hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細菌を活用した細胞性粘菌の移動時における中心体配置の役割の解明

本研究は,細胞小器官である中心体に微小磁石を結合させ,細胞外の磁場を操作することで,中心体の位置を制御し,その細胞内配置の役割を明らかにすることである。そのために,細胞性粘菌が行う貪食によって細菌内の物質を細胞内に導入する方法の開発を行った。本年度は,各種の細胞膜透過ペプチドを用いて物質導入することを目指し,効果的なペプチドの探索を行った。実験を効率よく進めるため,生育速度がより速い大腸菌を用いることとした。物質導入が成功したことの指標は,大腸菌の細胞内成分(プラスミド)が細胞性粘菌に移行し,その細胞性粘菌が形質転換されることとした。大腸菌に目的ペプチドを発現させるために,先に開発したタンパク質翻訳量の増強技術(特願2018-137929,特願2018-137930)を用いた。様々な既報のペプチドを検討した結果,2種類のペプチドで形質転換を起こすことに成功した。ただし,その導入効率は現時点では低く,本研究で目的とした物質導入に実用できる水準には達しなかった。以上のことから,細胞性粘菌に細菌を貪食させることよって,細菌内の物質を粘菌細胞内に送達することは原理的には可能であるが,効率の観点から更なる方法の改良が必要であることが明らかになった。研究成果の一部は,Applied Microbiology and Biotechnology誌に掲載された。他の成果についても,現在論文準備中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、細胞内でのオルガネラの位置を磁気によって自在に操作する技術を新たに開発し、移動する細胞で観察される中心体配置の極性の生理的意義について解明することを目的とする。研究開始のH28年度は、(i)オルガネラの磁気操作方法の開発に使う磁性細菌の培養環境の整備と(ii)その遺伝子組換え実験、(iii)細胞性粘菌の中心体可視化株作成用の遺伝子作成を実施した。以下はその要点である。(i)二種の磁性細菌について、液体培養および平板培養を行った。その結果、既報の通りの菌形態、走磁性、増殖速度を示す環境を整備することができた。(ii)磁性細菌に任意の外来遺伝子を発現させることを目的として、1)プラスミドの構築、2)形質転換条件の検討を行った。1)については、磁性細菌と大腸菌との間でのシャトルベクターと、そのベクターに様々な外来遺伝子を挿入したプラスミドを構築した。2)については、1)で作製したプラスミドを導入できる条件を見つけ、さらに一部のプラスミドではその遺伝子発現にも成功した。一方、導入したプラスミドの塩基配列の一部が欠損することがあることが判明した。(iii)中心体に局在するgamma-tubulin遺伝子を粘菌cDNAからPCRによって増幅した。その遺伝子と新規に作製した細胞性粘菌にコドンを最適化した単量体GFP遺伝子をグリシンセリンリンカーでつなぎ合わせた。さらに、細胞性粘菌に外来遺伝子を発現させるための汎用ベクターも合わせて作製した。このベクターに前述のGFP融合gamma-tubulin遺伝子の挿入し、細胞性粘菌に形質導入した。磁性細菌内で安定的に維持されるベクターを見い出し、電気穿孔法によって遺伝子導入する方法を確立した。この点は計画通りであるが、導入したプラスミドによっては配列が一部欠損することがわかり、用意した遺伝子すべては発現させることができていない。この点を克服する必要がある。細胞性粘菌の中心体の可視化については、計画通り進行している。研究開始2年目のH29年度は、(i)前年度の課題であった磁性細菌内に導入したプラスミドの塩基配列の一部が欠損する問題点の改善、(ii)組み換え磁性細菌由来の磁性体を細胞性粘菌内に導入する方法の検討、(iii)開発した画像処理プログラムを用いて細胞性粘菌の運動と中心体動態の解析を行った。さらに、(iv)前年度作製したプラスミドに改良を加えた。(i)欠損箇所の分析から、前年度までに作製したプラスミドに改変を加え、欠損が起きにくい方法を探索した。その結果、欠損確率を低減させる方法を見出し、期待通りの組み換え体を得ることに成功した。(ii) (i)の方法を用いて遺伝子組み換えを行った磁性細菌を用いて、貪食によって磁性体を細胞性粘菌内に導入する方法を計画の通り検討した。しかし、現在までに期待した導入は達成できていないので、検討を継続する必要があることがわかった。(iii)細胞重心や中心体の位置を画像処理によって自動的に抽出し、細胞の運動との関係を評価するプログラムを開発した。これにより、顕微鏡観察によって取得した大量の画像データを短時間で処理することができるようになった。その結果、運動する細胞内での中心体配置の傾向を明らかにした。(iv)GFP蛍光を用いて大腸菌コロニーのスクリーニングを効率的に行う新手法を見出した(特許出願準備中)。(i)で用いたプラスミドにこの手法を適応することに成功し、形質転換体のスクリーニング効率を向上させることができた。細胞性粘菌内に磁性体を導入する方法について、検討計画の一部を実施できた。しかし、その方法では期待通りの成果を得ることはできなかったので、他の手法をさらに試す必要がある。

一方、細胞運動と中心体の細胞内配置を評価する手法については計画通り完成させることができた。本研究は,細胞小器官である中心体に微小磁石を結合させ,細胞外の磁場を操作することで,中心体の位置を制御し,その細胞内配置の役割を明らかにすることである。そのために,細胞性粘菌が行う貪食によって細菌内の物質を細胞内に導入する方法の開発を行った。本年度は,各種の細胞膜透過ペプチドを用いて物質導入することを目指し,効果的なペプチドの探索を行った。実験を効率よく進めるため,生育速度がより速い大腸菌を用いることとした。物質導入が成功したことの指標は,大腸菌の細胞内成分(プラスミド)が細胞性粘菌に移行し,その細胞性粘菌が形質転換されることとした。大腸菌に目的ペプチドを発現させるために,先に開発したタンパク質翻訳量の増強技術(特願2018-137929,特願2018-137930)を用いた。様々な既報のペプチドを検討した結果,2種類のペプチドで形質転換を起こすことに成功した。ただし,その導入効率は現時点では低く,本研究で目的とした物質導入に実用できる水準には達しなかった。以上のことから,細胞性粘菌に細菌を貪食させることよって,細菌内の物質を粘菌細胞内に送達することは原理的には可能であるが,効率の観点から更なる方法の改良が必要であることが明らかになった。研究成果の一部は,Applied Microbiology and Biotechnology誌に掲載された。他の成果についても,現在論文準備中である。磁性細菌内での導入プラスミドの組み換えを抑制するために、関係遺伝子のノックアウト株の分与または作製することによって対策する。また、組み換え箇所の特定とその改変によって対応することも検討している。その点を克服できれば、あとは計画通り実施できると考えている。細胞性粘菌内に物質を導入する方法について検討を継続する。効率的に研究を進めるために、磁性細菌に比べて増殖速度が圧倒的に速い大腸菌も活用して、物質導入に有効な遺伝子の探索を推進する。そこで得た知見を磁性細菌へ応用して、磁性体を細胞へ導入する方法を開発する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
家計における子どもへの金銭的・時間的教育投資の決定とその影響

家計内における資源分配行動として、これまで行ってきた『消費配分』決定の分析に加え、夫婦の時間配分決定のメカニズムを探るべく実証分析を試みた。具体的な研究としては1通勤時間が夫婦の市場労働や家事労働時間の配分に与える影響、2夫の転勤が妻の労働選択や夫婦の時間配分に与える影響の2つの課題を掲げた。前者は大阪大学小原美紀教授との共著論文として内閣府の経済分析に掲載されている。後者については分析の途上であり、特別研究員としての任期終了後も継続して行っていく予定である。1の研究では,通勤時間の変化が夫婦の市場労働および家事労働の供給に与える影響を分析した.分析には,公益財団法人家計経済研究所による「消費生活に関するパネル調査」の1995年から2015年までのデータを使用した.共働き世帯を対象とした分析の結果,本人の通勤時間が長くなれば,夫と妻それぞれの市場労働時間が長くなり,家事労働時間は短くなることが示された.加えて,配偶者の通勤時間が長くなれば自分の市場労働時間を減らし,家事時間を増やすことがわかった.推計値の詳細を見ると,通勤時間の増加による配偶者の労働供給抑制効果だけでなく,妻の家事労働供給は彼女の市場労働供給と比べて非弾力的であることや,通勤時間に対する家事時間の弾力性は夫で大きいことが示された.また,夫が配偶者の通勤時間に反応して家事労働時間を変化させることは1990年代には見られておらず,2000年代に変化した日本家計の特徴であることがわかった.2の研究では、上記のデータを用いて、転居を伴う転勤という本人の意思に依らない外生的な居住環境・労働環境の変化が生じた際に、夫婦がどのような行動を選択するのか明らかにすることを試みている。具体的に現在は、(i)夫の転勤前後での妻の働き方の変化、(ii)夫の転勤が夫婦の時間配分に与える影響を分析している。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、家計内における子どもへの消費や時間の配分の決定とその影響を実証分析によって解明することを目的としている。今年度は、家族内バーゲニングと消費配分の決定について、非常に珍しい日本のパネルデータを用いた計量分析を行った。利用した家計経済研究所の『消費生活に関するパネル調査』のデータには家計内の個人レベルの支出配分が記録されており、かつパネルデータで分析できる点が海外の先行研究で用いられるデータに無い利点である。また、しばしば指摘されるバーゲニングパワーの内生性の問題に対して、本研究では外生的な法改正を操作変数とする操作変数法を用いた対処も試みた。分析結果は、家計内で妻のバーゲニングパワーが高まると夫と比べて妻個人の消費配分が増加することを示した。海外の先行研究等でも指摘されるように、家計内の資源配分が個人のバーゲニングパワーに応じて変わるというcollective modelのインプリケーションが支持され、パネルの操作変数法で内生性に対処しても結果は頑健であることが証明された。妻の家事労働意識が高いと言われる日本でも、妻のバーゲニングパワーが高まれば妻向けの消費がなされるという実証結果が示されたことは、国内のみならず海外でも注目されるものだと考えられる。さらに、子どもの消費配分に関する分析結果から、母親のバーゲニングパワーが高まることで、父親と比べて子どもの消費配分が増加することが明らかになった。子どものための支出には母親の選好が反映されており、母親のバーゲニングパワーの高まりが母親自身の消費配分だけでなく子どもの消費配分を増やすように作用することが示唆されている。初年度の研究計画に沿って家計の消費配分の決定についての分析を進めてきた。研究結果を国内外の学会で発表し、出席者からのフィードバックを反映させて分析手法の改良を試みた。特に、同データを用いた近年の研究蓄積を受けて、本研究では新たな貢献を加えるべく操作変数を探し出して論文を展開させた。現在は研究成果をまとめ、学術誌に投稿する論文を執筆している。こうした状況から、今年度の研究はおおむね順調に進展したと考えられる。本年度は、初年度から行っている1「家計内の消費配分の決定」についての研究を継続しながら、2消費を含めた家計の経済厚生について近年の統計を整理し、3「通勤時間が夫婦の時間配分に与える影響」についての共同研究を行った。いずれもデータは家計経済研究所の『消費生活に関するパネル調査』を使用している。親から子どもへの投資行動を考える際に重要な要素となる財と時間について、家計内における分配決定プロセスを明らかにすることを目的としている。同一個人の追跡パネルデータを用いることで、観察されない個人や世帯の要素がもたらす内生性の問題を考慮し、個々人ごとの回答の傾向で生じる測定誤差の問題に対処した点が特徴である。財に関しては1の研究結果から、夫婦間のバーゲニングパワー(交渉力)がその配分に影響を及ぼすこと、妻のバーゲニングパワーが高まると夫と比べて子ども向けの消費配分が増える一方で、妻と子どもの配分に対する影響は無差別であることが明らかになっている。時間に関して現在進行中の3の研究では、夫婦の通勤時間が夫婦の市場労働時間と家事育児時間の配分に及ぼす影響を分析している。通勤時間は市場労働を行う上で生じるコストであり、日本では長時間通勤の弊害も問題となっている。分析結果は、通勤時間の増加は配偶者の市場労働を抑制させる効果があることを示している。本人の通勤時間が長くなれば、夫と妻ともに、自分の市場労働時間を増やし、家事労働時間を減らす。

一方で、配偶者の通勤時間が長くなれば、夫と妻ともに、自分の市場労働時間を減らしている。ただし、妻の家事時間は非弾力的であり、夫の家事時間は弾力的であることもわかった。2の分析から、夫婦の就業形態によって家計の経済厚生や格差の変化に違いが見られることとも合わせて、今後の研究を進展させる上で重要な示唆を得られたと考えている。現在のところ得られた研究成果は、いずれも論文にまとめる段階、あるいは投稿中となっている。進行中のものを遂行し、当初の計画通り、次の研究へと進む予定である。具体的な状況は以下の通りである。1家計内の消費配分決定に関する研究は、研究成果を国内と海外の学会で発表してコメントをいただき、学術誌に投稿すべく準備中である。2消費を含めた家計の経済厚生に関する2000年代の統計データを整理してまとめた共著論文は、学術誌への掲載が決まっている。3夫婦間の時間配分決定に関する共同研究は、国内のコンファレンスにて報告をし、今後修正を行って学術誌へ投稿する予定である。家計内における資源分配行動として、これまで行ってきた『消費配分』決定の分析に加え、夫婦の時間配分決定のメカニズムを探るべく実証分析を試みた。具体的な研究としては1通勤時間が夫婦の市場労働や家事労働時間の配分に与える影響、2夫の転勤が妻の労働選択や夫婦の時間配分に与える影響の2つの課題を掲げた。前者は大阪大学小原美紀教授との共著論文として内閣府の経済分析に掲載されている。後者については分析の途上であり、特別研究員としての任期終了後も継続して行っていく予定である。1の研究では,通勤時間の変化が夫婦の市場労働および家事労働の供給に与える影響を分析した.分析には,公益財団法人家計経済研究所による「消費生活に関するパネル調査」の1995年から2015年までのデータを使用した.共働き世帯を対象とした分析の結果,本人の通勤時間が長くなれば,夫と妻それぞれの市場労働時間が長くなり,家事労働時間は短くなることが示された.加えて,配偶者の通勤時間が長くなれば自分の市場労働時間を減らし,家事時間を増やすことがわかった.推計値の詳細を見ると,通勤時間の増加による配偶者の労働供給抑制効果だけでなく,妻の家事労働供給は彼女の市場労働供給と比べて非弾力的であることや,通勤時間に対する家事時間の弾力性は夫で大きいことが示された.また,夫が配偶者の通勤時間に反応して家事労働時間を変化させることは1990年代には見られておらず,2000年代に変化した日本家計の特徴であることがわかった.2の研究では、上記のデータを用いて、転居を伴う転勤という本人の意思に依らない外生的な居住環境・労働環境の変化が生じた際に、夫婦がどのような行動を選択するのか明らかにすることを試みている。具体的に現在は、(i)夫の転勤前後での妻の働き方の変化、(ii)夫の転勤が夫婦の時間配分に与える影響を分析している。現在までの研究成果や学会報告で得られたコメントをもとに、最新の研究蓄積を取り入れながら、家計行動の分析を発展させていく。初年度の研究により、日本の家計内の消費分配行動は家計を単一の意思決定主体とみなすunitary modelの枠組みにはそぐわないことが示唆されている。
超音速噴流における衝撃波連成騒音の低減法に関する研究

本研究では、取り付けが容易で、装置の重量ペナルティを伴わないシンプルな構造を持つクロスワイヤ装置とメッシュスクリーン装置による超音速噴流騒音の低減法について研究を行った。主な研究結果は、以下のとおりである。1.クロスワイヤ装置による超音速噴流騒音の低減クロスワイヤ装置は、細長い2本のステインレスシリンダをクロスさせ、十字の中心をハンダ付けしたものであり、それを超音速噴流内に垂直に挿入した。クロスワイヤ装置の挿入位置をノズル出口から下流方向に変化させた。クロスワイヤ装置を超音速噴流の中に挿入すると、クロスワイヤ装置の下流では超音速噴流のショックセル構造が破壊され、流れ内部で発生する衝撃波の強さが弱まる。結局、クロスワイヤ装置によるショックセル構造の破壊は、超音速噴流における衝撃波連成騒音レベルを下げる原因となる。音響測定の音圧スペクトルから、クロスワイヤ装置はスクリーチトーンだけではなくブロードバンド衝撃波連成騒音も低減できる。クロスワイヤ装置をノズル出口から下流方向ヘノズル出口直径の3倍以内の領域に挿入する事で、衝撃波連成騒音を効果的に低減できる。2.メッシュスクリーン装置による超音速噴流騒音の低減メッシュスクリーンは、直径0.4mmのステインレスワイヤを1.2mm×1.2mmの間隔でクロスさせた薄い金属板である。ノズル中心軸近傍の超音速噴流がノズル出口からそのまま噴出できるように、このメッシュスクリーンの中心部に円形穴を開けたものがメッシュスクリーン装置であり、それを超音速噴流内に垂直に挿入した。メッシュスクリーン装置を超音速噴流の中に挿入すると、噴流の初期せん断層からの擾乱の成長を妨害し、スクリーチトーンやブロードバンド衝撃波連成騒音の音源になる擾乱とショックセル構造との干渉に影響を及ぼす。メッシュスクリーン装置はスクリーチトーンと低周波数の噴流騒音を効果的に低減した。本年度には、ノズルリップ厚さが超音速噴流の流動及び音響特性に及ぼす影響について、実験的な研究を行った。本研究で、ノズルリップの厚さを変化させるために、ノズル出口に鉄製反射板を取り付けた。これらの反射板とラバルノズルを無響室内に設置して、シュリーレン法による流れの可視化を行うとともに超音速噴流の中心軸上にピトー全圧管を挿入して超音速噴流の全圧分布を調べ、ノズルリップ厚さが超音速噴流内の衝撃波構造とポテンシャルコアに及ぼす影響を明らかにした。また、マイクロフォンを用いて音響測定を行い、超音速噴流の音響特性を調べた。本研究で得られた主な研究結果を要約すると、以下のとおりである。1.ノズルリップ厚さが超音速噴流構造に及ぼす影響(流れの可視化)ノズル出口に反射板を取り付けると、超音速噴流はノズル中心軸に対して、対称振動モードから非対称振動モードに変わる。超音速噴流のせん断層で発達する擾乱と衝撃波構造との干渉によって、超音速噴流の周りに強い音場が形成される。流れの可視化の結果から、ノズルリップ厚さは擾乱の発達に強く影響を与えることが分かった。2.ノズルリップ厚さが超音速噴流の圧力分布に及ぼす影響(ピトー全圧測定)衝撃波を伴う超音速噴流の場合、ノズルリップ厚さの増加によって、超音速噴流の中心軸の圧力はより早く減衰される。さらに、ノズルリップ厚さは乱流混合を促進させる。しかし、衝撃波構造の無い適正膨張噴流の場合には、超音速噴流内の圧力分布に及ぼすノズルリップ厚さの影響はほとんど見られない。3.ノズルリップ厚さが超音速噴流騒音の音響特性に及ぼす影響(音響測定)ノズルリップ厚さの変化によって、スクリーチトンの強さと全音圧レベルは増加する。超音速噴流の音響特性はノズル圧力比だけではなく、ノズルリップ厚さに強く依存することが分かった。
タイト結合膜蛋白クローディン7の扁平上皮癌に対する抑制効果の三次元培養での検証

Lioniら(2007)の報告を三次元培養系で検証する目的であったが、報告に誤りがあり研究をケラチノサイトの三次元培養系の確立に変更した。ヒト初代培養ケラチノサイトをカルシウム、アスコルビン酸、KGF添加培地で気液界面培養により角化重層扁平上皮を再構築できた。さらに、マウスケラチノサイト細胞株であるCOCA細胞、K38細胞を使って、それぞれ角化および非角化重層扁平上皮を再構築できた。また、タイト結合形成の指標となる細胞間電気抵抗値がそれぞれ463、63Ω・cm2であった。今回確立したマウス三次元培養系は、角化および非角化重層扁平上皮におけるタイト結合の形成や機能を調べる上で有用である。ヒト食道の重層扁平上皮癌由来の細胞株TE-1, TE-8, TE-11のタイト結合蛋白発現をウエスタンブロットで調べると、TE-11はZO-1, occludin, cldn-1, -4, -7の全てを発現し、TE-1はcldn-1の発現がなく、TE-8は全ての発現がなかった。E-cadherinについては、TE-1, -8, -11全てで発現がみられた。参考とした論文(Lioni et al, 2007)では、TE-8細胞はE-cadherinを発現しないとされていたが、実際には発現されていたので、E-cadherinをTE-8細胞に発現する実験は中止した。AcGFPを付与したcldn-1, cldn-4, cldn-7のcDNA、すなわちAcGFP-cldn-1, AcGFP-cldn-4, AcGFP-cldn-7を作成して、ドキシサイクリン(dox)による発現制御ベクターであるpTRE2hygベクターに挿入し、発現ベクターを構築した。これらを、pTet-On vectorとともにTE-8細胞にコトランスフェクションし、dox制御下にAcGFP-cldn-1, -4, -7を安定に発現する細胞をハイグロマイシンとG-418で薬剤選択して樹立を試みた。cldn-1, cldn-4, cldn-7を安定に発現するTE-8細胞を得る事ができたが、cldn-4についてはdox制御が不十分であるために、現在再作成を行っている所である。本研究では、タイト結合構成膜蛋白クローディン7の重層扁平上皮癌に対する抑制効果を三次元培養で検証することを目的とする。そのために、タイト結合構成膜蛋白claudin (cldn)-7をヒ卜食道の重層扁平上皮癌由来の細胞株TE-8に導入し、三次元培養で重層扁平上皮を再構築して、その層構造の分化度、癌細胞の浸潤度を解析してcldn7発現による癌抑制効果を調べる。三次元培養で重層扁平上皮を再構築するにあたり、その最適な条件を本年度は確立した。培地成分が公開されている基本培地に、カルシウム、アスコルビン酸、keratinocyte growthfactor (KGF)という3種の因子を種々の組み合わせで添加し、それぞれの因子の作用を検討した。細胞はセルカルチャーインサートのポリカーボネート膜に直接播種し、コンフルエントになったのを確認後、インサート内外の液面を下げて細胞を気液界面培養で3週間まで培養し、7,14, 21日でサンプルを取得した。その結果、重層上皮の再構築のためにはカルシウムが必須因子であることがわかった。気液界面培養開始2週間で形態的に角化重層扁平上皮に類似した重層構造が形成された。ケラチン(K)1, 5, 10, 14、インボルクリン、インテグリンβ4といった分化マーカーは、それぞれ生体の重層扁平上皮に対応する層に局在が見られた。培養開始3週間では、3種の因子すべてを添加しないとインテグリンβ4の局在または発現自体が維持できないことがわかった。以上の結果から、重層扁平上皮の再構築のためには、3種の因子すべてを添加することが必要であることがわかった。平成27年度は、三次元培養で重層扁平上皮を再構築するための至適条件を確立した。培地成分が公開されているケラチノサイトの基本培地に、カルシウム、アスコルビン酸、keratinocyte growthfactor (KGF)という3種の因子を添加することで、ケラチン(K)1, 5, 10, 14、インボルクリン、インテグリンβ4といった分化マーカーが安定に発現し、本来の層に局在することがわかった。今後はこの条件で、claudin遺伝子を導入したTE-8について解析を進める。ヒト食道の重層扁平上皮癌由来の細胞株TE-1(E-cadherin, cldn-7を発現しcldn-1, cldn-4は発現しない), TE-8(すべてを発現しない), TE-11細胞(すべてを発現する)で、TE-8細胞にcldn-7を発現するとE-cadを発現するようになり細胞の浸潤性が低下したが、TE-8細胞にE-cadherinを発現してもcldn-7は発現しなかった(Lioni et al, 2007)。本研究は、この結果を生体に近い三次元培養系で検証することを目的としたが、ウェスタンブロッティングでTE-8細胞がE-cadherinを発現していた。さらに免疫染色でも細胞間にE-cadherinが局在した。そこで、研究をケラチノサイトの三次元培養系の確立に変更した。

ヒト初代培養ケラチノサイトをセルカルチャーインサートのポリカーボネート膜に直接播種し、成分が既知のEpiLife培地にカルシウム、アスコルビン酸、keratinocyte growthfactor (KGF)を添加し、気液界面培養により角化重層扁平上皮を再構築できた(平成27年度)。さらに、本年度は、マウスのケラチノサイト細胞株であるCOCA細胞(CnT-PR培地で培養)とK38細胞(FAD培地で培養)を使って、同様の方法でそれぞれ角化および非角化重層扁平上皮を再構築できた。また、COCA細胞およびK38細胞を使って3週間後に再構築された重層構造において、タイト結合形成の指標となる細胞間電気抵抗値がそれぞれ463Ω・cm2、63Ω・cm2であった。今回確立したマウス三次元培養系は、角化および非角化重層扁平上皮におけるタイト結合の形成や機能を調べる上で有用な実験系である。Lioniら(2007)の報告を三次元培養系で検証する目的であったが、報告に誤りがあり研究をケラチノサイトの三次元培養系の確立に変更した。ヒト初代培養ケラチノサイトをカルシウム、アスコルビン酸、KGF添加培地で気液界面培養により角化重層扁平上皮を再構築できた。さらに、マウスケラチノサイト細胞株であるCOCA細胞、K38細胞を使って、それぞれ角化および非角化重層扁平上皮を再構築できた。また、タイト結合形成の指標となる細胞間電気抵抗値がそれぞれ463、63Ω・cm2であった。今回確立したマウス三次元培養系は、角化および非角化重層扁平上皮におけるタイト結合の形成や機能を調べる上で有用である。平成26年度の研究計画では、ドキシサイクリン制御下にcldn-1, cldn-4, cldn-7を発現するTE-8細胞を樹立して、これらの発現をウエスタンブロットと蛍光染色(AcGFP)で確認することになっていた。cldn-4についてはドキシサイクリンによる制御がやや不十分であるが、現在再作成を試みており、研究計画はおおむね順調に進展している。平成27年度に確立した、三次元培養で重層扁平上皮を再構築するための至適条件を用いて、AcGFP-cldn-l,AcGFP-cldn-4,AcGFP-cldn-7を発現するTE8細胞を三次元培養する。これら3種の細胞が形成する重層扁平上皮を、遺伝子導入前の親細胞であるTE8細胞が形成する重層扁平上皮と形態学的に比較解析する。具体的には、癌細胞の浸潤性、分化度、細胞間接着、生存率を調べる。分化度は、ケラチン(K)1, 4, 5, 10, 13, 14、インボルクリン、インテグリンβ4といった分化マーカーに対する抗体を使って免疫染色で調べる。細胞間接着は、タイト結合、アドヘレンス結合、デスモソームの蛋白に対する抗体を使って調べる。さらに、遺伝子導入細胞とTE8細胞との混合培養系を使って、同様のことを調べる。組織学以下により、正常重層扁平上皮層内部での癌細胞の浸潤性、分化度、細胞間接着、生存率を調べるための実験条件を確定する。1.正常ケラチノサイトの三次元培養での重層化に要する日数を検討する。重層化の経過を021日の期間で調べ、解析を行うのに十分な重層化が得られる日数を確定する。2.癌細胞(TE-8-AcGFP-cldn-1, TE-8-AcGFP-cldn-4, TE-8-AcGFP-cldn-7)と正常ケラチノサイトとの混合比率を検討する。癌細胞と正常細胞を混合する比率を1:1, 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50で検討し、癌細胞の動態を観察しやすい比率を確定する。
生体への遺伝子導入法による難治性循環器疾患の病態解析と治療への応用・心血管用ベクターとしてのイムノリポソームの開発

本研究では、難治性循環器疾患の遺伝子治療ストラテジー開発とその臨床応用を目指している。HGF遺伝子によるヒト遺伝子治療臨床研究は、2001年6月より日本で始めての循環器疾患の遺伝子治療として開始された。現在までに6人の閉塞性動脈硬化症およびビュルガー病患者にヒトHGF遺伝子を投与した。前例で、血管造影で有意な血管陰影の増強が確認される一方、全例でO.1以上のABI改善もしくは疼痛の改善においてもVASスケールで1cm以上の改善を認めている(Efficacy rate=100%)、一方で、VEGF遺伝子治療で見られた投与部位の浮腫は認められなかった。現在までの成績では、VEGF遺伝子治療より有効性が高く、安全性に優れる可能性が示されつつある。また、同様のHGF遺伝子導入による血管新生をブタ心筋梗塞モデルにおいて明らかにし、重症虚血性心疾患の遺伝子治療として「HGF遺伝子プラスミドを用いたカテーテルデリバリーを基盤とした重症虚血性心疾患の治療のための遺伝子治療臨床研究」を大阪大遺伝子治療臨床研究審査委員会へ2001年申請した。また、申請者らはおとり型核酸医薬(デコイ)を開発し、細胞周期に必須な転写因子E2Fをターゲットにしたデコイによる再狭窄予防を目的とするヒト臨床研究の許可を大阪大学倫理委員会より得て、2000年4月より実施し、既に5人の患者に投与した。国内で初めての核酸医薬を用いた臨床研究であったが、全例で再狭窄は認められず、安全性にも問題ないことが明らかになった。今後に期待のもてる結果で、更に症例を増やしている。また、「血管拡張術後及びステント後再狭窄に対するNFKBデコイによる治療」計画を申請し、2001年8月に承認を得た。本研究では、難治性循環器疾患の遺伝子治療ストラテジー開発とその臨床応用をめざしている。本年度は、肝細胞増殖因子HGF遺伝子を用いてラット及びウサギ下肢虚血閉塞性動脈硬化症モデルにおける血管新生と血流増加を明らかにした。これらを基に、閉塞性動脈硬化症及びビュルガー病に対するヒトHGF遺伝子を用いた血管新生による遺伝子治療の臨床研究を、大阪大学ヒト遺伝子治療臨床研究審査委員会に申請した。本計画は、既に同委員会において承認され、現在文部・厚生両省において審議中である。また、同様の血管新生をラット心筋梗塞モデルにおいても明らかにし、現在ブタ心筋梗塞モデルで検討している。更に、血管拡張術後再狭窄抑制に関するHGF遺伝子による血管内皮再生の有用性についても明らかにした。また、申請者らはおとり型核酸医薬(デコイ)を開発し、細胞周期に必須な転写因子E2Fをターゲットにしたデコイが、ハイドロゲルカテーテルと組み合わせることで、ブタ冠動脈バルーン後再狭窄を抑制することを明らかにした。更に、E2Fデコイによる狭窄抑制は、血管径の拡張を伴うことが血管内エコーにより明らかになり、リモデリングも改善することが示された。既に、E2Fデコイを用いたグラフト後再狭窄の臨床試験が米国で良好な精化が報告されているが、我々も血管拡張術後再狭窄のE2Fデコイを用いた遺伝子治療の臨床研究を大阪大学医学部倫理委員会に申請した。本研究は、1999年9月承認され、第一例の患者について2000年2月に承認されたので、3月にも開始予定である。既に申請した閉塞性動脈硬化症及びビュルガー病に対するヒトHGF遺伝子を用いた血管新生による遺伝子治療の臨床研究は、現在文部科学・厚生労働両省において審議中である。

また、同様のHGF遺伝子導入による血管新生をブタ心筋梗塞モデルにおいて明らかにし、重症虚血性心疾患の遺伝子治療として「HGF遺伝子プラスミドを用いたカテーテルデリバリーを基盤とした重症虚血性心疾患の治療のための遺伝子治療臨床研究」を大阪大学遺伝子治療臨床研究審査委員会へ2001年申請した。また、申請者らはおとり型核酸医薬(デコイ)を開発し、細胞周期に必須な転写因子E2Fをターゲットにしたデコイが、ブタ冠動脈バルーン後再狭窄を抑制することを明らかにした。更に、E2Fデコイによる再狭窄予防を目的とするヒト臨床研究の許可を大阪大学倫理委員会より得て、2000年4月より実施し、既に5人の患者に投与した。国内で初めての核酸医薬を用いた臨床研究であったが、現在まで解析の終了した4人の患者では再狭窄は認められず、安全性にも問題ないことが明らかになった。今後に期待のもてる結果で、更に症例を増やしている。また、サイトカインや接着因子の発現調節を行っている転写調節因子NFkBに対するデコイ投与による心筋梗塞の遺伝子治療を世界で初めて報告したが、その臨床応用を進めている。既に、ラット頸動脈及びブタ冠動脈バルーン障害モデルで、NFkBデコイによる再狭窄抑制を報告して、2000年9月末大阪大学医学部倫理委員会に「血管拡張術後及びステント後再狭窄に対するNFKBデコイによる治療」計画を申請した。現在、当臨床研究は倫理委員会で審査中であるが、承認されれば世界初のNFkBデコイによる遺伝子治療である。本研究では、難治性循環器疾患の遺伝子治療ストラテジー開発とその臨床応用を目指している。HGF遺伝子によるヒト遺伝子治療臨床研究は、2001年6月より日本で始めての循環器疾患の遺伝子治療として開始された。現在までに6人の閉塞性動脈硬化症およびビュルガー病患者にヒトHGF遺伝子を投与した。前例で、血管造影で有意な血管陰影の増強が確認される一方、全例で0.1以上のABI改善もしくは疼痛の改善においてもVASスケールで1cm以上の改善を認めている(Efficacy rate=100%)。一方で、VEGF遺伝子治療で見られた投与部位の浮腫は認められなかった。現在までの成績では、VEGF遺伝子治療より有効性が高く、安全性に優れる可能性が示されつつある。また、申請者らはおとり型核酸医薬(デコイ)を開発し、細胞周期に必須な転写因子E2Fをターゲットにしたデコイによる再狭窄予防を目的とするヒト臨床研究の許可を大阪大学倫理委員会より得て、2000年4月より実施し、既に5人の患者に投与した。国内で初めての核酸医薬を用いた臨床研究であったが、全例で再狭窄は認められず、安全性にも問題ないことが明らかになった。また、「血管拡張術後及びステント後再狭窄に対するNFKBデコイによる治療」計画を申請し、2001年8月に承認を得た。
代謝活性化を考慮した医薬品のｉｎ　ｖｉｔｒｏアレルゲン性試験法の開発

医薬品に対する簡便でハイスループットなin vitroアレルゲン性試験法を確立するために、ヒト単球様株化細胞THP-1を用いたリアルタイムRT-PCR法による評価系を開発した。また、この評価系に用いる細胞株として、多くの医薬品代謝に関わっている代表的なCYP分子種であるCYP3A4を安定発現するCYP3A4安定発現THP-1細胞株を樹立した。薬物アレルギーは時として重篤な副作用を引き起こすことから、非臨床開発過程においてそのアレルゲン性を検討することが望ましい。しかし、アレルゲン性試験に関して準拠すべき指針は無く、また、信頼性の高い試験法も無いことから、ヒトにおけるアレルゲン性を効率的に予測可能な試験法の開発が熱望されている。そこで本研究では、ヒト単球由来のTHP-1細胞を用いて、医薬品に対する簡便なin vitroアレルゲン性試験法を確立するための基盤的研究を行うことを目的とする。本年度は、アレルゲン性マーカーとなり得るCD86、CD54遺伝子のレポータージーンアッセイ用安定発現株の樹立、および、薬物代謝酵素CYP3A4の安定発現株の樹立を行った。レポーターベクターpNLuc3.1にZeocin耐性遺伝子を導入し、これに昨年度クローニングしたCD86及びCD54の遺伝子発現調節領域を組み込んだレポータージーンプラスミドを作成した。Zeocin選択培地を用いた限界希釈法により、各々安定発現株を得た。感作性物質応答性を確認し、その中で応答性の高いクローンを数個得た。2. CYP3A4安定発現株の樹立多くの医薬品代謝に関わっている代表的なCYP分子種であるCYP3A4をTHP-1細胞に安定発現させるためにpIREShyg3ベクターを用いてCYP3A4発現プラスミドを構築し、Hygromycin選択培地にて限界希釈法を行い、CYP3A4安定発現株を樹立した。RT-PCR法によるCYP3A4遺伝子発現を確認し、また、CYP3Aに特異的なミダゾラム水酸化活性の確認、および、P450-Glo CYP3A4 Assayを行い、THP-1/CYYP3A4安定発現株がCYP3A4活性を有することを確認した。本年度は、アレルゲン性マーカーとなり得るT細胞補助刺激分子あるいは接着分子のCD86、CD54の遺伝子発現制御領域のクローニングと発現応答、および、安定発現用Episomal型ベクターによるCYP3A4安定発現株の樹立を試みた。1.CD86、CD54の遺伝子発現制御領域のクローニングと転写活性の解析In vitroアッセイ系として使用するヒト単球由来のTHP-1細胞より抽出したゲノムDNAを用いて、CD86、CD54遺伝子の上流転写制御領域それぞれ7.9kb、7.2kbをルシフェラーゼレポーターベクターにクローニングした。さらに5'欠失変異体を作成し,レポータージーンアッセイを行ったところ、CD86、CD54それぞれ7.9kb、7.2kbまでの領域に陽性感作性物質に対する応答性が認められた。2.安定発現用EBV-based Episomal型ベクターによるCYP3A4安定発現株樹立の試み多くの医薬品代謝に関わっている代表的なCYP分子種であるCYP3A4をTHP-1細胞に安定発現させるために、Episomal型ベクターであるpEBMultiを用いてCYP3A4発現プラスミドを構築し、G418選択培地にて安定発現株樹立を試みたが、継代を重ねるごとにプラスミドの脱落が生じ、安定発現株は得られなかった。医薬品のアレルゲン性試験に関して準拠すべき指針は無く、また、信頼性の高い試験法も無いことから、ヒトにおけるアレルゲン性を効率的に予測可能な試験法の開発が熱望されている。そこで本研究では、ヒト単球由来のTHP-1細胞を用いて、医薬品に対する簡便なin vitroアレルゲン性試験法を確立するための基盤的研究を行うことを目的とした。本年度は、昨年度樹立したCYP3A4安定発現株のさらなる解析を行った。また、昨年度樹立したレポータージーンアッセイ用安定発現株に関しては、感作性物質応答性は見られたものの、細胞増殖能が低く、アッセイ系への適用が困難であることが判明した。そこで、CD86およびCD54の遺伝子発現量をリアルタイムRT-PCR法にて評価する系の開発を行った。1. CYP3A4安定発現株(THP-1/3A4)の特性解析P450-Glo CYP3A4

Assayキットを用いたTHP-1/3A4細胞の活性シグナルが、CYP3A4の阻害剤であるketoconazoleにより阻害されたことから、その活性シグナルはCYP3A4の活性であることが確認できた。また、代謝活性化を考慮するうえで必要な、他の薬物代謝酵素の活性についても測定を行った結果、スルホトランスフェラーゼ活性が認められた。2. CD86およびCD54を指標としたリアルタイムRT-PCR法によるアレルゲン性評価系被験物質として、感作性物質および非感作性物質を用い、細胞生存率が75%となる濃度でTHP-1細胞に暴露し、24時間後に細胞を回収後、アルタイムRT-PCR法にてマーカー分子であるCD86およびCD54の発現量を解析した。アレルゲン性の評価は、GAPDHを内在性コントロールとし、溶媒のみの暴露時に対するマーカー分子の相対発現量をΔΔCq法により算出し、感作性物質を陽性、非感作性物質を陰性として検出可能な系を作出した。医歯薬学当初、EBV-based Episomal型ベクターを用いた安定発現株の作成を計画していたが、継代を重ねるごとにプラスミドの脱落が生じた。この点を解決しようと試行錯誤したが、解決できなかったので、薬剤選択培地および限界希釈法による安定発現株の作成に切り替えたため、時間を要した。当初の計画に従い、まず、感作性物質に対する応答性の認められる一過性ルシフェラーゼレポータープラスミドを構築し、解析を行ったが、発光強度が全体的に低く、この点の改善が必要と考えられた。そこでTHP-1細胞へのトランスフェクション条件の各種設定試験、レポーターベクターにクローニングする転写調節領域の検討、ルシフェラーゼアッセイ条件の各種検討を詳細に行ったため計画に遅れが生じた。また、EBV-based Episomal型ベクターを用いた安定発現株を得るための各種条件設定に時間を要したため。より適切なアレルゲン性マーカー分子の発現応答を指標としたレポーターアッセイ系を構築するとともに、薬物代謝酵素CYPの安定発現株を用いて、医薬品の代謝を考慮したアレルゲン性検出系を開発する。また、レセプト情報からアレルギー性副作用頻度情報を解析し、その情報を基に被験物質の試験を行い、試験法の判定基準を設定する。CD54、CD86あるいは、アレルゲン性マーカーとしてより適切な分子の発現応答を指標としたレポーターアッセイ系の安定発現株をTHP-1細胞により樹立するとともに、代謝酵素CYPの安定発現株を樹立し、医薬品の代謝を考慮したアレルゲン性検出系を開発する。また、当初予定したEBV-based Episomal型ベクターを用いた安定発現株が、THP-1細胞には適用不可能なことが判明したため,従来法による安定発現株の樹立を目指す。進行がやや遅れているため残額が生じた。研究代表者の所属機関の変更に伴い、当該研究に必要な機器等の購入が新たに必要となる。それ以外の点に関しては当初の使用計画に大きな変更はなく、消耗品、学会参加のため旅費、及びその他(論文投稿料等)であり、本研究遂行において必須の経費である。消耗品に関しては、実験のための試薬や培地とチューブやプレートなどの実験器具の購入に充てる。
血色素の機能不全の分子論

異常血色素(ヒトHb)の中でも酸素親和性異常を示すα_1β_2鎖接触面に変異をもつ一郡のHbと原子価雑種Hbの酸素結合の分子機構の解明を目的とした研究が以下に述べる方向から行われた.I)研究材料の迅速な高性能な分離精製技術の確立I-1)変異Hbを有する患者赤血球から高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による迅速・高能率な異常Hb分子種の分離精製方法を確立した.これは変異が蛋白の荷電や分子会合に及ぼす影響を利用し,イオン交換カラムの溶出条件を種々工夫することによって達成され,患者の少い血液から高能率に1時間以内に異常Hbが分離できるようになった.I-2)正常及び異常Hbの原子価雑種Hb(α^+_Xβ_2, α_2β^+_2)の作製とHPLCによる分離精製方法を確立した.この方法は従来からの単離鎖の再結合反応によるのではなく,部分的酸化によって生成する分子種の分離によった.II)機能及び構造解析II-1)異常HbのO_2平衡曲線を測定して状態説に当てはめて解析した.その結果,異常HbのO_2親和性の低下,亢進の原因は, TとRの平衡のT又はR側へのずれに加わえて, T状態のO_2親和性が正常に比べ低下又は亢進するためであった.II-2)T状態のO_2親和性がどのような分子機序で調節されているかを明らかにするために異なった親和性をもつHbのデオキシ型の鉄とヒスチジン結合の特性を共鳴ラマン分光によって測定した.そしてその結合の強さがO_2親和性を規定する確度の高い結果を得た.II-3)α_1β_2接触面を介して酸素親和性を次第に高めてゆく機構があるように思われる.これを確かめるために原子価雑種Hbを作り,鉄-ヒスチジン結合を変えた時に,この界面の構造が共同的に変化することを紫外差スペクトルによって明らかにした.異常血色素(ヒトHb)の中でも酸素親和性異常を示すα_1β_2鎖接触面に変異をもつ一郡のHbと原子価雑種Hbの酸素結合の分子機構の解明を目的とした研究が以下に述べる方向から行われた.I)研究材料の迅速な高性能な分離精製技術の確立I-1)変異Hbを有する患者赤血球から高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による迅速・高能率な異常Hb分子種の分離精製方法を確立した.これは変異が蛋白の荷電や分子会合に及ぼす影響を利用し,イオン交換カラムの溶出条件を種々工夫することによって達成され,患者の少い血液から高能率に1時間以内に異常Hbが分離できるようになった.I-2)正常及び異常Hbの原子価雑種Hb(α^+_Xβ_2, α_2β^+_2)の作製とHPLCによる分離精製方法を確立した.この方法は従来からの単離鎖の再結合反応によるのではなく,部分的酸化によって生成する分子種の分離によった.II)機能及び構造解析II-1)異常HbのO_2平衡曲線を測定して状態説に当てはめて解析した.その結果,異常HbのO_2親和性の低下,亢進の原因は, TとRの平衡のT又はR側へのずれに加わえて, T状態のO_2親和性が正常に比べ低下又は亢進するためであった.II-2)T状態のO_2親和性がどのような分子機序で調節されているかを明らかにするために異なった親和性をもつHbのデオキシ型の鉄とヒスチジン結合の特性を共鳴ラマン分光によって測定した.そしてその結合の強さがO_2親和性を規定する確度の高い結果を得た.II-3)α_1β_2接触面を介して酸素親和性を次第に高めてゆく機構があるように思われる.これを確かめるために原子価雑種Hbを作り,鉄-ヒスチジン結合を変えた時に,この界面の構造が共同的に変化することを紫外差スペクトルによって明らかにした.
超低被曝・高空間分解能をめざした新世代PET(半導体3次元PET)の基礎開発

半導体検出器を用いた超高空間分解能PETの基礎開発を目指して、先ず、数種類の化合物半導体検出器についての性能調査を行った。3種類の形状のTlBrの検出器(:1.薄型検出器12mm^2×0.47mm、2.ブロック型検出器9mm^2×3mm、3.積層型検出器16mm^2×0.5mm×10枚)を作成し、その性能を評価した。薄型検出器で、0.511keVのピークが得られた。他のTlBrの検出器については、ピークは得られず、低エネルギー側に大きなノイズが現れた。TlBr半導体と並行して、CdTe半導体のPET用検出器としての時間分解能特性を調べた。16mm^2×0.5mmのCdTe半導体のPET用としての時間分解能は15ナノ秒であった。これらの結果から、現時点でミニ半導体PET用の検出器として適当であるのはCdTe検出器であり、良好な時間分解能を得るには薄い検出器結晶を用いる事が有効である事がわかった。PETの高空間分解能化の限界を理論的に調べ、ガントリー径25cmでは空間分解能の限界は0.8mmであること得た。これまでの結果に基づいて、厚さ0.5mmで5mm×5mmの大きさのCdTe結晶を2.4mm間隔で4列2層の検出器ブロックを向かい合わせた対向型ミニ半導体PET(計16検出器)を作成した。直径1mmと直径0.6mmの複数の^<22>Naのホットスポットからなる超微細構造ファントムを作成し、これらのスポットが0.5mm以上の空間分解能で分離されたPET画像を得ることができた。このような超高空間分解能PET画像は我々が初めてである。このように、空間分解能に関して、これまでのでPETの性能を大幅に改善することに成功した。本研究グループの庄司等が開発した方法で結晶育成用電気炉およびドラフトチャンバーを用いて大きな臭化タリウム結晶を作成した.結晶切断機を用いて3.5mm×4.0mm×4.0mmの臭化タリウム結晶を3個製作し、大型臭化タリウム結晶ガンマ線検出器を作った。この大型臭化タリウム結晶検出器のエネルギー特性を調べた。現在のところ、エネルギー分解能は、以前0.5mm厚の臭化タリウム結晶検出器で得られたものと同じように、ピークは、示さなかった。また、低エネルギー側に、大きなノイズか見られる。現在、積層型の検出器も開発しており、回路系の改善などにより、検出特性の向上を行っている。臭化タリウム結晶検出器をPET用として用いるには、常温である必要がある.現在、常温で簡易に使用できる半導体検出器として、CdTe半導体検出器がある。4mm×4mm×0.5mmのCdTe半導体検出器のPET用検出器としてのタイミング測定を行った。この結果、80nsecの時間分解能が得られ、CdTe半導体検出器のPET使用の可能性を得た。3次元画像再構成の方法を検討した。ミニ3次元半導体PETでは、小型の計算機による画像再構成を行う。このため、短時問で精度の良い3次元PET画像を提供できる改良型FOR画像再構成法(日本原子力学会、東北支部第23回研究交流会で発表)および簡易高精度吸収補正法を開発した(日本原子力学会、1999年秋の大会で発表)。昨年に引き続いて、臭化タリウム結晶を作成し、PET用半導体検出器としての性能を測定した。3種類の形状の検出器を作成した;1)薄型検出器:面積12mm^2×

厚さ0.47mmTlBr結晶、2)ブロック型検出器:面積9mm^2×厚さ3mmTlBr結晶、3)積層型検出器:面積16mm^2×厚さ0.5mmTlBr結晶×10枚。薄型検出器は、0.511keVの光電ピークがはっきりと確認できた。一方検出効率の増加をねらったブロック型検出器および積層型検出器にいては、0.511keVの光電ピークは観測されず、また測定される連続のスペクトルもほとんどノイズで、現在、原因を調査している。PET用として、薄型検出器の面をガンマ線の入射方向に平行に並べて利用することを検討している。臭化タリウム半導体検出器と並列して、CdTe半導体検出器のPET用検出器としての性能評価を行なった。薄型CdTe検出器(面積16mm^2×厚さ0.5mm)について、0.511keVの光電ピークがはっきりと確認でき、時間分解能15ns(FWHM)を得た。これは、十分にPET用として使用できる性能である。この検出器を基本としたミニ半導体PETの設計を行ない現在開発中である。これは、マルチヒットTDCによる時間信号処理を行ない、CAMACクレートとパーソナルコンピューターからなるリストデータ処理により、PET画像を構成するものである。また、検出器幅が0.5mmと狭いので、高空間分解能をねらう。陽電子がエネルギー分布を持つため、得られた陽電子分布画像をさらにデコンボリューションする方法を開発し、PETの空間分解能の限界に挑戦している。本年度は、ミニ半導体PETの開発を行った。先ず、PETの高空間分解能化の限界を調べた。この結果、ガントリー径25cmで空間分解能0.8mmが限界であることが分かった。平成11年度、12年度に、PET用半導体として、臭化タリウム結晶、`CdTe結晶の評価を行った。臭化タリウム結晶は511keVガンマ線に対して感度は良いが、低エネルギー側でバックグラウンドが発生し、また時間分解能も悪いのでこのままではPETに使用できない。しかし、この問題については、今後の改良により、改善が期待される。一方、CdTe結晶は、エネルギー分解能も時間分解能も良く、半導体PETの検出器として有望であることが分かった。我々は、厚さ0.5mmで5mm×5mmの大きさのCdTe結晶を2.4mm間隔で4列2層の検出器ブロックを向かい合わせた対向型ミニ半導体PETを作成した。このPETの空間分解能は0.60mmであった。ガントリー径を10cmおよび20cmとして、ファントム測定を行った。フアントムとして、直径4.7mmのNaI検出器校正用NaI線源を撮像した。画像再構成法はEM法により求めた。この結果、6mmの検出器校正用線源の中に幅1.5mmの楕円および幅2mmの楕円の2つの構造を見ることができた。このような超高空間分解能PET画像は我々が初めてであり、半導体検出器の使用により、PETの分解能の飛躍的改善を示した。現在、マイクロドレンゾファントムを作成して、このPETの性能の限界等を調べている。この超高空間分解能の開発に関する成果を平成14年6月の第8回脳の機能画像に関するサテライトシンポジウムで発表する予定である。