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血管柄付き人工骨の開発

形成外科を中心として、自家組織移植や人工医療材料による再建外科の技術は向上してきているが、未だ健常部を傷つけて採取した血管柄付き骨移植はドナー側の犠牲が大きく患者の満足度は十分とは言えない。また骨の採取できる部位は限定的であり制限が多い。骨などの硬性組織については人工材料などが開発され、既に臨床応用されているが、広範囲の骨欠損にはこれまで開発された方法では感染、露出などの合併症も多く散見され十分な長期成績を得られていないのが現状である。安定した長期的成績が得られていない以上、再移植を必要とする問題点があり、国内国外問わず、新たな発想による人工骨移植法の開発が強く望まれている。未だ人工骨に血管を付加することは誰も試みておらず、血管柄付き人工骨の作成を目的とした。血管柄付き人工骨の作製の第一歩として、最も血管を付加しやすい形状の考察を必要とした。スポンジのもろさにより血管へ巻き付けることは困難であり、手技の容易さからシート状にして貼付がベストであるとの判断に至った。マウスを用いた実験を施行した。付加する血管に関しては脂肪組織内に侵入する血管を使用し、血管周囲を顕微鏡下で剥離を行い、密着状態でシート状人工骨を貼付した。人工骨内への血管新生を顕微鏡下で観察し確認できた。作成した血管柄付き人工骨が機能するかの判断が必要であり、生体骨への置換を確認を行った。血流を保持したまま移植し生体骨に接着させた群と、血管を離断して血流の途絶した状態での移植し生体骨に接着させたコントロール群を比較検討した。オステオカルシンによる免疫染色を行った結果、コントロール群にくらべて血流のある群では骨増殖を行う骨芽細胞が多く存在した。本研究により血管柄付き人工骨の有用性を明らかとした。血流の豊富な状態で人工骨はより早く骨に置換されると考える。未だ人工骨に血管を付加することは誰も試みておらず世界初となる。具体的にはスポンジ状もしくはゲル状の人工骨を血管周囲に巻きつけることや、走行する血管の上にシート状にして貼付するのかを検討し、スポンジのもろさにより巻き付けることは困難であり、手技の容易さからシート状にして貼付がベストであるとの判断に至った。付加する血管に関しては脂肪組織内に侵入する血管を使用し、血管と密着する状態でシート状人工骨を貼付し、人工骨内の血管新生を観察した。血管柄から人工骨への血管新生、つまり付加が確認できた後に、人工骨の生体骨への置換を確認するため血管柄を茎として人工骨弁を作成、骨へ接触させ骨新生と生体内の安定性を病理組織学的に評価検討中である。再建外科の技術は向上してきているが、未だ健常部を傷つけて採取した血管柄付き骨移植はドナー側の犠牲が大きく患者の満足度は十分とは言えない。健常部位を極力傷つけずにできるドナーの決定と人工骨の形状決定するために実験一か月後の評価が必要であった。つまりIn vivoでの評価に時間を要した。現在はまだ病理組織の評価段階であり、はっきりとした結果を得られていない。また、血管柄からの血管新生を待つにあたって、一か月を必要としてしまった。また、一か月の間に被膜を形成しており、被膜除去をするべきか検討する必要があった。In vitroの評価ができず、よって成長因子の決定が終了せず、添加実験に至っていないのが現状である。

作成した血管柄付き人工骨が機能するかの判断が必要であり、生体骨への置換を確認を行った。血流を保持したまま移植し生体骨に接着させた群と、血管を離断して血流の途絶した状態での移植し生体骨に接着させたコントロール群を比較検討した。オステオカルシンによる免疫染色を行った結果、コントロール群にくらべて血流のある群では骨増殖を行う骨芽細胞が多く存在した。本研究により血管柄付き人工骨の有用性を明らかとした。血流の豊富な状態で人工骨はより早く骨に置換されると考える。スポンジ状もしくはゲル状の人工骨を血管周囲に巻きつけることや、走行する血管の上にシート状にして貼付するのかを検討し、スポンジのもろさにより巻き付けることは困難であり、手技の容易さからシート状にして貼付がベストであるとの判断に至った。付加する血管に関しては脂肪組織内に侵入する血管を使用し、血管と密着する状態でシート状人工骨を貼付し、血管新生を待った。血管柄から人工骨への付加が確認できた後に、人工骨の骨への置換を確認するため血管柄を茎として骨へ接触させ骨新生と生体内の安定性を病理組織学的に評価検討中である。やや遅れてはいるものの、予定していた通りの手順で評価を行っていく。実験計画がやや遅れており、In vitroでの評価が行われておらず、この点で消耗品の使用が少なかったためである。今後は実験を遂行するにあたり、前年度に使用しなかった抗体・成長因子の使用が追加される。
現代的唯名論の研究―ドイツ・オーストリア学派の観点から

「唯名論を現代的な観点から彫琢し擁護する」という本研究の目的の達成に向け、平成25年度中に以下のような研究を行った。まず、博士論文の内容を発展させ、より包括的な議論に仕上げた。同論文では、「単純な述定命題のtruthmaker(この種の命題を真にするもの)」という理論的役割に注目し、この役割を果たす存在者は実在論の枠内(事態説)でよりも唯名論の枠内(トロープ説)でこそ満足な仕方で与えられると論じた。昨年度はこの議論を拡張し、truthmaker概念を採用することの動機づけをより丁寧に補強するとともに、従来この概念を採用することの一つの障壁とみなされていたスリングショット論法に応答する論考を加えた。以上の内容は、学術単著『真理から存在へー<真にするもの>の形而上学』として近日出版予定である。また、現代形而上学の成果をドイツ・オーストリア学派の理解にフィードバックする一つの試みとして、現代形而上学における有力学説の一つである「性質の因果説」の見解を、特にE・フッサールが展開した性質・物体構成論を読み解くための手がかりとして用いることを試みた。その成果は、第12回フッサール研究会シンポジウムにおける提題として発表した。さらに、「実在論と唯名論」という理論的対立の基本に立ち返り、その意義をより広く非専門家に知らしめることを目指し、次の仕事も仕上げた。一つは、現代形而上学全般についての著作『ワードマップ現代形而上学』(新曜社、2014年)であり、この中で私は「普遍」「個物」「形而上学手のさらなる広がり」という三つの章の執筆を担当し、形而上学的対立を検討する一般的な意義とその方法について特に丁寧に紹介した。もう一つは、現代哲学において普遍の問題について論じるための必読文献となっているD. M. ArmstrongのUniversals : An Opinionated Introductionの翻訳であり、この中では詳細な訳注によって著者の議論を補足するとともに、この問題のそもそもの背景や争点についても解説した。本研究の主要な達成目標の一つである「Truthmaker概念にもとづくトロープ存在論の擁護」という課題を、単著執筆の作業を通じてかなり前進させることができた。また、現代形而上学から独墺学派研究へのフィードバックという点に関しても、今後の研究につながる実り豊かな成果を得ることができた。(抄録なし)本研究の課題である「唯名論を現代的な観点から彫琢し擁護する」という目的の達成に向け、平成23年度中は以下のような主題に関する研究を行い、それぞれについて得た結果を発表した。まず、トロープ(個別的属性)を想定することが伝統的な「普遍の問題」に対する唯名論的な解決にどのように貢献するのかを示すため、古典的唯名論(クラス唯名論、類似性唯名論)に対して実在論の側から指摘されてきたいくつかの問題点に注目し、「共外延性の問題」や「不完全な共同体」といった伝統的困難に対して、トロープ唯名論がいかにして解決を与えられるかを明らかにした。そのうえで、トロープ唯名論に対して指摘されうるさらなる問題として、トロープに期待される「普遍者の代理物」としての役割と「命題を真にするもの(truthmaker.以下"TM")」としての役割は両立しないという反論を取り上げ、トロープ同士の類似性のうちに自然なものとそうでないものを区別することを通じてこれに応えた。以上の成果は、日本哲学会において口頭発表した。また、実在論に対する唯名論の優位を示すための論拠として、「最善のTMはトロープである」という論点は非常に有力にはたらくという見通しを具体化することを目指した。第一に、そのための準備作業として、何らかの種類の偶然的真理にTMを要求するならば、「すべての偶然的真理はTMをもつ」という誤った主張を認めねばならなくなる、という主旨の反論を取り上げ、論理結合子の真理関数性という考えに訴えてこれに応えた。第二に、上記の見通しの正しさをより包括的・説得的に示すため、述定的真理のTM候補として提案される「事態」「として対象(qua-object)」との比較検討のうえで、トロープこそが最善のTMだという本研究の主張を正当化した。以上の成果のうち、第一のものは学術誌(『科学哲学』)に投稿し掲載が決定し、第二の成果は博士論文としてとりまとめた。本研究の課題である「唯名論を現代的な観点から彫琢し擁護する」という目的の達成に向け、私は平成24年度中に以下のような主題に関する研究を行い、それぞれの成果を発表した。まず、本研究における中心課題であるトロープ(個別的属性)存在論の擁護に向け、昨年度実質的に完成させていた博士学位論文の内容を整理し直し、公開シンポジウムにおいて口頭発表した。同論文と発表において私は、実在論に対する唯名論の優位を示すための論拠として、「最善のtruthmakerはトロープである」という主張を確立することを目指し、そのために、「最善のtruthmaker」の地位を争う他の候補である「事態state of affairs」、「として対象qua-object」と呼ばれる存在者をトロープと比較する作業を行った。私は、これらの候補と比ベトロープが優れていることを示すため、「一致のパラドクス」、「ブラッドリーの無限後退」、「心的因果の排除論証」といったいくつかの形而上学的問題に注目し、それぞれの論点がトロープの想定にとってどのように有利にはたらくかを具体的に明らかにした。

以上の学位論文には、未発表の内容も含まれているため、今後順次単独の論文として改訂し、国内・海外の学術誌に投稿していく予定である。以上に加えて私は、本研究が彫琢を目指す現代的唯名論の重要な発想源の一人であるF・ブレンターノの存在論的枠組みに改めて注目し、特にその枠組みが知覚の哲学に関してもちうるインパクトを見積もる仕事を行った。この点に関して私が明らかにすることを目指したのは、志向的作用の説明のため「内在的対象」と呼ばれる存在者を措定するブレンターノの枠組みは、センス・データ理論に対してしばしば向けられるある反論に対処するために力を発揮するということである。私はこの研究成果を、コペンハーゲン大学で行われた国際学会で口頭発表した。「唯名論を現代的な観点から彫琢し擁護する」という本研究の目的の達成に向け、平成25年度中に以下のような研究を行った。まず、博士論文の内容を発展させ、より包括的な議論に仕上げた。同論文では、「単純な述定命題のtruthmaker(この種の命題を真にするもの)」という理論的役割に注目し、この役割を果たす存在者は実在論の枠内(事態説)でよりも唯名論の枠内(トロープ説)でこそ満足な仕方で与えられると論じた。昨年度はこの議論を拡張し、truthmaker概念を採用することの動機づけをより丁寧に補強するとともに、従来この概念を採用することの一つの障壁とみなされていたスリングショット論法に応答する論考を加えた。以上の内容は、学術単著『真理から存在へー<真にするもの>の形而上学』として近日出版予定である。また、現代形而上学の成果をドイツ・オーストリア学派の理解にフィードバックする一つの試みとして、現代形而上学における有力学説の一つである「性質の因果説」の見解を、特にE・フッサールが展開した性質・物体構成論を読み解くための手がかりとして用いることを試みた。その成果は、第12回フッサール研究会シンポジウムにおける提題として発表した。さらに、「実在論と唯名論」という理論的対立の基本に立ち返り、その意義をより広く非専門家に知らしめることを目指し、次の仕事も仕上げた。一つは、現代形而上学全般についての著作『ワードマップ現代形而上学』(新曜社、2014年)であり、この中で私は「普遍」「個物」「形而上学手のさらなる広がり」という三つの章の執筆を担当し、形而上学的対立を検討する一般的な意義とその方法について特に丁寧に紹介した。もう一つは、現代哲学において普遍の問題について論じるための必読文献となっているD. M. ArmstrongのUniversals : An Opinionated Introductionの翻訳であり、この中では詳細な訳注によって著者の議論を補足するとともに、この問題のそもそもの背景や争点についても解説した。本研究の目的である「現代的唯名論の彫琢と擁護」に向け、まずはそのために必要な基礎概念の明確化をほぼ当初の計画通りに進めることができた。具体的には、「トロープ」の概念と「形而上学的説明」の概念について、特に博士論文において立ち入った解明を与えた。また、本研究の擁護する存在論的枠組みの利点を示すための論点の一つとして見積もっていた「因果的排除の問題」についても、博士論文において部分的に考察に着手できた。本研究の主要な達成目標の一つであった、fTruthmaker概念にもとづくトロープ存在論の擁護」という課題を、学位論文の仕上げ作業を通じてかなり進めることができた。
葉緑体分布パターン決定における二酸化炭素の役割

葉緑体は光合成を最適化するような細胞内配置をとることが知られており、一例として、細胞間隙に沿って分布し、細胞同士が隣り合う場所には分布しない。細胞壁液相中でのCO2の拡散が非常に遅いことから、この分布パターンは、細胞間隙からの効率的なCO2吸収を可能にするためと考えられている。併せて、CO2濃度の高い場所に葉緑体を分布させる仕組みの存在が想定されてきたが、適切な実験系が開発されておらず、明確な検証例は無かった。我々は、プロトプラストをゲルに埋め込む実験系と、ガス交換システムにより個葉の細胞間隙CO2濃度を調節する実験系とにより、検証を行なった。シロイヌナズナのロゼット葉から葉肉細胞プロトプラストを調製し、アガロースゲルに埋め込み、ゲルの片側に炭酸水素カリウム(KHCO3)溶液を置いて、ゲル中にCO2成分の勾配を作った。赤色光下でプロトプラスト中の葉緑体分布の経時変化を調べたところ、KHCO3溶液側への分布の偏りが検出された。ゲルに含まれるCO2成分を定量し、分布の偏りがCO2濃度依存的に起こることを確認した。従って、上記の仕組みが存在する可能性が示唆された。ロゼット葉の細胞間隙CO2濃度をガス交換システムによって調節しながら光を照射し、葉肉細胞中の葉緑体分布を解析した。暗黒下では、細胞間隙CO2濃度が高い場合に、葉緑体が細胞間隙に沿う傾向がみられた。強光下では弱光下よりも細胞間隙に沿う傾向が強くなることから、弱光位から強光位に推移する光強度付近で細胞間隙CO2濃度を変化させたところ、細胞間隙CO2濃度が高いほど、受光量を増やす分布をとる傾向を示した。従って、受光量およびCO2吸収の調節の間にクロストークがあり、それを介して葉緑体の分布パターンが決定されることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。シロイヌナズナ柵状組織葉肉細胞の葉緑体は、弱光下では細胞の上下面に(集合反応)、強光下では側面に集まる(逃避反応)。また、暗黒下では細胞の背軸側(底面)に集まる暗黒位を示す。葉の背腹性確立に関与する転写因子の変異株を用いた解析から、暗黒位は、背腹性に従った細胞の極性に依存することがわかった。一方、孔辺細胞外への陰イオン流出に必須の役割を果たすSLAC1を欠くことにより、高CO2条件下や暗黒下でも気孔が閉じにくくなった変異株の葉を、高CO2あるいは低CO2条件下で暗黒に置いたところ、高CO2条件下では、葉緑体が細胞間隙に沿う傾向が強くなり、背軸側に集まる傾向が弱くなった。暗黒位の制御に細胞間隙CO2濃度が関与することが示唆された。次に、野生株の葉の細胞間隙CO2濃度を光合成・蒸散測定装置を用いて調節しながら、集合反応から逃避反応に切り替わる前後の強さの光を照射した。細胞間隙CO2濃度が高いと、より強い光の下でも、葉緑体が細胞の上下面に集まる傾向が維持されたことから、光照射下では、光強度と細胞間隙CO2濃度とのクロストークによって葉緑体の分布が決定されると考えられる。細胞壁のCO2濃度が葉緑体分布に影響を与えるかを検証するため、葉肉細胞プロトプラストをアガロースゲルに埋め、ゲルの片側に炭酸水素カリウム溶液を置くことによりCO2勾配を作り、各プロトプラスト内の葉緑体分布変化を解析した。ゲルに含まれるCO2を定量するために、一定条件下で勾配を作ったゲルを分割し、窒素気中で塩酸を加えることによって気化させたCO2を赤外線ガス分析器で測定するシステムを考案した。

強光下では弱光下よりも細胞間隙に沿う傾向が強くなることから、弱光位から強光位に推移する光強度付近で細胞間隙CO2濃度を変化させたところ、細胞間隙CO2濃度が高いほど、受光量を増やす分布をとる傾向を示した。従って、受光量およびCO2吸収の調節の間にクロストークがあり、それを介して葉緑体の分布パターンが決定されることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。葉肉細胞プロトプラストを埋めたアガロースゲルに含まれるCO2を定量する方法として、当初、炭酸ガス透過膜を用いたガラス電極法を予定していたが、正確な測定に必要な量の液体部分を集めることが困難であることがわかった。このため、赤外線ガス分析器を用いた測定システムを立ち上げ、手法の確立に取り組んでおり、研究の進捗がやや遅れている。本研究で用いる二つの解析法、光合成・蒸散測定装置による細胞間隙CO2濃度の調節と赤外線ガス分析器によるゲルのCO2濃度定量については、ほぼ条件設定が整った。前者により、暗黒から強光条件下に置いた個葉における葉緑体分布パターンをシステマティックに解析し、光とCO2とのクロストークの存在を明確に示す。後者により、プロトプラスト内の葉緑体分布が変化する際に、細胞周囲のCO2勾配が重要なのか、CO2濃度の閾値が存在するのか、柵状組織と海綿状組織とで応答性に違いがあるかなどを明らかにする。
ヒト歯周ポケット内細菌の菌体間相互作用の免疫電顕法による検索

近年,感染症学の領域では新しい細菌の定着・増殖メカニズムとして細菌バイオフィルムによるバイオフィルム感染症という新しい概念が導入され,慢性及び難治性感染症の病態概念として注目されている。一方,これまで歯周炎における歯肉縁下プラークの成長には異種細菌間の相互作用が重要視され,この新しい病態概念と歯周炎との関連については未だ全く検討されていない。そこで本研究では,歯肉縁下プラーク細菌の定着・増殖における細菌バイオフィルムの関与について検討するため,重度歯周炎罹患抜去歯を走査型電子顕微鏡検索に供した。歯肉縁下プラークを便宜的に歯冠側部,中央部,根尖側部及びプラークフリーゾーンの4領域に分割し,各領域で観察される歯肉縁下プラーク細菌の形態型及び定着・増殖形態について微細形態学的に検索した。その結果,歯冠側部では球菌、桿菌などがglycocalyx様の網(目)状構造物により結びつきフィルム状集落を形成していた。中央部では,血球に種々の細菌が凝集したような像がみられた他フィルム状の集落も観察され、フィルム内より湧出してきたと思われる線状菌や既に遊離した細菌の抜け穴が認められた。根尖側部では多種類の細菌がglycocalyx様の網状あるいは粘液様構造物を介して集落を形成しており,中央部の細菌叢よりさらに複雑な様相を呈していた。また,プラークフリーゾーンでは菌体が直接歯面に接している細菌だけでなく、菌体表層をglycocalyx様の網状構造物に被覆され,その構造物を介して根面に付着している細菌種が観察された。以上の結果より,歯肉縁下プラークの定着・増殖には部分的に細菌バイオフィルム形成メカニズムが関与していることが示唆された。現在,走査免疫電顕法により,バイオフォルム形成細菌の同定を行っている。
土ー機械系における相乗効果を考慮した力学挙動の有限要素解析

本研究の主要な成果は次の通りである。1)トラクタの力学的挙動に関する有限要素解析プラウ耕等におけるトラクタの力学的挙動を有限要素法を用いて合理的に解析する手法の開発をねらいとした。これは地盤とトラクタ(機械)を一つの結合力学系として相互の挙動を同時に解析することを特徴としている。まず、トラクタのプラウ耕の問題を取り上げ、次にクロ-ラの挙動ならびに耕耘機によるロ-タリ耕の問題を扱った。後者は土ー機械ー人間系とみなすことができる。機体部をトラス、ラ-メンおよびトラス・ラ-メン混合要素でモデル化し、地盤を3角形要素で表した。人体に関しては骨格部と筋肉部に分けて棒要素で表した。プログラムはBASICで作成し、パソコン(16ビット)を用いた。計算では、土および機械部の材料定数、駆動力、耕盤の深さ等を様々に変化させてシミュレ-ションを行った。本解析法は単純ながらも地盤の力学的挙動だけでなく、トラクタ本体の各部に作用する力、あるいは他の力学特性を明確に分析しうる可能性をもっていることが明らかとなった。2)農用車輪の力学的挙動に関する有限要素解析土を弾塑性体とみなし、増分形式による構成式(等方硬化・下負荷面モデル)を採用して有限要素法を開発した。土と車輪との接触面における境界条件は、剛性車輪上の点の軌跡に基づいて節点に強制変位増分を与えた。これらは各ステップ毎に車輪に接する節点においてク-ロンの摩擦条件によるチェックを行い、必要に応じて修正計算を行った。計算は最初に所定深さまで車輪を沈下させた後に転動させた。本解析により車輪下の応力およびひずみ分布、すべり率と推進力の関係、すべり沈下現象等についておおむね説明しえた。1.プラウ耕等におけるトラクタの力学的挙動を有限要素法を用いて合理的に解析する手法の開発をねらいとした。今年度は2次元問題に限定して、トラクタをトラス、ラーメン要素でモデル化し、地盤を3角形要素で表した。プログラムはBASICで作成し、パソコンを用いた。計算では、土および機械部の材料定数、駆動力、耕盤の深さ等を変化させてシミュレーションを行った。本解析法は単純ながらも地盤の力学的挙動だけでなく、トラクタ本体の各部に作用する力あるいは他の力学特性を明確に分析しうる可能性をもっていることが明らかとなった。2.このような全体挙動の解析に関連して、車輪下の力学挙動をより詳細に解析するための方法を開発した。ここでは、土を弾塑性体とみなし増分形式による構成式(等方硬化・下降伏面モデル)を採用した。これは土の相互作用における有限要素解析で問題となる境界条件を適切に与える方法として、車輪の沈下量を一定とし、剛性車輪上の点の軌跡に基づいて節点に強制変位増分を与える方法を開発した。この強制変位増分はクーロンの摩擦条件によるチェックを行い、必要に応じて修正計算を行った。これに関連して相対すべり率という新しい概念を導入して変位増分の定式化を行った。解析においては最初のステージで沈下させ、次に転動させた。本解析では定量的な検討は行っていないが、周知の現象については定性的に表現しえた。3.以上の他に単純基礎の押し込み問題の解析や、新たなプログラムの開発を行った。1.歩行型トラクタ-によるロ-タリ耕耘状態を「土壌-人-機械結合系」としてモデル化し、それぞれの相互作用による複雑な力学的挙動を有限要素法で解析することを試みた。

解析に用いたプログラムは前年度開発したものをベ-スとしている。解析結果より実際の状態を定性的に説明しうることが判明したので、土壌条件やロ-タリの駆動条件を変化させていくつかのシミュ-ションを行った。人体各部に作用する力の状態もわかるので人間工学における解析手法としても本法を利用できる。2.力学的にみて複雑な構造をもつクロ-ラと地盤を一つの結合系としてモデル化を行った。スプロケットを駆動させた時のクロ-ラ各部に作用する力の状態、けん引力、地盤内の応力・ひずみ、ラグの効果等を分析しうることが明らかとなった。この問題に関してもシミュレ-ションを行い両者の相互作用とクロ-ラの挙動の一部を明らかにした。3.平板沈下に関する弾塑性解析を実施し、従来の支持力理論値および実験値との比較を行った。解析結果は定性的にも定量的にも実験値を説明しうることがわかった。4.前年度開発他車輪の転動問題解析用の弾塑性プログラムをさらに改良してシミュレ-ションを行い、一部実験デ-タと比較した。今回はすべり沈下現象を説明できた。定量的にみるとこのプログラムにはいくつかの改良点が残されている。5.有限要素解析結果と実験結果を比較するためのシステムの開発を進め、主要部の検討を行った。このシステムを用いて土壌の変形解析を行い、十分に適用可能なことを確かめた。6.3次元問題解析用の弾性プログラム(大型およびパソコン用)を開発し、現在、弾塑性プログラムへの拡張を検討中である。1.3次元弾塑性解析用プログラムの開発に着手する準備として,これまで使用してきた効期下負荷面モデルを大幅に拡張・発展した拡張下負荷面・接線塑性モデル(橋口による)の適用を考慮し、その基本的特性の分析を行った。加えていくつかの土にこれを適用し材料パラメ-タの選定を行った。2.弾性3次元変形問題として、単純沈下問題、車輪の沈下問題を解析し、2次元問題との違いを検討した。3.解析結果の検証に利用する実験を行うための準備を進めた。これは車輪の走行問題を分析するための実験で、解析結果との比較に耐えうる高精度の計測を可能とすることを狙いとし,土槽実験装置の準備ならびにデ-タ処理法の検討を行った。4.これに関連して、地盤の変形を計測・解析するシステムを開発し、いくつかの例について分析を行った。5.動的問題への糸口として固有振動解析を行うプログラムを開発し、歩行用トラクタを対象に機械一手腕系の解析を行った。6.本研究で開発したプログラムの整理を行った。解説書については作成を進めている最中で、完成にはいましばらくの時間が必要である。7.本研究の成果、問題点を整理し、次のテ-マへの準備を進めている。これは「農業機械分野における有限要素解析の検証システムに関する研究」として平成3年度科研費の申請を行った。
ボーダレスな知的財産への道：グローバル文化・文学の共生ディスコースを探る

本年度は、越境する現代文学とグローバリズムにおけるテーマの一つとして遺構や文化産業遺産を巡るダーク・ツーリズムに焦点を当て、資料収集と研究成果をイギリス、オーストリア、チェコ共和国において行い、多角的視点からの考察を行うことができた。特に、現代社会における世界遺産が持つ意味が多様となり、歴史の再考察と文化や文学の再評価が必要となったことが重要であり、それが過去から現代に至る文学作品の再評価に大きな役割を果たす点を発見した。このダーク・ツーリズムと越境する文学あるいは周辺化された文学との関連性は、第二次世界大戦から冷戦時代、9.11、さらには3.11に至るまで共有されるだけでなく、宗教や文明の原点に至る時点にまでさかのぼり、さらには近代の西洋帝国主義と大航海時代の負の遺産にまで当てはまるものである。また、イギリスのシェフィールド大学で開催された英国日本学学会においては、ドイツとカナダの研究者から招聘を受けてフォーラムを組むことができたことは名誉なことであった。翻訳によって母語圏外で評価されつつあるアジア圏文学、特に現代日本文学に関しては、広い視野で海外の研究動向を知る必要があり、今回は学会参加へ向けてのメイルでの話し合いや確認などの過程において有意義であった。さらに、4年間に渡る研究成果を、最後の年に単著『記憶と共生するボーダレス文学ー9.11プレリュードから3.11プロローグ』として出版できたことは大きな実績となった。研究期間の後半、2018年9月から2019年3月の間は在外研究期間となり、ランカスター大学に国際客員研究員として招かれ、同大学図書館、マンチェスター大学図書館、オックスフォード大学図書館、ロンドンの大英図書館、ヴィクトリア・アルバート美術館貴重図書館などにおける資料取集だけでなく、セミナーや講演会に参加することで、今年度の研究に関するまとめを行った。21世紀における英語圏文学と日本文学の作品にみられる文学と文化のグローバル化に関して、次のような研究成果をあげることができた。まず、グローバル文化の代表作品である『風立ちぬ』を日本の帝国主義とモダニズムの観点から分析した論文を台湾で口頭発表を行い、台湾の英語・英米文学と日本語・日本文学を専攻する学生・大学院生と懇談する機会を得た。また、それに続くイギリス帝国主に関して論じた論文「ウルフからの手紙:『ダロウェイ夫人』における暗号解読」を完成させた。さらに、グローバル文学作家として認識されているカズオ・イシグロの『私を離さないで』に関する英文論文をクロアチアで口頭発表し、特に東欧(チェコ共和国、ボスニア・ヘルツェゴヴィナ)の研究者と意見を交換することができた。この論文を加筆訂正した論文は、ザグレブ大学が中心となりヨーロッパでの出版を目指したプロジェクトに応募済みである。日系アメリカ・カナダ人作家が3.11、禅に取り組んだ論文をマレーシアで口頭発表し、イスラム文化圏の研究者と意見交換をした。特にマレーシアの国際イスラム大学の若い教員3名とマレーシアの英語圏文学に関しての懇談会を持った。この時の論文は、同学会が中心となり、ネット出版であるProcedia-Social and Behavioral Sciences under Elsevierに掲載される予定である。さらに“Globalizing Literature from 9/11 to 3/11: A New Challenge in Asian American Literature"を中国アモイで口頭発表し、21世紀の学問のグローバル化の方向性が見いだせた。21世紀における英語圏文学とその周辺文学にみられる文学と文化のグローバル化に関して、以下の研究成果をあげることができた。研究目的の達成度は、広義のグローバリズムと英語圏・英語圏外文学の両方に関して、国際学会において発表した。特に、アメリカ最大の学会の一つであるアメリカ学会から東ヨーロッパ、アフリカ、南アメリカ、オセアニア、アジアの研究者が参加するオーストリアを拠点とするCISLE国際学会,アジア、オセアニア、アメリカ、ヨーロッパの研究者が集ったシンガポールで開催されたICELLL学会、さらには香港を拠点とし台湾の台中市で開催されたICLLA学会において、学際的な研究を積極的に行う著名な学者や若い研究者、大学院生と共に分科会に参加し、論文を発表するだけでなく、意見交換を行うことができた。昨年度より蓄積してきたリサーチを基に、学会参加により日本の中国系作家とアメリカ中国系作家の比較という新たな視点での考察を行う機会を得たことにより、国内においても福岡と神戸においてリサーチを行った。20世紀から21世紀にわたって発表された文学作品と社会の近代化から21世紀にかけて起こった帝国主義と植民地主義からグローバリズムとポストコロニアリズムという歴史的変遷との相関関係を、主に科学、宗教学、政治学、経済という観点から考察し、論文を発表することができた。日系カナダ人作家ルース・オゼキの作品を環境学と宗教学的視点から論じた論文は、英語圏文学に関する論文集である共著に収められた。また、北米以外で初めてヨーロッパで開催されたModern Language AssociationのInternational Symposiumにおいて北米から東欧、アジアに渡って構築されつつある破壊をテーマとした文学に関して論文を発表した。またテロの脅威を示唆して発表されたカズオ・イシグロの作品、Joseph O'Neillのグルーバル都市を舞台とした作品群、アジアネットワーク構築が根底にある陳舜臣の推理小説群、優生学への抗議が埋めこまれたイシグロと津島佑子の作品に関して、パリ、シンガポール、マレーシア、オーストラリアにおいて開催された国際学会で口頭発表をした。その中でイシグロ、O'Neill、津島に関する論文はそれぞれの学会誌に掲載された。最後に、遠藤周作と津島佑子の作品に関して宗教学的視点から論じた論文を、オックスフォード大学主催のOxford International Symposiumにおいて口頭発表した。

この論文に関しては、構築された歴史の中で埋もれてきた声を、17世紀から現代に渡り世界観を変えてきた帝国主義と植民地主義からポストコロニアリズムへの流れの中に再生させるという壮大なテーマと捉え、21世紀の破壊的社会との関連を論じ、活発な意見交換を行うことができた。今年度は、世界的に権威があるMLA International SymposiumとOxford Symposium on Religious Studiesにおいて口頭発表し、文学という枠を超えて学際的研究を多くの研究者と共有することができたことが最も大きな進展であった。どちらの学会でも日本人発表者は私一人であり、MLAの際にはドイツ在住の日本人作家多和田葉子氏と二人であった。また、昨年度までと同様に、欧米だけでなく、アジア・オセアニアにおいて研究発表をすることができ、学際的研究の幅と様々なバックグランドを持つ研究者と交流をすることができた。出版においても、日本の大学生や研究者だけでなく一般読者にもわかりやすく執筆した共著の出版と、インターネット等でも公開され主要研究出版として論文検索ボーダルにリストアップされている国際ジャーナルへの掲載も可能となったことも大きな成果であった。20世紀から21世紀にわたって発表された文学作品と社会の近代化から21世紀にかけて起こった帝国主義と植民地主義に関して、からグローバリズムとポルトコロニアリズムという歴史的変遷との相関関係を中心に、主に科学、宗教学、政治学、経済という観点から考察し、論文を発表することができた。今年度は、世界的に権威があるOxford Symposium on Women's Studiesにおいて口頭発表し、さらに招聘講演においては文学という枠を超えて学際的研究を多くの研究者と共有することができたことが最も大きな進展であった。また、昨年度までと同様に、欧米だけでなく、アジアにおいて研究発表をすることができ、研究の幅と様々なバックグランドを持つ研究者と交流をすることができた。本年度は、越境する現代文学とグローバリズムにおけるテーマの一つとして遺構や文化産業遺産を巡るダーク・ツーリズムに焦点を当て、資料収集と研究成果をイギリス、オーストリア、チェコ共和国において行い、多角的視点からの考察を行うことができた。特に、現代社会における世界遺産が持つ意味が多様となり、歴史の再考察と文化や文学の再評価が必要となったことが重要であり、それが過去から現代に至る文学作品の再評価に大きな役割を果たす点を発見した。
東アジア全域を対象とした総合的な大気汚染物質排出量制御方策の確立

本研究では、東アジアを対象とした長距離輸送モデル(OPUモデル)を開発し、酸性物質の発生量・沈着量の定量的な因果関係を推定した。九州地方や日本海に面した地方では硫黄酸化物、窒素酸化物ともに中国からの影響を受け、関東地方では中国からの影響は比較的小さいことがわかった。中国の二酸化硫黄、窒素酸化物の将来排出量(2030年まで)とあわせて二酸化炭素の排出量(2010年)を推定した。また環境保全の尺度とする日本の土壌の臨界負荷量を推定し、地域によって大小の差があることがわかった。酸性雨による材料等への影響を尺度とした環境影響手法の研究がされ、それを調べることが環境影響評価手法として有効であることを明らかにした。ほとんど対策が進んでいない中国各地にある発生源を対象として、二酸化硫黄の実用的な排出制御方策を次に挙げる条件の下で推定した。評価関数は排出削減対策コストを最小とすること、環境保全目標は大気中の二酸化硫黄濃度を環境基準以下、硫酸イオン沈着量は土壌沈着許容値以下にすること、抑制手段としては燃料転換あるいは工学的対策技術のどちらか一方とすること、とした。最適化計算を行った結果、2010年の推定排出量に関して環境保全目標を満たすためには二酸化硫黄排出量を40%に削減せねばならないことがわかった。また、中心となる削減方策は原炭から選炭へのシフトであった。この硫黄の排出削減は二酸化炭素の排出量の減少をも引き起こすことが確認された。中国で大気汚染と土壌負荷に関する環境許容量を満たすような制御を実行すれば、その結果として中国を発生源とする酸性化物質の韓国と日本での沈着量は半減するであろう。(1)長距離輸送モデルによる環境負荷量分布の推定;開発している酸性物質の長距離輸送モデルの同定は、日本を5地域に分けてそれぞれで観測された硫酸イオンと硝酸イオンの沈着量の年間値と月間値を使って行われている。輸送モデルの信頼性をより高めるために、次のような事項について検証を行った。(1)地形効果を格子モデル計算に取り入れるため、鉛直計算領域を増加した。(2)日本海上の陸上データから求めた推定降水量を変動させた。その結果、鉛直計算領域を変えることによって、より現象に忠実なモデルのなった結果、発生源が面的に多く分布している地域については推定精度が上がったものの、発生源から離れた領域には改善があまり認められなかった。湿性沈着量の月間値について計算値と実測値を比較することによって、夏季にはどの地域もよく計算値が実測値に追随するが、冬季には日本海側での計算による沈着量が過少に評価された。その原因が年間を通じて一定としている中国や韓国の排出量の設定に原因があると推定された。しかし、いずれにせよ日本国内の人為起源の湿性沈着への寄与率は硫酸に関しては、およそ3分の1、硝酸に関しての寄与はおよそ4分の3辺りであると推定された。外国からの寄与率は、夏季には低く、冬季には相対的に高いことが確認された。(2)将来の汚染物質発生量推計;中国、韓国をはじめとする国々のエネルギー消費量の将来推計はエネルギー関連の研究領域で行われ出しており、それらのデータを現在収集中である。(3)各国の発生源制御の工学技術調査;中国の主要工業都市での発生源制御の実態は、今日経済状態が芳しくないため、脱硫装置や、集塵装置が設置されていても使われていないとの情報もあるが、現状を文献収集によって行っているところである。(1)各国の発生源制御の工学技術の調査と研究;硫黄分の排出を減らすために国(特に中国)で実現可能な工学的な排出抑制技術の調査と、それらの設備・運転にかかる費用の文献調査を行い、発生源制御のための基礎資料を得ることが出来た。

(2)各国の発生量将来推計と制御の伴う経済インパクト;将来の排出量を各国のエネルギー使用量の将来推計、人工動態等から推計する作業を本年度も継続して研究したが、とりあえず、計算の対象年を2010年として、日本エネルギー経済研究所が開発しているアジア・エネルギー需給モデルと世界エネルギー需給モデルの推定結果を利用して、開発済みの酸性物質長距離輸送モデルによって環境負荷量の定量的な分布の計算を行った。(3)酸性物質沈着量からみた最適制御政索;項目(2)で得た環境負荷量の推定結果より中国と日本の発生源に対して排出量抑制のための工学的な方策とそれにかかる経済的な負担について求め、いくつかの結果を得た。物質排出抑制メニューを立てて沈着量の推定を行う場合、環境負荷量に対する制約条件として、対象地域土壌の環境容量が目安となるが、これまでに土壌環境容量の研究事例は少なく、本研究での沈着量の推定の解像度(80km×80km格子)に適合できるものは無い。そこで日本全域における土壌環境容量の定量化の研究を行い、広域の酸性物質の最適制御に利用できるものを作成した。なお各格子内でも酸性物質の沈着に強い地域と弱い地域が入り交じっているであろう。従ってきめの細かい解析は沈着量の局地域についての検討とあわせて研究を来年度に継続する。1.各国の発生源制御の工学技術の調査と研究;東アジア地域の硫黄分の排出を減らすため、その大発生源である中国での実現可能な工学的制御方法を明らかにすることが出来た。それと平行してより良質の燃料に転換する場合の費用と燃料供給可能量、燃料の硫黄分排出原単位を推定し、3.の最適制御政策を得る基礎資料を作った。2.各国の排出量の将来推計と制御に伴う経済インパクト;中国の2010年における硫黄分予想排出量を1995年の実績から中国の能源統計、エネルギー利用の伸び率等から推定し、その結果と他の研究者らによる推計値とのクロスチェックを行った。その結果を将来の排出量の抑制政策推定の資料としてまとめた。3.酸性物質沈着量からみた最適制御政策;中国における亜硫酸ガスの大気汚染濃度の環境基準、設定した硫酸イオンの沈着負荷量の制約値を満足し、かつそれによる経済負担が最小になるような排出量制御方策を混合整数型線形計画法で解くことができた。計算するにあたっては、計算領域はとりあえず中国に限定し、地域を6ブロックに分ける等条件を簡単化したが、汎用性のある最適計算のための数式モデルを完成させた。来年度は日本、朝鮮を含めるなど地域を拡大すると共に制御領域区分を細分化し、また、制御手段その他の条件を増して、最終目標である東アジア地域における実現可能な、より適した制御方策を確立する研究を継続する。本年度は当研究課題の最終年度である。これまでの研究蓄積をベースに以下の成果を得た。1.大気汚染物質の長距離輸送に関して、信頼性を高めた輸送モデルを使い東アジア地域の年間における硫黄酸化物の大気汚染濃度、硫酸イオン沈着量のソース・リセプターマトリックスを80kmメッシュレベルで完成した(池田、安田)。2.排出量をエネルギー使用量の将来推計・人口動態等から推計し、研究対象地域で使用される燃料種類・硫黄酸化物・炭酸ガス・揮発性炭化水素・窒素酸化物等の排出量を推定した。また燃料種類の変更・制御による環境負荷の変化と経済インパクトを明らかにした(外岡、東野、池田)。
CADのための医用画像の画質評価と被曝線量評価

撮影機器による空間分解能の相違がCADの性能に対して大きな影響があることを確認した。そして、撮影機器による空間分解能の相違に対して頑強性がありCADの性能を向上させるために、各種の撮影機器についてLSFの測定を行い、合成された三次元PSFを用いて各撮影機器によって撮影された画像を標準的な機器によって撮影された画像に変換することに関する検討を実施した。同方法によって変換された画像について、変換前の画像と比較してCADの性能が向上することを確認した。CT画像における雑音の定量的評価方法について検討し、Rankらによって考案されたアルゴリズムにっいて雑音分散を満足できる精度で推定することができると言えるが、近接する2画素間に相関関係がある場合にはバイアスがあることに注意する必要があることを明らかにした。また、X線CT画像特有のストリークアーチファクトについて極値統計学を適応した解析を行い、その統計学的な性質の解明を行った。この解析結果に基づいて、「Gumbe1評価法」と名付けた新しい評価方法を開発した、さらに、フラクタル特徴距離が、解剖学的ノイズの定量的評価指標として使用可能であることを明らかにするとともに、ウェーブレット解析を用いた雑音除去を胸部CT画像に適応した場合の有効性についての検討を実施した。一方、CT画像における雑音と被ばく線量が、撮像条件、および、患者体格や撮像部位によってどのように変化するのかについて検討するために、日本に普及している主なマルチ検出器CT装置(MDCT)による種々の検査時の臓器組織線量を人体型ファントムによって測定し実効線量を算出した。また、CT検診用に考案したノイズ参照用ファントムによって雑音の評価を行うとともに既述の考案した方法によってCT画像の画質評価を実施した。この結果、被ばく線量とアーチファクトを含む画質との関係について新しい知見を得た。CADシステムの構築に役立つ情報を与えることを目的として、「信号」としての異常所見の画像所見上の特性と、解剖学的雑音と撮像系の物理的雑音を併せた「雑音」の特性について、撮影系の機器特性と被ばく線量との関係を含めて検討しているが、これまでに以下の結果を得た。胸部単純X線像における解剖学的ノイズが明瞭ではない肺結節の検出能に与える影響について、肋骨との関係に注目して検討を行った。正常な胸部単純デジタルX線画像の中から、一定のサイズの区画画像を肋骨との関係に着目する形で抽出し、一区画画像の中心にコンピュータを使用して擬似結節を埋め込んだ画像を用意して読影実験を実施した。その結果、肋骨間において最も有意に結節の検出能が高い結果となり、肋骨の存在は解剖学的ノイズとして結節の検出能を確かに低下させることがわかった。また、肋骨と結節との位置関係が結節の検出能に与える影響については、肋骨の上縁、肋骨の中、肋骨の下縁の順で結節の検出能が低下すると推定されたが、その差はかなり少ないものであるということがわかった。さらに、物理的な雑音の一定以上の増加は、解剖学的ノイズと同等以上の影響を与えることもわかった。CT画像の画質特性のうち、雑音が、撮像条件、画像再構成条件および患者体格や撮像部位によりどう変化するかを、CT検診用に考案したノイズ参照ファントムを用いて分析を試みた。その結果、考案したファントムが、条件の違いを反映したCT画像ノイズの定量的指標の測定に有用である可能性を示す結果を得た。4機種のマルチ検出器CTについて胸部検査時の種々の臓器組織被ばく線量を人体型ファントムにより測定し、ICRP60に従って実効線量を計算した。線量は、走査方法および技術的な条件によりかなり異なったが、条件の見直しで低減が可能となった例があり、マルチ検出器CTでも条件設定により線量低減は可能と考えられる結果を得た。

医用画像の視覚評価法の一つにContrast-Detail(C-D)解析法と呼ばれる評価法があるが、読影実験のコストを軽減するために、マルコフモデルを用いたC-Dダイアグラムの新しい作成法を提案しその検討を行った。その結果、提案した方法は、再現性に優れかつ必要な読影実験の回数を減らすことができ、多くの観察資料を用いて作成されるC-Dダイアグラムと同様なものが得られることがわかった。LSFとPSFの測定結果を用いて計算されるCT上の画像の機種による変化について、どのくらいの精度があるかについての検討を行った。円筒状造影血管について、LSFの測定結果を使用してコンピュータシミュレーションによって求めたプロファイルと円筒状血管ファントムの実際のCT画像のプロファイルとは良く一致する結果となった。このことから、LSFの測定によって、被写体画像に与える空間分解能の影響を正確に予測することが可能になると予測される結果となった。画質と被ばく線量管理を目的に開発された胸部CT検診用ファントムを用いて、画質の変化に対するCADの性能の検討を行った。今回検討したCADについて、ノイズの増加に伴ってCADの最小検出径が増加することが確認された。マルチ検出器列CTによる種々の部位の検査における臓器組織線量を人体型ファントムにより測定し、実効線量を評価した。ここで、検査条件は実際の臨床検査時と同じとし、実効線量はICRP60に従って計算した。その結果、1)成人の体幹部検査時の実効線量は713mSvであった。照射野内の臓器組織の線量は2030mGyに達するものもあった。2)幼児の胸部検査時の実効線量はおよそ7-8mSvであった。頭部検査における実効線量は4機種平均で2.6mSvであったが装置間差が3倍程度あった。頭部検査時は殊に実効線量と照射野内の臓器線量との差が著しい。等のことがわかった。撮影機器による空間分解能の相違がCADの性能に影響を与えないようにするため、各種の撮影機器についてLSFの測定を行い、合成された三次元PSFを用いて各撮影機器によって撮影された画像を標準的な機器によって撮影された画像に変換することを行った。同方法によって変換された画像について、変換前の画像と比較してCADの性能が向上することを確認した。一方、CT画像における雑音と被ばく線量が、撮像条件、および、患者体格や撮像部位によってどのように変化するのかについて検討するために、マルチ検出器列CTによる種々の部位の検査における臓器組織線量を人体型ファントムによって測定しその実効線量を評価するとともに、CT検診用に考案したノイズ参照用ファントムによって雑音の評価を行った。ここで、検査条件は実際の臨床検査時と同様とし、実効線量はICRP60に従って計算した。ここで、X線CT画像特有のアーチファクトに対する計量的な評価手法はいまだに確立していないが、このアーチファクトを計量的に評価することは、CADを適応するX線CT画像を作成する際に被ばく線量をどの程度まで下げることができるかを検討する上で非常に有用である。
Weaver症候群の遺伝学的要因と発症メカニズムの解明

本研究では、Weaver症候群の発症メカニズムがポリコーム蛋白質複合体2 (polycomb repressive complex 2: PRC2)蛋白質異常に由来することの証明を目的とし、既に全エクソーム解析により単離されたPRC2関連遺伝子(EED、SUZ12)の新生突然変異に対して、ヒストンメチル化酵素活性の評価に基づいたPRC2蛋白質機能解析を施行した。結果、変異型蛋白質(EED, SUZ12)ではH3K27me3レベルが回復されないことが確認された。我々はこれら解析結果をまとめた論文を投稿し、2017年2月、Human Mutationにオンラインで掲載された。本研究では、Weaver症候群の発症メカニズムがポリコーム蛋白質複合体2 (polycomb repressive complex 2: PRC2)蛋白質異常に由来することの証明を目的とし、当該年度では既に遺伝学的手法(全エクソーム解析)により単離されたPRC2関連遺伝子(A・B遺伝子)の新生突然変異に対して、免疫沈降法を用いたPRC2蛋白質機能解析の遂行、および全エクソーム解析による新規のPRC2関連原因遺伝子の探索を施行した。当該年度の補助金は、主に上記の研究を遂行するための試薬・物品の購入費に当てられた。PRC2関連遺伝子A・B遺伝子における蛋白質機能解析では、変異蛋白質がある複合体の形成を障害するか否かの結合能の解析を免疫沈降法にて施行した。結果、野生型と変異型の組換え蛋白質間に差はみられないことが明らかになった。このことは同定された変異はPRC2複合体の結合能は正常であるが、一方で機能面の異常を示す可能性があることが推測され、変異のPRC2蛋白質への影響を考える上できわめて重要な結果であった。この見解を広げ、今後PRC2複合体が有するヒストンメチルトランスフェラーゼの酵素活性の測定により変異の病原性を評価することとしている。さらに当該年度、81症例の過成長症候群患者から得られた全エクソーム解析データを用いた新規のPRC2関連原因遺伝子の探索において、報告のある既知遺伝子による変異が多数(81症例中14症例)同定された。全エクソーム解析を行う上で、既知遺伝子の検索は最初に行う工程であり、解析症例の既知変異の割合が明らかにされつつあると考えられる。この過程を経て新規遺伝子変異がより強く疑われる症例の集積が可能となったことから、現在未解決症例の中での共通変異の探索へ進めている。当該年度に予定していたPRC2関連A・B遺伝子における蛋白質機能解析では、変異導入した組換え発現ベクターの作成、および変異蛋白質の発現をWestern Blot解析により確認する工程を終了した。さらに発現させた組換えA・B蛋白質(野生型/変異型)と組換えPRC2関連蛋白質の結合能を免疫沈降法の実験に進み、結果、野生型と変異型の組換え蛋白質間に差はみられないことが明らかになった。同定された変異がPRC2複合体の結合能に影響を及ぼさないことが証明されたことは、新しい事実であり変異の病原性を考慮する上で有益な情報となる。本研究では、Weaver症候群の発症メカニズムがポリコーム蛋白質複合体2 (polycomb repressive complex 2: PRC2)蛋白質異常に由来することの証明を目的とし、当該年度では既に遺伝学的手法(全エクソーム解析)により単離されたPRC2関連遺伝子(SUZ12)の新生突然変異に対して、ヒストンメチル化酵素活性の評価に基づいたPRC2蛋白質機能解析を施行した。実験概要としては、SUZ12遺伝子変異に対し、PRC2のもつヒストンメチル化酵素活性によりトリメチル化される、ヒストンH3リシン27 (H3K27me3)の発現レベルを測定した。解析にはTet-onシステムを使用し、まずドキシサイクリン存在下で発現する野生型、または変異型SUZ12蛋白質を293T T-Rex細胞に安定発現させた株を作製した。次に、siRNAにより内在性SUZ12を抑制すると同時に、ドキシサイクリン刺激により野生型あるいは変異型SUZ12蛋白質を各々発現させ、H3K27me3レベルが回復するか否かのレスキュー実験を施行した。レスキュー実験の結果、変異型蛋白質ではH3K27me3レベルが回復されないことが確認された。このことは同定された変異はPRC2複合体の機能低下を起こしていることが推測され、変異のPRC2蛋白質への影響を考える上できわめて重要な結果であった。現在までに報告がある原因遺伝子はEZH2、EEDのみであり、これら遺伝子はSUZ12と同様、PRC2関連遺伝子として知られていたが、Weaver症候群に同定された変異蛋白質の機能解析は現在までされてこなかった。そのため本研究結果は、Weaver症候群の原因がPRC2の機能喪失である可能性を、世界に先駆けて明らかにしたものである。

我々はこれら解析結果をまとめた論文を投稿し、2017年2月、Human Mutationにオンラインで掲載された。今後の推進方策については、まず平成27年度の免疫沈降実験でPRC2複合体の結合能に関して野生型と変異型の組換え蛋白質間に差はみられない結果を基に、PRC2複合体の機能の一つであるヒストンメチルトランスフェラーゼ活性が保たれているか否かの検証に進むこととしている。ヒストンメチルトランスフェラーゼ活性測定実験には、Tet発現誘導システム(Clontech)を用いる予定である。また平成27年度より引き続き、Weaver症候群を含めた過成長症候群81家系に対して得られた全エクソーム解析データより、新規PRC2関連遺伝子変異の検出を推進していく。現在のところ一塩基変異・短い挿入/欠失の病的変異の抽出の確認が終了しているが、今後遺伝子のコピー数異常の可能性を考え、全エクソーム解析結果を用いたXHMM解析やNord解析を行っていく。XHMM解析は200kb以上、Nord解析は単一エクソンレベルの欠失・重複を効率よく検出できるため、感度良くコピー数異常を算出していく計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝学28年度が最終年度であるため、記入しない。