hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無歯顎補綴治療効果の客観的評価に関する研究

顎堤吸収の予防,あるいは装着された義歯が顎堤吸収を進行させるメカニズムの解明は,無歯顎補綴学における最重要課題の一つであり,多くの研究がなされている.しかし,顎堤吸収の程度が治療後の咀嚼機能回復に及ぼす影響,換言すると,無歯顎顎堤形態と咀嚼機能との関連についての客観的な研究は僅かである.本研究においては,無歯顎補綴治療効果の客観的評価基準を確立することを目的として,複数研究機関で同一方法によって,咀嚼機能評価関連パラメータの測定を実施した.平成14年度は,正常有歯顎者を対象とした測定を実施し,複数機関の同一方法による咀嚼機能評価の基盤整備を行った.すなわち,正常有歯顎者152名を被験者として,咀嚼機能の評価および疑似義歯支持基盤の評価を行った.咀嚼機能は咀嚼効率,摂取可能食品アンケート,最大咬合力の3つの観点から評価した.咀嚼効率の測定においては,3グラムのピーナッツを試験食品とした篩分法を行い,4種類の篩上に残留したピーナッツ片の全量に対する5および10mesh通過量の百分率を評価指標とした.摂取可能食品アンケートにおいては,あらかじめ設定してある35品目からなる摂取可能食品アンケート表に対する摂取可能状況に対して,摂取難易度に応じて設定された係数を乗じることによって算出される咀嚼スコアを評価指標とした.最大咬合力については,デンタルプレスケールを用いて咬頭嵌合位における記録を行い,最大咬合力および接触面積を評価指標とした.疑似義歯支持基盤の評価に際しては,被験者の個人トレーを作製し,全部床義歯補綴治療時の筋圧形成に準拠した筋圧形成を行い,これによって得られた模型から疑似顎堤を製作し,レプリカ法を用いて疑似義歯支持基盤面積,体積,高さを測定した.以上の測定結果から,全研究機関において上記評価が同様の条件で実施できる基盤が整備されたことが確認できた.なお,デンタルプレスケールを用いた測定はバラツキが大きかったため,その測定に際してさらなる規定を設定することとした.本研究は、無歯顎補綴治療効果の客観的評価基準を確立することを目的として、複数研究機関で同一方法によって咀嚼機能評価関連パラメータの測定を実施した。平成14年度は、正常有歯顎者を対象とした測定を実施し、複数機関の同一方法による咀嚼機能評価の基盤整備を行った。被験者は正常有歯顎者152名で、咀嚼機能の評価および疑似義歯支持基盤の評価を行った。咀嚼機能は、咀嚼効率、摂取可能食品アンケート、最大咬合力の3つの観点から評価した。咀嚼効率の測定は、3gのピーナッツを試験食品とした篩分法を行い、4種類の篩上に残留したピーナッツ片の全量に対する5および10mesh通過量の百分率を評価指標とした。摂取可能食品アンケートは、あらかじめ設定してある35品目からなる摂取可能食品アンケート表に対する摂取可能状況に対して、摂取難易度に応じて設定された係数を乗じることによって算出される咀嚼スコアを評価指標とした。最大咬合力は、デンタルプレスケールを用いて咬頭嵌合位における記録を行い、最大咬合力および接触面積を評価指標とした。疑似義歯支持基盤の評価に際しては、被験者の個人トレーを作製し、全部床義歯補綴治療時の筋圧形成に準拠した筋圧形成を行い、これによって得られた模型から疑似顎堤を製作し、レプリカ法を用いて疑似義歯支持基盤面積、体積、高さを測定した。平成15年度は、無歯顎患者141名を被験者として、平成14年度と同項目の測定を実施した。すなわち、咀嚼機能は、咀嚼効率、摂取可能食品アンケート、最大咬合力の3つの観点から評価した。その結果,全研究機関において、同一基準での測定ができることが確認できた。平成16年度は、無歯顎患者のデータを増加させ、最終的には、標準値となる咀嚼効率およびその増減に影響を及ぼす因子の提示、チェアサイドでより簡便に使用できる摂取可能食品アンケート表の作成を行う予定である。I.目的本研究では,多数の研究・診療施設で同一の方法によって測定される咀嚼機能評価パラメータが普遍的,客観的であるか否かを検討するとともに,下顎顎堤吸収の程度から無歯顎患者の咀嚼機能を予測する試みを行った.II.方法
２モードファイバに動的励起する周期摂動を用いた全ファイバレーザの高機能化

(1)ファイバレーザの発振波長制御全ファイバ波長可変レーザを実現するため、ファイバ内で透過波長を選択できる波長可変バンドパスフィルタ(BPF)の研究を行っている。本研究の計画段階から取り組んでいる方式では、周期可変長周期ファイバグレーティング(LPFG)を用いて広帯域モード変換と狭帯域モード変換を連続して行うことでBPF応答を得ている。挿入損失の要因の一つである勾配屈折率型数モードファイバ(GI-FMF)におけるマイクロベンド放射損失について、LP11モードのファイバ曲げに対する損失の低いGI-FMFを採用することで大幅な改善が得られた。本年度研究着手したファイバBPFの動作原理は、ファイバ内のマルチモード干渉(MMI)効果に基づくものである。マルチモードファイバ(MMF)ならびにMMF両端に融着させるシングルモードファイバ(SMF)の構造を設計し、1.55μm帯および1.9μm帯においてBPF応答を確認した。さらに、新たな構造としてMMF領域に液体コア層を挿入することでBPFの透過ピーク波長をシフトできた。本方式のBPFを、Tm/Ho共添加ファイバレーザ(THFL)共振器に挿入することで発振波長の可変制御に成功した。(2)動的応力付加によるファイバ内Qスイッチング本研究ではピエゾアクチュエータ(PA)を用いて、ファイバに動的なマイクロベンドを形成することで、ファイバリング共振器内のQ値制御を行っている。PAの高速化に伴う低ストロークを補うためにファイバに予め与える負荷を最適化し、Qスイッチレーザ発振特性を向上させた。本年度はTm添加ファイバレーザ(TDFL)に加えて、THFLに本方式を応用し、TDFLを上回るパルスピーク出力を得た。さらに、動的マイクロベンドを形成するSMF領域を偏平化することで、形成の応答性を改善し10%程度のレーザパルス高出力化を実現した。(1)ファイバ内波長可変BPFの研究と波長可変ファイバレーザへの適用GI型と階段屈折率(SI)型の異なるFMFを融着し、それぞれに周期可変LPFGを形成して成る波長可変BPFの研究を行っている。本方式では、GI-FMFのマイクロベンド放射損失が挿入損失の要因であったが、GI-FMFの保持LPモード数を従来の2モードから4モードに変更することでLP01-LP11モード変換時の放射損失が大幅に低減されることを見出した。さらに、本年度は波長可変BPFとして新たな方式の研究に着手した。動作原理はファイバ内のMMI効果を利用するものである。入力側SMFのモード界分布がMMF領域を伝搬後、出力側SMFに再合成されることで、特定の波長において高い透過率が得られる。本研究では、この透過ピーク波長を制御可能とするため、MMFの一部を液体コアとし実効的MMF長を変えた。まず、1.55μm帯でBPFとしての波長可変動作の確認を行った。続いて、THFLのリング共振器内に挿入し、1.9μmを中心として現在およそ60nm程度の発振波長チューニングが可能なことを実証した。本方式は構成がシンプルで波長可変動作もスムーズに行える特徴がある。現在、波長可変範囲の拡大に向けて研究を進めている。(2)動的応力付加によるファイバ内Qスイッチング本年度、Qスイッチファイバレーザとして、THFLを導入した。狙いは波長可変範囲の拡大にあるが、PAによる動的マイクロベンドのQスイッチ動作においてTDFLを上回るピーク出力と狭パルス幅(660ns)が得られた。さらに、PAにより応力を加えるSMF部分を加熱加圧することで被覆を偏平化させた。ファイバの偏平構造により、Qスイッチとしての応答性が向上しパルスピーク出力をTDFLおよびTHFLともに10%前後向上させることができた。ファイバレーザの発振波長制御については、測定装置の充実している波長1.55μm帯で新しい波長可変BPFの動作確認を行い、並行して波長1.92μm帯でTDFLないしTHFLに組み込むことで発振波長の動作範囲および出力評価を行っていく。MMI構造の可変化は現在MMFの一部を液体コア層として実現しているが、加えて他の方法による透過ピーク波長の制御も計画している。新規方法を比較し、最も波長可変BPFとして優れる方式を見出してファイバレーザの波長可変動作を確立する方針である。全ファイバ共振器構成のQスイッチングについては、波形プレートを使った動的マイクロベンドによる現方式の改良に加えて、波長可変BPFで動作確認したMMI構造を利用した新たなファイバ内Q値制御方式の検討を進める。マイクロベンド方式と比較し、より大きなダイナミックレンジが得られるようであれば、ファイバレーザとしてさらなるパルス出力の向上が期待される。さらに、同一ファイバ素子で波長可変機能とQスイッチ機能を併せ持たせることができないか検討を始める。そのため、ファイバリング共振器内の伝搬光の波長選択を行うと同時にその透過率の制御を高速に行える動作原理を開拓したい考えである。(1)異種2モードファイバ(TMF)を用いた波長可変バンドパスフィルタ(BPF)勾配屈折率(GI)型TMFに長周期ファイバグレーティング(LPFG)を形成することで伝搬光をLP01モード(基本モード)からLP11モードに変換させた。GI-TMFに融着接続した階段屈折率(SI)型TMFに周期可変LPFGを誘起させ、通過帯でのみ伝搬光をLP01モードに戻す変換を行った。

本動作原理に基づくBPF特性を向上させるため、非対称モードであるLP11モードのTMF伝搬中の電界分布変動を測定評価した。その結果を踏まえて、変換後のLP11モードの主軸をSI-TMFのLPFGの非対称軸に整合させ、LP01モードへの逆変換を安定させた。BPFの動作確認時5dB以上あった通過帯波長での挿入損失を2dB程度まで低減でき、周囲遮断波長とのアイソレーションも向上した。また、今回の実験ではLPFGはコイルばねと磁力で誘起させたが、GI-TMFにおけるLPFGは周期固定でよいため、熱変動に強く長期安定性も期待できるアーク放電による作製を試みた。シリカファイバに周期屈折率摂動を形成して、20mm程度のLPFG長で十分なモード変換を確認した。(2)動的応力付加によるファイバ内Qスイッチング発振波長可変化と並行して、ファイバ内でQスイッチングを実現した。共振器Q値を制御する原理は動的周期摂動の導入であり、波長制御時とは異なり利得帯域全体に対して損失制御を行った。高速ピエゾアクチュエータ(PA)を使用し、そのファイバ圧着面に波状レリーフを形成した。PAの高速化に伴う低ストロークを補うため波状レリーフに予め負荷を与えた。その結果、適切な負荷の付与により、Qスイッチレーザ発振特性は向上し、Tm添加ファイバレーザにおいて、160mW程度の励起光パワーでピーク値3W、パルス幅900nsのレーザパルスを得た。(1)異種2モードファイバ(TMF)を用いた波長可変バンドパスフィルタ(BPF)モード分散特性の異なる2つのTMFに形成したLPFGを利用するBPFの動作を実現するために鍵となるのは変換後TMF間を伝搬するLP11モードの振舞いである。即ち、後段のLPFGにおいて効率良くモード変換を行うためにはLP11モードの電界分布がLPFGの非対称軸と整合する必要がある。そこで、前段のLPFGで誘起されるLP11モードが、伝搬後に後段のLPFGと整合するように予め軸形成方向を制御した。その結果、安定した大幅な特性改善が得られた。さらに、上記BPFとは構成が異なるが、LPFGの損失帯を利用してTm/Ho共添加ファイバレーザの発振波長の制御を実行し、1.9μm帯をおおよそ網羅する波長可変範囲を得ることができた。以上のように、ファイバ外部に設けた回転型回折格子等を用いずに、ファイバ共振器内で波長制御できるようになれば、高効率かつ安定な波長可変動作が期待できる。(2)動的応力付加によるファイバ内Qスイッチング波状レリーフとPAを用いたQスイッチングにおいては、高速PAの低ストロークを補うため波状レリーフに予め負荷(プレロード)を与えた。プレロードに対するパルス出力やパルス幅を測定した結果、プレロードには最適値が存在し出力特性が劇的に向上することが判明した。今回、Tm添加ファイバレーザにおいて、その成果を得ることができた。(1)ファイバレーザの発振波長制御全ファイバ波長可変レーザを実現するため、ファイバ内で透過波長を選択できる波長可変バンドパスフィルタ(BPF)の研究を行っている。
非線型非平衡系の視点からの可積分系の新しい展開

まず第1に、KdV方程式に2階と4階の空間微分作用素の散逸摂動を持つ典型的なモデル方程式として、傾斜面上を流れる液膜流を記述する方程式として知られるベニー方程式の解構造を調べたことである。特に摂動が小さいときに、力学系理論によってパルス進行波解を構成し、KdV方程式のソリトン解との比較を計算機解析及び(非線形非平衡系に対して用いられている)フエーズ・ダイナミクス法を用いて行なった。得られた結果は、KdV方程式には1-自由度を持つパルス、周期進行波解が存在するが、ベニー方程式は一意的にパルス、周期進行波解が選択されたことである。この解の安定性はこれまで知られていなかったが、線型化安定性解析によってこの問題を解決した。第2に、摂動が大きい場合のベニー方程式の解挙動である。この場合には摂動の強さを大きくすると分岐現象が起こり、非常に複雑な解構造が現われることが物理的説明から知られている。しかしながらその理論解析は現在の所非常に難しく、我々は計算機シミュレーション法に頼ることにし、スペクトル法、擬スペクトル法のパッケージを作り,今回購入したワークステーションを解構造追跡ソルバーとした。解構造を調べるには多大な計算とそのデータの可視化という問題が生じるが、これまで代表者が反応拡散方程式系に対しておこなってきた経験と実績がこれを可能にした。更にこの方法を、生物の集合形成を記述するある摂動を受けた保存系方程式に対して適用することにし、平衡解、パルス進行波解などの安定性を考察することもできた。これらの結果は非線形非平衡摂動を受けた可積分系、保存系の解析の上で重要な結果を与えるものと思われる。
電気トラクタ自動トラブル回避システムに必要な走行異常予測アルゴリズムの構築

農業機械のような特殊自動車に対しても厳しい排ガス規制が実施され,クリーンエネルギ化は必須である.また,農業従事者の高齢化や女性就農者の増加に伴い,農業機械の快適性・操作性向上が期待される.これら課題に対する技術として農業機械の電動化は有効である.今後は,農業機械の自動化,ロボット化が加速し,機械が状況を検知し,トラブル予測・回避する技術開発も必要である.機械負荷とエネルギ消費には強い相関関係があることから,本研究は,農業機械の作業ユニットごとに電動化し,そのエネルギ消費データから機械負荷を予測する技術開発を進め,必要な制御パラメータを抽出し自動トラブル回避システムの構築を目指す.農業機械のような特殊自動車に対しても厳しい排ガス規制が実施され,クリーンエネルギ化は必須である.また,農業従事者の高齢化や女性就農者の増加に伴い,農業機械の快適性・操作性向上が期待される.これら課題に対する技術として農業機械の電動化は有効である.今後は,農業機械の自動化,ロボット化が加速し,機械が状況を検知し,トラブル予測・回避する技術開発も必要である.機械負荷とエネルギ消費には強い相関関係があることから,本研究は,農業機械の作業ユニットごとに電動化し,そのエネルギ消費データから機械負荷を予測する技術開発を進め,必要な制御パラメータを抽出し自動トラブル回避システムの構築を目指す.
写像の大域的特異点論と3・4次元多様体の研究

平成9,10年度に行った研究によって得られた成果は次の1-4である。1. (佐伯)ジェネリックな特異点のうち最も簡単である定値折り目特異点のみを許容する、R^3への写像を考え、そのシュタイン分解を通して定義域多様体の構造に関する種々の結果を得た。特に4次元多様体上でのそのような写像の存在性には、多様体の可微分構造が深く関わるという事実を示した。またモラン型の特異点しか持たない写像について研究し、その存在性とホップ不変量1の問題が深く関わるという新しい事実を発見した。さらに境界つき曲面から3次元多様体へのジェネリックな写像を考え、そこに現れる特異点の個数に関する公式を発見した。2. (菅野)高次元の位相的場の量子論の試みとして、ホロノミー群がSpin(7)あるいはSU(4)であるような8次元リーマン多様体上で位相的ゲージ理論を構成し、これらと10次元の超対称ゲージ理論の関係を明らかにした。また、Seiberg-Witten理論に関する研究として、円周上にコンパクト化した5次元超対称ゲージ理論の4次元有効理論を、Seiberg-Witten曲線の周期積分に対するPicard-Fuchs方程式を用いて解析した。さらに,質量のない物質場と相互作用するN=2超対称ゲージ理論(massless QCD)について、Donaldson-Witten関数を計算した。3. (寺垣内)結び目のデーン手術によって,様々な3次元多様体を得ることができる。本研究においては,結び目をデーン手術した場合に生じる3次元多様体に現れる制約を結び目の種数の観点から考察した。特に、双曲型結び目のデーン手術によって得られるレンズ空間の基本群の位数に対し、種数を用いた評価式を与えた。4. (倉)リーマン多様体のp-Green関数による分類条件を曲率を用いて与えた。今年度に行った研究によって得られた成果は次の1-4である。1非自明な結び目のデーン手術によっては実3次元射影空間を得ることはできないと予想されている。この予想に対する部分解決はいくつか知られている。橋指数が4以下の結び目や、strongly-invertibleとよばれるクラスなどである。種数1の結び目に対してこの予想を解決した。種数とは、結び目を境界にもつザイフェルト曲面の最小種数として定義される結び目の代表的な幾何的不変量である。証明には、結び目の補空間に含まれる2つの曲面の交差をグラフに見立てて組み合わせ的に分析する手法を用いた。(寺垣内)23次元球面内の結び目のデーン手術によって、いつどんなザイフェルト多様体が得られるかは未だ決定されていない。この事に関して、トレフォイルを除く種数1の結び目のデーン手術によって、2次元射影平面を底空間にもつザイフェルト多様体が得られないことを証明した。(寺垣内)3 2次元の共形場理論の基本的な例であるWess-Zumino-Witten模型の高次元化とみなすことのできる、4次元、6次元のケーラー多様体上の場の理論を構成した。この模型は、トロイダル・リー代数という無限次元対称性を持ち、運動方程式の解は多様体上の正則ベクトル則を定義する。(菅野)4これまで、低次元(4次元以下)を中心に研究されてきた位相的場の量子論を高次的に拡張する試みを行った。特に、8次元のJoyce多様体、Calabi-Yau多様体上で位相的ゲージ理論を与えた。また、この理論が超弦理論から導かれる10次元の超対称ゲージ理論と密接な関係にあることを示した。

(菅野)今年度に行った研究によって得られた成果は次の1-4である。1. (佐伯)ジェネリックな特異点のうち最も簡単である定値折り目特異点のみを許容する、R^3への写像を考え、そのシュタイン分解を通して定義域多様体の構造に関する種々の結果を得た。特に4次元多様体上でのそのような写像の存在性には、多様体の可微分構造が深く関わるという事実を示した。またモラン型の特異点しか持たない写像について研究し、その存在性とホップ不変量1の問題が深く関わるという新しい事実を発見した。さらに境界つき曲面から3次元多様体へのジェネリックな写像を考え、そこに現れる特異点の個数に関する公式を発見した。2. (菅野)高次元の位相的場の量子論の試みとして、ホロノミー群がSpin(7)あるいはSU(4)であるような8次元リーマン多様体上で位相的ゲージ理論を構成し、これらと10次元の超対称ゲージ理論の関係を明らかにした。また、Seiberg-Witten理論に関する研究として、円周上にコンパクト化した5次元超対称ゲージ理論の4次元有効理論を、Seiberg-Witten曲線の周期積分に対するPicard-Fuchs方程式を用いて解析した。さらに,質量のない物質場と相互作用するN=2超対称ゲージ理論(massless QCD)について、Donaldson-Witten関数を計算した。3. (寺垣内)結び目のデーン手術によって,様々な3次元多様体を得ることができる。本研究においては,結び目をデーン手術した場合に生じる3次元多様体に現れる制約を結び目の種数の観点から考察した。特に、双曲型結び目のデーン手術によって得られるレンズ空間の基本群の位数に対し、種数を用いた評価式を与えた。4. (倉)リーマン多様体のp-Green関数による分類条件を曲率を用いて与えた。
シグナル伝達画像による大脳連合野の機能解析の試み

(方法)1ヒト正常脳での安静時および賦活時のイノシトールリン脂質代謝の画像化(2経時的測定法の実用化:昨年度に確立)3神経可塑性の画像化:特定の機能領域に負荷をかけての可塑性4電気生理学的手法との相関(結果と考察)1イノシトールリン脂質代謝のPET所見は安静時では、今までサイレント領域とされていた連合野、特に前頭前野における活性が高かった。一側大脳半球の活性化が見られた正常例も両側の活性例もあったが、前頭前野では高率に右側半球の活性化が観察された。同側の眼窩面、扁桃、前側頭皮質にも活性をみとめた。連合野は多領域から直接的、間接的な投射を受け情報を集め統合的な機能を果たしているため、より描出された。3脳血管障害で言語中枢が損傷を受けたリハビリ中の症例において、言語中枢と左右前頭葉連合野の関係を調べた。言語中枢のみならず、同側の前頭前野の同期性活性化と対側の前頭前野において同期性抑制が認められた。4視床痛患者において硬膜外電気刺激を該当側の運動野に間欠的に加えると除痛効果が得られる。PETを行うと、治療前には認められなかった刺激後2日以上にわたるイノシトールリン脂質代謝の抑制が直下の運動野に認められ、対側運動野には増強効果が認められた。問欠的電気刺激により視床痛抑制効果が持続した事は、興奮性入力線維を高頻度刺激するとシナプスでの伝達効率が変化する事からも、LTPやLTDを起想させた。脳血管障害後や脳腫傷摘出後の脳内では極めて強いイノシトールリン脂質代謝が現れる部分があり、全体の活性の3SD以上を示した。spot potentiationを示し、病巣の反対側皮質に限局性に出現する頻度が高かった。spot potentiationは脳血流量には依存せず、損傷を受けてからしばらく経てから健常側連合野に出現し、その後減弱することから、新たな神経結合を形成するプロセスを見ている可能性がある。(方法)1ヒト正常脳での安静時および賦活時のイノシトールリン脂質代謝の画像化:健常人を対象として機能領域野と機能領域間野との相互連絡をシグナル伝達活性により調べる。左右の脳の優位性も検討する。2経時的測定法の実用化:イノシトールリン脂質代謝系の活性物質である^<11>C標識ジアシルグリセロールをヒトに投与し、その代謝回転速度に応じてイノシトールリン脂質として膜に貯留する放射能量を単位時間当りにPETにより体外測定する。3神経可塑性の画像化:特定の機能領域に負荷をかけ、可塑性を調べる。4電気生物学的手法との相関:long-term potentiation(LTP)とlong-term depression(LTD)が大脳皮質での連合機能メカニズムの本質とし、電気生物学的な治療過程と本方法による経時的なシグナル伝達活性を調べる。(結果と考察)1イノシトールリン脂質代謝の画像は脳血流画像とはまったく異なった画像を示しており、イノシトールリン脂質の動的変化が脳内で認められた。2確立できた。3記憶学習負荷により、イノシトールリン脂質代謝の亢進が連合野において認められた。4 LTPはその発生条件およびその現象自体の性質より、「記憶のメカニズムの細胞レベルでの基礎である」といわれている。この発生条件に関し、今回general catecholamine、とくにdopamine D1/D5 receptorの活性化がpositiveに働くことを見い出した。in vivoにおいて、通常LTPを誘導できない刺激条件下でも、L-DOPA投与およびD1/D5 receptor agonist投与ラットにおいてはLTPが誘導された。また、通常LTPを誘導する刺激条件下でも、D1/D5 receptor antagonist投与ラットにおいてはLTPの誘導が抑制された。これらの結果は、catecholamine系が記憶力を高めるという一般的経験論に矛盾しない。平成9年度引き続き継続研究していく予定である。

問欠的電気刺激により視床痛抑制効果が持続した事は、興奮性入力線維を高頻度刺激するとシナプスでの伝達効率が変化する事からも、LTPやLTDを起想させた。脳血管障害後や脳腫傷摘出後の脳内では極めて強いイノシトールリン脂質代謝が現れる部分があり、全体の活性の3SD以上を示した。spot potentiationを示し、病巣の反対側皮質に限局性に出現する頻度が高かった。spot potentiationは脳血流量には依存せず、損傷を受けてからしばらく経てから健常側連合野に出現し、その後減弱することから、新たな神経結合を形成するプロセスを見ている可能性がある。
新規プロトン輸送ピロホスファターゼの結晶構造解析と展開研究

新規なエネルギー転換酵素であるH^+-ピロホスファターゼ(H^+-PPase)は、植物液胞膜および原生動物細胞の内膜系、古細菌細胞膜に局在し、高分子合成の副産物として供給されるピロリン酸(PPi)を加水分解して得られるエネルギーを利用し、プロトンを能動的に膜輸送する。既知のF型、V型、P型ATPaseとは一次構造、基質ともに全く異なる新しいイオンポンプである。この分子について、構造を基盤とする作動機構の解明を進め、次の知見を得た。(1)N端およびC端領域は,生物種により配列も長さも大きく異なる。N端に欠落は酵素機能を完全に失わせ、C端側の親水性領域は一部を欠失しても酵素機能を維持できる。(2)プロテオミクス解析により検出されるリン酸化アミノ酸が機能調節に関わるか否かを検討したところ、リン酸化されている可能性はほとんどないこと、またリン酸化アミノ酸を模擬するアミノ酸への置換によっても、活性への影響は見られず、現時点では、リン酸化による酵素機能の調節はないと判定した。(3)数千の変異型H^+-PPaseの中から,基質加水分解活性に比してプロトン輸送活性が高い変異型酵素を得た。基質への親和性は変化せず、H^+/PPi比が高い作動様式を示すものと判断された。これらの知見に加えて、(4)H^+-PPaseを利用してPPi濃度を測定する技術基盤も検討し、組織抽出液をサンプルとした場合であっても、数μM程度のPPiを検出可能な方法を開発した。新規なエネルギー転換酵素であるH^+輸送ピロホスファターゼ(H^+-PPase)およびプロトンポンプと機能共役する亜鉛輸送体(Zn^<2+>/H^+交換輸送体)の構造を基盤とする作動機構ならびにイオン濃度感知機構を解明することを目的とした。今年度、プロトンポンプH^+-PPaseについて、放線菌酵素(構成アミノ酸794個)を対象にして、C端側の機能への寄与について解析し、C端の最後の膜貫通領域の欠失は酵素機能を損なうが、C端23残基は活性に影響ないことを明らかにした。。このC端領域は放線菌固有であり、菌体での酵素活性調節への寄与があると推測した。さらに変異酵素の中に高機能型分子を見出した。この酵素の細胞質側に位置するPhe-388をTyrに、Ala-514をSerに置換すると、それぞれ基質分解活性が20%、60%増大し、H^+輸送活性は2倍、4倍に増大し、エネルギー共役効率が2倍となった。おそらくH^+/PPi比の値が1から2に変化したためと推測される。Zn^<2+>/H^+交換輸送体の細胞質側のヒスチジン残基に富む領域(His領域)について、輸送基質亜鉛の濃度感知に関わると推測し、個々のHisをAlaに置換した変異酵素を作成して各Hisの寄与を検定した。個別残基ではなく、10個以上のHisの共同作業により亜鉛濃度感知、亜鉛輸送が達成されると推測された。
児童虐待・性犯罪被害者への臨床法医学的介入および関係諸機関との連携構築の試み

臨床法医学的視点から児童虐待被疑事例の損傷鑑定および医学的助言・指導などを行い、子ども家庭センター、医療および警察機関などとネットワークを構築してきた。裁判などにも出廷して専門家としての意見を述べ、臨床法医学的視点の重要性を示した。また、学会発表や雑誌への投稿などを通じて、医療および教育現場などでの虐待の早期発見について啓発するなど、予防的な観点からも貢献できたのではないかと考える。まず,米国から研究協力者を含む3名の臨床法医学者(1名はmedical examinerで法医病理学者,2名はSANE;性暴力被害者支援看護職)を招聘し,米国での児童虐待や性犯罪被害者への対応について,現役の医療者,医学・看護学生,さらには行政職員等を対象に,講演会等を開催した。こうした情報を広く提供することで,各々が問題意識をもって日々の業務にあたることができると考えられる。次に,平成18年に米国で受けた性虐待および臨床法医学的診察に関する研修について国内の医学雑誌に報告し,医療者としてのより良い対応について考える機会を提供した。さらに,関係諸機関との連携を構築するべく,警察・行政・病院等に出向き,情報交換や勉強会などを行った。そして,平成19年度からは滋賀県と滋賀医科大学との間で契約を交わし,滋賀県児童虐待診断指導委託業務を本格的に始動し,書類作成や写真鑑定等を含め,約10件に介入した。その結果,虐待行為を頑なに否認していた保護者らが自らの犯した行為に向き合い,行政等の指導にも従うようになるなど,現時点では全例において問題なく経過している。また,児童虐待あるいは性犯罪被害者への対応には心理的なケアが不可欠であることから,臨床法医学と心理学との接点について改めて考察し,国内の臨床心理系の雑誌に発表した。同論文が臨床心理士等多くの心理職の目に触れることでさらなる連携につながるのではないかと期待される。最後に,臨床法医学に関する教科書の一部を執筆する機会も得た。この1年の間に, 2箇所の都道府県から依頼され,虐待が疑われた児童の診察・損協鑑定・書類作成および裁判での証言などを約20件行った。そのような実践を通して,子ども家庭(相談)センターの児童福祉司や臨床心理士,小児科等の臨床医師,警察および検察,さらに弁護士等と関わり,信頼関係を構築しつつ,児童虐待問題へ臨床法医学者が介入することの意義を訴えてきた。そのため,徐々にその活動が認識され,各方面から講演や原稿等の依頼が増加してきた。そして,医学あるいは臨床心理学関係の学術雑誌および書籍に論文を投稿し,法医学と臨床医学あるいは臨床心理学との連携の重要性および必要性などを訴えたことで,関心を示したり,協力を申し出たりする関係職種が徐々に増えてきた。さらに,年2回,都道府県警察本部や警察学校で催される警察官の法医研修において,児童虐待の事例について講義を行い,各事例での対応の問題点などを具体的に示したことで,各関係機関が改善せねばならない点を明確にし,今後のより良い対応を考える機会を提供し得たと考える。このように,損傷鑑定や裁判提出書類作成などを日々の業務とする法医学者が児童虐待に関わっているケースは国内でも限られており,多専門職種が対等の立場で,児童の心理面にも配慮した対応を行うシステムが構築できれば,モデルケースとしてその有用性を広く示すこともできると考える。したがって,今後は多職種のネットワークを確固たるものにすべく,勉強会や症例検討会などを積極的に開催すること,児童に'二次被害'を経験させない対応を具体的に検討していくことが課題であると考える。大阪府および大阪市の子ども家庭センターと連携し,臨床法医学的視点から児童虐待被疑事例の損傷鑑定および医学的助言・指導などを年度内に15件行った。こういった事例への関わりを通じて、子ども家庭センタ-職員、臨床の医師・看護師・(医療)社会福祉士等、さらに、場合によっては、所轄警察の担当刑事等とネットワークを構築してきた。また、鑑定書類提出後の児童の措置や心身の状態など、さらに、保護者などの受けとめ方などについても、一部の子ども家庭センター職員や担当刑事等からフィードバックされるようになるなど、信頼関係も構築されつつある。こういった事後の情報提供により、臨床法医学的視点をさらに充実させることができ、今後の鑑定にも生かせるため、さらに、全ての事例についてフィードバックが行われるよう、信頼を獲得していくことが必要であると考えられる。また、裁判などにも出廷して専門家としての意見を述べる機会もあったため、そのような場においても臨床法医学的視点の重要性を示すことができたのではなないかと考える。また、法医学会(主に法医学者からなり、一部臨床の医療者や法律関係者も含まれる)のみでなく、助産学会(主に、助産・保健師資格をもつ看護師からなる)での発表や、虐待に関する雑誌への投稿などにより、虐待が疑われる児童の診察および検査方法などを具体的な事例を挙げながら示すことで、医療あるいは教育現場などでの虐待の早期発見や児童が虐待された結果死亡するといった最悪の事態の回避にもつながる可能性があり、予防的な観点からも貢献できたのではないかと考える。
二層陽極酸化プロセスにもとづくポーラスアルミナスルーホールメンブレンの形成

高濃度硫酸浴を用いた二層陽極酸化プロセスにより,高規則性ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの高スループット形成が可能であった.作製条件を変化させることにより,得られるスルーホールメンブレンの細孔周期の制御も可能であることが分かった.テクスチャリングプロセスと組み合わせることによって,細孔が理想配列したポーラスアルミナスルーホールメンブレンの繰り返し形成も可能であることを示した.本手法によって得られた高規則性スルーホールメンブレンは,様々な機能性デバイスへの応用が期待できる.H26年度は,下記に示す項目について検討を行った.1)細孔配列規則性が保持可能な陽極酸化条件の探索溶解性の高いアルミナの層の形成において,規則的な細孔配列を保持したポーラスアルミナの形成が可能となれば,スルーホールメンブレンの剥離を行った後に,残存地金表面にポーラスアルミナ層の裏面構造に対応した規則的なくぼみ配列を形成できる.このようなくぼみは再陽極酸化の際に,細孔発生の開始点として機能するため,地金表面に規則的なくぼみパターンの形成を行うことが可能となれば,表面から細孔が規則的に配列したポーラスアルミナを繰り返し作製することが可能となる.H26年度は,細孔周期60nm500nmのポーラスアルミナスルーホールメンブレンの作製において,陽極酸化条件の検討を行った結果,規則性を保持した溶解性の高いアルミナ層の形成が可能であることが確認された.また,剥離処理後の地金に再陽極酸化を行うことで,規則的なポーラスアルミナスルーホールメンブレンが繰り返し形成できることを見出した.2)多層積層構造の形成によるスルーホールメンブレンの一括形成通常の条件での陽極酸化と高濃度の電解液を用いた陽極酸化を繰り返し行うことにより,溶解性の異なるアルミナ層が積層したポーラスアルミナの層が作製可能であることを明らかにした.このような試料に,エッチング処置を施すと溶解性の高いアルミナ層のみ選択的に溶解除去することが可能となるため,複数枚のスルーホールメンブレンを一度に作製できることを確認した.H27年度は,下記に示す項目について検討を行った.1)円筒状ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの形成昨年度までに,平板Alを用いた検討を進め,平板形状のポーラスアルミナスルーホールメンブレンの高スループット形成が可能であることを明らかにした.本年度は,この検討結果にもとづき,陽極酸化に用いるAl材の形状を様々に変化させることで,三次元幾何学形状を有するポーラスアルミナスルーホールメンブレンの高効率形成について検討を行った.具体的には,Alパイプを出発構造として用いることで,パイプの内側に形成されたポーラスアルミナの剥離処理が可能であることを示した.この結果,クラックのない,円筒状アルミナスルーホールメンブレンが同一のAl材から繰り返し形成できることを示した2)本研究では,高濃度硫酸浴中で形成された陽極酸化アルミナ層が高い溶解性を示すという性質を利用してポーラスアルミナスルーホールメンブレンの繰り返し形成を実現している.ここでは,高濃度硫酸浴中で形成されたポーラスアルミナが示す高い溶解性の原因を明らかにするために,熱分析,XPSによる元素分析,アルミナの溶解速度について詳細に検討した.その結果,高濃度硫酸浴中で形成されたポーラスアルミナ層には皮膜中に多量の硫酸アニオンを取り込んでいることが確認され,その結果として高い溶解性を示すことが明らかとなった.また,皮膜中に取り込まれる硫酸アニオンの量は,用いる硫酸電解液の濃度に対して直線的に変化することも確かめられた.研究当初の計画が順調に遂行されているため.H28年度は,下記に示す項目について検討を行った.1)理想配列ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの形成陽極酸化を行うAl板の表面に,規則的な突起パターンを有するモールドを用いてあらかじめテクスチャリング処理を施すことで,くぼみパターンの形成を行い,これに陽極酸化を行うとくぼみ部分から細孔発生が誘導されるため,テクスチャリング処理を施したパターン部全面で細孔が理想配列したポーラスアルミナを得ることができる.このようなテクスチャリング処理と,高濃度硫酸浴を用いた二層アノード酸化プロセスを組み合わせることで,一度のテクスチャリンツ処理で理想配列ポーラスアルミナスルーホールメンブレンが繰り返し形成可能であることを明らかにした.用いる硫酸浴濃度を調節することによって,細孔周期が63-400nmの理想配列メンブレンの繰り返し形成が可能であることが示された.2)本プロセスによって得られたスルーホールメンブレンの濾過フィルターへの検討を行った.本手法で作製されるスルーホールメンブレンの膜厚は陽極酸化時間によって制御することが可能であるが,作製条件の最適化を行うことでディスク形状のメンブレンだけでなく,円筒状メンブレンも濾過用フィルターとして用いるのに十分な機械強度を有した試料を得ることが可能であった.予備的検討として蒸留水の透過測定を行ったところ,メンブレンの形状によらず透過流量と押し出し圧力に比例関係がみられることが分かった.高濃度硫酸浴を用いた二層陽極酸化プロセスにより,高規則性ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの高スループット形成が可能であった.作製条件を変化させることにより,得られるスルーホールメンブレンの細孔周期の制御も可能であることが分かった.テクスチャリングプロセスと組み合わせることによって,細孔が理想配列したポーラスアルミナスルーホールメンブレンの繰り返し形成も可能であることを示した.本手法によって得られた高規則性スルーホールメンブレンは,様々な機能性デバイスへの応用が期待できる.研究開始当初の計画が順調に遂行されているため.下記の項目に関して検討を進める.

1)ポーラスチタニアのほか,Al以外の金属を用いて形成された陽極酸化ポーラス皮膜の剥離及びスルーホール化2)得られたスルーホールメンブレンの濾過膜への応用材料化学下記の項目に関して検討を進める.1)著しく溶解性の高いアルミナ層形成メカニズムの解明2)様々な材料からなるスルーホールメンブレン形成への応用3)精密ろ過用フィルターメンブレンへの適用と評価H27年度に購入を予定していた陽極酸化電源をH28年度の購入に変更したたことなどにより,研究計画にある使用額と実際の使用額に差異が生じた.H28年度は,H27年度に導入予定であった直流電源を購入し,円滑な研究推進を図る.
静的崩壊熱除去系での利用を目指した二相熱サイフォンの高度化

本研究は、原子炉の崩壊熱除去系へ適用するための二相熱サイフォンの高度化として、最大熱輸送量の増加と非凝縮性ガスの影響を出来るだけ小さくすることを目指し、2本の単管熱サイフォンを並べループ状とした熱サイフォンの伝熱性能を実験的に調べ、新しい静的な除熱機器を開発するための基礎データを得ることを目的としている。この熱サイフォンの場合、管内では沸騰気泡による自立的振動流れが生じ、この流れによって、通常の単管型熱サイフォンに比べ、管内での最大熱輸送量と加熱部および凝縮部の伝熱特性がどのように変化するかについて明らかにすることを具体的な目的とした。ループ型熱サイフォンは、単管の場合と比較して、いずれの場合も、蒸発部温度分布はより均温になり、その熱伝達率はほぼ同じとなった。非凝縮性ガスを含まない場合は、作動流体によらず最大熱流束は単管型に比べ34倍となり、最大熱輸送量に関しては顕著な高度化が図れることが明らかとなった。振動が凝縮熱伝達に与える影響は、作動流体が水の場合はほとんど無く、エタノールの場合は、逆に熱伝達が促進されることが明らかとなった。非凝縮性ガスを含む場合、自立的振動流れによる凝縮熱伝達劣化の改善と最大熱輸送量の増加を期待したが、改善は見られず、熱伝達率は単管とほとんど変わらず、水が作動流体の場合は少し劣化した。最大熱輸送量は作動流体によらずループ型のほうが減少し、減少割合は水で大きくなった。崩壊熱除去系への適用の観点からは、熱サイフォン内での熱伝達に関しては本研究により見通しを得ることができたが、非凝縮性ガスの影響は複雑でまだ明らかでなく、実用上はこの影響の解明がぜひとも必要である。本研究は、原子炉の崩壊熱除去系へ適用するための二相熱サイフォンの高度化として、最大熱輸送量の増加と非凝縮性ガスの影響を出来るだけ小さくすることを目指し、2本の単管熱サイフォンを並べループ状とした熱サイフォンの伝熱性能を実験的に調べ、新しいパッシブな除熱機器を開発することを目的としている。この形状の熱サイフォンの場合、管内では沸騰気泡による大局的な自立的振動流れが生じることが予想され、この流れによって、通常の単管型熱サイフォンに比べ最大熱輸送量がどの程度向上するか、加熱部の温度分布がどの程度均一化されるか、非凝縮性ガスの凝縮熱伝達に与える影響がどの程度緩和されるかについて明らかにする。本年度は、そのループ状二相熱サイフォンを自作し、蒸発部熱伝達特性として、壁温の均温特性と最大熱輸送量について、物性値の大きく異なる3種類の作動流体(水、エタノール、フロンR-113を使用して実験的に調べ、以下の知見を得た。壁面温度の均一化については、作動流体としてR113を使用した場合、温度分布は単管熱サイフォンと同様に蒸発部下端の温度が高くなり、温度均一化は十分でなかった。一方、エタノールを使用した場合は、低熱流束域では単管熱サイフォンと同様に均温化が十分ではなかったが、高熱流束域では沸騰に伴う圧力変動が大きくなり、封入率によらず壁温は均一化された。実際に使用を予定している水の場合は、さらに大きな圧力変動が得られるためほぼ一様な蒸発部壁面温度が得られた。従来の単管型とループ型を比較すると蒸発部平均熱伝達率は同様な傾向を示した。一方、最大熱流束に関しては、振動流れがあまり大きくないR-113とエタノールの場合でも、単管熱サイフォンの2倍程度となること、水の場合は装置の耐圧限界から熱流束の限界まで実験が不能であったが、単管型に比べループ型は少なくとも2倍以上の限界値が得られることを確認した。

本研究は、原子炉の崩壊熱除去系へ適用するための二相熱サイフォンの高度化として、最大熱輸送量の増加と非凝縮性ガスの影響を出来るだけ小さくすることを目指し、2本の単管熱サイフォンを並べループ状とした熱サイフォンの伝熱性能を実験的に調べ、新しいパッシブな除熱機器を開発することを目的としている。この形状の熱サイフォンの場合、管内では沸騰気泡による大局的な自立的振動流れが生じることが予想され、この流れによって、通常の単管型熱サイフォンに比べ最大熱輸送量がどの程度向上するか、加熱部の温度分布がどの程度均一化されるか、加熱部熱伝達は変化するか、振動が凝縮熱伝達に悪影響を与えないか、非凝縮性ガスの凝縮熱伝達に与える影響がどの程度緩和されるかについて明らかにする。本年度は、ループ状二相熱サイフォンを製作し、その熱伝達特性全般にわたって、物性値の大きく異なる2種類の作動流体(水およびエタノール)を使用して実験的に調べるとともに、性能比較のため一般的な単管型熱サイフォンの実験も行い、以下の知見を得た。ループ型熱サイフォンは、単管の場合と比較して、蒸発部温度分布はより均温になり、その熱伝達率はほぼ同じとなった。非凝縮性ガスを含まない場合、最大熱流束は単管型に比べほぼ3倍の値が得られ、最大熱輸送量に関しては顕著な高度化が図れることが明らかとなった振動が凝縮熱伝達に与える影響は、作動流体が水の場合は無視でき、一方エタノールの場合は、熱伝達が促進される方に作用する。自立的振動流れにより、非凝縮性ガスによる凝縮熱伝達劣化の改善を期待したが、劣化の改善は見られず、熱伝達率は単管と比べ悪化した。また、ガスを含む場合、最大熱流束は含まない場合の30%まで減少した。この減少の原因については、今後の課題として残った。本研究は、原子炉の崩壊熱除去系へ適用するための二相熱サイフォンの高度化として、最大熱輸送量の増加と非凝縮性ガスの影響を出来るだけ小さくすることを目指し、2本の単管熱サイフォンを並べループ状とした熱サイフォンの伝熱性能を実験的に調べ、新しい静的な除熱機器を開発するための基礎データを得ることを目的としている。この熱サイフォンの場合、管内では沸騰気泡による自立的振動流れが生じ、この流れによって、通常の単管型熱サイフォンに比べ、管内での最大熱輸送量と加熱部および凝縮部の伝熱特性がどのように変化するかについて明らかにする。本年度は最終年度であり、ループ状二相熱サイフォンを用いた追加実験とこれまでのデータの整理と総括を行い、以下の結論を得た。ループ型熱サイフォンは、単管の場合と比較して、いずれの場合も、蒸発部温度分布はより均温になり、その熱伝達率はほぼ同じとなった。非凝縮性ガスを含まない場合は、作動流体によらず最大熱流束は単管型に比べ34倍となり、最大熱輸送量に関しては顕著な高度化が図れることが明らかとなった。振動が凝縮熱伝達に与える影響は、作動流体が水の場合はほとんど無く、エタノールの場合は、熱伝達が促進されることが明らかとなった。非凝縮性ガスを含む場合、自立的振動流れによる凝縮熱伝達劣化の改善と最大熱輸送量の増加を期待したが、改善は見られず、熱伝達率は単管とほとんど変わらず、水が作動流体の場合は少し劣化した。最大熱輸送量は作動流体によらずループ型のほうが減少し、減少割合は水で大きくなった。崩壊熱除去系への適用の観点からは、熱サイフォン内での熱伝達に関しては本研究により見通しを得ることができたが、非凝縮性ガスの影響は複雑でまだ明らかでなく、実用上はこの影響の解明がぜひとも必要である。
細胞周期のS期に機能する新たなタンパク質分解系の解析

Cdt1は、染色体複製のライセンス化に必須な因子としてM期終期からG1期において機能するが、S期の開始とともに速やかに分解される。N末の解析より、二つの異なったユビキチン化酵素が関与することを明らかにした。一つはSkp2-Cul1酵素で、もう一つはDDB1-Cul4である。Cdt1のN末には約10アミノ酸の種間で保存されたPCNA結合配列(PIP-ボックス)があり、PCNAとDDB1-Cul4が、S期のみ機能するCdt1の分解システムであることを明らかにした。また、この分解系は、UVなどのDNA損傷を受けたときにも機能する。PIP-ボックスに変異を持つCdt1は、UV照射後安定であり、また、Skp2-Cu11の機能を抑制するとS期に安定に存在した。PIP-ボックスを持つPCNA結合蛋白質は数多く知られているが、調べたところ、p21タンパク質もPCNA依存的に分解されることを見つけた。PCNAをサイレンシングあるいは、p21のPIP-ボックスに変異を入れるとp21は、S期およびUV照射後、安定化した。そしてp21の分解もCu14-DDB1依存的で、Cul4やDDB 1とp21との結合が認められた。さらに、Cul4-DDB1に結合してCdt1の分解に関わる因子として見つかったCdt2が、p21の分解に必要であることを明らかにした。これらの結果は、Cdt1とp21は、S期の開始後、PCNAがクロマチンに結合するとCul4-DDB1-Cdt2系により分解されることを示している。Cdt1とp21は、G1期で機能するが、S期が開始したのちは正確な細胞周期の進行には有害な因子であるので、PCNAによるこの分解制御は非常に合目的な機構であると結論したCdt1は、染色体複製のライセンス化に必須な因子としてM期終期からG1期において機能するが、S期の開始とともに速やかに分解される。Cdt1とp21は、G1期で機能するが、S期が開始したのちは正確な細胞周期の進行には有害な因子であるので、PCNAによるこの分解制御は非常に合目的な機構であると結論した細胞周期のM期終期からG1期においてDNA複製のライセンス化に必須な因子Cdt1は、S期の開始とともに速やかに分解される。Skp2-Cul1酵素は、S期およびG2期においてもCdt1の分解に関わる。一方、Cdt1のN末には約10アミノ酸の種間で保存されたPCNA結合配列(PIP-ボックス)があり、PCNAとDDB1-Cul4が、S期のみ機能するCdt1の分解システムであることを明らかにした。従って、PCNAがクロマチンに結合しているS期やDNA修復時に、DDB1-Cul4と連係してCdt1の分解をもたらすと考えられた。PIP-ボックスに変異を持つCdt1は、UV照射後安定であり、また、Skp2-Cul1の機能を抑制するとS期に安定に存在した。PIP-ボックスを持っPCNA結合蛋白質は数多く知られている。BLM DNAリガーゼ、CDKインヒビターp21などを材料に、S期やUV照射後、分解されるかどうか調べたところ、p21タンパク質がPCNA依存的に分解されることを明らかにした。細胞周期のM期終期からG1期においてDNA複製のライセンス化に必須な因子Cdt1は、S期の開始とともに速やかに分解される。

Cdt1のN末には約10アミノ酸の種間で保存されたPCNA結合配列(PIP-ボックス)があり、PCNAとCul4-DDB1が、S期のみ機能するCdt1の分解システムであることを明らかにした。また、この分解系は、UVなどのDNA損傷を受けたときにも機能する。従って、PCNAがクロマチンに結合しているS期やDNA修復時に、Cul4-DDB1と連係してCdt1の分解をもたらすと考えられた。PIP-ボックスに変異を持つCdt1は、UV照射後安定であり、また、Skp2-Cul1の機能を抑制するとS期に安定に存在した。PIP-ボックスを持つPCNA結合蛋白質は数多く知られている。BLMDNAリガーゼ、CDKインヒビターp21などを材料に、S期やUV照射後、分解されるかどうか調べたところ、p21タンパク質がPCNA依存的に分解されることを明らかにした。PCNAをサイレンシングあるいは、p21のPIP-ボックスに変異を入れるとp21は、S期およびUV照射後、安定化した。続いて、p21の分解がcul4-DDB1依存的であることを示すため、Cul4やDDB1の発現をsiRNAを用いて抑制すると、S期およびUV照射後分解されなくなることを確認した。また、Cul4やDDB1がp21と結合することを明らかにした。さらに、Cul4-DDB1に結合してCdt1の分解に関わる因子として見つかったCdt2が、p21の分解に必要であることを明らかにした。これらの結果Cdt1とp21は、S期の開始後、PCNAがクロマチンに結合するとCul4-DDB1-Cdt2系により分解されるといえる。これらの因子は、G1期で機能するが、S期が開始したのちは正確な細胞周期の進行には有害な因子であるので、PCNAによるこの分解制御は非常に合目的な機構であると結論した。