hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸炎ビブリオの鉄獲得受容体蛋白質の解析と特異的増殖阻止剤の開発

病原菌が宿主生体内で増殖するためには鉄が必要である。腸炎ビブリオは鉄獲得のためにビブリオフェリンと呼ばれる鉄イオン特異的な低分子キレート剤(シデロフォア)を産生する。本研究ではビブリオフェリン非産生変異株を作成し、ショウジョウバエ体内での増殖にはビブリオフェリンが必要であることを示し、鉄獲得阻害は増殖阻害剤となる可能性を示した。この目的のため、鉄-ビブリオフェリン複合体受容体に対するモノクローナル抗体を作成した。腸炎ビブリオは日本では細菌性食中毒の主要原因菌の一つであり、病原性を発揮するために優れた鉄獲得機構を持つ。申請者らは、腸炎ビブリオが鉄と特異的に結合するキレーターであるシデロフォア・ビブリオフェリンを体外に分泌し、鉄・ビブリオフェリン複合体をPvuAという受容体蛋白を介して取り込む系があることを見いだし、鉄制限に応じた発現制御が行われていることについて明らかにしてきた。今回、申請者は、PvuAの機能を蛋白質化学的に明らかにし、病原性への関与の証明、鉄取り込み阻害剤の開発を目的に、次の検討を行う。(1)PvuAの変異蛋白質を作製し、鉄の取り込みに必要な部位を決定する、(2)PvuAの大量発現株を作製することによりPvuAを大量発現させた後、結晶化し、そのX線結晶構造解析を行う、(3)鉄取り込みを阻害する抗PvuAモノクローナル抗体の調製およびエピトープの解析を行う。腸炎ビブリオは、魚介類やその加工品などを介してヒトに感染するため、魚介類を生食する日本では細菌性食中毒の主要原因菌の一つである。腸炎ビブリオは、経口的に摂取された後、腸管内で増殖し、種々の病原因子を遊離することにより下痢や腹痛、発熱などの急性胃腸炎を引き起こす。本菌は増殖に鉄が必須であり、鉄獲得機構として、三価鉄の特異的キレート剤であるシデロフォアを産生して菌体外の微量の鉄を効率的に取り込む系が存在する。本菌のシデロフォアの病原性に関する関与を明らかにするために、まず、in vivoにおいて病原性を測定する系を確立した。従来は感染モデルとして、ほ乳類が用いられてきたが、倫理面、飼育の容易さなどから、ショウジョウバエを用いた感染モデルの確立を試みた。本菌を鉄制限下で培養し、対数増殖期の菌体をショウジョウバエにマイクロインジェクタを用いて腹部に注入した。その結果、注入する菌数に応じてショウジョウバエの生存時閥が短くなった。種々検討を行い、本菌のショウジョウバエを用いた致死活性測定条件を確立した。この測定条件においてビブリフェリン生合成系酵素の一つpvsAを欠損した変異株の致死活性を測定したところ、pvsA欠損株において著しく生存時間が長くなっていることが分かった。この結果より、ショウジョウバエにおいてビブリオフェリンが病原性に強く関与していることが確認できた。本菌のビブリオフェリン受容体に対する抗体を作成することを目的として、PvuAの大量産生株作成を試みたが、発現量が低かった。そのため、鉄制限状態の菌体から外膜タンパク質を調製し、これを抗原としてモノクローナル抗体の作成を試みている。現在、陽性クローンが数株得られており、その性質を確認しているところである。腸炎ビブリオは、魚介類やその加工品などを介してヒトに感染するため、魚介類を生食する日本に特徴的な細菌性食中毒の主要原因菌である。生物にとって生存・増殖に鉄は必須であり、病原性細菌はヒト体内において病原性を発揮するために特有の鉄獲得機構を有している。腸炎ビブリオは三価鉄の特異的キレート剤であるシデロフォア(ビブリオフェリン)を産生して菌体外の微量の鉄を効率的に取り込む系が存在する。本菌のビブリオフェリンの病原性との関連について、in vivoにおいて病原性を測定する系としてショウジョウバエを用いた系を確立し、ビブリオフェリン非産生株においては著しく致死活性が低下することを見出した。ショウジョウバエ体内においてビブリオフェリン非産生株の増殖は低下していた。このとき、本菌の種々の病原性因子遺伝子の発現レベルには有意の差は認められなかった。これらの結果は、ショウジョウバエ体内においてビブリオフェリンが主要な鉄獲得系であること、加えて、ビブリオフェリン非産生株における病原性の低下は鉄獲得ができず、増殖速度が低下したためであることを示唆する。カイコを用い、腸管内に本菌を投与する系においても同様に致死活性が低下することを確認した。本菌はビブリオフェリンを遊離し、鉄と結合したその複合体を特異的な受容体を介して取り込み、利用する。

この受容体を介した取り込み系を阻害することはビブリオの増殖阻害剤の開発につながる。現在、受容体の大量産生株を作成し、モノクローナル抗体を作成中である。腸炎ビブリオは、魚介類やその加工品などを介してヒトに感染するため、魚介類を生食する日本に特徴的な細菌性食中毒の主要原因菌である。腸炎ビブリオは、経口的に摂取された後、腸管内で増殖し、種々の病原因子を遊離することにより下痢や腹痛、発熱などの急性胃腸炎を引き起こす。生物にとって生存・増殖に鉄は必須であり、病原性細菌はヒト体内において病原性を発揮するために特有の鉄獲得機構を有している。腸炎ビブリオは三価鉄の特異的キレート剤であるシデロフォア(ビブリオフェリン)を産生して菌体外の微量の鉄を効率的に取り込む系が存在する。本菌のビブリオフェリンの病原性との関連について、in vivoにおいて病原性を測定する系としてショウジョウバエおよびカイコを用いた系を確立し、ビブリオフェリン非産生株においては著しく致死活性が低下すること、および、ショウジョウバエ中においてビブリオフェリン非産生株の増殖が低下していることを昨年度までに見出している。そこで、本年度はビブリオフィリンを介した鉄取り込み系について検討を行った。本菌はビブリオフェリンを遊離し、鉄と結合したその複合体を特異的な受容体を介して取り込み、利用する。そこで、鉄制限状態における腸炎ビブリオの外膜蛋白を調製し、これを抗原としてモノクローナル抗体の作成を試みた。また、ビブリオフェリン特異的受容体であるPvuAの菌体外に露出していると予想される部分のペプチドを作成し、これも抗原としてモノクローナル抗体を作成した。その結果、鉄制限下の外膜を抗原としたモノクローナル抗体4株、ペプチドを抗原とした場合、1株が得られた。現在、これらのクローンの性質について検討している。病原菌が宿主生体内で増殖するためには鉄が必要である。腸炎ビブリオは鉄獲得のためにビブリオフェリンと呼ばれるシデロフォアを産生する。さらに、腸炎ビブリオは外因性シデロフォアを獲得することができる受容体を有しており、鉄を獲得するために非常にしたたかな戦術を採っている、つまり、鉄という元素が生存に重要であることを示唆する。本研究では、腸炎ビブリオの産生するビブリオフェリンと病原性との関連について明らかにするために、in vivoにおける病原性の測定法の開発を行った。感染モデルとしてショウジョウバエおよびカイコを用いた。ショウジョウバエとカイコは自然免疫を有しており、腸管感染症のモデルとなる。これらに腸炎ビブリオ懸濁液を注入し、経時的に生存数を測定すると致死に至るまでの時間によって致死活性を評価できることが明らかとなった。この系を用いることにより、ビブリオフェリン非産生株においては著しく致死活性が低下すること、および、ショウジョウバエの腸管中においてビブリオフェリン非産生株の増殖が低下していることを見出している。次に、ビブリオフィリンを介した鉄取り込み系について検討を行った。そこで、次の3種類の抗原を用いてモノクローナル抗体を作成することとした。
沿岸性魚類の遺伝的多様性の形成にかかわる生態的特性の解明－スジハゼ３種の比較研究

沿岸性魚類の遺伝的多様性の保全には,種内の遺伝的な集団構造を把握し,その形成機構を解明することが不可欠である.本研究では,日本列島周辺海域の沿岸域に広く同所的に生息している姉妹種という理由からハゼ科の3種(ツマグロスジハゼ,スジハゼ,モヨウハゼ)に着目し,各種の生態的特性と遺伝的集団構造を調べて種間で比較することにより,沿岸性魚類の遺伝的集団構造の形成にかかわる生態的特性を明らかにすることを目的とした.まず,3種の生態的特性を詳細に把握するため,同一湾内(若狭湾西部海域)における3種の成魚の分布を調べたところ,ツマグロスジハゼとスジハゼの生息域は湾奥部の閉鎖的な環境に不連続的に分布しているのに対し,モヨウハゼの生息域は湾央部の比較的開放性が高い環境に連続的に分布していることが分かった.また,成魚の生息域の開放性や連続性に対応して3種の浮遊仔魚期の分散の大きさや繁殖特性(産卵期の長さや成熟サイズ)が異なることが明らかとなった.これらの結果から,3種間では個体群維持の戦略が異なると考えられ,ツマグロスジハゼとスジハゼでは仔魚分散を抑制して個体群を安定的に維持する滞留戦略をとるのに対し,モヨウハゼでは仔魚を大きく分散させて運任せで個体群拡大を図る分散戦略をとると推察された.次に,ミトコンドリアDNAの部分塩基配列を用いて3種の種内の集団構造を分析し,生態的特性との対応を調べたところ,3種の種内集団間の遺伝子流動の制限は生息域の開放性と連続性によく対応することが分かった.このことから,3種の個体群維持戦略の違いは遺伝的にも支持され,遺伝的集団構造の形成には生息環境や繁殖特性が複合的に関わっていることが示唆された.この結論はハゼ科をはじめとした定着性の魚種で広く当てはまると推察され,沿岸性魚類の遺伝的多様性の適切な保全には,複合的な生態的観点を取り入れる必要があると考えられた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,沿岸性魚類において生態的特性が遺伝的集団構造の形成に与える影響の解明を目的としている.この目的達成のため,日本列島周辺海域の広範で同一湾内に生息するハゼ科キララハゼ属の3姉妹種をモデル生物として,従来は個別に行われてきた「生態的特性の把握」と「遺伝的集団構造の把握」を包括し,両者の関係性を検討する.3種仔魚の同一湾内での分布を把握するため,平成24年度以前に若狭湾で3種の仔魚標本を採集し,本年度にかけて遺伝的手法による種判別および日齢査定を行った.仔魚の水平分布は,成魚が湾奥部にのみ分布する種では成魚の分布と概ね一致したのに対し,成魚が湾央部にまで分布する種では成魚より沖側にも分布していた.鉛直分布は, 3種ともに艀化後約1週間までの夜間に流れの影響を受けやすい表中層にも出現したが,その後は1日をとおして主に底層に出現した.このことから, 3種の仔魚が表中層に浮遊する期間は同程度であるが,成魚の分布域に応じて仔魚の流されやすさが異なるために,仔魚分散の大きさが種間で異なると考えられる.また, 3種の遺伝的集団構造を調べるため,分布域から網羅的に標本を採集し,ミトコンドリアDNAの音分塩基配列を決定した.その結果,湾奥部の浅場に生息する種では地点間の遺伝的差異が大きく遺伝的雲団が地理的に強く偏って分布する一方で,湾央部の深場にまで生息する種では地点間の遺伝子差異が小さく遺伝子型の地理的な偏りがほとんど認められなかった.以上のことから, 3種をはじめとする沿岸性魚類において,成魚の生息域の開放性が仔魚期の分散をとおして集団間の遺伝子流動の大きさに影響を及ぼすことで,遺伝的集団構造の形成に大きく寄与する可能性が示唆された.この成果は基礎的知見としてだけでなく,遺伝的多様性保全の観点から沿岸性魚類の保全単位を決定する際の生態的根拠になるなど,応用的知見としても意義があると考える。沿岸性魚類の遺伝的多様性の保全には,種内の遺伝的な集団構造を把握し,その形成機構を解明することが不可欠である.本研究では,日本列島周辺海域の沿岸域に広く同所的に生息している姉妹種という理由からハゼ科の3種(ツマグロスジハゼ,スジハゼ,モヨウハゼ)に着目し,各種の生態的特性と遺伝的集団構造を調べて種間で比較することにより,沿岸性魚類の遺伝的集団構造の形成にかかわる生態的特性を明らかにすることを目的とした.まず,3種の生態的特性を詳細に把握するため,同一湾内(若狭湾西部海域)における3種の成魚の分布を調べたところ,ツマグロスジハゼとスジハゼの生息域は湾奥部の閉鎖的な環境に不連続的に分布しているのに対し,モヨウハゼの生息域は湾央部の比較的開放性が高い環境に連続的に分布していることが分かった.また,成魚の生息域の開放性や連続性に対応して3種の浮遊仔魚期の分散の大きさや繁殖特性(産卵期の長さや成熟サイズ)が異なることが明らかとなった.

これらの結果から,3種間では個体群維持の戦略が異なると考えられ,ツマグロスジハゼとスジハゼでは仔魚分散を抑制して個体群を安定的に維持する滞留戦略をとるのに対し,モヨウハゼでは仔魚を大きく分散させて運任せで個体群拡大を図る分散戦略をとると推察された.次に,ミトコンドリアDNAの部分塩基配列を用いて3種の種内の集団構造を分析し,生態的特性との対応を調べたところ,3種の種内集団間の遺伝子流動の制限は生息域の開放性と連続性によく対応することが分かった.このことから,3種の個体群維持戦略の違いは遺伝的にも支持され,遺伝的集団構造の形成には生息環境や繁殖特性が複合的に関わっていることが示唆された.この結論はハゼ科をはじめとした定着性の魚種で広く当てはまると推察され,沿岸性魚類の遺伝的多様性の適切な保全には,複合的な生態的観点を取り入れる必要があると考えられた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。仔魚の分布状況の把握については,採集済みの全ての仔魚標本について種判別と耳石解析を行うことができたため,計画通りに進展している.3種の遺伝的集団構造の解析については,計画以上の効果で標本を収集でき,潜存的小息地図の作成については,狭域で作成した分布モデルの広域への当てはまりが悪いので,やや遅れている.遺伝的集団構造と生態的特性との関連性についてより客観的に検討するには,各種の生態的特性を示す数値データが必要となるが,生息域に関する変数(開放性や面積など)についてはまだ数値による評価ができていない.生息域の開放性については,開放度や湾の階層性によって評価可能である.また,生息域の面積や生息域間の距離については,広域に当てはまる分布モデルを作成すれば概算できる。今後,これらの手法を用いて生息域を客観的に評価する必要がある.また,遺伝的集団構造の解析については,用いた個体数が不十分であるために各種の分布限界付近など一部の地域で地理的な集団構造が不明瞭となった可能性が考えられた.今後,それらの地点において追加で採集を行い,解析個体数を増やして解析の精度を高める必要がある。
アルカリ現像可能な低誘電性を有する感光性ポリイミドの開発

有機層間絶縁膜で実績の高いポリイミドに着目し、スルホン酸をアルカリ可溶性基として導入し、"低誘電性を有するアルカリ現像可能な感光性ポリイミド"の開発を行った。昨年、1,3-フェニレンジアミン-4-スルホン酸、4,4'-オキシジアニリン(ODA)、および4,4'-ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル酸無水物(6FBPDA)をトリエチルアミン存在下メタクレゾール中80°Cで4時間、180°Cで1.5時間攪拌することでスルホン酸を有するポリイミドを合成し、このフィルムに溶解抑止剤であるジアゾナフトキノン誘導体(S-DNQ)を加え感光性ポリマーとし、波長365のi線(露光量100mJ/cm^2)にて露光、工業ライン規格のアルカリ現像液にて現像を行った結果、10ミクロン幅のライン&スペースの解像が可能であることを見出している。さらに、このポジ型パターンを350°Cで2時間加熱処理を行うことで、型崩れなく、スルホン酸の除去に成功している。本年度はこの知見を基に、スルホン酸を有する種々のジアミンモノマー4種を合成し、これとODA、6FBPDAをコモノマーとして上記と同様の条件で重合を行った。得られたポリマーの分子量は16,000から34,000であり、フォトレジストとして用いるのにちょうど良い分子量であった。得られたポリマーはすべてフィルム形成可能であり、しかも強靭であった。スルホン酸の導入量はなるべく少ない方が除去も完全に行えるので、合成したポリマーのうちジアミン成分に2,2'-チオビス(5-アミノベンゼンスルホン酸)を有するものを選び、6割をこのモノマー、4割をODAとした時に得られるポリマーをマトリックスとした。このポリマーフィルムのアルカリ現像液に対する溶解速度は38nm/sであり、溶解速度としては適当であった。この系にS-DNQを加え、感光性ポリマーとした後、365nm光にてマスクを通して露光、アルカリ現像にてポジ型の画像を得た。このフィルムを350度にて加熱することでスルホン酸の完全な除去を確認した。まず、1,3-フェニレンジアミン-4-スルホン酸(PDAS)、4,4'-オキシジアニリン(ODA)、および4,4'-ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル酸無水物をトリエチルアミン存在下メタクレゾール中80°Cで4時間、180°Cで1.5時間攪拌することでスルホン酸を有するポリイミドを高収率で合成した。数平均分子量は2万前後であり、ODAをコモノマーとするポリマーはフィルム特性も良好であった。熱分析の結果、250300°Cの熱処理でスルホン酸基を除去することが可能であり、これまでの感光性ポリマーの欠点であった現像のための極性基を最終フィルムから容易に除去できることがわかった。合成したポリイミドフィルムは300nm以上で透明であったため、溶解抑止剤であるジアゾナフトキノン誘導体(S-DNQ)を30wt%加え感光性ポリマーとし、波長365nmのi線(露光量100mJ/cm^2)にて露光、工業ライン規格のアルカリ現像液にて現像を行った結果、10ミクロン幅のライン&スペースの解像が可能であった。このポジ型パターンを350°Cで2時間加熱処理を行ったところ、型崩れなく、スルホン酸の除去に成功した。この最終的に得られたポリイミドフィルムには感光性のための極性基であるスルホン酸基が存在せず、フィルムの吸湿性を抑え、低誘電性を可能にするものである。

スルホン酸の導入量はなるべく少ない方が除去も完全に行えるので、合成したポリマーのうちジアミン成分に2,2'-チオビス(5-アミノベンゼンスルホン酸)を有するものを選び、6割をこのモノマー、4割をODAとした時に得られるポリマーをマトリックスとした。このポリマーフィルムのアルカリ現像液に対する溶解速度は38nm/sであり、溶解速度としては適当であった。この系にS-DNQを加え、感光性ポリマーとした後、365nm光にてマスクを通して露光、アルカリ現像にてポジ型の画像を得た。このフィルムを350度にて加熱することでスルホン酸の完全な除去を確認した。
視聴覚高臨場感データ収集・再生システムの構築と環境音評価への応用

実環境下における環境音や騒音の評価に対して,聴覚以外の感覚,特に資格の影響は大きいと考えられる。当研究室では聴覚に対しては無響室内に3次元音場シミュレーションシステムを構築して各種音源に対する音の評価を行ってきており,本研究ではこのシステムに映像提示システムを組み合わせることにより,環境音及び騒音の評価に対する視覚情報の影響を詳細に調べる実験的な研究を行うことを目的としている。本年度は,下記のように視聴覚高臨場再生システムの構築を行った。受聴者を取り囲むスピーカの内側に直径3mのドーム型ディスプレイを作成した。このディスプレイに高精細プロジェクタとフィッシュアイレンズを組み合わせた再生装置を試作した。このような再生システムに合わせて,様々な現場の映像+音響システムを構築した。具体的には,映像用カメラとして全周囲カメラ,音響収録システムとしてサウンドフィールドマイクロホンを一体として設置できるデータ収録装置を試作した。さらに,収録したデータをドームプロジェクタに投影するための画像処理システムを導入し,データ作成のシステム化を行った。今年度は,以上のシステムの構築と,映像データ及び音響データの校正方法の確立に時間の大部分を費やすることとなった。研究的には,ドームスクリーンの製作と並行して,映像提示用にサブ的にヘッドマウントディスプレイを用いた評価システムを構築し,幾つかの音環境(道路騒音,鉄道騒音,自然環境,生活環境等)を対象として,音の大きさ感覚,音のうるささ,環境の好ましさに関する評価実験を行った。ドームスクリーンの作成に際して,工事を依頼した業者との連絡がうまくいかず,製作及び実験室への設置に遅れが生じたが,その期間に,映像取得システム,音響データ収集システムの試作を先行して進めた。スクリーンとして用いる素材の選定,スクリーンが音響再生データの特性に及ぼす影響の確認など,システムの基礎的事項の確認を概ね進めることができた。ドームスクリーンの実験室内への設置に関して,時間や労力がかかるなどの課題があるので,効率化について検討する。また,投影プロジェクタに関して,明るさ,色味などの詳細な調整が必要なので,そのシステムのより一層の効率化についても引き続き進める。初年度にはいくつかの実環境データの取得を行い,予備実験を行ったが,次年度は実環境データの収集を計画的に行い,評価実験につなげる予定である。
大腸菌の多機能環境センサーArcBの分子機能及び構造解析

多段階His-Aspリン酸リレーに関与する典型的な環境センサーである大腸菌のArcBは細胞内代謝物であるNAD^+をシグナルとしてArcBドメイン内のPASドメインを介してシグナルを感知しているということを明らかにした。また最近、高等植物のシロイヌナズナの擬似レギュレーターAPRRが5種類存在することを発見し、それらの転写発現が全てサーカディアンリズムを示すことを明らかにした。しかも、APRR9→APRR7→APRR5→APRR3→APRR1の順に規則正しく発現リズムを刻んだ(APRR五重奏)。さらに初発のAPRR9が光誘導性であることも明らかにした。今回、APRRファミリーが時を刻む機構と関連しているか否かを更に検討するために、時計関連遺伝子CCA1構成的発現植物体に加え、APRR1構成的発現植物体を用いて、これらの変異植物体におけるAPRRファミリーの発現様式を詳細に解析した。その結果、得られた新規の重要な知見としては、APRRファミリーとCCA1/LHYのサーカディアン発現リズムが強く相互に影響を与えること、さらにはAPRR1がyeast two-hybridによるスクリーニングによってAPRR1と相互作用する遺伝子として取得したPIL1と共に転写活性化因子であるPIF3の機能を抑制することでAPRR9の発現を抑制していることであった。PIL1はbHLHモチーフをもつタンパク質であり、そのbHLH領域はフィトクロム相互作用因子であるPIF3のbHLH領域と非常に高い相同性を示した。以上の結果から、APRRファミリーはシロイヌナズナの概日時計と深く関わった働きをしていることが強く支持された。
唾液腺導管上皮細胞におけるABCトランスポーターの発現と機能解析

平成16年度の研究に続き、ヒト正常唾液腺組織と唾液腺癌組織およびヒト唾液腺導管上皮由来培養細胞(以下HSG細胞)を使用し唾液腺癌の抗癌剤多剤耐性機構について検討した。正常唾液腺組織において,MDR1とMRP1は,線条部と排泄部導管上皮細胞に検出された.GSTも同様な染色態度を示し,GST-piは,GST-alphaとGST-muに比べ弱い染色性を示した.一方,腺様嚢胞癌組織でのMDR1とMRP1は,主に管腔構造をとる腫瘍細胞で高発現するとともに,GST-piが均一に強染した.また,両transporterおよびGSTサブクラスの陽性率,平均陽性細胞率,染色強度を検討した結果,口腔扁平上皮癌では低値を示し,腺様嚢胞癌と腺癌は,ともに均一な両transporterの発現と強い染色強度を示した.特に唾液腺癌におけるGST-piの発現はGST-muに比べ約10倍の染色強度を示した.培養癌細胞におけるMDR1,MRP1およびGSTの発現をWestern blot法で検討した結果,MDR1,MRP1は口腔扁平上皮癌細胞に比べ唾液腺癌細胞で高い発現レベルを示し,VCR処理による発現の亢進がみられた.また,口腔扁平上皮癌細胞と唾液腺癌細胞においてVCR処理によるGST-piの発現誘導がみられた.HSG細胞において,VCR処理後のMDR1,MRP1,GST-pi mRNAの発現は,VCR未処理に比べ有意に高く,MRP1の発現とともにGST-piのmRNAは高値を示した.VCR処理したHSG細胞を用いた阻害実験の結果,GST阻害剤,GSH合成阻害剤により,VCR感受性が上昇し,さらにMDR1とMRP1のRNAiについても同様の結果を示した.フローサイトメトリーによる検討では,MDR1とMRP1のRNAiによる薬剤排泄機能の低下が認められた.今回の研究は、ヒト正常唾液腺組織と唾液腺癌組織およびヒト唾液腺導管上皮由来培養細胞(以下HSG細胞)を使用し能動的薬物排泄機構について検討した.これまでに、ヒト正常唾液腺導管上皮細胞の細胞膜と抗癌剤処理したHSG細胞に多剤耐性遺伝子産物であるMDR1の高発現を認めている.さらに本研究の予備実験では,MDR1の機能を拮抗剤で阻害しても他の薬物排泄がみられることを明らかとしており,異なる生体の高分子蛋白やホルモンを基質として能動的に代謝している可能性が考えられた.そこで、MDR1の構造と類似しているMRP1に注目し研究をすすめ、さらに、MRP1の基質となるグルタチオン抱合体の形成を触媒するGSTクラスについて検討した。その結果,免疫組織化学的解析では、正常ヒト唾液腺におけるMDR1とMRP1の発現は類似しており、線条部導管上皮細胞と排泄部導管上皮細胞の細胞質に検出され,GST-piはGST-alphaとGST-muに比べ弱い染色性を示した.しかし、腺様嚢胞癌では、MDR1とMRP1は主に管腔構造をとる腫瘍細胞で発現し、GST-piは均一に強染した.イムノブロット法では、薬剤耐性形質を示すHSG細胞は、親株細胞に比べて、強いMDR1、MRP1の発現に加えGST-piの誘導がみられた。RT-PCRではGST-pi-mRNAの発現にともなって、MRP1-mRNAの発現が認められた。以上のように、HSG細胞では、MDR1に加えGST-piの発現に伴うMRP1の薬剤排泄機能の亢進が考えられたことから、MDR1とMRP1およびGST-piの阻害剤を用いて耐性克服実験を行なった。抗癌剤耐性のHSG細胞にベラパミルを作用させると、抗癌剤による細胞毒性が著明に増強され、ベラパミルとGST阻害剤であるクルクミンを作用させると、さらに細胞毒性が増強された。正常唾液腺組織において,MDR1とMRP1は,線条部と排泄部導管上皮細胞に検出された.GSTも同様な染色態度を示し,GST-piは,GST-alphaとGST-muに比べ弱い染色性を示した.一方,腺様嚢胞癌組織でのMDR1とMRP1は,主に管腔構造をとる腫瘍細胞で高発現するとともに,GST-piが均一に強染した.また,両transporterおよびGSTサブクラスの陽性率,平均陽性細胞率,染色強度を検討した結果,口腔扁平上皮癌では低値を示し,腺様嚢胞癌と腺癌は,ともに均一な両transporterの発現と強い染色強度を示した.特に唾液腺癌におけるGST-piの発現はGST-muに比べ約10倍の染色強度を示した.培養癌細胞におけるMDR1,MRP1およびGSTの発現をWestern blot法で検討した結果,MDR1,MRP1は口腔扁平上皮癌細胞に比べ唾液腺癌細胞で高い発現レベルを示し,VCR処理による発現の亢進がみられた.また,口腔扁平上皮癌細胞と唾液腺癌細胞においてVCR処理によるGST-piの発現誘導がみられた.

HSG細胞において,VCR処理後のMDR1,MRP1,GST-pi mRNAの発現は,VCR未処理に比べ有意に高く,MRP1の発現とともにGST-piのmRNAは高値を示した.VCR処理したHSG細胞を用いた阻害実験の結果,GST阻害剤,GSH合成阻害剤により,VCR感受性が上昇し,さらにMDR1とMRP1のRNAiについても同様の結果を示した.フローサイトメトリーによる検討では,MDR1とMRP1のRNAiによる薬剤排泄機能の低下が認められた.
潰瘍性大腸災における抗原提示樹状細胞の活性化機構と抗原蛋白の検出

ヒト末梢血中には内因性1型インターフェロンを産生するplasmacytoid樹状細胞(pDC)と抗原提示能の高いmyeloid DC(mDC)が存在する.潰瘍性大腸炎(UC)患者の大腸粘膜内にはCD83陽性の成熟DCが存在していることを報告してきたが,末梢血pDC,mDCがその供給源であり大腸粘膜に遊走して活性化している可能性がある.UCの病態にpDCとmDCの遊走亢進が関与していることを明らかにすることを目的に以下の実験を行った.末梢血から単核球を分離し4カラーフローサイトメトリー法でpDCとmDCを同定した.28名のUC患者における末梢血pDC数とmDC数を健常者20名と比較した.UC患者の末梢血pDC数(3.0±2.0/μl)は,健常者(4.8±2.7/μl)に比べて有意に減少していた(p<0.05).UC患者の末梢血mDC数(7.8±4.9/μl)も,健常者(15.0±5.7/μl)に比べて有意に減少していた(p<0.01).末梢血pDC数,mDC数減少の原因として血中から大腸粘膜への遊走亢進が考えられる.したがって,DCのケモカインであるMIP-3αの血中濃度を測定したところ,UC患者の血清中MIP-3α濃度(24.7±25.9pg/ml,n=28)は,健常者(11.0±5.1pg/ml,n=20)に比べて有意に上昇していた(p<0.05).また、UC患者の大腸粘膜内にもpDC,mDCが存在するか否かを免疫染色法で解析した.UC患者の大腸粘膜内にもCD123陽性細胞とCD11c陽性細胞が存在し,間質の炎症細胞浸潤部位を中心に局在していた.以上から,UCにおける大腸粘膜DCの活性化に末梢血DCの遊走亢進が関与している可能性が示唆された.ヒト末梢血中には極めて大量の内因性1型インターフェロンを産生するplasmacytoid樹状細胞(pDC)と抗原提示能の高いmyeloidDC(mDC)が存在する.潰瘍性大腸炎(UC)患者の大腸粘膜内にはCD83陽性の成熟DCが存在していることを報告してきたが,末梢血pDC,mDCがその供給源であり大腸粘膜に遊走して活性化している可能性がある.UCの病態にpDCとmDCの遊走亢進が関与していることを明らかにすることを目的に以下の実験を行った.末梢血から単核球を分離し4カラーフローサイトメトリー法でpDCとmDCを同定した.15名のUC患者における末梢血pDC数とmDC数を健常者24名と比較した.UC患者の末梢血pDC数(2.7±2.1/μl)は,健常者(4.4±1.6/μl)に比べて有意に減少していた(p<0.01).UC患者の末梢血mDC数(7.8±4.9/μl)も,健常者(15.0±5.7/μl)に比べて有意に減少していた(p<0.01).末梢血pDC数,mDC数減少の原因として血中から大腸粘膜への遊走亢進が考えられる.したがって,DCのケモカインであるMIP-3αの血中濃度を測定したところ,UC患者の血清中MIP-3α濃度(58.5±54.6pg/ml,n=16)は,健常者(15.6±4.9pg/ml,n=30)に比べて有意に上昇していた(p<0.05).現在,UC患者の大腸粘膜内にもpDC,mDCが存在するか否かを免疫染色法で解析している.UC患者の大腸粘膜内にもCD123陽性細胞とCD11c陽性細胞が存在し,間質の炎症細胞浸潤部位を中心に局在していた.今後,大腸粘膜DCのケモカインレセプター発現と機能解析を行う予定である.以上から,UCにおける大腸粘膜DCの活性化に末梢血DCの遊走亢進が関与している可能性が示唆された.ヒト末梢血中には内因性1型インターフェロンを産生するplasmacytoid樹状細胞(pDC)と抗原提示能の高いmyeloid DC(mDC)が存在する.潰瘍性大腸炎(UC)患者の大腸粘膜内にはCD83陽性の成熟DCが存在していることを報告してきたが,末梢血pDC,mDCがその供給源であり大腸粘膜に遊走して活性化している可能性がある.UCの病態にpDCとmDCの遊走亢進が関与していることを明らかにすることを目的に以下の実験を行った.末梢血から単核球を分離し4カラーフローサイトメトリー法でpDCとmDCを同定した.28名のUC患者における末梢血pDC数とmDC数を健常者20名と比較した.UC患者の末梢血pDC数(3.0±2.0/μl)は,健常者(4.8±2.7/μl)に比べて有意に減少していた(p<0.05).UC患者の末梢血mDC数(7.8±4.9/μl)も,健常者(15.0±5.7/μl)に比べて有意に減少していた(p<0.01).末梢血pDC数,mDC

数減少の原因として血中から大腸粘膜への遊走亢進が考えられる.したがって,DCのケモカインであるMIP-3αの血中濃度を測定したところ,UC患者の血清中MIP-3α濃度(24.7±25.9pg/ml,n=28)は,健常者(11.0±5.1pg/ml,n=20)に比べて有意に上昇していた(p<0.05).また、UC患者の大腸粘膜内にもpDC,mDCが存在するか否かを免疫染色法で解析した.UC患者の大腸粘膜内にもCD123陽性細胞とCD11c陽性細胞が存在し,間質の炎症細胞浸潤部位を中心に局在していた.以上から,UCにおける大腸粘膜DCの活性化に末梢血DCの遊走亢進が関与している可能性が示唆された.
分子シミュレーション支援による生体超分子複合体の構造・機能解析

生体超分子の構造多型に対処するため、あらかじめ生体分子複合体を構成するループやflexibleな部位で複合体形成時にinduced fitを起こす部位に対して、自動的にマルチカノニカル・アンサンブルを生成するForce-biasedマルチカノニカル分子動力学計算法によって、とりうる立体構造をその生成確率と伴に求めることができた。古典力学による分子シミュレーション計算(MM)プログラムと量子化学計算(QM)との直接的な融合をめざすhybrid-QM/MM計算において、QMで取り扱う領域の電子状態計算において、MMで扱う周囲のタンパク質・溶媒の影響を高い精度で取り入れるため、QM/MM境界に対して新たに擬QM空間を導入し、そこに局在化軌道を利用する新しいアルゴリズムをプロリン・シス-トランスイソメラーゼへ応用し、酵素反応におけるエネルギー地形の解析を開始した。一方、シトクロムc酸化酵素におけるプロトン輸送経路および機構を明らかにするため、密度汎関数法によってペプチド結合を介したプロトン輸送経路の可能性を検証した。プロトン移動が関わるペプチド結合(Tyr440-Ser441)、プロトンの供与体(H_3O^+)、受容体(Asp51)からなるモデルに対して密度汎関数法(B3LYP/6-31+G(d))を適用した。得られたプロトン移動の経路は、ペプチド結合を介したプロトンのカルボン酸への移動とケト-エノール互変からなる。理論計算から、提唱されている輸送経路でのペプチド結合を介したプロトン移動はケト-エノール互変が律速段階であることがわかった。またその反応機構は直接エノールにあるプロトンがアミド窒素に移るのではなく、水分子と隣接するペプチドのアミド基とでプロトンの受け渡しを行う、プロトンワイヤモデルで説明できることを明らかにした。
ニューロン新生傷害に関わるエピジェネシスを基盤とした神経発達障害評価

本研究は、発達期だけでなく、成熟後も生じるニューロンやグリアの新生・分化に着目し、28日間反復投与試験での発達神経毒性の検出性を視野に入れた、網羅的遺伝子発現解析技術を利用した新たな神経毒性評価手法の開発を目的とする。昨年度までに、発達神経毒性の陽性対照物質として、抗甲状腺剤であるプロピルチオウラシル(PTU)を用い、ラットに対する発達期および28日間反復投与実験の両暴露実験で障害性を反映する遺伝子発現プロファイルおよび免疫組織化学的に評価可能な障害性指標候補分子を獲得した。さらに、エピジェネシスを基盤としたニューロン新生障害検出のため、メチルニトロソウレア(MNU)のマウス発達期暴露実験を行った。本年度は、障害機序の異なる5物質のラットへの暴露実験で得られたマイクロアレイデータとの比較により、様々な毒性機序に基づく発達神経毒性の予測に有用と考えられる脳部位および遺伝子セットを検索した。その結果、海馬歯状回及び帯状回が髄鞘形成及びオリゴデンドロサイト分化、海馬歯状回がニューロン新生、シナプス伝達および軸索形成、海馬歯状回および帯状回が細胞移動、広範な領域がDNA傷害によるアポトーシスに対して高感度であることが示された。また、瑞祥形成障害、ニューロン新生障害、シナプス可塑性変動、細胞移動障害の各毒性機序に基づく高感受性標的部位における毒性指標遺伝子セットを獲得した。これらの結果より、ラットに対する28日間反復投与試験の脳材料を用い、各毒性機序の高感受性標的部位について毒性指標遺伝子セットの発現変動を検索することで、毒性発現機序に基づく発達神経毒性の予測の可能性が示された。一方、MNUのマウス発達気暴露実験で得られた材料を用いて免疫組織化学的・分子生物学的解析を行ったが、エピジェネティックなメカニズムによる不可逆的な障害性は見出されなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、発達期暴露より簡便な成熟期暴露による一般毒性試験の枠組みでの発達神経毒性の評価を可能にすることを目的とする。本年度は発達神経毒性の陽性対照物質として、抗甲状腺剤であるプロピルチオウラシル(PTU)を用い、以下の1)、2)の実験を行った。なお、海馬歯状回に加え、大脳皮質、脳梁、小脳も解析部位に加えた。1) PTUのラット発達期暴露実験マイクロアレイ遺伝子発現解析により、各解析部位で、ニューロンの発生・分化に関わる遺伝子群に変動がみとめられた。また、グリア発達関連の遺伝子群の変動が、大脳皮質および脳梁において特徴的に認められた。変動遺伝子の中から、免疫染色により評価可能な遺伝子として、海馬歯状回におけるCOX2、大脳皮質および脳梁におけるMbpなどが見いだされた。さらに、免疫組織化学により、海馬歯状回顆粒細胞層下帯における分化初期段階でのニューロン新生障害が見いだされた。また、海馬歯状回門、大脳皮質および小脳皮質において、GABA性介在ニューロンのポピュレーション変動が見いだされた。これらの変動は、成熟後も持続していた。一方、海馬歯状回のCpGアイランドマイクロアレイによって獲得できたメチル化変動遺伝子はわずかであった。2) PTUの28日間反復投与実験マイクロアレイ遺伝子発現解析により、脳の各部位で神経系の分化やシナプス形成関連の遺伝子群に変動がみられ、特に海馬歯状回では発達期と共通する変動遺伝子も見いだされた。歯状回ではさらに、ミエリン形成やグリア新生関連の変動遺伝子が見いだされた。さらに、免疫組織化学により、海馬歯状回顆粒細胞層下帯におけるニューロン新生障害と、reelin陽性GABA性介在ニューロンの増加が認められた。以上のことから、28日間反復投与試験の枠組みでも、発達神経毒性と同等の変化が検出可能であり、海馬歯状回が評価部位として高感度である可能件が示唆された.本研究では、一般毒性試験の枠組みでの発達神経毒性の評価を目的とする。1) PTU暴露実験の追加解析:発達期暴露の生後21日齢で、海馬歯状回顆粒細胞層下帯(SGZ)および大脳皮質で、EphA4陽性細胞数が減少した。生後77日齢では、SGZでは増加、大脳皮質では減少した。また海馬歯状回顆粒細胞層において、発達期暴露の生後21日齢で、シナプス活動の指標となる前初期遺伝子のArc陽性細胞が減少、生後77日齢で増加した。28日間反復投与ではこれらの変動は認められなかった。GABA性介在ニューロン指標のSomatostatinの分布を検討した結果、発達期暴露の生後21齢および28日間反復投与の海馬歯状回門において、陽性細胞が増加した。これらの結果から、PTUの発達期暴露による、海馬歯状回におけるニューロン新生に起因するシナプスの活動低下が示唆された。また、28日間反復投与によっても発達期と比べると影響は小さいものの、同様の障害が検出できることが示唆された。2)他の神経毒性物質との遺伝子発現プロファイルの比較:毒性機序に特異的あるいは共通する毒性指標候補獲得のため、軸索傷害物質であるグリシドール、髄鞘傷害物質であるクプリゾンの暴露実験で得られたマイクロアレイデータを用い、物質間の比較を行った。その結果、PTU・クプリゾン間でミエリン形成傷害指標候補の遺伝子セットを獲得した。

また、成熟動物を用いた神経毒性評価としては、広範な毒性機序を有する物質では海馬歯状回、髄鞘傷害物質では、ミエリンの豊富な脳梁および帯状回が評価部位として高感度である可能性が示された。3) MNUのマウス発達期暴露実験:エピジェネティックなニューロン新生傷害性評価のため、遺伝子配列情報が詳細なマウスを用い、MNUの発達期暴露実験を行った。生後21日齢の海馬歯状回のDNAを用い、次世代シークエンスによりメチル化解析を実施中である。本研究は、発達期だけでなく、成熟後も生じるニューロンやグリアの新生・分化に着目し、28日間反復投与試験での発達神経毒性の検出性を視野に入れた、網羅的遺伝子発現解析技術を利用した新たな神経毒性評価手法の開発を目的とする。昨年度までに、発達神経毒性の陽性対照物質として、抗甲状腺剤であるプロピルチオウラシル(PTU)を用い、ラットに対する発達期および28日間反復投与実験の両暴露実験で障害性を反映する遺伝子発現プロファイルおよび免疫組織化学的に評価可能な障害性指標候補分子を獲得した。さらに、エピジェネシスを基盤としたニューロン新生障害検出のため、メチルニトロソウレア(MNU)のマウス発達期暴露実験を行った。本年度は、障害機序の異なる5物質のラットへの暴露実験で得られたマイクロアレイデータとの比較により、様々な毒性機序に基づく発達神経毒性の予測に有用と考えられる脳部位および遺伝子セットを検索した。その結果、海馬歯状回及び帯状回が髄鞘形成及びオリゴデンドロサイト分化、海馬歯状回がニューロン新生、シナプス伝達および軸索形成、海馬歯状回および帯状回が細胞移動、広範な領域がDNA傷害によるアポトーシスに対して高感度であることが示された。また、瑞祥形成障害、ニューロン新生障害、シナプス可塑性変動、細胞移動障害の各毒性機序に基づく高感受性標的部位における毒性指標遺伝子セットを獲得した。これらの結果より、ラットに対する28日間反復投与試験の脳材料を用い、各毒性機序の高感受性標的部位について毒性指標遺伝子セットの発現変動を検索することで、毒性発現機序に基づく発達神経毒性の予測の可能性が示された。一方、MNUのマウス発達気暴露実験で得られた材料を用いて免疫組織化学的・分子生物学的解析を行ったが、エピジェネティックなメカニズムによる不可逆的な障害性は見出されなかった。PTUの暴露実験により、免疫染色可能な毒性指標候補分子を獲得した。さらに異なる毒性機序を有する物質間でのプロファイルの比較を行い、ミエリン形成障害の指標候補遺伝子セットを獲得した。終了したPTUの2実験の網羅的遺伝子発現解析データについて、2論文を発表し、免疫組織化学的解析結果についても現在論文執筆中である。一方、エピジェネシスを基盤とした評価法については、被験物質と動物種を変えて再検討中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の異なる神経毒性物質の障害性プロファイル比較によって得られた結果が、同様の毒性機序を有する他の化学物質の評価にも応用可能か否かを検証するために、他の軸索傷害物質および髄鞘傷害物質を用いた28日間反復投与実験を行い、同様のタンパク指標あるいは遺伝子セットの有用性を検証する。また、MNUの次世代シークエンス解析結果をもとに、メチル化変動を示す遺伝子の検索を行う。さらに、免疫組織化学的検索により、海馬歯状回におけるニューロン新生障害性とその持続性を検討する。PTUの発達期暴露実験により、遺伝子発現プロファイルおよび、免疫染色可能な毒性指標候補分子を獲得した。
算数と理科学習における類推の指導とその電算化に関する基礎的・実験的研究

(1)電算画面で動く絵を用いて、円を6等分した扇型を描けばその角度は360/6度となること、さらにこの扇型の弧の両端を線で結んで正6角形を画面に表示し、さらにその説明文を小学5年生と6年生に閲読させた。次にこの手続きから類推して、正三角形と正方形を作図するために必要な扇形の指摘と、その中心角がそれぞれ360/3または360/4度となることの理解の程度の指標を求めた。この指標を従属変数、これを説明する変数として多角形の作図法の理解の成績、類推の成績、回転図形の識別を求めたイメージ操作能力などを用いた重回帰分析とパス解析とを被験者の年齢別に行った。上記の説明文やテスト図形の提示と反応は、画面に示された図形に対してタッチパネルを用いた選択反応を求める手続きによって測定した。結果からは、これまでの筆者の報告におけると同様、年少の被験者の場合はイメージによる類推操作が、小6では命題の形で情報処理が行われる傾向を指摘し得た。以上のについてvan Hiele(1986)の幾何学習の発達段階と対応付けた考察を試みた。(2)説明文の理解において、先行オルグが透明性の高いものである場合の理解促進効果を指摘する目的で、電算画面に提示される説明文の内容理解の指標としてその登場人物相互間の類似性の5段階評定値を求めてINDSCAL分析を試みた。結果からは上記の先行オルグによる促進効果を示した。以上の結果については、類推成立過程、特に写像とその適用過程における自己評価と自己制御の意義を強調した。目下はこの点についての発達的研究に着手し、知的発達遅滞児の情報処理容量と推論、写像並びに推論結果の適用についての検討を試みている。
遺伝性腫瘍としてのB細胞性慢性リンパ性白血病の疾患素因遺伝子の解析

B細胞性慢性リンパ性白血病(B-CLL)は遺伝性がんの一つで、その白血病細胞は大部分がCD5分子を持つことからB1細胞由来と考えられている。また、自己免疫疾患患者家系にB-CLLが好発することや、B1細胞が自己抗体産生能を有していることなどから、B-CLLと自己免疫疾患との関連性が示唆される。New ZealandマウスのうちのNZWマウスは、自己免疫疾患は発症しないが、B1細胞の異常増殖によるB-CLLの発症が高率に認められる。そこで、NZWマウスとB10系の交配マウス系を用いて、B1細胞の異常増殖に関わる責任遺伝子の解析をマイクロサテライト法を用いて試みた。その結果、次のことが明らかとなった。1.NZWマウスにはB1細胞の加齢に伴う異常増殖が認められる。この現象は(NZWxB10.D2)F1マウスには見られるが、B10.D2マウスには見られないことから、B1細胞の増殖にはNZWマウス由来の優性に働く遺伝要因が関与していると考えられた。2.NZWマウス由来のB1細胞異常増殖素因遺伝子をマイクロサテライト法により解析した結果、第17染色体上のMHCに連鎖した遺伝子、第4染色体上のTNF receptor p75に連鎖した遺伝子および第6染色体上のTNF receptorp55に連鎖した遺伝子の主に3つの遺伝子が関与している可能性が示唆された。TNF receptor familyに属する分子はリンパ球の分化、増殖、アポトーシスなど多彩な作用を有していることが示されている。今回明らかとなった遺伝子が、実際にTNF receptor遺伝子自身なのか、あるいはこれの極めて近傍に存在する別の遺伝子なのかを、今後、解析していく予定である。また、これらの遺伝子が実際にB-CLL発症の責任遺伝子であるか否かも今後解析する必要がある。
法医学・法歯学における個人識別を支援する生体画像照合技術の開拓

本研究課題では,離散フーリエ変換により得られる画像の位相情報に着目する超高精度画像マッチング技術(位相限定相関法)を基本として,口内法歯科X線画像などの2次元X線画像データの自動照合技術,CTやMRIなどの3次元画像データの自動照合技術.2次元-3次元異種画像データの自動照合技術を開発した.また,歯科所見と画像データの複合データベースから個人検索を行う技術を開発した.これらの技術は,法歯学・法医学を支援する基盤技術であり,大規模災害時の身元確認を想定した性能評価実験を通して有効性を実証した.今年度は,以下の3項目に関する研究開発を実施した.(i)歯科X線画像(口内法撮影およびパノラマ撮影)の高精度自動照合技術に関して,現在までに開発した歯科X線画像照合アルゴリズムの大幅な精度向上を検討した.正確に歯科X線画像を照合するためには,高度な歪み補正技術が必須である.X線照射各やセンサ位置の違いなどにより,同一人物の同一部位を撮影したとしても,画像間に非線形な歪みが生じてしまう.この問題を解決するために,位相限定相関法に基づくサブピクセル対応点探索アルゴリズムを用いて2枚の画像を高精度に対応付け,高度な非線形変形モデルに当てはめることで,画像間の歪みを補正することを検討した.基礎的な実験を通して,提案手法の有効性を確認した.(ii)CT,MRI等の医用ボリュームデータの高精度自動照合技術に関して,3次元拡張された位相限定相関法による人対抗組織等のボリュームデータの照合について検討した.ボリュームのマッチングに時間のかかる最適化に基づいた手法を用いることが多いが,3次元位相限定相関法は,最適化を用いることなく,ロバストかつサブボクセル精度でボリュームを対応付けることが可能である.そこで,対応付け結果や局所ブロックの相関値などをパラメータとしてボリューム巻の類似度を定義し,識別性能の優れた自動照合アルゴリズムを検討した.(iii)歯科所見と画像データの複合データベースから個人検索を行うシステムについて検討した.歯科医療機関の診療情報をディジタル形式でバックアップするための表銃データ形式を検討するとともに,歯科所見から個人を検索するためのシステムDental Finder2を試作した.本年度は,当初の予定通り,(i)歯科X線画像の高精度自動照合技術で必要となる画像の歪み補正手法について,(ii) CT,MRI等の医用ボリュームデータの高精度自動照合技術で必要となるボリュームレジストレーション手法について,(iii)歯科所見と画像データの複合データベースからの個人検索で必要となる検索システムについて検討した.以上より,おおむね順調に進展していると判断した.今年度は,下記の3項目に関する研究開発を実施した.1.歯科X線画像(口内法撮影およびパノラマ撮影)の高精度自動照合技術を確立した.前年度に開発した照合アルゴリズムのマルチコア/メニーコアプロセッサ上での高速化について検討するとともに,大規模災害を想定した仮想照合実験を行い,照合アルゴリズムの身元確認における性能を総合的に評価した.2.CTやMRI等の医用ボリュームデータの高精度自動照合技術を確立した.前年度に開発した照合アルゴリズムのマルチコア/メニーコアプロセッサ上での高速化について検討するとともに,身元確認以外の応用として,各医院から提供される医用データの信頼性の検証に本照合アルゴリズムが利用できるかを実験的に検討した.3.歯科所見と画像データ(歯科X線,CT,MRI等)の複合データベースから個人検索を行う手法を検討した.前年度に試作した標準データ形式に従う歯科所見の検索システムDental Finder 2に対して,上記1および2で研究開発した画像ベース自動照合システムを組み合わせることによって実現される複合データベース個人検索システムの可能性について検討した.その他に特筆すべきこととして,東日本大震災における身元確認作業の経験から本研究課題などの現在行っている取り組みまでをまとめた書籍「災害と身元確認ICT時代の歯科情報による個人識別」が発刊された.本書は,東日本大震災で得た教訓ならびに今後の対策を法歯科医および歯科医に伝える教科書として執筆したものである.本研究課題では,離散フーリエ変換により得られる画像の位相情報に着目する超高精度画像マッチング技術(位相限定相関法)を基本として,口内法歯科X線画像などの2次元X線画像データの自動照合技術,CTやMRIなどの3次元画像データの自動照合技術.2次元-3次元異種画像データの自動照合技術を開発した.また,歯科所見と画像データの複合データベースから個人検索を行う技術を開発した.これらの技術は,法歯学・法医学を支援する基盤技術であり,大規模災害時の身元確認を想定した性能評価実験を通して有効性を実証した.次年度は,本年度の研究成果に基づいて,(i)歯科X線画像の自動照合技術の高速化,(ii)ボリュームデータの自動照合技術の高速化,(iii)歯科所見と画像データの複合データベースからの個人検索に(i)と(ii)で検討した技術を統合することを検討する予定である.計算機システムほぼ予定通りに使用していたが,計算機消耗品の一部を流用したため,6万円ほど繰り越すことになった.繰り越した分については,計算機消耗品(データバックアップ用ハードディスクなど)を購入する予定である.