hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニューロ/ファジィシステム用低電力・高速アナログ演算回路の基礎研究

ニューラルシステムとファジィシステムの両方のシステムに共用できるVLSI化に適した低電力・高速アナログ演算回路を構成し、その設計法を確立する目的で、CMOS演算トランスコンダクタンス増幅器(OTA)を用いた構成、電流モードCMOS回路による構成、電流モードBiCMOS回路による構成を研究し、以下の結論を得た。1.OTAによる構成では、ファジィ補形のメンバーシップ関数回路を利用して、MAX補回路を用いる簡素な回路構成でファジィ推論システムを構成できた。また、OTA・MAX回路とOTA非ファジィ化回路は、OTAの出力端子のダイオードの有無に違いがあるのみで、同じ回路構成を共用できることを示した。2μmCMOSプロセスで設計したときの各演算回路の性能は、電源電圧+/-5Vのもと、セトリング時間500ns以下、消費電力2.5mW以下であった。2.電流モードCMOS回路によるMAX回路とMIN回路の構成では、2μmCMOSプロセス.電源電圧5V.セトリング時間500ns以下の条件下.OTAによう構成の1/2以下に低電力化できることを示した。3.電流モードBiCMOS回路による構成では、トランスリニア原理を用いて電流モードの低電力・高速アナログ乗除算器を容易に構成できることを示した。この回路は電流モードのニューロン回路と非ファジィ化回路に共用できる。この回路を2μmCMOSプロセスで設計した場合、電源電圧5Vのもと、セトリング時間100ns以下、消費電力は450μW以下が達成できた。以上の各演算回路は、0.8μmプロセス、電源電圧3Vで設計すれば、セトリング時間が200ns以下、消費電力が100μW以下を達成できる見通しが得られた。1.の成果は1995年2月の学会論文誌で発表し、2.と3.の最終成果については、現在、学会論文誌に投稿準備中である。
増殖因子からの信号伝達を担うCRK蛋白の下流因子の同定

方法および結果1.CRK蛋白のSH3領域をGST融合蛋白として、大腸菌で発現させ、それをプローブとしてウエストウエスタンブロッティングを行なう。この際、我々の開発した抗GSTモノクローナル抗体を用いることにより、特異性を高めうる事を発見した。2.上記の方法により、細胞質中にCRKのSH3領域と結合する蛋白は、分子量130-140,160,180,220kDaの4ないし5個の蛋白である事が明らかとなった。3.上記の方法を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより、上記の全ての蛋白のcDNAクローニングに成功した。6.Ras活性化因子として知られるSos蛋白もCRKのSH3領域に結合する事が、明らかになった。考察本研究によって、二つの非常に重要な癌遺伝子産物であるチロシンキナーゼ群とrasとの間にCRK蛋白が介在することが明かとなり、CRKを含む癌遺伝子産物が増殖刺激伝達系の主要な構成成分であることが判明した。また、幾つかのCRK下流因子が同定されたことにより、CRKを始めとするアダプター分子から、増殖信号が拡散していくことも明らかとなった。今後、これら、ras以外の信号伝達因子が癌化にどの程度関与するのか明らかにしていく予定である。
下垂体前葉におけるプロラクチン産生細胞の分化機構の解明

下垂体前葉は成長、代謝、免疫、生殖に関る重要な6種類のホルモンを産生する内分泌器官であり、それらのホルモンは原則的に別々の腺細胞から分泌される。これらの細胞がどの様にして分化するかは、内分泌細胞に限らず広く細胞の分化の解明のために重要な課題である。本研究ではプロラクチン細胞の分化機構を例にして研究を行い以下の結果を得た。1)エストロゲン誘発下垂体腫瘍から新しいホルモン産生株を樹立した。2)これらの細胞株の内、MAT/Sは成長ホルモン(GH)のみを産生し,プロラクチンを産生しない。また,分裂中の細胞もGH分泌果粒を持つ他,プロモデオキシウリジン(Brdu)で標識される増殖中の細胞は全てGHを持つことが明らかになった。このことからMAT/SはGH細胞として分裂増殖している細胞である。3)MAT/Sにインスリンかインスリン様成長因子(IGFー1)を作用させるとGH細胞が著しく少なくなり、やがてプロラクチン細胞が出現する。4)このことからGH細胞としてのMAT/Sはインスリンが,IGFー1,によってプロラクチン細胞に分化転換することが明らかになったが,生じたプロラクチン細胞にはGHの存在を証明できない。すなわちMAT/Sは一旦脱分化した後にプロラクチン産生細胞に転化することが示された。5)この分化転授は上皮成長因子の共存で著しく加速され、2日間の刺激で多くのプロラクチン細胞が出現した。またこの過程でGHとプロラクチンを同時に持つソマトマンモトロクが出現した。ソマトマンモトロフの存在意義は不明であったが、今回の結果からこの細胞はGHからプロラクチン細胞への分化転換過移の細胞である事が示唆された。エストロゲン依存性増殖を示す下垂体腫瘍から分離した4種の樹立細胞株の中でMAT/Sは下垂体の成長ホルモン(GH)細胞と似た性質を示す。この細胞は分裂時にもGH陽性の分泌果粒を持つ他,BrdUの取り込みとBrdUに対する免疫細胞化学から同定される増殖期の細胞は全てGH陽性であることからMAT/SはGH細胞として増殖している細胞であることが明らかになった。この細胞は増殖期にはプロラクチン(PRL)細胞は存在しない。また培養液や細胞からラジオイムノアッセ-(RIA)で検出されるPRLは存在しない。しかし,増殖が止まる頃になると僅かにPRL細胞が出現するのでMAT/SはPRL細胞への分化能を有する細胞であることが知れた。このためPRL細胞への分化促進因子を明らかにするために多くの成長因子を作用させた所,インスリンおよびインスリン様成長因子(IGFー1)に顕著な効果かわることが判明した。すなわちインスリンやIGFー1を作用させた後、34日後に多くのPRL細胞が出現する他,培養液,細胞の抽出液にもPRLがRIAやWistern hlottingによって検出された。7日間作用後、出現したPRL細胞を計測した所、約10%の細胞がPRL細胞であった。また,インスリンやIGFー1はMtTIS細胞のGH産生能を著しく抑制する。これらの増殖因子の作用によってMtTIS細胞の中にはGHもPRLも持たない細胞が多く見られるようになる。これらの結果から予想されることはGH細胞としての特徴を持つMtTISはインスリンやIGFー1によってGH産生が抑制されると同時にPRL細胞への転化を促進することを示す。このことは内分泌細胞での細胞転化を示す最初のシステムであると考える。先に独自に樹立したMATIS細胞は成長ホルモン(GH)のみを産生しプロラクチン(PRL)は作らない。

これまでの研究からMATISにインスリン(INS)ないしインスリン様成長因子(IGF)を添加するとGH細胞としての特徴を有するMATISがGHの産生が著しく抑制されPRL細胞が出現することを免疫細胞化学、Western hloffing法、ラジオイムノアッセイ系によって明らかにした。この発見は内分泌細胞のように高度に機機能分化した細胞が他の機能相に分化転換することを示している。これまで,動物を使用した実験からPRL細胞はGH細胞から出現する可能性が示摘されていたが,我々の発見はこの直接的な証明である。一方,INSやIGFは単独で作用した場合にはPRLの出現には34日間必要であるが,INS等にEGFを加えると分化転換は著しく加速され12日後にかなりの数のPRL細胞が出現する。またこの時にGHとPRLを同時に持つ細胞すなわちソマトマンモトロフ(Somatomammotroph)が出現する。これはGHからPRLへの分化転換が加速されたためにGHとしての性質が完全に失なわれる前にPRLの産生が始まったためと考えている。従来より,下垂体にソマトマンモトロフが存在することが知られていたが,その意味は明らかでなかった。我々の今回の発見はその意味を考える上で重要であると考え,その機構の詳しい解析を行っている。
合理的設計に基づくインスリン様バナジウム錯体の開発と構造活性相関

我が国における糖尿病の患者数は、予備軍を含めると1370万人に及ぶと推計され、重篤な合併症を引き起こす疾患として難病の一つに挙げられており、経口投与が可能な薬剤の開発が世界的に望まれている。本研究はこのような背景の下で、低毒性でかつ経口投与により血糖正常化作用を示す4価のバナジル(オキソバナジウム,VO)錯体を、合理的に設計・開発すること、特に今まで評価されてこなかった錯体や新規の錯体の設計・開発を第1の目的とした。次に、錯体の構造および化学的性質とインスリン様活性との相関性の確立および作用機構の解明を第2の目的とした。前年度までの研究により、ホスホン酸を含む新たなタイプのアニオン性VO錯体の糖尿病治療薬としての可能性を示すことができた。また、VO化合物の作用機構を明らかにすることを目的として、それらの脂肪細胞における作用点を絞り込んだ。N2、N3およびN4型アミノメチルピリジン誘導体を配位子とする、カチオン性のVO錯体のインビトロインスリン様活性を評価した。N3型のVO(dpa)錯体(dpa=2,2-dipocolylamine)が最も高いインスリン様活性を示し、一方、N2型錯体の活性はVOSO_4とほぼ同等、またN4型錯体の活性は極めて低いことがわかった。N2型錯体は水溶液中でVOSO_4とほぼ一致するESRシグナルが観測され、溶液状態における安定性が極めて低いことが明らかとなった。また、脂肪細胞への錯体の取り込み量はN3型よりもN4型の方が高かったことから、3座配位子を4座配位子にかえることによる錯体の安定度の高まりがN4型錯体の活性低下の原因ではないかと推測した。さらにVO(dpa)錯体の腹腔内投与によりSTZ-ラットの血糖値が正常化されることを確認した。以上のことから、インスリン様活性の発現のためには、錯体の溶液構造や安定,度が大きく関与していることが示唆され、今後の錯体の物理化学的性質の評価などの基礎研究の重要性が再認識された。さらにN3型のVO(dpa)錯俸はインゼボ実験でも有効であり、今後、窒素原子のみを配位原子にもつ新たなタイプのVO錯体の糖尿病治療薬としての可能性に期待がもてる。アニオン性錯体の経口投与での有効性に加えて、カチオン性錯体の有効性を示すことができ、消化管吸収性の面から有効とされてきた分子性錯体の開発に加えて、錯体の分子設計に関して新たな指針を与えることができた。
咬筋の付着部位および走行状態が顔面形態ならびに咬合

顔面の成長発育に影響を及ぼす環境因子として、咀嚼筋機能が重要視されてきている。本研究は咀嚼筋群の中から下顎形態形成にに最も重要と考えられる咬筋に着目し、咬筋の付着部位ならびにサイズについて調査し、それらと咬合圧分布や顎顔面形態との関連性について調べた。さらに咬合圧が下顎体内部構造に及ぼす影響につてCT断層写真を用いて検討した。1.咬筋付着部ならびに走行状態と顎顔面形態との関係について: 38項目の計測項目の中から、因子分析によって特徴点14項目を選出した。有歯顎群と無歯顎群について、線形判別分析を行った。その結果、判別率は有歯顎群で100%、無歯顎群で95%であった。この際判別に寄与した計測項目は、筋突起高と咬筋前方付着部の位置であった。このことから、咀嚼筋の機能はそれが付着する下顎技の形態に影響を及ぼすこと、また咬筋前方付着部の位置が機能の減退によって後退することが明らかになった。さらに、このような変化は機能的要因で生じ、年齢が及ぼす影響は見られなかった。2.咬合圧分布と顎顔面形態との関係について:研究資料として日本人成人男子正常咬合者19名の感圧フィルムおよび側貌頭部X線規格写真を用いた。感圧フィルムより得られた咬合面積、平均咬合圧および咬合圧の相関を求めると共に、顎顔面形態と咬合圧分布との関連性について正準相関分析を用いて検討した。その結果、咬合面積と咬合圧との間に正の相関が認められ、咬合面積が大きいほど咬合圧が大きくなることが認められた。平均咬合圧は咬合面積とは負の相関を示したものの、咬合力との間に相関は認められなかった。これについて、食生活が著しく異なる南太平洋住民メラネシア人(フィジ-人)について調べたところ、日本人に比べ咬合力は強く、咬合面積は有意に大きかった。学顔面形態と咬合力との相関を調べたところ、下顎切歯の傾斜度、symphysis angleおよびgonial angleと咬合力は負の相関を示した。3.CT断層写真による下顎骨内部構造について:咬合圧が下顎骨体にどのような影響を与えているかを推察する目的で、下顎骨体内部構造と顎顔面形態との関連性について検討した。計測した断面はsymphusis部(下顎正中部)、第2小臼歯部、第1大臼歯部および第2大臼歯部(以下SYR、P2R、M1R、M2R)の4断面とした。計測項目として、各断面の高さ、幅ならびに面積など、また内部構造の計測として皮質骨の厚さ、面積などを計測した。その結果、gonial angleと第2大臼歯部の頬・舌側皮質骨の厚さ、symphusis部と第2大臼歯部の高さに相関が認められた。また主成分分析の結果、頬側皮質骨の厚さの分布は多様であり、特に小臼歯部を境に前方と後方に分けられ、後方部は機能的影響を受けやすく、咬合力が強い者ほど厚いことが認められた。すなわち、咬筋の付着部がより前方位に位置するほどgonial angleやsymphysis angleは小さいが、下顎技のサイズは大きくなり、さらに下顎骨体部の皮質骨の厚さも厚く強固になることが認められた。

3.CT断層写真による下顎骨内部構造について:咬合圧が下顎骨体にどのような影響を与えているかを推察する目的で、下顎骨体内部構造と顎顔面形態との関連性について検討した。計測した断面はsymphusis部(下顎正中部)、第2小臼歯部、第1大臼歯部および第2大臼歯部(以下SYR、P2R、M1R、M2R)の4断面とした。計測項目として、各断面の高さ、幅ならびに面積など、また内部構造の計測として皮質骨の厚さ、面積などを計測した。その結果、gonial angleと第2大臼歯部の頬・舌側皮質骨の厚さ、symphusis部と第2大臼歯部の高さに相関が認められた。また主成分分析の結果、頬側皮質骨の厚さの分布は多様であり、特に小臼歯部を境に前方と後方に分けられ、後方部は機能的影響を受けやすく、咬合力が強い者ほど厚いことが認められた。すなわち、咬筋の付着部がより前方位に位置するほどgonial angleやsymphysis angleは小さいが、下顎技のサイズは大きくなり、さらに下顎骨体部の皮質骨の厚さも厚く強固になることが認められた。1.咬筋付着部ならびに走行状態と顎顔面形態との関係について38項目の計測項目の中から、因子分析によって特徴点14項目を選出した。有歯顎群と無歯顎群について、線形判別分析を行った。その結果、判別率は有歯顎群で100%、無歯顎群で95%であった。この際判別に寄与した計測項目は、筋突起高と咬筋前方付着部の位置であった。このことから、咀嚼筋の機能はそれが付着する下顎骨の形態に影響を及ぼすこと、また咬筋前方付着部の位置が機能の減退によって後退することが明らかになった。2.咬合圧分布と顎顔面形態との関係について研究資料として日本人成人男子正常咬合者19名の感圧フィルムおよび側貌頭部X線規格写真を用いた。感圧フィルムより得られた咬合面積、平均咬合圧および咬合圧の相関を求めると共に、顎顔面形態と咬合圧分布との関連性について正準相関分析を用いて検討した。その結果、咬合面積と咬合圧との間に正の相関が認められ、咬合面積が大きいほど咬合圧が大きくなることが認められた。平均咬合圧は咬合面積とは負の相関を示したものの、咬合力との間に相関は認められなかった。また、正準相関分析から咬合圧は上下顎歯槽基底の前後的位置(SNA,SNB)および上下顎前歯の歯軸斜度(L1 to NB angle,U1 to NA angle)などと関連を示した(第1正準相関係数0.95、第2正準相関係数0.80)。3.CT断層写真による下顎骨内部構造について咬合圧が下顎骨体にどのような影響を与えているかを推察する目的で、下顎骨体内部構造と顎顔面形態との関連性について検討した。計測した断面はsymphysis部(下顎正中部)、第2小臼歯部、第1大臼歯部および第2大臼歯部(以下SYR、P2R、M1R、M2R)の4断面とした。その結果、gonial angleとP2R下顎底皮質骨幅、P2R幅およびM2R高との間に負の相関を認めた。以上が今年度の研究実績の概要である。
Ｈｏｄｇｅ分解によるヘテロ・大域的な脳活動の遍歴検出

本研究においては、グラフ版のHodge-小平分解の神経科学への応用を目指した。Hodge-小平分解は、向き付けられたネットワークを流れに見立てて勾配流、大域循環流、局所渦の3成分へと分解して、ネットワークの構造解析を可能とする。例えば、大域循環流(harmonic flow)の自由度はネットワーク中のループの数に対応し、勾配流の自由度は連結成分数を反映する。本年度は、このHodge-小平分解を青木・青柳らによる時間変化するネットワークモデルの構造解析に応用した。その結果、ネットワークの結合の時間変化を支配する学習則がSTDP則(β0)である時に、ループが多くでき、Hebb則(β<-0.5)である時にはループができにくいことを解明した。また、ネットワークの不変量であるループの数が、従来知られていたこのモデルの分岐図(Aoki & Aoyagi 2009, 2011)を反映するだけでなく、これまでカオス領域としてひとくくりにされていたパラメタ領域(Anti-Hebb則,β>0.3)をさらに細かく特徴づけることを可能とすることを発見した。また、Hodge-小平分解のデータ解析への応用だけでなく、脳のモデルとして、脳の触覚系がHodge-小平分解のアルゴリズムを利用して、不変量を取り出しているという仮説を提案した。数学のトポロジーの分野において導かれた(連続変形において保存する)不変量を活用することで、2次元タッチパネル上の指の形や位置に全く影響を受けず、タッチ回数を正しく数える並列アルゴリズムを提案した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題においては、現代微分幾何学の重要な成果であるHodge-小平分解の理論を応用して、動的に流れ続ける脳の情報の遍歴を特徴づける。Hodge-小平分解は、有向グラフの行列表示さえ得られれば線形代数により計算できて、ネットワーク上の流れを3つの要素(ポテンシャル流,再帰的流れ,局所渦)に分類して、解釈をつけることを可能とする。特に、従来、複雑ネットワーク研究でサマリーとして用いられてきた一様性を仮定した局所的な情報(例えば、「1つの頂点から伸びる枝の数の次数分布」)とは一線を画し、ヘテロで大域的な情報を得られることが特徴である。これを用いて、全ての神経細胞をなるべく層状に分類したり、再帰的な流れがあるかどうかの検出を目指すものである。初年度においては、スパースな行列を仮定することで行列表示を工夫して、R言語を用いた高速な分解アルゴリズムを開発した。当初のナイーブな実装と比較して1000倍以上の高速化を達成することができた。これによって、100-200ユニット(神経細胞)から成るネットワークでもHodge-小平分解を行うことが可能となったことは、現実的な応用を考えると極めて重要な成果である。さらに、このアルゴリズムを用いて、神経回路網をシミュレーションしたデータに対してベンチマークを行った。これは、実データへの応用に先立って、教育・啓蒙的効果も考えて、簡単なネットワークモデルに対してHodge-小平分解を応用することで、あらかじめ「辞書」を作っておくものである。高速に動くアルゴリズムを開発できたことで、各方面に応用出来るめどが立った。方法論上の課題としては、さらに分解アルゴリズムの高速化が可能か検討を行う。応用としては、ネットワークの結合が時間変動するAoki-AoyagiモデルにHodge分解を適用することで、従来はカオス領域とされていたパラメタ領域をさらに分割して特徴づけることを目指す。
現行型沈み込み帯出現の地質学的証拠：古原生代、高圧中間群変成帯の総合研究

本研究は東アフリカ、タンザニア地塊外縁造山帯(太古代タンザニア地塊を取り囲む原生代造山帯)に産する約20億年前の高圧中間群変成帯とそれに対をなす古原生代のバソリス帯において野外地質調査を行い、採取した岩石試料を解析した。低変成度の結晶片岩地域の変成枕状玄武岩の地球化学的特徴や高変成度岩の変成作用の特徴、さらにバソリス帯の活動時期を総合的に検討した結果、海洋プレート沈み込みに伴う約20億年前の太平洋型造山帯の実体が明らかとなった。本研究はタンザニア地塊外縁造山帯(太古代タンザニア地塊を取り囲む原生代造山帯)において、古原生代に現行型沈み込み帯が出現した地質的証拠を確定的にすることを目的とする。タンザニア地塊外縁造山帯に産する約20億年前の高圧中間群変成帯(藍閃石を欠くもバロア閃石が広域的に産する)について、広域変成帯(低変成度の結晶片岩が主体)の構成岩類、構造極性、上盤・下盤境界を、野外地質調査により決定・記載し、採集した変成岩試料の岩石学的な解析を行う。広域変成帯の地質情報から、最古の高圧中間群変成帯の形成・定置を復元し、準緑色片岩相から青色片岩相ー緑れん石角閃岩漸移相変成岩から当時の沈み込み帯深部の変成流体の情報を抽出する。また、同変成帯と対をなすバソリス帯についても含めて古原生代の現行型沈み込み帯の環境を復元する。研究初年度は、タンザニアにおいて現地の研究協力者と一緒に調査チームを結成して、野外地質調査を実施した。研究計画のルートに沿った岩石試料の採取の他、地質図で記載されていた超苦鉄質岩体の調査を行った。予察的な研究を含めた本研究課題の一部の成果を共同研究者と一緒に国際学会で発表するとともに、関連するトピックのセッションを国際学会で世話し、現行型沈み込み帯に関する議論を行った。本年度、研究代表者(辻森)が平成27年9月付けで岡山大学から東北大学へ異動し、研究遂行に必要な岩石試料の処理などを新規に新しい研究機関で行う必要が生じた。しかし、その影響を最小限に抑えるべく、異動先での研究体制の再構成と研究環境のセットアップを進めた。タンザニアでの野外地質調査は計画通り実施したが、研究代表者(辻森)が平成27年9月付けで岡山大学から東北大学へ異動し、研究遂行に必要な岩石試料の処理などを新規に新しい研究機関で行う必要が生じた。しかし、計画通りに初年度の野外地質調査を実施し、おおむね順調に進展している。本研究は古原生代に現行型沈み込み帯が出現した地質学的証拠を確定的にすることを目的とする。タンザニア地塊外縁造山帯(太古代タンザニア地塊を取り囲む原生代造山帯)に産する約20億年前の高圧中間群変成帯(藍閃石を欠くもバロア閃石が広域的に産する)について、広域変成帯(低変成度の結晶片岩が主体)の構成岩類、構造極性、上盤・下盤境界を野外調査により決定・記載し、採集した変成岩試料の記載岩石鉱物学と局所同位体地球化学の技術を応用する。広域変成帯の地質情報から、最古の高圧中間群変成帯の形成・定置を復元し、準緑色片岩相から青色片岩相ー緑れん石角閃岩漸移相変成岩に含まれる組成累帯鉱物の微量元素・安定同位体組成、流体包有物から当時の沈み込み帯深部の変成流体の情報を抽出する。さらに、同変成帯と対をなしたバソリス帯の規模を隣接する地質体の花こう岩類の年代学で決定し、古原生代の現行型沈み込み帯を復元する。平成28年度は初年度の調査で得られた岩石試料の解析を進めた他、共同研究者らと本研究課題に関する成果の一部について国際学会で発表した。タンザニア現地での研究協力者が短期で来日し、共同で解析を進めることもできた。古原生代高圧中間群変成帯に伴う原生代のカーボナタイトの安定同位体測定など新しい取り組みも行った。国際情勢の不安定さが増し、調査地域の経済の全般的衰退による貨幣価値と物価の変動があったが、平成29年3月に計画通り、野外地質調査を実施し、新に岩石試料を採取した。研究代表者の異動先での研究遂行へのスムーズなシフトを終え、新しい研究協力体制のもと古原生代高圧変成岩の解析と、原生代の高圧中間群変成帯の比較研究を行った。国際情勢の不安定さが増し、調査地域の経済の全般的衰退による貨幣価値と物価の変動があったが、計画通り野外地質調査を実施できた。また、研究代表者の研究機関の異動に伴う研究組織の再編も一段落し、異動先での研究遂行へのスムーズなシフトを終えた。国際的な研究量力体制が充実し、本研究課題の現地協力者(タンザニアの研究者)の来日とワークショップなどがプラスに働いた。古原生代に現行型沈み込み帯が出現した地質学的証拠を確定的にすることを目的に、タンザニア地塊外縁造山帯(太古代タンザニア地塊を取り囲む古原生代造山帯)に産する約20億年前の高圧中間群変成帯について広域変成帯の野外調査と岩石学・地球化学的解析を進めて来た。

最終年度(平成29年度)は、前年度までに採取された岩石試料の解析と年代測定を継続して行った他、ダルエスサラーム大学の現地での研究協力者を日本に3ヶ月招聘し、得られたデータの解釈を行った。さらに問題点を絞り込んだ上でタンザニアの現地調査を実施した。岩石試料の解析に関しては、高圧中間群変成帯のなかの高変成度岩についての岩石学的特徴付けが進んだ結果、いくつかの新知見が得られた。特に、低変成度の結晶片岩地域の枕状構造を保持した緑れん石ー角閃岩相の全岩化学組成(主要・微量元素濃度)の検討から、それらが典型的な中央海嶺玄武岩を原岩とすることが明らかとなった。また、平衡共存する鉱物の相の数が多く、一般的な変成玄武岩類よりも、変成条件を束縛しやすいアルミニウムに富む(藍晶石を含む)角閃岩類の解析で、トロクトライト質の沈積岩が原岩であることが判明し、藍晶石が滑石と共存することが明らかとなった。藍晶石+滑石の鉱物組み合わせの発見により、これまで角閃岩相と考えられてきた地域の変成圧力の下限が決定された。一方、これまでエクロジャイト相変成岩と記載されてきた岩石試料の解析の結果、高圧グラニュライト相の変成作用の正確が明らかになりつつある。顕生代の変成帯との比較研究も進み、古原生代の高圧中間群変成帯の実像の理解が進んだ。本研究は東アフリカ、タンザニア地塊外縁造山帯(太古代タンザニア地塊を取り囲む原生代造山帯)に産する約20億年前の高圧中間群変成帯とそれに対をなす古原生代のバソリス帯において野外地質調査を行い、採取した岩石試料を解析した。低変成度の結晶片岩地域の変成枕状玄武岩の地球化学的特徴や高変成度岩の変成作用の特徴、さらにバソリス帯の活動時期を総合的に検討した結果、海洋プレート沈み込みに伴う約20億年前の太平洋型造山帯の実体が明らかとなった。研究代表者(辻森)の異動と初年度までの研究分担者の研究上の都合によって、次年度からは新しい研究分担者の体制で研究課題を推進することとなった。新しい研究機関で不足する分析装置は、国内外の共同利用施設の利用でカバーし、当初の計画通りに研究を前進させる。昨年度から新体制の研究チームのもので、おおむね順調に研究が進展してきた。今後、得られた岩石試料を効率良く解析するだけでなく、蓄積されてきた結果を総合する方向で研究課題を推進させる。特に、タンザニアの古原生代の高圧中間群変成帯の個性評価のため、原生代の若い高圧中間群変成帯との比較研究を強化する。29年度が最終年度であるため、記入しない。地質学29年度が最終年度であるため、記入しない。
放射線照射後の顎骨再建に関する実験的研究

放射線照射後の適切な骨移植時期を知るために、放射線照射後の骨移植に関して組織・形態的な研究を行った。その結果、移植床周囲の新生骨形成は、放射線照射後2週目に骨移植を行った群では移植後初期に著しく低下していたが、照射後4週目に骨移植を行った群では非照射移植群と同様であった。原因として放射線照射によって血管形成および未分化間葉系細胞の増殖が障害されるため、初期の新生骨形成が遅延して骨癒合が遅れることが示唆された。放射線照射後に骨移植を行った場合の血管形成の障害とその回復過程を明らかにするために、メルコックスによる血管鋳型法を用いて走査型電子顕微鏡により観察を行った。さらに放射線照射後の骨膜未分化間葉系細胞の変化については、組織学的および増殖細胞核抗原(PCNA)を使用して免疫組織化学により検討した。結果:移植床周囲の血管新生は、照射後2週目に骨移植を行った群では低下していたが、照射後4週目に骨移植を行った群では2週目移植群と比較して回復していた。血管新生部位は新生骨形成部位と一致しており、血管新生と新生骨形成が関連していることが示唆された。骨膜の未分化間葉系細胞は、照射後1週目にかけて減少するが、照射後2週目から6週目にかけて増加した。骨膜のPCNA陽性細胞は、照射後3週目から照射後6週目にかけて増加した。結論:放射線照射により生じる新生骨形成の障害は、血管新生の障害、骨膜の未分化間葉系細胞の減少によって生じるが、これらの障害の照射後の時間経過によって回復することで新生骨形成が回復することが明らかとなった。放射線照射後に骨移植を行う場合、少なくとも血管形成障害および未分化間葉系細胞の数が十分回復するまでの時間経過を必要とすることが示唆され。今回の研究は、細胞および分子レベルでの放射線と骨形成との関係について研究を行う上での基礎となった。
国際比較に基づくアーカイブズと社会の関係に関する総合的研究

本研究は「オーストラリアと日本の自治体における業務記録管理システムの比較研究」(課題番号18330117、20062008年度)の成果をもとに構想・推進された。当初はオーストラリアのヴィクトリア州を主たる研究対象とし、電子ネットワーク時代の政府がどのようにアカウンタビリティ確保に努めているかを調査・研究したが、政府も含め組織や団体がみずからの記録をどう扱うかということ自体が歴史的、社会的、文化的な影響を強く受けること、記録の扱い方と社会のあり方に強い相関のあることを踏まえ、世界各地の特徴的な地域で調査を推進し、一方でその成果の国際学会等での報告を通じ、国際的な研究ネットワーク構築を進めた。平成22年度は12月にハンガリー・ブダペストにおいて現地のアーカイブズ調査を実施すると共に、アーカイブズの実務担当者および研究者との研究交流を図った。まず、ハンガリー国立アーカイブズを2日間にわたって訪問し、当該機関の活動全般に関する聴取り調査と体制転換前の記録の扱いに関する聴き取り調査を実施する一方、ハンガリーにおけるアーカイブズ関連法制の調査を進めた。特に今回の焦点を当てたのは体制転換前すなわち社会主義時代の政府記録および共産党(社会主義労働者党)中央の記録に関する扱いであったが、それらはほぼ当時のまま現政府に移管され、計画的にデジタル化による公開が進められていることがわかった。ただし、公開される記録は中央政府の活動に関するものであり、各地域の当該時代の記録については国立アーカイブズの十分な管轄下にあるとは言えないということもわかった。次に中央ヨーロッパ大学の付属機関であるOpen Society Archivesを訪問した。これはソ連を含む体制転換の時代からつづく内戦や政治的抗争にかかわって生じたと見られる人権侵害問題の記録を精力的に収集し、非政治的な立場から主として旧社会主義圏に民主的な社会を構築することを目的に活動しており、いわゆる組織アーカイブズだけではカバーしきれない国際紛争の記録の重要性について示唆を受けた。現地の研究協力機関であるカーロリ・ガシュパール大学人文学部日本学科ではスタッフ、大学院生と交流し、体制転換がアーカイブズに及ぼす影響について議論した。また本研究組織において数年前より進めてきたアーカイブズ研究の現時点での成果を英文報告書にまとめ、各機関に配布した。平成23年度は各自のテーマに応じて海外調査を実施し、その成果をまとめると共に関連分野の国内外の研究者とも共同で研究会を実施した。9月にはアメリカ・ワシントンD.C.を訪問し議会と議会図書館との関係について現場スタッフに聴取り調査するとともに、サンフランシスコではサンフランシスコ州立大学を訪問し、そこで社会学研究者が加わって進めるデジタルアーカイブズプロジェクトについて、およびGLBT History Museumを訪問してテーマを限定した地域アーカイブズについて調査を実施し、さらにカリフォルニア大学バークレー校に組織論の研究者を訪問して情報・意見交換を行なった。1112月にはハンガリー・ブダペスト(現地の研究協力者との打合せおよび資料収集の継続)、チェコ・プラハ(国立アーカイブズでの聴取り・資料収集を含めた訪問調査)、フランス・パリ(国立アーカイブズでの聴取り資料収集を含めた訪問調査)を実施した。また、2月には海外のアーカイブズ研究者、実務スタッフとも協力してThe 40th World Congress of Institut International de Sociologie(インド・デリー)においてセッション"Archives for Maintaining Community and Society in the Digital Age"を設け、IT時代においてアーカイブズに求められる課題、期待される役割などについて情報・意見交換を進めた。この成果を踏まえ24年度中には英文報告書を作成し、ひきつづき国際的な研究協力関係を構築していく予定である。さらに、3月には組織マネジメントに関する国際学会(アメリカ・サンディエゴ)での報告を実施した。今年度は昨年度までの成果を踏まえて年度当初に英文報告書Archives for Maintaining Community and Society in the Digital Ageを作成して国内外の関係者に配布し、これまでに研究組織メンバー各自が構築してきたネットワークを、より広汎かつ強固なものとすることに、年間を通じて努めた。この報告書により研究組織の取組みを明確に伝えられるようになっただけでなく、民主的市民社会でのアーカイブズの機能について、政府など行政機関レベルだけでなく民間の市民的活動や企業組織の運営など多様なレベルにおいても共通の視点を適用しうる可能性を示し、個別レベルでの共同研究者の開拓を国内外で推進した。この作業と並行し、今年度も研究組織メンバー各自の課題に沿い調査、学会発表、論文執筆を進めた。スウェーデンおよびスペイン・カタロニアでは研究発表と現地のアーカイブズ調査を、アメリカ合衆国および台湾では研究発表および研究交流を、マレーシアでは研究発表および研究交流を、オランダでは現地のアーカイブズ調査および研究交流を、それぞれ実施した。全体の感触として、現用の記録管理はともかく、アーカイブズについては専ら歴史研究に資するものという意識が特に日本だけのものではないことが了解された。そして、小さな市民団体(NPO)から企業、さらには国家政府まで「アーカイブズを利用した組織運営」という着想が有益なものと受けとめられ、その観点からの研究協力の可能性についても検討できた。

その一方、公的機関であるなしを問わず、過去の記録をどの程度尊重して現在の運営が行われているか、また、現在の記録を将来のためにどの程度組織的に保存しようとしているか、これらの課題に対しては地域によってかなりの差異が見られ、これを比較文化的に検討することの必要性が確認された。今年度は、オーストラリアのヴィクトリア州公文書館(PROV)の推進する電子文書管理戦略(Victorian Electronic Records Strategy : VERS)のフォローアップ調査を中心に実施した。これまでにPROVを訪問し公文書館サイドからのVERS推進の取組みについて現地調査を実施してきたが、今回は導入サイドすなわちヴィクトリア州政府各機関においてこの取組みがどのように進められているか、またどのように受けとめられているかについて、導入現場での取組みを集中的に調査した。PROVの協力により交通省、ビジネス省、財務省の担当者に聴取り調査をすることができた。さらにキャンベラで海外研究協力者の田村恵子氏(オーストラリア国立大学)と合流して現地の戦争記念館を訪ね、「過去の記憶を現在の視点から展示する」という、特に政治的事象を扱う博物館には不可避の課題について調査を実施した。これらの調査と並行し、前年度(2012年2月)に実施した国際学会(The 40th World Congress of Internationa Institute of Sociology, in Delhi, India)での成果を論文集にするため、報告者およびその後に参加した執筆者との連絡・調整を進めた。来年度の前半には公刊できる見込みである。また、マレーシア(University of Malaysia Kelantan)において国際交流基金の助成も受けながらコミュニティ研究に関する国際会議を企画し、アーカイブズの応用可能性について論考を発表した。この結果、発行される査読付きジャーナルでは、本プロジェクトより藤吉、磯村、安倍がメキシコ、シンガポール、マレーシアの研究者と共に編集委員会に加わっている。この他に、分担者各自がそれぞれの課題に応じて海外調査を含む調査研究および成果発表を推進した。
小児がん患者・家族とのコミュニケーションに関する研究(看護婦と医師の役割)

患児・家族とのコミュニケーションおける看護師と医師の役割について検討した。1.医療面接(1)アセント:『血液とそのはたらき』について、イラストや動画を含んだ病気説明用のツールを作成した。また急性白血病の患児がプロトコールスタディに参加するための、インフォームド・アセントの文章とイラストを作成した。これらは浜松医科大学小児科のホームページ上で公開し、希望者は広く利用可能とした。(2)医療面接時の情報内容:小児がん患児へアンケート調査を行い、78割の患児は「病気・治療面」の情報を必要と回答するも、必要としないと回答した患児も同時に12割存在した。また多くの患児は病気と同程度に入院中の生活(「安静度」「外出・外泊」「付き添い」「玩具・ゲーム」「担当ナース」「院内学級」等)の情報を必要とした。「病気・治療面」は医師または両親から、「生活面」では看護師または両親からの説明を望んでいた。医療関係者は自分が伝えたい情報だけでなく、患者や家族が知りたい情報も理解しなければ良いコミュニケーションは築けない。医療面接時の医師・看護師の役割を検討し、医療情報の項目のチェックリストを作成した。2.同胞への支援:長期入院患児の同胞への支援対策として同胞への面会・疾病教育を実践した。3.絵本によるデス・エデュケーション:診断(入院)時からの病気説明だけでなく、デス・エデュケーションも含めたオープン・コミュニケーションが大切である。様々な絵本・児童文学書を選定して、病気説明やデス・エデュケーションの方法をホームページ上で公開した。4.CLS:患児・家族とのコミュニケーションにおける看護師と医師の役割について検討したが、その実践においては多忙なため充分に実行できない現状がある。そのため、欧米のように小児病棟にチャイルド・ライフ・スペシャリスト(CLS)の導入が必要と思われた。患児・家族とのコミュニケーションおける看護師と医師の役割と実践について、以下の3項目について検討した。1.医療面接(1)アセント:国際小児がん学会に参加して、小児ばん患者へのアセントや病気説明用のプレパレーション・ツールの重要性を痛感した。まず私たちは幼児でもやさしい言葉で説明すれぱ十分に病気の理解が可能であることを報告した。次に急性リンパ性白血病の患児のためのアセントの文章とイラストを制作し、小児白血病研究会にて現在検討中である。平成15年度にはCDによる『血液と白血病』の病気説明ツールを開発する予定である。(2)医療面接時の情報内容の検討:患児と保護者へのアンケート調査を行い、各時期の医療面接での知りたい情報、不必要な情報等を調査し、医療者の考えと比較検討する。平成15年度にアンケートを集計し、医師と看護師の役割のプログラムを作成し実践する。2.同胞への支援対策:小児病棟はたとえ同胞であっても、感染症の危険から面会が制限される。私たちは長期入院の小児がん患者の同胞に生じた様々な精神的・社会的問題を明らかにし報告した。これらの同胞への支援対策として医師と看護師からの同胞への面会・疾病教育のプログラムを作成し実践した。3.絵本を用いたデス・エデュケーション:死の予感や不安や受容の言語的表現は5歳を最年少として3人に1人の割合の小児がん患者で認められるも、母親や看護師は十分な対応ができなかった。欧米では医療者が子どもたちと病気や死についてオープンコミュニケーションをすることで死の不安が軽減することが知られている。

そこで、診断時からの病気説明だけでなく、デス・エデュケーションも行うために、子どもの『死の概念の発達』や、終末期の子どもへの病気説明や接し方について報告した。また様々な絵本・児童文学書・ビデオを選定して、デス・エデュケーションのプログラムを作成し実践した。患児・家族とのコミュニケーションおける看護師と医師の役割について検討した。1.医療面接(1)アセント:『血液とそのはたらき』について、イラストや動画を含んだ病気説明用のツールを作成した。また急性白血病の患児がプロトコールスタディに参加するための、インフォームド・アセントの文章とイラストを作成した。これらは浜松医科大学小児科のホームページ上で公開し、希望者は広く利用可能とした。(2)医療面接時の情報内容:小児がん患児へアンケート調査を行い、78割の患児は「病気・治療面」の情報を必要と回答するも、必要としないと回答した患児も同時に12割存在した。また多くの患児は病気と同程度に入院中の生活(「安静度」「外出・外泊」「付き添い」「玩具・ゲーム」「担当ナース」「院内学級」等)の情報を必要とした。「病気・治療面」は医師または両親から、「生活面」では看護師または両親からの説明を望んでいた。医療関係者は自分が伝えたい情報だけでなく、患者や家族が知りたい情報も理解しなければ良いコミュニケーションは築けない。医療面接時の医師・看護師の役割を検討し、医療情報の項目のチェックリストを作成した。2.同胞への支援:長期入院患児の同胞への支援対策として同胞への面会・疾病教育を実践した。3.絵本によるデス・エデュケーション:診断(入院)時からの病気説明だけでなく、デス・エデュケーションも含めたオープン・コミュニケーションが大切である。様々な絵本・児童文学書を選定して、病気説明やデス・エデュケーションの方法をホームページ上で公開した。4.CLS:患児・家族とのコミュニケーションにおける看護師と医師の役割について検討したが、その実践においては多忙なため充分に実行できない現状がある。そのため、欧米のように小児病棟にチャイルド・ライフ・スペシャリスト(CLS)の導入が必要と思われた。
クロマチン複製における転写因子ネットワークの継承機構の解析

本計画研究においては、新学術領域の連携を生かし、DNA複製ならびに細胞分裂に伴い、転写因子はどのようにゲノムへの結合を回復し、転写因子ネットワーク活性を維持するのか、ないしはそれを遷移させ細胞を分化させるのか、鍵になる転写因子を同定し、その機能を明らかにすることを、(1)ゲノム複製と転写因子ネットワーク活性をつなぐ分子機構の解析、(2)細胞分裂と転写因子ネットワーク活性をつなぐ分子機構の解析、により目指すものである。
クライオ電子顕微鏡を用いた相関顕微鏡法による神経筋接合部の分子メカニズムの解析

運動神経と筋肉の間では神経筋接合部と呼ばれるシナプスが形成されている。このシナプスでは神経終末から放出されるアセチルコリンが、筋肉表面にあるアセチルコリン受容体に結合することにより神経から筋肉へ情報が伝達される。アセチルコリン受容体はシナプス領域に集積し、様々なタンパク質と相互作用してクラスターを形成している。クラスターは神経と筋肉の情報伝達に重要であると考えられているが、クラスターの実体やクラスターの形成機構は分子レベルでは明らかにされていなかった。本研究では、光学顕微鏡と電子顕微鏡、特にクライオ電子顕微鏡を用いた解析を相関させることにより、クラスターの分子メカニズムを明らかにした。神経筋接合部のポストシナプスでは、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)をはじめとした情報伝達に関与する複数のタンパク質がクラスターを形成している。クラスター内では機能的に意味のある分子複合体が形成さていると推測されるが、生体から複合体として取り出して解析することは困難である。今年度は、筋管表面のnAChRと、クラスター形成に深く関与している筋特異的受容体チロシンキナーゼ(MuSK)をそれぞれ異なる波長の蛍光分子と異なる大きさの金粒子を結合させた抗体で共標識し、共焦点レーザースキャン顕微鏡と走査型電子顕微鏡(SEM)による光子-電子相関顕微鏡観察を行うことに成功し、クラスター内でのnAChRとMuSKの分布は一様ではないことが明らかになった。また、より生体に近い状態で観察するために、クライオ電子顕微鏡を用いた観察の検討を行った。プラスチックシート上で接着培養した筋管を急速凍結後、凍結切片を作製し、クライオ透過型電子顕微鏡で観察した。しかしながら、筋管の凍結切片は切削時に収縮してヒダ状になりやすいため、凍結切削が非常に困難であることが分かった。そこで、急速凍結した細胞を、切削による変形のない状態で観察することを目的とし、一般的に観察対象となっていない凍結超薄切片作製後のブロック側の切削面に着目し、クライオSEMを用いて切削面の観察を試みた。ダイヤモンドナイフによる切片作製後の切削面は非常に平坦でそのままの状態ではクライオSEMで観察することはできなかったが、切削表面の氷をわずかに昇華させることによって細胞膜や細胞内小器官などの構造物が表面に突出し、染色操作なしにクライオSEMで観察できることを見出した。このでは、プラスチックシート上に接着した筋管細胞を細胞全体像が見える低倍率から、金ナノ結晶が観察可能な高倍率で観察でききることが分かった。神経筋接合部のポストシナプスでは、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)を中心とした複数のタンパク質から成るクラスターが存在し、このクラスターを介して情報伝達が行われている。クラスターの形成機構に関しては、初期型クラスターが自発的に形成された後、プレシナプスから放出されるagrinによって成熟することが知られているが、クラスター内の分子局在や分子レベルの形成メカニズムに関しては、ほとんど解明されていない。そこで、agrin存在下および非存在下における、筋管細胞上で形成されたクラスター内のnAChRと筋特異的受容体チロシンキナーゼ(MuSK)の分子分布を、共焦点レーザースキャン顕微鏡(LSM)と走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた相関顕微鏡法により解析した。その結果、どちらのクラスター内でもnAChRとMuSKが混在した小さな分子集積が複数存在していたが、agrin非存在下と比べてagrinによる成熟後のクラスターでは、1つひとつの分子集積を構成する分子数が多いこと、MuSKの分子数に対するnAChRの割合が増加していることなどが明らかになった。また、生きている時に近い状態での構造を解析するためには、化学固定や脱水・乾燥などの試料調製を必要としないクライオ電子顕微鏡法が有効である。本研究課題2年目に、クライオSEMで金ナノ粒子が観察可能であることを示したので、これを発展させて、クライオSEMとLSMを用いた筋管細胞の相関観察法について検討を行った。常温SEMを用いた相関観察で細胞培養の基板として利用していたグリッドが印刷されたカバーガラスはクライオSEMではグリッドを検出できず、利用できないことが分かった。そこで、種々の土台について検討を行った結果、透過型電子顕微鏡用の金製グリッドを利用することにより、LSMとクライオSEMを用いた筋管細胞の相関観察を行うことに成功した。神経筋接合部(NMJ)のポストシナプスでは、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)をはじめとした情報伝達に関与する種々のタンパク質がクラスターを形成している。これらの集積状態はシナプスの機能と深く関わっていることから、シナプスでの情報伝達を円滑に行うために、クラスター内では機能的に意味のある分子複合体が形成さていると推測される。

しかし、生体内で弱い相互作用により結合と解離を繰り返している分子複合体については、生体から取り出して複合体として精製することは困難であるため、未解明な部分が多い。本年度は、まず、筋由来の細胞株であるC2C12細胞を筋管へ分化させてnAChRクラスターを形成させ、それを光子-電子相関顕微鏡観察する方法を確立した。これは、番号が刻まれたカバーガラス上で細胞を培養し、蛍光色素およびコロイド金粒子の結合した抗体を用いてnAChRを標識し、細胞内でのクラスターの全体像や局在を共焦点レーザースキャン顕微鏡で観察した後、同一視野を走査型電子顕微鏡で観察するものである。これにより、クラスター内におけるnAChRの分布や配置を解析することが可能となった。また、nAChRクラスター化にはプレシナプスの関与も報告されている。個々の分子の機能を明らかにするためには、遺伝子操作を再現性良く行うことが可能な細胞株を用いたNMJのin vitroモデルが有効である。そこで、NMJのin vitroモデルを作製するために、筋管へ分化させたC2C12細胞に、神経細胞へ分化させたNG108-15細胞を添加して共培養を行った。NMJの形成には長期共培養が必要となるため、条件検討を行ったところ、5週間の長期共培養を行うことに成功した。また、化学固定や乾燥によるアーティファクトを回避し、より生体に近い状態で観察するため、クライオ走査型電子顕微鏡によるC2C12細胞の観察を開始した。当初の予定通り、昨年度確立させた共焦点レーザースキャン顕微鏡と常温SEMによる筋管の相関観察法を用いて、nAChRとMuSKそれぞれの、筋管表面での分子の分布と局在を観察することができた。また、昨年度開始したクライオ電子顕微鏡観察については本格的に観察法の検討を行い、すでに手法として確立しているクライオ透過型電子顕微鏡による凍結切片の観察だけでなく、無染色無コーティングでの筋管の切削面をクライオSEMで観察するという今までに報告のない手法を確立することができた。クライオSEMでの観察手法については4つの学会発表を行い、おおむね順調に進展していると考えられる。当初の予定通り、C2C12細胞を利用してnAChRクラスターを形成させ、相関顕微鏡観察法により共焦点レーザースキャン顕微鏡と走査型電子顕微鏡を用いて、クラスターの全体像とクラスター内の分子の分布を対応させて観察する方法を確立することができた。また、神経筋接合部のin vitroモデル作製においては長期共培養が鍵となるが、現在までに5週間の共培養を達成することができた。これらの実験と平行して、C2C12細胞のクライオ透過型電子顕微鏡観察およびクライオ走査型電子顕微鏡観察についても開始しており、おおむね順調に進展していると考えられる。一年目に確立させた光学顕微鏡と常温SEMによる相関顕微鏡法を、二年目に確立させた筋管のクライオSEM観察法に応用し、神経筋ポストシナプスタンパク質複合体の分子動態や配置、細胞の形態を、共焦点レーザースキャン顕微鏡とクライオSEMによる相関顕微鏡法を用いて解析する。また、クライオSEMによる観察は、二通りの方法で試料調製を行い、それぞれについて解析する。
特発性心室細動症候群に対する網羅的遺伝子解析

特発性心室細動の症例は合計105例集積した。その内右脚ブロックを呈した症例は6例。次世代シークエンサーによりABCC8, CDH2, SCN3B, SCNN1B遺伝子などにrare variantが検出された。本研究により新規の遺伝子変異と心室細動発生のメカニズムを検討することで、病態解明および個々の遺伝型に対するテーラーメイド医療が実現するものと期待される。心臓突然死を来す循環器疾患のうちブルガダ症候群および特発性心室細動の患者群について、分子生物学的背景を次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子解析にて探索することを目的として研究を進めている。当大学付属病院を中心とした多施設にて収集されたブルガダ症候群および特発性心室細動の患者および家族に書面にて説明をし同意を得たうえで、末梢血7mlを採取し、リンパ球よりゲノムDNAを抽出した。これまでには候補遺伝子数個の遺伝子をPCRにて増幅後、ダイレクトシークエンスを行っていたが、2013年から次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子解析が可能になった。標的遺伝子は循環器関連遺伝子198遺伝子を含むパネルを当初用いたが、2014年からは4813遺伝子を含む市販パネルにて解析を行っている。ブルガダ症候群の患者群に対し次世代シーケンサーによる遺伝子解析を行ったところ、従来から報告のあるSCN5Aのほかに不整脈原性右心筋症の原因遺伝子であるデスモゾーム関連タンパクの遺伝子変異が複数同定された。そこで共同研究施設と情報共有を行い、さらなる症例集積および遺伝子型-臨床像の検討を開始している。また特発性心室細動症例では孤発例が多く家系例が少ないため、従来報告のあるCaチャネルやKチャネル遺伝子を含めても検出率は低い。このためブルガダ症候群対特発性心室細動症例で、臨床像、遺伝子変異の有無、心電図所見、不整脈の出現頻度などを検討中である。心臓突然死を来す循環器疾患のうち、器質的には異常を認めないが致死的不整脈を来す疾患群が存在する。代表的なものは先天性QT延長症候群とブルガダ症候群であるが、各々の患者の70%と20%にイオンチャネル蛋白の責任遺伝子異常を認め,心臓イオンチャネル病に分類されている。申請者は特発性心室細動の患者群において完全右脚ブロックの頻度が多いことを初めて報告した。また申請者はブルガダ症候群の心電図変化が完全右脚ブロックにより完全にマスクされることを初めて一連の患者で報告した。未だ明らかにされていないこれらの右脚ブロックを呈する突然死症候群患者の分子生物学的背景を次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子解析にて探索することを目的として研究を行った。完全右脚ブロック自体の不整脈源性を明らかにするために、特発性心室細動症例の大家系例においては連鎖解析により原因遺伝子の遺伝子座を特定する予定であったが、連鎖解析が可能な大家系は存在しなかった。そこで孤発例や小家系例においては次世代シークエンサーにより、心室細動の発生に関与することが期待される多数の遺伝子について網羅的に変異スクリーングを行った。得られた変異遺伝子の機能解析を行うことで分子生物学的背景を明らかにすることを研究の目的とすした。遺伝子解析と並行して変異が同定された時点で、哺乳類動物細胞を用いたチャネル蛋白発現系にて心臓イオンチャネルの機能解析を行い、疾患特異的iPS細胞を作成した。平成26年度、27年度において、当大学付属病院を中心とした多施設にて収集された不整脈症候群のサンプルは累計300例に到達した。疾患特異的iPS細胞はBrugada症候群、先天性QT延長症候群、進行性心臓伝導障害で作成済で解析を行った。代表的なものは先天性QT延長症候群とブルガダ症候群であるが、未だ明らかにされていない右脚ブロックを呈する突然死症候群患者の分子生物学的背景を次世代シークエンサーによる網羅的遺伝子解析にて探索することを目的として研究を行った。従来はBrugada症候群の症例のDNAサンプルに対し候補遺伝子アプローチにより変異検索を行ってきたが、従来の方法では変異検出率は20%と限界があった。さらに特発性心室細動症例では候補遺伝子の予測が極めて困難であった。そこで変異が同定できない例では次世代シークエンサーを活用し、遺伝子変異の検索を行った。同定された複数の変異につき、心臓に関連するものを検討し、その機能解析と心室細動発生への関与を検討した。