hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳機能画像を用いた痙攣性発声障害の病態解明

これまで他の局所ジストニアにおいても同様な部位での異常の指摘があり、一致していた。こちらも賦活の増減に関しては一定していなかった。つまり他の局所ジストニアと同様な部位での異常が認められたため、SDも局所ジストニアであるという根拠が強まった。しかし、賦活の増減は一定しておらず、症状を誘発するタスクによって変化があるものと考えられた。そこで現在は当院のMRIがGE社の3Tの装置に変わったきっかけもあり、タスクを「いー」「いーい。いーい。」「数字を読み上げる」の3つに変え、より声の悪化を誘導するタスクとし新しく現在研究を行っている。痙攣性発声障害(Spasmodic dysphonia:以下SDと略す)は、発声中の詰まりや途切れ、震えをきたす原因不明の疾患である。これまでSDは稀な疾患とされてきたが、近年医療者の本疾患認知度が向上し,またインターネットを通した患者自身による情報収集により患者数は増加してきている。しかし疾患原因が不明であるため、その治療は難しいのが現状である。患者の多くは音声によるコミュニケーション障害のために社会から孤立し、心理的な不安を抱えて生活している。全国的にはSDの会が発足し、SD患者同士がサポートし合いながら、情報の提供や行政機関などへの働きかけを行っている状況であり、その原因究明は急務となっている。これまでこの疾患の本態を喉頭のジストニアとする仮説が有力であるが確定的な報告は存在しない。本研究では脳機能画像(機能的核磁気共鳴画像functional MRI:以下fMRIと略す)を用いて本疾患の病態解明をおこない,治療戦略を導きだすことを目的とした。研究代表者はこれまでfMRIを用いて、内転型SDの発声時の脳活動を健常者と比較し、大脳皮質感覚運動野、基底核、小脳、視床、聴覚関連野等に異常脳活動を認めた。この脳活動がSDを生じる主たる原因であると推定した。他の局所ジストニアの脳活動と同様な領域の異常を示しており、本疾患が局所ジストニアであることを裏付ける所見であると考えられた。最終年度においてより会話に近い数字の読み上げタスクへ発声時のタスクを変更して異常部位の違いを確認したが、同様な部位での賦活であった。また、健常人の喉詰め発声との違いを検討したが、SD群では小脳でより強い賦活がみられ、小脳の機能異常がSD発症の鍵になる可能性も示唆された。耳鼻咽喉科前年度まではMRI装置の入れ替えのため以前の研究症例がストップしていたが、今年度は新しい装置を使用し着実に症例を増やせている。ただし、痙攣性発声障害症例自体が少ないため、今後も症例の蓄積が必要である。痙攣性発声障害以外の症例に関してもfMRIを用いた実験を行えており、痙攣性発声障害との違いなどについての検討も進んできている。健常人と痙攣性発声障害群それぞれの発声時脳活動の違いに関しては、タスクを増やしより詳細な検討が行えたと思われる。しかし、治療後の脳活動測定に関しては音声の改善する治療(手術)を希望した症例は1例と少なく、十分な症例が確保できなかった。治療への発展という点ではまだ不十分と思われた。院内のMRI装置が入れ替えとなり、これまで蓄積していた1.5TのMRI装置での実験ができなくなったため、新しく3TのMRI装置にて実験を行っており、改めて健常人の脳機能画像をとることから始める必要が生じたため、やや計画より遅れている。
リボソーム依存ＧＴＰａｓｅを介した翻訳制御とＲＮＡ品質管理の連携機構

Hbs1、eEF1A、eRF3、Ski7などに代表されるリボソーム依存GTPaseファミリーは、真核細胞におけるmRNA品質管理機構において翻訳制御とmRNAの分解を共役させる重要な因子である。これらのGTPaseファミリーの機能は、主に遺伝学的手法により解析が進められてきた。本研究課題では、生化学的手法を導入してこれら因子の作用機序を明らかにすることを目的とし、はじめに酵母由来再構築型生体外蛋白質合成系を確立に取り組んだ。翻訳伸長過程、翻訳終結仮定の再構築に成功した。さらにこれらのシステムを利用することにより、1GTPaseファミリーの機能を制御するStm1の機能解析、2Ski7の機能解析、を進めた。その結果、以下の事柄が明らかとなった。1Stm1の機能解析:Stm1はペプチド転移反応を阻害し、翻訳伸長を停止させる。Stm1はリボソームのサブユニット間を安定化し不活化する。ペプチド転移を抑制する因子はこれまでに報告がない。またRNA品質管理においては、翻訳停止がチェックポイントとなっているため、Stm1の役割をふまえてGTPaseファミリーの機能について理解する必要がある。2Ski7の機能解析:Ski7がグアニン結合蛋白質であるが、GTPase活性は示さない。Ski7にはリボソーム結合能を有する。これまで、Ski7は遺伝子配列からG-proteinであることが示唆されてきたのみであり、生化学的な解析の報告はなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、これらGTPaseファミリーの詳しい作用機序を明らかにすることを目的とし、当該年度はまず、酵母由来再構築型生体外蛋白質合成系を確立した。さらにこのシステムに基づき、(1)GTPaseファミリーの機能を制御するStm1の機能解析、(2)Ski7の機能解析、を進めた。(1)Stm1の機能解析:・Stm1はアミノアシルtRNAのA-site結合を阻害し、翻訳伸長を停止させる。・Stm1はリボソームのサブユニット間を安定化し、不活化する。・eEF3はStm1が結合したリボソームにおける翻訳伸長に必要である。・Stm1は翻訳停止したリボソームに結合し、Hbs1のリボソーム結合を安定化する。eEF3は、真菌に必須な翻訳伸長因子であると信じられてきたが、今回確立した酵母生体外蛋白質合成系による解析により、Stm1が結合したリボソームにおいてのみ必要であることが明らかとなった。また、RNA品質管理におけるGTPaseファミリーの機能についても、Stm1の役割をふまえて解析を進める必要があると強調される。(2)Ski7の機能解析:・Ski7がグアニン結合蛋白質であるが、GTPase活性は示さない。・Ski7にはリボソーム結合能を有する。真菌における蛋白質合成およびRNA品質管理の研究分野は、生化学的な研究基盤がととのっていなかった。当該分野において、独創性の高いアプローチを進めることができていると考えている。なし構造解析や遺伝学的解析を取り入れるなど、より多角的なアプローチを展開する。
効率的な新規アセトニル化試剤の開発

アセトニル化あるいはアセトニリデン化はカルボニル基を含む単素数3個の鎖を置換することによって複数個の官能サイトをもった基を導入するものであり、また、さらに多様な誘導体化が可能であるという有機合成化学において極めて重要な反応である。同時に、医薬・農薬などの化合物において、アセトニル基あるいはアセトニリデン基の導入が薬理活性の発現あるいは向上をもたらす場合がある。このように有用かつ多様な用途をもつことからこれまでに種々の試剤が開発されている。本申請者はエピクロロヒドリンから2段階で高収率で合成し得る2-クロロメチル-3,5-ジオキサヘキセン-1(1)が、簡単な操作でかつ高収率でアセトニル化物を与えること、ならびにパラジウム触媒による[1+2]環化付加で、オレフインのアセトニリデン化が起こりシクロプロパン化合物が得られることを確認した。本研究では1の合成に用いるクロロメチルメチルエーテルが健康上好ましくない化合物であるという問題を解決し、同時に、アセタール基の脱保護反応において水を必要とせず触媒量の酸のみの添加で目的が達成できると考えられる3-クロロ-2-(2-ピラニル)オキシプロピレン(2)および3-クロロ-2-(1-アルキルオキシ)エチルオキシプロピレン(3)を合成し、そのアセトニル化ならびにアセトニリデン化反応について検討した。さらに、化合物2及び3をアルキル炭酸エステルに誘導したものはPd(0)あるいはPt(0)との酸化的付加によってπ-アリル錯体を生成した後さらに、系中に発生するアルコキシドイオンによって脱プロトンが起こり、メタラシクロブタノンが生成することを見い出した。パラジウム錯体の場合には、これによってノルボルネンなどとの環化付加による接触アセトニリデン化も可能であり、接触的にシクロプロパン化合物を生成させることに成功した。本申請者らは、これまでに2-クロロメチル-3,5-ジオキサヘキセン-1(1)及び2-アルキルカルボナート誘導体を、置換反応並びに触媒反応アセトニル化試剤として開発してきた。本年は、さらに効率的で新しい反応系の開発を目的として、この触媒反応の中間状態を明らかにすべく、化合物1のアセタール部位を2-ピラニルオキシ基に代えたアリル化合物を合成し、触媒反応中間体と考えられる錯体を単離して、単結晶化させ、X線構造解析を行なった。構造解析の結果、活性中間体と考えられるものはπアリル錯体であるものの、アリル基に結合している酸素原子が配位金属による電子吸引作用によって大きくオキソニウム化していることが判明した。すなわち、白金錯体ではアリル基の2位の炭素と酸素の原子間距離は殆ど二重結合のそれに等しく、極めて高い陽電荷が酸素原子上に存在することが示唆された。パラジウム錯体では二重結合と一重結合のちょうど中間の距離にあることが判明した。実際の触媒的アリル化反応ではパラジウムは活性であるが白金は不活性であって、その差はこの金属による電子の吸引性に基づくものと推測された。このパラジウム錯体は塩基によってオキソジメチレンメタンを発生し、これが特定のオレフィンに対して[1+2]付加環化することが証明できたので、この反応をさらに発展させれば触媒的にアセトニリデン化が可能と考えられる。そこで、この目的を次年度に達成すべく、化合物1あるいはその炭酸エステル誘導体のアセタール炭素にメチル基を有する新しい化合物を1-クロロエチルメチルエーテルとエピクロロヒドリンから合成した。本申請人が既に開発している2-クロロメチル-3.5-ジオキサヘキセン(1)はそのもの自身安定であるばかりでなく、高い反応性を示す優れた試剤であるが、その原料であるクロロ

メチルエーテルが健康上好ましくないため、より完璧を期する目的で、先ず、ジヒドロピランおよびアルキルビニルエーテルの塩化水素付加物から合成できると考えられえる、アセタール中心炭素上にメチレンあるいはメチル基を持つ化合物の合成を検討した。その結果、上記2種のビニルエーテルの塩化メチレン溶液に乾燥塩化水素ガスを吹き込んで得られる塩化水素付加物は、塩化第四級アンモニウム触媒存在下、発熱的にエピクロロヒドリンと反応して2-位にアセタール基を有する1.3-ジクロロプロパンを生成した。これはさらに、1の合成と同様、第四級アンモニウム塩触媒存在下、固体状の水酸化カリウムと反応して、容易に脱塩化水素して目的とする2-位にアセタール基を有する塩化アリル2、3を高い収率で与えることを明かにした。得られた塩化アリル化合物は、それ自身比較的安定で取り扱いが容易であるが、各種の求核体によって通常用いられる反応条件下置換反応を受け、2-位にアセタール基を、1-位に置換基を有するアリル化合物を生成した。化合物1を用いてアセトニル化する場合、この求核置換生成物のアセタール基を脱保護してアセトニル化物に誘導するには、通常、酸性水溶液中で加熱する必要があるが、本研究で合成したアセトニル化剤2、3では触媒量の酸のみを必要とするものであり、また厳しい反応条件を必要とせず、かつ、反応操作が極めて簡単であって、これらが優れたアセトニル化剤であることを明かにした。
捕食寄生性者にとって寄主範囲とは：寄主免疫作用とヤドリバエ

寄生蜂が様々な方法で寄主の免疫作用に対抗し、寄生に成功するのが知られているのに対して、同じ捕食寄生性昆虫である寄生バエについてはほとんど研究されていない。本研究では、ヤドリバエがどのように寄主免疫作用をくぐり抜けて寄生成功するのか明らかにするため、寄主体内での幼虫周辺や寄主の変化について経時的に調査した。寄主に侵入後、ハエ幼虫はバリア構造物と名付けた寄主組織からなる構造物に包囲されることがわかった。このバリア構造物は内側が寄主の血球由来、外側が脂肪体細胞由来で、ハエ幼虫はこの構造により、寄主によるメラニン化などの免疫反応から逃れていると考えられた。昆虫の細胞性免疫を担う血球細胞は、小型の異物に対しては貪食、大型の異物に対しては包囲化作用などを使い分けることによって様々なタイプの異物に対処することが知られている。この寄主免疫を回避するヤドリバエの戦略を明らかにするために産卵様式の異なる2種のヤドリバエ、ブランコヤドリバエ(Exorista japonica)とDrino inconspicuoidesの寄生に対する寄主アワヨトウ幼虫の影響を調査した。総血球細胞数、血球細胞種の割合、そして異物への付着率を調べた結果、全てにおいて大きな変化は見られなかった。また寄生済みアワヨトウ由来体液を用いた微小ビーズへの包囲下も非寄生由来のものと同様に起こっていることが観察されたことから、寄生によってシステミックな寄主免疫システムが大きく侵されることはないことが示唆された。一方寄主体内に侵入したヤドリバエ幼虫を調べたところ、幼虫の外側に殻のような構造がありこの殻がメラニン化されることはなかった。この殻からDNAを抽出し遺伝子を調べたところ、アワヨトウ由来であることが示唆された。さらに、寄主体内でのヤドリバエ幼虫の行動を直接観察するため、in vitroで幼虫飼育を試み、これに成功することができた。ヤドリバエ幼虫は寄生蜂が寄主体内で皮膚呼吸するのと異なり、寄主体内で呼吸するためファネルと呼ばれる漏斗状の呼吸器を形成することが知られている。このファネルは、古くから寄主免疫と関係すると考えられてきたことから、我々もこれの由来や作用機作の調査をin vitroで進めた。その結果、ファネルは、寄主体液を含む培地では形成されたが、体液を含まないものでは形成されないことが明らかになった。ヤドリバエが寄生する際に寄主からの免疫作用をどのように回避しているのかを明らかにすることを目的として、アワヨトウ幼虫を寄主に用い、内部寄生性の2種のヤドリバエ、ブランコヤドリバエ(Exorista japonica)とDrino inconspicuoidesについて、寄主への侵入直後から経時的な観察を試みた。その結果、後者は寄主に侵入後23時間で幼虫の外側に膜状構造物が形成されることが認められた。この膜状構造物からゲノムDNAを抽出し、ヤドリバエもしくは寄主に特異的なプライマーを用いたPCR及びシークエンスを行ったところ、この構造物にヤドリバエ由来の成分は検出されず、寄主由来であることがわかった。この由来組織を明らかにするために、寄主血球で特異的に発現するプライマーを用いたPCRを行った結果、膜状構造物は血球細胞からできていることを確認した。しかし、この膜状構造物に対してズダンブラックによる染色試験を行ったところ、その構成細胞には寄主の脂肪体由来と考えられる細胞も含まれていることが示唆された。ヤドリバエが寄主免疫から回避するために大きく関わっていると考えられるヤドリバエ幼虫自身の周りに形成される膜状構造物の構成成分について研究を行い、その由来を突き止めることにほぼ成功した。ヤドリバエDrino inconspicuoidesが寄主体内に作るバリア構造物の詳細な形成過程を明らかにするため、寄主昆虫であるMythimna separate(アワヨトウ)に侵入後のヤドリバエ幼虫を継時的に観察した。その結果、侵入2時間後に綿状の物質が幼虫を取り囲んだ後、粘性の物質が周囲を覆い、4時間後には外側から幼虫を観察できない厚さでバリア構造物が形成されていることが分かった。寄主の血球特異的もしくは脂肪体特異的に発現するプライマーを用いて、バリア構造物を形成する細胞に対しPCRを行った結果、内側の綿状の物質は血球由来、そして外側の粘性の物質は脂肪体由来である可能性が示唆された。そして継時観察を継続したところ、ヤドリバエ幼虫が3齢になる侵入72時間以降では、バリア構造物が幼虫全体を覆うことができず、体の前半が寄主体腔内に完全に露出しているのが確認された。この構造物はヤドリバエ幼虫が大型化する72時間以降には幼虫全体を覆いきれないものの、この時期の幼虫がどのように身を守っているのかは不明である。一般的に、内部寄生性を示す捕食寄生性昆虫は、寄主免疫作用に対して特異的な反応しかできないため、寄主範囲が狭いとされる。これに対して、同じ内部寄生性を示すにもかかわらず、ヤドリバエは広い寄主範囲をもつことが知られている。本研究の成果により、新たな寄主免疫作用に対抗する手段が解明され、捕食寄生性昆虫のこれまでの常識とは異なる寄生戦略が明らかになれば、生理学的な寄主範囲はどのように決定されるのか、そして同様に捕食寄生者として収斂進化してきた寄生蜂とヤドリバエの寄主免疫作用に対する適応の違いが明らかにされる可能性がある。

寄生蜂が様々な方法で寄主の免疫作用に対抗し、寄生に成功するのが知られているのに対して、同じ捕食寄生性昆虫である寄生バエについてはほとんど研究されていない。本研究では、ヤドリバエがどのように寄主免疫作用をくぐり抜けて寄生成功するのか明らかにするため、寄主体内での幼虫周辺や寄主の変化について経時的に調査した。寄主に侵入後、ハエ幼虫はバリア構造物と名付けた寄主組織からなる構造物に包囲されることがわかった。このバリア構造物は内側が寄主の血球由来、外側が脂肪体細胞由来で、ハエ幼虫はこの構造により、寄主によるメラニン化などの免疫反応から逃れていると考えられた。両ヤドリバエの寄生によるシステミックな免疫抑制は検出できなかったものの寄生幼虫の周りにメラニン化を生じない殻が存在していることが明らかとなったことで、ヤドリバエの寄主免疫回避メカニズム解明へのターゲットを見いだすことに成功した。さらに、難しいと考えられていたin vitroでのヤドリバエ飼育に成功し、これにより寄主の免疫作用と関係が深く、血清により作られると考えられていたファネルの形成に、寄主の血清は必要ないものの、体液そのものは必要であることが明らかになった。ヤドリバエ幼虫の周りに形成される膜状構造物の形成過程を、より詳細に調査及び解析する。またこの構造物が、寄主成分を引き寄せてできるものなのか、あるいは寄主の包囲化反応を利用しているものなのかを明らかにするために、ヤドリバエ幼虫死体の寄主への移植実験や膜状構造物形成細胞に発現する遺伝子解析などを行う。また、寄主体内へヤドリバエ幼虫が侵入してもうまく育たない寄主種を用いて、ハエ幼虫が寄主の免疫作用により死亡する場合の膜状構造物の形成状況や包囲化の有無を調査する予定である。応用昆虫学ヤドリバエ幼虫を取り囲む殻の由来や形成機構を調べるため、形態観察および分子生物学的手法を用いた解析を行う。また殻や寄主血球細胞で発現する遺伝子を網羅的に解析することにより、ヤドリバエ幼虫がメラニン化されない原因の特定を試みる。計画ではヤドリバエが寄生できる昆虫と、できない昆虫の免疫反応の比較を行う予定であったが、当初寄生できないと考えられていた寄主にも寄生できることが明らかになり、このため、寄生できない寄主に対する実験ができなかった。今後は調査する昆虫グループの範囲を広げることによって,それぞれのヤドリバエが寄生できない昆虫を発見し、比較材料とする。本年度の研究は実験観察が中心であり、次年度に多額の分子生物学的研究を実施することが予想されるため、約34万円を繰り越した。本年度の雇用が予定どおり進まなかったことから、人件費として計画していた費用約35万円の予算執行を次年度に繰り越した。次年度は実験を予定どおり実施する。このため人件費の他、分子生物学関連試薬、飼育関連飼料などの購入を行う。このため人件費の他、分子生物学関連試薬、飼育関連飼料などの購入と、本年度得られた成果をスペインで開催される国際学会で発表する計画である。
血族婚のあるパーキンソン病における新規原因遺伝子探索

本研究は血族婚のあるパーキンソン病4家系においてゲノムワイド連鎖解析とエクソーム解析により25個の候補原因遺伝子変異を同定した。健常者100人において候補遺伝子変異と同じ変異は見られず、単なる遺伝子多型である可能性は低いと考えられる。続いて500例の家族性パーキンソン病において25個の候補原因遺伝子変異解析を実施した。しかし、変異は認められず本研究において原因遺伝子同定の結論には至らなかった。今後、解析対象を増やし引き続き変異スクリーニングを行う必要がある。本研究は血族婚のあるパーキンソン病4家系8人ついて全ゲノム90万のSNPタイピングを行い、オート接合性領域を見いだした。さらに、次世代シークエンサーを用いたエクソーム解析により候補遺伝子同定を進めた。1)アジレント社のSureSelectを用いて全エクソーム領域のみを濃縮した。2)イルミナ社のHiSeq2000を用いてエクソーム解析を行い、候補領域の約95%の塩基配列情報を取得した。3)SAMtoolsを用いて変異候補を検出した。4)ヒトゲノムデータベースと比較しオート接合性領域に位置する25個の候補遺伝子変異を見いだした。現在、単なる遺伝子多型を排除するために多数の健常者においてこれらの候補遺伝子変異の有無を解析している。パーキンソン病(PD)の多くは孤発性(SPD)であるが、その5-10%に家族性パーキンソン病(FPD)が存在する。本研究は既知の原因遺伝子変異を認めないFPDから血族婚のある家系を選出し、オート接合性マッピングと次世代シークエンサーによる全エクソン配列解析を組み合わせ、新規遺伝子座及び新規原因遺伝子同定を目指す。本年度は対象家系4家系8症例について、次世代シークエンサーを用いて全エクソン配列解析を実施し、見出した合計25種類の候補遺伝子変異について検証を行った。1)健常者100人において候補遺伝子変異と同じ変異は見られず、単なる遺伝子多型であることが排除された。2)FPD症例300例において候補遺伝子解析をおこなった。しかし新たに変異を認める家系は見られなかった。現在、さらに解析症例を増やし候補遺伝子変異の検証を行っている。パーキンソン病の多くは孤発性であるが、その5-10%に家族性パーキンソン病(FPD)が存在する。本研究は既知の原因遺伝子変異を認めないFPDから血族婚のある4家系8人ついて全ゲノム90万のSNPタイピングを行い、オート接合性領域を見いだした。健常者100人において候補遺伝子変異と同じ変異は見られず、単なる遺伝子多型であることが排除された。本年度は解析症例数を大幅に増やしパーキンソン病200例について候補遺伝子解析を実施した。しかし新たに変異を認める家系は見出せず原因遺伝子同定までは至らなかった。今後、解析対象をさらに増やし候補遺伝子変異の検証を行う予定である。また、変異スクリーニングを実施中に既知の原因遺伝子変異を認めない優性遺伝性パーキンソン病の1大家系を見出した。同家系から所属研究グループによって新規パーキンソン病原因遺伝子としてCHCHD2が発見された。当初の計画のうち、26年度予定分が達成できた。1) 4家系8症例において見出した合計25種類の候補遺伝子変異を健常者100人において検証を行った結果、単なる遺伝子多型であることが排除された。2) 3000例のパーキンソン病DNAバンクから臨床症状および遺伝形式から解析対象を絞り込み、FPD 300症例において候補遺伝子解析を行った。3)新たな家系の発掘:本年度に300例のPD症例を新たに収集し関連遺伝子解析を行った。そのうち、既知の原因遺伝子変異を認めないFPDから本研究の解析候補となる2家系を新たに見出した。よって、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。分子遺伝学1) FPD症例300例において候補遺伝子解析をおこなったが新たに変異を認める家系は見られなかったので、原因遺伝子変異が希であることが考えられる。よって、さらに解析対象を増やし、候補遺伝子変異の検証と行う。2)新たに発掘された2家系についてSNP arrayを用いてゲノムワイドジエノタイピングを行い、オート接合性マッピングにより候補遺伝子領域を絞り込む。さらに、次世代シークエンサーを用いてゲノム解析を行い、新規PD原因遺伝子単離を目指す。計画通り、4家系8人についてエクソーム解析を実施し候補領域の約95%の配列情報を取得できた。

さらに、変異解析により候補遺伝子変異を25個までに絞り込めたので、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。さらに解析対象を増やし、候補遺伝子変異の検証を行うため。健常者における候補遺伝子変異の有無を確認し、さらに他の家族性パーキンソン病家系を対象に遺伝子変異の有無を検討する予定である。研究に必要な遺伝子解析用試薬(PCR用試薬、シークエンス用試薬)、プラスチック消耗品などの購入費用。健常者及び家族性パーキンソン病家系について候補遺伝子変異解析を行うため。
新しい作用機作をもつ新しい抗がん剤の創製

新しい化学療法剤を開発するための新しい考えの導入を目指して研究を進めた。DNA鎖の切断をする化合物としてDNAヘインターカレートするGluplと酸素活性化能を有するヘミンとを結合させた化合物Hem2Gの改良を企画し、第五配位子としてイミダゾール基を分子内に有する化合物を合成した。この化合物は予期通と効率よくDNA鎖を切断する、そしてその切断位置はブレオマイシンによる切断の位置と全く同一である。しかしこの化合物は溶解性が悪く、その改善が次の課題である。新しいメカニズムによる抗がん剤として分化誘導剤が可能である。従来の研究で見いだした安息香酸関連化合物について、構造と活性との関係を調べた。特にレチノイン酸と安息香酸アミド類のhybrid化合物にも白血病細胞の分化誘導をみとめ、安息香酸アミド類もレチノイン酸誘導体と考えうることを示した。米国で開発されたエトレチネートについても白血病細胞の分化誘導をみとめ、また、ぼうこうがん細胞BS株の角化阻止がおこることをも見いだした。ぼうこうがん細胞BS株の角化阻止は鋭敏な検定法として分化誘導による制がん剤のスクリーニングに用いることができる。安息香酸アソリド類のN-メチル体は分化誘導活性を失なう。このことはアミド結合がトランス体からシス体へ変化した故と考えられ、X線結晶解析により確められた。この部分の立体構造が活性発現に大きな役割をもつことが推定せられ、スチルベン誘導体においても同様の構造活性の関係がみられた。分化誘導物質は癌ばかりでなくソリアシスやリウマチなど増殖性の疾患にも効果のある可能性があり、一層の展開が期待される。
Myosin1Eを核としたタンパク質複合体による細胞運動制御機構の解明

本年度は、血清刺激による細胞運動誘導時にMyosin1E複合体が如何に変動するかを検討した。その結果、免疫共沈実験や細胞分画法では、刺激に伴うMyosin1EとSNX9、あるいはCavin3-Caveolin1の結合や局在の変化をとらえることはできなかった。Myosin1EのSNX9が結合しない変異体(TH2ドメイン内にあるプロリンリッチ配列をアラニンに置換した変異体)でも、野生型と比較した際に、細胞運動刺激によるMyosin1EとSNX9の局在に大きな違いは認められなかった。よって、Myosin1E複合体は局所的もしくは一過性に制御されているものと考えられた。CRISPR-Cas9システムを利用して、Myosin1EノックアウトとSH3P2ノックアウトHeLa細胞を樹立した。また、Tet-ON発現誘導システムを利用したHeLa-Tet-ON-SH3P2細胞を樹立して解析を進めた。SH3P2ノックアウトによってMyosin1Eの細胞膜への局在が増加し、逆にTet-ONシステムを用いてSH3P2の発現を増加させるとMyosin1Eの細胞膜への局在は減少することが明らかとなり、これまでのノックダウンや過剰発現系での解析結果を支持する結果を得た。今後は、これらの細胞系を用いてMyosin1E、SNX9およびCavin3-Caveolin1の細胞内動態変化を検討する。HeLa-Tet-ON-SH3P2細胞について細胞運動能を検討した結果、ドキシサイクリン添加によってSH3P2の発現を誘導した条件下では、細胞運動が抑制された。また、Myosin1EノックアウトHeLa細胞では、細胞の伸展が抑制される傾向が認められたことから、ノックアウト細胞系においてもMyosin1Eが細胞の接着能に影響を及ぼすことが示唆された。細胞運動は様々な反応が時空間的に精緻に統合された結果として誘起される細胞応答であり、その制御機構の破綻はがん細胞の浸潤転移能の獲得に繋がる。本研究では「Myosin1Eを核とした複合体の形成がどうのようにして調節されるのか」、またそれによって「どのようにして細胞運動能が制御されるのか」を解析することで、Myosin1Eを核としたタンパク質複合体による新たな細胞運動制御機構の詳細を分子レベルで明らかにすることを目的とする。当該年度は以下に示す2項目の研究成果を得た。Myosin1EはそのレギュレータであるSH3P2によって細胞内局在が調節され、それが細胞運動の調節の一因であることを明らかにした。また、Myosin1Eに結合する分子としてSNX9を見いだしていたが、その結合形式を明らかにした。すなわち、SNX9はそのSH3ドメインがMyosin1EのTH2ドメイン内にあるプロリンリッチ配列に直接結合することが分かった。Myosin1E、SNX9あるいはCavin3の発現を抑制した条件下において、Boyden chamber assayを用いて細胞運動を測定したところ、いずれも運動能が低下することが分かった。よってSNX9とCavin3はMyosin1Eのエフェクターとして細胞運動を調節する可能性が示された。また、SH3P2ノックアウトマウスから調製した骨髄由来マクロファージは、RANKL刺激による破骨細胞への分化が野生型と比較して促進されることを見いだした。この破骨細胞分化促進が細胞運動の上昇に起因するのかは現時点では不明であるが、SH3P2の生理的な機能を示唆する興味深い結果であると考えられる。研究実施計画に示した2項目に基づいて研究を進め、当初の予定に近い形で研究は進展している。なお、細胞運動調節メカニズムについては、当初計画していた一部の評価系を充分に進められていないため、その点については次年度に行う。一方、ノックアウトマウスを用いた解析では、予想していなかった新たな結果を得つつある。本年度は、これまでの解析結果を踏まえ、以下に示すような成果を得た。SNX9について、その細胞内局在変化を解析した結果、SNX9は血清刺激に応答して細胞運動の先導端に移行すること、そこでMyosin1Eおよびアクチンフィラメントと共局在することが分かった。また、細胞分画によってSNX9の局在を解析したところ、血清刺激に伴い、Myosin1Eに加えてSNX9も細胞膜へと移行すること、さらにSNX9の細胞膜への移行にはそのSH3ドメインが必要であることが明らかとなった。前年度の解析により、SNX9のSH3ドメインにはMyosin1Eが結合することから、SH3P2から解離したMyosin1Eは先導端に移行して、そこでSNX9と相互作用する可能性が示された。前年度の解析により、SH3P2ノックアウトマウス由来マクロファージはRANKL刺激による破骨細胞への分化が野生型と比較して促進されることを見いだしたが、このときMyosin1Eの細胞膜画分への移行が促進されることが分かった。Myosin1EとSNX9をノックダウンした条件下では運動能の低下が認められ、両者を同時にノックダウンした場合にもそれぞれ単独の場合と同程度の抑制効果であることが分かった。また、細胞運動の一端を担う細胞の伸展過程に着目したところ、Myosin1EあるいはSNX9のノックダウンによって細胞伸展が抑制されたが、その一方で、SH3P2のノックダウンでは伸展が促進され、その促進効果はMyosin1EあるいはSNX9のノックダウンによってキャンセルされた。

よって、SH3P2から解離したMyosin1Eは、SNX9と協調的に細胞の伸展および運動を調節する可能性が示された。研究実施計画に示した項目「1. Myosin1E複合体形成調節メカニズム」に関しては、Myosin1EとSH3P2、SNX9、およびCavin3-Caveolin1の結合様式が明らかになりつつある。また、ノックアウトマウス由来の細胞を用いた解析からも上記の一部を裏付ける結果が得られている。「2. Myosin1E複合体形成による細胞運動調節メカニズム」についても、各分子の細胞伸展や細胞運動における役割が分かり始めていることから、研究は当初の予定に沿って進展していると考えている。本年度は、血清刺激による細胞運動誘導時にMyosin1E複合体が如何に変動するかを検討した。その結果、免疫共沈実験や細胞分画法では、刺激に伴うMyosin1EとSNX9、あるいはCavin3-Caveolin1の結合や局在の変化をとらえることはできなかった。Myosin1EのSNX9が結合しない変異体(TH2ドメイン内にあるプロリンリッチ配列をアラニンに置換した変異体)でも、野生型と比較した際に、細胞運動刺激によるMyosin1EとSNX9の局在に大きな違いは認められなかった。よって、Myosin1E複合体は局所的もしくは一過性に制御されているものと考えられた。CRISPR-Cas9システムを利用して、Myosin1EノックアウトとSH3P2ノックアウトHeLa細胞を樹立した。また、Tet-ON発現誘導システムを利用したHeLa-Tet-ON-SH3P2細胞を樹立して解析を進めた。SH3P2ノックアウトによってMyosin1Eの細胞膜への局在が増加し、逆にTet-ONシステムを用いてSH3P2の発現を増加させるとMyosin1Eの細胞膜への局在は減少することが明らかとなり、これまでのノックダウンや過剰発現系での解析結果を支持する結果を得た。今後は、これらの細胞系を用いてMyosin1E、SNX9およびCavin3-Caveolin1の細胞内動態変化を検討する。HeLa-Tet-ON-SH3P2細胞について細胞運動能を検討した結果、ドキシサイクリン添加によってSH3P2の発現を誘導した条件下では、細胞運動が抑制された。また、Myosin1EノックアウトHeLa細胞では、細胞の伸展が抑制される傾向が認められたことから、ノックアウト細胞系においてもMyosin1Eが細胞の接着能に影響を及ぼすことが示唆された。初年度の研究成果を踏まえながら、「Myosin1E複合体形成調節メカニズム」および「Myosin1E複合体形成による細胞運動調節メカニズム」の解明を目指す。前者については、SH3P2がMyosin1Eとエフェクター分子に及ぼす影響を中心に解析する。後者については、エンドサイトーシスに対する影響を評価に加えながら検討する。また、ノックアウトマウスを用いた解析では発展的な結果を得つつあるため、Myosin1Eとエフェクター分子の役割に焦点を当てながら解析を進める。これまでの研究成果を踏まえながら、引き続き「2. Myosin1E複合体形成による細胞運動調節メカニズム」について、特にエンドサイトーシスに対する影響に焦点をあてて検討を進める。
ライフストーリー論からみる1950年代の生活記録運動とリテラシー変容の経験的研究

本研究は1950年代に隆盛した生活記録運動という文章運動に焦点を合わせ、生活記録の書き手たちを個人的経験を書く実践をおこなった人たちとしてとらえ、ライフストーリー論からその特徴を把握し生活記録運動の意味をあきらかにすることを目的とした。生活記録運動は、1951年の『山びこ学校』や1952年に中津川で開かれた第一回作文教育全国協議会を契機として戦前の生活綴方運動を受け継ぎながら、大人の生活記録運動への急速に発展し、四日市や東京など各地で若い工場労働者や主婦たちをおもな書き手として広がり、紡績女工員の生活記録などの作品を生み出しながら、60年代に入り急速に退潮していったといわれる文章運動であるが、半世紀を経た現在、新たな社会学的観点から、おもに生活記録運動調査とライフストーリー論の検討という二つの調査研究に取り組んだ。前者の生活記録運動調査では(1)生活記録運動の実態把握、(2)生活記録作品の収集と分析、(3)生活記録の書き手の調査を実施した。とくに当時の生活記録運動関係者へのインタビューによる質的調査を実施して生活記録を書いた人たちの具体的な像をとらえ、50年代60年代の個人的経験を書く実践が醸成した「自己表現力のリテラシー」の意味を現在の時点において語られるライフストーリーのなかで考察した。さらに「自己の経験を読み解き書くリテラシー」の系譜が戦後の文章運動のなかでいかに跡づけられるかを「ふだん記」運動の研究成果も踏まえて検討した。平成17年度の調査研究は、(1)生活記録運動の実態調査、(2)ライフストーリー論の検討、(3)「ふだん」運動研究の総括のなかで位置づける文章運動としての特徴の分析とリテラシー論の系譜の検討、これらの3点を中心におこなった。(1)生活記録運動の実態調査は、生活記録運動全体の実態把握と生活記録作品の収集を手がけ始めることで着手した。生活記録運動の端緒となった『山びこ学校』や生活綴方運動の作品の流れを押さえつつ1950年代の状況の調査をおこなったが、次年度以降も継続していく。(2)ライフストーリー論の検討として、ライフストーリーをめぐる議論の活発な現況を概観し、質的研究方法としての特徴と意義をあきらかにする方法論的検討をおこない、『ライフストーリー・インタビュー』(桜井厚との共著)にまとめた。(3)「ふだん記」運動研究の研究成果を、『「ふだん記」運動の展開と戦後のリテラシーの変容に関する実証的研究』(平成15・16年度科学研究費補助金基盤研究(C)(2)研究成果報告書)としてまとめるなかで文章運動とリテラシー論の系譜の検討にも取り組んだ。この報告書では「ふだん記」運動全体のなかで生み出された作品を収集してデジタルデータ化しながら作品の内容分析を試みたが、同時に1968年の『ふだんぎ』創刊に至る前段階の50年代から60年代の状況に注目して、どのような経緯で『ふだんぎ』空間が成立したのかをあきらかにした。「ふだん記」運動の研究は、生活記録運動の研究とともに書くリテラシーの変遷をめぐる議論の展開の一翼をになうものである。本年度の研究は、一年めの生活記録運動の実態調査を継続し、調査結果分析と文章運動の系譜のなかでの検討を進めた。とくに、生活記録運動全体の実態把握と生活記録作品の収集、生活記録の書き手や関係者へのインタビュー調査を主な調査内容として実施した。また、一年めの調査結果をもとにインタビュー調査を継続しておこない、作品分析と文章運動の系譜のなかでの生活記録運動の意味の考察に取り組んでいる。さらに研究の中間的な成果を国際社会学会で報告した。研究経過は以下のとおりである。一、インタビュー調査-1950年代に生活記録運動に関わった関係者にインタビューを実施。とくに岐阜県と三重県において当時の生活記録運動のキーパーソンにインタビューをおこなった。二、生活記録作品分析-一年めに収集した生活記録作品の内容分析に着手した。「トピックあるいはテーマ」「時間性」「自己と他者」という観点から検討をおこなっている。その際の留意点はつぎの二点である。

(1)当時「実感べったり主義」あるいは「現実密着主義」と批判された生活記録の作品内容を現在の観点から個人的経験のストーリーとして分析。リテラシーの階級性の問題も検討する。(2)生活記録作品と戦争体験。50年代に近い過去であった戦争体験が個人的経験を書くことにどれほどインパクトになっているかを考える。三、ライフストーリー論からみるインタビュー結果と生活記録作品の検討と生活記録にあらわされた個人的経験の分析。四、文章運動の系譜の検討-調査の成果をもとに「ふだん記」運動等の文章運動の系譜で生活記録運動の意味を考える。五、中間段階での成果報告-2006年7月に南アフリカ・ダーバンで開催予定の国際社会学会リサーチコミティ38「伝記と社会」の部会で伝記的方法やライフストーリー論に関わる社会学者との議論を交わした。本年度の研究は,一年めの生活記録運動の実態調査,二年めの調査結果分析と文章運動の系譜のなかでの検討を受けて,とくに生活記録運動全体の実態把握と生活記録作品の収集,生活記録の書き手や関係者へのインタビュー調査を主な調査内容として実施した。また,これまでの調査結果をもとにインタビュー補足調査を継続しておこない,作品分析と文章運動の系譜のなかでの生活記録運動の意味の考察に取り組んできた。さらにアメリカでの実態を比較調査と国際社会学会リサーチコッミティでの報告をおこない,研究のまとめに資する理論的な観点を得た。具体的な研究経過は以下のとおりである。(1)インタビュー調査-1950年代に生活記録運動に関わった関係者にインタビューを実施。とくに長野県と長崎県において当時の生活記録運動のキーパーソンにインタビューをおこなった。(2)ライフストーリー論からみるインタビュー結果と生活記録作品の検討と生活記録にあらわされた個人的経験の分析。(3)文章運動の系譜の検討-調査の成果をもとに「ふだん記」運動等の文章運動の系譜で生活記録運動の意味とリテラシーの社会的歴史的状況を考察.(4)比較のための海外調査-日本の特徴を検討するためにアメリカ合衆国の状況を視察し,インタビューを実施。(5)成果報告-2007年12月にドイツ・ゲッティンゲン大学でおこなわれた国際社会学会リサーチコミティ38「伝記と社会」部会で研究成果の一部を報告し,伝記的方法やライフストーリー論に関わる社会学者との議論を交わした。(6)報告書の執筆。総まとめにおける全体的考察では,先行研究もふまえて生活記録運動の調査研究をもとに戦後日本における文章運動がどのような特徴をもつものであったのか,そして私たちのリテラシーにどのような影響をあたえ,変容していったのかを総括的に検討した。
独立成分分析と構造方程式モデリングの統合:新しい多変量解析のフレームワーク

初年度、観察研究に基づく因果分析においてよく用いられる線形逐次モデルが、データの非正規性を利用することによって一意に識別されることを示した。これは、陰に陽に正規分布の仮定に基づく従来法では不可能なことであった。次年度は、この結果を拡張し、より多様な(因果)モデルの探索が可能になるように試みた:(a)異質な母集団の混合への対処、(b)未観測交絡変数への対処、(c)潜在変数間の線形逐次モデルの探索である。(c)は、本研究課題の重要な目標であったが、雑誌論文が本年度採択された。これらの成果をまとめて、計量心理学の分野における最大の国際会議であるIMPS2008で招待講演を行った。本年度は,これらの結果を基礎にして、もう1つの目標である線形逐次モデルの新しい推定法の開発に取り組んだ。従来法が、独立成分分析という別の推定法を援用していたのに対し、新しい分析法は線形逐次モデルを直接に推定することが大きな特徴である。人工データによる実験では、従来法と比較して、誤りを50%減らせる場合もあった。また、ブートストラップ法による探索結果の統計的信頼性評価の共同研究も行い、最後の目標であるモデルの妥当性検証に大いに役立つ可能性が示唆された。これらについては、現在、論文を投稿中あるいは作成中である。さらに、これらの分析法を、社会学・心理学,ニューロインフォマティクス,バイオインフォマティクスの実データに適用することも進めた。研究代表者はこれまで、非正規性を利用し観測変数間の逐次モデルを探索する手法を提案した。独立成分分析(ICA)の特徴である非正規性の積極利用が、社会科学の調査データの解析においても、大変有効であることが明らかになった。しかし、まだ研究すべき課題は多く残っている。例えば、観測変数間の逐次モデルの探索法を潜在変数のある場合に拡張すること等である。潜在変数問の関係の吟味は、構造方程式モデリング(SEM)の得意とするところである。ICAとSEMのより有意義な統合(非正規構造方程式モデリング、nonnormal SEM)を試みた。データの非正規性を積極的に利用することによって、観察研究に基づく因果分析へ応用されている線形逐次モデルを一意に識別できることを示した。さらに、このフレームワークの未観測交絡変数が存在する場合への拡張を試みた。観察データに基づく因果分析においては、未観測交絡変数の存在が分析結果を大きくゆがめてしまうことが指摘されている。非正規性の積極的な利用は、このような分析の難しいケースにも従来法よりも、より多くの情報をデータから引き出せることがわかった。これらの結果は、雑誌論文(1件)、国際会議議事録(2件)として出版済あるいは予定である。なお、これらの研究は主に、在外研究を行ったフィンランド国ヘルシンキ大学のHyvarinen博士の研究グループとの共同研究の成果である。前年度、観察研究に基づく因果分析においてよく用いられる線形逐次モデルが、データの非正規性を利用することによって一意に識別されることを示した。本年度は、この結果を基礎にして、より多様な(因果)モデルの探索が可能になるように、いくつかの拡張を試みた。社会科学への適用を念頭において、次のような拡張に取り組んだ:(1)異質な母集団の混合への対処、(2)未観測交絡変数への対処、(3)潜在変数間の線形逐次モデルの探索である。(1)データの分布が、異質な母集団の混合である場合に、どのように各母集団の因果構造を推定するかについて議論した。例えば、消費者の多様性を考慮したターゲット・マーケティングに応用できる可能性がある。(2)未観測交絡変数が存在する場合への拡張を議論した(前年度の国際会議プロシーディングズを発展させた)。非正規性の積極的な利用は、このような分析の難しいケースにも、従来法よりも多くの情報を引き出せることがわかった。また、数値実験により、提案手法のパフォーマンスを検証した。(3)潜在変数間の因果モデルの探索方法についても論文を執筆し、現在投稿中である。この方法は、直接観測することのできない心理量を扱うことの多い社会科学では、特に有用だろう。

従来法が、独立成分分析という別の推定法を援用していたのに対し、新しい分析法は線形逐次モデルを直接に推定することが大きな特徴である。人工データによる実験では、従来法と比較して、誤りを50%減らせる場合もあった。また、ブートストラップ法による探索結果の統計的信頼性評価の共同研究も行い、最後の目標であるモデルの妥当性検証に大いに役立つ可能性が示唆された。これらについては、現在、論文を投稿中あるいは作成中である。さらに、これらの分析法を、社会学・心理学,ニューロインフォマティクス,バイオインフォマティクスの実データに適用することも進めた。
全身性炎症反応症候群(SIRS)におけるポリオール代謝の役割と新規治寮法の開発

感染症、虚血・再灌流障害などにより組織壊死が生じた場合、強い炎症反応が惹起され、全身性炎症反応症候群(SIRS)として腎不全が誘発され重篤な病態に陥る。現在、有効な治療法がないため効果的な薬剤の開発が必要とされている。私共はこれまでの実験から、SIRS誘発腎不全の病態にアルドース還元酵素(AR)を介したポリオール代謝が関与することを以前の実験から示してきた。今回、下肢虚血・再灌流によって惹起したSIRS病態に対し、AR阻害薬(ARI)が有効か否か、またARノックアウトマウス(AR-KO)ではSIRS病態が回避できるかを検討した。マウスでは下肢虚血・再灌流負荷により、下肢筋壊死とともにBUNおよびクレアチニン(Cr)高値がみられ、腎不全により死亡する。これらのマウスで虚血・再灌流負荷前および再灌流直後にARI(経口30mg/kg)投与した群ではBUN、Crの有意な低下を認めた。一方、再灌流後2時後にARIを投与した群ではBUN、Crの有意な低下をみなかった。一方、AR-KOへの虚血・再灌流負荷では、下肢の筋壊死が起こるもののBUN、Crは低値であり、やはりポリオール代謝を抑制することが腎不全の予防、抑制につながるものと考えられた。これらの結果は、早期SIRS病態においてARIが腎不全の発症を予防できる可能性を示しており、今後の臨床への応用が期待される。虚血・再灌流障害で組織障害の大きい場合、強い全身性炎症反応症候群(SIRS)が誘導され、その結果急性腎不全となり死亡する。この重篤な病態では対策、治療に有効なものはなく未だ高い死亡率にある。ポリオール代謝は、過剰なグルコースがミトコンドリアでの解糖系に入らず、アルドース還元酵素(AR)を介してソルビトール、ソルビトールからフルクトースへと代謝される解糖系側鎖路として作動する。この過程の亢進により補酵素であるNADPHが消費され、NO減少、グルタチオン減少となる。また、ARはこのほかアルデヒドをも基質として代謝することから、虚血・再灌流の場合、グルコース、アルデヒドの二重の負荷によりポリオール代謝が亢進し、細胞障害をもたらす可能性が高い。従って、この系を制御することは新たな治療法の開発につながる。今回の研究では、ARノックアウトマウス(KO)を用い当研究室で開発した下肢マウス虚血・再灌流障害モデルにおいて実際ポリオール代謝亢進が組織障害をもたらすことが確認された。すなわち、下肢支配血管の結紮により下肢虚血障害により、筋壊死とともにCPK上昇を起す。WTマウスに比してAR-KOではその障害程度が軽度であった。またWTマウスでの虚血・再灌流障害の下肢筋壊死、腎障害を特異的なAR阻害薬を用いることにより、有効に抑制することができた。今後、この系をさらに詳細に検討し、AR阻害薬の使用法、時期などの効果について検討し、今後の臨床応用を図る。
5軸マシニングセンタを用いた高精度リバースエンジニアリング

【研究目的】3Dプリンタを使ったものづくりは便利ではあるが、精度不足、強度不足の問題が常に付きまとう。そこで、3Dプリンタにて作製していたものを5軸マシニングセンタ(以下MC)にて削り出しで作製することで、様々な材料が選択でき、はるかに精度の良いものができる。本研究では5軸MCと3Dスキャナを用いたリバースエンジニアリング技術の確立、システムの構築を目的とする。今回の研究では人体の顔を作製する。複雑で見栄えのするもの、様々な分野の方に興味を持ってもらえるもの、オーダーメイド医療との産学連携、以上の3点を意識し人体の顔に決めた。3Dスキャナ使用時のスキャニング技術、スキャンした形状データを修正・補完する技術、5軸MCの加工技術・ノウハウを蓄積し、5軸MCを用いたリバースエンジニアリング技術を確立する。【研究方法】(1) 3Dスキャナ「EinScan-Pro」にてマネキンの顔をスキャンし、形状データを取得。(2)スキャンした形状データをポリゴンデータ編集用ソフト「Meshmixer」のスクリプト機能を使い編集。(3) 5軸MC用CAMソフト「hyperMILL」にてNCプログラムを作成。(4)シミュレーションソフト「VERICUT」にて加工プログラムの確認。(5) 5軸MCにてアルミ合金を削り出し、顔を作製。(6) 3Dプリンタ(ABS樹脂)にて顔を作製。(7) 5軸MCで削り出した製品と3Dプリンタで作製した製品を比較し、精度、強度、見た目の美しさを検証。【研究成果】5軸MCにて、アルミニウム合金を削り出し、顔を作製した。3Dプリンタよりも高精度、高強度で美しい仕上がりの顔を作製することができた。今回の研究で、3Dスキャナの当てる角度、距離、動かすスピード等のスキャニング技術、スカルプト機能を使いポリゴンデータを編集する技術、ポリゴンデータからNCプログラムを作製するCAM技術が得られ、3Dスキャナと5軸MCを使用したリバースエンジニアリング技術を確立することができた。今回はアルミニウム合金にて顔を作製したが、5軸MCを用いることで様々な材料でリバースエンジニアリングを行うことが可能となった。
異方的量子ドットを介したトンネル電流の多電子相関効果

半導体ヘテロ界面構造を用いた量子ドットでは、界面平行方向の閉じ込めポテンシャルは調和型ポテンシャルで良く近似される。界面垂直方向(z-軸)にも調和型ポテンシャルを仮定した異方的調和型閉じ込めポテンシャルを持つ量子ドットの多電子基底状態と、基底状態と量子数の異なる多電子励起状態を求めた。それより、トンネル電流のバイアス閾値に対応する化学ポテンシャル、量子ドットの静電エネルギーを記述する静電容量を求めた。N電子固有状態はz軸の回りの全軌道角運動量L〓、スピン角運動量S〓で特徴づけられる。基底状態のエネルギーE(N)の計算には、非制限ハートレーフォック法を用いた。スレーター行列の基底は、1電子ハミルトニアンの異方的調和振動子の固有関数を用いた。基底状態のエネルギーE(N)、化学ポテンシャルμ(N)=E(N)-E(N-1)、微分容量C(N)=e^2/[μ(N+1)-μ(N)]の計算を行ない、量子化効果と電子間相互作用効果の競合を明らかにした。基底状態は、横方向の閉じ込めポテンシャルが弱い場合は強磁性状態となり、強い場合はフントの規則に従った常磁性状態になる。量子化効果による1電子準位の殻構造と電子間相互作用を反映して、C(N)は電子数Nの関数として振動しながら増加する。量子ドットが界面垂直方向にも広がりを有する効果は、横方向の閉じ込めポテンシャルが強い場合にC(N)に対して無視できず、特定の電子数で顕著に現れる事が判明した。
各種網膜変性症におけるRom-1、リカバリン、アレスチン遺伝子の検討

各種の網膜変性と、網膜に特異的に発現する遺伝子異常との関係が明かにされつつある。しかしロドプシン遺伝子異常、ペリフェリン/RDS遺伝子異常などをあわせても網膜変性の原因のごく一部しか説明できない。網膜変性においては候補遺伝子アプローチが成功をおさめてきた。我々は、すでに解析してきたロドプシン、ペリフェリンRDS、ホスデューシン、β-cGMP-PDEに加えて、最近クローニングされた新しい候補遺伝子であるRom-1,リカバリン(S-モジュリン)、アレスチンについて、PCR(polymerase chain reaction)法によって各エクソンを増幅し、SSCP(single strandconformation polymorphism)法によって変異の有無を検討した。まだ検討した網膜変性の症例数は少ないが、今のところRom-1、リカバリン、アレスチンに変異を認めていない。今のところすでに報告した常染色体優性網膜色素変性(ADRP)患者に認めたロドプシン遺伝子のコドン347の異常、コドン17の異常に加えて、常染色体劣性網膜色素変性2家系に、ロドプシン遺伝子のコドン174にGGCからAGCへの変異を認めたが、家系調査から疾患と連鎖しなかった。また区画型のADRPにコドン15の変異を認めた。以上のように解析するに従って網膜変性の原因の全貌を明らかにすることの困難さがわかってきた。今回のような候補遺伝子をみていくことは、大家系を調査することの困難な本邦においては選択しやすい方法であるが、労力の割に疾患と連鎖する変異をみつけることは難しい。一方、連鎖分析によってまずその家系がどの遺伝子の異常によるものか検討することも考えられるが、本邦では解析できる家系を集めることはなかなか難しいと考えられる。したがって、今後は検索する網膜変性の症例の幅を広げるばかりでなく、もっと効率よく変異の検索のできる方法も考えていかなければならないと考える。