hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2型糖尿病関連遺伝子Kcnq1遺伝子領域が膵β細胞に及ぼす影響の解明

日本人2型糖尿病患者を対象としたゲノムワイド関連解析によって、KCNQ1遺伝子の一塩基多型が糖尿病発症の有意な危険因子であることが報告されているが、KCNQ1遺伝子が2型糖尿病を発症させるメカニズムに関してはこれまで明らかにされていなかった。代表者は、KCNQ1遺伝子がインプリンティング遺伝子である点に注目した。マウスを用いた検討により、父親から引き継いだKcnq1遺伝子の変異は、インプリンティング制御に異常を起こすことによって、細胞周期抑制因子p57の発現量を増加させることが明らかとなった。p57は膵β細胞特異的に蓄積することによって、膵β細胞量を減少させ、2型糖尿病発症に至ると考えられた。代表者はこれまでに、Kcnq1遺伝子のイオンチャネル機能をコードするexonをネオマイシン耐性遺伝子で置換させた全身性Kcnq1欠損マウスを入手し、解析を行ってきた(PNAS 98:2526, 2001)。その結果、膵β細胞におけるKcnq1の発現量が減少してもインスリン分泌に差を認めないことが明らかとなった。そこでKcnq1ヘテロ欠損マウスをParent of originを明らかにするように、父親から変異を引き継いだ父方ヘテロ欠損マウス(PH)と母親から変異を引き継いだ母方ヘテロ欠損マウス(MH)とに区別して野生型マウス(WT)と比較してみた。すると、1)出生時および24週齢においてPH群のみ有意な膵β細胞量減少が認められた。2)24週齢で耐糖能を測定したところ、PH群のみ有意なインスリン分泌低下と高血糖を示した。3)膵島におけるKcnq1ot1の発現量が、3群間でPH群のみ有意に低下していた。4)Kcnq1遺伝子領域に存在する細胞周期調節因子Cdkn1cの発現量が、PH群の膵島においてのみ有意に亢進していた。4)PH群の膵島におけるCdkn1cプロモーター領域のヒストンメチル化が、他の2群と比して有意に低下していた。これまでに以上のことを明らかにしている。今後は、膵β細胞特異的Cdkn1cノックアウトマウスと交配させることによって、膵β細胞におけるCdkn1cの役割についてさらに深く検討する予定である。平成27年度において代表者は、Kcnq1ot1 truncationマウス(全身のKcnq1ot1の発現が低下したマウス)の耐糖能・膵β細胞量・膵島における遺伝子発現解析を行った。その結果、父親から変異を引き継いだマウスにおいてのみ、膵β細胞量減少、耐糖能異常、および膵島におけるp57(細胞周期抑制因子)の発現亢進が認められた。これは、父方変異マウスの膵島においてのみ、H3K27me3の低下およびH3K9acの亢進といったエピジェネティックな変化が起こることに起因していると考えられた。ここまでの結果を論文にまとめ、Proc Natl Acad Sci USA 112:8332-8337, 2015に報告した。平成28年度に行う予定であった論文発表が、平成27年度に行うことができた。これは、予定以上に実験計画が順調に進んだことによるが、同時に得られた実験結果から、一部実験計画を変更したことにもよる。ただし、得られた結果は非常に有意義なものと考えており、またさらに発展させることが可能である。今後は、本研究計画を発展させた実験計画を行う予定である。前年度において、父方アリルにおけるKcnq1ot1 truncationマウスでは、膵β細胞量減少とそれに伴う耐糖能異常を呈することが明らかとなった。これは膵β細胞に細胞周期抑制因子であるp57が蓄積することによるものであることが明らかとなった。そこで今年度は、膵β細胞特異的p57ノックアウトマウスをKcnq1ot1 truncationマウスと交配し、膵β細胞におけるp57発現を低下させたマウスを作製した。このマウスでは膵β細胞量が回復し、耐糖能の改善も認められた事から、やはりp57の蓄積が膵β細胞不全を発症させたものと考えられた。研究代表者はこれまでに、高脂肪食負荷が膵β細胞に転写因子C/EBPβを蓄積させる事を明らかにしている。さらに、p57のプロモーターには転写因子C/EBPβの結合領域が存在する事も明らかにしている。そこで高脂肪食負荷Kcnq1ot1 truncationマウスを作製し、膵β細胞量の変化を確認したところ、野生型マウスでは高脂肪食負荷による代償性変化が著明であったのに対し、Kcnq1ot1 truncationマウスでは有意に変化率が減少していた。また、膵β細胞におけるp57の発現量増加が確認された。このことから、Kcnq1ot1が低下したマウスに高脂肪食を負荷すると、十分な代償性変化が起こらないことが明らかとなった。その原因として、細胞周期抑制因子p57の発現亢進が考えられた。日本人は欧米人と比べて肥満者の膵β細胞代償性過形成が起こりにくいことが報告されているが、本研究成果よりKcnq1遺伝子領域のエピジェネティックな変化が寄与している可能性が考えられた。

マウスを用いた検討により、父親から引き継いだKcnq1遺伝子の変異は、インプリンティング制御に異常を起こすことによって、細胞周期抑制因子p57の発現量を増加させることが明らかとなった。p57は膵β細胞特異的に蓄積することによって、膵β細胞量を減少させ、2型糖尿病発症に至ると考えられた。当初の仮説を実証すべく実験を重ねているが、実験で得られる結果は期待通りのものである。ただし、本来ヒトの臨床データから始まった実験である以上、ヒトの2型糖尿病の病態に少しでも関連付けたいと考えているが、現時点ではできていない。どのような方法が可能か、今後検討を進めたいと考えている。これまでの結果から、Kcnq1ot1の発現が低下した膵β細胞では、p57発現が亢進することにより膵β細胞不全が起こることが明らかになった。しかしながらin vivoの実験系では得られるサンプル量が不十分であることから、代表者はKcnq1ot1発現が恒常的に低下しているKcnq1ot1ノックダウン膵β細胞株を作成中である。これにより、さらに詳細なメカニズムの検討が可能になると期待される。また本研究計画は、2型糖尿病の遺伝因子による膵β細胞不全のメカニズムを検討したものであるが、2型糖尿病では環境因子も重要であることは周知である。そこで現在、Kcnq1ot1 truncationマウスに高脂肪食を負荷することによって、膵β細胞不全がさらに進行しうるか実験を開始している。これにより、2型糖尿病における遺伝・環境相互作用が明らかになると考えている。糖尿病学上記にも示したが、マウスで得られたデータをヒトに応用できるかについて検討を進めたいと考えている。しかしながらヒト膵島を入手するのは困難であることから、例えばKcnq1遺伝子のSNPが存在する2型糖尿病患者の病態を詳細に解析し、我々のKcnq1変異マウスと同様の病態を示すかについて検証したい。また、近年研究に使用されているヒト膵β細胞株を入手し、Kcnq1のSNPの有無による膵β細胞の機能やviabilityについても解析を行う予定である。
プロテアソームによる細胞増殖と免疫識別制御

「発生段階特異的脳型26Sプロテアソームの同定と機能解析」最近、ユビキチン-プロテアソーム経路による時間、空間特異的な蛋白質分解が細胞増殖や体軸形成、神経分化などの発生現象に密接に関与していることが明らかになりつつある。分解に導かれるべき基質の選別は、第一にユビキチン化のステップで調節されておりユビキチン化の制御についてこれまで多くの報告が発表されている。一方、プロテアソーム(総計40種を越えるサブユニットから構成された多成分プロテアーゼ複合体)はこれまであらゆる組識に普遍的に発現する構成的なプロテアーゼであると考えられてきた。本補助金受領中、研究代表者のグループはマウス初期胚で時期あるいは組織特異的な発現パターンを示す初めてのプロテアソーム遺伝子として3種類のユビキチンレセプター(UbR)サブユニットを単離同定した。普遍的な発現パターンを示すUbR1とは対照的に、UbR5はmRNA、蛋白質ともに発生の進行に伴って発現が増大し17日胚で最高となる。興味深いことに、UbR5蛋白質はマウス胚の脳特異的に検出され、脳以外の組織および成体の脳には検出されない。このことは胚脳に特異的なユビキチン依存的蛋白質分解経路が存在していることを示唆している。UbR5を細胞内に過剰発現させると、核の倍数化を伴う細胞分裂停止および分化などを誘導し、UbR1とは全く異なる効果を現すことが明らかとなった。これらの結果はユビキチンレセプターサブユニットUbR1とUbR5とは異なる機能を有していることを示している。これらユビキチンレセプターのKOマウスの作成と解析が東京都臨床医学総合研究所の田中啓二部長との共同研究で進行中であり、まもなくホモ体での異常について明らかになる予定である。プロテアソームは総計40種を越えるサブユニットから構成された多成分プロテアーゼ複合体である。その構成サブユニットは、γ-インターフェロンで誘導される免疫プロテアソームサブユニットを唯一の例外として、組織普遍的に発現しているものと考えられてきた。今回、申請者らは、PCRを用いたスクリーニングによりにより、マウス初期胚で強く発現するプロテアソーム遺伝子として3種類のユビキチンレセプター(UbR)cDNAを単離した。これらは単一遺伝子からオルタナティブスプライシングにより生じ、共通のN末端側構造と各々にユニークなC端側構造を有している。初期胚における発現パターン、あるいは細胞での過剰発現の効果などを調べた結果、これらのユビキチンレセプターの細胞内機能は異なっていることが示唆され、現在、各々の基質認識における機能分担などの解析を進めている。
感染根管における根尖孔破壊根管の治療法に関する研究

過剰根管形成により根尖孔の解剖形態が破壊され、過剰根管充填が危惧される根管に対して、根尖部に防壁(Apical barrier)を設ける方法が検討されている。しかしその適用が、破壊の程度が比較的小さい場合でしかも非感染根管に限られるなど未だ十分検討されているとはいえない。本研究では、種々の材料を用いて、根尖孔のサイズや防壁の厚みが治癒に与える影響について検討する目的で抜髄根管、感染根管の場合について検討を加える。実験にはイヌの前臼歯を用い、材料としてハイドロキシアパタイト(以下HA)とα-TCPを使用する。通法どうり抜髄後、根尖孔を_<40>80のサイズで穿通し、根先端から1mm4mmの位置に抵抗形態を付与し、この抵抗形態上に先の材料を用いて防壁を形成する。残余の根管は加圧根管充填法により充填し仮封を行う。実験期間は1週から3カ月とし、屠殺後、固定、脱灰、病理組織標本を作製する。検索方法は、顕微鏡下、根尖周囲の炎症の持続、根尖における石灰化の様相、根尖閉鎖の時期について観察し、材料と根尖周囲組織との対峙の仕方、即ちdead spaceの長さ、穿孔部のsizeが根尖創傷治癒に与える影響について検討する。感染根管に関しては抜髄後2週間根管開放状態にした後、上記と同様の方法で根尖に防壁を設け観察を行う。尚、本年度実験計画として抜髄根管に対する処置法の検討を行う。HA、α-TCPとも根管内に侵入した肉芽組織の炎症反応は長期間持続することはなかった。炎症の消退は穿孔サイズの大きい方が小さいサイズより遅く抵抗形態を付与した位置が歯冠側にあるものの方が、根尖よりのあるものよりわずかに遅くなる傾向が認められた。根尖部の石灰化についてはHA、α-TCPともほぼ同様に1カ月以降に認められたが、填塞材料が溢出すると石灰化が遅延する傾向を示した。
上皮組織における細胞膜上プロテアーゼ制御機構の破綻が引き起こす病態の解析

上皮細胞膜結合セリンプロテアーゼインヒビターHAI-1及び-2は、上皮細胞周囲のプロテアーゼ活性制御に重要である。本研究ではこれらHAIの上皮正常性における意義と、機能不全が癌の進展に与える影響を検討した。その結果、HAI-1がHGFやPAR-2等の活性化や癌細胞の上皮間葉転換に対して抑制的に働く事、腸管発癌の抑制因子である事、口腔扁平上皮癌や膵癌の浸潤・転移を抑制する事が明らかになった。また、表皮細胞におけるHAI-1機能不全がPAR-2活性化を介して細胞間接着の不安定化に結び付く事も見出した。更に、HAI-2条件付きKOマウス作成に必要な、floxed HAI-2マウスを作成した。細胞周囲微小環境におけるプロテアーゼ活性は、多細胞生物の様々な生命現象に深く関与する。本研究では、細胞膜結合セリンプロテアーゼインヒビターHAI-1(HGF activator inhibitor-1)の上皮組織の病態形成(特に腫瘍)における意義を解析する。本年度は、腸管上皮発癌と口腔扁平上皮癌(OSCC)の浸潤・転移におけるHAI-1の意義について検証した。(1)腸管上皮HAI-1欠損マウスでは腸管化学発癌刺激による大腸発癌が亢進することを見出した。(2)腸管上皮HAI-1欠損APC変異マウスを作成し、HAI-1欠損によりAPC変異マウスの腸管腫瘍形成率が亢進し生存期間も大幅に短縮する事を明らかにした。腫瘍および非腫瘍組織のHGF活性化の検討と網羅的遺伝子発現解析を行い、HAI-1欠損によるHGF活性化亢進とHAI-1欠損に伴い発現亢進する遺伝子群を明らかにした。(3)ヒト大腸癌組織におけるHAI-1発現パターンを検証し、癌細胞において膜結合HAI-1が減少することを示した。(4)大腸癌における膜結合型HAI-1の減少はMT1-MMPによるHAI-1切り出しの結果生じる可能性を示した。(5)上記(1)-(4)の結果を論文として投稿し、受理された(Cancer Res)。(6)OSCCの浸潤とリンパ節転移におけるHAI-1の意義を免疫組織化学的に検証し、癌細胞膜上HAI-1の消失とリンパ節転移に相関があること、培養OSCC細胞株SASのHAI-1ノックダウンによって上皮間葉移行が生じることを明らかにし、論文として発表した(J Pathol)。また、数種類のOSCC細胞株と膵癌細胞株を用いてHAI-1ノックダウン株の作成を行い、今後の研究ツールとして準備した。(7)テトラサイクリンで気管支上皮特異的にHAI-1遺伝子欠失誘導が可能なマウスを作成した。本研究では、細胞膜結合セリンプロテアーゼインヒビターHAI(HGF activator inhibitor type1[HAI-1]とtype 2 [HAI-2])の上皮組織の病態形成(特に腫瘍)における意義を解析する。本年度は、腸管上皮発癌と膵癌細胞浸潤・転移におけるHAI-1の意義について検証すると共に、HAI-1発現低下が細胞周囲微小環境におけるプロテアーゼ活性に与える意義についての生化学的・細胞生物学的検討を行った。またHAI-2の生体内機能に関する検討を開始した。(1)腸管上皮HAI-1欠損マウスではAPC変異における腸腫瘍形成頻度が亢進し、また腸管化学発癌刺激による大腸発癌が亢進することを見出し、報告した(Cancer Res 2013)。(2)高転移性膵癌細胞を用いて、HAI-1発現が浸潤・転移能に与える影響を検証し、HAI-1発現低下が細胞周囲マトリプターゼ活性亢進とPAR-2活性化を介して癌細胞の浸潤性を亢進させる可能性を示した(Cancer Sci 2014)。(3)HAI-1発現低下が細胞周囲マトリプターゼ活性に与える意義についての生化学的・細胞生物学的検討を行い、報告した(PLoS One 2013, Am J Pathol 2013, J Histochem Cytochem 2014)。また、癌細胞におけるHAI-1発現低下が腫瘍随伴線維芽細胞遊走に関与する可能性についての解析を行い、HAI-1発現低下による細胞周囲マトリプターゼ活性亢進が線維芽細胞PAR-2を活性化し、細胞遊走を惹起する可能性について予備的データを得た。(4)HAI-1ホモローグであり、やはり上皮細胞に広範は発現するHAI-2に関して、その生体内機能を解明するために条件付きノックアウトマウスの作製に着手した。本研究では細胞膜結合インヒビターHAI-1およびHAI-2による細胞周囲プロテアーゼ活性制御の上皮組織の恒常性や病態における意義を解析している。平成26年度は、条件付きHAI-1ノックアウト(HAI-1_cKO)マウスを用いた検討とHAI-1発現レベルを操作した細胞株を用いた検討を進めた。また、HAI-1類似蛋白であるがより広範な発現を示すHAI-2に関する研究として、HAI-2_cKOマウス作成を進め、また、HAI-2免疫染色による臨床病理学的研究を開始した。(1)腸管上皮

特異的HAI-1欠損マウスにみられた発がん亢進におけるPAR2の関与を検証するため、HAI-1_cKOマウスとPAR2_KOマウスとの交配を行い、HAI-1_cKO/PAR2_KOマウスを得た。得られた変異マウスを用いて、腸管特異的にHAI-1を欠失させるための作業を進めている。また、HAI-1発現低下がトリプシン様プロテアーゼ活性亢進をもたらし、間質線維芽細胞のPAR2活性化を介してがん随伴線維芽細胞のリクルートに寄与する可能性を示した。(2)HAI-1_KOマウス表皮の電子顕微鏡所見で見られた異常(デスモゾームの減少とトノフィラメント収束不全)について、ヒトケラチノサイト由来細胞を用いてその機序を解析し、HAI-1欠損に伴いPAR2活性化が亢進し、その結果p38シグナルが活性化することで生じている事を明らかにし、論文を投稿し受理された(Am J Pathol)。(3)HAI-2の機能を解析するために、HAI-2 cKOマウスの作成を開始し、floxed HAI-2マウスの作成に成功した。また、抗HAI-2抗体を用いた腫瘍組織(頭頸部扁平上皮癌、膵癌、肝癌)の免疫染色を開始した。(4)肝細胞癌における細胞周囲微小環境の意義と癌細胞膜上から切り出されたグリピカン3の血中濃度が予後因子となる事を報告した。本研究では、細胞膜結合セリンプロテアーゼインヒビターHAI-1およびHAI-2による細胞周囲プロテアーゼ活性制御が上皮組織の恒常性や病態におよぼす影響を研究した。平成27年度は、以下の研究実績を得た。特に、条件付きHAI-2 KOマウスの作成成功は特記すべき成果といえる。(1)PAR-2 KOマウスと条件付きHAI-1 KOマウスとを交配し、腸管特異的HAI-1 KOに伴う実験腸炎感受性の変化を検証した。その結果、強い炎症惹起条件ではHAI-1欠損に伴う腸炎感受性亢進に対してPAR-2の欠損は影響を与えなかった。しかし、弱い炎症惹起条件ではPAR-2欠損が腸炎感受性亢進を緩和する傾向がみられた。また、HAI-1欠損に伴うApc変異マウスの発癌感受性亢進現象についても、上記と同様PAR-2の意義を検証したが、PAR-2欠損に伴う有意な変化は認められなかった。(2)HAI-1の膵癌組織における発現の臨床病理学的意義を解析し、癌細胞における発現低下が無病再発期間短縮と相関を示すことを見出した。(3)口腔扁平上皮癌におけるHAI-1とPAR-2の発現に関する臨床病理学的検討をすすめ、間質のPAR-2陽性線維芽細胞が多い症例は有意に予後が悪いことを見出した。上皮細胞膜結合セリンプロテアーゼインヒビターHAI-1及び-2は、上皮細胞周囲のプロテアーゼ活性制御に重要である。本研究ではこれらHAIの上皮正常性における意義と、機能不全が癌の進展に与える影響を検討した。その結果、HAI-1がHGFやPAR-2等の活性化や癌細胞の上皮間葉転換に対して抑制的に働く事、腸管発癌の抑制因子である事、口腔扁平上皮癌や膵癌の浸潤・転移を抑制する事が明らかになった。また、表皮細胞におけるHAI-1機能不全がPAR-2活性化を介して細胞間接着の不安定化に結び付く事も見出した。更に、HAI-2条件付きKOマウス作成に必要な、floxed HAI-2マウスを作成した。まだ全く報告されていないHAI-2条件付きノックアウトマウスの作成にほぼ成功しており、順調にいけば世界で初めての報告が可能となる。
去勢抵抗性前立腺癌のRa-223療法におけるNaF PET/MRの有用性検討

本研究で用いるPET/MRIの撮像法に関する最適化を行った.本研究の対象となる去勢抵抗性前立腺癌の多発骨転移症例では,疼痛等により長時間の安静が困難な場合がある.そのため,高速で全身を撮像する必要があり,画質および定量性を担保した状態で高速化を実現するプロトコールを検討,本年学術発表(米国核医学会2019)を行う予定である.特にPET側の高速化のために,装置からデータを抽出し,オフラインで独自のワークステーションを用いて解析を行うとともに,複数の撮像法を用いて画質および定量性の比較検討を行った.また,MRI部分で用いる全身拡散強調画像(Diffusion weighted imaging with fat suppression, DWIBS)の画質向上のための検討を行った.これらは既に国内の複数の学会(日本核医学会,日本医学放射線学会,Body DWI研究会)での発表を行った.本研究の対象となる去勢抵抗性前立腺癌のRa-223治療を行う当院放射線腫瘍科との連携を強化した.試験プロトコールに準じたデータ収集を効率化するために,患者の治療計画に合わせた画像検査プロトコールを遅延なくくみ上げる仕組みを考案し,実践した.本研究において比較対象となるSPECTを用いた骨シンチグラフィの撮像法の最適化を行った.定量的解析(SUV,standardized uptake valueなど)のための画像処理アプリケーションを導入し,PETとの比較を行う事の出来る環境を整備した.また,本撮像法を用いた骨シンチフラフィを既に臨床検査として行い,その有用性を検証した.計画通り進捗している事項:PET/MRI撮像法の最適化および比較対象となるSPECTを用いた骨シンチグラフィ撮像法の最適化.いずれも既に学会等にて成果を発表済み,あるいは予定であり,後者に関しては研究成果に基づいた撮像法を本研究費取得後に35件施行している.計画から遅延している事項:NaFの合成にかかる体制.PETトレーサーの1つであるNaFは学会認定成熟技術の薬剤であるが,保険未収載であり,また薬事認証を通過していない合成装置を用いて院内のホットラボ内で合成する必要がある.このためにはある程度専門的な知識を有する薬剤師の協力が必要であるが,現在院内の薬剤師の配置や他の職務上の問題から,本研究のためにホットラボでの作業を行う事が困難な状況にある.これを解決するために1サイクロトロンを用いた放射線医薬品に関する委員会を院内で開催,2放射性医薬品に精通した薬剤師の募集およびその院内での籍の確保を行っているが,実際にNaFの合成を院内で行うための体制は未だ整っていない.人的体制以外のNaF合成に関する環境は整っているため,早急な解決を目指している.さらに,薬事認証を得ていない合成装置で合成された放射性医薬品を用いた研究であるため,近年制定された臨床研究法に則り,特定臨床研究として遂行することが求められている.このための人的,費用的,時間的制約のために,当初の予定から遅延している.以上より,部分的に順調に進捗している領域もあるが,全体としては遅延していると言わざるを得ない状況である.至適PET/MRI撮像法の開発について引き続き推進を行う.特にMRIに関しては近年導入された圧縮センシング法(Compressed sensing)により,さらに高速化あるいは画質の向上が期待されており,現在本研究に使用可能な高速撮像法の研究に取り組んでいる.最適化が実現できれば,さらに高速な全身撮像が可能となり,患者負担が軽減するとともに,検査途中での離脱率が減少することが予想されることから,本研究の研究において非常に重要な要素となることが期待される.現在進捗の遅延しているNaF合成に関する体制について,引き続き改善のための方策を練り,早急な実現を目指す.合成環境として不足している事項は薬剤師の配置のみであるため,病院と協力して人員の確保に当たるとともに,ふさわしい人材獲得のための募集を行う.本研究で用いるPET/MRIの撮像法に関する最適化を行った.本研究の対象となる去勢抵抗性前立腺癌の多発骨転移症例では,疼痛等により長時間の安静が困難な場合がある.そのため,高速で全身を撮像する必要があり,画質および定量性を担保した状態で高速化を実現するプロトコールを検討,本年学術発表(米国核医学会2019)を行う予定である.特にPET側の高速化のために,装置からデータを抽出し,オフラインで独自のワークステーションを用いて解析を行うとともに,複数の撮像法を用いて画質および定量性の比較検討を行った.また,MRI部分で用いる全身拡散強調画像(Diffusion weighted imaging with fat suppression, DWIBS)の画質向上のための検討を行った.これらは既に国内の複数の学会(日本核医学会,日本医学放射線学会,Body DWI研究会)での発表を行った.本研究の対象となる去勢抵抗性前立腺癌のRa-223治療を行う当院放射線腫瘍科との連携を強化した.試験プロトコールに準じたデータ収集を効率化するために,患者の治療計画に合わせた画像検査プロトコールを遅延なくくみ上げる仕組みを考案し,実践した.本研究において比較対象となるSPECTを用いた骨シンチグラフィの撮像法の最適化を行った.定量的解析(SUV,standardized uptake valueなど)のための画像処理アプリケーションを導入し,PETとの比較を行う事の出来る環境を整備した.また,本撮像法を用いた骨シンチフラフィを既に臨床検査として行い,その有用性を検証した.計画通り進捗している事項:PET/MRI撮像法の最適化および比較対象となるSPECTを用いた骨シンチグラフィ撮像法の最適化.

いずれも既に学会等にて成果を発表済み,あるいは予定であり,後者に関しては研究成果に基づいた撮像法を本研究費取得後に35件施行している.計画から遅延している事項:NaFの合成にかかる体制.PETトレーサーの1つであるNaFは学会認定成熟技術の薬剤であるが,保険未収載であり,また薬事認証を通過していない合成装置を用いて院内のホットラボ内で合成する必要がある.このためにはある程度専門的な知識を有する薬剤師の協力が必要であるが,現在院内の薬剤師の配置や他の職務上の問題から,本研究のためにホットラボでの作業を行う事が困難な状況にある.これを解決するために1サイクロトロンを用いた放射線医薬品に関する委員会を院内で開催,2放射性医薬品に精通した薬剤師の募集およびその院内での籍の確保を行っているが,実際にNaFの合成を院内で行うための体制は未だ整っていない.人的体制以外のNaF合成に関する環境は整っているため,早急な解決を目指している.さらに,薬事認証を得ていない合成装置で合成された放射性医薬品を用いた研究であるため,近年制定された臨床研究法に則り,特定臨床研究として遂行することが求められている.このための人的,費用的,時間的制約のために,当初の予定から遅延している.以上より,部分的に順調に進捗している領域もあるが,全体としては遅延していると言わざるを得ない状況である.至適PET/MRI撮像法の開発について引き続き推進を行う.特にMRIに関しては近年導入された圧縮センシング法(Compressed sensing)により,さらに高速化あるいは画質の向上が期待されており,現在本研究に使用可能な高速撮像法の研究に取り組んでいる.最適化が実現できれば,さらに高速な全身撮像が可能となり,患者負担が軽減するとともに,検査途中での離脱率が減少することが予想されることから,本研究の研究において非常に重要な要素となることが期待される.現在進捗の遅延しているNaF合成に関する体制について,引き続き改善のための方策を練り,早急な実現を目指す.合成環境として不足している事項は薬剤師の配置のみであるため,病院と協力して人員の確保に当たるとともに,ふさわしい人材獲得のための募集を行う.NaF合成のための原材料や消耗品を含めた費用,薬剤師やオペレーターの人件費,謝金等の支払いがなかったため.これは院内における薬剤師配置に関する問題が起因となっており,人的配置に関する問題が該当年度内に解決しなかったため,対応する予算の施行がなかった.配置が完了次第,予算の使用が可能となるため,次年度以降に使用することとした.
強磁場下における電子スピン緩和時間測定法の確立とスピンネマチック相の観測

電子スピンのダイナミクスを記述する重要なパラメーター、スピン-格子緩和時間T1を、ESR共鳴に伴う縦磁化と横磁化の変化の比がT1に比例することを利用して評価する手法を開発した。縦磁化の変化はSQUID磁束計のサンプルロッドをライトパイプに置き換えて共鳴時の磁化の変化を観測する事により、また横磁化のそれは試料を透過した電磁波をライトパイプの最底部に設置したミラーによって取り出し、共鳴時の電磁波の吸収を見る事により観測する。そして従来の手法では測定が困難な量子スピン系への応用の可能性を調べた。また一次元フラストレート磁性体のスピンネマチック相について調べた。電子スピンのスピンー格子緩和時間T1はそのダイナミクスを記述する上で、最も基本的かつ重要なパラメーターであるが、量子スピン系に対してはその緩和時間はナノ秒以下に及ぶため、特に強磁場下ではその観測手法がほとんどない。本研究では、電子スピン共鳴(ESR)に伴う縦磁化と横磁化の変化の比がスピンー格子緩和時間に比例することを利用し、申請者がこれまでに開発した超伝導量子干渉素子(SQUID)磁束計を用いた縦磁化検出型ESRを利用して、横磁化のESRが同時観測出来るよう改良することで、強磁場下、ナノ秒以下の緩和時間まで測定できる手法を確立する。そして本手法を一次元フラストレート強磁性体に応用し、現在その実証が課題となっているスピンネマチック相をスピンダイナミクスの観点から明らかにすることを目的とする。初年度は装置開発に注力した。SQUID磁束計としては本学所有の最大磁場5Tのもの(米Quantum Design社製、MPMS)を用いた。まずは現有システムの感度の向上を図るため、以下の2つを行った。一つはライトパイプの径を現状6φであるのをMPMSに取り付け可能な最大径(8.4φ)にした点、もう一つは電磁波を経路途中の45度反射ミラーの中心孔に効率的に集中させるために取り付ける誘電体を探索した点である。前者のライトパイプの径の増加は、入射する電磁波の反射に伴う強度の減衰を抑制し、一方後者の誘電体の配置は、パイプ径よりも小さな径の中心孔に効率よく電磁波を集中させるために行う。前者は比較的高い効果があることが分かった。後者については、酸化ジルコニウム(比誘電率30)やこれらの類縁化合物等いくつか試したが、いずれも電磁波の透過度そのものが低いため、十分な効果は得られなかった。しかし酸化アルミニウム(10)は良好な透過度を示し、十分に利用可能であることが分かった。本研究は、縦磁化と横磁化で検出されるESRの比がスピンー格子緩和時間に比例することを利用し、SQUID磁束計を用いた縦磁化検出型ESR測定装置を横磁化のESRも同時観測できるよう改良することで強磁場下でスピンー格子緩和時間を測定する手法を開発し、量子スピン系に応用することを目的とする。開発上のポイントの一つはいかに共鳴時における縦磁化の変化を感度良く検出するかという点である。初年度に引き続き、まず感度の向上を行った。感度の向上にはライトパイプでの電磁波の減衰の低減が最も効果が高いと考えられる。そこでこれまで外径6φであったライトパイプを8.4φのものに変更し、それに合わせてスライドシール部分等の治具も変更した。その結果、およそ2倍の信号強度の増加が見られた。これはちょうど断面積の比に相当しており、試料への入射電磁波強度の減衰が当初の狙い通り低減されていると考えられる。この結果を得て、テスト試料として、Cu(C4H4N2)(NO3)2(以下ではCuPzNと略)の縦磁化検出によるESR測定を行った。また別途パルス強磁場ESR装置を用いて横磁化のESR測定も行った。CuPzNはCu2+を磁性イオンとする典型的なS = 1/2の一次元Heisenberg型反強磁性体として知られる物質である。測定の結果、前者では磁化率がピークを示す温度より低温側で磁化が増大する様なESR信号が得られるという非常に興味深い現象が観測された。一方、パルス強磁場ESR測定では対応するような異常な振る舞いは観測されなかった。同時測定ではないが、この様に縦磁化と横磁化で検出されるESRの振る舞いに大きな違いが観測された。量子スピン系においては、電子スピンのスピンー格子緩和時間T1はそのダイナミクスを記述する上で最も基本的かつ重要なパラメーターであるが、従来の手法ではその早さに追従できないためこれまでほとんど観測されてこなかった。本研究では、電子スピン共鳴(ESR)に伴う縦磁化と横磁化の変化の比がT1に比例することを利用してこれを評価するものである。縦磁化検出のESRには超伝導量子干渉素子磁束計を用いる。横磁化のESRの同時検出を可能にするため、ライトパイプの底部に180度反射用ミラーを、経路途中に90度反射用ミラーを取り付け電磁波を外部に取り出して検出する方法を検討した。90度反射用ミラーは中心孔によってライトパイプの一部も担うが、その中心孔の大きさが電磁波の透過、反射の相反する二つの因子に影響を及ぼす。中心孔の大きさを最適化しESR測定に成功した。問題点としては、入射電磁波の直接的な検出器側への回り込みのため、検出器での電磁波強度が見かけ上非常に高くなる点が挙げられる。このため実際のESRによる強度の変化を検出するためには検出側に高いダイナミックレンジが必要となる。

今回の測定では比較的変化の大きな常磁性体を用いたため観測できたが、感度を向上させるためには入射側からの回り込みを極力抑えるよう工作精度を高め、更には途中の経路での反射を極力抑えるようなライトパイプ全体の最適化が必要であると考えられる。T1の評価に関しては、一次元反強磁性体であるCu(C4H4N2)(NO3)2について縦磁化と横磁化の強度の温度依存性に顕著な差異が観測された。更に、同物質に関して、磁化率が緩やかなピークを示す温度より低温では、縦磁化のESRにおいてのみ共鳴が正の側に出るという現象が生じた。これらの差異はT1由来によるものだけでなく、より複雑な緩和機構が存在することを示唆するものであると考えられる。電子スピンのダイナミクスを記述する重要なパラメーター、スピン-格子緩和時間T1を、ESR共鳴に伴う縦磁化と横磁化の変化の比がT1に比例することを利用して評価する手法を開発した。縦磁化の変化はSQUID磁束計のサンプルロッドをライトパイプに置き換えて共鳴時の磁化の変化を観測する事により、また横磁化のそれは試料を透過した電磁波をライトパイプの最底部に設置したミラーによって取り出し、共鳴時の電磁波の吸収を見る事により観測する。そして従来の手法では測定が困難な量子スピン系への応用の可能性を調べた。また一次元フラストレート磁性体のスピンネマチック相について調べた。本研究はおおよそ予定通りの進展具合である。本研究を遂行する上での最大のポイントの一つは、いかに共鳴時における縦磁化の変化を感度良く検出するかという点であるが、ライトパイプの径を6φから8.4φに変更することで従来の2倍程度の感度向上を達成できた。この点は予定通りの進展である。またこの感度向上により、量子スピン系の縦磁化検出によるESR測定が可能かどうかを確かめるため、S = 1/2の一次元Heisenberg型反強磁性体CuPzNの測定を行ったところ、磁化率がピークを示す温度より低温側で磁化が増大するESR信号が得られるという非常に特異な振る舞いを観測した。本来、横磁化検出のESRが同時に観測できるように装置改良に着手しなければならないが、CuPzNの測定の結果、別途横磁化検出によるESR測定が必要と判断しパルス強磁場を用いたESR測定を行った。そして両者で全く振る舞いが異なることを確認した。これらの点は、予定通り進展していない部分と、全く予期していない方向への進展があった部分である。全てが事前の予定通りというわけではないが、縦磁化と横磁化検出の両ESRを比べることにより、量子スピン系のダイナミクスをより詳細に研究できるようするという大きな枠組みの中での進展という意味では、期待通りと判断できる。電子スピン共鳴今後の推進方策として、以下の二つを予定している。一つは上記で得られた一次元Heisenberg型反強磁性体CuPzNの縦磁化と横磁化で検出されるESRの違いの起源を解明し、同時に、現状用いている縦磁化検出型ESRとパルス強磁場ESR装置の強度に関する装置定数を見積もり、ESRの強度比から本系の緩和時間を見積もることである。縦磁化と横磁化のESRの振る舞いが異なるということは、取りも直さず、その違いが見られた温度領域で緩和時間に大きな変化が出ていることに他ならない。もう一つは、予定通り縦磁化検出型ESR装置を改良し横磁化のESRを同時に観測できるようにすることである。
ハイブリッドペプチドを活用した非アポトーシス型細胞死のケミカルバイオロジー

新規白血病治療の開発を目的として合成したハイブリッドペプチドTat-Ram13の細胞死モードを調べた結果,ネクローシス様細胞死であることがわかった.また,D体アミノ酸を含むペプチドミメティック化合物を新規合成し,その白血病細胞に対する細胞傷害性を評価した.従来のアポトーシス誘導型抗がん剤と異なる新たな概念に基づく白血病治療薬開発の創薬ツールとして有用であると期待される.新規白血病治療の開発を目的として合成したハイブリッドペプチドTat-Ram13の細胞死モードを調べた結果,ネクローシス様細胞死であることがわかった.また,D体アミノ酸を含むペプチドミメティック化合物を新規合成し,その白血病細胞に対する細胞傷害性を評価した.従来のアポトーシス誘導型抗がん剤と異なる新たな概念に基づく白血病治療薬開発の創薬ツールとして有用であると期待される.申請者が見出した2つのハイブリッドペプチド(HybP1、HybP2)を化学ツールとして白血病細胞における「非アポトーシス型細胞死」の生化学的解析およびペプチドミメティック化合物の創製に取組んだ。1.HybP1で誘導される細胞死におけるアポトーシスの関与白血病細胞株Jurkat-TをHybP1で処理した際にアポトーシスが起きていないかどうか、(1)ホスファチジルセリンの細胞外露出、(2)実行酵素カスパーゼ3の活性化、(3)カスパーゼ阻害剤による抑制効果を調べた。いずれの解析においてもアポトーシスは観察されなかった。また、形態学的にもアポトーシスの特徴は見出せなかった。本ペプチドで誘導される細胞死にアポトーシスが関与しないことを再確認した。2.HybP1処理で細胞外漏出するタンパク質分子の解析ウェスタンブロット法により、HybP1により死滅したJurkat-T細胞において細胞内に留まる分子と細胞外に放出される分子を解析した。可溶性タンパク質の他、核構成タンパク質の著明な細胞外漏出がみられ、本細胞死の大きな特徴と思われる。3.HybP1のペプチドミメティック化合物の創製白血病細胞移植モデルマウスへの投与を考慮し、Dアミノ酸を導入したペプチドミメティック化合物を作製した。活性に不可欠なアミノ酸を絞り込んだ結果、オリジナルペプチド25残基から全てDアミノ酸に置換した13残基のペプチドミメティック化合物を合成できた。細胞死誘導活性を調べた結果、オリジナルより活性が高いことがわかった。次年度は、ネクローシスとの関連性を中心に本細胞死の特徴を比較解析するとともに、ペプチドミメティック化合物の治療効果について腫瘍移植マウスを用いて調べる予定である。非アポトーシス型細胞死を誘導するHybP1ペプチド(Tat-Ram13)を用いて、Jurkat-T細胞株で誘導される細胞死を解析した結果、ネクローシス様細胞死であることがわかった。種々の白血病細胞を用いて検討した結果、細胞死誘導の感受性に差が見られた。検討の結果、感受性はphosphatidylinositol 3-kinase(PI3K)の発現量(タンパク質)に依存することがわかった。ごく最近、新しい細胞死形態ネクロトーシスにおいてもPI3Kの発現量が細胞死感受性に関与していることが報告されている(Vandenabeeleら、第2回EACR特別カンファレンス発表)。したがって、HybP1で誘導される細胞死の実行シグナルは、ネクロトーシスのシグナル経路とオーバーラップしている可能性がある。昨年同様、光アフィニティラベルプローブを用いて検討したが、HybP1ペプチド特異的にラベルされた分子を検出することはできなかった。一方、HybP1のTat配列が結合することが報告されているヘパラン硫酸含有プロテオグリカンに結合する可能性を考え、HybP1ペプチドの細胞死誘導活性に対するヘパリンの影響を調べた。その結果、ヘパリンによって完全に細胞死が抑制された。したがって、本ペプチドの作用の第一段階は、ヘパラン硫酸含有プロテオグリカンに結合することと予想された。申請者が見出した2つのハイブリッドペプチド(HybP1、HybP2)を化学ツールとして、その表現型および細胞応答としての「非アポトーシス型細胞死」を解析した。光学顕微鏡による観察では、2つのペプチドで誘導される白血病細胞株Jurkat-Tの細胞死は、熱処理(60°Cで加熱)で起こるネクローシスの細胞形態とほぼ同じであった。そこで、熱処理細胞をコントロールとして用いて炎症との関連性を比較検討した。一般にアポトーシス細胞は、マクロファージによる貪食を受けやすい。しかし、蛍光標識したペプチド処理細胞と熱処理細胞を用いて検討したところ、両者ともマウス腹腔マクロファージによる取込みは、アポトーシス細胞に比べ顕著に低かった。また、炎症惹起因子の一つHMGB1分子の細胞外放出が顕著であった。以上のことより、2つのペプチドで誘導される細胞死は、ネクローシスと類似していることがわかった。ハイブリッドペプチドが結合する受容体分子の同定を目的とし、ベンゾフェノン基とビオチンを含む修飾ペプチド試薬を、グリシンリンカーを挟んでHybP1ペプチドのN末アミノ酸にサクシミドエステルを介して連結した光アフィニティラベル用プローブ:Biotin-BPA-GG-Tat-Ram13を調製した。Jurkat-T細胞とインキュベーション後、結合タンパク質をウェスタンブロット法で検出を試みたが、特異的にラベルされた分子は確認できなかった。白血病治療効果の評価を行うため、その治療薬としてHybP1のD体ペプチドメティック化合物を調製的スケールで合成した。

平成23年度実験計画のうち、ペプチドが結合する受容体の解析は進展しなかったが、オリジナルペプチドよりも高い活性を持つペプチドミメティック化合物の作製に成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。概ね当初の計画通りに進み、ペプチドで誘導される細胞死がネクローシスと類似しているという生化学的知見が蓄積できた。一方で、ペプチドの結合する分子の同定は難航している。光ラベルプローブの大幅改良もしくはラベル条件の詳細な検討が必要である。また、ペプチドミメティックス化合物の合成は完了したが、観察ポイントの設定に手間取り白血病細胞を移植したマウスを用いた治療実験までは達成できなかった。来年度の早い段階で実験条件を整え、治療効果を判定する。平成24年度はネクローシスとの関連を中心に、HybP1で誘導される細胞死の形態学的、生化学的解析を進める。また、ペプチドミメティック化合物が得られたので、これを用いて白血病移植モデルマウスを使った治療効果の検証行う。さらに、計画が遅れている「ペプチド受容体の同定」も積極的に進めて行く予定である。平成24年度の検討により、2つのペプチドによる細胞死は共にネクローシスであると考えられたことから、最終年度は以下の検討を行い、本課題の完成を目指す。1.ペプチドで誘導される非アポトーシス型細胞死の特徴付け:昨年同様、位相差電子顕微鏡(研究分担者)を用い、2つのペプチドで誘導される細胞死形態について、従来型のネクローシスとの違いを詳細に比較観察する。また、核内に存在するHMGB1およびNup-88のGFP融合体を発現させたJurkat-T細胞株を樹立し、ペプチドによる細胞外放出をリアルタイム蛍光観察し、放出メカニズムを明らかにする。2.ハイブリッドペプチドが結合する受容体分子の同定:昨年度、光ラベル試薬によるペプチドが結合するタンパク質の同定を目指したが、非特異的ラベルが多く失敗に終わった。今年度は、ラベル前の洗浄操作を強め、非特異的ラベルを減らす工夫を導入し、白血病細胞株Jurkat-Tに発現するペプチドの受容体分子の同定に取組む。3.白血病細胞移植マウスを用いたペプチドミメティックの治療効果の検討(研究代表者):すべてD体アミノ酸からなるHybP1のペプチドメティック化合物の抗腫瘍活性をヒト白血病細胞株のヌードマウス移植系を用いて腹水産生量を指標に評価し、本研究の完成を目指す。
ＬＥＤアレイと高速度カメラを用いた可視光通信における複数送信源の移動車輌での受信

LEDを高速点滅させることで情報伝送を行う可視光通信は,あらゆる照明・表示機器に通信機能を付加できるためユビキタス通信技術として注目されている.本研究ではLED信号機やLEDテールランプから車両へ情報伝送を行う可視光通信に着目し,自車に搭載された高速度カメラで複数情報源を同時に認識する状況を想定する.従来研究では情報源を1つと想定していたため,新たに複数情報源を認識する処理が必要となる.そこで,ブロックマッチングに基づく複数情報源認識手法を提案した.走行実験により情報源が複数存在する場合でも同時に認識でき,さらに情報源でないものを誤認識する確率が改善することを確認した.本研究では、可視光通信によるインフラ協調型安全運転支援システムの実現を目的に、可視光通信による路車間データ伝送および車車間データ伝送について検討する。具体的には、車輌が遠方から交差点へ進入するケースを想定し、路車側送信機としてLED信号機、車輌側送信機としてLEDテールランプを考え、これら複数データの同時受信を行う。受信機は、走行車両に搭載した高速度カメラを用い、異なる情報源をそれぞれ個別に認識、追従することで、異なる情報を得る。このように、運転者が視覚的に認識することができる信号情報やテールランプの情報に加えて可視光通信により安全運転支援情報も送信できるため、交差点事故の削減に寄与できるものと考えている。平成24年度は、これまで利用していた高速度カメラシステム一式を新しくした。システム性能が向上したため、より複雑なアルゴリズムにも対応できるようになる。現在、このシステムへのソフトウェア等の移植を行っているところだる。残念ながら、システム構成が大幅に変更になったため、これまで利用していたソフトウェアがそのまま利用できず、かなりの部分を変更する必要がある。特に高速度カメラに関わるドライバ、メモリ処理などのプログラムは、非常に高速処理が求められるため、よりシンプルかつ高速なアルゴリズにすべく検討が必要になる。現在、それらの検討を行っているところである。また、並行して複数情報源の高速認識および追従アルゴリズムの検討を行った。具体的には、ブロックマッチングによる複数情報源の高速認識および追従アルゴリズムを確立した。その成果は、電子情報通信学会論文誌論文として掲載された。平成25年度は路車間可視光通信の通信路のモデル化に取り組んだ.具体的には、これまで検討してきた送信機としてLEDアレイを,受信機として高速度カメラを用いる路車間可視光通信における通信路のモデル化を行った.可視光通信ではデータ復号前に,撮影された画像に画像処理を施し,画像のどこに送信LEDアレイがあるのかを捕捉する必要がある.従来の捕捉手法ではパケットフォーマットのデータ部において正確な捕捉が行えなかった.このため,これまで検討してきた手法では複数情報源がある場合に問題となる可能性がある.そこで,撮影画像中のLEDアレイが時間方向と空間方向で特徴付けられる三次元時空間画像を考える.こうすることで可視光通信路をモデリングでき,より強固なLEDアレイの捕捉が可能であることが分かった.得られた成果は、電子情報通信学会論文誌に投稿し、採録が決定している。LEDを高速点滅させることで情報伝送を行う可視光通信は,あらゆる照明・表示機器に通信機能を付加できるためユビキタス通信技術として注目されている.本研究ではLED信号機やLEDテールランプから車両へ情報伝送を行う可視光通信に着目し,自車に搭載された高速度カメラで複数情報源を同時に認識する状況を想定する.従来研究では情報源を1つと想定していたため,新たに複数情報源を認識する処理が必要となる.そこで,ブロックマッチングに基づく複数情報源認識手法を提案した.走行実験により情報源が複数存在する場合でも同時に認識でき,さらに情報源でないものを誤認識する確率が改善することを確認した.本研究では,可視光通信によるインフラ協調型安全運転支援システムの実現を目的に,可視光通信による路車間データ伝送および車車間データ伝送について検討する.具体的には,車輌が遠方から交差点へ進入するケースを想定し,路車側送信機としてLED信号機,車輌側送信機としてLEDテールランプを考え,これら複数データの同時受信を行う.受信機は,走行車両に搭載した高速度カメラを用い,異なる情報源をそれぞれ個別に認識,追従することで,異なる情報を得る.このように,運転者が視覚的に認識することができる信号機情報やテールランプの情報に加えて可視光通信により安全運転支援情報も送信できるため,交差点事故の削減に寄与できるものと考えている.平成23年度は,複数情報源をそれぞれ個別に認識,追従を行うためのアルゴリズムについて検討を行った.具体的には,ブロックマッチングを行うことで,複数情報源を高速かつ路バストに認識,追従するアルゴリズムの開発に成功した.既にオフラインでの走行実験にて有効性を確認している.以上の成果については,電子情報通信学会USN研究会で口頭発表しており,また,電子情報通信学会和文論文誌へ投稿済み(条件付き採録)である.本研究では、可視光通信によるインフラ協調型安全運転支援システムの実現を目的に、可視光通信による路車間データ伝送および車車間データ伝送について検討する。

平成24年度は、複数情報源の高速認識および追従アルゴリズムの検討を行った。具体的には、ブロックマッチングによる複数情報源の高速認識および追従アルゴリズムを確立した。その成果は、電子情報通信学会論文誌論文として掲載された。また、さらにLED位置の推定精度を向上されるべく、位相限定相関法に基づくサブピクセルレベルでのLED位置推定アルゴリズムを確立した。静止環境で0.01ピクセルの精度を達成しており、それによるLEDアレイと高速度カメラ間の距離推定を行うシステムを提案した。結果として、距離60mで推定精度10cm以内となることを確認している。平成23年度は,複数情報源をそれぞれ個別に認識,追従を行うためのアルゴリズムについて検討を行った.当初計画では,平成23年度は,路車側送信機(LED信号機)と車輌側送信機(LEDテールランプ)の設計・製作を行う予定であったが,以上の設計のためには複数情報源の個別認識,追従アルゴリズムの見通しがある程度立っていないと困難であることが分かったためである.特に車輌側送信機(LEDテールランプ)については,日中は常時点灯している分けでは無いので,これを考慮に入れた設計が必要になる.これは,路車側送信機(LED信号機)とは輝度が異なることを意味する.加えて,車輌側送信機(LEDテールランプ)は,データ受信を行う車輌のすぐ前に位置するため,相対速度が殆ど変化しない.一方,路車側送信機(LED信号機)の場合,たとえば,時速30km/hで交差点を通過することを想定すると,データ受信ができる範囲はおおむね100mであり,これは時間にして6秒ほどである.以上を考慮に入れたアルゴリズムの開発が必要になる.以上のように,平成24年度に行う内容を平成23年度に実施したが,全体として見ると概ね予定通り進展しているものと考えている.なお,平成24年度には平成23年度計画として掲げた路車側送信機(LED信号機)と車輌側送信機(LEDテールランプ)の設計・製作を行う予定である.平成25年度は、平成24年度に購入した設備備品である高速度カメラシステムへのソフトウェアの移植を引き続き行う。また、並行して、新しい可視光通信モデルの確立を行う。これまで、可視光通信の通信路モデルは、強度変調/フォトダイオード受信機を想定したものがほとんどで、本研究のような高速度カメラを想定したものは無い。本研究では、この通信路をカメラの視点から捉えることで新しい可視光通信システムの設計指針を構築し、それにもとづく複数情報源の高速認識および追従アルゴリズム,そしてデータ受信について検討する。また、平成25年度は本研究の最終年度にあたるため、国内外の学会等で本研究の成果を積極的に報告していく所存である。平成24年度には平成23年度計画として掲げた路車側送信機(LED信号機)と車輌側送信機(LEDテールランプ)の設計・製作を行う予定である.加えて,平成23年度に構築した,複数情報源の認識,追跡のアルゴリズムの改良を行う.
5本趾型靴下の着用が足白癬患者のフットケアに与える効果

1.目的足白癬・爪白癬は頻度の高い表在性皮膚真菌症である。最近の抗真菌薬は高い治療効果を挙げているが,日本の環境や生活習慣から再発を繰り返す場合が多く,再発を防止し,治療効果を高めるようなフットケアが必要なのである。また,フットケアは日常生活の中で自己管理されることが必要であり,生活に取り入れるには簡便かつ心理的負担が少ないケァであることが重要である。そこで,5本趾型靴下着用が足白癬患者のフットケアとして有用であるか否かを明らかにすることを目的に,靴下の着用に関する調査を実施した。2.方法(1)対象:東京都区内の皮膚科外来に通院している足白癬患者の中で,本研究の趣旨や調査結果の取り扱い等の倫理的配慮について,書面及び口頭にて説明し,了承を得られた者12名を対象とした。(2)調査期間:2007年10月2008年3月(2006年10月2007年3月にも調査を実施)(3)調査方法:週6日間の診療日を,介入群と対照群にそれぞれ2:1に割り付けた。2群とも標準治療(テルビナフィン1日1回塗布)を受け,介入群は5本趾型靴下を,対照群には同一素材の普通型靴下を対象者1名にっき5足ずつ配付した。調査開始後は,1日8時間以上を目安に配付した靴下の着用を遵守してもちい,カレンダータイプのチェック表に着用の有無を記入するよう依頼した。評価は1ケ月後,3ケ月後に行い,皮膚科医による治療効果の判定と,研究者が作成した評価項目による総合評価とした。3.結果対象者は,介入群9名(男性3名,女性6名),対照群3名(男性1名,女性2名)であった。対象者の人数が少なく,今年度分単独での統計学的分析は困難であるが,今後前年度分と合わせて分析する。最近の抗真菌薬は高い治療効果を挙げているが、日本の環境や生活習慣から再発を繰り返す場合が多く、再発を防止し、治療効果を高めるようなフットケアが必要なのである。また、フットケアは日常生活の中で自己管理されることが必要であり、生活に取り入れるには簡便かつ心理的負担が少ないケアであることが重要である。そこで、5本趾型靴下着用が足白癬患者のフットケアとして有用であるか否かを明らかにすることを目的に、靴下の着用に関する調査を実施した。2.方法(1)対象:東京都区内の皮膚科外来に通院している足白癬患者の中で、本研究の趣旨や調査結果の取り扱い等の倫理的配慮について、書面及び口頭にて説明し、了承を得られた者35名を対象とした。(2)調査期間:2006年10月(2007年3月現在調査継続中)(3)調査方法:週6日間の診療日を、介入群と対照群にそれぞれ2:1に割り付けた。2群とも標準治療(テルビナフィン1日1回塗布)を受け、介入群は5本趾型靴下を、対照群には同一素材の普通型靴下を対象者1名につき5足1ずつ配付した。調査開始後は、1日8時間以上を目安に配付した靴下の着用を遵守してもらい、カレンダータイプの旨チェック表に着用の有無を記入するよう依頼した。評価は1ヶ月後、3ヶ月後、6ヶ月後に行い、皮膚科医による治療効果の判定と、研究者が作成した評価項目による総合評価とした。3.結果対象者は、介入群15名(男性9名、女性6名)、対照群20名(男性7名、女性13名)であった。今後も、追跡調査を継続する。調査結果が得られた後は、分析を開始する予定である。