hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血中分子マーカー定量による悪性グリオーマの抗腫瘍剤感受性のモニタリング

アルキル化剤であるテモゾロミド投与の効果が期待できる重要なファクターであるMGMT(O^6-methylguanine-DNA methyltransferase)遺伝子プロモーターのメチル化の程度を定量的に評価できる方法を確立した。その結果、グリオーマ組織において40%以下のメチル化を示す症例では有意に短い無増悪生存期間を呈することがわかった。また、小児グリオーマのMGMT遺伝子メチル化の割合は成人グリオーマより明らかに低値であり、このことが小児グリオーマに対するテモゾロミド感受性が低い理由の1つである可能性が考えられた。悪性グリオーマにおいてテモゾロミド投与の効果が期待できる重要なファクターとしてMGMT(O_6-methylguanine-DNA methyltransferase)遺伝子プロモーターのメチル化の程度が重要とされている。メチル化の検出に一般に用いられるメチル化特異的PCR法ではメチル化の定量的評価はできないが、我々は以下に述べる方法でMGT遺伝子メチル化の定量法を確立した。抽出した腫瘍DNAをbisulfite処理する。これにより、非メチル化シトシンはウラシルへ変換(変異型)されるが、メチル化シトシンは変換されない(野生型)。その後、飽和型インターカレート色素の存在下で目的のMGMT遺伝子プロモーター領域をPCRで増幅する。この色素は2本鎖DNAに特異的に結合し、励起されることで蛍光を発生する。増幅後、高解像度融解曲線の分析を行う。変異型ではより低い温度で融解が始まり、蛍光が減弱する。融解曲線の波形の解析で非メチル化とメチル化のバリアントの比率が決定できる。PCR開始から融解曲線が得られるまでに要する時間は約1時間30分である。本実験で得られる融解曲線には変異型、野生型由来の2つのピークが見られる。既知の非メチル化とメチル化テンプレートを混合したスタンダードの融解曲線データとの相似性から、末知サンプルDNAのMGMTメチル化レベルを評価できる。飽和型色素を用いる本法は温度正確性、再現性が高く、かつ短時間で解析が完了する点で有用である。また、血清中の腫瘍由来の微量DNAでもMGMT遺伝子のメチル化の定量が可能であった。以上の成果によって、本研究の根幹である遺伝子メチル化の定量的解析法を得ることができた。悪性グリオーマにおいてテモゾロミド投与の効果が期待できる重要なファクターとしてMGMT (O^6-methylguanine-DNA methyltransferase)遺伝子プロモーターのメチル化の程度が重要である。我々はまず、抽出した腫瘍DNAをbisulfite処理し、飽和型インターカレート色素の存在下で目的のMGMT遺伝子プロモーター領域をPCRで増幅した。その後、高解像度融解曲線の分析を行った。変異型ではより低い温度で融解が始まり、蛍光が減弱した。融解曲線の波形の解析で非メチル化とメチル化のバリアントの比率が決定できるため、既知の非メチル化とメチル化テンプレートを混合したスタンダードの融解曲線データとの相似性から、未知サンプルDNAのMGMTメチル化レベルを評価できた。血清中の腫瘍由来の微量DNAでもMGMT遺伝子のメチル化の定量が可能であった。以上の方法でMGMT遺伝子メチル化の定量的解析法を得ることができた。この方法を用いて72例の悪性グリオーマにおけるMGMT遺伝子プロモーターのメチル化の定量を行ったところ、腫瘍組織において40%以下のメチル化を示す症例では41%以上のメチル化を示す腫瘍に比べて有意に短い無増悪生存期間を呈することがわかった。小児グリオーマのMGMT遺伝子メチル化の割合は成人グリオーマより明らかに低値であり、このことが小児グリオーマに対するテモゾロミド感受性が低い理由の1つである可能性が考えられた。一方、MGMT遺伝子メチル化陽性グリオーマではテモゾロミドが奏功した例もみられた。テモゾロミドは注射剤も発売され、小児グリオーマでも確実な投与が期待でき、症例によってはテモゾロミド治療が選択枝の1つとなりうる可能性も考えられた。
液相からの半導体結晶育成機構に及ぼす電場印加効果の解明と放射線検出機用材料作製

電場印加エピタキシャル成長法(LPEE法)を用いたCdTe/CaZnTe厚膜成長に関して実験的、解析的に検討した。数値解析としては、ナヴィエ・ストークス式、エネルギー方程式、エレクトロ・マイグレーションを考慮した拡散方程式を集中格子上に有限体積法を用い離散化し、SIMPLE法を用い解析した。境界条件中にはペルチェ効果を考慮した。その結果電場印加に起因するペルチェ効果により基盤温度が下降し、その結果システムを等温に保ったとしても自然対流が発生することが判った。この対流を抑制するためには磁場印加が効果的ではあるが、昨年度報告したように強磁場を印加すると、育成結晶中にホールが形成されることが判明しているため、今年度は磁場と同一の効果が期待できる回転に関する影響に関して検討した。回転により生じるコリオリ力により対流は抑制され、遠心力により高密度成分が固液界面から取り除かれるため、界面付近における濃度勾配が急峻となり、結晶成長速度が促進されるであろうことが示唆された。一方実験においては、シリコン基板、ガリウム・砒素基板等を用いると、溶液との反応が生じてしまい、基板材料としてはCdTeが必須であることが明らかとなった。これにより厚み23μmの膜成長が確認できた。また結晶成長温度と膜品質との関連に関しても調べた。今後数値解析結果との比較や膜品質の向上のための実験条件の設定に関し引き続き検討する予定である。まず、これまでGaAs、InGaAs等のIII-V族化合物半導体結晶成長に用いていた結晶育成炉をCdTe/CdZnTe結晶成長が可能なように装置の改造を行なった。特に有毒ガスの安全処理、高蒸気圧による爆発の回避に注力した。装置の健全性を確認するために既に実績のあるIII-V族化合物半導体を用い確認実験を行なった。その結果、以下のことについて確認した。・電場を印加することにより本来であれば結晶が析出しないような低温度においても結晶が析出する。これは本方法により高品質結晶育成が可能であることを示唆している。・結晶成長速度は印加する電場強度に完全に比例する。また結晶成長厚みは結晶成長時間に比例する。これは本法が完全自動化に適していることを意味しており、実用化において極めて意義のあることである。・磁場を印加することにより同じ印加電場強度においても結晶成長速度は増加する。しかしあまり強い磁場を印加するとかえって結晶成長は抑制されてしまい、結晶にホールが発生するなどといった悪影響を及ぼす。この結果から最適な磁場強度が存在することが判った。一方結晶育成メカニズムを解明するために数値解析を行なった。ナヴィエ・ストークス式、エネルギー方程式、エレクトロ・マイグレーションを考慮した拡散方程式を集中格子上に有限体積法を用い離散化し、SIMPLE法を用い解析した。そのため、磁場を印加することにより対流が抑制され、結晶成長速度が促進することが判った。しかしなぜ強磁場下においては結晶成長に不具合が発生するのかは依然不明であり、次年度以降集中的に原因究明を行なう予定である。この対流を抑制するためには磁場印加が効果的ではあるが、昨年度報告したように強磁揚を印加すると、育成結晶中にホールが形成されることが判明しているため、今年度は磁揚と同一の効果が期待できる回転に関する影響に関して検討した。

回転により生じるコリオリ力により対流は抑制され、遠心力により高密度成分が固液界面から取り除かれるため、界面付近における濃度勾配が急峻となり、結晶成長速度が促進されるであろうことが示唆された。一方実験においては、シリコン基板、ガリウム・砒素基板等を用いると、溶液との反応が生じてしまい、基板材料としてはCdTeが必須であることが明らかとなった。これにより厚み23μmの膜成長が確認できた。また結晶成長温度と膜品質との関連に関しても調べた。今後数値解析結果との比較や膜品質の向上のための実験条件の設定に関し引き続き検討する予定である。
内分泌かく乱物質の環境評価法の開発と応用

近年大きな問題となっている内分泌かく乱物質に関して、その環境評価法や作用機構については不明な点が多い。そこで本研究では、内分泌かく乱物質の検出方法を確立し、その環境評価法を開発すること、さらにホルモンレセプターの作用機作の解明やホルモンレセプターの新たなターゲット遺伝子の検索についても検討し、以下の結果を得た。1)酵母細胞内でのエストロゲンレセプターとコアクチベーターの相互作用について検討し、簡便な酵母two-hybrid法を確立した。2)確立した酵母two-hybrid法を用いて、天然物、医薬品、化学製品など500種類以上の化学物質についてエストロゲン様作用の有無を検討した。その結果、64種類が陽性を示したが、それらはフェノール骨格を有し、さらにパラ位に疎水基を有していた。この結果は、今後のリスクアセスメントに有用と考えられた。3)脂肪細胞の分化を制御する転写因子としてPPARγ(peroxisome proliferator-activated receptorγ)が知られている。その認識配列を決定したところ、RXRα(retinoid X receptor α)が少ない条件下では、PPARγ/PPARγホモダイマーが形成され、エストロゲン受容体が認識するDNA塩基配列と同じパリンドローム構造を認識することが明らかになった。従って、これらの受容体を介したクロストークの可能性が示唆された。4)PPARγの強制発現細胞を樹立し、この細胞を用いてサブトラクション法や2次元電気泳動法により、その標的遺伝子を多数単離した。内分泌かく乱物質の検出方法を確立しその環境評価法を確立するため、本年度は、ホルモンレセプターを介する転写活性化のプロセスを解析し、これらのプロセスに対する内分泌かく乱物質の影響をエストロゲンレセプター(ER)を中心に調べ以下のことを明らかにした。1)酵母細胞内でのエストロゲンレセプターとコアクチベーターの相互作用について、ERαと転写共役因子の相互作用を酵母two-hybrid法で調べた。その結果、ERαのβ-estradiol依存的な相互作用はTIF2が一番強く、次にSRC1、RIP140、TIF1の順であり、CBP、P300はほとんど相互作用しなかった。すなわち、ERαとコアクチベーターの相互作用の強さは、溶液中のエストロゲン濃度に依存しており、このアッセイ系がエストロゲン活性の定量に利用可能であると考えられた。2)既知のエストロゲン様化合物によるアッセイ系の検証として、これまでにエストロゲン様活性を持つことが知られている化学物質について、用量依存曲線を作成した。その結果、他の方法で調べたエストロゲン様活性の強さとよく相関しており、コアクチベーター間での化学物質による応答性に大差は認められなかった。3)ERαとERβに対する、化学物質の結合特異性の差異を調べるために、ERαとERβのリガンド結合領域をGAL4DBDに繋ぎ、コアクチベーターのTIF2との相互作用を調べるた結果、本来のリガンドであるβ-estradiolへの結合親和性は同程度であると考えられた。それに対し、植物エストロゲンや防腐剤として知られているパラベン類においては、ERαとERβで化学物質の構造によって結合特性が違うことが推察された。内分泌かく乱物質の検出方法を確立しその環境評価法を開発するため、酵母two-hybrid法によるアッセイ系を検討してきた。本年度は、本系を用いて多くの化学物質のスクリーニングを行い、構造との相関を検討した。さらに、全く異なった観点から内分泌攪乱作用を検討するため、PPARγの認識配列について検討し、以下の結果を得た。1)酵母two-hybrid法を用いて、天然物、医薬品、化学製品など500種類以上の化学物質についてエストロゲン様作用の有無を検討した。

2)脂肪細胞の分化を制御する転写因子としてPPARγが知られている。大腸菌に発現させたPPARγとRXRαを用いて、ランダムオリゴヌクレオチド選択法により、PPARγ/RXRαヘテロダイマーが認識する配列を決定したところ、従来より報告されていたダイレクトリピートが優先的に選択されてきた。一方、RXRαが少ない条件下では、PPARγ/PPARγホモダイマーが形成され、エストロゲン受容体が認識するDNA塩基配列と同じパリンドローム構造を認識することが明らかになった。RXRαは、他の核内受容体ファミリーの多くに共通して結合して機能しているため、RXRαが少なくなった状態では、PPARγ/PPARγホモダイマーがエストロゲン受容体と拮抗する可能性も予想された。すなわち、その条件下では、標的遺伝子が変化する可能性が示唆された。さらに、脂肪細胞においてエストロゲン受容体が発現していることを考え合わせると、これらの受容体を介したクロストークも想定され、PPARγを介した内分泌攪乱作用の可能性が示唆された。内分泌かく乱物質の検出方法を確立しその環境評価法を開発するため、酵母two-hybrid法によるアッセイ系を検討してきた。本年度は、異なった観点から内分泌撹乱作用を検討するため、核内ホルモン受容体スーパーファミリーに属するPPARγの認識配列ならびに標的遺伝子について検討し、以下の結果を得た。1)脂肪細胞の分化を制御する転写因子としてPPARγが知られている。大腸菌に発現させたPPARγとRXRαを用いて、ランダムオリゴヌクレオチド選択法により、PPARγ/RXRαヘテロダイマーが認識する配列を決定したところ、エストロゲン受容体が認識するDNA塩基配列と同じパリンドローム構造を認識することが明らかになった。2)PPARγの強制発現細胞を樹立した。この細胞は本来は脂肪細胞に分化できないが、リガンド存在下でのみ分化する。従って、内分泌かく乱作用のレポーター細胞として機能できることを見いだした。3)上記細胞を用いてサブトラクション法により標的遺伝子の単離を試みた結果、新たな標的遺伝子群を多数単離した。4)上記細胞を用いて、2次元電気泳動法により、発現の変化する蛋白質群を見いだした。これらは現在質量分析計を用いて同定中である。脂肪細胞においてエストロゲン受容体が発現していることを考え合わせると、PPARγ受容体を介したクロストークも想定され、内分泌撹乱作用の分子機構解明には複数のホルモンレセプターの相互作用を考慮する必要が示唆された。昨年度より、異なった観点から内分泌攪乱作用を検討するため、核内ホルモン受容体スーパーファミリーに属するPPARγの認識配列を中心に検討した。本年度は、PPARγの標的遺伝子を中心に検討し、以下の結果を得た。1)PPARγの強制発現細胞を樹立した。
NC工作機械装着型ラピッドプロトタイピングシステムの開発

今日、日本製品の高品質を支える技術に3次元造形技術としてラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)技術がある。特長は3D-CADとの連携で簡便高精度製造の利点を有する反面、造形時間が長いことから工業系大学や工業高専などでは実習時間枠の絡みもありNC工作機械ほどは普及しておらず、若い世代への教育実習がされてない点に着目し、合わせてNC工作機械への省コストな機能付加化を図った。本研究では、授業枠に完了するように精密造形度よりも造形原理が容易に理解できるよう教育的効果を勘案し、原理を熱可塑性樹脂(ワックスや合成樹脂など)をヒータで溶かし、細いノズルより細線状にX-Y軸走査させ、これをZ上面方向に1面状ずつ引き上げて積層する溶融樹脂積層方式(Fused Deposition Modeling)を選んだ。この実習用機材化では、この機能創出には無改造でNC工作機械の"3軸の位置決め精度"を活用する目的で、主軸アタッチメント式の簡易装着FDM-RPシステムとして開発し、次を知見した。○低精度高速型の簡易装着FDM-RPシステムとして完成し、実用性を得た。仕様:掃引速度約1000mm/min(PP材:射出ノズル径3mm、射出樹脂高2.6mm、同幅2.8mm時):溶材供給方式:市販ホットメルト棒材Φ11.3mmの対向回転ギヤ噛み込み供給:1条掃引幅での簡易造形(例:肉厚5mm円柱φ60×25mm、層間ピッチ1.5mm程度)はできる。○ノズル射出開始時の射出樹脂径の安定化(均一性・連続性)と積層時での層間冷却固化速度を考慮しないと造形度に影響を与える。今後は、射出時の溶融樹脂径の定量的安定化を図ることを検討している。
カラム浮選機のファジィ制御に関する研究

本研究は、申請者らが開発したカラム浮選機用のファジィ制御プログラムを改良し、カラム浮選機の完全自動運転を可能にすることを目的に行った。得られた結果を要約すると次のようである。1.実験室用カラム浮選機を用い、空気流量の増加は、気泡径、気泡充満率を増大させ、液面レベルを上昇させることなどを確認した。2.豊羽鉱山選鉱場亜鉛精選系カラム浮選機(直径2.7m、高さ13.5m)で空気流量をステップ状に変化させた場合のフロス層厚さおよびフロス層内の亜鉛品位の変動について測定を行った。液面レベルは空気流量増加後、振幅約20cmで振動した後ほぼ一定の液面レベル(フロス層厚さ160cm)となった。亜鉛精鉱品位は、空気流量の増加により低下した。その変化は速く、5分後にはほぼ定状状態となった。これらの結果より、空気流量の変化に対する精鉱品位の応答は敏速であり、精鉱品位制御において、空気流量は有効な操作量であることが分かった。3.申請者らが先に開発したファジィ制御プログラムの問題点について現場担当者と検討を行った。比較的処理しやすい鉱石の場合には、空気流量を変化させて精鉱品位を制御する基本制御規則には問題がないことが分かった。しかし、処理しにくい鉱石の場合、原鉱および尾鉱中の亜鉛品位、液面レベルなどの情報をさらに加え、精鉱品位または液面レベルを空気流量変化により制御する必要があること、原鉱の性状によってはフロス層を安定に維持するため最高空気流量および最低空気流量を自動的に変化させる必要があることなどが明らかになった。それらについての経験則等を基に制御規則を追加しカラム浮選機の制御を行った結果、処理困難な鉱石の場合にも自動運転が可能であることが分かった。完全自動運転のためには、各種情報の整理、長期間の運転による新たな経験則の構築などが必要であるが、本研究で改良されたプログラムにより完全自動運転へ一歩前進することができた。
炭素イオン線による細胞照射効果に与えるHsp90阻害剤17-AAGの影響

炭素イオン線照射(以下、炭素線)に化学療法剤であるHsp90阻害剤17-AAGを併用し、炭素線による細胞致死効果の増強を試みた。その結果、前立腺癌細胞で両者の併用により炭素線照射効果が増強され、細胞死が顕著に増加した。この原因として17-AAGによるDNA二本鎖切断(以下、DSB)の修復阻害が考えられたが、炭素線により誘発されたDSBはそれ自体、非常に修復しにくく、17-AAGによる修復阻害の増強は認められなかった。しかし、M期細胞で微小核が増加したことから、17-AAGは細胞分裂の異常を引き起こし、最終的に細胞死を誘導することが示唆された。本研究ではガン治療で高い粒子線治療効果を挙げている炭素イオンビーム(以下、炭素線)を利用し、これにタンパク質の機能制御を担う薬剤(分子標的治療薬)を組み合わせることで、正常組織への障害を最小限に抑え、かつ局所制御率の向上を図るための戦略を提案することを最終目的としている。そこで、分子標的治療薬Hsp90阻害剤17-AAGと炭素線との併用で見られた放射線増感効果から炭素線増感メカニズムの基礎的知見の収得を目標とした。19年度は様々な癌細胞(頭頸部扁平上皮癌1種類、前立腺癌2種類、悪性黒色腫1種類)を用いて、17-AAGと炭素線(LET70keV/μm)併用による増感効果の有無を調べ、最も大きな増感効果が得られた前立腺癌1種類について、増感のメカニズムを調べるための実験を行った。放射線で誘発されたDNA二本鎖切断修復は炭素線単独群および17-AAG併用群で違いは見られなかったが、修復タンパクの一つであるRad51のフォーカス形成に大きな違いが見られた。また、17-AAG併用群では放射線照射後のG2チェックポイントが働かず、M期に細胞が蓄積していることが観察された。細胞死の経路に関しては炭素線単独群、17-AAG併用群ともアポトーシスは誘発されなかった。これらの結果から17-AAG併用群では細胞分裂の不能により、M期での細胞死が増加することが予測されるが、一方で間期死の顕著な増加も観察されたため、今後の詳細な実験が必要である。19年度に得られた結果から、炭素線の増感には二本鎖切断修復の際の誤修復の増加が大きく寄与していることが予測される。誤修復を増加させるような薬剤との併用は炭素線治療の局所制御率向上に有益な結果をもたらすことが示唆される。H20年度はHsp90阻害剤17-AAGがどのようなメカニズムで炭素イオン線(以下、炭素線)の殺細胞効果を増強するのかを突き止め、炭素線増感メカニズムの基礎的知見の収得を目標として様々な実験を行った。H19年度の結果から、H20年度は実験に前立腺癌由来のDU145細胞のみを用い、DU145細胞において17-AAGの濃度依存的な線量生存率曲線を取得し、17-AAGの濃度に依存して生存率が顕著に減少することを明らかにした。また、H19年度の結果から、17-AAGの照射前処理によりG2チェックポイントが阻害され、M期での細胞分裂不能による細胞死が起こることが予測された。しかし、H20年度でM期特異的マーカーであるヒストンH3リン酸化抗体を用いてM期細胞の測定を行ったところ、G2チェックポイント阻害によるM期細胞の増加は確認されたものの、照射時のM期細胞の割合は全細胞の30%程度と低く、またM期細胞のみの生存率曲線は増感がほとんど見られなかったことから、M期細胞の増加及びM期での照射は17-AAGによる炭素線増感作用との直接的な関係はないことが推測された。治療に用いるLET(70keV/um)の炭素線において、放射線感受性の細胞周期依存はX線より少ないものの、観測されており、細胞周期制御に関係するタンパク質等の阻害が炭素線増感に寄与する可能性も提案されている。しかし、本研究の結果から細胞周期制御は炭素線増感に関与しないことが示唆された。その他、17-AAGの誘導体でありチロシンキナーゼ阻害剤としても知られるHerbimycinを用い、X線の殺細胞効果の増強を調べた。その結果、Herbimycinは複数のガン細胞で放射線作用を増強し、二本鎖切断修復を強く阻害することを明らかにした。これはRadiation physics and chemistryに投稿し、H21年内に掲載予定である。
イオンチャネル・受容体の動的構造変化追跡を可能にするケミカルプローブの創製

本研究ではイオンチャネル型グルタミン酸受容体(iGluR)のゲーティングメカニズムの解明に役立てることを目的とし海洋天然物ダイシハーベイン(DH)のプローブの合成化学的開発を試みた。具体的には、出発原料にD-riboseを用いて、まずそのアノマー位にビニル基を導入し、それに対するジヒドロキシ化を行った。アミノ酸側鎖は、アルデヒドに対するHWE反応によりエナミドを得たのちにBophozを用いた不斉水素化により構築した。本研究ではプローブの比較対照に用いるための類縁体の保護体までを得ることができた。また、研究分担者の酒井はマウスを用いた合成化合物の活性評価法の予備的な検討を行った。本研究ではイオンチャネル型グルタミン酸受容体(iGluR)に特異的に作用し、そのゲーティングメカニズムの解明に役立てることを目的としたプローブの合成化学的開発に取り組んでいる。本年度は、プローブ化した海洋天然物ダイシハーベインの合成研究に取り組んだ。ダイシハーベインとGluK1の複合体構造から、C6位へのアルキニル基導入が適切であると考えた。その合成を、マロン酸を出発原料とし酸素官能基を導入する戦略により取り組んだところ、マロン酸部の脱炭酸に起因する分解が、合成中間体の化学的安定性に悪影響を及ぼすことが判明した。そこでふたつめの合成戦略にもとづきD-riboseを出発原料とする合成の検討を進めた。フラノース環上で二度のアルドール反応を行ってふたつの四級炭素の構築に成功し、ピラン環の構築に進んだ。ピラン環の構築にはビニルシランを活用することとし、モデル実験を経て、ダイシハーベインの二環性骨格の完成に取り組んでいる。また、合成化合物の活性評価のため、研究分担者の酒井はマウスおよびその自動行動トラッキングシステムの準備を行った。本研究ではイオンチャネル型グルタミン酸受容体(iGluR)に特異的に作用し、そのゲーティングメカニズムの解明に役立てることを目的としたプローブの合成化学的開発を進めている。具体的には、プローブ化した海洋天然物ダイシハーベインの合成研究に取り組んでいるが、その設計に当たっては、ダイシハーベインとGluK1の複合体構造から、C6位へのアルキニル基導入が適切であると考えた。本年度は出発原料にD-riboseを用いた合成を昨年度に引き続き検討した。この原料のフラン環をそのまま活用し、それにピラン環を縮合させる検討を、分子内C-グリコシド化および閉環メタセシス反応により行ったが、いずれも良好な結果を与えなかった。そこで、ピラン環を有さない一環性プローブ化合物の開発に目標を修正した。ただし、ダイシハーベインの8,9位に存在するヘテロ原子はiGluRとの相互作用に必要であるため、まずビニル基を導入し、それに対するジヒドロキシ化を行った。アミノ酸側鎖は、アルデヒドに対するHorner-Wadsworth-Emmons反応によりエナミドを得たのちにBophozを用いた不斉水素化により構築した。引き続きCbz基をBoc基につけ替えたが、この際、末端のアセトニド基の分解が観察され、反応が複雑化してしまった。また、合成化合物の活性評価のため、研究分担者の酒井はマウスの準備を行った。有機合成化学、ケミカルバイオロジーケミカルプローブ開発のための合成研究において、想定していた一つ目の合成戦略において予期しない脱炭酸が起こり、合成戦略の変更を余儀なくされた。二つ目の戦略は脱炭酸を引き起こすことなく、目的化合物の左半分に相当するフラノース環を与えることが判明し、目的に向け進んでいる。全体としては、合成研究に若干の遅れが生じている。当初の計画通りの方針で研究は進めるが、ケミカルプローブの設計の妥当性を判断するため、合成中間体を用いたマウス活性評価や、ケミカルプローブ化も行う。これは構造活性相関の解析だけでなく、本研究の着想の妥当性を評価するために有用であると考えている。本年度は、合成研究を進める中で、ケミカルプローブ合成のための経路の最終的な確立に至った場合に、試薬の大量購入を行う予定であったが、この予定がずれ込み、購入を行うことができなかった。次年度の早い時期に合成経路の確定が行える見通しであり、それを受け、大量合成のための試薬の購入を行う計画である。
基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムの開発

小学校体育の効果的な授業改善のために、基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムを開発した。具体的には、1児童の基本的な動きの習得状況を把握すること、2基本的な動きを観察的に評価するための評価基準を作成すること、3評価基準の妥当性、信頼性、客観性の検討をもとに標準化し、基本的な動きの観察的評価システムを開発すること、4基本的な動きの観察的評価システムを導入した授業を実施した。平成23年4月より完全実施された現行の小学校学習指導要領「体育」においては、今日の児童の体力・運動能力の実態を鑑み「体つくり運動」を全学年に設定し、低学年では「多様な動きをつくる運動遊び」、中学年では「多様な動きをつくる運動」で構成された授業が実施されている。平成30年に予定されている次期学習指導要領の改訂に向け、現行の学習指導要領の評価のためには、児童の基本的な動きの洗練化を観察的に捉え、ねらいにあった授業の展開を支援できるような評価システムの開発が急務である。そこで本研究では、動作発達学の研究成果を踏まえ、効果的な小学校体育の授業実践ための、児童の基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムを研究開発することを目的として研究を進めている。平成27年度には、「児童の基本的な動きの習得状況の把握」と、「基本的な動きを観察的に評価するための評価基準の作成」を実施した。「児童の基本的な動きの習得状況の把握」においては、東京都内の小学校の1年生から4年生までの児童を対象とし、児童の基本的な動きを、デジタルビデオカメラを用いて撮影した。本研究において設定する基本的な動きは、小学校学習指導要領解説体育編の「多様な動きをつくる運動(遊び)」に例示として提示されている基本的な動きをもとに、体育の授業実践場面に多く出現する基本的な動きとした。特に平成27年度においては、<力試しの運動(遊び)>に例示されている基本的な動きを中心に観察し、その習得状況の撮影を行った。「基本的な動きを観察的に評価するための評価基準の作成」については、撮影収集した基本的な動きの身体部位別・運動局面別の動作カテゴリーを抽出し、その動作カテゴリーの組合せによって、基本的な動きの発達過程を明らかにし、観察的な評価のための評価基準を作成した。基本的な動きの中で、「渡る」「回る」「走る」「跳ぶ」「登る」「投げる」「捕る」「なわを跳ぶ」「はねる」「回す」「蹴る」の11種類の基本的な動きに関しては、宮丸(1973・1987)、研究代表者(1986・1988・1990・2011)によって発達過程が明らかにされている。したがって本研究においては、上記した基本的な動き以外の「登る」「押す」「引く」といった<力試しの運動(遊び)>に例示されている基本的な動きの習得状況の撮影を行った。撮影収集した基本的な動きを観察的に評価するための評価基準の作成にあたり、平成28年度における研究計画としていた評価基準の妥当性、信頼性、客観性の検討の一部について、前倒しして実施した。特に、評価方法の評価として重要視されている、複数の観察者による同一対象児童の基本な動きの評価結果の比較による客観性の検討を実施した。平成28年度は、評価基準の妥当性、信頼性、客観性の検討と基本的な動きの観察的評価システムの開発を実施した。すなわち、平成27年度に作成した基本的な動きの観察的な評価基準に関して、評価方法の評価を行った。具体的には、評価結果の正規性の検定、動作様式の経年的な変容による妥当性、複数回の動作遂行の実施によって出現した動作様式の比較分析による信頼性、複数の小学校教諭による同一対象児童の基本な動きの評価結果の比較による客観性の検討等から、基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムを開発した。動作発達学の先行研究をもとに、平成27年度に撮影収集した基本的な動きのデータをもとに、身体部位別・運動局面別の動作カテゴリーを抽出し、その動作カテゴリーの組合せによって、基本的な動きの発達過程を明らかにし、観察的な評価のための評価基準を作成した。平成28年度は、作成した評価基準の妥当性、信頼性、客観性の検討と基本的な動きの観察的評価システムの開発を目指し、評価基準に関して、評価方法の評価を実施した。具体的には、評価結果の正規性の検定、動作様式の経年的な変容による妥当性、複数回の動作遂行の実施によって出現した動作様式の比較分析による信頼性、複数の小学校教諭による同一対象児童の基本な動きの評価結果の比較による客観性の検討から、基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムの開発を行った。

平成29年度においては、「体育の授業への基本的な動きの観察的評価システムの導入」と、「デジタル教材のツールとしての提案と検証」について研究を進めた。「体育の授業への基本的な動きの観察的評価システムの導入」に関しては、小学校において、標準化された基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムを用いた体育授業を実践した。授業実践にあたっては、授業中に児童に出現した基本的な動きの種類と頻度の調査(研究代表者:2009)、児童の「単元」における基本的な動きの変容の調査(研究代表者:2011)、児童による形成的授業評価(高橋:1994)、授業観察チェックリストによる評価(高橋:2000)、授業中の児童の運動量・歩数の測定による詳細な授業評価を行った。授業評価の結果をもとに、小学校体育の授業改善のために、より効果的な基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムの活用方法を検討した。「デジタル教材のツールとしての提案と検証」に関しては、開発した基本的な動きの観察的評価システムの目的と具体的な内容、授業実践での活用方法の詳細を明記したマニュアルの作成を手がけた。マニュアル案をもとに、小学校において、低中学年の「体つくり運動」領域の「多様な動きをつくる運動(遊び)」の授業実践を実施した。授業実践においては、「単元」内の全ての授業の実施状況を分析した。その結果から、授業への普及状態と授業改善の状況をチェックし、基本的な動きの評価システムのデジタル教材のツールとしての活用を検討した。小学校体育の効果的な授業改善のために、基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムを開発した。具体的には、1児童の基本的な動きの習得状況を把握すること、2基本的な動きを観察的に評価するための評価基準を作成すること、3評価基準の妥当性、信頼性、客観性の検討をもとに標準化し、基本的な動きの観察的評価システムを開発すること、4基本的な動きの観察的評価システムを導入した授業を実施した。平成28年度においては、評価基準の妥当性、信頼性、客観性の検討と基本的な動きの観察的評価システムの開発を中心に、これまでに作成された評価基準に関して、評価方法の評価を実施する予定である。具体的には、評価結果の正規性の検定、動作様式の経年的な変容による妥当性、複数回の動作遂行の実施によって出現した動作様式の比較分析による信頼性、小学校教諭による同一対象児童の基本な動きの評価結果の比較による客観性の検討から、基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムの開発を目指す。平成29年度には、当初の研究計画通り、「体育の授業への基本的な動きの観察的評価システムの導入」と「デジタル教材のツールとしての提案と検証」に関して、研究を進める予定である。平成29年度においては、これまでの研究成果をもとに、以下に記述した、1体育の授業への基本的な動きの観察的評価システムの導入と、2デジタル教材のツールとしての提案と検証に関する研究を進める予定である。1体育の授業への基本的な動きの観察的評価システムの導入に関しては、東京都2校、及び山梨県2校の計4校の小学校において、標準化された基本的な動きの洗練化を目指した観察的評価システムを用いた体育授業を実践する。授業実践にあたっては、授業中に児童に出現した基本的な動きの種類と頻度の調査(研究代表者:2009)、児童の「単元」における基本的な動きの変容の調査(研究代表者:2011)、児童による形成的授業評価(高橋:1994)、授業観察チェックリストによる評価(高橋:2000)、授業中の児童の運動量・歩数の測定による詳細な授業評価を行う。
栄養状態を切り口とした、癌が全身の生理状態に与える悪影響の仕組みの解明

これまでの多くの癌研究は、遺伝子変異に着目し進められ、発癌の原因となる数多くの遺伝子異常が報告されてきた。そして、癌自体を制御して、癌を体から排除し、癌を根治させる試みが今日も世界中で行われている。しかし、癌によって生き物が死に至る際、癌が全身の生理状態に与える悪影響の実態は依然として謎が多い。本研究では、ショウジョウバエの遺伝学的手法を駆使し、癌が全身の生理状態に悪影響を与える際の作用機序、それを制御するシグナルの解明を試みた。2018年度は、本研究の主要な柱である、癌が全身の生理状態に悪影響を与える際の作用機序の解明、において明確な進展が得られた。この研究結果により、癌が全身の生理状態に与える悪影響の実態を解析する際の、強固な基盤が確立出来た。具体的には、以下の3点をこれまでに明らかにした。1.癌によって誘導される劣悪な生理状態に対して、死を逃れ、恒常性を維持出来る代謝の条件を探った。そして、通常の代謝の条件と比較して、遺伝子癌個体の生存率が顕著に上昇する代謝の条件を発見した。2.癌が全身の生理状態に悪影響を与える際の作用機序の解明を試みた。具体的には、遺伝学的手法を用いて組織の代謝状態を変化させ、網羅的に癌個体の生存率に重要な臓器の同定を試みた。そして、癌によって誘導される劣悪な生理状態を仲介する特定の組織を同定することが出来た。3.癌が全身の生理状態に与える悪影響に重要なシグナルの同定を試みた。次世代シークエンス法を用いた網羅的解析と遺伝学を用いた機能解析により、癌個体の生存に必須な遺伝子を複数同定することが出来た。以上の結果より、癌が全身の生理状態に与える悪影響の理解につながる重要な成果を得ることが出来た。本研究は、ショウジョウバエの癌個体が、癌によって誘導される生理的な変化に対して最終的には個体死に至る現象に着目し、この個体死の原因となるメカニズムの解析を通じて、癌が全身の生理状態に与える悪影響の理解を目指すものである。これまでに、遺伝学を用いた網羅的な解析により、本研究の主要な柱である、癌が全身の生理状態に悪影響を与える際の作用機序の解明において、明確な進展が得られた。また、癌個体の生存に必須な遺伝子を複数同定することが出来たため、癌が全身の生理状態に与える悪影響に重要なシグナルを同定するための基盤となる成果を得ることが出来た。以上の経過から、本研究は順調に進展しているといえる。本年度の研究で同定された、癌個体の生存に必須な遺伝子の詳細な解析を行う。具体的には、同定された遺伝子の変異体や過剰発現系統を作製する。そして、変異体や過剰発現系統を用いて、癌による全身の生理状態に与える悪影響がどのように変化するか個体レベルで解析する予定である。

具体的には、同定された遺伝子の変異体や過剰発現系統を作製する。そして、変異体や過剰発現系統を用いて、癌による全身の生理状態に与える悪影響がどのように変化するか個体レベルで解析する予定である。当初購入を予定していた、物品の購入費が少なく済んだため。また国際学会旅費が不要であった。翌年度にさらに必要となる次世代シークエンス解析費用(試薬を含む)として使用する予定である。
特別支援教育における初等教育での重要語彙の体系化と語彙指導法の構築

第一に、特別支援教育対象児における重要語彙の体系化を行う。ここでは、日常生活や教科指導等における中核的語彙の抽出と品詞別・教科別の出現頻度の集計を通して、重要語としての候補語彙を選定する。第二に、児童生徒の語彙の習得状況および日常生活での使用の実態調査を行い、語彙の獲得状況について明らかにする。実態調査の結果から語彙の種類や語彙ごとの獲得児数の検討に基づく類型化を行うとともに、一部の児童を対象として認知特性や漢字熟語を形成する漢字知識と獲得語彙の豊富さとの関連の検討を行う。第三に、語彙指導方法のレビューと体系化を行い、語彙指導に関する具体的な教育実践への提言を行う。
医用重粒子線CTにおける再構成画像の空間分解能向上に関する実験的評価

本申請では、医用重粒子線CTにおける再構成画像の空間分解能がどこまで到達可能であるかについて、実験的手法により総合評価を行うことを目的とした。なかでも、空間分解能低下の一番の要因として考えられている多重クーロン散乱によるボケの影響を、我々が提案中である重粒子線版FDR法を適用することにより補正可能であるかどうかについて、実験的に示すことを到達目標とした。平成19年度においては、平成18年度に引き続き、昨年度製作した大サイズ空間分解能評価ファントムを用いたCT照射実験を、放射線医学総合研究所に設置された重粒子線加速器HIMACを用いて遂行した。ここで、これまで我々は、我が国が世界に先駆けて推進中である「炭素線」を用いたがん治療の治療計画に注目し、「炭素線」によるCTシステムの評価を遂行してきた。一方で、本研究では、「被写体内において照射粒子が多重クーロン散乱により進行方向が曲げられることによるボケの現象を評価・補正」することを目的としていることから、その効果がより顕著に現れる「ヘリウム線」を用いたCT照射実験を今年度初めて遂行した。その結果、炭素線によるCT画像に比べてヘリウム線によるCT画像の方が空間分解能が顕著に低下していることが示された。すなわち、我々のシステムにより撮影されたデータにおけるボケの効果は、多重クーロン散乱が支配的であるという結果を実験的に得ることに成功した。また、これら両者の実測データに対して、昨年度提案した「ウィナーフィルターを考慮にいれた多重クーロン散乱補正付きFDR補正」の適用を現在行なっている最中であり、本手法により空間分解能低下の補正が可能な予備的な結果が出たところである。以上より、我々が考察中である重粒子線CTシステムでは、最終的に、X線CTに近い約1mmの空間分解能を達成することが可能であることが本研究により実験的に示された(IEEE Trans. Med. Imag.に論文投稿準備中)。本申請では、重粒子線がん治療を対象として我々が現在開発中である「増感紙-CCD系重粒子線CTシステム」により撮影された再構成画像の空間分解能がどこまで到達可能であるかについて、実験的手法により総合評価を行うことを目的としている。なかでも、空間分解能低下の一番の要因として考えられる多重クーロン散乱によるボケの影響を、我々が提案中である重粒子線版FDR(Frequency Distance Relation)法を適用することにより補正可能であるかについて、実験的に示すことを到達目標としている。初年度である平成18年度においては、まず、実験的評価を行うために必要な大サイズ空間分解能評価ファントムの設計、及び製作を行った。当初は放射線医学総合研究所重粒子線加速器HIMACにおける平成18年度後期実験シフト(申請5日間)において、今回製作したファントムを用いた重粒子線CT照射実験を遂行する予定であったが、ファントム製作が遅れたことと、後期シフト5日間のうちの最終日が12月であったことから、本年度は、CT照射実験を断念した。代わりに、平成19年度前期シフト(申請5日間)が先日発表され、本実験を今年5月、6月に5日間行うことが決定したところである。次に、重粒子線CT版FDR法の適用のための準備として、多重クーロン散乱による被写体内でのボケの補正関数として、これまでのToy Modelに代わり、Geant4によるモンテカルロシミュレーションによりRealistic Modelの調査を行った(弟93回日本医学物理学会(2006年9月、福岡)で演題発表)。その結果、Toy Modelとの比較において、そのボケの効果が実際は最大で150%大きいことを見出した。更に、FDR法を適用した際に生じる高周波ノイズ強調の問題を解決するために、画像復元理論の分野で用いられているウィナーフィルターを適用するための準備、及びその評価を行った(第94回日本医学物理学会(2007年4月、横浜)で演題発表予定)。ここで、これらの解析は、フリーの画像処理ソフトとして知られている「ImageJ」のplugin機能(java言語によるプログラム)で遂行可能とし、来年度撮影予定である大サイズ空間分解能ファントムの重粒子線CTデータへの適用の準備が整ったところである。また、本結果は、11月に開催されるIEEE Medical Imaging Conference 2007(Hawai, USA)で発表予定である。

また、これら両者の実測データに対して、昨年度提案した「ウィナーフィルターを考慮にいれた多重クーロン散乱補正付きFDR補正」の適用を現在行なっている最中であり、本手法により空間分解能低下の補正が可能な予備的な結果が出たところである。以上より、我々が考察中である重粒子線CTシステムでは、最終的に、X線CTに近い約1mmの空間分解能を達成することが可能であることが本研究により実験的に示された(IEEE Trans. Med. Imag.に論文投稿準備中)。
活性フラボノイドによる選択的mRNAスプライシング制御の分子機構解明と応用展開

食品成分より核内mRNAプロセシング過程を阻害する化合物としてアピゲニン、ルテオリンを見いだした。次いで次世代シーケンス解析により、その作用機序がスプライシング制御であり、広範な遺伝子の選択的スプライシングに影響していることを発見した。この発見は、「食品成分が選択的スプライシングを広範囲に制御する」というこれまでになかった新しい概念の提唱につながる。今後、食品成分による選択的スプライシング解析のための適切な解析プラットフォーム作りを提案する。
次世代ブロードバンドインターネット及び移動体通信ネットワークに関する研究

本年度は,次世代移動通信ネットワークにおいて,QoS保証を実現するために,QoS提供に対するハンドオフの影響の評価,無線資源割り当てとネットワーク容量の最適化に関する研究を行った,本研究では,まず,IPネットワークと下りリンク高速パケットアクセス(HSDPA)を用いる移動通信ネットワークにおいて,以前提案した二層にまたがるキューモデルとハンドオフを行っているパケットを優先するスケジューリングアルゴリズムを評価した.続いて,HSDPAにおいてパケット棄却率を低減する高速スケジューリングアルゴリズムであるパケット棄却率低減アルゴリズム(LDROP)を提案した.提案方式では,バッファの占有状況とチャネル状態に基づいて送信パケットを選択する.計算機シミュレーションにより,提案方式が計算量を低減し,高スループットと低棄却率を得られることを示した.さらに,先に提案した二層にまたがるキューイングモデルに基づいて,サービス特性に対するハンドオフの影響の解析結果を用いて,IPベースのネットワークにおける移動性を考慮したスケジューリングアルゴリズムを提案した.提案方式では,バッファの占有率とチャネル状態の考慮しつつハンドオフを行っているパケットを優先することにより,LDROPにおいても移動性を考慮することができる.さらに,提案方式はQoSを提供することだけではなくハンドオフパケットの棄却率を最小にすることができる.本研究の成果について国際会議APSITT2003,WPMC2003において発表した.また,電子情報通信学会の学会誌にも投稿予定である.次年度は,次世代移動通信ネットワークに有効とされているTDD-CDMAを用いたネットワークにおける,無線資源割り当てと接続認証制御のアルゴリズムに関する研究を進める予定である.本年度は,第4世代移動通信ネットワークにおいてQoS補償を実現するために,無線アクセスルータにおけるキューモデル及びスケジューリングアルゴリズムに関する研究を行った.本研究ではQoSを補償し,ハンドオフによるパケット棄却率を軽減するために,IPレイヤ及び物理レイヤにおけるスケジューリングアルゴリズムを提案した.提案方式では,最適な資源割り当てを実現するために,ハンドオフ制御モジュールにおいて物理レイヤとIPレイヤの間でレイヤ情報の交換が行われる.IPレイヤにおいてハンドオフテーブルを用意し,その情報をスケジューリング及び資源割り当てに利用する.提案方式は,あるサービスクラスにおいてハンドオフを行っているコネクションに対し,高優先権を割り当てることでハンドオフを行っているパケットがハンドオフを行っていないパケットよりも前に送信される.また,無線における通信品質は時間及び場所に依存する.そのため,最適なスケジューリングを行い,コネクションのQoSを補償するために,資源管理制御モジュール及びハンドオフ制御モジュールにおいてリンク品質に関する情報が更新される.また,物理レイヤにおいてサービス及びハンドオフの優先権を考慮した動的な資源(帯域及び電力)割り当てに関する提案を行った.計算機シミュレーションによる特性評価の結果,提案方式はパケット棄却率を低減し,同時に全てのサービスクラスにおけるQoS要求を満たし,第4世代移動通信ネットワークにおいて有効であることを示した.なお,本研究の成果について国際会議VTCFall2003に投稿中である.次年度は,提案方式に加え,認証制御アルゴリズム及びハンドオフのための資源予約に関する研究を進める予定である.本年度は,次世代移動通信ネットワークにおいて,QoS保証を実現するために,QoS提供に対するハンドオフの影響の評価,無線資源割り当てとネットワーク容量の最適化に関する研究を行った,本研究では,まず,IPネットワークと下りリンク高速パケットアクセス(HSDPA)を用いる移動通信ネットワークにおいて,以前提案した二層にまたがるキューモデルとハンドオフを行っているパケットを優先するスケジューリングアルゴリズムを評価した.続いて,HSDPAにおいてパケット棄却率を低減する高速スケジューリングアルゴリズムであるパケット棄却率低減アルゴリズム(LDROP)を提案した.提案方式では,バッファの占有状況とチャネル状態に基づいて送信パケットを選択する.計算機シミュレーションにより,提案方式が計算量を低減し,高スループットと低棄却率を得られることを示した.さらに,先に提案した二層にまたがるキューイングモデルに基づいて,サービス特性に対するハンドオフの影響の解析結果を用いて,IPベースのネットワークにおける移動性を考慮したスケジューリングアルゴリズムを提案した.提案方式では,バッファの占有率とチャネル状態の考慮しつつハンドオフを行っているパケットを優先することにより,LDROPにおいても移動性を考慮することができる.さらに,提案方式はQoSを提供することだけではなくハンドオフパケットの棄却率を最小にすることができる.本研究の成果について国際会議APSITT2003,WPMC2003において発表した.また,電子情報通信学会の学会誌にも投稿予定である.次年度は,次世代移動通信ネットワークに有効とされているTDD-CDMAを用いたネットワークにおける,無線資源割り当てと接続認証制御のアルゴリズムに関する研究を進める予定である.
治療抵抗性気分障害におけるインスリン抵抗性の病態生理学的影響に関する検討

老年期健常群において、Default mode networkのハブであるPrecuneusとAnterior Cingulate cortexのconnectivityが、射幸性など報酬系検査のパフォーマンスと優位に負の相関を示すことが明らかになった。さらに、安静時脳機能検査において、BOLD信号をフーリエ変換した際に得られるPower-law exponentをlog変換して得られるベータが、課題の反応速度と関連していることを示した。インスリン抵抗性は、インスリンに対する組織応答の低下を示す病態概念であり、糖尿病や高脂血症、高血圧などの動脈硬化因子が形成され増悪してゆくうえでの、共通した背景因子である。さらに近年、気分障害における内分泌学的異常に関する知見の蓄積により、気分障害患者は、コルチゾールや炎症性サイトカイン(IL-6、TNF-αなど)の分泌亢進、自律神経バランスにおける交感神経優位性、あるいは肥満などを介してインスリン抵抗性を形成しやすく、このため動脈硬化への脆弱性を有していることが明らかにされた。さらに、治療反応性に乏しい遷延性気分障害例では、脳MRI画像上、無症候性脳梗塞や大脳白質高信号などの動脈硬化性変化を有意に認めることが報告されるようになり、気分障害の遷延化の背景にも、インスリン抵抗性の増大が深く関与している可能性が示唆されている。しかし、耐糖能の評価や動脈硬化重症度などの多角的指標を用いて、治療抵抗性気分障害における脳画像とインスリン抵抗性の関連性を包括的に検討した報告は、極めて乏しい。本研究では、現在老年期うつ病患者群および健常対照群を対象として、MRI画像装置を用いて、構造画像(T1強調画像、DTI)、resting functional MRIに加えて、脳内GABA濃度測定を行っている。さらに、採血検査を行うことで、インスリン抵抗性の定量的解析を行うとともに、イオマゼニルを用いた脳内GABA-aレセプター分布を調べている。現在のデータ集積状況は健常群が4例であるが、今後研究終了までに両群とも40例を集める予定である。さらに近年、気分障害における内分泌学的異常に関する知見の蓄積により、気分障害患者は、コルチゾールや炎症性サイトカイン(IL-6、TNF-alphaなど)の分泌亢進、自律神経バランスにおける交感神経優位性、あるいは肥満症などを介してインスリン抵抗性を形成しやすく、このため動脈硬化への脆弱性を有していることが明らかにされている。また、治療抵抗性気分障害において、その遷延化の背景に、脳MRI上白質高信号など動脈硬化性病変を高率に認めるなど、インスリン抵抗性の関与が示唆されるようになった。本研究では、老年期うつ病患者および健常対照群を対象として、脳MRI装置や採血検査、イオマゼニルSPECTなど多角的検査指標を用い、気分障害におけるインスリン抵抗性の関与を調べることを目的としており、現在20例ほどを収集済みであり、今後も症例数を増やして行く。研究調査を行うための倫理的手続きは完了しており、現在のデータ集積状況は20例である。研究終了までに40例ほどの収集を目標としている。本研究は、治療抵抗性気分障害におけるインスリン抵抗性の病態生理学的影響を明らかにすることを目的に、治療抵抗性気分障害群、治療反応の得られた気分障害群、および健常群の3群を対象として、超音波診断装置を用いた頚動脈内膜・中膜複合体厚測定、3MRI-T1強調画像および拡散テンソルMRIトラクトクトグラフィーなど脳画像諸検査を縦断的に施行することで、各群間・群内において、インスリン抵抗性や動脈硬化重症度、大脳灰白質の局所体積(Voxel-Based-Morphometry: VBM)あるいは大脳白質の異方向性比率(Fractional Anisotropy: FA)の関連性を包括的に比較・検討するものである。今回の研究期間に、健常対照群40例をすでに収集済みとなっており、現在疾患群を鋭意収集中となっている。さらに、健常群を対象とした解析により、安静時脳機能活動が、ヒトの報酬行動を予見する可能性を示唆することが示されたため、現在論文化を終えて投稿中となっている。研究調査を行うための倫理的手続きは終了しており、現在のデータ集積状況は健常群が4例である。今後研究終了までに両群とも40例を集める予定である。症例数を追加し、40例に達した段階でデータ解析を開始する。精神医学本年度は、健常ボランティアを対象とした、ノーマルデータベースの作成を進める。平成28年2月にこれを終了してから、患者群のデータ収集に入る予定である。患者群について当初計画した予定症例数に平成27年度内は到達しなかったため、繰り越しが生じた。平成28年度内に患者群についても予定症例数を収集する方針である。
燃料電池の高性能化に関する研究

直接型アルコール燃料電池に関しては、(i)メタノールはホルムアルデヒド、ギ酸を経由して二酸化炭素に酸化されるが、貴金属超微粒子触媒が高活性となる粒子サイズがある。(ii)40%の被覆率でAuを修飾したPt、50原子%のRuを添加したPtは高活性触媒として作用する。(iii)フッ素系イオン交換樹脂であるナフィオンで触媒粒子を被覆すると、触媒の耐被毒性と活性が著しく向上する。などの結果を得た。溶融炭酸塩型高温燃料電池に関しては、(i)正、負両極ともに電極反応は反応ガスの多孔性電極中への拡散、電極・電解質界面から電解質への溶解、電極上での電荷移動反応の過程を経て進むことを明らかにし、高速ガス拡散電極、高溶解電解質媒体を用いることにより高活性電極が設計できることを示した。(ii)多孔質ニッケル表面を、溶融塩から電析によってタングステンで改質することにより、安定で触媒活性の高い負極が作製できることを示した。(iii)ニッケルフェライトの複合酸化物は、現在用いられている酸化ニッケルに比べ、溶融塩中での耐食性に優れ、長期間の使用に耐える正極として用いることができることを示した。などの結果を得た。固体電解質型高温燃料電池に関しては、(i)BaCaO_3の一部をNdなどで置換したセラミックスが高温でプロトンと酸化物イオンの混合導電性を示し、そのイオン導電性は安定化ジルコニアよりも優れ、高性能電解質となることを示した。(ii)1000°Cで作動する高温燃料電池では、エントロピー変化に伴うエネルギーが熱力学的に熱として正極と電解質の界面で発生することを明らかにし、これを基に電池内の温度分布を求めた。などの結果を得た。などの結果を得た。などの結果を得た。などの結果を得た。