hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コアヒストンから迫る新規クロマチン構造変換機構の同定

真核細胞ゲノムはクロマチンとして制御されるため、クロマチンの主要構成因子ヒストンの核内反応における役割解明が重要である。本研究では、ヒストンの新規機能の発見とその機構に迫り、1)転写伸長と共役しヒストンH3-K36をメチル化する際のヒストンの役割、2)ヒストンがSgo1の保護を介し染色体分配を保証する機構、3)ヒストンH2B-D71残基がヒストンH2AよりそのバリアントH2A.Zの機能に寄与すること、4)ヒストンシャペロンFACTが複製フォーク前方からヒストンを解除すること、などを報告した。いずれもオリジナルかつ科学的に重要な発見で、さらなる研究の発展が期待できるものとなった。本年度の実績を下記に箇条書きする。(1)「ヒストンのGLAMP解析」及び「ヒストンH2A-I112A変異株における染色体分配異常の解析」;ヌクレオソームはふたつのヒストンH2A-H2B二量体とひとつのヒストシ(H3-H4)_2四量体からなるヒストン八量体にDNAが巻き付いた構造をとる。ヌクレオソーム構造は様々なDNA介在反応中に解体されたり、再生したりする。その機構についてヒストン-ヒストン分子間、ヒストン-DNA間の相互作用の変化の総体と捉え、このような相互作用領域に存在するヒストンのアミノ酸を個々にアラニンに置換した、酵母の点突然変異株ライブラリー119株を樹立し、解析した。さらに、このライブラリーの中からヒストンH2A-I112A変異株において、染色体分配異常の表現型を見いだし、解析した結果、chromosome bi-orientationに欠陥が生じることが示唆された。次年度以降、この現象の分子機構を詳細に解析し、コアヒストンから迫る新規染色体分配機構の解明に繋げたい。(2)ヒストンH3-K56のアセチル化による相同組換えの制御;ヒストンH3-K56A変異株において、姉妹染色分体間の組換え(SCR)の効率が著しく低下することを見いだした。この反応にはH3-K56のアセチル化に必要とされるヒストンシャペロンCIA/Asf1とヒストンアセチル化酵素Rtt109が要求された。さらに、H3-K56のアセチル化の下流で機能するRtt101-Mms1-Mms22ユビキチンリガーゼ複合体がこのSCRに必要だった。以上より、本研究で初めてH3-K56のアセチル化で制御される相同組換えの存在を明らかにし、それを報告した(Genes Cells 15,945-958,2010)。ヒストンバリアントは、通常のコアヒストンと置換してヌクレオソームを形成し、バリアント特異的なDNA介在反応を制御する。通常のヒストンH2AとそのバリアントH2A.Zについて、それぞれ酵母において網羅的な点変異体スクリーニングが行われ、「Htz1(酵母H2A.Z)存在下でのH2A点変異」、あるいは「野生型H2A存在下でのHtz1点変異」の細胞に与える影響が報告された。本研究では、H2AとHtz1のアミノ酸残基レベルでの連携を解明するため、H2A点変異とHtz1点変異を同時にもつ細胞の解析を目指した。両者の点変異同士の組み合わせは1万を超える。解析対象のアミノ酸数を限定するため、「H2A点変異の増殖能に与える影響」をHtz1非存在下で調べ、その条件で増殖に必須なH2A残基9つを同定した。この9つはH2AとHtz1でそれぞれ同一であり、これらを解析対象とし、H2A/Htz1二重点変異株81 (9 X 9)を作製した。8つのアミノ酸については、H2AとHtz1の同じ位置への変異導入により、増殖能が低下し、特にH2A-E93A/Htz1-E100Aは致死となった。これらは、H2AとHtz1の同じ位置のアミノ酸の機能が細胞の増殖に重要であることを示唆する。興味深いことに、H2A- E93AはHtz1-E100A以外に、Htz1-E64A, -L73A, -E72Aと組み合わせても増殖能が低下する。Htz1-E64, -L73, -E74, -E100は酸性のアミノ酸が集積するacidic patch領域に属する。これは、「H2Aのacidic patch内のE93」の増殖における機能は、「Htz1のacidic patch内の4残基により形成される表面」の機能で補完されることを示唆する。全てのDNA介在反応に連動し、ヌクレオソーム(ヒストン八量体にDNAが巻き付いた)構造はダイナミックに変換する。本研究では、439株からなる酵母ヒストン点突然変異ライブラリーを用い、様々な核内反応時のヒストンの役割の解明を目指す。本領域の発足直後から上記ライブラリーを駆使し、DNA修復(Genes Cells 15, 945-958, 2010)、染色体分配(EMBO J.30, 3353-3367, 2011)、転写伸長(Genes Cells 17, 65-81, 2012)におけるヒストン残基の新規役割の特定について報告してきた。平成25年度は、連結ヒストン法の論文化およ

ヌクレオソーム上のTBS-III領域(EMBO J.30, 3353-3367, 2011)とacidic patch領域について研究を集中させた。連結ヒストン法とは平成24年度までに完成させたコアヒストンを解析する新手法“Functional analysis of linker-mediated complex (FALC) strategy"のことである。具体的にFALC法をコアヒストンに適用した結果、ヒストンH2AとH2Bの機能を保持した状態で一分子(連結H2A-H2B)として連結することに成功し、さらに機能的な連結Htz1(H2Aのバリアント)-H2Bも作製できた。本年度において、連結H2A-H2Bと連結Htz1-H2BのそれぞれのH2B部分に点変異を導入することで、それぞれの連結ヒストンにおけるH2Bの機能を初めて調べることに成功した。その成果は、Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 111, 699-704, 2014に掲載され、その内容は科学新聞第3471号2014年1月24日(金)でも紹介された。TBS-III領域とacidic patch領域に関する実績については、現在までの達成度および今後の研究の推進方法の項目で述べることにする。真核細胞の核内で起こる全てのDNA介在反応過程において、ヌクレオソーム(ヒストン八量体にDNAが巻き付いたもの)構造はダイナミックに変換せざるをえない。本研究では、ヒストンの個々の残基にアラニン置換を導入した網羅的な酵母ヒストン点突然変異ライブラリーを用い、様々な核内反応時のヒストンの役割の解明を目指した。解析の結果、ヒストンH2AのAcidic patchの残基に点変異が導入されると、DNA二重鎖切断の端からDNAを削る効率が低下し、それが1本鎖部分へのRad51(組換え酵素)の結合量の低下を誘起させ、ひいては相同組換え能そのものの低下に繋がることが示唆された。一方、FALC法のニワトリDT40細胞への適用では、酵母連結ヒストンのH2B部位に導入された点変異と同様の効果が、ニワトリ連結ヒストンH2B部位への点変異でも観察されたことから、H2Bの遺伝学的機能解析が世界で初めて脊椎動物細胞で成されたこととなった。真核細胞ゲノムはクロマチンとして制御されるため、クロマチンの主要構成因子ヒストンの核内反応における役割解明が重要である。本研究では、ヒストンの新規機能の発見とその機構に迫り、1)転写伸長と共役しヒストンH3-K36をメチル化する際のヒストンの役割、2)ヒストンがSgo1の保護を介し染色体分配を保証する機構、3)ヒストンH2B-D71残基がヒストンH2AよりそのバリアントH2A.Zの機能に寄与すること、4)ヒストンシャペロンFACTが複製フォーク前方からヒストンを解除すること、などを報告した。いずれもオリジナルかつ科学的に重要な発見で、さらなる研究の発展が期待できるものとなった。交付申請時に、1) TBS-III領域と2) acidic patch領域について研究を集中させ、さらに3) FALC法を用いた連結ヒストンの解析(出芽酵母)と4) FALC法の脊椎動物細胞への応用も手がける研究方針を掲げていた。1), 3), 4)の研究は順調に進んだが、2)の研究が予想通りには進まなかった。以上を総合して判断し「おおむね順調に進展した」と区分した。次に1)-4)のそれぞれの達成度を簡潔に記す。1) TBS-III領域の解析:順調に進展した。染色体分配において、TBS-III領域のヒストン点変異はセントロメアタンパク質群のセントロメアへの結合を低下させ、さらにはセントロメアタンパク質の転写量を低下させ、それと同時にセントロメアを通過するnon-coding RNAの転写を亢進させた。
日英語の程度表現の統語構造と意味

大きさをあらわす述語が修飾している名詞に内在する程度を示すという現象かが日本語で最上級との組合せにおいてさらなる複雑な様相を呈すことは前年度発見したことであるが、ある程度の中間報告を日本英語学会のワークショップで発表し、短い論文の形にもまとめた。論文は国際学術誌に投稿し、現在審査中である。サイズをあらわす修飾表現は、これまで考えられていたよりも広い範囲で文法上重要な働きを示していることが本年度の研究において判明した。しかしながら、本年度の主たる成果は、何といっても、程度変項の全称量化が日本語に存在しているという事実の発見である。当初考えもしなかったことだが、この科研費プロジェクトはこの発見のためにあったと言っても過言ではない。日本語に限らず他の言語においても、同種の統語パターンが存在することが報告されたことは知る限りこれまでになく、画期的な成果だと自負している。これは不定(indeterminate)が関わる現象なので、譲歩節を除けば英語には存在しない日本語の特徴である。当該現象が否定極性や自由選択の性格を帯びる場合について論文をまとめ、近く、極性についての論文集に収録の上刊行される予定てである。否定極性や自由選択との関連では、名詞修飾の最上級が英語で類似のデータパターンを示すことがよく知られているのだが、日本語の最上級は英語で見られる用法を欠くという発見も、この研究の副産物として特筆に値する。日本語の最上級が序数詞を使うという特徴に関連していると考えて間違いない。日本語の最上級に欠けている用法は、スウェーデン語において通常の最上級と形態上区別されており、日本語の特徴はこの区別をさらに裏付けるものとなっている。最上級について、着実な進展が見られている。英語と日本語の違いについては、「もっとも」についての分析がまだ課題として残っているが、おおむね、当初の目標を達成したといえる。サイズ修飾の文法的役割の重要性と程度変項の全称量化に関わる成果は、プロジェクト当初には全く予想もしなかった展開だが、これまで誰も着目していなかった領域をはじめて開拓したことになる。日英語の比較という当課題の基本目標にそってまとめると、前者は共通項で後者が相違点ということになり、程度表現に関する研究を大きく進めることができている。サイズ修飾についての成果をもう少しまとまった形で論文に仕上げ、かつ、サイズ修飾と程度変項の全称量化の両方が関与すると思われる現象も存在するので、それについての研究を当プロジェクトの最終ステップとして進める。本年度は、当初、比較級と共起する程度表現から手をつける予定であったが、それらを含めた程度表現全般についての検討を大学院のセミナーで行ううち、日本語の「だけ」に着目し、それが指示詞に付随して程度表現を形成する場合や、節を伴って英語の量的関係節と呼ばれるものに対応する構文をなしている場合について分析を進めた。前者は比較級とも共起するという事実から手をつけるに至ったのだが、「これだけの本」のように名詞を修飾する場合の意味解釈と構造についての対応関係が複雑な様相を呈することが判明し、「だけ」と名詞との関係に集中して解明を試みた。その結果、指示詞プラス「だけ」が名詞を修飾する構造は、難易度など性質についてさしている場合と量をさしている場合のどちらでも使えるのだが、量的意味を持つ場合のみ格助詞に後続する形(たとえば「本をこれだけ読んだ」)を取ることができるという新発見につながり、量的意味を持つ場合は、前述の量的関係節の構文と共通の構造で、いわゆる量化子のうち「たくさん」のようなものと同列に扱うことができるという成果を得た。さらに、Carlson 1977が提案した英語の量的関係節の古典的分析における中心的アイデアのいくつかを現在のより精緻な句構造のシステムに取り込むことで日本語の量的関係節の構文が分析できることも判明した。こうした一連の分析結果は、英語の量的関係節も結局は関係詞節として扱うことができないかもしれないという可能性を浮上させ、その意味合いは大きい。本年度の成果は、最終年度に予定していた「くらい」や「ほど」についての研究につながるものであり、研究計画立案のときとは順序がことなる形で研究が進んでいるが、程度表現について考える際にまず念頭に浮かぶ形容詞の修飾という常識的な線ではない、名詞修飾の分野でとっかかりが得られたことは、初年度としては上出来である。今後の研究について当初予想もしていなかった興味深い着眼点を手に入れたことを意味するわけで、当初予定の比較級や最上級についての研究を進めていく上でも参考になると予想される。本年度は、計量単位語、自然数、さらに英語の量化子のmostとその日本語での対応表現の三つの領域において研究を進めた。まず、計量単位語については、日数表現が準数詞扱いの「数」との組合せで「じつ」となり、全体としては「か/にち/じつ」の交替形を持つことから出発し、分類詞や計量単位語が数詞と結合する場合に大和言葉系統と漢語系統の表現の混在が厳密に禁じられることにを、フィルターとして処理することを提案した。この研究の副産物としては、例外的な音形をもつ漢語の数少ない例としてよく知られている「いち」、「しち」、「はち」、「にち」が、いずれも数詞ないし日数表現であることを確認したことが挙げられる。これらの成果は、Societas Linguistica Europeae 49という国際学会で発表した。

自然数と数詞との関係については、前の科研課題のときから論文としての発表が持ち越しになっていたが、これまで見落としていたヒルベルトの自然数理解をあらたな提案の中で位置づけることにも成功し、また、ここ一、二年における発達心理学での成果を批判的に取り込む形でまとめ、発表した。句構造形成の演算操作を任意の単一の語彙項目に繰り返し適用することで自然数列に対応可能な集合列を作り出すことができる、というチョムスキーの提案の微調整であるが、任意の単一の語彙項目の代わりに空集合を使えば、数詞の言語分析に関して、数学で現在採用されているフォン・ノイマンの集合論的定義と直接比較して甲乙を論じることができるということが、本研究課題に着手してからの重要な進展といえる。量化子mostは、最上級のmostと関係があるというHackle 2009の提案があるが、日本語では対応する表現(「ほとんど」と「一番」)が別々なので、この言語間の違いをどう捉えるか、大学院のセミナーで検討を開始した。当初予定の比較級や最上級についての研究そのものは、やや後回しとなっているのが現状であるが、後者について、量化子からのアプローチにたどりついたのはあらたな展開といえる。前年度に行った、「だけ」がからむ量の程度に関係する表現の研究ともつながりができ、今後の展開に期待できる段階に到達した。また、日数表現など時の計量単位語の特殊性は、「二年目」などのように序数詞と関係していることからも注目していたが、本年度は和語と漢語の形態上の交替という別角度からその特殊性に迫ることができ、言語演算のさまざまな側面との関連から程度表現の性格を解明していくことの重要性を確認することになった。big idiotやbig fanのような、大きさをあらわす形容詞が修飾している名詞に内在する程度を示す場合について、本年度出版された日本語の統語論についてのハンドブックの担当章において「大ファン」など日本語での対応する表現の存在を指摘しておいたが、それがさらに最上級と組合わされる場合に見られる日本語独自の現象を発見し、現在、論文にまとめている最中である。この現象は、日本語の形容詞のシステム、ひいては普遍文法での形容詞のシステムについて示唆するところも少なくなく、日本語の「大きい」と「多い」が歴史上関連しているというよく知られている事実や、英語の量化子mostに対応する「大部分」という日本語の表現が「大」を含んでいるという事態と相まって、個別言語の個別語彙項目の特殊性として従来片付けられていた事柄を理論的観点から分析していく端緒となることが期待される。一方、-lyを語尾に持つ副詞的な程度表現について、日英語の比較であらたな糸口を見つけ、その予備的研究として、surprisinglyのような副詞的程度表現との関連が予想される感嘆文について大学院のセミナーで集中的に検討を行った。英語のhow very tallと同様に程度表現が二つ並ぶタイプに対応する日本語の感嘆文の存在に着目し、日本語の感嘆文独特の多様な程度表現について整理を行った。また、日本語の名詞に可算/非可算の区別が存在することを立証した論文を仕上げ、オープンアクセスの国際学術誌に発表した。これは、上記の「大部分」という表現などについての分析がカギになっている。当初の予定とは順番が異なる形で研究が進んでいるが、程度表現全般に関し日英語の共通点と相違点を包括的に明らかにしていくという究極的な目標に向かっては着実に歩んでいると言える。その中で、最上級そのものについてようやく突破口を見出すことが出来た。
画像解析装置を用いた口腔扁平上皮癌における基底膜構成成分の三次元的局在の検討

近年、細胞外マトリックスの一つであるフィブロネクチン(FN)は、細胞の接着のみならず細胞の活性化や遊走にも関連していると言われているが癌組織中に存在するFNの由来や意義に関しては、いまだ詳細は不明であり、FNが癌の進展を阻止しているのか否か、その拘わりについては解明されていない。そこで我々は癌組織におけるFNの由来と意義を解明するためにヒト高分化型口腔扁平上皮癌80症例の生検標本におけるFNの発現をFNに対するモノクローナル抗体を用いた免疫染色により検索した後、in situ hybridization法と画像解析装置をもちいて癌組織中においてFN遺伝子を発現している細胞を算出しFN分布パターンとの関係を調査した。これらの結果とT分類(U.I.C.C.1987)および所属リンパ節転移との関係、さらに高分化型口腔扁平上皮癌の予後との関係についても検索を行い以下の結果を得た。1)FN分布パターンは陰性(N型)、癌実質に発現しているもの(T型)、癌胞巣周囲に膜様に分布しているもの(M型)、癌間質にびまん性に分布しているもの(D型)に分類され、T型、M型は癌実質に、D型は癌間質にFNmRNA発現細胞が多数みられた。癌組織に発現したFNのうちT型、M型は腫瘍細胞が、D型は癌間質成分により産生されていることが判明した。2)癌実質にFNmRNA発現細胞数の多い症例および癌間質にFNmRNA発現細胞が少ない症例にT3、T4症例が多く、さらに癌実質においてFNmRNAを発現している細胞の多い症例は高率に所属リンパ節転移をきたしていた。3)D型および癌間質にFNmRNA発現細胞数の多い症例は他の症例に比し5年生存率が高く、癌間質にびまん性に発現したFNは高分化型口腔扁平上皮癌患者の予後に対して有利に作用していることが判明した。我々は、癌間質にFibronectin(FN)の分布が強陽生である症例にリンパ球浸潤も著明である傾向が見られることを免疫組織化学的手法を用いて把握しているが,今回は本年度の研究計画に則り癌間質におけるFN・T-Cell,B-Cell,Macrophage(M)の分布を検索し、FNとこれら免疫担当細胞の関係および口腔癌の予後との関係について比較検討し興味ある知見を得たので報告する。研究対象は、当科外来において生検を施行した未治療の口腔癌のうち,高分化型扁平上皮癌30例とし,同症例のうち病歴調査により結果の得られた20例についてKapran-Meir's法を用いて5年生存率を求めた。方法は採取した組織材料を10%ホルマリン固定後,パラフィン切片とし,リンパ球浸潤の検索にHE染色,FN,T-Cell浸潤;B-Cell,Macrophageの分布の検索にはモノクローナル抗体を用いてSAB法にて免疫染色を行った。その結果,FN分布とリンパ球浸潤度(LI)の間には正の相関傾向が認められ,(T-Cell浸潤度)(T1)もLIとおよそ一致したFNとの相関を示した。B-Cellの浸潤に関してはFNとの相関は認められなかったが,Mの浸潤度(MI)はTI同様にFNとの相関傾向を示し,またFN分布の顕著な症例においてTIとMIは正の相関性を有していた。さらにFN分布と予後との関係において,FN陰性症例では0%,FN弱陽性症例では40%;FN強陽性症例では78%であり,FN分布と予後は有意に正の相関傾向を示した。

FN強陽性症例に予後良行例が多いのは同症例におけるT-Cell浸潤が高度である傾向が認められるためであると考えられたが,FN強陽性の高度T-Cell浸潤症例とFN陰性の高度T-Cell浸潤症例の予後を比較したところ前者の方がより高い5年生存率を示したため,この仮説は覆えされた。何れにしても,上記の結果よりFNは癌間質において,癌の進展を阻止しているものと思われた。近年、細胞外マトリックスの一つであるフィブロネクチン(FN)は、細胞の接着のみならず細胞の活性化や遊走にも関連していると言われているが癌組織中に存在するFNの由来や意義に関しては、いまだ詳細は不明であり、FNが癌の進展を阻止しているのか否か、その拘わりについては解明されていない。そこで我々は癌組織におけるFNの由来と意義を解明するためにヒト高分化型口腔扁平上皮癌80症例の生検標本におけるFNの発現をFNに対するモノクローナル抗体を用いた免疫染色により検索した後、in situ hybridization法と画像解析装置をもちいて癌組織中においてFN遺伝子を発現している細胞を算出しFN分布パターンとの関係を調査した。これらの結果とT分類(U.I.C.C.1987)および所属リンパ節転移との関係、さらに高分化型口腔扁平上皮癌の予後との関係についても検索を行い以下の結果を得た。1)FN分布パターンは陰性(N型)、癌実質に発現しているもの(T型)、癌胞巣周囲に膜様に分布しているもの(M型)、癌間質にびまん性に分布しているもの(D型)に分類され、T型、M型は癌実質に、D型は癌間質にFNmRNA発現細胞が多数みられた。癌組織に発現したFNのうちT型、M型は腫瘍細胞が、D型は癌間質成分により産生されていることが判明した。2)癌実質にFNmRNA発現細胞数の多い症例および癌間質にFNmRNA発現細胞が少ない症例にT3、T4症例が多く、さらに癌実質においてFNmRNAを発現している細胞の多い症例は高率に所属リンパ節転移をきたしていた。3)D型および癌間質にFNmRNA発現細胞数の多い症例は他の症例に比し5年生存率が高く、癌間質にびまん性に発現したFNは高分化型口腔扁平上皮癌患者の予後に対して有利に作用していることが判明した。
デジタルファブリケーションを活用した地域連携・協同型支援機器提供システムの開発

1.再設計・再編集が可能なコラボレーション型支援機器データベースの機能試作クラウド型データベースを利用して,ヒストリー型3DCAD等で設計された支援機器3DCADデータを付加した支援機器データベースを試作した.そして,先行研究にて設計した支援機器データに加えて,電動車椅子操作用ジョイスティックやストローホルダー等の自助具データを設計し実装した.今回実装した3DCADデータの多くはパラメータアプローチを採用しているため,利用者の身体状況等に応じて寸法変更が可能である.また,ダイレクトアプローチによる支援機器の製作改造に対処するため,特別支援学校で利用される食器を集め,その形状のスキャンニング方法について検討を行った.2.デジタルものづくりができる人材を養成するための研修プログラムの開発支援機器の製作改造による対応は,何よりも利用者の身体状況やニーズ等を十分に考慮することが必要である.そこで,3Dプリンティング技術等のデジタルファブリケーションの利点を活かした支援技術サービスが展開できるように,支援者に求められる技能や知識についての範囲を設定した上で,習得すべき研修コンテンツを検討した.その研修コンテンツの妥当性等を検証するために,支援者および障害のある利用者を対象とした,デジタルモノづくり講習会を試行的に2回開催した.その結果,デジタルファブリケーションに対する興味は向上し,多様な立場にある参加者から好評価を得ることができた.ダイレクトアプローチ用の3DCADデータを作成するために,特別支援学校で利用される食器の形状を低コストでスキャニングできる方法の検討に時間を要し,デジタルデータ化および試作にまで至らなかったため.支援機器データベースについては,クラウド型データベースを利用していることから相互の情報交換や共同作業が行いやすいため,離れた場所にいる支援機器相談に関わる専門職や,CAD設計に操作に慣れた人の協力を積極的に得る方策をとる予定である.また,デジタルものづくりができる人材を養成するための研修プログラム開発のために,デジタルものづくり講習会は継続して実施するが,地域の自助具ボランティア,ファブラボ,大学,企業等の協力を得て開催することを計画している.1.再設計・再編集が可能なコラボレーション型支援機器データベースの機能試作クラウド型データベースを利用して,ヒストリー型3DCAD等で設計された支援機器3DCADデータを付加した支援機器データベースを試作した.そして,先行研究にて設計した支援機器データに加えて,電動車椅子操作用ジョイスティックやストローホルダー等の自助具データを設計し実装した.今回実装した3DCADデータの多くはパラメータアプローチを採用しているため,利用者の身体状況等に応じて寸法変更が可能である.また,ダイレクトアプローチによる支援機器の製作改造に対処するため,特別支援学校で利用される食器を集め,その形状のスキャンニング方法について検討を行った.2.デジタルものづくりができる人材を養成するための研修プログラムの開発支援機器の製作改造による対応は,何よりも利用者の身体状況やニーズ等を十分に考慮することが必要である.そこで,3Dプリンティング技術等のデジタルファブリケーションの利点を活かした支援技術サービスが展開できるように,支援者に求められる技能や知識についての範囲を設定した上で,習得すべき研修コンテンツを検討した.その研修コンテンツの妥当性等を検証するために,支援者および障害のある利用者を対象とした,デジタルモノづくり講習会を試行的に2回開催した.その結果,デジタルファブリケーションに対する興味は向上し,多様な立場にある参加者から好評価を得ることができた.ダイレクトアプローチ用の3DCADデータを作成するために,特別支援学校で利用される食器の形状を低コストでスキャニングできる方法の検討に時間を要し,デジタルデータ化および試作にまで至らなかったため.支援機器データベースについては,クラウド型データベースを利用していることから相互の情報交換や共同作業が行いやすいため,離れた場所にいる支援機器相談に関わる専門職や,CAD設計に操作に慣れた人の協力を積極的に得る方策をとる予定である.また,デジタルものづくりができる人材を養成するための研修プログラム開発のために,デジタルものづくり講習会は継続して実施するが,地域の自助具ボランティア,ファブラボ,大学,企業等の協力を得て開催することを計画している.3Dプリンターの購入を予定していたが,購入機種の仕様の再検討を行ったため今年度は購入せず,次年度以降に購入することにした.
電気推進法による新しい漁船船型の開発

電気推進船の場合、発電機関からモータ駆動までの動力の伝達効率が従来のディーゼル船に比べて約15%悪くなるというデメリットがあり、この克服がポッド式電気推進漁船採用の重要な要素となる。漁船は航行時と操業時では、推進機関や電力の使用状況が大きく異なり、漁船の船種によっては操業形態も異なるので、ポッド式電気推進漁船の得失は一概には言えない。そこで、総トン数135トンのまき網漁船を対象として、それを電気推進船とした場合の性能評価を行った。ポッド式電気推進漁船は、抵抗低減を図るためにバトックフロー船尾船型とした。模型船を製作して抵抗計測を行った。また、ポッドの抵抗を推定するために形状が異なる10種のポッド模型を製作して、抵抗計測を実施し、ポッド抵抗の推定式を導いた。これらの結果を基に、従来船型とポッド式電気推進船の抵抗を比較すると、計画速力付近で約7%の抵抗低減が得られた。自航要素を推定してプロペラ設計を行い、バトックフロー船型の推進性能を推定した。その結果、抵抗低減とプロペラ効率の向上により、従来船に比べて、1415%程度の性能向上が見込まれ、伝達効率の低下をほぼカバーできる見通しが得られた。まき網漁船の操業パターンを想定して、電力消費も考慮した年間燃料消費量を推定したところ、電気推進漁船の方が従来漁船よりも約5%の増加となった。一方、バトックフロー船尾船型は針路安定性が劣る、との懸念があるため、模型船を使って斜航試験とpure yawing試験を実施して、針路安定性能の検討を行った。試験は、従来船型と、バトックフロー船型にポッドをつけた場合、センタースゲグを拡大した場合、などいくつかの組み合わせで実施した。その結果、センタースゲグを若干大きくすることで、従来船と同等の針路安定性を確保できることが分かった。従来の漁船の推進法はディーゼル機関に減速機を介してスクリュープロペラを直結する方法であったのに対して、最近大型・中型船に採用され始めた電気推進法はポッドプロペラを電動モータで駆動する方法である。電動モータは発電機によって駆動されるが、発電機は従来漁船のディーゼル機関に比べて小型化できるため、船尾に大きなスペースを占めていた機関室が大幅に縮小できることになる。従って、電気推進船では、この空いたスペースを利用して居住空間の確保や魚艙の拡大などが図られるとともに、ディーゼル機関の保守点検が軽減されるというメリットがある。一方、発電機からモータ駆動までの動力の伝達効率が従来のディーゼル船に比べて約15%悪くなるというデメリットがある。そこで、漁船船型に電気推進法を適用することを考えて、このデメリットを克服するためにバトックフロー船尾を採用して、まず船体抵抗の低減を図ることにした。供試船としてまき網漁船を選定し、それを電気推進船とした場合の船尾の配置の概略設計をして、バトックフロー船尾の船型計画を行った。そして、従来型の船型とバトックフロー船型の2隻の模型船を製作し、それを使って回流水槽で抵抗試験と流れの可視化実験を行った。その結果、船体抵抗は1015%の抵抗低減が得られた。この結果と自航要素の推定やプロペラ設計をして、推進性能を評価すると約10%の改善が得られた。しかし、電気推進法の場合は伝達効率が15%低減するため、これをカバーするまでには至らず、省エネという観点からはまだ改善の必要があることが分かった。また、船体に付加するポッドの抵抗を今回は既存の文献データを利用して推定したが意外に大きく、この低減についても検討する必要があることが分かった。

ポッド式電気推進船は従来船に対して、機関室を大幅に縮小できるため、この空いたスペースを利用して居住空間の確保や貨物艙の拡大が図られる等のメリットがある。従来の漁船は居住区画が狭く、労働環境、居住環境ともに劣悪であることが漁船漁業の後継者難の一因となっている。このため、ポッド式電気推進船になれば、居住環境が改善されて、若者の就労も期待できる。一方、電気推進の場合、発電機からモータ駆動までの動力の伝達効率が従来のディーゼル船に比べて約15%悪くなるというデメリットがあり、この克服がポッド式電気推進漁船採用の重要な要素となる。そこで、総トン数135トンのまき網漁船を対象として、それを電気推進船とした場合の性能評価をすることにした。従来の漁船船型に比較して抵抗低減を図るためにバトックフロー船尾船型とした。従来船型とバトックフロー船型の模型船を製作して抵抗計測を行った。また、ポッドの抵抗を推定するために形状が異なる10種のポッド模型を製作して、抵抗計測を実施した。以上の計測結果を基に、従来船型とポッド式電気推進船の抵抗を比較すると、船速によって異なるが、610%の抵抗低減が得られた。自航要素を推定してプロペラ設計を行い、バトックフロー船型の推進性能を推定した。その結果、抵抗低減とプロペラ効率の向上により、従来船に比べて、1415%程度の性能向上が見込まれ、伝達効率の低下をほぼカバーできる見通しが得られた。一方、バトックフロー船尾船型は保針性が劣る、との懸念があるため、模型船を使った斜航試験とpure yawing試験を実施して、保針性能の検討を行った。試験は、従来船型と、バトックフロー船型にポッドをつけた場合、センタースゲグを拡大した場合、などいくつかの組み合わせで実施し、保針性能の比較を行った。その結果、センタースゲグを若干大きくすることで、従来船と同等の保針性を確保できることが分かった。
陶腺におけるT細胞分化誘導機構の解析

胸腺中におけるT細胞の生成の機構とは,単純化して言えば胸腺ストロ-マ細胞がT系列細胞にどのような作用を及ぼすかということである.本研究で明らかになったことは下記のごとくである.1.胸腺中における最も未成熟なpreT細胞.デオキシグアノシン(dGuo)処理胎児胸腺培養(FTOC)へmicro i.t.法(microinjectorを用いて移入する方法)を用いて胸腺中のいろいろの細胞分画について,そのprecursor活性をしらべた,胸腺中のThyー1AAーDD群は骨髓中のstem cellに近く,これまでに発見された胸腺中のpreTとDては最も未成熟なものであり,骨髓から胸腺へ移した直後のものと考えられた.2.T細胞分化増殖におけるマクロファ-ジ(Mφ)の重要性. dGuoーFTOCでのT細胞分化成熟はin vivoにおけるよりかなり遅れる.そこへMφを加えると分化成熟が促進された.樹状細胞(DC)にはその作用がなかった.3.ストロ-マ細胞とT系列細胞の接着. fibroblast様胸腺ストロ-マ細胞が発現し,T系列細胞との接着に関与する分子(107KDaの糖蛋白)を分離することに成功した.この分子に対するモノクロ-ナル抗体を用いて,接着とT細胞分化の関係について解析を進めている.4.ストロ-マ細胞とそれが産生するサイトカイン.胎児胸腺由来のfibroblast様ストロ-マ細胞株TStー4は,CD4AAーBBBAAーBB未成熟胸腺T細胞をヘルパ-系T細胞へのと成熟させる機能を持つ. TStー4はMーCSFとILー7を少量産生している.しかし,ヘルパ-T細胞方向への分化支持ち細胞間接着または未知の因子を会して行われるものと考えられた.5.胸腺内トレランスとDC. Mlsー1AAaBBに対するクロ-ン死滅型のトレランスに関与する細胞をmicro i.t.法を利用して解析した.その結果,DCとB細胞が必要であることが示された.その場合B細胞は単にMls抗原を提供するだけで,機能細胞はDCであることが明かとなった.胸腺中におけるT細胞の生成の機構とは,単純化して言えば胸腺ストロ-マ細胞がT系列細胞にどのような作用を及ぼすかということである.本研究で明らかになったことは下記のごとくである.1.胸腺中における最も未成熟なpreT細胞.デオキシグアノシン(dGuo)処理胎児胸腺培養(FTOC)へmicro i.t.法(microinjectorを用いて移入する方法)を用いて胸腺中のいろいろの細胞分画について,そのprecursor活性をしらべた,胸腺中のThyー1AAーDD群は骨髓中のstem cellに近く,これまでに発見された胸腺中のpreTとDては最も未成熟なものであり,骨髓から胸腺へ移した直後のものと考えられた.2.T細胞分化増殖におけるマクロファ-ジ(Mφ)の重要性. dGuoーFTOCでのT細胞分化成熟はin vivoにおけるよりかなり遅れる.そこへMφを加えると分化成熟が促進された.樹状細胞(DC)にはその作用がなかった.3.ストロ-マ細胞とT系列細胞の接着. fibroblast様胸腺ストロ-マ細胞が発現し,T系列細胞との接着に関与する分子(107KDaの糖蛋白)を分離することに成功した.この分子に対するモノクロ-ナル抗体を用いて,接着とT細胞分化の関係について解析を進めている.4.ストロ-マ細胞とそれが産生するサイトカイン.胎児胸腺由来のfibroblast様ストロ-マ細胞株TStー4は,CD4AAーBBBAAーBB未成熟胸腺T細胞をヘルパ-系T細胞へのと成熟させる機能を持つ. TStー4はMーCSFとILー7を少量産生している.しかし,ヘルパ-T細胞方向への分化支持ち細胞間接着または未知の因子を会して行われるものと考えられた.5.胸腺内トレランスとDC. Mlsー1AAaBBに対するクロ-ン死滅型のトレランスに関与する細胞をmicro i.t.法を利用して解析した.その結果,DCとB細胞が必要であることが示された.その場合B細胞は単にMls抗原を提供するだけで,機能細胞はDCであることが明かとなった.胸腺中の細胞は、T系列の細胞とこれに分化誘導のシグナルを与えるストロ-マ細胞に2大別することができる。本研究の目的は、ストロ-マ細胞がT系列細胞へどのような作用を行うかを解明することである。そのためには、分化誘導が可能なT系列細胞(preT細胞)もストロ-マ細胞も株化して実験を行うのが望ましい、preT細胞は未だ株化に成功していないが、胎児胸腺細胞または成体胸腺中のCD4^-8^-(DN)細胞を用いることができる。一方、ストロ-マ細胞は株化されたものが報告されており、われわれもマウス胎児由来の株TSt-4を樹立している。ストロ-マ細胞株の問題点は、preT細胞からT細胞までの全過程の分化を支持するものは未だ得られていないことである。このことはT細胞誘導にかかわるストロ-マ細胞は1種類でないことを示唆している。TSt-4株の単層培養上でDN細胞を培養するとCD4^+ヘルパ-T細胞が作られる。このTSt-4は、胸線ストロ-マ細胞として株化されているものの多くが上皮由来であるのに対して、フィブロブラスト様細胞であることが明らかになった。

TSt-4は未成熟T細胞と結合する能力があり、また胎児胸腺細胞あるいはIL-1の作用によってIL-6とIL-7を産生する。おそらく、これらの因子はCD4^+細胞の分化に部分的に関与しているものと考えられる。マウス胎児胸腺の臓器培養(FTOC)をデオキシグアノシンで処理すると、骨髄由来の細胞は死滅する。このFTOCへpreTその他の細胞を移入することができる。この実験によってマクロファ-ジ(Mφ)や樹状細胞(DC)がT細胞分化にとって重要な役割を担っていることが明らかになった。要約すると、T細胞分化誘導には上皮細胞、フィブロブラスト様細胞およびMφ/DCが関与しており、これらとpreTの相互作用によって作られるファクタ-がT細胞の増殖にかかわっていると考えられる。胸腺中におけるT細胞の生成の機構とは,単純化して言えば胸腺ストロ-マ細胞がT系列細胞にどのような作用を及ぼすかということである.本研究で明らかになったことは下記のごとくである.1.胸腺中における最も未成熟なpreT細胞.デオキシグアノシン(dGuo)処理胎児胸腺培養(FTOC)へmicro i.t.法(microinjectorを用いて移入する方法)を用いて胸腺中のいろいろの細胞分画について,そのprecursor活性をしらべた.胸腺中のThyー1^-群は骨髄中のstem cellに近く,これまでに発見された胸腺中のpreTとしては最も未成熟なものであり,骨髄から胸腺へ移行した直後のものと考えられた.2.T細胞分化増殖におけるマクロファ-ジ(Mφ)の重要性.dGuoーFTOCでのT細胞分化成熟はin vivoにおけるよりかなり遅れる.そこへMφを加えると分化成熟が促進された.樹状細胞(DC)にはその作用がなかった.3.ストロ-マ細胞とT系列細胞の接着.fibroblast様胸腺ストロ-マ細胞が発現し,T系列細胞との接着に関与する分子(107KDaの糖蛋白)を分離することに成功した.この分子に対するモノクロ-ナル抗体を用いて,接着とT細胞分化の関係について解析を進めている.4.ストロ-マ細胞とそれが産生するサイトカイン.胎児胸腺由来のfibroblast様ストロ-マ細胞株TStー4は,CD4^ー8^ー未成熟胸腺T細胞をヘルパ-系T細胞へと成熟させる機能を持つ.TStー4はMーCSFとILー7を少量産生している.しかし,ヘルパ-T細胞方向への分化支持は細胞間接着または未知の因子を介して行われるものと考えられた.5.胸腺内トレランスとDC.Mlsー1^aに対するクロ-ン死滅型のトレランスに関与する細胞をmicro i.t.法を利用して解析した.その結果,DCとB細胞が必要であることが示された.その場合B細胞は単にMls抗原を提供するだけで,機能細胞はDCであることが明かとなった.
国際医療テレカンファレンス実施のための連携支援オンラインデータベースの構築

国際的な遠隔医療カンファレンスは有用だが情報共有の困難さが活動の定着を阻んでいる。研究代表者らは国際医療カンファレンスの企画から実施を支援するオンラインデータベースシステムを開発した。2015年6月からセンター内運用し、2018年6月現在のべ1308施設を接続する136件のイベントを運用した。うち12件は海外の主催者が実施する定例イベントで公開運用した。形式・言語が統一され、時差等の管理を自動化し一定の品質のイベントプログラムを作成できるようになった。困難だった最新のイベントプログラム情報の共有が可能になった。今後は技術的課題を解決しシステムを完全公開し外部の主催者の企画を促進する必要がある。本研究の初年度である本年度にデータ数、更新回数、新規追加数が最も多い「メンバー」の情報をデータベース化でき、メーリングリストとして運用できるようになったのは大きな成果と考えている。これにより確実に更新ができるようになり、より古い情報を参照してしまうような問題も防げるようになった。さらにメンバーの情報について複数の人間が最新の情報を更新または参照することができるようになり、センター人員の拡大のタイミングとも重なったことで、業務の引き継ぎをスムーズにした。プログラムもシステム側は完了したがデータ書き出しに向かないため、運用方法を検討中である。また以上で定めた遠隔医療カンファレンス運用に必要な項目に関してまとめ、学会論文発表を行った。以下に計画で定めた項目別に状況を示す。1過去の遠隔医療カンファレンスの情報整備、データベースへの流し込み:メンバー情報についてこれまでばらばらのファイル・言語で保管された約2000人の情報を整理しデータベースへ入力した。これと並行してメーリングリストのシステムとして構築し、センター内で実用化することにより、メンバーの情報が自動的に更新・蓄積されるようにした。2施設単位のログインルール構築:ルールを構築し、ログインフォームを実装した。3Webインターフェースデザイン4システム構築:メーリングリスト、プログラム運用部分を完了した。センター内の実運用をもとにデータの内容や表示形式について検討を行い、データベースの情報をcsvおよびexcelで書き出す機能を付加することで定着的運用に至った。5九州大学病院メールサーバとの連携:連携を完了した。入力した文字の形式などにより連携ができない問題が発生したことを受け、エラーメッセージを出すようにすることで運用を実現した。本年度予定していた部分はすべて遂行でき、メーリングリスト機能は実運用まで実現させることができた。本年度は国際カンファレンス運営システムにおける「イベントプログラムシステム」、および一部の「施設マイページ」「管理者システム」の構築及びセンター内運用を行った。「イベントプログラムシステム」に関しては、これまでばらばらに運用されていたプログラムの統一形式を作成することで、情報不備を防止し良質なプログラム作成を支援できた。また複製機能を設け定例プログラムの準備を効率化できた。初年度に構築したメーリングリストとイベントプログラムの両システムをリンクさせることにより、イベントプログラムに含めるべきメンバーがメーリングリストから外れてしまう問題を防止することが可能となった。イベントプログラムシステムの構築にあたっては多様なプログラムに対応するため、試運用する中で当初想定より多くの機能を持ったシステムが必要であることが分かった。現在90%程度完成しているが、本システム形式については今後も継続的なニーズ調査及び更新が必要であると考えられる。このため、イベントプログラムシステムに関しては、本研究終了後のステップである、外部公開を一部前倒しで開始することとし、本年度中にセンターのホームページ上で一部のプログラムを公開することに成功した。国際医療カンファレンス実施にあたり最も重要なイベントプログラムシステムについて公開運用しながらフィードバックを入手し、適切なシステムの設計を進めるとともに、周辺システムを構築していくこととする。その他「施設マイページ」については、これまでに構築したメンバーやイベントプログラムに関するシステムに関連する部分のみを構築し、その代わり必要となった「管理者システム」を構築した。また本研究で別途構築予定としていた技術的情報管理システムや、書類管理システムについては、今後公開運用しながらニーズを調査したうえで構築するべきであると考えたため、本研究では扱わないことにした。当初計画していたイベントプログラムシステムについては、構築・センター内試運用を達成したばかりではなく、本研究終了後のステップであるセンター外への公開運用を開始できたため。これにより国際医療カンファレンス実施にあたりもっとも重要なイベントプログラムシステムについて、外部からのフィードバックを入手しより適切なシステムの設計を進めることができる。また公開運用したシステムに関しては、プログラムの脆弱性やセキュリティ等の技術的ハードルについても検討を行い、解決したうえで公開することができた。最終年度である本年度は、システムの継続的更新、及び、「イベントプログラム管理システム」・「イベント実績管理システム」の院内・院外運用、および「人物情報管理システム」の院内運用による遠隔医療カンファレンスを継続的に実施した。3年間の研究期間で、開催イベント数は1年目の2015年度は90回、2年目の2016年度は121回、3年目の2017年度は126回と増加した。国際医療教育ネットワークは新たに38か国196施設へ拡張し、2018年3月31日時点で62か国577施設となった。2015年6月からは開催予定のイベントプログラム情報をオンラインで公開し運用した。本研究で遠隔医療カンファレンスマネジメントシステムを開発・運用することにより、情報の不備を防止し、高品質なカンファレンスの実施を効率的に行うことが可能になった。また以前は困難だった開催前のプログラム情報をオンライン上で公開し、幅広い参加者への事前告知が可能となった。本成果を国内外の学会・ジャーナルで発表した。

今後は本オンラインシステムを用いた周知をさらに強化するとともに、多国間を結ぶ遠隔医療カンファレンスの企画・実施の困難さを本システムにより円滑化し、国際医療カンファレンスの企画者を育て、優良なプログラムの実施につなげていきたい。そのためには現在限られた企画者に許可しているイベントプログラムの企画をさらに多くのユーザに使用していただき、遠隔医療カンファレンスイベントの企画を推奨する必要がある。システムのセキュリティを整備し、世界の連携施設へ本システムを展開することでさらに多くのユーザへのイベント企画・実施を促進できる。国際的な遠隔医療カンファレンスは有用だが情報共有の困難さが活動の定着を阻んでいる。研究代表者らは国際医療カンファレンスの企画から実施を支援するオンラインデータベースシステムを開発した。2015年6月からセンター内運用し、2018年6月現在のべ1308施設を接続する136件のイベントを運用した。うち12件は海外の主催者が実施する定例イベントで公開運用した。形式・言語が統一され、時差等の管理を自動化し一定の品質のイベントプログラムを作成できるようになった。困難だった最新のイベントプログラム情報の共有が可能になった。今後は技術的課題を解決しシステムを完全公開し外部の主催者の企画を促進する必要がある。今後はメーリングリストおよびプログラムの新規作成機能や施設マイページなど、残りの部分のシステムを構築し、センター内の試運用を進める。メーリングリストは表データ書き出し機能を付加することで実運用を実現したが、プログラムに関してはレイアウト調整の問題がありデータ書き出しに不向きである。このため、現在内部アクセスに限定したシステムを、一部外部からも参照できるようにし、1-2人の組織外ユーザーの協力のもと、試運用を進めることとする。このためにサーバについて定期的なバックアップおよび有事の際にすぐに戻せるような体制の構築をおこなう。サーバへのアクセスはhttpsとし、公開部分に関してはSQLインジェクションなどのサイバー攻撃に対応できるようなプログラミング言語の見直しを行う。今後は国際医療カンファレンス実施にあたり最も重要なイベントプログラムシステムについて公開運用しながらフィードバックを入手し、適切なシステムの設計を進める。またそれにあわせて、周辺システムを設計する。実際の施設外への公開運用には、システム構築、セキュリティ管理、ID管理、マニュアル整備などまだ多くの壁があり、本年度一部開始した公開運用によってより明確な研究戦略を構想する。
ヒト肺がん及び悪性胸膜中皮腫の腫瘍マーカーの検討

我々は、樋野教授(病理・腫瘍学講座)及びIBL(免疫生物研究所)との共同研究として、この2年間に、主に、N-ERC/MesothelinのELISA系の開発と胸膜中皮腫における臨床的有用性を検討した。臨床に関しては、2005年8月、全国に先駆けて「アスベスト・中皮腫外来」を開設し、症例集積を開始した。現在は多施設共同臨床試験(全国9施設)の形で症例集積を行っている。現時点で、500例(ボランティア102例、中皮腫61例、良性胸膜炎14例、石綿肺6例、胸膜肥厚105例、曝露83例、肺がん30例、その他(胸水または胸壁に腫瘤を有し、中皮腫と臨床上鑑別を要する疾患、)など)を超える症例を検討した。また、肺がんに関しては、中皮腫と異なる染色様式を示すことから、今後、臨床情報との関連を検討する必要がある。今後は、(1)血中N-ERC/Mesothelinと臨床及び病理組織像との関連、(2)他の中皮腫腫瘍マーカー(OPN、CA125、Cyfraなど)との比較及び組み合わせの検討、(3)発がんに関する遺伝子解析、(4)中皮腫細胞と正常細胞での細胞膜表面ERC/Mesothelin分子の違いの検討、(5)早期診断の可能性の検討(蛍光内視鏡の使用など)を行い、将来的には、低侵襲かつ有効な治療法の確立を目指している。2005年8月、アスベスト・中皮腫における「クボタショック」と時期を同じくして、本研究のプロトコールが順天堂医院の倫理委員会で承認された。また、全国に先駆けて「アスベスト・中皮腫外来」を開設し、症例の集積も開始した。現在、検体及び患者情報管理システムを含めた他施設との共同研究システムを構築し、症例の集積を行っている。一方、研究においては、本学の樋野教授(第2病理学講座)とIBL(免疫生物研究所)の共同開発によるヒトのERC/Mesothelin測定系(ELISA)を用いて、患者血液での測定を開始すると同時に、組織でのMesothelinのタンパク発現を免疫組織学的に検討している。上記の結果、ELISA系の確立とヒトの臨床検体(血液、組織)を用いたERC/Mesothelinの腫瘍マーカーとしての有用性に関する論文は、現在投稿中である。また、今後は、さらに多数の症例(健常人ボランティア、中皮腫及び胸膜プラーク、結核性胸膜炎、良性胸膜炎、びまん性胸膜肥厚、癌性胸膜炎など鑑別疾患)を集積し、臨床病理像との関連、他の中皮腫腫瘍マーカーとの比較、早期診断の可能性について検討を行う予定である。