hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
選択フッ化および溶融塩電解法を用いた燃料デブリの処理

東北大学多元物質科学研究所にて、本年度未実行のZrO2とU2O3との(9:1,1:1,1:9)固溶体のフッ化実験を継続する。また、Zr含有フッ化物浴における電気化学計測を東京工業大学にて実施しその経験を活かしてU含有フッ化物浴における電気化学計測を東北大学多元研にて実施する。また酸化物のフッ化物への溶解挙動について、示差走査熱分析装置および広域X線吸収微細構造法を用い複合的に解析を行う。
メタン発酵における導電性担体による異種間直接電子伝達の促進因子の解明

メタン発酵プロセスは過負荷によりH2が槽内に蓄積し、破綻することがある。これまで破綻からの効果的なリカバリー手法は確立していない。近年、導電性担体によるプロセスの安定化が注目されている。導電性担体の添加は、通常の水素による電子授受よりも迅速で電子を直接授受する異種間直接電子伝達(DIET)を促す。DIETでは槽内のH2濃度に依存せず反応が進む。そのため破綻したメタン発酵槽への導電性担体の添加により、プロセスのリカバリーの円滑化が期待できる。そこで本研究では、導電性担体がDIETを促す支配因子を明らかにした後、導電性担体添加によるメタン発酵プロセスの破綻からのリカバリーの円滑化効果を評価する。
成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロンの移動機構解明と再生誘導法の開発

哺乳類脳の脳室下帯では、成体でも神経幹細胞から継続的に新生ニューロンが産生されている。これらの新生ニューロンは、鎖状の細胞塊を形成しながら移動し、嗅球で成熟ニューロンに分化する。一方で、脳傷害後には、脳室下帯の一部の新生ニューロンが鎖状で傷害部へ向かって移動し、失われたニューロンを再生することから、鎖状の新生ニューロン移動制御が成体脳内のニューロン移動に重要だと考えられる。また、ニューロン移動の調節には、微小管を制御する中心体や、細胞外シグナルを受け取って細胞内に伝達することが知られている一次繊毛が重要な役割を果たすと考えられている。しかし、成体脳を移動する新生ニューロンの接着や中心体、一次繊毛の制御については不明である。そこで本研究では、成体大脳皮質の脳梗塞モデルを用い、成体脳内における新生ニューロンの移動機構を解明することを目的とした。新生ニューロンが成体脳内を移動する際には、鎖状の細胞塊を形成しながら移動することから、新生ニューロン間の細胞接着が重要であると考えられた。そのため、新生ニューロンの細胞間接着制御を調べることは、本研究課題の目的である新生ニューロン移動機構の解明につながると考えられる。そこで、当該年度においては、細胞間接着分子に着目し、正常脳と傷害脳内を移動する新生ニューロンにおける細胞間接着分子の発現を調べた。さらに、中心体や一次繊毛の詳細な構造や細胞間接着に関する構造の詳細を調べるために、電子顕微鏡解析を行った。これらの結果から、成体脳内を移動する新生ニューロンにおいて、中心体や一次繊毛が重要な役割を担う可能性が示唆された。また、鎖を形成する新生ニューロンの細胞間接着の制御機構に今回着目した細胞間接着分子が重要な働きをしていることが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類脳の脳室下帯には、成体でも神経幹細胞が維持され、継続的に新生ニューロンが産生されている。新生ニューロンは、鎖状の細胞塊を形成しながら移動し、嗅球で成熟ニューロンに分化する。一方で、脳傷害後には、脳室下帯の一部の新生ニューロンが鎖状で傷害部へ向かって移動し、失われたニューロンを再生することから、新生ニューロン同士の接着制御が成体脳内の移動に重要だと考えられる。また、新生ニューロンが移動する際には、中心体や細胞骨格を適切に制御する必要があり、胎生期では、中心体や一次繊毛が新生ニューロンの移動制御に関与することが報告された。そこで本研究では、成体大脳皮質の脳梗塞モデルを作製し、正常脳と比較することで新生ニューロンの移動機構を解明することを目的とした。当該年度においては、傷害部へ向かう新生ニューロンの移動動態や足場との関係、中心体と一次繊毛の微細構造を解析した。具体的には、新生ニューロンと移動の足場との関係を調べるために、固定したマウス脳の切片を作製し、新生ニューロンや脳内の各細胞種特異的なマーカーの抗体を用いて二重染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。さらに、新生ニューロンの移動動態を調べるために、ライブイメージングによる新生ニューロン移動の経時的観察を行った。また、新生ニューロンと周囲の環境や新生ニューロンにおける中心体と一次繊毛の微細構造を調べるために、電子顕微鏡を用いて観察した。当該年度に計画していた研究を全て実施し、成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロン移動の移動動態や足場、中心体や一次繊毛の微細構造に関する研究成果が得られたため。また、胎生期では、中心体や一次繊毛が新生ニューロンの移動制御に関与することが報告された。そこで本研究では、成体大脳皮質の脳梗塞モデルを用い、成体脳内の新生ニューロンの移動機構を解明することを目的とした。そこで、当該年度においては、正常脳と傷害脳における新生ニューロンの細胞間接着の微細構造について電子顕微鏡を用いて調べた。さらに、新生ニューロンの中心体と一次繊毛の動態を調べるために、それらの構造を蛍光タンパク質で標識するプローブを培養新生ニューロンに導入し、タイムラプスイメージング法にて解析した。本研究課題の目的である成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロン移動機構を解明するべく、鎖状の新生ニューロン移動制御と関わりが深いと考えられる細胞間接着に着目した。その結果、新生ニューロンにおける細胞間接着の分子機構の解明につながる研究成果が得られたため。

哺乳類脳の脳室下帯では、成体でも神経幹細胞から継続的に新生ニューロンが産生されている。これらの新生ニューロンは、鎖状の細胞塊を形成しながら移動し、嗅球で成熟ニューロンに分化する。一方で、脳傷害後には、脳室下帯の一部の新生ニューロンが鎖状で傷害部へ向かって移動し、失われたニューロンを再生することから、鎖状の新生ニューロン移動制御が成体脳内のニューロン移動に重要だと考えられる。また、ニューロン移動の調節には、微小管を制御する中心体や、細胞外シグナルを受け取って細胞内に伝達することが知られている一次繊毛が重要な役割を果たすと考えられている。しかし、成体脳を移動する新生ニューロンの接着や中心体、一次繊毛の制御については不明である。そこで本研究では、成体大脳皮質の脳梗塞モデルを用い、成体脳内における新生ニューロンの移動機構を解明することを目的とした。新生ニューロンが成体脳内を移動する際には、鎖状の細胞塊を形成しながら移動することから、新生ニューロン間の細胞接着が重要であると考えられた。そのため、新生ニューロンの細胞間接着制御を調べることは、本研究課題の目的である新生ニューロン移動機構の解明につながると考えられる。そこで、当該年度においては、細胞間接着分子に着目し、正常脳と傷害脳内を移動する新生ニューロンにおける細胞間接着分子の発現を調べた。さらに、中心体や一次繊毛の詳細な構造や細胞間接着に関する構造の詳細を調べるために、電子顕微鏡解析を行った。これらの結果から、成体脳内を移動する新生ニューロンにおいて、中心体や一次繊毛が重要な役割を担う可能性が示唆された。また、鎖を形成する新生ニューロンの細胞間接着の制御機構に今回着目した細胞間接着分子が重要な働きをしていることが示唆された。本研究課題では今後も、成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロン移動機構を解明するための実験を計画している。平成29年度は、成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロンにおける移動機構を解明するために、移動中の新生ニューロンにおける中心体や一次繊毛の動態の解析をする。現在、脳室下帯由来の新生ニューロンの中心体や一次繊毛を可視化するためのプローブを用い、実験手法の確立を行っている。本研究課題では今後も、成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロン移動機構の解明するための実験を計画している。平成30年度は、成体大脳皮質傷害部へ向かう新生ニューロンにおける移動機構を解明するために、細胞間接着の微細形態および分子機構の解析を行う。明らかにされたメカニズムを応用することで、傷害脳における神経再生誘導法の確立を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
高齢者長期ケア施設に日常倫理に基づくケアを確立する看護管理支援ツールの開発

看護管理支援ツールとして、高齢者ケアチームのリーダーを対象とした研修プログラムを開発した。研修は、日常倫理の基本的知識と現状での課題、管理実践の講義と参加者自身の体験を基にしたグループワークで構成された。研修プログラムの評価は、合計6つの研修、延べ参加者137名の質問紙調査で行った。あなた自身の高齢者ケアに役立つと回答した人は95.8%、組織やケアチームでリーダシップを発揮する上で役立つと回答した人は91.8%であった。開発した研修プログラムは日常倫理の問題に気づき、管理的視点でアセスメントすること、リーダーとしてのモチベーション維持効果があったことが示唆された。本研究は、高齢者長期ケア施設に日常倫理に基づくケアを確立する看護管理実践を支援するツールを開発することである。平成26年度は、主に看護管理者を対象とした研修教材(ツール)と研究フィールドの開発を計画し下記のことを実施した。1.介護老人福祉施設の看護管理者および介護老人保健施設の看護管理者に研究代表者が25年度までに開発した「高齢者長期ケア施設に日常倫理に基づくケアを確立する看護管理実践モデル」の概要を説明し、研修のニーズおよび開発した管理実践モデルの活用方法に関しての意見を聴取した。2.研究フィールドとして、A県B市C地区の介護老人福祉施設で組織する連絡会の代表者と日常倫理に基づくケアに関する研修の案を立案し27年度に実施の方向で計画を進める合意を得た。3.看護管理者から聴取した研修ニーズから、高齢者長期ケア施設の看護管理者に日常倫理に基づくケアという考え方を普及していく必要性を明確にすることができ、普及するために必要な日常倫理に基づくケアについて説明するツールの案を作成した。4.意見を聴取した看護管理者のネットワークを通して、国内で高齢者長期ケア施設の看護管理者として日常ケアに関する情報発信を行っている人、また、入所者の尊厳を保持した生活を保証するケアの確立に取り組み成果を出している看護管理者を推薦いただき、27年度に研究協力依頼ができる準備をした。27年度に開発を行った支援ツールは、看護管理者を含め、施設における高齢者ケアチームのリーダーを対象とした相互支援型の研修プログラムと研修用教材であった。開発の経過は、1.研究者が今までの研修や大学院の授業等で行った「日常倫理に基づくケアを確立する看護管理実践」に関する教育実践の経験と文献検討から研修で用いる教材を作成した。2.組織や地区等の既存の研修枠を利用した研修を計画した。研修の企画者と研究者で研修参加者の特性に合わせ研修教材をアレンジし、グループワークの方法を検討した。3.研修を実施し、研修プログラムの評価をするために参加者へのアンケートを実施した。結果:A県B市C地区の介護老人福祉施設で組織する連絡協議会の参加施設の看護師と介護士、C地区内の介護老人保健施設施に勤務する看護管理者を対象とした、研修参加者が相互支援できることを狙ったワークを実施した。参加者は44名であった。参加者のアンケートからは、研修テーマや方法に関しては、全ての参加者が肯定的な評価をしていたが、時間配分やグループワークのファシリテートに課題があることが明らかになった。開発している研究プログラムと研修教材は、日々繰り返される日常生活援助に倫理的な問題を感じているが、リーダーとしての介入方法に困難感を感じている看護職、介護職に有益であると考えられた。28年度は、27年度の研修プログラムと教材を基盤に、明らかになった課題を考慮し、研修実施地域、対象者に合わせてプログラム案を修正したうえで研修の実施・評価を行っていく。これらによって、高齢者長期ケア施設において日常生活援助に倫理的側面での問題意識をもち管理的な視点で解決策を見いだせるリーダーを支援するツールの開発が可能であると考えられる。27年度、本研究で開発する看護管理者支援ツールは、研修プログラムと研修で用いる教材であった。研修プログラムと研修教材の案を作成するために研究者自身の教育実践が必要であったことがやや遅れる原因の一つであった。二つ目の理由としては、開発する研修プログラムを継続的に実施可能なものにするために、既存の研修枠を利用したプログラムにする必要があり、そのために、計画は27年度内にできても実施は28年度になってしまった。支援ツールとは、看護管理者を含め、施設における高齢者ケアチームのリーダーを対象とした相互支援型の研修プログラムと研修用教材である。28年度は、27年度に作成した研修テキストと研修プログラムを修正し、合計6回の研修を実施し、研修の評価を目的とした質問紙調査を行った。研修の実施は、施設や団体の研修ニーズにあわせることに主眼をおき、施設や団体の既存の研修や授業の一部として実施した。結果:研修プログラムのは、1日常倫理に関する知識、看護管理やリーダーシップと倫理的ケア実践の関係、日常倫理の問題の明確化と倫理的問題が生じている原因や誘因の探索方法に関してテキストを用いて解説する、2参加者が日常ケアで感じている倫理的問題ついて、生じている原因や誘因、リーダーとしての介入方法をグループワークで検討する、3ワークの結果を全体共有する、の3部で構成した。研修の実施は、高齢者長期施設で組織する連絡協議会の研修、病院、大学院、認定看護師養成課程、団体主催の研修会であ、参加者の延べ人数は、143名、内訳は、看護職94名、介護職49名であった。

研修終了後の質問紙調査では、研修が今後の自分の高齢者ケアに役立つと思うかの問いに、「大いに役立つ」、「役立つ」に回答した者の割合が、各々の研修で、97%、94%、95%、100%、100%、92%であった。また、組織やケアチームでリーダーシップを発揮していく上で役立つかに関しては、95%、91%、95%、100%、100%、77%の参加者が「大いに役立つ」、「役立つ」と回答していた。自由記載欄からは、倫理的問題をケアスタッフ個々の問題としではなく、ケアチームの課題として取り組むための方策を見いだすことの重要性を学ぶ機会になっていたことが示唆された。開発した研修プログラムを継続的に実施可能なものにするためには、研修を実施する対象施設の既存の研修プログラムの一部で行うこと、研修実施施設や団体の研修ニーズに合わせ、研修実施時期、方法を検討する必要があり、そのための研究者と研修主催者との調整に時間を要した。結果、28年度は6つの研修を実施し参加者の参加後の評価を質問紙で回答いただけたが、質問紙調査の分析、解釈し管理者支援ツールを洗練するところまでは至らなかった。最終年度は、研究期間に実施した研修を評価し、看護管理実践を支援するツールとして高齢者ケアチームのリーダーを対象とした相互支援型の研修プログラムと教材を作成することであった。研修プログラムと教材は、日常倫理に関する基本的知識と現状で生じている倫理的問題、問題解決のための管理実践を説明する第1部と参加者自身の体験を基にしたグループワークの第2部で構成された。研究期間中に実施したのは合計6研修で、複数の高齢者ケア施設の看護・介護リーダーが合同の研修が2件、現役の看護師を対象にした研修が1件、養型病床を有する施設での研修が1件、複数の高齢者ケア施設の看護師を対象とした研修が1件、認定看護師養成課程の授業が1件であった。研修の延べ参加人数は145名で、うち同意があった143名の調査票でプログラムの評価を行った。本研修の内容が今後のあなたが行う高齢者ケアに役立つと思うかに「役立つ」と回答した人は、137名(95.8%)で、今後、あなたが組織やケアチームでリーダーシップを発揮していく上で役立つかには、130名(91.8%)が「役立つ」と回答していた。自由記載欄から抽出された効果は、「日常ケアに役立つ知識が得られた」、「日頃のケアの振り返りになった」、「倫理観の大切さが再認識できた」、「倫理的な問題をチームの問題として解決する方法が学べた」、などであった。研修の方法に関しては、「グループワークの時間が不足」、「他の施設のリーダーと課題を共有でき有意義」「他の施設の改善例が今後のリーダー業務の参考になった」、「他の施設のリーダーの話し合いの進め方が参考になった」などであった。開発した研修プログラムは日常倫理の問題に気づき管理的視点でのアセスメントすること、また、多職種や多機関、他部署のリーダーのグループワークは、リーダーとしてのモチベーション維持効果があったことが示唆された。看護管理支援ツールとして、高齢者ケアチームのリーダーを対象とした研修プログラムを開発した。研修は、日常倫理の基本的知識と現状での課題、管理実践の講義と参加者自身の体験を基にしたグループワークで構成された。
酵素法によるキトサンからの新規オリゴ糖の生成

土壌より分離した2種の糸状菌、Aspergillus terreus K3およびAspergillus awamori K4のふすま麹式固体培養を行ったところ、0.23および0.08U/g-branのキトサナーゼが得られた。より高活性のK3生産キトサナーゼの最適および安定pHは5付近および4から6付近で、最適および安定温度は60付近および50°C以下であった。この酵素を80%硫安塩析、脱塩後、DEAEセファデックスA-50で精製したところ二つのキトサナーゼ活性区分、F1およびF2が得られた。F1はCMCアーゼ活性を、F2はアビセラーゼ活性を有し、それぞれセルラーゼのエンド型およびエキソ型に相当するものと推察された。これら酵素区分のキトサン分解性は異なり、F1では反応初速度は高いが反応進行とともに減少し、分解限界が4%程度となりグルコサミンおよび2糖と3糖のキトサンオリゴ糖の生成が認められた。一方、F2では逆に生成還元糖は反応とともに徐々に増加し、分解限界は11%程度となり、生成糖組成は2から6糖でありエンド型の酵素であることがわかった。これら二つの酵素区分を等量比で混合し反応させたところ、F2のみと同程度の分解限界となったが、生成糖組成(2から6糖)は異なり、F2のみで3および4糖がそれぞれ30%程度と多いのに対し、混合酵素では5糖が35%と最も多くなった。これら酵素区分混合比を変えることで生成キトサンオリゴ糖の組成を調整できることが推察された。これら酵素区分の転移作用の有無については未確認であるが、キトサン分解反応にグルコース、マンノース、フルクトースおよびキシロースを加えこれら単糖へのグルコサミン転移性について検討したが、これら糖への転移反応は起こらなかった。
雌性外生殖器のリモデリングにおけるセマフォリンの新規作用機構の解明

マウスは5週齢の性ホルモン分泌急増に伴い皮膚近傍の膣末端部上皮細胞の細胞死(アポトーシス)が誘導され、膣腔が皮膚に貫通(膣開口)する組織リモデリング現象を経て生殖器発達が完成する。私共の解析から、セマフォリン分子群に属するセマフォリン4D(Sema4D)の遺伝子欠損マウスでは、膣開口が起こらず膣閉鎖を発症し、5週齢マウス膣末端部におけるアポトーシス細胞の顕著な減少が明らかになった。20072008年度科学研究費研究計画実施の結果、Sema4Dのマウス膣上皮細胞に対するアポトーシス誘導作用が証明され、Sema4Dによるアポトーシス誘導にはPlexin-B1受容体が関与することが判った。マウスは5週齢で性ホルモン分泌の急増に伴い皮膚近傍の膣末端部にアポトーシスが誘導される結果、膣腔が皮膚に貫通し(膣開口)、生殖器発達が完成する。しかし、この生後の組織リモデリング現象において、性ホルモン作用からアポトーシスに至るメカニズムの詳細は不明のままであった。私共の解析から、セマフォリン分子群に属するセマフォリン4D(Sema4D)の欠損マウスでは、膣開口が起こらず膣閉鎖が発生することが判明した。セマフォリン(Semas)は従来、神経成長円錐の伸長方向を決める軸索ガイダンス分子として同定されてきたが、免疫機能や血管新生など多彩な作用を発揮する。膣閉鎖の原因を探る解析から、5週齢マウス膣末端部の膣上皮で検出されるアポトーシス細胞が、膣閉鎖を有する同週齢Sema4D欠損マウスで顕著に減少していることが判った。Sema4Dのアポトーシス誘導作用を証明するため、Sema4D欠損マウス由来の培養膣上皮細胞にレコンビナントSema4Dを添加するとアポトーシス細胞が有意に増加することが判明した。さらに、Sema4Dのアポトーシス誘導作用に関わる受容体を同定するために、Plexin-B1受容体特異的small interfering RNA(siRNA)発現レンチウイルスにて培養膣上皮細胞のPlexin-B1受容体発現をノックダウンすると、Sema4Dによるアポトーシス誘導が有意に減弱することが判った。またPlexin-B1受容体欠損マウス由来の培養膣上皮細胞ではSema4Dによるアポトーシス誘導が正常膣上皮細胞と比較し有意に減弱することも判明した。従ってSema4Dは5週齢マウス膣上皮のPlexin-B1受容体に結合しアポトーシスを誘導する結果、性ホルモン変化から惹起される組織リモデリング現象にnon-redundantな役割を担うことが示唆された。マウスは5週齢の性ホルモン分泌急増に伴い皮膚近傍の膣末端部にアポトーシスが誘導され、膣腔が皮膚に貫通し(膣開口)、生殖器発達が完成する。しかし、この組織リモデリング現象において性ホルモン作用からアポトーシスにいたるメカニズムは不明のままであった。私どもの研究からセマフォリン分子群に属するセマフォリン4D (Sema4D)の遺伝子欠損マウスでは膣開口が起こらず5週齢マウス膣末端部におけるアポトーシス細胞数が顕著に減少することが判明した。またSema4Dの膣上皮細胞に対するアポトーシス誘導作用が証明され、Plexin-B1受容体の関与が示唆された。次に初代培養膣上皮でR-Ras機能やRhoキナーゼ活性を抑制しアポトーシス誘導に関わる細胞内シグナル伝達経路を解析した結果、Rhoシグナル伝達系の重要性が明らかとなりセマフォリンによるアポトーシス誘導機構解明の手掛かりを得ることができた。さらに5週齢のエストロゲン急増の時期にSema4Dシグナルが増強される仕組みを明らかにするため、5週齢前後の膣組織についてPlexin-B1受容体のウェスタン・プロットを行った結果、45週齢ではシグナル増強型のみが検出され8週齢では前駆体のみが検出された。そのため性ホルモン分泌が急増し膣開口の起きる45週齢の膣組織ではPlexin-B1は活性型として存在し生殖器発達が完成する8週齢ではPlexin-B1は不活性化されることが判った。また45週齢の膣組織でproprotein convertaseのPACE4を検出した。従って性ホルモン分泌急増に伴いPACE4などのproprotein convertaseによりPlexin-B1が切断されシグナル増強型に変換しSema4Dのアポトーシス誘導作用が出現することが示唆された。
非線形相関性に着目した多次元生体信号のネットワーク解析

多次元生体信号のネットワーク解析は、その信号発生の機序を知るうえで非常に有用なツールとなる。脳機能解析においては盛んにネットワーク解析が行われているが、そのほとんどがピアソン積率相関係数を用いた線形相関解析に終始している。生体信号のネットワーク解析においては、その信号伝播経路を反映した時間遅れや、信号伝播機構の非線形性などを考慮したネットワーク解析法が望まれる。また多変量間のピアソン積率相関係数は見かけ上の相関、すなわち他の変数からの影響による相関を含んでいるため、これを利用したネットワーク解析では実際のネットワーク構造を見誤る可能性が高い。本研究では、研究代表者らが開発した難治性てんかんのネットワーク解析法を拡張し、時間遅れ、偏相互相関関数、および非線形相関関数を導入した新たな生体信号のネットワーク解析法を確立し、実生体信号へ適用し、評価・検証することを目的としている。平成30年度は時間遅れに基づいた情報量の伝達方向を考慮したネットワーク解析法を導入した.我々の提案解析法のシンプルな拡張として相関関数における最大相関値を示す遅れ時間τの正負を用いて情報の伝搬方向を決め,外向きのコネクティビティ強度が最大となるチャネルを根とする有向最小木を構成する方法である.第2に,我々が提案しているネットワーク解析法では、相互相関関数を用いてコネクティビティ強度を定義しているが,一般にn個の変数x1,x2,...,xnのうち2変量x1とx2の相関関数には、残りの変量x3=(x3,...,xn)の影響も含まれている。このような場合、本ネットワーク解析法ではネットワーク構造を見誤る可能性があるため、このような影響を取り除いた偏相互相関関数を導出し、提案のネットワーク解析法を拡張した.有向最小木を用いた新たなネットワーク解析法を用いて,実データであるてんかん皮質脳波の解析に応用した.研究実施計画にある時間遅れを考慮したネットワーク解析法に関して研究を進めた.一つは,現存の提案モデルのシンプルな拡張である相関関数における最大相関値を示す遅れ時間τの正負を用いて情報の伝搬方向を決め,有向最小木を構成する方法を提案した.また,複数チャネル間のコネクティビティを求める際に,相互相関関数を用いるとネットワーク構造を見誤る可能性を指摘し、このような影響を取り除いた偏相互相関関数による新たなコネクティビティ強度を提案し,提案のネットワーク解析法を拡張した.また実際にこれらのネットワーク解析法を実データであるてんかん患者の皮質脳波に適用し,有向最小木によるネットワーク解析を行った結果,てんかん焦点の同定や伝播経路の推定が他のモダリティによる総合的な診断結果と一致するものであった.今後,非線形性や因果性を考慮したネットワーク解析法に改良する必要があると考えられるが,その前段階として、方法論ならびに実データへの適用が行えたことなどを鑑みると、概ね順調に研究目的の達成する方向に進展していると評価した。今後の研究の推進方策としては,てんかん患者の皮質脳波を主たる試金石として,ネットワーク解析法のさらなる進展を目指す.そのために,次年度は線形モデルにおける因果性の導入する.ネットワーク解析において、信号の向きを考えるために一般的によく利用されるグレンジャー因果性を導入し、コネクティビティ強度に方向性を持たせるように拡張する.これを本年度導入した相関関数における最大相関値の遅れ時間の正負による方向性を持つコネクティビティ強度と比較検討する.比較する際に,先に示したてんかん患者の皮質脳波を試金石として評価を進める.現状では,最小木を構成することによってネットワーク解析を行っているが,これは閉路を構成するネットワーク解析には適用できない.試金石としているてんかん患者の異常興奮脳波の伝搬も閉路がないとは言えないため,閉路を考慮したネットワーク解析法についても検討する.また,我々の提案するネットワーク解析法とストロガッツらのネットワーク理論から導かれるマクロなネットワーク特徴量との比較も行う必要があると考えている.さらに非形相関として相互情報量の導入も視野に入れつつ,文献調査も進める.多次元生体信号のネットワーク解析は、その信号発生の機序を知るうえで非常に有用なツールとなる。

このような場合、本ネットワーク解析法ではネットワーク構造を見誤る可能性があるため、このような影響を取り除いた偏相互相関関数を導出し、提案のネットワーク解析法を拡張した.有向最小木を用いた新たなネットワーク解析法を用いて,実データであるてんかん皮質脳波の解析に応用した.研究実施計画にある時間遅れを考慮したネットワーク解析法に関して研究を進めた.一つは,現存の提案モデルのシンプルな拡張である相関関数における最大相関値を示す遅れ時間τの正負を用いて情報の伝搬方向を決め,有向最小木を構成する方法を提案した.また,複数チャネル間のコネクティビティを求める際に,相互相関関数を用いるとネットワーク構造を見誤る可能性を指摘し、このような影響を取り除いた偏相互相関関数による新たなコネクティビティ強度を提案し,提案のネットワーク解析法を拡張した.また実際にこれらのネットワーク解析法を実データであるてんかん患者の皮質脳波に適用し,有向最小木によるネットワーク解析を行った結果,てんかん焦点の同定や伝播経路の推定が他のモダリティによる総合的な診断結果と一致するものであった.今後,非線形性や因果性を考慮したネットワーク解析法に改良する必要があると考えられるが,その前段階として、方法論ならびに実データへの適用が行えたことなどを鑑みると、概ね順調に研究目的の達成する方向に進展していると評価した。今後の研究の推進方策としては,てんかん患者の皮質脳波を主たる試金石として,ネットワーク解析法のさらなる進展を目指す.そのために,次年度は線形モデルにおける因果性の導入する.ネットワーク解析において、信号の向きを考えるために一般的によく利用されるグレンジャー因果性を導入し、コネクティビティ強度に方向性を持たせるように拡張する.これを本年度導入した相関関数における最大相関値の遅れ時間の正負による方向性を持つコネクティビティ強度と比較検討する.比較する際に,先に示したてんかん患者の皮質脳波を試金石として評価を進める.現状では,最小木を構成することによってネットワーク解析を行っているが,これは閉路を構成するネットワーク解析には適用できない.試金石としているてんかん患者の異常興奮脳波の伝搬も閉路がないとは言えないため,閉路を考慮したネットワーク解析法についても検討する.また,我々の提案するネットワーク解析法とストロガッツらのネットワーク理論から導かれるマクロなネットワーク特徴量との比較も行う必要があると考えている.さらに非形相関として相互情報量の導入も視野に入れつつ,文献調査も進める.次年度使用額が生じた理由は以下の通りである.(1)当初予定していた国際会議への旅費を執行しなかったために,旅費の執行率が下がったことによる.一方で,設備備品費として計上していた計算機サーバシステムの購入にあたっては,平成30年度の夏季期間に起きた集中豪雨や台風による自然災害に対応するために,特に落雷等による電源消失に対応するための措置として,無停電電源装置を導入したため,当初予算よりも執行額が増額した.その結果差し引き,6万円の次年度使用額が生じた.次年度はこの差額を旅費の増額分として使用する予定である.
航空機バードストライクのリスクアセスメントに関する基礎的研究

鳥衝突データベースの解析を進めるために、前年度の米国、英国に、フランスとドイツを追加するべく、両国の担当者と交渉を行ってきた。入手は確約されたが、公式データベースとするための承認手続きが期限内に得られず、継続となった。後述のように、より多くの国のデータを解析することが要請され、ロシア、イタリア、ノルウェー等の欧州各国のデータベースも含めて展開することになった。またカナダのデータベースでは、高度の情報が一切含まれないという欠陥も見つけ、同国への勧告を発信した。(2)鳥分布関数の測定のために、米国イリノイ大学と共同研究をすすめ、ダラス空港(DFW)での新型鳥レーダーのデータ解析を共同で行うこととなり、一部の仮データを入手した。その結果、レーダでの観測は、空港直近での観測に誤差が大きいことが判明した。500フィート以上の高度でのデータを引き続き解析中である。(3)市販の3Dビデオ装置で取得したステレオ画像を解析することで、300m(1000ft)程度までの飛翔体の位置測定が十分可能であることを確認した。この技術を発展応用することで、空港での野鳥対策担当官による情報収集をより容易に、さらには高精度にすることが期待された。(4)鳥衝突世界大会(Norway)で研究成果の一部を発表・討論することで、より確度の高い理論研究とすることができた。特に大陸間での比較から、大陸や地域によらない、普遍性のある鳥衝突発生の高度依存性は各国の航空安全担当者の間での評価が高く、より多くの国を巻き込んだ今後の展開が期待された。(1)鳥衝突データベースの解析を進めるために、前年度の米国、英国に、フランスとドイツを追加するべく、両国の担当者と交渉を行ってきた.入手は確約されたが、公式データベースとするための承認手続きが期限内に得られず、継続となった.後述のように、より多くの国のデータを解析することが要請され、ロシア、イタリア、ノルウェー等の欧州各国のデータベースも含めて展開することになった.またカナダのデータベースでは、高度の情報が一切含まれないという欠陥も見つけ、同国への勧告を発信した.(2)鳥分布関数の測定のために、米国イリノイ大学と共同研究をすすめ、ダラス空港(DFW)での新型鳥レーダーのデータ解析を共同で行うこととなり、一部の仮データを入手した.その結果、レーダでの観測は、空港直近での観測に誤差が大きいことが判明した.500フィート以上の高度でのデータを引き続き解析中である.(3)市販の3Dビデオ装置で取得したステレオ画像を解析することで、300m(1000ft)程度までの飛翔体の位置測定が十分可能であることを確認した.この技術を発展応用することで、空港での野鳥対策担当官による情報収集をより容易に、さらには高精度にすることが期待された.(4)鳥衝突世界大会(Norway)で研究成果の一部を発表・討論することで、より確度の高い理論研究とすることができた.特に大陸間での比較から、大陸や地域によらない、普遍性のある鳥衝突発生の高度依存性は各国の航空安全担当者の間での評価が高く、より多くの国を巻き込んだ今後の展開が期待された.鳥衝突データベースの解析を進めるために、前年度の米国、英国に、フランスとドイツを追加するべく、両国の担当者と交渉を行ってきた。(1)鳥衝突確率の理論をPointDynamics理論を用いて単純モデル化することができた。そこでは、鳥衝突確率と、鳥分布を高度の関数として表すことで、既存のデータベースや今後構築すべきデータ取得についての指針を明らかにされた。(2)米国FAAと国交省航空局の鳥衝突データベースを使って、衝突確率が高度に対して3層になっていることが判明した。(3)米国イリノイ大学によって取得された米国の空港における鳥高度分布データを用いて、理論の検証が可能かどうかを試みた。鳥高度分布のデータの信頼性が、鳥レーダーのデータだけからでは、それほど期待できず、あきらかな差異が見られることがわかった。

しかし定性的には、本方法で理論の検証や、今後の予防対策に対する指針が得られるであろう感触は得られた。(4)独自に鳥高度分布を取得するための方法の開発を試す意味で、市販の3Dビデオ装置を用いて、飛翔ベクトルの取得原理の検証を行った。その結果、用いたもの程度の装置により原理的に十分可能であることが分かったが、測定範囲を空港全体に広げるための設計指針等を得ることができた。(5)今年度の研究の一部を、鳥衝突委員会北米大会において発表し、議論を行った。(1)PointDynamicsによる衝突確率理論では、従来提案されていた鳥密度ではなく、鳥飛翔フラックスを導入することで、より正しい衝突確率の推定が行えることがわかり、これまでの鳥衝突記録から得られている直観的理解と矛盾することのない傾向を定性的に導くことができた.(2)この理論の検証には、鳥密度の高度分布を使うことが手始めとして提案できるが、このデータの把握はこれまでほとんど行われておらず、米国FAAのデータを入手して利用することができたが、その信頼性に疑義があることが判明した.したがって、本研究で別途行ってきた、鳥ベクトルの捕捉手法の開発の重要性が再認識された.(3)過去の鳥衝突データベースを本格的に利用することはこれまでほとんど行われておらず、宝の持ち腐れの感があったが、米国FAA,イギリスCAAのデータベースと、日本国交省の鳥衝突データベースを解析することで、鳥衝突の高度分布に普遍的な傾向があることが判明した.この事実を、理論によって検証する対象とすることになった.(4)米国で行われた鳥衝突北米大会での発表と議論から、本研究の意義と方向性について、世界の担当者から認知をうけることができ、生物学関係者からも多くの関心が寄せられた.(1)鳥衝突データベースのより詳細な解析を行う.欧州EASAのデータベース調査並びに担当者との議論を翌年に行うことにした。(2)鳥分布関数の準備を行う.既存のデータの探索、あるいは、本方法で開発した装置を使用して、羽田空港での観察を計画中.(3)鳥衝突世界大会(Norway)での発表と議論を通じて、国際共同研究の可能性について探る(4)より規模の大きな鳥ベクトル観察装置を設計し、可能性を検討する.(1)データ取得および解析のための費用.(2)鳥衝突世界大会への参加旅費
壁面剪断乱流中の3次元拡散の数値予測に関する研究

最近関心の高まってきた電子機器の冷却問題あるいはエネルギープラント内の管内流動などでは,しばしば非一様な熱的境界条件の下で発生する三次元拡散問題がその解析の対象となる.このような場合には,従来の解析方法では極めて精度が悪く,工学上の緊急性から新しい解析方法の開発が望まれている.ところが,三次元の拡散問題は二次元の場合とは異なり,壁面近傍で乱流拡散係数が非等方で乱流プラントル数も一定でなく,又信頼し得る実験データも存在しない状況であるため,有効な数値解析方法は今のところ確立されていない.そこで本研究では三次元スカラー拡散問題に関する基礎的データを得るために,二次元チャンネル内乱流中に存在する不連続な熱源からの三次元拡散の実験を行った.この結果に基づいて,壁面近くの非等方的な挙動を示すスパン方向の乱流拡散係数に対してモデルを行なった.モデル化を行なう際には,壁垂直方向の乱流拡散係数に対するスパン方向の乱流拡散係数の比を考えることにより,物理的意味のあるモデル式を開発した.次に,乱れの散逸率を表現する長さスケールとして,壁から十分に離れた高レイノルズ数域と壁近傍の低レイノルズ数域で成立するものを各々理論的に考え,これらを乱流混合に与かる乱れの長さスケールと関係づけられる方法によって新たなk-ε乱流モデルを提案した.この乱流モデルにより,既存のk-εモデルにおいて基本的な問題点として残されていた壁面近傍での乱流諸量の特性,及び内部流れの管路中心部での渦粘性係数の挙動を正確に予測できることを確認した.これらのモデルを周方向に非一様な加熱を伴う円管内乱流の三次元拡散に対して適用することにより,有効な数値予測ができることを確認した.以上の研究結果により,従来よりも精度の高い壁面剪断乱流の熱伝達の予測が可能となり,又三次元スカラー拡散問題に対して有効な数値予測方法の手がかりを得た.最近関心の高まってきた電子機器の冷却問題あるいはエネルギープラント内の管内流動などでは,しばしば非一様な熱的境界条件の下で発生する三次元拡散問題がその解析の対象となる.このような場合には,従来の解析方法では極めて精度が悪く,工学上の緊急性から新しい解析方法の開発が望まれている.ところが,三次元の拡散問題は二次元の場合とは異なり,壁面近傍で乱流拡散係数が非等方で乱流プラントル数も一定でなく,又信頼し得る実験データも存在しない状況であるため,有効な数値解析方法は今のところ確立されていない.そこで本研究では三次元スカラー拡散問題に関する基礎的データを得るために,二次元チャンネル内乱流中に存在する不連続な熱源からの三次元拡散の実験を行った.この結果に基づいて,壁面近くの非等方的な挙動を示すスパン方向の乱流拡散係数に対してモデルを行なった.モデル化を行なう際には,壁垂直方向の乱流拡散係数に対するスパン方向の乱流拡散係数の比を考えることにより,物理的意味のあるモデル式を開発した.次に,乱れの散逸率を表現する長さスケールとして,壁から十分に離れた高レイノルズ数域と壁近傍の低レイノルズ数域で成立するものを各々理論的に考え,これらを乱流混合に与かる乱れの長さスケールと関係づけられる方法によって新たなk-ε乱流モデルを提案した.この乱流モデルにより,既存のk-εモデルにおいて基本的な問題点として残されていた壁面近傍での乱流諸量の特性,及び内部流れの管路中心部での渦粘性係数の挙動を正確に予測できることを確認した.これらのモデルを周方向に非一様な加熱を伴う円管内乱流の三次元拡散に対して適用することにより,有効な数値予測ができることを確認した.以上の研究結果により,従来よりも精度の高い壁面剪断乱流の熱伝達の予測が可能となり,又三次元スカラー拡散問題に対して有効な数値予測方法の手がかりを得た.
高度に構造の規制されたラダーポリシロキサンの合成研究

すでに我々が報告したジシクロヘキシルカルボジイミドによるシラノールの脱水縮合反応を用いることにより、ラダー型構造を有するポリシロキサンの合成を検討した。種々の置換基を検討した結果、中央に1、1、2-トリメチルプロピル(Tx)基、両端にフェニル基を有する二環式ラダーシロキサンPh_4Tx_2Si_6O_7を合成することができた。この化合物は無色の結晶であり、テトラフェニルジシロキサンジオールPh_4Si_2O(OH)_2とジテキシルジシロキサンテトラオールTx_2Si_2O(OH)_4をDMSO中DCCと反応させることによって得られた。構造は各種スペクトル(NMR,IR,MS)ならびにX線結晶構造解析により行った。また従来法によりフェニル基とメチル基を有する二環式ラダーシロキサンMe_4Ph_2Si_6O_7を合成しその結晶構造解析も行った。その結果、両者は置換基にかなりの違いがあるものの骨格としてはほとんど違いはなく、テキシル基による結合の伸長が認められる程度であった。三環式以上のものを得るために反応条件等を検討したが、単離にはいたらなかった。今回の結果よりラダーポリシロキサン合成には特に中央部(橋頭位)の置換基の大きさが重要であり、適当な大きさを持つ置換基を選択したときのみ目的物が得られるという知見が得られた。報告されているラダー構造を有すると推定されるポリシロキサンはいずれもフェニル基を有しているが、さらに細かい置換基の選択により、より構造の規制されたラダーポリシロキサンの合成が可能であると考えられる。
一斉開花一回繁殖型植物の生活史進化に対する種間交雑の関与

キツネノマゴ科イセハナビ属には集団が一定周期で一斉に開花し枯死する生活史を持つ種が存在する。沖縄本島において6年に1度一斉開花し枯死するコダチスズムシソウ(以下コダチ)と、複数回繁殖の多年草であるオキナワスズムシソウ(以下オキナワ)の交雑現象に着目し、推定雑種の形成プロセスを明らかにすることで、生活史の異なる種間の生殖隔離を検討した。コダチとオキナワで完全に分化しているSNPをスクリーニングし、CAPSマーカーを10遺伝子座作製した。核DNAのPHOT2遺伝子の塩基配列とCAPSマーカーのデータをもとにNewhybrids(Anderson and Thompson,2002)解析を行なったところ、推定雑種には、F1雑種、F2雑種、コダチとバッククロスした個体、雑種後代が存在する一方で、オキナワとバッククロスした個体は存在しないことが推定された。葉緑体DNAのtrnSGの塩基配列を決定したところ、コダチとオキナワは遺伝的に分化していた。F1雑種やF2雑種は必ずオキナワの葉緑体DNAハプロタイプを持っており、コダチの花粉がオキナワの胚珠に運ばれて一方向性の交雑が生じていることが明らかとなった。一方向性の考察は、交雑の生じうるコダチの一斉開花年にはコダチが大量の花を咲かせるので、ポリネーターに付着した花粉のほとんどがコダチのものとなることが原因であると推定された。また、一斉開花年以外はオキナワと雑種しか開花しないにもかかわらず、雑種がほとんどコダチとのみバッククロスする要因として、一斉開花年には訪花昆虫が頻繁に観察されるのに対して、一斉開花年以外にはほとんど訪花昆虫がいないことが原因であることが推測された。これらの結果から、生活史の違いが種間の生殖隔離機構として不完全ながらも機能していることが明らかとなった。キツネノマゴ科イセハナビ属には集団が一定周期で一斉に繁殖し枯死する生活史を持つ種が存在する。似たような生活史を持つ北米の周期ゼミにおいて、一斉に繁殖することで他種との交雑を回避することが周期性を持つ要因であるという仮説がある。イセハナビ属における交雑回避仮説の検証を目的に、沖縄本島本部半島において6年に1度一斉開花し、枯死するコダチスズムシソウ(以下コダチ)と、複数回繁殖の多年草であるオキナワスズムシソウ(以下オキナワ)に着目した。コダチとオキナワは花粉形態により識別でき、中間的な花粉形態を持つ推定雑種が存在する。本研究では、コダチとオキナワの推定雑種の形成プロセスを明らかにすることで、種間で生活史が異なることが生殖隔離機構に与える影響を検討する。2009年度はコダチの一斉開花の年に当たったことから、長期間の現地調査を行なった。その結果、コダチとオキナワは分布の重なる地域内でも側所的に生育し生態的に分化していること、推定雑種は両種が混在するわずかな場所でしか生育しないことが明らかとなった。核DNAのPHOT2遺伝子のexon、intron領域および葉緑体DNAのtrnSG遺伝子間領域を用いた系統推定を行なったところ、コダチとオキナワは遺伝的に分化しており、推定雑種は多くのほとんどの個体がオキナワの葉緑体DNAハプロタイプを持ち、コダチとオキナワの核DNAハプロタイプをヘテロに持つか、コダチのタイプをホモに持つことが示された。人工交配実験の結果、コダチとオキナワは両方向で交配可能であることが明らかとなり、推定雑種の交雑に方向性が見られるのは一斉開花による個体数の違いが影響していることが推定された。そこで、2010年度は核DNAマーカーの開発を行ない、推定雑種の詳細な遺伝型を推定し、親種間での浸透性交雑の有無を検証することで、推定雑種の形成プロセスを明らかにする予定である。

また、一斉開花年以外はオキナワと雑種しか開花しないにもかかわらず、雑種がほとんどコダチとのみバッククロスする要因として、一斉開花年には訪花昆虫が頻繁に観察されるのに対して、一斉開花年以外にはほとんど訪花昆虫がいないことが原因であることが推測された。これらの結果から、生活史の違いが種間の生殖隔離機構として不完全ながらも機能していることが明らかとなった。
フックス角膜内皮変性症の疾患特異的iPS細胞による病態解明

Fuchs角膜内皮変性症(FCD: Fuchs corneal dystrophy)は滴状角膜という特徴的所見を伴い、原発性に角膜内皮が障害され、加齢とともに進行性に内皮細胞数の減少をきたし浮腫性の角膜混濁(水疱性角膜症)をきたす角膜内皮ジストロフィの一つである。病因の詳細は明らかになっていない。本研究では、疾患患者6名から採血を行い、iPS細胞を樹立し、神経堤細胞(NCC;Neural Crest Cells)へまず誘導後に、角膜内皮細胞へと分化誘導を行った。遺伝子解析の結果、3人の日本人においてTCF4 (rs17089925), (rs17089887), CLU (rs3087554)の3箇所にSNPs変異を認め、1人のオランダ人においてTCF4 (rs613872), (rs2286812)の2箇所にSNPs変異を認めた。本年は日本人の変異株から角膜内皮を誘導し、分化状態および疾患表現型の評価を行った。誘導角膜内皮の分化マーカーに関してはオランダ人株でpItx2の発現が低いなど分化抵抗性の傾向をみとめた。いずれの内皮細胞も免疫組織学的検討ではZO1を染色し、tight junctionの形成を確認した。小胞体ストレスの発現の検証においては、TCF4変異を有するFE CD-iPS由来角膜内皮細胞(F-CEC)と健常人iPS由来角膜内皮細胞(C-CEC)を比較したreal time PCR解析から、F-CECにおいてオランダ人株においても、日本人株においても小胞体ストレスマーカーCHOP, GRP78, XBP1の増加を検出した。これらに関してreal time PCR法を追試し、F-CECではC-CECと比較し、C HOPは約15倍の発現増加を認め(p<0.01)。さらに疾患表現型に関連するCLU分子の発現はいずれも疾患株で上昇していた。疾患表現型をレスキューするドラッグスクリーニングに現在着手している。遺伝形式は基本的に常染色体優性遺伝形式とされてきたが、近年になってそれ以外の遺伝形式も報告されるようになった。本研究では、疾患患者6名から採血を行い、iPS細胞を樹立し、神経堤細胞(NCC;Neural Crest Cells)へまず誘導後に、当教室で開発した誘導法で角膜内皮細胞へと分化誘導を行った。その誘導細胞を用いて角膜内皮マーカーの発現を確認し、また病態解明のため小胞体ストレスマーカーの発現を評価した。また、患者より採取するサンプルを用いて遺伝解析も同時に行った。遺伝子解析では、3人の日本人においてTCF4 (rs17089925), (rs17089887), CLU (rs3087554)の3箇所にSNPs変異を認め、1人のオランダ人においてTCF4 (rs613872), (rs2286812)の2箇所にSNPs変異を認めた。平成28年度の研究実施予定としていたUPR、小胞体ストレスマーカーのプロファイリング、負荷試験を終了した。平成29年度の研究実施計画であった以下を達成した。UPR /小胞体ストレスあるいは酸化ストレスに注目し、in vitroでのFCD発症のモデル構築を試みる。しかるべきモデル構築のうえで、さらに(4)の薬剤スクリーニングを行った。UPR・小胞体ストレスマーカーのプロファイリング:これまで、FCDではGRP78やCHOPなどの一部のUPRストレスマーカーについては発現増加が報告されている。そこでFCD疾患

特異的iPS細胞由来角膜内皮細胞を用いて、UPR・小胞体ストレスの増加がみられるか、real time PCR法により84個のUPR・小胞体ストレスマーカーのプロファイリングが可能なQI AGEN社のキット製品を用いて評価を行った。Fuchs角膜内皮変性症(FCD: Fuchs corneal dystrophy)は滴状角膜という特徴的所見を伴い、原発性に角膜内皮が障害され、加齢とともに進行性に内皮細胞数の減少をきたし浮腫性の角膜混濁(水疱性角膜症)をきたす角膜内皮ジストロフィの一つである。病因の詳細は明らかになっていない。本研究では、疾患患者6名から採血を行い、iPS細胞を樹立し、神経堤細胞(NCC;Neural Crest Cells)へまず誘導後に、角膜内皮細胞へと分化誘導を行った。遺伝子解析の結果、3人の日本人においてTCF4 (rs17089925), (rs17089887), CLU (rs3087554)の3箇所にSNPs変異を認め、1人のオランダ人においてTCF4 (rs613872), (rs2286812)の2箇所にSNPs変異を認めた。本年は日本人の変異株から角膜内皮を誘導し、分化状態および疾患表現型の評価を行った。誘導角膜内皮の分化マーカーに関してはオランダ人株でpItx2の発現が低いなど分化抵抗性の傾向をみとめた。いずれの内皮細胞も免疫組織学的検討ではZO1を染色し、tight junctionの形成を確認した。小胞体ストレスの発現の検証においては、TCF4変異を有するFE CD-iPS由来角膜内皮細胞(F-CEC)と健常人iPS由来角膜内皮細胞(C-CEC)を比較したreal time PCR解析から、F-CECにおいてオランダ人株においても、日本人株においても小胞体ストレスマーカーCHOP, GRP78, XBP1の増加を検出した。これらに関してreal time PCR法を追試し、F-CECではC-CECと比較し、C HOPは約15倍の発現増加を認め(p<0.01)。さらに疾患表現型に関連するCLU分子の発現はいずれも疾患株で上昇していた。疾患表現型をレスキューするドラッグスクリーニングに現在着手している。平成29年度は、小胞体ストレスの他にFECDの病因として考えられている酸化ストレスの検証も行う。また、薬剤、低分子化合物による小胞体ストレスと酸化ストレスのパスウェイの阻害を行い、各種ストレスのレスキューが行えるか検証する。平成30年度に関しては、これまで得られた小胞体ストレスの病態関与の機序と、そのレスキューの経路を探索する。具体的には、UPR・小胞体ストレス負荷試験:iPS細胞由来角膜内皮細胞にBr efeldin AあるいはtunicamycinによるUPR /小胞体ストレス負荷を行い、マルチアレイキットを使用することで、UPR /小胞体ストレスのどの分子の発現に変化が現れるかを検証する。また、FCDの病変部にはTGFBIやClusterinが蓄積するので、これらの発現を表現型として、UPR /小胞体ストレス負荷によりFCDの臨床像を再現できるか検証する。あるいは、Ussing chambersystemを用いた角膜内皮細胞の生理学的ポンプ機能評価10)を用いて、ストレス負荷によりポンプ機能低下がみられるかも検証する。次に、薬剤・低分子化合物によるレスキュー実験を検討する。小胞体ストレス経路上の分子の阻害薬等を添加することで、各種ストレス負荷をレスキューする薬剤のスクリーニングを検証する。例えば、AMPKの活性化を介して小胞体ストレスを軽減させるAICAR、Epigallocatechi n、Arctigenin等が有効と思われる薬剤の候補である。