいます。)と,完了条件群(この課題は終了になります)であった。15分後,モニタリングセッションに移った。モニタリングセッションでは,実験参加者に,学習した単語を思い出せるだけ書き出させた。その後,その単語を再生セッション時に,「書いた」,「書けなかった」,「書いたかどうかわからない」の3つに分類させた。このモニタリングセッションは,1週間後にも実施した。結果,重複エラー数に関し,完了条件において,当日にテストした方が1週間後にテストするよりもエラー数が増えた。中断条件では有意な差が示されなかったことを考えると,完了済みの意図は抑制される可能性が考えられる。つまり,本研究で得られた結果は,意図の非活性化理論を支持する。順調である点としては,「自己主体感の観点から検討する自己アバタと実演効果」というタイトルで,日本認知心理学会第15回大会にて口頭発表を行った(高城・杉森, 2017)。今年度までの研究を基に,現在,VRやアプリを用いた,リマインダシステムの開発中であり,どういったリマインダーが,より効果的か,もしくは逆に,やったか否かのアウトプットモニタリング失敗に陥ってしまうのかについて,検討を行う準備を行っている。
レーザーによる空気の絶縁破壊と放電の誘導に関する研究

出力がそれぞれ約50ジュール,約2ジュールの炭酸ガスレーザーを使用して,大気中に生成したプラズマの特性ならびに放電誘導のメカニズムの検討を行い,次の知見を得た。1.インパルス電圧による長ギャップの放電誘導実験では,プラズマとほぼ対応して配置した金属浮遊粒子の放電誘導電圧は,レーザーとほぼ同じ誘導電圧となり,同様な極性効果の逆転(プラズマあるいは浮遊粒子の有無で放電電圧の極性差が反対になる)を生じることが分かった。このことから,レーザーの生成したプラズマは放電誘導に関して導体球とほぼ等価であると見なす事ができる。またレーザービームを分割してそれぞれの焦点を異なる位置にすることによって,同じ電圧で誘導距離を伸ばせる事が分った。2.干渉法で調べたプラズマの挙動は,最初約2km/s,約20μs以降はほぼ音速で衝撃波的に膨張するが,誘導に支配的なのはプラズマのコア部分で,この部分の径は10μs以後ほぼ10mmでほとんど増大しない。3.小型レーザーを用いた放電誘導実験では,幅100μsのパルス電圧で平等電界ギャップの場合も,長ギャップと同様に100数百μsの遅れのときに放電誘導電圧が最低になることを見出した。4.固体レーザーを用いたトムソン散乱,レーリー散乱,窒素イオンの発光スペクトルから生成プラズマの電子および中性粒子の温度・密度を計測した。これらによると,大気中で生成後30μsの電子密度は2×10^<22>m^<-3>,電子温度は0.51evである。一方,熱平衡を仮定して中性粒子温度を求めると,生成後100500μsで1000Kである。5.以上の結果は電気学会の大会,研究会,応用物理学会などの国内学会と国際会議に発表している。
人工触媒によるエステル不斉加水分解への挑戦

プロキラルなアルケニルエステル類および一般のエステル類の不斉加水分解をキラル四級アンモニウム塩を相間移動触媒を用いて行うことに成功した。プロキラルなアルケニルエステル類では最高95%ee、一般のエステル類で85%eeを達成した。アルケニルエステル類の反応ではエノラートからのプロトン化で選択性が発現することを明らかにした。エステルの不斉加水分解は、酵素や微生物を触媒として早くから利用され工業化もされてきた実用反応である。一方で、触媒的不斉合成が大きく発展し、今や不斉反応が実現されてない反応を探すほうが難しい状況になった現在でも、エステルの不斉加水分解は難題として残されている。応募者らは、エステルの不斉加水分解も、酵素のような極めて精巧に制御された空間と多点認識による相互作用は必要なく、シンプルな分子触媒、特に有機分子触媒で行うことができると考えている。すなわち酵素のような極めて精巧に制御された空間と多点認識による相互作用は必要ない。そこで「エステルの塩基加水分解の不斉反応化」を考え、有機分子触媒である不斉四級アンモニウム塩を用いた研究を行ってきた。この触媒系はこれまでに有機触媒としてキラルなエノラートによるアルキル化反応などで実績があるが、ここでエノラートではなく、アンモニウム近傍にキラルなOHーを発生させ基質と反応させることにより不斉加水分解を達成する計画である。今回、エノールエステル、ジエニルエステルの加水分解的プロトン化で最高95%eeを達成した。反応機構に関して、NMRのNOE測定およびDFT計算で調べたところ、反応前の触媒の構造では、OHーの位置は触媒9位水酸基と水素結合することにより規定されこの付近にいることがわかった。また、不斉プロトン化ではなく、不斉加水分解の形式で進行するNーアシルアミノ酸エステルや2ーアリールプロパン酸エステル類の加水分解でも最高85%eeの選択性が得られた。エステルの加水分解は酸触媒は一般的に100度12時間などの条件が必要で遅い。一方、塩基の場合は化学量論反応になるが、室温でも速やかに進行する。我々は高校の教科書にもでてくる塩基加水分解を不斉反応化することを目標に研究に取り組んだ。具体的にはキラル四級アンモニウム塩を触媒に用いて、世界初の人工触媒によるエステルの不斉加水分解反応に成功した。触媒としてはシンコナアルカロイドから誘導した四級アンモニウム塩を用いており、誘導体だけで100種類以上合成した。これをエノールエステル、ジエニルエステル、Nーアシルアミノ酸のアルキルエステル、軸不斉ビフェノール化合物誘導体などの不斉加水分解に適用した。現在までにエノールエステル、ジエニルエステルを用いた場合、最高95%eeの選択性を得ることに成功している。一方、Nーアシルアミノ酸のアルキルエステルでは、エステル部をヘキサフルオロイソプロピルエステルとすることなどにより、83%eeの選択性を得ることに成功している。前者の場合、アシル基部分の加水分解後、エノラートへのプロトン化という形で立体化学が制御されるが、後者の反応の場合、発生したキラルなOHマイナスによる立体制御になる。すなわち「キラルなOHマイナスの創生」に成功したことになる。さらに、後者の反応では、基質は光学異性体の混合物、すなわちラセミ体であるが、これがラセミ化しながら反応が進行する動的速度論分割にも成功している。原理的に100%の収率で生成物を得ることができ優れた反応であるといえる。上述したように世界初の人工触媒によるエステルの不斉加水分解に成功しており研究はおおむね順調に進展している。触媒としてはシンコナアルカロイドから誘導した四級アンモニウム塩の誘導体だけで100種類以上、そのほかも約30種類以上を合成して各種の基質に適用した。これをエノールエステル、ジエニルエステル、Nーアシルアミノ酸のアルキルエステル、軸不斉ビフェノール化合物誘導体などの不斉加水分解に用いて、現在までにエノールエステル、ジエニルエステルを用いた場合、最高95%eeの選択性を得ることに成功している。この反応に限らず、他の反応で合成するケースを考慮しても過去最高の選択性を得ている。すなわち「キラルなOHマイナスの創生」に成功している。さらに、これをエステル加水分解だけでなく、レトロクライゼン反応にも適用し89%eeを得るなど順調に推移している。この研究では、現在(1)高い触媒活性、選択性が出せる触媒や反応系、反応条件の開発(2)基質適用範囲の拡大が当面の課題である。(1)に関しては、さらに高い反応性、触媒活性を得るために、シンコナアルカロイド誘導体だけにとどまらず、ベータアミノアルコール誘導体を幅広くためす予定である。さらに、これらを高分子に担持した触媒も合成する予定である。

これまでに反応機構を分子軌道計算で解明する試みを続けているが、それによると、キラルなOHマイナスイオンの近傍に水分子が入り込むことが示唆されている。水の入りこみ方によってはOマイナスの位置が特定できなく選択性が下がる懸念がある。これを解決するために、ポリマー担持触媒の開発も計画しており、高い選択性が得られるものと期待している。ポリマーとしてはポリスチレン、ポリエチレングリコールなど、各種のものが過去に試されているのでそれらを参考に進めたい。前述したように(1)高い触媒活性、選択性が出せる触媒や反応系、反応条件の開発(2)基質適用範囲の拡大が当面の課題である。今回、テーマとしては(2)から攻めることにして2-アリールプロピオン酸類の不斉加水分解をターゲットにする。これまで、合成した数十種類の触媒を用いて、反応を試してみる。2-アリールプロピオン酸類は抗炎症剤、解熱剤として重要な骨格で不斉合成のターゲットとして重要である。これまでにシンコナアルカロイド由来四級アンモニウム塩を触媒に用いて、最高35%eeの選択性で加水分解反応を行うことに成功している。今までに得られているデータによると、100%近い変換率のとき初期と変わらない選択性がえられており、動的速度論分割が進行しているとの感触を得ている。
頭頂葉の高能率脳波デコーディングによる運動意図の早期検出とBMI応用

脳コンピュータインターフェイス(BCI)は,計測した脳活動を解析することで,外部機器を制御するシステムである.BCIには,運動想像によって誘発される運動野の電位,外部からの感覚刺激による事象関連電位や誘発電位など,さまざまな脳活動を利用できる.本研究では,運動意図に関連した脳活動は,後部頭頂皮質(PPC; posterior parietal cortex)において随意運動の直前に生じる活動であり,運動の種類や方向といった情報を含んでいることを実験的に確認した.運動意図に関連した脳活動をBCIに利用することで,運動発現前に運動の種類や方向で識別できるインターフェイスの実現が期待できる.後部頭頂皮質(PPC; Posterior Parietal Cortex)は,運動の意図に関与する脳部位である.運動意図に関連したPPCの脳活動は,随意運動発現前に実際の運動の有無に関わらず生じることが知られている.Wangらは,PPCにおける運動意図に関連した脳波を頭皮脳波から抽出し,脳コンピュータインターフェース(BCI; brain--computer interface)に応用できると報告している.しかしながらこの論文では,実験で視覚的にキューを与えているにもかかわらず,視覚刺激による誘発脳波や実験の指示に注目する際の眼球運動に関連する成分が,抽出した脳波に混入している可能性について検討していない.したがって,脳波から抽出した成分が本当に運動意図に関連しているのか明らかではない.そこで今年度は,視覚だけでなく,触覚的にキューを与える実験も実施し,その両者を比較した.脳波は29チャンネルで測定し,低品質なトライアルを除去した後,PPCにおける活動の脳波を独立成分分析によって抽出した.その結果,視覚的にキューを与えた実験では,Wangらが得た結果と同様の特徴を持つ電圧の時間変化を観測した.一方,触覚的にキューを与えた実験では,同様な電圧の時間変化は観測されなかった.このことから,Wangらの報告した運動意図に関連した脳波は,視覚刺激に由来するものであることが示唆される.後部頭頂皮質(PPC; posterior parietal cortex)は,物体の位置や形状に合わせた到達運動や把握運動に重要な役割を果たしている.任意の対象への到達運動や把握運動が困難になる病気はPPCの損傷により生じる.PPCにおける到達運動や把握運動に関連した脳活動を明らかにすることは,PPCを損傷した患者の治療に不可欠である.脳コンピュータインターフェイス(BCI)は,計測した脳活動を解析することで,外部機器を制御するシステムである.BCIには,運動想像によって誘発される運動野の電位,外部からの感覚刺激による事象関連電位や誘発電位など,さまざまな脳活動を利用できる.本研究では,運動意図に関連した脳活動は,後部頭頂皮質(PPC; posterior parietal cortex)において随意運動の直前に生じる活動であり,運動の種類や方向といった情報を含んでいることを実験的に確認した.運動意図に関連した脳活動をBCIに利用することで,運動発現前に運動の種類や方向で識別できるインターフェイスの実現が期待できる.研究目的に記載した問題点4つのうち,以下に記す3点について進展があったため.(1)眼球運動や視覚刺激の影響を排除した実験バラダイムを提案し,(2)運動意図に関連した脳波を比較的少ない電極数(16-32 ch程度)で抽出できるような信号処理・機械学習アルゴリズムを明らかにする.(3)その上で,PPC →運動野(運動前野・一次運動野)の情報伝達の動きを脳波から可視化することで明らかにする.信号処理工学視覚刺激と触覚刺激の場合で,PPCにおける運動意図の現れ方が異なることが明らかになった.今後は研究計画書にある通り,聴覚刺激によるキュー提示する実験を実施する.さらに,今後は具体的な外部出力型ブレイン・マシン・インタフェース(BMI)に,本研究で得られた手法を実装する.具体的な脳波データを対しては,既存の各種信号処理・機械学習アルゴリズムを適用し,どのような手法がもっとも適切かの知見を積み重ねる.また,ノイズを除去するための各種前処理(独立成分分析,主成分分析,ウィナーフィルタ,適応フィルタ,カーネル適応マシン等)を適用する.出力結果を比較し,PPCからの成分を失なわずに済む方法を見つける.さらに,特徴抽出過程においては,機械学習界隈で用いられている各種の特徴量,また,識別過程においては,ベイズ識別則,線形判別分析,サボートベクトルマシン,ディーブラーニングなどの各種手法をできるだけ実装することで比較し,PPC成分の識別にもっとも適した方法を模索する.タスク呈示装置を,申請時に予定したものより安価な液晶ディスプレイに変更した.これは,申請金額より交付金額が明らかに少なかったからである.液晶ディスプレイは,すでに東京農工大学に設置されているものを使用したため,差額としての残額が生まれた.研究を効率的に遂行するために,大学院生を研究に参画させる.また,次年度使用額を用いて,参画した大学院生の旅費を利用する.さらに,計算機実験用のコンピュータを購入する.
高温超伝導材料も考慮した超伝導電力機器における複合電気絶縁設計に関する基礎的検討

本研究では、これまで解明の進んでいない複合系の構成要素である単体自身の極低温領域における電気的・機械的諸特性を追求するとともに、それらの複合系の電気絶縁特性を系統的に究明し、高温超伝導体をも考慮した超伝導電力機器におけるより高性能な複合電気絶縁設計に対する基本的指針を得ることを目的とした。以下に、3年間の研究で得られた主な成果を述べる。1.エチレンとプロピレンの共重合体に配合剤を加えた複合材料であるエチレンプロピレンゴム(EPR)は、冷却に伴う収縮応力および収縮率が小さいため、極低温領域で優れた機械的特性を示す。また、傷に対する耐性もポリエチレンに比べてはるかに優れている。2.極低温におけるEPRの絶縁破壊の強さはポリエチレンのそれより高い。一方、tanδは極低温下でもやや大きく、特に高電界下で上昇する。tanδは添加剤により上昇するので、添加剤の種類や量の最適化が必要である。3.押出しEPR絶縁ケ-ブルは、液体ヘリウム温度までの繰り返し冷却に対し優れた機械的特性を示した。また、耐部分放電特性や誘電特性も良好であった。4.代表的な有極性高分子材料である塩化ビニルの絶縁破壊の強さは200K付近でピ-クを示し、従来報告されている特性とは異なることがわかった。この特性にはモルフォロジ-と空間電荷が関与していることが明らかになった。5.液体窒素に浸漬したポリエチレンフィルムの部分放電を介した絶縁破壊までの寿命は、磁界が高くなるほど短くなることが明らかになった。本研究は高温伝導体をも考慮した超伝導電力機器におけるより高性能な複合電気絶縁設計に対する基本的指針を得ることを目的に、これまで解明の進んでいない複合系の構成要素である単体自身の電気絶縁特性を追求し、それらを基礎として複合系の電気絶縁特性を系統的に究明する事を目的としている。研究初年度にあたる本年度は、極低温絶縁物単体の極低温における電気的・機械的諸特性の把握を中心に研究を進めた。研究成果の主要なものを以下に示す。1.一般に有極性高分子は無極性高分子に比べ極低温において高い絶縁破壊の強さを有する。ここでは、有極性高分子フィルムの絶縁破壊特性を極低温領域を中心に、周辺効果を排除可能な申請者が独自に開発した新型試料を用いて調べた。その結果、従来のリセス型試料による実験結果では絶縁破壊の強さが極低温で負の温度依存性を示しかつその機構が明らかでなかったのに対し、新型のフィルム試料では、絶縁破壊の強さがほとんど温度依存性を示さない領域も存在することが明らかとなった。これらの特性には、材料内部のモルフォロジ-と空間電荷が関与していることが明らかとなった。2.極低温電気絶縁材料として検討が進められている低密度ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレンプロピレンゴムの極低温における機械的特性を調べた。その結果、これらの中でエチレンプロピレンゴムが冷却にともなう収縮応力の発生が少ない上に引張強度にも優れており極低温絶縁材料として有望であることがわかった。3.エチレンプロピレンゴムの高電界誘電損失は室温ではかなり大きな値を示すものの、極低温では無極性高分子のレベルまで大幅に低下し、超伝導体の交流損失や熱流入に比べ大きな問題とはならないことがわかった。本研究は金属系超伝導体のみならず、高温超伝導体をも考慮した超伝導電力機器におけるより高性能な複合電気絶縁設計に対する基本的指針を得ることを目的に、これまでに解明の進んでいない複合系の構成要素である単体自身の電気絶縁諸特性を追求し、それらを基礎として複合系の電気絶縁特性を系統的に究明することを目的としている。研究の2年度にあたる本年度は、初年度に引き続き特に興味ある絶縁破壊温度特性を示した有極性高分子フィルム試料に関して特性を解明するための研究をすすめた。ついで、複合系の一形式と考えられる充填剤を配合した高分子材料の極低温領域における電気的・機械的特性につても詳細に調べた。また、液体窒素およびポリエチレンフィルムの複合系における部分放電劣化特性に及ぼす磁界の効果を調べた。

研究成果の主要なものを以下に示す。1.有極性高分子の代表ともいえる塩化ビニル樹脂の極低温度領域での絶縁破壊の強さは温度と共に単調に低下する特性を示していたが、延伸フィルムにおける特性は190K付近にピ-クをもつ特性となる。材料のモ-フォロジ-が空間電荷の形成に影響を与えるケ-スであることが、絶縁破壊の強さに与える前電圧印加、電圧の立ち上がり時間などの効果から明らかとなった。2.エチレンプロピレンゴムは室温で柔軟性のある特性をもつが無機質の充填剤添加することにより硬さを増すことができる。極低温領域でこれら固体内複合系を使用すると、高分子に多く見られる低温脆性が比較的少なくかつ収縮率も抑制されるので極低温で使用される超伝導電力機器の絶縁設計上極めて優れた特性の得られることが判明した。電気絶縁特性の面からは液体窒素温度で誘電正接、絶縁破壊の強さとも優れた値となり液体ヘリウム温度でさらに向上することが判明した。3.液体窒素に浸漬したポリエチレンフィルム複合系における部分放電特性に及ぼす磁界の効果を検討した。磁界が高くなるほど絶縁破壊までの寿命が短くなることが明らかとなった。本研究は、金属系超伝導体のみならず、酸化物系高温超伝導体をも考慮した超伝導電力機器におけるより高性能な複合電気絶縁設計に対する基本的指針を得るために、これまで解明の進んでいない複合系の構成要素である単体自身の極低温領域における電気的・機械的諸特性を追求するとともに、それらの複合系の電気絶縁特性を系統的に究明することを目的としている。最終年度である今年度は、前年度までの成果をさらに発展させるため、固体/固体複合系と考えられる配合剤を添加した高分子材料自体およびそれを絶縁体として押出したケ-ブルの極低温における電気的・機械的特性を調べた。また、極低温冷媒/高分子フィルム複合系の部分放電劣化に及ぼす磁界の効果を評価した。得られた知見を以下に示す。1.ベ-ス材料(エチレン、プロピレン)に配合剤を加えた複合材料であるエチレンプロピレンゴム(EPR)フィルムの100[K]以下の温度領域におけるtanδは低電界下では小さくほぼ一定値を示すが、高電界下では上昇することが判明した。また、配合剤添加によりEPRのtanδは増大することが確認された。2.押出しEPR絶縁を施したケ-ブルを液体ヘリウム温度まで繰り返し冷却したが、EPRに割れは発生せず極低温において良好な機械的特性示した。極低温領域における耐部分放電特性や誘電特性も良好であった。また、EPRに人為的な傷を付けたケ-ブルの液体窒素温度までの繰り返し冷却試験の結果、EPRはポリエチレンに比べて割れに対する耐性がはるかに優れていることがわかった。3.液体窒素に浸漬したポリエチレンフィルムの部分放電を介した絶縁破壊までの寿命は、磁界が高くなるほど短くなることが明らかになった。
光親和性ラベル化後修飾法を用いた糖質センサーの開発

3次元的に折り畳まれた状態でのタンパク質は、複数のアミノ酸が反応性の官能基として表面に存在している。そのため、タンパク質表面の特定のアミノ酸残基を位置および官能基選択的に区別し、かつ、タンパク質同士の表面接触に打ち勝って特定のタンパク質表面を化学変換することは困難である。さらに、タンパク質が機能を発現する場は、従来の有機化学が苦手とする水中であるため、既存の有機化学的アプローチが通用しない場合も多い。よって、タンパク質を有機化学の対象として化学変換するには、タンパク質に適した新たな戦略が必要とされる。このような観点から、筆者は、ペプチド、タンパク質表面を標的とした新しい有機化学的な手法の開発を目指した検討を行った。カーボニックアンヒドラーゼ(hCA II)の阻害剤の分子認識とタンパク質表面での新しい有機化学反応を利用し、ワンポット連続反応によってhCA II表面に蛍光色素を高収率で導入できることを示した。タンパク質表面とのラベル化反応には、エポキシ基とイミダゾール環との特異的な求核反応を利用し、蛍光色素修飾反応には、ヒドラゾン/オキシム交換反応を用いた。これらの連続反応により、hCA II本来の機能を保持したまま、蛍光性バイオセンサーへと変換することに成功した。本手法は、システインを有するタンパク質にも適用可能であることが実証された。これによって、これまでに報告されてきた光アフィニティーラベル化後修飾法(P-PALM法)を拡張した新たな戦略を提案することに成功した。本年度は、光アフィニティーラベル化試薬の合成を行った。光親和性ラベル化後修飾法(P-PALM)の汎用性を拡大するために、切断部位にジオール結合とイミン結合を選択し、分子設計を行い合成した。最初に合成したラベル化試薬は収率が低かったのでスペーサーの長さを変えて分子設計をやり直した。蛋白質上に生成したジオール結合を酸化的に切断するために、酸化条件の検討を行った。イミン結合を用いたラベル化剤分子は酸性には不安定で加水分解されやすいため、イミン結合の検討を行った結果、ヒドラゾンとアルデヒドの組み合わせが適切なことが^1H-NMR, MALD-TOF-MSの結果からわかった。この分子は、良好な光ラベル収率を示し、P-PALMに有効な分子であることがわかった。蛋白質上での蛍光色素修飾はイミン交換反応を利用することで達成できることもわかった。蛍光色素は、スペーサーの長さを変えることで蛍光変化に差がでたので、蛍光色素の合成も同時に行った。これは、コンカナバリンAの糖結合ポケットの疎水場と蛍光色素との相互作用に差があるためと考察している。ラベル化蛋白質の精製法の検討を行った。過去の文献を調査すると、コンカナバリンAはマンノース選択性があり、グルコースに対してもある程度親和性があることがわかった。そこで、グルコースを担持してある樹脂を詰めたアフィニティーカラムを利用したすることでラベル化蛋白の精製に成功した。グラジエント条件の検討なども行い、最適な条件を設定することに成功した。今後は糖リガンドの親和性を向上させ、光反応点を変えることで高収率なラベル化が行えると考えている。本年度は、前年度得られた光親和性ラベル化剤を用いて、光アフィニティーラベル化収率の向上を目指して最適化を行った。光反応基とリガンド部位との距離の依存性を見ながら分子設計を行い、スペーサーの長さの最適化に成功した。また最適な構造を分子設計し光アフィニティーラベル化を行うとラベル化収率の向上に成功した。得られた最適化ラベル化剤の切断部位に用いたジオール結合やシッフ塩基などの結合をタンパク質上で実際に切断したところ、タンパク質への影響がほとんどない状態での特異的切断に成功した。その後ヒドラジン型、ヒドロキシルアミン型の蛍光色素を修飾することで蛍光バイオセンサーと展開していく予定である。
問合せに着目したデータの理解支援に関する研究

部分データを問合せで表現し、データの理解支援を行う応用として、データクリーニングを想定して研究を推進した。データ分析のために機械学習の利用が盛んに行われているが、機械学習を行うためには、空値の補填や値に一貫性をもたせるなどのデータ整備が重要となる。そのため、Data Wranglingとして機械学習に向けたデータクリーニングが着目されている。特に、科学データに対するメタデータ等では、表記ゆれや誤記、記入漏れが多いデータになる傾向があるが、専門性の高いデータでは機械的な修正が困難であり、人が確認して修正する必要がある。しかし、大量のデータを全て閲覧するのは現実的ではないため、不整合な値や不適切な値を含む部分を問合せで表現し、関係データベースにおけるビューとして着目すべき部分を切り出して提示することで、データ管理者による修正を補助する仕組みを提案した。提案した枠組みでは、ビューに対応する問合せの条件式を利用して、少しずつ条件を変更しつつビュー遷移を行うことで探索的に部分データを閲覧することを考えており、地球科学分野のデータセットに対する実際の科学メタデータを観察し、実例に基づいた有用事例の議論を行った。さらに、データの修正の際に得られた知見の利活用方法や、不整合な値の検出手法として関数従属性の発展させた概念であるCFD(Conditional Functional Dependency)の利用について検討した。これらの成果は論文として取りまとめ、国内の研究会において発表を行った。実際のデータを観察しつつ、データクリーニングという具体的な応用を想定して研究を進めることができた。また、CFD(Conditional Functional Dependency)や近年のインタラクティブなデータクリーニング手法に関するサーベイを行い、関連する技術に関する知見を得ることができた。データクリーニングの応用については枠組みの提案を行ったが、部分データ表現のための具体的な問合せを自動的に取得する手法の確立には至っておらず、今後の課題となっている。データクリーニングの応用に関して、不整合な値の検出手法の実装を行い、データクリーニングに適切な部分データ表現のための問合せの取得について研究を行う。実データとして、現在、観察に用いている科学メタデータ以外のデータについても調査し、有用な事例をさらに検討する。計算機資源の購入を想定していたが、今年度に主に実データとして研究に用いた科学メタデータは、複雑なデータではあるもののデータサイズが大きいものではなかったため、既存の計算機環境で扱うことができた。新規の計算機資源の購入は、より大規模なデータを扱う際に行うのが適切であると考えた。
インターロイキン36関連分子の構造解析による臨床応用への展開

インターロイキン(IL)-36はIL-1ファミリー分子の一つであり、皮膚における生体防御、炎症に関与する炎症性サイトカインである。近年、IL-36のアンタゴニストであるIL-36RaをコードするIL36RN遺伝子の欠損により汎発性膿疱性乾癬を引き起こすことが知られてきており、国内でも症例報告が相次いでいる。汎発性膿疱性乾癬は難治性かつ希少疾患であり、その治療法は未確立である。一方、タンパク立体構造解析は創薬の基盤情報となりうるが、IL-1ファミリー分子についてIL-1、IL-18については受容体との詳細な複合体構造情報が明らかとなっているが、IL-36についての構造的知見は未解明である。本研究では、IL-36及びその受容体(IL-36R)、IL-36Ra及びIL-36Rの複合体構造決定を目指している。また、本研究では、構造情報を元に臨床応用へ展開する研究も目的としている。2018年度は、構造解析に必要な各種リコンビナント蛋白の大量精製を行い、IL-36α、IL-36受容体アンタゴニスト、IL-36受容体α鎖、IL-1RAcP(受容体β鎖)の精製方法は確立された。これらを使用して次年度以降複合体蛋白の精製、結晶化条件の検討、クライオ電子顕微鏡での構造解析に挑戦する予定である。これらと並行して汎発性膿疱性乾癬患者の遺伝子解析を随時行っており、新規に同定されたIL36RN遺伝子上の意義不明遺伝子バリアント(VUS)の病的意義の判定についてin vitro実験手法の開発も行っている。2018年度は、構造解析に必要なリコンビナント蛋白の精製を行った。大腸菌BL21(DE3)を使用してIL-36α、IL-36受容体アンタゴニスト、カイコを利用した蛋白発現系を使用してIL-36受容体α鎖、IL-1RAcP(受容体β鎖)の精製を行った。また、並行して哺乳類pcDNA3.1+にIL-36R全長遺伝子を組み込んだ発現プラスミドを構築し、HEK293細胞を利用したIL-36シグナル伝達実験系を構築した。今年度依頼のあった汎発性膿疱性乾癬患者のIL36RN遺伝子解析を行った。また、研究協力者より膿疱性乾癬患者で見出された新規遺伝子変異の情報提供を受け、変異導入プラスミドベクターの構築も行った。2019年度以降は以下の項目について研究を進める。1.前年度に引き続き蛋白精製を行い、順次複合体蛋白として調整を行う。2.複合体タンパクの結晶化条件の探索を行う。3.結晶タンパクが得られ次第、構造解析を行う。4.結晶化条件の検討と並行して、クライオ電子顕微鏡による構造解析も試みる。5.構造情報が得られ次第、構造情報を元にタンパク間相互作用が推定されるアミノ酸残基に変異を導入した変異体タンパクを精製する。6.変異体タンパクについて、タンパク-タンパク間相互作用解析(NMR, BiaCORE等)、タンパク安定性試験等のin vitro実験を行う。7.変異導入タンパク、変異導入IL-36R発現プラスミドを構築し、HEK293細胞を使用した細胞培養実験でIL-36シグナル伝達実験系の活性を検証する。またIL36RN遺伝子変異を導入したリコンビナントIL-36Raがこのシグナル伝達系を阻害できるかどうかも検証する。また、並行して哺乳類pcDNA3.1+にIL-36R

全長遺伝子を組み込んだ発現プラスミドを構築し、HEK293細胞を利用したIL-36シグナル伝達実験系を構築した。今年度依頼のあった汎発性膿疱性乾癬患者のIL36RN遺伝子解析を行った。また、研究協力者より膿疱性乾癬患者で見出された新規遺伝子変異の情報提供を受け、変異導入プラスミドベクターの構築も行った。2019年度以降は以下の項目について研究を進める。1.前年度に引き続き蛋白精製を行い、順次複合体蛋白として調整を行う。2.複合体タンパクの結晶化条件の探索を行う。3.結晶タンパクが得られ次第、構造解析を行う。4.結晶化条件の検討と並行して、クライオ電子顕微鏡による構造解析も試みる。5.構造情報が得られ次第、構造情報を元にタンパク間相互作用が推定されるアミノ酸残基に変異を導入した変異体タンパクを精製する。6.変異体タンパクについて、タンパク-タンパク間相互作用解析(NMR, BiaCORE等)、タンパク安定性試験等のin vitro実験を行う。7.変異導入タンパク、変異導入IL-36R発現プラスミドを構築し、HEK293細胞を使用した細胞培養実験でIL-36シグナル伝達実験系の活性を検証する。またIL36RN遺伝子変異を導入したリコンビナントIL-36Raがこのシグナル伝達系を阻害できるかどうかも検証する。2019.3.30-2019.4.5の予定でイタリアジェノバで開催される第10回国際自己炎症疾患学会に参加するため年度跨ぎの旅費を計上する必要が生じたため。
心臓内視鏡による房室弁開閉機構の直視下解明(房室弁膜疾患外科治療への応用)

三尖弁や僧房弁の収縮期、拡張期に応じた房室弁の開放閉鎖機構や房室弁の逆流機構について、心臓内視鏡を用いて直視下観察を行い、Tyrode液による拍動心下のvideo記録により弁輪運動を解析した。房室弁輪の運動に対して従来の弁輪形成術がどのような影響を及ぼすか検討した。正常の三尖弁輪は、心房収縮期に7%拡張し心室収縮期に34%収縮した。三尖弁自由側壁弁輪は弁輪の長さの短縮とともに求心性に収縮し、三尖弁中隔側弁輪は自由側壁に平行な移動運動を示した。慢性三尖弁閉鎖不全症では、三尖弁輪の収縮率は20%であり正常の三尖弁輪の収縮率より低下を示した。De Vega法による80%三尖弁輪縫縮群では弁輪収縮率は17%、65%縫縮群では収縮率17%、50%縫縮群では収縮率16%であり、50%の強い縫縮においても比較的良く弁輪運動は維持された。またFlexible Ringで三尖弁輪形成したものの縮小率は21%であり交連部の柔軟性が自由壁側と中隔側弁輪の近接を可能にした。Rigid Ringで弁輪形成したものでは、弁輪は固定され弁輪運動は完全に阻害された。僧房弁輪に対するDuran Ring(Flexible Ring)においても同様の弁輪収縮が認められ、弁逆流防止作用が考えられた。房室弁閉鎖機構における心室収縮期での弁輪収縮の意義は、弁のcoaptation zoneをより強固なものとし、逆流を防止するための予備力をうみだすと考えられる。心臓内視鏡による弁輪運動の直視下観察で、房室弁閉鎖機構における弁輪運動の解明と各種三尖弁輪形成術(De Vega法、Flexible法、Rigid ring法)の弁輪運動の比較を行なった。成犬を用い、心臓を透明なTyrode液で灌流し心拍動下に三尖弁輪運動をfiberscopeで観察、high speed videoに録画し一心周期14点で三尖弁輪面積を求め弁輪運動を解析した。正常犬10頭、一次性三尖弁閉鎖不全犬に対しDe Vega法を用い弁輪面積を非縫縮・80%に縫縮・65%に縫縮・50%に縫縮したもの9頭、二次性三尖弁閉鎖不全犬に対しFlexible ring、Rigid ringにて弁輪形成したもの9頭をそれぞれ観察、分析した。正常三尖弁輪は、心房収縮期に7%拡張し心室収縮期に34%縮小した。自由壁側弁輪は、長さの短縮とともに求心性に収縮し、中隔側弁輪は自由壁側に向かう移動運動を示した。慢性三尖弁閉鎖不全では、弁輪縮小率は20%と減少した。De Vega法80%、65%、50%、群での縮小率はそれぞれ17%、17%、16%であり、慢性三尖弁閉鎖不全と有意差を認めなかった。また、Flexible ringで弁輪形成したものの縮小率は21%で慢性三尖弁閉鎖不全と有意差を認めず、交連部の柔軟性が自由壁側と中隔側弁輪の近接を可能にしていた。Rigid ringで弁輪形成したものでは、弁輪は固定され弁輪運動は完全に阻害された。房室弁閉鎖機構における心室収縮期での弁輪収縮の意義は、弁のcoaplation zoneをより強固なものとし、逆流を防止するための予備力を生み出すことと考えられる。また、心房収縮期における弁輪拡張運動は心室充満期における流入抵抗を減弱させる可能性がある。したがって、弁輪運動を温存することは極めて有意義であり、その意味でDe Vega法・Flexible ring法はRigid ring法に比べ、より理想的である。

われわれは、心臓内視鏡により生体における弁輪運動の直視下観察を行い、房室弁閉鎖機構における弁輪運動の解明を行なっている。1.三尖弁の弁輪運動の観察(1)正常三尖弁輪は、心房収縮期に7%拡張し心室収縮期に34%縮小した。自由壁側弁輪は、長さの短縮とともに求心性に収縮し、中隔側弁輪は自由壁側に向かう移動運動を示した。また、交連部の柔軟性が自由壁側と中隔側弁輪の近接を可能にしていた。慢性三尖弁閉鎖不全では、弁輪縮小率は20%と減少した。(2)房室弁閉鎖機構における心室収縮期での弁輪運動の意義は、弁のcoaptation zoneをより強固なものとし、逆流を防止するための予備力を生み出すことと考えられる。また、心房収縮期における弁輪拡張運動は心室充満期における流入抵抗を減弱させる可能性がある。したがって、弁輪運動を温存することは極めて有意義であり、その意味でDe Vega法、Flexible ring法は理想的である。2.僧帽弁の弁輪運動の観察(1)正常僧帽弁輪でも、三尖弁弁輪運動と同様の傾向がみられるが、成犬の個体差が大きく結論を得るには至っていない。(2)慢性僧帽弁閉鎖不全モデルを作成し、正常僧帽弁輪運動との比較、弁形成術など外科手技の妥当性を検討中である。3.人工弁運動の生体における観察日常臨床において用いている人工弁(機械弁)の、生体における実際の動きに関しては不明な点がある。特に、弁の挿入方向とその弁葉の動きとの関連を検討する予定である。心臓内視鏡を用いて犬の拍動心における僧帽弁や三尖弁の弁輪-腱索-乳頭筋の協調運動の直視下観察を行いビデオ記録による解析にて僧帽弁の開閉機構、弁逆流防止機構の生理を解明した。房室弁逆流の際の房室弁-弁輪-腱索-乳頭筋の運動の病態生理を解明し、従来の房室弁形成術、弁輪形成術、腱索形成術、弁置換術等の外科治療法が、弁輪、乳頭筋の生理的運動を温存しうる妥当な方法かどうか実証するため、各種弁論形成術、縫縮術の方法を検討した。正常三尖弁輪は心房収縮期に拡張し、心室収縮期に縮小した。同様に僧帽弁輪も心房収縮期に拡張し、心室収縮期に縮小するとともに、後尖側を前尖側に引き込む様な動きをしめした。慢性僧帽弁閉鎖不全症に対する弁輪形成術においてFlexible RingであるDuran Ringを使用したが、この生理的僧帽弁輪の運動を阻害することなく良好な僧帽弁輪の収縮が維持された。即ち房室弁閉鎖機構における心室収縮期での弁輪収縮の意義は、弁のcoaptationzoneをより強固なものとし、逆流を防止する予備力を生み出すと考えられる。また心房収縮期における流入抵抗を減弱させる可能性がある。この点Flexible RingであるDuran Ringは弁輪収縮を温存させること事が可能であり、心機能上も優れた弁輪縫縮用のRingと考えられた。特に僧帽弁輪には収縮期に強い左室圧を受けるため、弁輪収縮を温存することが弁輪拡大を阻止する上で重要であり、僧帽弁閉鎖不全症の長期遠隔成績を良好に維持する可能性が実験的に示唆された。
国際学術研究に関する総合調査研究

1.研究分担者全体会議の開催:平成10,11,12年度各年について3回から4回の研究分担者全体会議をおこなった。2.「研究連絡会」の開催:「研究連絡会」はこれまでも毎年おこない、多くの研究者の参加を得ているところであるが、平成11年度において科研費(海外学術調査)の取扱いが文部省から日本学術振興会に移管されたことに伴い、開催の時期がそれまでの2月から6月に変更された。連絡会は世界各地での研究を進める上での喫緊にして重要なテーマに関する講演、全体会議、そして各地域別の分科会という方式で、研究者間の連絡、情報・意見交換に多大の役割を果たしている。3.海外における学術研究体制の調査:平成10年度はインド地域、平成11,12年度は西アフリカ地域について現地の状況、研究機関、研究者等の情報収集をおこなった。これは事務官を伴うもので、研究者がおこなう現地調査に関わる現地諸事情を理解してもらう上でも非常に有効である。また、得られた情報について、これまでは「海外学術調査ニュースレター」において公表してきたが、今後は総括班ホームページ上で公開される。4.「海外学術調査ニュースレター」の編集・配布:平成10年度には、No.39及びNo.40を発行した。平成11年度には、No.41及びNo.42を発行した。平成12年度には、No.43を発行した。なお、今後は、印刷媒体での発行は止め、総括班ホームページ上で種々の情報を迅速に公開する方針である。5.「国際学術研究調査関係研究者名簿」の編集・配布。平成10年度には、平成5年度版を編集・発行した。平成11年度には、平成6年度版を編集・発行した。平成12年度には、平成7年度版を編集・発行した。それぞれ、研究者及び研究機関に配布した。6.当研究組織は、科学研究費による国際学術研究(海外学術調査)に関する諸問題について総合的研究を行い、関係研究者間の研究連絡、情報交換の場の提供、関係資料の整備・充実、調査研究対象地域の実状把握等により、海外における学術研究の円滑にして効果的な実施を助けるといった研究目的で活動しており、昭和50年度に当総括班が組織されてより、一貫して国際学術研究(海外学術調査)の特色である海外での調査研究活動を側面から手助けしてきた。このように、長年培ってきた実績をもとに活動し、多くの研究者の海外での調査研究の側面援助をおこなってきたわけであるが、さらにホームページを開設したことで時代に即したテーマに関して迅速に関連情報を提供できるようになった。研究者のニーズはますます多岐に渡るようになっており、当総括班も活動範囲を拡大し、充実させる必要があると考える。1.研究分担者全体会議の開催:6月、9月、12月の3回にわたり開催した。

2.「研究連絡会」の開催:平成11年度科学研究費補助金「学術調査」、「共同研究」、「がん特別調査」の採択予定者及び継続者約350名が「東アジア」、「南アジア」、「東南アジア」、「北ユーラシア・極地」の4地域の分科会に参加し、調査研究を実施する際の諸問題について意見及び情報交換を行った。また、「文部省科学研究費補助金(国際学術研究)講演会」を同日の午前中に実施した。3.海外における学術研究体制の調査:政治・経済体制が混迷しているインド地域について現地の実情調査を実施し、関係研究者及び研究機関に情報を提供した。この派遣で得られた情報は、ニュースレター等で全国の研究者へ提供する予定である。また、この情報については、「派遣報告会」を次年度に開催して情報の還元を図る。4.「海外学術調査ニュースレター」(No.39、40、41)を編集・配布し関係研究者に情報を提供した。5.「国際学術研究調査関係研究者名簿」(平成5年度版)及び(平成6年度版)を編集し、研究者及び研究機関に配付した。6.当研究班は、文部省科学研究費による国際学術研究に関する諸問題について総合的研究を加え、関係研究者の研究連絡、情報交換の場の提供、関係資料の整備・充実、調査研究対象地域の実情把握等により、海外における学術研究の円滑にして効果的な実施を助けるといった研究目的で3年間活動してきた。正確に言えば、昭和50年度に当総括班が組織されて以来、一貫して海外学術研究(現在では国際学術研究)の特色である海外での調査研究活動を側面から手助けしてきた。このように、長年培ってきた実績を基にこの3年間も活動し、多くの研究者の手助けをしてきたわけであるが、今後は、ホームページを設け、時代に即したテーマ・情報を研究者の二ーズに応えるべく活動範囲を拡大、充実してゆく予定である。1.研究分担者全体会議の開催:5月、9月、12月、2月の4回にわたり開催した。2.「研究連絡会」の開催:科研費(海外学術調査)の取扱いが文部省から日本学術振興会に移行したことに伴い、4月下旬の内定の時期を待って開催することになるので、平成11年度には開催せず、平成12年度の研究連絡会は6月開催予定となった。内容については、全体会開催後、(1)太平洋・東アジア地域(2)中国地域(3)中央・南・西アジア・北アフリカ地域(4)北ユーラシア極地地域(ヨーロッパを含む)(5)アフリカ地域(6)アメリカ大陸、の各分科会に分かれて、調査研究を実施する際の諸問題について、意見及び情報交換を行う。また、科学研究費補助金(海外学術調査)講演会を同日の午前中に実施する予定を立てた。3.海外における学術研究体制の調査:アフリカのニジェール・ガーナ・セネガルについて、現地の実情調査を実施し、関係研究者及び研究機関に提供する情報を収集した。4.「海外学術調査ニュースレター」(No.42)を編集・配布し、関係研究者に情報を提供した。5.「国際学術研究調査関係研究者名簿」(平成7年度版)を編集した。この名簿は、平成12年度に印刷し、研究者及び研究機関に配布する予定である。
血清microRNAプロファイルに基づく侵入奇胎の早期診断法確立・成立機序の解明

侵入奇胎に進展する胞状奇胎と自然寛解する胞状奇胎の違いは不明である。侵入奇胎組織の摘出は臨床的に困難であるため、血清セルフリーmiRNAの検出を試みた。胞状奇胎手術前の血清からは、has-miR-520bおよびhas-517a-3p(胞状奇胎組織で高発現していることが報告されているmiRNA)がほぼ全例で検出された。一方、侵入奇胎診断確定時の血清では、has-miR-520bおよびhas-517a-3pの検出は約30%にとどまった。侵入奇胎の腫瘍マーカーとして有用性のある血清miRNAを同定するためには、病巣の大きい侵入奇胎を用いた解析が必要と考えられた。本研究は、侵入奇胎の腫瘍マーカーとして有用性のある血清miRNA(miRNAプロファイル)を同定することを目的とする。また、同時に、侵入奇胎の発症機序の解明に近づくことを目指す。侵入奇胎は、主に雄核発生奇胎後に発症する。転移する場所が、子宮筋層・肺に限られること、hCGを産生すること、主に子宮内容除去術終了後28週間に発症することなど、均一した性質を有する。本研究の最大のコンセプトは、侵入奇胎発症時の奇胎組織の特徴を捕まえることにある。このため、従来から進めてきた子宮内容組織(胞状奇胎組織)の直接の解析ではなく、侵入奇胎成立時の、血清miRNAを研究対象とした。侵入奇胎および胞状奇胎患者の血清中から、既報通りmiRNAが抽出できるか検証した。コントロール血清4例と侵入奇胎例2例、胞状奇胎例2例に対して、EXIQON社のmiRCURY RNA Isolation Kitを用いて、miRNAの抽出を行った。血清miRNAが抽出されていることを、hsa-miR-23a-3p(血清・血漿中で最も安定発現していることが知られている)の増幅により確認した。雄核発生奇胎組織で高発現しており、血清中にもセルフリー核酸として存在することが報告されている第19番染色体上のC19MC cluster上のmiRNAであるhsa-miR-517a-3p, hsa-miR-520bの増幅を、侵入奇胎および胞状奇胎患者の血清miRNAをテンプレートとして検証した。胞状奇胎の子宮内容除去術前の血清では、全2例で増幅を確認したが、侵入奇胎例では、1例で増幅を確認、1例では、増幅が確認できなかった。コントロール血清全4例で、hsa-miR-517a-3p, hsa-miR-520bの増幅は確認できなかった。対象疾患・コントロールの血清から、セルフリーmiRNAが十分量回収されていることは、確認できた。しかしながら、侵入奇胎・胞状奇胎由来miRNAの含量の評価が当初は、十分にできなかった。このため、当初予定されていたmiRNAアレイ解析まで、実験を進めることができなかった。また同時に、侵入奇胎の発症機序の解明に近づくことを目指す。転移する場所が、子宮筋層・肺に限られること、hCGを産生すること、主に子宮内容除去術終了後28週間の間に発症することなど、均一した性質を有する。前年度に、血清miRNAが抽出されていること、胞状奇胎の子宮内容除去術前患者血清からは、has-miR-520bおよびhas-517a-3p(胞状奇胎組織で高発現していることがすでに報告されているmiRNA)が発現していることを検証した。本年度は、侵入奇胎患者4例の治療前血清からセルフリーmiRNAでhas-miR-520bおよびhas-517a-3pの発現を検討した。発現が確認された症例は、1症例だけであった。4症例は、侵入奇胎診断時のhCG値が5001500 mIU/mlであり、比較的病巣が小さい症例であったことが原因として推察された。胞状奇胎の治療前血清での解析では、has-miR-520bおよびhas-517a-3pは血清セルフリーmiRNA中でほぼ全例で検出されていた。侵入奇胎症例を確実にリクルートし、検討を進めてゆく。本年度は、侵入奇胎症例が、例年に比べて少なかった。侵入奇胎症例においても、病巣の大きくない症例が多かった。