hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体レーザーによる歯髄内硬組織形成ー非コラーゲン蛋白の局在と遺伝子発現解析ー

半導体レーザー照射後に第三象牙質または骨様硬組織形成が生じる。しかしながら、遺伝子レベルでの知見はいまだ見当たらない。本研究では、硬組織形成過程における各種硬組織関連の遺伝子解析を行った。その結果、半導体レーザー照射されたラット臼歯歯髄において、新生硬組織形成に先立ち各種硬組織関連タンパクのmRNA発現レベルの上昇が認められた。以上の事から、硬組織関連が新生硬組織形成細胞の分化過程に何らかの役割を果たしていることが示唆された。本研究は、硬組織形成細胞の分化誘導や象牙質石灰化への関与が知られる各種非コラーゲンタンパクに着目し、ラット臼歯への半導体レーザー照射後のこれらの挙動を遺伝子,タンパクレベルで経時的に検索することにより、硬組織形成誘導への関与の実態の解明を図ろうとするものである。また、酵素抗体法により、レーザー照射後の象牙質・歯髄複合体での反応様式を象牙芽細胞分化マーカー(Heat-shock protein 25)、あるいは幹細胞/前駆細胞マーカー(nestin)発現細胞の局在変化、歯髄中の5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU)標識法による歯髄中の増殖細胞の動態解析を行った。その結果、低出力では、歯髄の損傷は軽度であり、前駆細胞の増殖分化過程を経ることなく象牙芽細胞様細胞の配列が生じたと思われる。一方、高出力では、原生象牙芽細胞が不可逆性に傷害されたものの、新生硬組織形成細胞出現の前段階として前駆細胞の増殖が開始されていることが示された。次の結果を得ることが出来た。osteopontin (OPN), osteonectin (ON), osteocalcin (OC), dentin sialophosphoprotein (DSPP), dentin matrix protein 1 (DMP-1),およびbone sialoprotein (BSP)のmRNA発現レベルは、照射後上昇し、3日後にピークを示し、その後次第に低下した。14日後にはmRNA発現レベルは、コントロールと同等にまで低下した。組織学的には、1-3日後では象牙芽細胞を含む歯髄細胞の壊死が照射部を中心に拡大し、Hsp-25は、壊死層周囲に強陽性反応を示した。5日後では同部に細胞の再分布が観察され、7日後にはHSP-25陽性の象牙芽細胞様細胞と少量の新生硬組織が認められた。14日後では、第三象牙質または骨様象牙質が歯髄腔内で多量に形成されるとともに、OPN陽性反応が新生硬組織の細管に沿って、またDMP-1陽性反応が原生象牙質と新生硬組織の境界部近傍に認められた。本研究は、半導体レーザー照射された象牙質/歯髄複合体における各種非コラーゲンタンパクの遺伝子発現解析を行い、レーザー照射後の新生硬組織形成過程について,形成誘導機構の新知見を得ることが出来た。本研究目的は、ラット臼歯に各種エネルギー条件で半導体レーザーを照射し、その後の象牙質・歯髄複合体の修復過程、特に新生硬組織形成過程について、リアルタイムPCR法にて硬組織関連タンパクに対する遺伝子発現の経時的変化を検索する。さらに象牙芽細胞分化マーカー、あるいは幹細胞/前駆細胞マーカー発現細胞の局在変化、および硬組織基質蛋白発現細胞の局在変化について、組織学的・免疫組織化学的検索を行う事である。リアルタイムPCR法により、レーザー照射後のmRNA発現動態を非コラーゲンタンパク(osteopontin, osteonectin, osteocalcin, dentin sialophosphoprotein, dentin matrix protein 1,およびbone sialoprotein)のmRNA発現を検索対象として解析し、今年度はリアルタイムPCRでの検出条件を概ね確立した。酵素抗体法により、レーザー照射後の象牙質・雌芯複合体での反応様式を象牙芽細胞分化マーカー(Heat-shock protein 25)、あるいは幹細胞/前駆細胞マーカー(nestin)発現細胞の局在変化、歯髄中の5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU)標識法による歯髄中の増殖細胞の動態解析を行った。

さらに、酵素抗体法により、レーザー照射後の象牙質・歯髄複合体での反応様式を象牙芽細胞分化マーカー(Heat-shock protein 25)、あるいは幹細胞/前駆細胞マーカー(nestin)発現細胞の局在変化、歯髄中の5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU)標識法による歯髄中の増殖細胞の動態解析を行う事も出来た。リアルタイムPCR法により、レーザー照射後のmRNA発現動態を以下の非コラーゲンタンパクを検索対象として解析し、今年度はリアルタイムPCRでの検出条件を概ね確立した。レーザー照射後の象牙質・歯髄複合体の修復過程、特に新生硬組織形成過程について、HE染色による組織学的観察を行うとともに、酵素抗体法により、象牙芽細胞分化マーカーとしてHeat-shock protein 25(Hsp-25)、中間径フィラメントnestinの発現を観察するとともに、BrdUで標識された細胞の動態解析を行い、さらにはapoptosisをTUNEL法により解析を行い、その成果を論文として発表する事が出来た。前年度までの検索を継続して実施するとともに、以下の検索結果を項目ごとにまとめる。<遺伝子発現解析>リアルタイムPCRでの遺伝子発現量の検索を継続するとともに、得られた結果を統計学的に定量解析する。<組織学的・免疫組織化学的検索>各種マーカー陽性細胞の経時的変化の検索を進めるとともに、画像解析法により各種検索対象細胞の分布密度や修復象牙質形成量の変化を統計学的に検討する。平成23年度の検索を継続して実施するとともに、以下の検討を開始する。<遺伝子発現解析>平成23年度に確立されたリアルタイムPCRでの検出条件をもとに、各種非コラーゲンタンパクの遺伝子発現量を経時的に検索する。<組織学的・免疫組織化学的検索>平成23年度に確立された免疫組織化学的検出条件をもとに、非コラーゲンタンパク(osteopontin, dentin matrix protein 1,およびbone sialoprotein等)の局在の経時的変化の検索を進める。さらに、画像解析法により各種検索対象細胞の分布密度、あるいは第三象牙質または骨様硬組織形成量の変化を統計学的に検討する。研究結果を総括し、研究目的の達成状況・研究成果を検証し、論文にまとめると共に今後の研究の発展について検討する。なお、得られた結果は定期的に開催される国内学会(日本歯科保存学会)及び海外学会(International Association for Dental Research (IADR))にて発表し、意見交換ならびに情報収集を行う。消耗品については,ラットの搬入・飼育を考慮に入れると,受益者負担の動物実験施設使用料を含め,年間約20の動物維持管理費用が見積もられる。遺伝子実験では、遺伝子実験施設施設料も含め、専用ポリメラーゼ等は高価であるため各年度において約20万円が見積もられる。Hsp-25, nestin, OPN, DMP-1等の抗体は高価であるため、各年度において約20万円の抗血清・試薬が見積もられる。また、本研究に関して1編の論文執筆を予定しており,論文校閲・別刷り代を算定している。研究目的の達成状況・研究成果を検証し、論文にまとめると共に今後の研究の発展について検討する。
メタ個体群に働く近交弱勢と人口学的揺らぎの連動効果の実験・モデル解折

本研究では、遺伝的劣化と人口学的揺らぎの連動効果を明らかにする目的で、アズキゾウムシを用いた実験系を対象に、以下のような実験・モデル解析を行った。(A)近親交配による近交弱勢の効果の検出:畑で採集した野生のアズキゾウムシから、sib-matingした1雌による系統維持(isofemale line)の方法で近親交配系統を確立し、これと外交配で維持した系統とで、適応度要素の差異を比較した。その結果、10世代目くらいから、不妊率・産下した卵の孵化率・1雌当たりの産卵数の減少が見られた。この結果、隔離された分集団の近交弱勢による遺伝的劣化の影響は比較的早い時期に生じることが示唆される。(B)推移行列を用いた齢構成モデルの開発:アズキゾウムシのような複数の発育段階から成る集団の動態を表す記述力の高いモデルとして、密度依存的な要素(ロジスティック式で定式化)を持つ推移行列モデルを開発した。これを、アズキゾウムシの累代実験系の挙動と比べたところ、平均個体群サイズ・振動の周期・振幅などにおいて、実験の実験系に良く合う数値計算結果が得られた。(C)野外の細分化された生物集団への応用:アズキゾウムシの推移行列モデルを応用して、河川敷に散在するキク科植物カワラノギクのメタ集団のモデルを構築し、まれに生じる移動分散で連結されたメタ個体群全体の挙動を計算した。現段階では、生息地内の動態と移動分散の効果だけしか入っていないが、これに遺伝的劣化と人口学的揺らぎを導入するのが次の課題である。
rasシグナル伝達系の標的となる新しい核内制御因子の遺伝子クロ-ニングと機能解析

マウスの転写制御因子PEBP2は、初期胚細胞株では検出されず分化誘導にともなって発現すること、発ガン遺伝子Haーrasの影響下に蛋白燐酸化を介する機能修飾を受けることなどの観察から、細胞分化・癌化との関連が注目される。さらにこの因子は、2種類のサブユニットα・βからなるヘテロ2量体であり、その分子構成の機能的意義についても関心がもたれる。本研究では、これらの問いを追求するために2つのサブユニットに対するcDNAをクロ-ニングし、構造機能解析を行った。その結果、DNA結合機能を直接担うのはαサブユニットであり、βサブユニットはαとの会合を通じてDNA・蛋白複合体を安定化ないし機能修飾する役割を果たすことがまず判明した。さらにホモロジ-検索を行ったところ、αサブユニットがショウジョウバエの分節遺伝子の一つのruntと相同であることが分かった。αとruntはともに、ロイシンジッパ-・Znフィンガ-・ホメオボックスなど既知の構造モチ-フを持たないことから、これら二つで新しい独自のDNA結合蛋白ファミリ-を成するものと考えられる。この発見によりαを中核因子として含むPEBP2が発生・分化と重要な関わりを持つ可能性がますます強まった。その具体的役割の一端を示すものとして、PEBP2結合配列はマウス白血病ウイルスのエンハンサ-やTリンパ球レセプタ-遺伝子のエンハンサ-に普遍的に存在しそれら遺伝子のT細胞特異的発現に関与していることが示された。今後、本研究で得られた新知見および実験的基盤の上に立って、PEBP2の役割の全体像を系統的に追究して行く予定である。
モノカルボン酸輸送系の組織特異的機能発現とドラッグテリバリーへの応用

薬物の生体各臓器細胞膜透過性は、投与部位からの吸収、各臓器への分布、最終的な体外への排泄を含め薬物動態に大きな影響を及ぼす因子である。そのため、各薬物の細胞膜透過過程の機構論的解析は薬物動態の合理的な制御方法を開発する上で極めて重要である。本研究においては、モノカルボン酸系化合物に対して働くと考えられる細胞膜輸送担体として我々がクローニングしたMCT1を中心に、その他のトランスポーターを含めその機能・臓器分布解析を行い、薬物動態におけるトランスポーターの役割を明らかにするとともに、動態制御法への応用性について考察した。モノカルボン酸トランスポーターMCT1は、消化管のみならず血液脳関門を形成する脳毛細血管内皮細胞においても発現していることが、RT-PCR法および我々が作製した抗MCT1抗血清を用いた手法により明らかになった。さらに、ラットおよびウシ脳毛細血管内皮細胞の初代培細胞を用いた結果、機能的にもMCT1が両動物の血液脳関門において、脳内への取り込みおよび脳から血液中への排出の両方向に機能していることが明かとなった。また、種々臓器から得られた遺伝子解析の結果、MCT1は心臓にかなり多く、またその他の組織にも普遍的に分布していることも示された。即ち多くのモノカルボン酸系化合物が本トランスポーターを介することにより種々臓器へ分布あるいは排出されていることが示唆される。その他にもアミノ酸やペプチドおよびその類似化合物が特異的トランスポーターを介して吸収あるいは臓器移行していることが明かとなった。今後、さらに各トランスポーターの基質認識特性を含めた機能解析をさらに深めることが必要であるが、本研究成果は薬物動態制御因子の解明に大きく貢献するのみならず、今後の薬物動態最適化を目指した薬物構造デザインの戦略に有用な知見をもたらすものである。
非線形消散波動方程式の解がもつ波動的性質の解明

半線形消散波動方程式に対する初期値問題を、消散項が時間減衰をもつ場合に詳細に解析した。今まで知られて来たような、その減衰が弱いときにエネルギー解の性質が関連する半線形熱方程式のそれに近いという現象ではなく、減衰が強く消散項がない半線形波動方程式のそれに近いという現象があることを示すことが大きな目標であった。今回は、それを小さな初期値に対する時間大域解の存在と非存在を分ける臨界冪を明らかにすることによって達成することを試みた。得られた結果は主に解の最大存在時間の上からの評価、つまり解の非存在、で最適と思われるものである。それは消散項に時間変数に関して1次より強い減衰があれば、上記臨界冪が消散項がない場合と一致するという結果である。この1次より強い減衰を持つ場合には何一つ結果が存在していなかったが、本研究の先駆けである前年度に基盤研究Cの支援を受けた共同研究で開発した消散項を吸収する掛け算作用素を採用することが本質に寄与した。つまり、未知関数の全空間積分量の時間導関数が満たす常微分方程式に着目し、主要部の積分因子を用いることが研究の進展に大きく貢献した。その成果は出版した二つのN.-A.Lai氏との共著論文に集約されている。一つは非線形項が未知関数の時間導関数の冪になっている問題に対する結果で、消散項がない場合の臨界冪にあるGlassey指数が出現する。得られた解の最大存在時間の上からの評価は初期値の小ささのオーダーで測ったときに最適になっている。もう一つはその非線形項と未知関数自身の冪との和の形になっているものに対する問題で、それぞれの非線形項単独に対する臨界指数より大幅に低くなる、つまり解が爆発しやすくなるcombined effectという現象が、消散項があっても起きるというものである。これも、消散項がない場合と同じ解の最大存在時間の上からの評価を得ることができた。前年度の本研究の前身である基盤研Cの支援を受けた研究成果から、今年度では非線形項が未知関数の時間導関数のみに依存している場合に期待される結果をある程度導出できれば良いと考えていた。しかし、開発した掛け算作用素は予想以上に汎用性が高く、未知関数自身の冪をその非線形項に加えても解析できることがわかった。これによって解の最大存在時間の上からの評価に関する期待される結果を全て得たことになり、この方面で先駆的な研究に進展した。また、この成果を発表した直後に、中国の研究グループが本研究成果の最適を保証する、つまり、同じ初期値のオーダーをもった解の最大存在時間の下からの評価を一部導出した。技術的な困難もあってそれは部分的なものではあるが、今後の非線形消散波動方程式の研究を方向付けるものとなっている。現に本研究で導出した二つの出版論文は、すでに複数の出版論文やプレプリントで引用されている。これらの状況を踏まえ、今年度の進捗状況区分を判断した。今後の研究は大きく分けて二方向ある。一つは今年度得られた単独方程式に関する結果を系に拡張することである。これは、どちらかというと時間があれば達成できるものであるが、その分競争が激しい。従って、研究協力者を増やして対応したい。もう一つは、懸案となっているスケール不変、つまり臨界であるちょうど1次の時間減衰が消散項にある場合の解析である。対象が難しいので、まずは試行として係数が特別な場合の様子を見たい。詳しくは以下の問題から解析を開始する。リュービル変換によって対象の問題は、非線形項に時間減衰が付いたKlein・Gordon型の方程式に変換される。その際、質量項は時間変数に関して2次の減衰をもち尚且つ特別な係数が付いた形になる。その係数は元の問題の消散項の係数が特別な場合にゼロとなり、時間減衰付き非線形項をもった波動方程式が現れる。この事実はすでに知られており、その場合の臨界指数も得られている。しかし、解の最大存在時間評価は得られておらず、その状況が波動方程式に近いのか熱方程式に近いのか不明である。より詳しく、スケール不変な消散項が付いた非線形項が未知関数自身のみの冪の場合、臨界指数は非線形波動方程式のそれであるStrauss指数を消散項の係数で持ち上げたものと非線形熱方程式のそれである藤田指数との最大値になる。ここで、Strauss指数は空間次元をパラメータにもち、それに関して単調減少になっていることに注意する。予想では臨界指数はStrauss指数における空間次元に消散項の係数を加えたものになっている。消散項の係数が大きくなるといつかは藤田指数と一致し、そこから先は非線形熱方程式と同じ臨界指数である藤田指数になる。この現象は特別な初期値に対する解の爆発のみ得られている。空間2次元では両臨界指数が一致し、かつ消散項の係数が先に述べた特別な場合が臨界で、特に解析が急がれる。

それは消散項に時間変数に関して1次より強い減衰があれば、上記臨界冪が消散項がない場合と一致するという結果である。この1次より強い減衰を持つ場合には何一つ結果が存在していなかったが、本研究の先駆けである前年度に基盤研究Cの支援を受けた共同研究で開発した消散項を吸収する掛け算作用素を採用することが本質に寄与した。つまり、未知関数の全空間積分量の時間導関数が満たす常微分方程式に着目し、主要部の積分因子を用いることが研究の進展に大きく貢献した。その成果は出版した二つのN.-A.Lai氏との共著論文に集約されている。一つは非線形項が未知関数の時間導関数の冪になっている問題に対する結果で、消散項がない場合の臨界冪にあるGlassey指数が出現する。得られた解の最大存在時間の上からの評価は初期値の小ささのオーダーで測ったときに最適になっている。もう一つはその非線形項と未知関数自身の冪との和の形になっているものに対する問題で、それぞれの非線形項単独に対する臨界指数より大幅に低くなる、つまり解が爆発しやすくなるcombined effectという現象が、消散項があっても起きるというものである。これも、消散項がない場合と同じ解の最大存在時間の上からの評価を得ることができた。前年度の本研究の前身である基盤研Cの支援を受けた研究成果から、今年度では非線形項が未知関数の時間導関数のみに依存している場合に期待される結果をある程度導出できれば良いと考えていた。しかし、開発した掛け算作用素は予想以上に汎用性が高く、未知関数自身の冪をその非線形項に加えても解析できることがわかった。これによって解の最大存在時間の上からの評価に関する期待される結果を全て得たことになり、この方面で先駆的な研究に進展した。また、この成果を発表した直後に、中国の研究グループが本研究成果の最適を保証する、つまり、同じ初期値のオーダーをもった解の最大存在時間の下からの評価を一部導出した。技術的な困難もあってそれは部分的なものではあるが、今後の非線形消散波動方程式の研究を方向付けるものとなっている。現に本研究で導出した二つの出版論文は、すでに複数の出版論文やプレプリントで引用されている。これらの状況を踏まえ、今年度の進捗状況区分を判断した。今後の研究は大きく分けて二方向ある。一つは今年度得られた単独方程式に関する結果を系に拡張することである。これは、どちらかというと時間があれば達成できるものであるが、その分競争が激しい。従って、研究協力者を増やして対応したい。もう一つは、懸案となっているスケール不変、つまり臨界であるちょうど1次の時間減衰が消散項にある場合の解析である。対象が難しいので、まずは試行として係数が特別な場合の様子を見たい。詳しくは以下の問題から解析を開始する。リュービル変換によって対象の問題は、非線形項に時間減衰が付いたKlein・Gordon型の方程式に変換される。その際、質量項は時間変数に関して2次の減衰をもち尚且つ特別な係数が付いた形になる。その係数は元の問題の消散項の係数が特別な場合にゼロとなり、時間減衰付き非線形項をもった波動方程式が現れる。この事実はすでに知られており、その場合の臨界指数も得られている。
臓器移植後 EB ウイルス関連リンパ増殖症の発症機構 の解明研究

「臓器移植後EBウイルス関連リンパ増殖症の発症機構の解明研究」EBウイルス(EBV)関連移植後リンパ増殖症(PTLD: post-transplant lymphoproliferative disorder)の予防と治療法の確立を目指した。移植片とともに移行した感染細胞は先ず肝臓内で増殖した後に末梢血中に供給され、他臓器やリンパ節にニッチを作りPTLD発症につながることが示された。また、免疫抑制剤投与下ではPTLD発症率の上昇(3倍以上)が人かマウスにより示された。本研究により免疫抑制剤量の至適量の決定が重要であることが示唆された。「臓器移植後EBウイルス関連リンパ増殖症の発症機構の解明研究」毎年臓器移植自体は成功してもPTLDでなくなる亡くなる患者の報告は後を絶たない。特にEBウイルス(EBV)によるPTLD発症(EBV-PTLD)は危険度が高い。しかしEBV-PTLD発症メカニズムはほとんど解明されていない。本研究ではヒト化マウスと生体イメージングによる感染細胞のin vivo可視化を用いてEBV-PTLDの発症機構の解明を目的とする。ヒト化マウス、生体イメージング、組換えEBVを組み合わせ、生体内における感染細胞の動向を可視化することで、感染細胞の増殖様式、伝播様式を継時的に追跡することが可能になる。本年度は可視化感染細胞株(LCL-Crimson)の細胞数を調整し直接肝臓に移植することで移行感染細胞数とPTLD発症の相関性を解析した。その結果、1x10E5細胞以上を移植した場合、移植直後から血流に乗って他臓器に移行することが示された。1x10E4細胞以下の移植では感染細胞の多くは肝臓にとどまり、移植後1週経過程度から脾臓、末梢血でEBV-DNAが検出されるようになった。現在、移植細胞の個数を振って検討するのと、蛍光遺伝子の種類を変えて整体イメージングによる検出効率の増強を試みている。H28年度は移植する細胞数と病態発症の相関について検討し、病態発症メカニズムの解明を進めたい。(1)ドナーがEBV既感染でレシピエントがEBV未感染の場合、臓器とともにEBV感染細胞がレシピエントに移行しているかを実際の余剰移植片で検証する。(2)赤く光る(crimson)遺伝子を導入した組み換えEBVおよび潜伏感染細胞株(LCL)にcrimsonを遺伝子導入した細胞株を作製し、感染細胞がイメージングアナライザーで可視化することで継時的に感染細胞の増殖・動向を追跡し伝播様式の解明をおこなう。この時、ヒト化マウスを用いてヒト免疫細胞(T, NK, B細胞など)存在下での免疫抑制剤投与下での感染細胞と宿主免疫細胞の動向を検討する。生体内での現象により近い環境下で検討することを可能にする。(3)フローサイトメトリー(FCM)法・リアルタイムPCR法によるEBV定量解析、EBV遺伝子解析など免疫学的、分子生物学的手法を用いて増殖している感染細胞および宿主免疫細胞の詳細な検討を行う。以上の3点を今年度中に条件設定し、crimsonの他に蛍光強度の強い遺伝子導入した感染細胞の樹立も終え研究を進めている。可視化とウイルス学的・免疫学的解析の融合による総合的なEBV-PTLDの発症機構の解明が可能となるシステムの確立と条件設定が完了した点は予定通りといえる。実際の肝臓への感染細胞の移植に際し、肝臓組織がメッシュ状になっているため、無造作に移植すると感染細胞が全て肝臓から漏れ出してしまうことがわかり、移植法の改良を行い研究を進められている。EBウイルス(EBV)によるPTLD発症(EBV-PTLD)は特に危険度が高い。ドナー臓器と一緒にEBV感染細胞がレシピエントに移行すると考えられているが確たる証拠は得られていない。また、移植臓器と一緒に移行する感染細胞は非常に少数であることが予想されるが、感染細胞がどこで・どのように増殖および活性化しPTLDを発症するかもほとんど解明されていない。本研究ではヒト化マウスと生体イメージングによる感染細胞のin vivo可視化を用いてEBV-PTLDの発症機構の解明を目指した。1)EBV感染細胞の増殖には2通りある。(1)潜伏感染細胞が再活性化しウイルス産生細胞へと様式を変え感染により感染細胞を増やす(2)潜伏感染細胞(タイプ0ないしI)が再活性化し増殖に適したタイプIIIの遺伝子発現に変わり細胞増殖により感染細胞を増やすである。本研究により臓器とともに移行すると考えられているEBV感染細胞は再活性化を示すEBV遺伝子発現が全てのマウスで検出されなかったこと、PTLD発症マウスにおいてタイプIIIのEBV遺伝子発現パターンであったことから(2)の可能性が示された。2)移植片からの感染細胞の伝播はまず移植臓器近傍で感染細胞がゆっくり増殖し、ある程度増殖したところで血液によって全身に至る可能性が示された。感染細胞を取り巻く細胞性免疫細胞の機能が低下しているマウスにおいてPTLD発症の可能性が高かったことが示された。

本研究により免疫抑制剤量の至適量の決定が重要であることが示唆された。40匹のヒト化マウスを作製し、20匹には可視化組換えEBV-CriをTD50で感染させ潜伏感染モデルマウスを作製する。潜伏感染モデルの完成はマウス末梢血中のEBV-DNAは一時検出された後陰性化を維持することで確認できる。潜伏感染モデル完成後、EBV-Cri感染モデルマウスから胆嚢を含み肝臓を全摘する。また、非感染ヒト化マウスから胆嚢を含む肝臓の全摘を行い、先に摘出したEBV-Cri感染マウス肝臓を移植する(図4)。肝移植後は全ての移植マウスにサルファ剤であるサルファメソキサゾール(SMX or SMZ)とトリメトプリム(TMP)という抗菌薬を5:1で配合したST合剤20mg/kg投与する。肝移植後20匹中10匹に免疫抑制薬(タクロリムス)を015mg/kg/day/2回投与する。移植後1時間後の撮影の後は毎日の撮影を行う。継時変化を追跡する。1CD8などの免疫細胞の増殖開始時2感染細胞の増殖開始時3感染細胞の集積時4開始時よりも体重が4g以上の減少および行動能低下時5末梢血中のEBV-DNAが105 copies/μgDNA超過時には1匹ずつ解剖し各臓器のEBV-DNA量の測定による感染細胞浸潤の検討、全血採取し血球成分でFCM解析(上記遺伝子以外でCD14,CD24, Foxp3, CD27を追加)、血漿でサイトカインプロファイリング、各臓器の病理像の検討を行う。患者解析データと比較し総合的・詳細な検討を行う。感染免疫研究を進めていく過程で当初想定していなかった別の蛍光遺伝子などが必要になり購入することにしたが、輸入品の物があり国内在庫が切れていてH27年度中の購入が無理となったため次年度使用額が生じてしまった。また、マウスの開腹にに必要になった特別な器具も国内在庫がなくその分の購入金額を次年度使用額に回さざる得なくなったため。すでに国内在庫を押さえており、予算使用可能となり次第購入し実験を進める体制を整えている。蛍光遺伝子crimsonで検出が難しい、臓器深部に存在する感染細胞が検出可能にするため蛍光遺伝子FRP導入LCL及び組換えEBVを作成し、臓器深部に存在する少数の感染細胞をイメージングアナライザーで可視化することで継時的に感染細胞の増殖・動向を追跡し伝播様式の解明をおこなう。この時、ヒト化マウスを用いてヒト免疫細胞(T, NK, B細胞など)存在下での免疫抑制剤投与下での感染細胞と宿主免疫細胞の動向を検討する。生体内での現象により近い環境下で検討する。
企業人キャリア開発におけるMBA教育の影響に関する実証的研究

15名の異なるハーバードMBA取得者のほぼ全員がMBA教育を自らのキャリア開発において一定の有効性を認めているが、その内容・程度は、個々人の生い立ち、経歴、そして人生観によりかなり異なっている。インタビューを通じ、「最も競争の激しい環境に自分を置き、そこで生き抜いてこと意味がある」という視点から、「ハーバードの卒業生だから、こうならなければならないというプライドで、自分自身を縛ってしまうことの方が人生にはネガティブに作用する」といった、今後MBAを目指す若手に対しても極めて有益と思われる多くの示唆を得ることができた。ハーバード・ビジネス・スクールにおいてMBA(経営学修士号)を取得した日本人学生が、卒業後10-15年の間にどのようなビジネス上のキャリアを過ごしてきたか、そして同校のMBA教育は本当に彼らの現実のビジネスにおいて有効であったかどうかについて、1994年度の日本人卒業生約20名(研究者本人も含む)の現在に至る歩みを個別に調査し、MBA教育のキャリア形成に対する影響のうち、(1)ケースメソッドを中心とした同校のMBA教育の有効性(2)MBAを取得することの意義(3)現実のビジネスにおけるMBA教育で得られた知識や技術の有効性(4)個々人の人生における具体的影響(5)既存のMBA教育に欠如し、ビジネス教育で本当に必要なものはなにか、等を実証的に明らかにしようと意図したものである。平成19年度は、日程調整・準備等の関係でスタートに時間がかかったため、日本国内4名、海外1名のヒアリング調査を実施した。この内容は平成20年度も引き続き実施する予定である。なお、本研究は2年間の継続研究であるため、成果等は20年度以降にまとめて公表していく予定である。ハーバード・ビジネス・スクールにおいてMBAを取得した日本人学生が、卒業後10-15年の間にいかなるビジネス上のキャリアを過ごしてきたか、同校のMBA教育は本当に彼らの現実のビジネスにおいて有効であったかどうかについて、1994年度の日本人卒業生約20名の現在に至る歩みを個別に調査し、MBA教育のキャリア形成に対する影響のうち、(1)ケース・メソッドを中心とした同校のMBA教育の有効性(2)MBAを取得することの意義(3)現実のビジネスにおけるMBA教育で得られた知識や技術の有効性(4)個々人の人生における具体的影響(5)既存のMBA教育に欠如し、ビジネス教育で本当に必要なものは何か、等を実証的に明らかにしようと意図したものである。今年度は10名についてヒアリング調査を実施した。これらを通じ、個々人の人生観だけでなく様々な示唆に富んだ助言が得られた。・「1を千にするような仕事よりも、マイナスをゼロに、あるいはゼロを1にするような仕事、そして、組織や人をインスパイヤするような仕事をしたい。」・「一言で言えば、人の気持ちがわかること。相手が不快に思わないような仕事をしていきたい。」・「最も、競争の激しい環境に自分を置いて、そこで生き残ってこそ...」・「ハーバードの卒業生だから、こうでなければならないという下手なプライドで自分自身を縛ってしまうことの方が、人生にはネガティブに作用する。」・「人・自然・社会、これら全てを自分でコントロールできると思っているアングロ・サクソン的な生き方は、極めて傲慢だと思いませんか?」15人中3名は実名の公表を辞退、1名はインタビュー内容の活字化も辞退している。それでも、かつての同級生達は、全員が真摯にインタビューに応じてくれ、様々な思いを語ってくれた。企業人だけでなく、今後MBAを目指す若者にとっても参考になるべき視点が多い。
次世代型論理素子を全面展開する衝突型加速器実験トリガーシステムの構築

本研究は、SoC搭載型FPGAの素粒子実験への有効活用を目指した調査研究である。SoC素子として、Xilinx社のZynq-7000シリーズを候補とし、当FPGAを搭載した評価キットとFMC接続ボードを用いて基本性能評価を行った。平行して開発ツールソフトウエア等の開発環境の整備も行われた。FPGAの基本性能としての高速シリアル通信、基本ロジック部分の動作周波数などの性能を測定、CPU部分としてはその基本動作、周波数や入出力などの性能を評価した。Gigabit EthernetやUSB、DDR、SDカード等の外部メモリインターフェースのパフォーマンスを確認した。また、Linux OSを用いたソフトウエア環境を構築し今後の汎用モジュール設計のベースとすることが出来た。FPGAとCPUを接続する部分に関しては、標準的なCPUインターフェースを実装し、Linux上のソフトウエアからのアクセス性能について各種実測データを取得することが出来た。合わせてネットワーク経由での遠隔からのシステム起動の手順の確立などを実証することが出来た。これらを踏まえて、素粒子実験装置への応用を念頭に色々な性能試験に対応できるように各種必要IOインターフェースの選定を行った。また、より広範囲な試験にも対応できるようにFMCを用いた子ボードの接続も可能としそのインターフェース仕様も決めた。VME規格に準拠したZynq FPGAを搭載した汎用モジュールの回路設計を行い、基板設計、実機製造まで完成させることが出来た。ハードウエアとしての基本動作試験は終了し、今後、ソフトウエアも込み総合性能評価を行い、更には、素粒子実験測定器の応用を目指した実証試験を進めて行く予定である。SoC素子として、Xilinx社のZynq-7000シリーズを候補とし、当FPGAを搭載した評価キットZC706を購入した。合わせて開発ツールソフトウエア等の開発環境の整備に着手した。FPGAの基本性能としての高速シリアル通信、基本ロジック部分の動作周波数などの性能を確認した。CPU部分としてはその基本動作周波数、演算速度や入出力速度などの性能を評価した。合わせて、Gigabit EthernetやUSB、DDR等の外部メモリインターフェースのパフォーマンスを確認した。また、Linux OSを用いたソフトウエア環境を構築し今後の汎用モジュール設計のベースとすることができた。また、FPGAとCPUを接続する部分に関しては、標準的なCPUインターフェースを実装し、Linux上のソフトウエアからのアクセス性能について各種実測データを取得することができた。今後汎用モジュールを設計する上での基本となるデータの取得が出来たと考える。当初予定の通り、SoC素子を搭載した評価キットを購入し、各種測定・評価を行うことが出来た。また、今後の開発に必要となるOS環境及び基本ソフトウエアの整備を行うことが出来た。SoC素子として、Xilinx社のZynq-7000シリーズを候補とし、当FPGAを搭載した評価キットとFMC接続ボードを購入した。合わせて開発ツールソフトウエア等の開発環境の整備を行っている。FPGAの基本性能としての高速シリアル通信、基本ロジック部分の動作周波数などの性能を測定した。CPU部分としてはその基本動作周波数や入出力などの性能を評価した。また、FPGAとCPUを接続する部分に関しては、標準的なCPUインターフェースを実装し、Linux上のソフトウエアからのアクセス性能について各種実測データを取得することが出来た。これらを踏まえて、色々な試験に応用できるように各種必要IOインターフェースを選定を行った。FMCを用いた子ボードの接続も考えておりそのインターフェース仕様も決めた。VME規格に準拠したZynq FPGAを搭載した汎用モジュールの設計開発を始めた。評価ボードを用いた各種性能試験に予想以上に手間取った。また、汎用モジュールの仕様決定に当たり、色々なユーザーとの会合を持ち実現可能な仕様の最適化を行い、時間を費やした。初年度に行った評価キットでの性能評価を更に行い、汎用モジュールの設計を開始する。合わせて、汎用モジュールに搭載するための基本ソフトの開発を進める。

まずは、クロス開発環境を整備し、そこでLinuxカーネルやデバイスドライバーの開発、種々の実験用ソフトウエアライブラリの移植作業を行う。本課題で開発するハードウエアからソフトウエアに至るまで、今後様々な実験にも採用可能な知的財産となるため、当初から公開を前提に開発を進める。回路図、ハードウエア記述言語によるIP、検証用テストベンチデータ、そのIPへCPUインターフェースを介してアクセスするBIOSソフトウエア、Linuxカーネルイメージ、デバイスドライバーのソースコードなどの情報を共有するためのレポジトリサービスを整備する。汎用モジュールの仕様が決定されており、具体的なモジュールの回路図設計を行っている。本FPGAを用いた経験が無い上、多くのIOインターフェースを実装する必要があるため時間を要する。本年度早めに回路設計を収束させ基板設計、製造へと進めていく予定である。年度後半では、完成モジュールを用いて試験・評価を行う予定である。計画遂行上必要な予算執行は行うことができた。出張旅費は、当初予定していた国内学会への出席が他の用務と重なり出席できなかった。結果として、少額の残金が生じた。汎用モジュールの仕様決定に時間を要し、モジュールの設計・製造を年度内に行うことが出来なかった。回路設計は現在最終段階にあり、今後速やかに基板設計・製造へと進めていく。年度後半では、完成モジュールを複数台用いた総合試験・評価を行う予定である。次年度予算と合算して執行を行う。汎用モジュールの製造を予定しており十分に執行可能である。
月経関連睡眠障害の生理学的研究 -時間生物学的観点から-

月経時に出現する睡眠障害の詳細を調べた。平成8年度は主に実態調査を中心とした研究を行い、月経に関連して多くの女性が睡眠の変動を自覚していることが明らかになった。またその際に、月経に関連して、主に過眠症状が出現することが明らかになり、月経随伴睡眠障害は月経随伴「過眠」障害と言い得ることがわかった。平成9年度と10年度は、主にこの月経随伴「過眠」障害の対処法の検討を行った。この睡眠障害を呈するものは主に妊娠と関係する年齢層の女性であることから、催奇形性を懸念することが多い。そこで薬物療法以外の対処法の可能性について検討した。平成9年度は高照度光照射療法の有効性についての検討を行った。方法としては、日常的に月経時に眠気が増強する以外は問題のない成人女性を対象とし、高照度光を、就床前の2時間、あるいは起床後の1時間半に照射した。非月経時、月経時(光なし)、月経時(就床前の光)、月経時(起床後の光)の4つの時期で、諸検査の結果を比較した。測定したいずれの指標でも劇的な変化は見られなかったが、OSA睡眠調査票で途中覚醒を反映する因子が、非月経時に比較して月経(光なし)で悪化し、光照射で改善した。また、24時間中の睡眠時間が、非月経時に比較して月経(光なし)で延長し、光照射で非月経時のレベルに戻った。しかもその変化は夜間睡眠でではなく、昼間睡眠でのものだった。このようなことから、高照度光照射療法は、月経随伴睡眠障害の過眠症状に多少なりとも効果があると結論した。平成10年度は、同じく過眠症状に対する日中の仮眠の効果について検討した。方法は、先の高照度光と同様の被検者に、日中30分の仮眠をとらせた。非月経時、月経時(仮眠なし)、月経時(仮眠あり)の3つの時期で諸検査の結果を比較した。その結果、仮眠をとったあとの自覚的眠気尺度が仮眠をとらないときに比較して低下することがわかり、月経時の眠気に対しては積極的に仮眠をとることが推奨される。健康女性の生体リズムが月経周期に伴って規則的に変動することが明らかになったのに対し、月経関連の睡眠障害患者の病態生理については未だに明らかでない。多くの女性が月経周期に伴って不眠や過眠の不定愁訴を呈することはよく知られているが、その詳細はまだよくわかっていないのが実情である。本研究は、これら月経関連の睡眠を中心とした不定愁訴を有する患者の睡眠感や各種生体リズムが、健康者に比較してどのように変化しているかを明らかにすることを目的として研究を行ってきている。平成8年度は月経周期に伴って生じる不眠・過眠について、つまり月経髄伴睡眠障害の実態について詳しく調査した。健康成人女性200名以上を対象として睡眠障害の実態調査を行うと同時に性格テスト(YGテスト・CMI健康調査表)を行った。

その結果、健康な女性のおよそ4割が月経に髄伴して睡眠の変化を自覚していることが明らかになり、しかもそのうちの9割以上が月経前あるいは月経と共に眠気が増大するという過眠症状であることがわかった。また性格テストから、上記の訴えをする人はむしろ性格に問題のない人がほとんどであることがわかった。さらに、少数例であるが月経に関連して眠気の変化を自覚している例について、自記式の睡眠覚醒リズム表の記入と行動量測定装置を用いて、月経周期13周期にわたり詳細な睡眠覚醒リズムを記録した。それにより、月経前はそれ以外の時期に比較して24時間中の睡眠の占める時間が延長することがわかった。以上のことから、ごく普通の健康な女性の多くが、月経に関連しての眠気を自覚しており、実際に睡眠時間も延長していることがわかり、今後この障害の対策を早急に検討する必要があることがわかった。1.研究目的今年度は、主に月経に随伴する過眠症状に対して、高照度光照射が有効かどうかを検討した。また、妊娠・出産随伴睡眠障害の病態解明に関する研究も開始した。2.研究方法対象は、月経開始前後に普段よりも強い眠気を自覚している20-21歳の女性8名。文書にて同意を得た。方法としては以下の(1)(7)の調査・測定を行いながら高照度光の効果を調べた。(1)睡眠日誌、(2)自覚的睡眠感調査、(3)基礎体温測定、(4)活動量測定、(5)終夜睡眠ポリグラフィ、(6)活動量と体位変動と心電図R-R間隔の測定、(7)深部体温測定。高照度光照射については、およそ2500-3000ルクスの光を照射した。夜の就床前2時間の照射と、朝の起床後1時間半の照射の2つの照射方法を別の時期に実施して比較した。なお、上記の(1)-(4)の記録は全研究期間を通じて連続して行い、(5)-(7)の記録は、以下の4つの時期に行った。(ア)非月経時、(イ)月経時(高照度光なし)、(ウ)月経時(就床前2時間の高照度光照射)、(エ)月経時(起床後1時間半の高照度光照射)。3.研究成果上記の「研究方法」の項の(ア)(エ)の4群の測定結果が得られている5名の被検者について、(1)・(4)・(5)の3つの測定項目についての比較検討を行ったが、4群間に大きな変化は見いだせなかった。他の検査項目についても詳細に検討して、月経随伴睡眠障害についてなお一層の調査を行う。月経時に出現する睡眠障害の詳細を調べた。平成8年度は主に実態調査を中心とした研究を行い、月経に関連して多くの女性が睡眠の変動を自覚していることが明らかになった。またその際に、月経に関連して、主に過眠症状が出現することが明らかになり、月経随伴睡眠障害は月経随伴「過眠」障害と言い得ることがわかった。平成9年度と10年度は、主にこの月経随伴「過眠」障害の対処法の検討を行った。この睡眠障害を呈するものは主に妊娠と関係する年齢層の女性であることから、催奇形性を懸念することが多い。そこで薬物療法以外の対処法の可能性について検討した。平成9年度は高照度光照射療法の有効性についての検討を行った。方法としては、日常的に月経時に眠気が増強する以外は問題のない成人女性を対象とし、高照度光を、就床前の2時間、あるいは起床後の1時間半に照射した。非月経時、月経時(光なし)、月経時(就床前の光)、月経時(起床後の光)の4つの時期で、諸検査の結果を比較した。測定したいずれの指標でも劇的な変化は見られなかったが、OSA睡眠調査票で途中覚醒を反映する因子が、非月経時に比較して月経(光なし)で悪化し、光照射で改善した。また、24時間中の睡眠時間が、非月経時に比較して月経(光なし)で延長し、光照射で非月経時のレベルに戻った。しかもその変化は夜間睡眠でではなく、昼間睡眠でのものだった。このようなことから、高照度光照射療法は、月経随伴睡眠障害の過眠症状に多少なりとも効果があると結論した。
高リスク不整脈発生の軽減：数理モデルおよび動物モデルを用いた実用的抑制法の開発

生理学:二拍子の脈は死期切迫を予告する恐ろしい脈だと、トラウベが1872年にはじめて記載した。まだ人類が心電計(1903年)を手にする前で、脈診だけで未来の危険性を察知した。しかし百年以上経過した今でも二拍子の病理はミステリーだ。解明が遅い理由は明らかで、心電図・PCの技術に固執依存し、生体をよく見ないからである。心臓は、ヒトでも無脊椎動物でも、共通のしくみで形成されることが21世紀になって証明された。NKxファミリーという名の遺伝子が貢献している。ヒト生体実験をやりたいがもちろん無理。エビカニ心電図をうまく取り扱える我々なら実験ができる。カニの連続心電図記録から「二拍子の脈は死期切迫を予告する」という事実をたくさん確認した。例えばガザミで、記録開始時July31には二拍子脈ー不正脈は全く無いが、Aug2から出現した。二拍子は数拍だけ、一時的な分岐だ。異常は短時間(拍動数で数回分の時間)持続し又すぐ正常に戻る。これが毎時数回程度おきる。最後に、Aug5に死亡するが、この際の二拍子は途切れず連続する。この末期現象はどの動物にも出た。無脊椎動物ー生体心電図ー長時間記録による発見である。トラウベの言う死の予兆が今回ヒト・下等動物で確認された。だが異常の発生原理は生理学研究だけでは解き明かせない。数理科学:香川大の協力で心臓電位発生の数理モデル・LRモデルで研究した。膜電位変動に貢献するイオンの種類・透過性などに関する式のパラメータを一つ一つ変化させた。すると、K,Na,Caの関与が浮き彫りになり、膜電位に異常を来す機構がわかりはじめ、前年度明らかになったNaとKとの関係に加え、Caの機構にもSimpleな数学的幾何学的関係図が描けることが分かった。イオン流が不安定化する理由の発見が今後の主課題である。膜電位に異常を来す機構がわかりはじめ、前年度明らかになったNaとKとの関係に加え、Caの機構にもSimpleな数学的幾何学的関係図が描けることが分かった。1983年ころからデジタル記録として集積されている無脊椎動物心臓活動実験記録のアーカイブデータおよび新たに記録する動物心電図長時間記録(例えばカメムシ心電図を1か月半2018Dec2019Febの記録に成功。今冬季シーズン冬眠昆虫の連続心電図記録に成功)から、死期に際して起きる変化に着目して解析を行う。この作業から得られる生理学的知見、例えば心拍頻度上昇や下降や、間欠的なリズム変動の知見を発見し、その変動過程が心筋細胞の脱分極に依拠するとか、心臓支配神経活動の変化に依拠するとかいった、科学的推論を導き出し、これが数理シミュレーションで再現できる推論であるのかどうか、というような生体モデルー数値モデル連関づけ双方向研究という前例のないバックグラウンドで固め大胆に追跡する計画。生理学:死の予兆と呼ばれる脈が知られている。二段脈、交互脈、2拍子の脈、あるいは英語でAlternansと呼ばれる脈である。1872年、心電計の発明以前に、ドイツのTraubeがヒトの脈で、はじめて記載した。これが現れると早晩死に至る。だがその成因は依然ミステリーである。心停止のまえの対処は可能か?本研究は死の瀬戸際に焦点をあてている。今回、死に至る動物モデルで心電図を記録し2段脈の発生を確認できた。例えば、夜の街灯に誘われて床に落下し死を迎えるサンプルに着目した。死に際に、心電図を取った。実例:昆虫(オニヤンマやマルハナバチなど)甲殻類(フナムシやアメリカザリガニなど)など使用。さらにヒトの末期患者からの心電図データ取得。心臓という「ポンプ」と脳という「心臓制御装置」を持つ動物に共通して、トラウベの危険脈があることを証明した。ヒトを含む基本的な生命現象が証明された。数理科学:心拍ゆらぎ解析技術(特許)を使い、数理モデルにより出力された結果と比較することで生の心拍データのなかでリスクの高い脈がどんな原因で発生するか検討した。ナトリウムイオン透過性とカリウムイオン細胞外濃度、この二つのパラメータの間に、正常脈と二段脈との境界が、一言でパラボラ線と表現できるような大変シンプルな関係にあらわされる関係が現れることをつきとめた。死に直面してなぜ危険な脈が出るのか?そこには、血中の重要イオンであるカリウムイオンの濃度が関係する2次曲線を境界線にした美しい現象が出た。パラボラ線の関係性は他のパラメータ間にもあるか、H30年度以降に追究することになる。筆者の特許発明である、mDFA(トレンドを除去した心拍ゆらぎ解析法)という時系列解析法は時系列データに内包された目に見えにくいゆらぎ特性を定量的に計算しスケーリング指数という数値に変えて表現できる。心拍時系列ならば正常心臓は指数が1.0と数学的に決まっている。この既成概念を利用している。このmDFAによって、2段脈は指数が低下していることが確認された。ーmDFAは、心拍の秘密を定量的に計算処理するのだということが実証できた。証明された最重要

ポイントは、数値判定には基準値があり、健康ならば基準値を取るのだという結果があらためて出された事である。要するに、mDFAは心臓研究百年の歴史において、従来には無い方法である。正常なら1.0、指数が低下したら正常ではない。死に向かい指数は0.5をめざして低下する。この技術による危険脈解析成果を、学会発表し、論文発表するとともに、単行本の章としても出版できた。生理学:二拍子の脈は死期切迫を予告する恐ろしい脈だと、トラウベが1872年にはじめて記載した。まだ人類が心電計(1903年)を手にする前で、脈診だけで未来の危険性を察知した。しかし百年以上経過した今でも二拍子の病理はミステリーだ。解明が遅い理由は明らかで、心電図・PCの技術に固執依存し、生体をよく見ないからである。心臓は、ヒトでも無脊椎動物でも、共通のしくみで形成されることが21世紀になって証明された。NKxファミリーという名の遺伝子が貢献している。ヒト生体実験をやりたいがもちろん無理。エビカニ心電図をうまく取り扱える我々なら実験ができる。カニの連続心電図記録から「二拍子の脈は死期切迫を予告する」という事実をたくさん確認した。例えばガザミで、記録開始時July31には二拍子脈ー不正脈は全く無いが、Aug2から出現した。二拍子は数拍だけ、一時的な分岐だ。異常は短時間(拍動数で数回分の時間)持続し又すぐ正常に戻る。これが毎時数回程度おきる。最後に、Aug5に死亡するが、この際の二拍子は途切れず連続する。この末期現象はどの動物にも出た。無脊椎動物ー生体心電図ー長時間記録による発見である。トラウベの言う死の予兆が今回ヒト・下等動物で確認された。だが異常の発生原理は生理学研究だけでは解き明かせない。数理科学:香川大の協力で心臓電位発生の数理モデル・LRモデルで研究した。膜電位変動に貢献するイオンの種類・透過性などに関する式のパラメータを一つ一つ変化させた。すると、K,Na,Caの関与が浮き彫りになり、膜電位に異常を来す機構がわかりはじめ、前年度明らかになったNaとKとの関係に加え、Caの機構にもSimpleな数学的幾何学的関係図が描けることが分かった。イオン流が不安定化する理由の発見が今後の主課題である。膜電位に異常を来す機構がわかりはじめ、前年度明らかになったNaとKとの関係に加え、Caの機構にもSimpleな数学的幾何学的関係図が描けることが分かった。すでに結果が出つつあるが、数値シミュレーションによるモデル研究で交互脈という危険脈が、どのような条件ででるのかを香川大学工学部の教授とコラボして明らかにし、その結果を学会発表および論文発表で公開し、どの要因が危険脈発生に直結するのかを示してゆく。1983年ころからデジタル記録として集積されている無脊椎動物心臓活動実験記録のアーカイブデータおよび新たに記録する動物心電図長時間記録(例えばカメムシ心電図を1か月半2018Dec2019Febの記録に成功。今冬季シーズン冬眠昆虫の連続心電図記録に成功)から、死期に際して起きる変化に着目して解析を行う。
機能プロテオミクスのためのプロテインチップの開発

タンパク質間相互作用解析用チップ作製のために、モデル蛋白質としてHSP70.1を用いてプロトタイプの作製を目標とした。HSP70.1蛋白質にGFP、ヒスチジン-tag(His-tag)、システイン-tag(Cys-tag)を融合させたHis-GFP-HSP70.1-Cys融合蛋白質を作製し、His-tagと結合するHis-Select Nickel Affinity Gel(Niビーズ)により精製したものをCys-tagと結合するマレイミド基板に固定化させたチップを作製した。また、HSP70.1の発現量を視覚的にモニターするために緑色蛍光蛋白質GFPもHSP70.1とともに融合タンパク質として融合させた。作製したHSP70.1-GFP搭載チップを蛍光顕微鏡(KEYENCE)とDNAアレイチップリーダー(PerkinElmer)を用いてスキャンし固定化の状態を確認したところ、概ね良好であったが、所々非特異的なシグナルを感知したため、washing過程の検討を繰り返した。その結果、2MEでブロッキングすることでかなりの非特異的なシグナルを排除することが可能となった。続いて搭載したHSP70.1が蛋白質として抗体に認識されるか否かを抗HSP70抗体を用いて確認したところ、抗体が結合して安定したシグナルを確認することができたため、次に肝細胞癌細胞株Huh7からNP40を含むlysis bufferを用いて抽出した細胞内可溶性蛋白抽出液を反応させた後にwashingを行なってから、HSP70.1に結合する蛋白質を含む溶液を抽出した。抽出液を質量分析計で解析したが、HSP70.1に結合する蛋白質の同定まではできなかった。本研究で開発した蛋白質間相互作用解析用チップは搭載された蛋白質がしっかりと抗体に認識され、非特異的シグナルも検出されないことから、蛋白-蛋白相互作用を初めとする機能プロテオミクス研究に有効であることが期待できる。タンパク質間相互作用解析用チップ作製のために、モデルタンパク質としてHSP70.1を用いてプロトタイプの作製を目標とした。HSP70.1タンパク質にGFP、ヒスチジン-tag(His-tag)、システイン-tag(Cys-tag)を融合させたHis-GFP-HSP70,1-Cys融合タンパク質を作製し、His-tagと結合するHis-Select Nickel Affinity Gel(Niビーズ)により精製したものをCys-tagと結合するマレイミド基板に固定化させたチップを作製した。また、HSP70.1の発現量を視覚的にモニターするために緑色蛍光タンパク質GFPもHSP70.1とともに融合タンパク質として融合させた。今年度の目標であった、HSP70.1に結合する蛋白質の同定までは研究が進まなかったので、来年度の一年間で同定までもって行く予定である。